無線通信システムにおける重畳符号化
【課題】多数のユーザ候補に重畳符号化を使用することにより、無線通信システムの順方向回線データ処理性能を最大にする方法を提供する。
【解決手段】基地局は重畳符号化のユーザ候補の一覧表を編集し、評価関数の結果に基づいてユーザ候補を位置付けし、ユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択する。他のユーザ・データ・パケットを最もふさわしいユーザ・データ・パケットに付加することにより、重畳符号化パケットを編集する。ここではユーザ候補のためのデータ・パケットは複数の異なるフォーマット及び無線通信標準規格に適合する。
【解決手段】基地局は重畳符号化のユーザ候補の一覧表を編集し、評価関数の結果に基づいてユーザ候補を位置付けし、ユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択する。他のユーザ・データ・パケットを最もふさわしいユーザ・データ・パケットに付加することにより、重畳符号化パケットを編集する。ここではユーザ候補のためのデータ・パケットは複数の異なるフォーマット及び無線通信標準規格に適合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に無線通信システムにおいて情報パケットを予定計画し、且つ無線伝送し、そして特に順方向回線(FL)データ処理性能を改善するために重畳符号化を用いる方法及び装置に関係する。
【背景技術】
【0002】
セルラー通信システムにおいて通信を制御する様々な無線通信規格がある。cdma2000 1xEV-DO規格(「cdma2000高伝送速度パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA/EIA/IS-856)は無線モバイル環境における一般データ通信サービスを提供するため1990年代後半に米国カルコム社によって開発されたパケット・データ通信のためのシステムである。1xEV-DOは順方向及び逆方向回線の特性に対応する固有の資源割当方法を採用する。
【0003】
1xEV-DO規格においては、基地局はその時間の瞬間に一つのデータ・パケットを一つの携帯電話(cell phone)に送る。動作の際には、基地局は一定電力でパイロット信号を連続して伝送する。パイロット信号を受信すると、携帯電話は受信パイロット信号の強度を判定し、そしてその結果を要求されたデータ速度制御(Data Rate Control:DRC)の形で基地局に送り戻す。
【0004】
フェージングは無線伝送の受信強度における確率的な変化である。基地局からの電話の距離は受信パイロット信号強度に影響を及ぼす。同じく、携帯電話と基地局の間を通過するトラックや、主パイロット信号と結合し、或いは相殺するビルから反射するパイロット信号といった動的事象も受信パイロット信号強度に影響を及ぼす。要するに、距離及び干渉条件はこの順方向回線信号対干渉及び雑音比(FL SINR)における不均衡を造出し、したがって各電話の要求DRCに影響を及ぼす。
【0005】
基地局において、スケジューラ法はそのパイロット信号強度(即ち、要求DRC)によって各携帯電話を位置づけし、そしてどの携帯電話が次のデータ・パケットを受取るかを決定するためにその位置づけ(ranking)を利用する。典型的な固有の資源割当方法では、基地局は「最も(mos)」ふさわしい信号対干渉及び雑音比(SINR)を有する携帯電話に対応するそのデータ・パケットを送る。どの携帯電話が最もふさわしいかは評価関数の結果に基づいて各携帯電話を位置づける予定計画方法によって決定される。その時間の瞬間に、最もふさわしいユーザの要求(needs)が対処され、一方、残りのユーザの要求(前述の例では、29ユーザの要求)は遅らさねばならない。
【0006】
従来の固有の資源割当方法は公平なサービスを全ての携帯電話に提供しようとする。このことは最も弱い集合のユーザが全体システムのデータ処理性能を制限するという点で問題になる。さらに、比較的低いFL SINRを持つユーザはそれらの特定の携帯電話の潜在的なものより低い処理能力及び高い遅延度によって不利になる。従って順方向データ処理性能を改善し、そして最もふさわしい(恐らくはより弱い集合の)ユーザの要求を満たしながらより強い集合のユーザのFL SINRより低いFL SINRを持つユーザの遅延を減少するシステムが当技術分野において必要である。
【発明の概要】
【0007】
この特許出願は2006年5月24日出願の「無線通信システムにおける重畳符号化(Superposition Coding in a Wireless Communication System)」と題する米国特許仮出願番号第60/794,874号の便益を要求するもので、この特許出願の全開示はこの特許出願の一部と考えられる。
【0008】
ここに開示した実施例は多数の候補(その一つは最もふさわしいユーザである)に重畳符号化を使用することにより、無線通信システムの順方向回線データ処理性能を最大にする2ユーザ、3ユーザ、またはNユーザの組合せを選択することにより、且つ各時間スロットの開始において電力伝送を動的に再割付けすることにより上に述べた要求に対処する。
【0009】
基地局から遠隔局へ重畳符号化パケットを通信するシステムが開示される。基地局において、重畳符号化のユーザ候補の一覧が編集され、そしてユーザ候補の中の最もふさわしいユーザが決定される。一つの実施例は重畳符号化を4ユーザ候補以下に制限し、しかしながら、他の実施例は異なる数のユーザについて符号化する。最もふさわしいユーザの要求データ速度より小さい要求データ速度を持つそれらのユーザ候補は取り除かれる。重畳符号化パケットは残りのユーザ候補から編集される。重畳符号化パケットにおける様々なユーザは種々の変調技術及び/またはパケット・フォーマットを使用する。例えば、最低層は1xEV-DO改訂Aシステムのパケット・フォーマットを使用する。
【0010】
他のユーザは直交周波数領域変調(Orthogonal Frequency Domain Modulation:OFDM)を利用するパケット・フォーマットを使用する。他ではまた(サブキャリアに亘って異なる電力割当を持つ)OFDMを使用する。
【0011】
重畳符号化パケットを受取る遠隔移動体(remote mobile)が最低層であるならば、遠隔局は最低層に割当てられた全電力と同様に最低層に割当てられた電力のそのいくらかの先験的に既知の部分を代りに仮定することによって重畳符号化パケットを処理する。さらに、一つ以上のユーザがデータ・パケットの公称長さの前に復号に成功すれば、それらの電力は別のユーザに再割付けされる。
【0012】
その実施例は様々なアプリケーションに適用される。例えば、インターネット音声プロトコル(Voice-over-Internet Protocol:VoIP)に適用されたとき、本発明の重畳符号化は低待ち時間(伝送遅れの低減)、セクタ当り多くのユーザ数(即ち、高容量)、あるいは二つの組合せを可能にする。広告のような同報サービスに適用されたとき、同報サービスは同報及びユニキャスト・トラヒックが共に送られるように個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックによって重畳符号化される。この同報サービスは(1xEV-DOにける制御チャネルのような)全てのユーザ向けの共通情報、或いは(プラチナ同報を使用して伝送される情報ような、また「cdma2000高伝送速度同報-多報パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA-1006-Aとして既知の)特定領域向けの情報である。このように、従来の無線通信システムと異なり、本発明はユニキャスト・トラヒックによって同報トラヒックを先取する要求を最小限にするか、或るいは除去する。云い換えれば、同報トラヒックは本方法及び装置を用いてそれらのシステムのためのユニキャスト・トラヒックの期間の間妥協する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本方法によってOFDMサブキャリアの周波数領域位置取りを示すOFDMチャネル帯域内の典型的なOFDMの例示である。
【図2】各トーンがシンボル間に整数サイクル数を持つ一つのシンボル期間にわたる三つのトーンを示す。
【図3】GSM(登録商標)セル・システムの基本動作のブロック図である。
【図4】GSMバースト構造を例示する。
【図5】無線通信システムの透視図である。
【図6】図5のセルの詳細な設計図である。
【図7−1】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを持つ重畳符号化パケットに編集するために使用される方法のステップを含むフローチャートである。
【図7−2】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを持つ重畳符号化パケットに編集するために使用される方法のステップを含むフローチャートである。
【図8A】各ユーザ、各ユーザのためのDRC例、及びその結果生じる各ユーザに関する評価関数F(n)の例を一覧する表である。
【図8B】各ユーザに関するDRCによって分類された図6Aの内容を一覧表である。
【図8C】各ユーザに関する評価関数F(n)によって分類された図6Aの内容の一覧表である。
【図9A】重畳符号化パケットを編集し、伝送し、且つ処理するために使用される論理ブロック図である。
【図9B】重畳符号化パケットを編集し、伝送し、且つ処理するために使用される装置のための論理ブロック図であり、そこで様々なユーザは種々の変調方法を利用することによってスペクトル効率を改善する。
【図9C】様々なパケットが電力の一部を受取る各ユーザによっていかに時間領域に適合させるかを示す。
【図9D】本方法及び装置の一つの実施例に使用される1xEV-DO順方向回線スロット・フォーマットを例示する。
【図9E】異なるパケット・フォーマットを使用する混成データ・スロットを例示する。
【図9F】OFDMA形式パケット・フォーマットを使用する層2を持つ、本実施例で使用される1xEV-DO順方向回線スロット・フォーマットを例示する。
【図9G】一つの層がGSMパケット・フォーマットを使用する混成データ・スロットを例示する。
【図10】一つ以上のデータ・パケットを編集し、伝送し、或いは処理する方法600のステップを含むフローチャートである。
【図11】二スロットに等しい公称長さを持つ二層CFDMA重畳符号化パケットの例である。
【図12】本方法及び装置のいくつかの実施例が実施されるコンピュータ・システム700である。
【図13−1】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを有する重畳符号化パケットに編集するために使用される機能ブロックを加えた編集手段を含むブロック図である。
【図13−2】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを有する重畳符号化パケットに編集するために使用される機能ブロックを加えた編集手段を含むブロック図である。
【図14】一つ以上のデータ・パケットを編集し、伝送し、且つ処理するために使用される機能ブロックを加えた編集手段を含むブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
米国及び世界中で数百万人の人々が携帯電話を利用している。携帯電話に関する最も興味深いものの一つはそれが実際に高性能(sophisticated)無線機であることである。通信を提供するために、これらの高性能無線機はセル・システムのような無線電話システムに組込まれる。
【0015】
セル・システムでは、都市のような地域がいくつかのセルに分割される。各セルは無線装置を含む高層ビル及び小さなビルを含む基地局を有する。セル内の基地局はそのセル内に位置する携帯電話の通信回線要求を支援する。
【0016】
携帯電話の通信回線要求は二つの領域:逆方向回線(携帯電話から基地局への回線)及び順方向回線(基地局から携帯電話への回線)に分割される。順方向回線動作の間、基地局はそのセル内に位置する携帯電話にデータ・パケットを伝送する。例えば、どんな時間(例えば、1.67ミリ秒の間)でも、基地局はデータを要求する30人の異なる携帯電話ユーザがいる。
【0017】
セル通信システムには伝送を制御する様々な無線通信規格がある。cdma2000 1xEV-DO標準規格(「cdma2000高伝送速度パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA/EIA/IS-856)は無線モバイル環境における一般データ通信サービスを提供するため1990年代後半に米国カルコム社によって開発されたパケット・データ通信のためのシステムである。1xEV-DOシステムは順方向及び逆方向回線の特性に対応する固有の資源割当方法を採用する。
【0018】
無線通信標準規格はスペクトル効率を向上させるために種々の変調技術(例えば、符号分割多元アクセス(CDMA)、直交周波数分割多元アクセス(OFDMA)等々)を有する。一つ以上の実施例において、本特許出願の特徴はこれらの様々な形の変調によって使用される。例えば、制限されないが、それはCDMA2000 Rev Cに開示されたOFDMと共に使用される。
【0019】
OFDMは多重キャリア伝送技術であり、それは利用可能なスペクトルを多数の等間隔のキャリアまたはトーンに分割し、そして各トーン上でユーザの情報の一部分を搬送する。OFDMは周波数分割多重化(FDM)の形として見なされるが、しかしながら、OFDMは各トーンが他の全てのトーンと直交しているという重要な特別な性質を有する。高速データ信号は数十または数百の低速信号に分割される。OFDMシステムはデータ・ストリームを取込み、そしてそれをN個の並列データ・ストリームに各々元の速度の1/Nの割合で分割する。これらの低速度信号はサブキャリア周波数(「サブキャリア」)またはトーンとして知られる無線周波数(RF)信号内のそれぞれの周波数上で並列に伝送される。サブキャリアまたはトーンは低速度データ・ストリームの一つによって変調され、それによってデータ・トーンを造り出す。その上、サブキャリアはパイロット信号によって変調され、それによってパイロット・トーンを造り出す。このように、OFDM信号は種々のサブキャリア周波数を持つ多くの信号の総合(sum)である。
【0020】
その上、全てのキャリアのは相互に直交する。キャリアは直交しているので、各キャリアはシンボル期間にわたって整数サイクル数を持つ。このために、各キャリアのスペクトルはシステムにおける他のキャリアの各々の中心周波数でゼロ値を持つ。図1を見よ。このように、各トーンのピークは全てのトーンのゼロ・レベル、またはゼロ値に対応する。その結果、理論的に可能な限り近接した間隔を可能にして、キャリア間に最小の干渉がある。受信器が各トーンの中心周波数において標本化するとき、唯一の存在エネルギーは、他の雑音がチャネルにおいて偶然あるものを何でも加えた、所望の信号のそれである。
【0021】
図2は一つのシンボル期間にわたる三つのデータ・トーンを示し、そこでは各トーンはシンボルの期間に整数サイクル数を持つ。
【0022】
OFDM信号は非分散チャネルを通して伝送されるときサブキャリア直交性の性質を保持するであろう。しかしながら、大部分のチャネルは分散的である。このように、重大な時間及び/または周波数分散が伝送信号に導入される。これらの障害はキャリア間干渉(ICI)及びシンボル間干渉(ISI)を持ち込み、そしてサブキャリアの直交性を破壊する。
【0023】
マルチパスを含む時間分散に対して保護するために、チャネル・インパルス応答の長さに等しいガード区間が連続OFDMシンボルの間に導入される。循環拡張OFDMシンボルはこのようにガード区間と情報が伝送される有用な部分から成る。ガード区間は逆高速フーリエ変換(IFFT)出力の循環拡張版(即ち、周期的変換の部分の循環再伝送)によって一般に実施される。伝送効率を維持するために、システム設計者は一般的にガード区間を有用なOFDMシンボル期間の4分の1以下に制限しようと努める。
【0024】
個々のトーンまたはトーンの群は種々のユーザに割当てられるので、OFDMはまた多元アクセス技術であると考えられる。各ユーザはそれらが送るべき情報を持っているとき所定の数のトーンを割当てられ、或いは代わりに、ユーザはそれらが送らなければならない情報量に基づいて様々な数のトーンを割当てられる。割当はメディア・アクセス制御(MAC)層によって制御され、それはユーザ要求に基づいて資源割当を予定計画する。OFDMでは、異なるトーン(ユーザ)に割当てられた電力はまた(図9Fに示されるように)異なり、さらに全帯域幅に亘り平均電力制限を満たしているという特徴が追加される。
【0025】
汎欧州ディジタル移動通信システム(global system for mobile communications:GSM)はヨーロッパで初めて開発されたディジタル移動体通信標準規格であり、そして世界的に急速な受入れ及び市場占有率を獲得した。それは元は総合ディジタル通信網(ISDN)標準規格と互換性があるように設計された。このように、GSMによって提供されるサービスは標準ISDNサービスの部分集合であり、音声は最も基本的なものである。GSMの開発における広範囲の基準はスペクトル効率、国際的ローミング、低コスト移動体及び基地局、音声品質、及び新しいサービスを支援する能力を含む。長い間に、GSM標準規格は様々なチャネル及び符号化フォーマットを含めて拡大し、且つ発展してきた。
【0026】
図3はGSMセル・システム9100の基本動作のブロック図である。システム9100は情報源(source)からそれを取るためにオーディオ源(例えば、音声)上で行われ、且つ受信器で合理的にそれを再現する一連の処理と見なされる。情報源処理9102は図の上列の動作で表され、移動局(例えば、携帯電話)によって行われる。受信処理9104は下列の動作で表され、基地局で行われる。一般に、受信処理9104は情報源処理9102の逆で、 逆順序で行われる。
【0027】
GSM標準規格は一般的にそれぞれ25MHzの帯域幅を持つ二つの周波数帯域を使用する。GSM-900システムは900MHz(メガヘルツ)の周辺の二つの帯域で動作する。一つの帯域は、890-915MHz範囲を含み、移動局から基地局へ伝送する上り回線伝送に割付けられる。別の帯域は、935-960MHz範囲を含み、基地局から移動局へ伝送する下り回線伝送に割付けられる。GSM-1800システム(またDCSと呼ばれる)は1800MHzの周辺の二つの帯域で動作する。GSM-1900システム(またPCSと呼ばれる)は1900MHzの周辺の二つの帯域で動作する。
【0028】
特に諸国内の周波数割付けによって、実際に周波数帯域の地域格差が発生する。
【0029】
GSM標準規格はいかに同時通信が異なる移動局と基地局との間で発生しうるかを定義する多元アクセス手法を用いる。基地局の地理的なセル構造は定義された周波数スペクトルに空間ダイバシティを提供する。各セル内では、周波数分割多元アクセス(FDMA)及び時分割多元アクセス(TDMA)の組合せが標準規格によって用いられる。25MHz帯域はFDMAを適用して200kHz間隔で124キャリア周波数に分割される。各々の搬送周波数は8個のバーストに時間的に分割され、TDMAを適用して各々は約0.577ms持続する。各キャリアについて8個のバーストは一つの「フレーム」と見なされ、約4.615ms持続する;一人のユーザはフレーム内のバーストの一つを用いるであろう。この方法において、特定のキャリア周波数及びバースト番号に対応する個々の「チャネル」が形成される。図3へ戻って参照すると、GSM標準規格による移動局から基地局への通信回線に関する通信処理がここに記述される。
【0030】
最初の移動基地局における音声符号化9106は入来アナログ音声をディジタル信号に変換する。チャネル符号化9108は信号伝送の間に発生するあらゆる誤りを検出し、且つ訂正を補助するために余分のビットを元の情報に付加する。
【0031】
インタリーブ9110動作は特定の方法で一群のビットを再配列する。インタリーブの効果はデータ・ストリームにおける誤りの尤度を減少させることである。一般に、誤りはバースト中の連続ビットに影響を及ぼす可能性があるので、インタリーブはバーストに亘ってビットを分散させる。
【0032】
インタリーブの後で、バースト組立9112手続きがビットを伝送のためにバーストに一塊にする。図4は標準バースト構造9200を例示する。標準バースト構造9200は26の個々のフレーム(0から 25までを番号付けされる)を含むマルチ-フレームを含む。トラヒック・チャネル9202はフレーム0〜11及び13〜24を占有する。フレーム12は遅い関連制御チャネル(slow associated control channel:SACCH)9204のために使用される。フレーム25は単一の全伝送速度トラヒック・チャネルの場合には使用されないが、二つの半伝送速度トラヒック・チャネルの場合には第二SACCHとして使用される。さらに、二つの半伝送速度チャネルの場合には、偶数番号のフレーム(フレーム12を除く)は第一のユーザのためのトラヒックとして使用され、そして奇数番号のフレーム(フレーム25を除く)は第二のユーザのためのトラヒックとして使用される。トラヒック・チャネル9202の各フレームは8個のバースト9208(0から7まで番号付けされる)を含み、そして各バースト9208は次のような構造を持つ。後尾ビット群9210、9222各々はゼロに設定された3ビットを含み、そしてバースト9208の初めと終りに配置される。それらは移動体の電力の増減の期間を補うために使用される。符号化データ群9212、9220は各々57ビットから成り、信号通信またはユーザ・データを含む。秘密フラグ(stealing flags)9214、9220はバーストによって搬送された情報がトラヒックまたは信号通信データと対応するか否かを受信器に示すために使用される。トレーニング系列9216は26ビットの長さを持つ。それは受信器を入来情報と同期させるために使用され、そこでマルチパス伝搬によって造出された負の影響を回避する。ガード期間9224は、8.25ビットの長さを持ち、立上り時間の間に起こり得る二つの移動体の重複を回避するために使用される。
【0033】
図3に戻って参照すると、暗号化(ciphering)9114が信号通信及びユーザ・データを保護するために使用される。暗号化9114の後、伝送信号9118が変調9116によって形成される。一般的に、GSM標準規格はガウス最小シフト・キーイング(GMSK)変調を用いる。GMSK変調はスペクトル効率、複雑性及び低疑似放射(隣接チャネル干渉の可能性を減少させること)の間の妥協として選択されてきた。GMSK変調は27kボーの伝送速度及び0.3に等しいBT積(product)を有する。代わりに、GSM標準規格はまたGSM進化(EDGE)アプリケーションの強化データのために8位相シフト・キーイング(8-PSK)変調を利用する。
【0034】
変調信号9118はそれから受信器、例えば、基地局に伝送され、そこで受信動作9104が行われる。受信処理は(順番に)復調9120、解読9122、バースト分解9124、逆インタリーブ9126、チャネル復号9128及び音声復号9130を含む。これらの動作は上で論じたそれらのそれぞれの伝送動作の逆である。
【0035】
図5は無線通信システム100の透視図である。無線通信システム100は統合統一体を形成するために相互接続及び相互動作が可能な個々の通信ネットワーク、伝送システム、中継局、支流局、及び/またはデータ端末設備の集合である。無線通信システム100はいくつかのセル106、ここではセル108、110、112、114、116、118、120、122、及び124を含む格子に分割された地域を含む。例えば、市または郡はさらに小さなセルに分割される。セル106は地形、容量要求、及び他の要素に応じてサイズが異なる。例えば、一実施例では、各セル106は六角形の形を持ち、そして約10平方マイル(26平方キロメートル)の大きさである。
【0036】
無線通信システム100はさらにいくつかの基地局126、例えば、基地局128、130、132、134、136、138、140、142、及び144を含む。各セル106は基地局126を持つ。基地局126は二つのデバイスの間で音声及びデータ信号を制御し、且つ中継する処理用ハードウェア/ソフトウェア、伝送電力及びアンテナ・アレイを使用する無線送受信器(送信器/受信器)である。基地局126は高データ速度(High Data Rate:HDR)基地局装置であるかもしれず、そしてモデム・プール送受信器(MPT)と云われる。各基地局126からの伝送電力を制御することによって、各セル106に割当てられた無線周波数はその特定のセル106の境界に限定される。このように、例えば、同じ周波数がセル108及びセル118に割当てられる。
【0037】
図6は図5のセル110の詳細な設計図である。アクセス端末(Access Terminals:AT)、例えばAT 202、204、206、・・・、240はセル110の中に含まれる。AT 202〜240は、例えば光ファイバまたは同軸ケーブルを使用して、無線チャネル201、203、205または有線チャネルを通って通信するあるデータ。デバイスである。また、AT 202〜240はさらにPCカード、コンパクト・フラッシュ、外部モデム、内蔵モデム、無線電話、または有線電話を含むあるいくつかの型式のデバイスであるが、しかしそれに限定されない。
【0038】
各AT 202〜240はユーザと云われ、そして携帯電話、基地移動送受信器、衛星、移動無線電話セット、基地移動送受信器、遠隔局装置、あるいは高データ速度(HDR)加入局を含む。さらに、各AT 202〜240は可動もしくは静止し、そして逆方向回線201を通して一つ以上の基地局126〜142(図5)とデータ・パケットを通信するように適応される。AT 202は一つ以上の基地局126〜142を通してHDR基地局制御器にデータ・パケットを伝送し、且つ受信し、それはモデム・プール制御器(MPC)と云われる。
【0039】
モデム・プール送受信器及びモデム・プール制御器はアクセス・ネットワーク(AN)と呼ばれるネットワークの一部分である。AT 202〜240はアクセス・ノードを個々の加入者に接続する公衆または私用交換ネットワークのその一部分である。例えば、ANは多数のAT 202〜240の間でデータ・パケットを輸送する。ANはさらに企業イントラネットまたはインターネットといったANの外の追加ネットワークに接続し、そして各AT 202〜240とそのような外部ネットワークとの間でデータ・パケットを輸送する。集合的にもしくはその部分において、これらは無線通信システム100の一部である。
【0040】
一つ以上の基地局126との稼働トラヒック・チャネル接続を確立したAT 202〜240は稼働AT 202〜240と云われる。稼働AT 202〜240はトラヒック状態にあると言われる。一つ以上の基地局126〜144との稼働トラヒック・チャネル接続を確立する過程にあるAT 202〜240は接続設定状態にあると言われる。
【0041】
逆方向回線201(図6)は基地局130によって提供されるANサービスにAT 214のようなAT 202〜240を接続する無線インタフェースである。 例えば、AT 202は逆方向回線203を通してデータ・パケットを基地局130と通信するように適応され、そしてAT 204は逆方向回線205を通してデータ・パケットを基地局130と通信するように適応される(図5参照)。
【0042】
データ・パケットはプリアンブル(前提部)及びペイロードを持つパケットの形で配列されたデータのブロックと見なされる。プリアンブルはそのパケットの内容及び目的アドレスに関するオーバーヘッド情報を持つ;そしてペイロードはユーザ情報である。一般的に、基地局126〜142はデータ・パケットを一人のユーザに(単一ユーザ・パケット)一度に伝送し、或いは多数のユーザに(マルチ-ユーザ・データ・パケット)一度に伝送する。スペクトル効率を改善するために、ペイロードにおけるデータ部分は種々の変調技術を利用して形成される。図7で示した例のフローチャートでは、最もふさわしいユーザ202は1xEV-DO Rev Bシステムによって規定されたパケット・フォーマットを利用し、一方、他のユーザ204、218、232はOFDMパケット・フォーマットを使用する。提案された重畳符号化の方法は各層が異なる多元アクセス技術を使用して構築されたペイロードを持つシステムに適用される。
【0043】
重畳符号化は二つ以上のデータ・パケットが基地局126〜142で結合され、そして基準化された電力で多数のユーザに即座に伝送される技術である。IEEE情報理論紀要、IT-18(1)(1972年2月14日)掲載の「T.M.カバー、同報チャネル(T.M. Cover, Broadcast Channels)」におけるように、異なるユーザへの信号が相互に重畳され、そして異なる電力で同じデータ・パケットにおいて伝送される。本方法及び装置の形態は基地局130(図6)のような基地局126〜142から無線通信システム100におけるAT 202〜240へのデータ処理能力を向上させるために重畳符号化を用いる。重畳符号化パケットは共有資源、即ち「電力」を共有し、一方マルチ-ユーザ・パケットは共有資源、即ち「時間」を共有する。
【0044】
二つのデータ・パケットの結合は、(1)第一の基準化要素でシンボル・サブストリームの第一の集合を基準化する、(2)第二の基準化要素でシンボル・サブストリームの第二の集合を基準化する、そして(3)多元伝送シンボル・ストリームを取得するためにシンボル・サブストリームの第一の集合をシンボル・サブストリームの第二の集合と加算することによって重畳により達成される。第一及び第二の基準化要素は基本ストリームと強化ストリームのためにそれぞれ使用する伝送電力の量を決定する。
【0045】
図7は固定長の情報パケットをアドレス・ヘッダーを持つ重畳符号化パケットに編集するために使用される方法300のステップを含むフローチャートである。無線通信において、順方向回線トラヒック・チャネル504(例えば、順方向回線)は固定の場所(例えば、基地局)から移動体ユーザ202への回線である。回線504が通信中継衛星を含むならば、順方向回線504は、上り回線(基地局から衛星)及び下り回線(衛星から移動体ユーザ)の両方から成る。
【0046】
方法300の順方向回線チャネル504a〜dは複数の時間スロットに分割された一つのデータ・チャネルである。参照のみのために、各時間スロットの長さは1.67ミリ秒(msec)である。上で注目したように、基地局126は一般的に一つの時間スロットの間に一つのデータ・パケットを伝送する。ユーザの「i」番号を持つ順方向回線チャネル504について、方法300は一つの時間スロット「n」の間に一つ以上のデータ・パケットの伝送を考える。示されるように、一つの時間スロットの間に一つ以上のデータ・パケットを伝送することによって、方法300は順方向回線チャネル504上のデータ処理速度を順方向回線チャネル504上の理論上の最高データ処理速度の方へ向上させるように機能する。異なるユーザのパケット・フォーマットは異なる無線通信標準規格に適合することを注目すべきである。
【0047】
パイロット信号は監視、制御、等化、連続性、同期化、または参照のために通信システム上で伝送される信号と見なされる。方法300において、伝送パイロット信号は同期検波(coherent detection)のためにチャネル推定を支援するため使用される。ステップ302で、基地局130は一定電力でパイロット信号を連続的に伝送する。各AT 202はそれからパイロット信号を受信する。
【0048】
基地局130からAT 202〜240へ進む間に、パイロット信号の強度または強さは基地局からの距離、他の基地局126、128、132〜240からの干渉、遮断、短期フェージング、及びマルチパスのために変動する。このように、各AT 202〜240はその受信パイロット信号から達成可能な信号対干渉及び雑音比(SINR)を予測する。予測SINRから、各AT 202〜240はDRCを計算する。データ速度制御(時折、要求データ速度と云われる)は所与のパケット誤り率(Packet Error Rate:PER)、例えば1%PERを維持しながらAT 202〜240が近い将来において支援する情報伝送速度を表す。云い換えれば、要求DRCはそれが所与の時間スロットについて基地局130により確実に役立つとAT 202〜240が予測する最良の伝送速度である。
【0049】
ステップ308において、基地局130は各AT 202〜240から要求DRCを受取る。各受信DRCはAT 202〜240による即時サービスの要求を表す。一般的な無線通信に関する現在の問題は即時サービスを要求する全てのAT 202〜240が必ずしも同時にサービスされないことである。このように、基地局130はその必要性が資源割付決定によって所与の時間スロットとして役立つそれらのAT 202〜240を選択する。
【0050】
資源割付け決定は最良のシステム性能を達成するために有限資源の割付けに関係する。方法300では、ステップ310において、基地局130は各AT 202〜240のDRCを利用する評価関数の結果に基づいて各AT 202〜240を位置付けするために、スケジューラ法のような位置付け(ranking)測定基準を係合するスケジューラ714を用いる。位置付けは公平に関するある概念を維持しながら好ましくは個々のデータ処理能力及びシステム・データ処理能力を最大にするようにどのデータ・パケットが単一時間スロット「n」の間に伝送されるかを決定するために使用される。
【0051】
予定計画(scheduling)アルゴリズムの例は総当り(Round Robin:RR)、荷重付総当り(Weighted Round Robin:WRR)、要求対応帯域幅(Bandwidth On Demand:BOD)、等級サービス(Equal Grade of Service:E-GoS)、比例公平(Proportionally Fair:PFair)及び遅延パラメータを利用するものを含む。好ましくは、方法300は資源を効率的に割当てながら競合する全てのAT 202〜240の公平な(等しい)処置をしようと試みる予定計画アルゴリズムを用いる。例えば、方法300はステップ310において比例公平(P-Fair)公平性測定基準または等級サービス(E-GoS)を用いる。
【0052】
P-Fair測定基準のもとでは、スケジューラ714はAT 202〜240が強い信号レベルを知る期間の間にAT 202〜240への伝送を予定計画することによって順方向回線チャネル504の短期の時間変動を利用する。ここで、スケジューラ714は方法:
【数1】
【0053】
を用いる、但しFi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」に関する評価関数である(i=1,・・・,N);DRCi(n)は時間スロット「n」においてユーザ「i」により要求された瞬間的データ速度である;Ri(n)は適切なサイズの時間窓上のユーザ「i」によって旨く受信された平均データ速度である;そしてmaxi(・)はユーザ「i」の決定された挿入数値に関する最大値である。
【0054】
式(1)のP-Fair測定基準を使用して、各ユーザ「i」はその要求された速度がその最近の要求に比べて最高に近い時間スロットにおいてサービスされる。比較のために、E-GoS測定基準を用いるスケジューラ714はユーザ「i」が適切なサイズの時間窓上でサービスされることを要求した平均データ速度を考慮する。ここで、各ユーザ「i」はシステム内で移動するとしてユーザ202〜240を不利にしないためにチャネル条件にかまわずデータ・パケットを受取るために凡そ等しい機会を提供される。即ち、各ユーザ「i」は適切なサイズの時間窓上で同じ平均データ速度を達成ために全てのAT 202〜240について十分な時間を与えられる。E-GoS測定基準として、スケジューラ714は:
【数2】
【0055】
を用いる、但し〈DRCi(n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」におけるユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す。式(2)から決定されるように、ユーザ「i」よって要求された平均データ速度は減少するので、ユーザ「i」に関する評価関数Fi(n)は増加し、ユーザ「i」が所与の時間スロット「n」においてサービスされることをさらに可能にする。
【0056】
ステップ312において、基地局130はどの単一ユーザ「i」が所与の時間スロット「n」においてサービスされるべきかを決定する。この決定時期は評価関数F(n) について最大の値を持つそのユーザ「i」を選択することによって達成される。評価関数Fi(n) について最大の値を持つユーザ「i」はそのようなユーザ202〜240が最もふさわしい(例えば最も弱い、しかし回復する)ユーザ202〜240であることを示す。数値例を提供することはこの点で助けになる。
【0057】
図8Aは各ユーザ202〜240、各ユーザ202〜240に関するDRC例、及び各ユーザ202〜240に関する評価関数F(n)の結果例の一覧表である。各DRCは秒当りキロビット(kbps)で測定される。図8Bは各ユーザ202〜240に関するDRCによって分類された図8Aの内容の一覧表である。図8Cは各ユーザ202〜240に関する評価関数F(n)の結果例を分類した図8Aの内容の一覧表である。図8Cの結果が基地局130よって使用されるならば、ユーザ202は評価関数Fi(n)について最大値、即ちFi(n)=45を持つであろう。このように、基地局130はユーザ202が最もふさわしいユーザ202であることを決定し、そしてステップ312でユーザ202が所与の時間スロット「n」においてサービスされるべきであることを決定する。
【0058】
単一ユーザ「i」がステップ312で選択された所与の時間スロット「n」においてサービスされるべきとき、最もふさわしいユーザ202のデータ・パケットを他のデータ・パケットと重畳符号化パケットに束ねるかどうかを決定する前に満たされるべきある基準がある。このように、方法300はステップ314でいずれかの重畳符号化前基準があるかどうかを判定し、そして有るならば、方法300はステップ316で重畳符号化前基準が満たされたか否かを判定する。重畳符号化前基準は無線通信システムによって用いられる特定の標準規格の関数である。一つの無線通信標準はcdma2000 1xEV-DO標準規格(「cdma2000の高速パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA/EIA/IS-856)である。
【0059】
cdma2000 1xEV-DO標準規格は無線移動環境において一般的なデータ通信サービスを提供するパケット・データ通信のためのシステムである。1xEV-DOシステムは順方向回線504及び逆方向回線201の特性に対応する固有の資源割当方法を採用する。
【0060】
順方向トラヒック・チャネルはパケット基準の可変速度チャネルである。アクセス端末のユーザ物理層パケットは4.8kbpsから3.072Mbpsまで変化するデータ速度で表1Aに示したように伝送される。下の表1Aは1xEV-DO rev B順方向回線504の順方向トラヒック・チャネル及び制御チャネルに関する変調パラメータの一覧表である。
【表1A】
【0061】
【0062】
下の表1Bは1xEV-DO rev B順方向回線504の順方向トラヒック・チャネル及び制御チャネル上の任意のユーザ物理層パケットに関する変調パラメータの一覧表である。伝送されるならば、それらは153.6kbpsから4.915Mbpsまで変化するデータ速度で伝送される。
【表1B】
【0063】
1xEV-DO rev BにおけるDRC指数は単一ユーザ・パケット及びマルチユーザ・パケットについて一組の関連伝送フォーマットを持つ。DRC指数及びそれらの関連伝送フォーマットの詳細な一覧表は表1Cで提供される。
【表1C】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
あらゆる稼働スロットにおいて、1xEV-DO順方向回線504は表1Cに一覧した伝送フォーマットの一つを使用して基地局126〜142からAT 202〜240へ伝送する。
【0070】
現在の方法及び装置がcdma2000 1xEV-DO順方向回線標準規格を用いる無線通信システムにおいて実施されるならば、方法300はステップ316において二つの重畳符号化前判定を行う。第一の重畳符号化判定を使用して、方法300はステップ312で選択されたユーザ202(最もふさわしいユーザ202)が低閾値データ速度(例えば、1xEV-DO順方向回線標準規格について307.2kbps)より小さい要求DRCを持っているか否かをステップ316で判定する。ステップ312で選択されたユーザ202が例えば307.2kbpsより小さい要求DRCを持っているならば、重畳符号化パケットに基づく処理能力データ速度に関する利得はそのような状況の下では(被ったオーバーヘッドのために)無視できるので重畳符号化パケットは編集されない。
【0071】
第二の重畳符号化判定を使用して、ステップ312で選択されたユーザ202が所与のシステムについて最大データ速度(例えば、1xEV-DO順方向回線標準規格について307.2kbps)にほぼ等しい要求DRCを持つならば、重畳符号化パケットに基づく処理能力データ速度に関するあらゆる利得はそのような状況の下では無視できるので重畳符号化パケットは編集されない。このように、重畳符号化前基準がステップ316で満たされなかったならば、方法300は重畳符号化パケットが編集されないステップ318に進む。ユーザ202の要求DRCは474.7kbps(図8Cを見よ)であるので、現在の例に適用された方法300は重畳符号化前基準が満たされていた(例えば、307.2kbps<最もふさわしいユーザ要求DRC<3,072kbps)ことをステップ316で判定する。
【0072】
ステップ312で重畳符号化前基準がなければ、或いは重畳符号化前基準がステップ316で満たされていたならば、方法300はステップ320へ進む。ステップ320で、基地局130は他のユーザ204〜240データ・パケットを最もふさわしいユーザ202データ・パケットに重畳符号化パケットとして付加するかどうかを決定する。これを達成するために、基地局130は重畳符号化のためにユーザ204〜240候補の一覧表を編集する。選ばれた第一のユーザ204〜240候補はステップ312で選択されたユーザである。これの理由は従来のシステムが現在この最もふさわしいユーザ202にサービスしていることである。重畳符号化のための第一の潜在ユーザ候補としてステップ312で選択されたユーザ202を用いることによって、現在の発明はそのシステムの期待動作を下落することなく途切れなしに従来のシステムに組込まれる。
【0073】
残りのユーザ204〜240候補を選択する一つの方法は残りの全てのユーザ204〜240を選択することである。現在の例では、これは図6のユーザ204〜240を選択することを意味するであろう。この方法に関する問題は低く位置付けされたユーザ(ここでは、ユーザ224、230、及び226-図8Cを見よ)が時機を得た方法において重畳符号化パケットを処理することができることがありそうもないことである。例えば、ユーザ226は重畳パケットを19回復号し、再符号化する必要があり、処理期間は多分1.67ミリ秒時間スロットを越えるであろう。より良い方法は処理能力通信速度を最大にすることの前選択目標に基づいて重畳符号化のために残りのユーザ204〜240候補を選択することである。この選択はまた信号通信において必要とされるオーバーヘッドを最小にする。
【0074】
一実施例では、重畳符号化は4ユーザ204〜240に制限される。ステップ324で、方法300はそれらの評価関数Fi(n) の降順で4以下のユーザ204〜240を重畳符号化するための候補をユーザ204〜240候補として選択する。評価関数Fi(n) の順序はスケジューラ714によって位置付けされる。図8Cから、ユーザ202(F202(n)=45)、ユーザ204(F204(n)=23)、ユーザ232(F232(n)=22)、及びユーザ218(F218(n)=20)が重畳符号化のユーザ204〜240候補としてステップ324で選択される。
【0075】
最初に、重畳符号化ユーザ204〜240が多くなるほど処理能力データ速度における利得も大きくなるので重畳符号化パケットは常にユーザ204〜240最大数(ここでは、4ユーザ202、204、218、232)から成る。しかしながら、重畳符号化を実施しているとき、参画する各AT 202〜240は重畳符号化パケットに関するある情報(最初の電力割付け及び次の電力更新のような)を受取る。この情報は伝送されるペイロード・データ・メッセージに割付けられるバイトの量を減少するために重畳符号化パケットにおいてバイト空間を必要とする。より多数の重畳符号化ユーザ202〜240はより多くのオーバーヘッド(重畳符号化パケットの一部として伝送される必要があるプリアンブル・データ)をもたらし、したがってデータ処理能力速度を減少させる。しかしながら、より少数の重畳符号化ユーザ202〜240はデータ処理能力速度を減少する結果となる。このように、データ処理能力速度を最大にするために、方法300は重畳符号化パケットが状況に応じて2-ユーザ、3-ユーザ、または4-ユーザ重畳符号化パケットを含むことを予測する。
【0076】
用語「ユーザ」は1xEV-DOにおいて使用されるパケット指向フォーマットを参照することは注目すべきである。従って、1xEV-DOのマルチユーザ・パケットが使用されるならば、それはそのマルチユーザ・パケット内の最悪/再弱ユーザによって決定されたパラメータ(DRC、等)によって1ユーザとしてまだ扱われるであろう。
【0077】
ステップ326で、方法300はステップ324のユーザ204、218、232候補から最もふさわしいユーザ202(例えば、ステップ312で選択されたユーザ202)の要求DRCより小さい要求DRCを持つそれらのユーザ204、218、232候補を除外する。図8Cに示したように、ユーザ204、232、及び218候補全てはユーザ202の475.7kbps要求DRCより大きい要求DRCを持つ。このように、ユーザ候補204、232、及び218のいずれも現在の例において除外されないであろう。
【0078】
ステップ328で、方法300はステップ324のあらゆるユーザ候補202、204、218、232が同じ要求DRCを持っているか否かを判定する。ステップ324のユーザ202、204、218、232候補が同じ要求DRCを持っていないならば、方法300はステップ334に進む。ステップ324のユーザ202、204、218、232候補が同じ要求DRCを持っているならば、方法300は最高の平均DRC(例えば、max〈DRC〉)を持つそのステップ324ユーザ202、204、218、232候補をステップ330として保持する。ステップ332で、方法300は同じ要求DRCを持つそれら残りのステップ324ユーザ202、204、218、232候補をステップ330において保持されたそのユーザ204、218、232として除外する。図8Cに示したように、ユーザ候補202、204、232、及び218全ては異なる要求DRCを持ち、このようにステップ324のユーザ202、204、218、232候補のどれも現在の例において除外されないであろう。
【0079】
この点で、ステップ334〜352を概観することは役に立つ。処理能力伝送速度を最大にする2-ユーザ、3-ユーザ、または4-ユーザ結合を選択するために、方法300は重畳符号化についてユーザ202、204、218、232候補間の電力割付けを計算する(ステップ334〜346)。方法300はそれから各ユーザ202、204、218、232候補結合について最大伝送速度を決定する(ステップ348)。これから、方法300は処理能力伝送速度を最大にするユーザ202、204、218、232結合を選択する(ステップ350)。処理能力伝送速度を最大にする2-ユーザ、3-ユーザ、または4-ユーザ結合を選択した後、方法300は選択ユーザ結合から重畳符号化パケットを編集する(ステップ352)。
【0080】
重畳符号化(ステップ334〜346)についてユーザ候補の間の電力割付けは各ユーザ202、204、218、232候補結合に関する最大伝送速度に関係する(ステップ348)。各ユーザ202、204、218、232に関する最大伝送速度Ri を決定するために、方法300は次の式を用いる:
【数3】
【0081】
但し、Ri は各ユーザ202、204、218、232の結合に関する最大伝送速度を表す;α(「アルファ」)は全体伝送電力PT に適用されるスカラーを表す;そしてNi は基地局126〜144による入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す。
【0082】
式(3)は次のように書かれる:
Ri =log2(1+(Eb/Nt)) 式(4)
但し、Eb はビット当りのエネルギーである;そして
Eb/Nt は雑音スペクトル電力密度当りのビット当りエネルギーであり、そしてシステムの処理利得によるSINRを通じてデータ速度DRCに関係する。
【0083】
式(4)のEb/Nt 部分はユーザ202、204、218、232の間で重畳符号化に関する電力割付けを決定する際に役割を果たす。ユーザ202、204、218、232の間で重畳符号化に関する電力割付けを決定するために、方法300は各α(「アルファ」)全体伝送電力スカラーを取得するために次の式を用いる:
(Eb/Nt) drc,1<(Eb/Nt) drc,2<(Eb/Nt) drc,3<(Eb/Nt) drc,4 式(5)
但し、(Eb/Nt) drcは要求DRCに基づく、そして
(Eb/Nt) 1=α1×(Eb/Nt) drc,1/[(1−α1) ×(Eb/Nt) drc,1+1] 式(6)
(Eb/Nt) 2=α2×(Eb/Nt) drc,2/[(1−α1−α2) ×(Eb/Nt) drc,2+1] 式(7)
(Eb/Nt) 3=α3×(Eb/Nt) drc,3/[(1−α1−α2−α3) ×(Eb/Nt) drc,3+1] 式(8)
(Eb/Nt) 4=α4×(Eb/Nt) drc,4/[(1−α1−α2−α3−α4) ×(Eb/Nt) drc,4+1] 式(9)
方法300はユーザ202、204、218、232候補の間で重畳符号化に関する電力割付けの決定をステップ334で始める。ユーザ202、204、218、232候補の間の重畳符号化に関する電力割付けは各残りのユーザ202、204、218、232についてα(アルファ)スカラーを計算することによって決定される。
【0084】
基地局126〜144から遠く離れた端末202〜240は追加の経路損失を克服するために基地局126〜144に近い端末202〜240のデータ速度と同じデータ速度を達成するのに基地局126〜144においてさらに高い伝送電力レベルを必要とする。20ワットが全体伝送電力として利用可能な2-ユーザ重畳符号化パケットにおいて、弱いユーザ202〜240は全体伝送電力の19ワットを必要とし、そして強いユーザ202〜240は全体伝送電力の1ワットを必要とする。方法300はアルファαスカラーによるこの叫び(shouting)及びささやき(whispering)を達成する。
【0085】
好ましくは、方法300はそれらの要求DRCに基づいて最もふさわしいユーザ202から最も強いユーザ212へα(アルファ)スカラーを割当てる。図8Bは残りのユーザ候補についてユーザ202、ユーザ218、ユーザ232、及びユーザ204として位置付けされる要求DRCに基づいて最もふさわしいユーザ202から最も強いユーザ212を例示する :このように、方法300は最もふさわしいユーザ(ここではユーザ202)の電力割付けを決定することによって始まる。
【0086】
電力割付けを最もふさわしいユーザ202に決定するために、方法300は重畳符号化パケットが用いられるとき最もふさわしいユーザ202(即ち、ステップ312で選択されるユーザ202)がサービスされるデータ速度をステップ336で設定する。1xEV-DO順方向回線標準規格について、重畳符号化パケットにおける最もふさわしいユーザ202のサービス・データ速度は153.6kbpsより大きく、そして重畳符号化パケットにおいてユーザ202、204、218、232の数で割算された最もふさわしいユーザ202のDRCである。これは次のように書かれる:
サービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)=
max(153.6kbps,(DRC(最もふさわしいユーザ)/SPユーザの数)) 式(10)
図8Cの例では、最もふさわしいユーザ(ユーザ202)の要求DRCは475.7kbpsである。式(10)を適用すると、サービス・データ速度(Served Data Rate)(最もふさわしいユーザ)=max(153.6kbps,475.7/2,475.7/3,475.7/4)、またはサービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)=max(153.6kbps,237.9kbps,153.6kbps,118.9kbps) 、またはサービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)=237.9kbpsである。
【0087】
サービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)及び最もふさわしいユーザに関する要求DRCを知ると(例えば、図8Cから)、方法300はステップ338でユーザ候補についてα(アルファ)スカラーを決定するために式を用いる。現在の例では、方法300は最もふさわしいユーザ202に関するα(アルファ)スカラーを決定するために上の式(6)を用いる。ユーザ202について、サービス・データ速度は式(10)から237.9kbpsとして計算された、そして図8Cからの要求DRCは475.7kbpsである。このように、ユーザ202について、α202(アルファ)スカラーは次のように式(6)から計算される:
(Eb/Nt) 1=α1×(Eb/Nt) drc,1/[(1−α1) ×(Eb/Nt) drc,1+1] 式(6)
代入すると、
(Eb/Nt) 202=α202×(Eb/Nt) drc, 202/[(1−α202) ×(Eb/Nt) drc, 202+1] 式(6a)
237.5kbps=α202×475.7kbps/[(1−α202) ×475.7kbps+1] 式(6b)
α202=0.9958(=α1) 式(6c)
ステップ340において、方法300はアルファ不足が発生したかどうかを決定する。アルファ不足は全てのアルファの合計が1に等しいか、1以上である場合である。アルファ不足が発生したならば、方法300はステップ342で残りのアルファを最も強いユーザ202に割当てし、そしてステップ344で主要ユーザまたは最も強いユーザ202の真上にユーザ204、218、232を降ろす。これは全体の処理能力を最大にする。方法300はそれからステップ3438に進む。
【0088】
アルファ不足が発生しなければ、方法300はステップ346でアルファが計算されてなかったあらゆる残りのユーザ候補204、218、232があるか否かを判定する。アルファが計算されてなかった残りのユーザ204、218、232候補があれば、方法300はステップ338に戻る。次の最も強いユーザ218について、α1(ここでは、α202)は式(6)から計算されていたので、α218(アルファ)は式(7)から計算される。α232 スカラー及びα204 スカラー同様に式(6)及び式(9)から決定される。アルファが各ユーザ202、204、218、232候補について計算されていたならば、方法300はステップ348に進む。
【0089】
方法300は各ユーザ2-ユーザ、3-ユーザ、及び4-ユーザ結合についてステップ348で最大伝送速度を決定し始める。各ユーザ202、204、218、232結合に関する最大伝送速度Ri は次の式(3)を用いることを想起せよ:
【数4】
【0090】
ユーザ202、204、218、232候補1、2、3、及び4について、方法300はユーザ202、204、218、232候補結合について最大伝送速度を決定するために次の式を用いる:
【数5】
【0091】
式(11)〜式(14)における各々の変数は処理においてこの点で既知である。各ユーザ202、204、218、232候補に関するアルファα電力伝送スカラーはステップ334〜ステップ346の間で決定されていた。全体の伝送電力Pt は一般的に無線通信システムによって割当てられる。各ユーザ202、204、218、232候補に関する雑音スペクトルの電力密度Nは基地局126〜142により各ユーザ202、204、218、232候補の入来信号に寄与する内部基地局雑音であり、従って(恐らくは要求DRCを通じて)既知である。式(11)〜式(14)を用いることによって、各ユーザ202、204、218、232候補結合に関する最大伝送速度はステップ348で決定される。
【0092】
ステップ350で、方法300は処理能力伝送速度を最大にするユーザ202、204、218、232結合を選択する。例えば、2-ユーザ重畳符号化パケットについてR2=70kbps、3-ユーザ重畳符号化パケットについてR3=80kbps、及び4-ユーザ重畳符号化パケットについてR4=70kbpsであれば、3-ユーザ重畳が最も大きなkbpsを持ち、従って処理能力伝送速度を最大にするので、方法300は3-ユーザ重畳符号化パケットを選択する。
【0093】
ステップ352で、方法300は選択されたユーザ202、204、218、232結合から重畳符号化パケットを編集する。重畳符号化パケットはペイロード及びプリアンブルを含む。ペイロードは選択されたユーザ202、204、218、232結合に含まれるユーザ202、204、218、232に関する各データ・パケットを含む。プリアンブル(または、アドレス・ヘッダー)はパケットの重畳符号化パラメータ及びパケットの非重畳符号化パラメータを表す。
【0094】
電力割付けの過程はその層がCDMAかOFDM(特定の層における全てのデータ・トーンが特定のユーザ/マルチユーザ・パケット(MUP)に割付けられる)のいずれかである例において説明されてきた。最低層がCDMAであり、そして第二層がOFDMAである場合には、異なるユーザに割付けられたトーンの群に関して、最低層の電力割付けは上で述べたものと同じである状態を維持する。しかしながら、第二層はユーザの目標速度に応じて、選ばれたユーザへの電力及びトーン割付けを共同で決定するOFDMA割付け方針に従う。最終パケット構造は図9Fと類似する。
【0095】
重畳符号化パケット・パラメータは:(a)重畳符号化パケットにおけるユーザ202、204、218、232の数;(b)重畳符号化パケットの長さ(インターレース・スロットの公称#);(c)各重畳符号化パケット・ユーザ「i」に関する部分電力割付け(αi);(d)各重畳符号化パケット・ユーザ202、204、218、232に関するペイロード・サイズ;(e)各重畳符号化パケット・ユーザの物理的アドレス;及び(f)パケットが単一ユーザ・データ・パケット、マルチユーザ、・重畳符号化パケットであるか否かの指標である。
【0096】
2ビット符号は重畳符号化パケットにおけるユーザの数(2=012、3=102、4=112)を示すのに必要とされる。重畳符号化パケットの長さ(インターレース・スロットの公称#)はまた2ビットの符号によって示される。各重畳符号化パケット・ユーザ「i」に関する部分電力割当(αi)は3ビットによって表され、そして、各重畳符号化パケット・ユーザに関するペイロード・サイズ(パケットの形式)は2ビットによって表される。7ビットは各重畳符号化ユーザの物理アドレス(例えば、メディア・アクセス制御識別子(Medium Access Control Identifier:MAC ID) を表すために割付けられる。
【0097】
AT 202〜240はパケットが単一ユーザ・データ・パケット(002)かマルチユーザ・パケット(012、102、112)であるかどうかを決定するためにユーザ202、204、218、232の数を利用する。パケットがマルチユーザ・パケットであれば、AT 202〜240はマルチユーザ・データ・パケットとマルチユーザ、重畳符号化パケットとを区別するために電力割付けを利用する。マルチユーザ・データ・パケットは十分な電力(PT)で伝送され、そしてマルチユーザ、重畳符号化パケットは基準化電力(αPT)によって伝送される。
【0098】
他のパケット・パラメータ(非重畳符号化パケット・パラメータ)は現在の方法及び装置が用いられる通信標準規格に応じてプリアンブルによって表される。重畳符号化戦略を組込むために、プリアンブルは重畳符号化パケットを単一ユーザ・パケット、マルチユーザ・パケット、制御チャネル・パケット、及び同報パケットといった他の形式のデータ・パケットと区別する。
【0099】
プリアンブル情報を伝えることはプリアンブル情報を割付けられたパケット・ビット空間がペイロードに割付けられるパケット・ビット空間を取去るということでオーバーヘッドと見なされる。下記で更に詳細に論じるように、最もふさわしいユーザ202は重畳符号化パケット・パラメータに関する情報なしで重畳符号化パケットを処理する。このように、重畳符号化パケットは最もふさわしいユーザ202がプリアンブルにおけるどんな重畳符号化パケット・パラメータ情報も受取らないが、プリアンブルにおける非重畳符号化パケット・パラメータをなお受取るように編集される。下の表2は括弧に示したビット割付けを持つ3-ユーザ重畳符号化パケットに関する重畳符号化パケット構造例を例示する:
【表2】
【0100】
これらのパケットの各々は種々の無線通信標準規格を用いて構築される。
【0101】
図9Aは重畳符号化パケットを編集、伝送、処理及び受信するために使用される装置の論理ブロック図500である。個々のデータ・パケットは符号器14a〜14dにおいてそれぞれ符号化され、変調器17a〜17dにおいてそれぞれ変調され、伝送電力(アルファ「α」)は符号化及び変調データ・パケットを総伝送電力に適用されるαによって乗算器18a〜18dにおいてそれぞれ乗算することにより基準化される(即ち、αiPT)。結果として得られたパケットはそれから送信器502において重畳符号化パケットを編集するために加算器(adder)520において加算される。重畳符号化パケットはそれから各順方向回線チャネル504a〜504d上で伝送される。各AT 202、204、218、232は受信器505a〜505dにそれぞれ在る受信器復調器508a〜508d及び復号器510a〜510dにおいてパケットを受取り、且つ処理する。重畳符号化パケットを処理するために、復号器510a〜510dは(i)強いユーザ202、204、218、232に関するデータ・パケットを干渉として扱い、そして(ii)弱いユーザ202、204、218、232に関するデータ・パケットを復号し、且つ引算する。
【0102】
図9Bは図9Aの送信器を詳述する例であり、ここでは様々なユーザ202、204、218、232がより良いスペクトル効率を達成するために種々の無線通信標準規格を利用する。一つの場合では、最もふさわしいユーザ202は1xEV-DO Rev Bフォーマットを利用し、そして他のユーザ204、218、232はOFDMパケット・フォーマットを利用する。 例えば、図9Bは1xEVDO Rev Bフォーマットによって符号化されたデータ・パケット1を示し、一方データ・パケット2〜4はOFDMフォーマットを利用して符号化される。図9Bはまたディジタル信号プロセッサ(DSP)16a〜16dによってOFDMパイロット・トーンへ、そしてディジタル時間領域OFDMシンボルを造出する符号器14b〜14dによって造出された周波数領域シンボルへ適用される逆フーリエ変換(IFFT)を示す。DSP 16a〜16dはまたディジタル時間領域OFDMシンボルに追加のスペクトル整形を行い、そして循環プリフィクスまたはガード区間を付加する。さらに、データ・パケットは乗算器18a〜18dにおいて総伝送電力PT に適用されるαによってそれぞれそれらを乗算することによって基準化される(即ち、αiPT)伝送電力(アルファ「α」)である。OFDMパイロット・トーンは乗算器18eにおいて総伝送電力PT に適用されるβによって乗算することによって基準化される。図9Bはまた加算器(summer)522において処理OFDMパイロット・トーンと結合される1xEV-DOフォーマット化データ・パケット1を示す。図9Bに例示したように、パケット1は1xEV-DOデータ・パケットまたは1xEV-DO制御チャネル・パケットである。
【0103】
四つのデータ・パケットはそれから加算器520において結合される。加算器520の出力は重畳符号化シンボルを造出するために1xEV-DOパイロット、MAC及びプリアンブル信号とマルチプレクサー524に入力される。
【0104】
図9C及び9Dは時間及び周波数領域におけるデータ内容の例を提供する。図9Cはいかに様々なパケットが時間領域において電力の一部分を受取る各ユーザ202〜240と適合されるかを示す。層状符号化によって、基本ストリームは第一の変調シンボル・ストリームを生成するために第一のモードに従って符号化され、且つ変調され、第二のストリームは第二の変調シンボル・ストリームを生成するために第二のモードに従って符号化され、且つ変調される。第一及び第二のモードは同じであるか、もしくは異なる。多元変調シンボル・ストリームはそれから一つのデータ・シンボル・ストリームを取得するために結合される。MIMOパイロットのような追加の層もまた提供される。
【0105】
図9Cは異なるパケット・フォーマットを使用するデータを含む混成スロットを例示する。基本ストリームは16パイロット・トーンを含む層として示される。時間スロットの第一層は有用なOFDM内容を含まず、そして第二及び第三層はOFDMフォーマットを使用する。一つの実施例では、第一層は1xEV-DO Rev Bフォーマットによって符号化される。一つ以上の物理チャネルが異なるフォーマットによってチャネル化されるので、それは混成スロットと呼ばれる。この実施例では、第一層は混成スロットにおいて伝送される合成波形を生成するために二つのOFDM波形に付加される。図9Cにおける例は様々なユーザ202〜140がそれらのデータ・パケットを構築するために種々の無線通信標準規格を使用することを例示するために使用される。
【0106】
図9Dは現在の方法及び装置の一実施例に使用される1xEV-DO順方向回線スロット・フォーマットを例示する。示しているように、このスロット・フォーマットは四つのチャネル:パイロット、MAC、制御、及びトラヒックを支援する。これらは図9Dに示したように各スロット(1.66・・・ms)の中に時間多重化される。
【0107】
パイロット・チャネルは情報を運ばないが、受信器端末において信号の検出、同期、及び復調を補助するために使用される。MACャネルはCDMA(それは長さ64のウォルシュ符号を用いる)を使用し、そして個々のアクセス端末へ制御情報(例えば電力制御ビット)を運ぶ。
【0108】
スロットの残りの部分は制御またはトラヒック・チャネルのいずれかを伝送するデータのために使用される。示されたように、制御チャネルは携帯電話に定期的に伝送され、同報される制御情報を運ぶ。トラヒック・チャネルはユーザ・データのパケットを運ぶ。トラヒックもしくはデータ・チャネルは種々のパケット・フォーマットを使用するデータを含む混成スロットである。基本ストリームは基準化要素βによって基準化されるMIMOパイロット・トーンを含む層として示される。次の三つの層はデータまたはトラヒック・ストリームである。第一層は1xEV-DO Rev Bフォーマットを使用し、そして第二層はOFDMフォーマットを使用する。各ユーザに関する基準化要素はα1、α2、α3、及びα4として示される。各々が400チップを含む四つのデータ・チャネルが示される。第一のデータ・チャネルでは、最初の128チップはプリアンブルのために留保され、一方、他の272チップは1xEV-DOデータ・チップ及びOFDMトーンのために使用される。他の三つのデータ・チャネルでは、400チップは1xEV-DOデータ・チップ及びOFDMトーンのために使用される。MIMOパイロット・トーンはマルチアンテナ・システムにおけるチャネル評価を援用するために存在する(β≠0)。これは現在の実施例と関係がないが、実用システムを忠実に記述するために含まれる。MIMOパイロットが存在しているとき、全ての層はそれを干渉として扱おうとしている。
【0109】
図9Eは種々のパケット・フォーマットを使用する混成データ・スロットを例示する。基本ストリームはMIMOパイロット・トーンを含む層として示される。時間スロットの第一層は1xEV-DOパケット・フォーマットを使用し、そして第二及び第三層はOFDMフォーマットを使用する。この実施例では、第一層は混成スロットにおいて伝送される合成波形を生成するために層2及び3に付加される。
【0110】
図9Gは種々のパケット・フォーマットを使用する別の混成データ・スロットを例示する。基本ストリームはMIMOパイロット・トーンを含む層として示される。時間スロットの第一層はGSMフォーマットを使用し、そして第二層はOFDMフォーマットを使用する。この実施例では、第一層は混成スロットにおいて伝送される合成波形を生成するために層2に付加される。
【0111】
図10は一つ以上のデータ・パケットを編集、伝送、及び処理するために使用される方法600である。基地局130は単一ユーザ・データ・パケット、十分な電力で伝送されたマルチユーザ・データ・パケット、または基準化電力(αPT)で伝送されたマルチユーザ重畳符号化パケットを編集するかどうかを決定する。ステップ602で、基地局130は基準化電力(αPT)で伝送された重畳符号化パケットを編集するかどうかを決定する。基地局130はこの決定を方法300に基づいて行う。基地局130が十分な電力で伝送された単一ユーザ・データ・パケットまたはマルチユーザ・データ・パケットを編集することを決定するならば、方法600は基地局130が所望のデータ・パケットを編集するステップ604に進む。ステップ604から、方法600はステップ608に進む。
【0112】
基地局130がステップ602でマルチユーザ、重畳符号化パケットを編集することを決定するならば、方法600はステップ606に進む。ステップ606で、方法600は選択されたユーザ202〜240結合からの重畳符号化パケットを編集する。これは方法300を用いることによって達成される。ステップ608で、方法600は順方向回線チャネル504上で重畳符号化パケットを選択されたユーザ202〜240結合における各ユーザ202〜240に伝送する。選択されたユーザ202〜240結合における各ユーザはステップ610で重畳符号化パケットを受取る。
【0113】
現在の例では、全4ユーザ202、204、232、及び218に関するデータ・パケットは重畳符号化パケットの中に含まれると推測する。ユーザ202、204、232、及び218がそのユーザ202、204、232、及び218用であるデータ・パケットを取得するために、ユーザは重畳符号化パケットを処理する。このように、ステップ612で、各ユーザ202、204、232、及び218は受信重畳符号化パケットの処理を始める。
【0114】
受信重畳符号化パケットを処理する第一のステップとして、各ユーザ202、204、232、及び218はステップ614でプリアンブルを読む。上で述べたように、最もふさわしいユーザ202、204、232、及び218は重畳符号化パケットを処理するためにプリアンブルにおける重畳符号化パケット・パラメータ情報を受取る必要はない。
【0115】
ステップ616で、各ユーザはそのユーザ202、204、232、及び218が最もふさわしいユーザ202であるかどうかを判定する。例えば、受信プリアンブルが重畳符号化パケット・パラメータ(MAC ID)を含むならば、そのユーザ202、204、232、及び218はそれが最もふさわしいユーザ202ではないことを知り、そして方法600はステップ622へ進む。受信プリアンブルが重畳符号化パケット・パラメータを含まないならば、そのユーザ202、204、232、及び218はそれが最もふさわしいユーザ202であることを知る。一実施例では、重畳符号化パケットは100%未満の電力割付け持つ最もふさわしいユーザに伝送されるマルチユーザ・パケットを含む。このマルチユーザ・パケットは重複ユーザ202、204、232、及び218及びそのペイロード・サイズ及び最初の電力割付けに関する情報を含む。
【0116】
ユーザ202、204、232、及び218がステップ616でそれが最もふさわしいユーザ202であることを判定するならば、ユーザ202、204、232、及び218は総伝送電力の百パーセントが最もふさわしいユーザ202に割付けられたことを仮定することによってステップ618で受信パケットを処理することを試みる。最終的に旨くいけば、このことは、受信パケットが単一ユーザ・データ・パケット(α=1.00)、全電力で伝送されたマルチユーザ・データ・パケット(α=1.00)、または最もふさわしいユーザ202、204、232、及び218 SINRと次の最もふさわしいユーザ202、204、232、及び218 SINRとの間の差異が非常に大きくて伝送電力のほぼ全てが最もふさわしいユーザ202に割付けられた重畳符号化パケットのいずれかであったことを意味する。最もふさわしいユーザ202はまた総伝送電力の60%が最もふさわしいユーザ202に割付けられたことを仮定することによってステップ620で受信パケットを処理することを試みる。ステップ618及び620から、方法600はステップ622へ進む。
【0117】
ステップ622で重畳符号化パケットを処理するために、ユーザは(i)強いユーザ202、204、232、218に関するデータ・パケットを干渉として扱い、そして(ii)弱いユーザ202、204、218、232を意味するデータ・パケットを復号し、且つ引算をする。弱いユーザ202、204、218、232データ・パケットを引算することによって、各ユーザはそのユーザ202、204、218、232向けのデータ・パケットを取得する。
【0118】
データ・パケットを干渉として取扱うこと及びそのようなデータ・パケットを無効にすることは連続干渉相殺(successive interference cancellation)によって達成される。連続干渉相殺(SIC)では、各ユーザ202、204、218、232の信号はそれらの基準化伝送電力(αiPT)値に従って最もふさわしい信号から最も強い信号へ順番に復調され、且つ相殺される。各基準化伝送電力値はプリアンブルの一部として重畳符号化パケットに伝送されるので基準化伝送電力値は既知である。干渉の連続相殺は次のように実行される:i)より弱い信号を認識する;ii)より弱いユーザ202、204、218、232を復号する;iii)復号されたユーザ202、204、218、232の振幅を重畳符号化パラメータから決定する;iv)より弱いユーザ202、204、218、232の信号を再-生成(再構築または再符号化)する。この再構築は対応するより弱いユーザ202、204、218、232に関するデータ・パケットを再構築する際に使用された無線通信標準規格を考慮しなければならない;v)より弱いユーザ202、204、218、232を無効にする;そしてvi)全てのより弱いユーザ202、204、218、232が復号されるまで繰り返す。
【0119】
このように、ステップ622で重畳符号化パケットを処理するために、方法600はより強いユーザ202、204、218、232データ・パケットを無効にし、そして重畳符号化パケットを処理するためにステップ626でより弱いユーザ202、204、218、232データ・パケットを引去る。現在の例では、ユーザ202は最もふさわしいユーザ202であるので、ユーザ202は全ての他のユーザ202、204、218、232を干渉として扱う。下記の表3は各々のユーザ202、204、232、及び218が所望のデータ・パケットを重畳符号化パケットから取得するために用いる技術を同定する。
【表3】
【0120】
データ・パケットの処理の間、AT復号器506は正しくデータ・パケットを処理する。代りは、AT復号器506は誤りを検出し、そして正しくデータ・パケットを処理することができない。いずれにせよ、AT 202、204、218、232は基地局126〜142にデータ・パケットを処理することのAT 202、204、218、232の成功を通知するために基地局126〜142へ受領確認(Acknowledgement)(肯定または否定)を送る。しかしながら、これは重畳符号化情報パケットによって使用されない。一実施例では、オン・オフ・キーイング変調(OOK)ACK(MUPに使用されるものと類似する)が使用され、そこでは「1」はACK(肯定応答)を意味し、そして「0」はNAK(否定応答)を意味する。
【0121】
自動繰返し要求(Automatic Repeat Request:ARQ)手法がデータの自動再伝送を提供する。データが正しく復号されるとき、混成ARQ(H-ARQ)システムはそのような再伝送の早期終了を可能にする。受信器AT 202、204、218、232は基地局126〜142がデータ・パケットをその特定のAT 202、204、218、232に再送する必要があるかどうかについて送信器基地局126〜142に通知する。データが正しく受信されたとき肯定応答(ACK)が返され、そして誤りが検出されたとき否定応答(NACK)が返される。否定応答は沈黙(戻りARQなし)であり、そして肯定応答は戻りARQである。さらに複雑な誤り制御システムでは、情報ブロックはAT 202、204、218、232において部分誤り訂正について符号化され、そして追加の未訂正誤りは基地局126〜142によって再伝送される。方法600は様々な誤り制御システムを利用し、そして各ユーザAT 202、204、218、232はステップ628でARQを基地局126〜142に送り返す。
【0122】
ステップ630で、基地局130は重畳符号化パケット・ユーザ202、204、218、232から各ARQを受取る。総伝送電力(PT)は重畳符号化パケットの後にアルファαスカラー(即ち、αiPT)に基づいて重畳符号化パケットに含まれる各データ・パケットに割付けられることを想起せよ。ユーザ202、204、218、232がデータをデータ・パケットから正しく受取るならば、基地局130はそのユーザへその特定のデータ・パケットを再送する必要はない。このように、ユーザ202、204、218、232がスロット・インターレースのスロットの前にデータ・パケットの再伝送のそれらの要求を終結させるならば、もともとそのユーザ202、204、218、232に割付けられた伝送電力は残りのユーザ202、204、218、232間で再分配される。これは動的なアルファ更新と云われる。
【0123】
各インターレース・スロットの間、方法600はNACK-ARQが受信されたデータ・パケットを再送する。下記の表4は4-スロット・インターレース例を例示する :
【表4】
【0124】
表4に一覧のユーザ202、204、218、232は最もふさわしいユーザ202(最低に報告されたSINR)から最も強いユーザ218(最高に報告されたSINR)に配列される。最初のインターレース・スロットの終了の後、ユーザ2(ユーザ204)はデータを重畳符号化パケットから正しく受取っていて、そして残りのユーザ202、218、232(1、3、及び4)は誤りに直面した。最初のインターレース・スロットの後でユーザ2(204)がデータを重畳符号化パケットから正しく受け取った理由はユーザ2(204)が予測されたより良好な順方向回線を得たことである。
【0125】
基地局130は表4の矢印によって示したようにユーザ2(204)の伝送電力をユーザ3(ユーザ232)へ割付ける。第二のインターレース・スロットの後で、ユーザ4(218)は正しくデータを受取った。従って、基地局130は早く終結するユーザ4(218)の伝送電力を双方共が誤りに直面し、そして次に最高のSINRを要求したユーザ、即ち、ユーザ3(232)に割付けた。第三のインターレース・スロットの後、ユーザ3(232)は正しくデータを受取り、そして基地局130はユーザ3(232)の伝送電力をユーザ1(202)に割付けた。
【0126】
上記を考慮して、方法600はステップ632で全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取ったかどうかを判定する。全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取ったならば、方法600はステップ638へ進み、そして終結する。全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取らなかったならば、方法600はデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取ったそれらのユーザ202、204、218、232をステップ634で同定する。ステップ634で同定された復号成功の各ユーザについて、方法600は復号成功の各ユーザ202、204、218、232の電力伝送を次に高いSINRを持つ復号不成功のユーザ202、204、218、232にステップ636で再割付けする。方法600はそれからステップ602に戻り、そして次の時間スロット・インターレースについてデータ・パケットを編集する。
【0127】
ステップ602へ戻ると、基地局130はステップ630において基地局130によって受取られたARQに基づいて単一ユーザ・データ・パケットまたはマルチユーザ、重畳符号化パケットを編集するかどうかを判定する。1ユーザ202、204、218、232だけがそのデータ・パケットを復号する際に誤りに直面したならば、基地局130は単一ユーザ・データ・パケットをただ編集する必要がある。さらに、次のスロット・インターレースについてデータ・パケットを編集する際、特定の時間スロット・インターレースの間に送るべきデータ・パケットは比較的少ないのでいくつかのプリアンブル・ビットは廃棄される。プリアンブル・ビットを廃棄することは伝送されるべきデータ量を減少させ、従ってそのデータが伝送される速度を増加させる。方法600は全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取るまでこのように繰り返す。
【0128】
上記で開示したように、ARQによる早期の終了は電力再割付けをもたらす。層レベルに関して、層2に関する伝送は全ての層2ユーザがそれらのパケットの受取りを承認する。同様に、層1に関する伝送は全ての層2ユーザ及び層1ユーザがそれらのパケットの受取りを承認する場合に限り早く終結するであろう。 復調されたSINRは埋込みOFDMパイロット・トーンを使用して測定される。このように、例えば、層2におけるパケットの一つが復号されるならば、他の層への電力割付けはこれらの埋込みOFDMパイロット・トーンによって検出される。
【0129】
マルチユーザ・パケットが復号された後、パケットが重畳符号化されることをAT 202、204、218、232が決定することは注目される。
【0130】
現在の方法及び装置は重畳符号化パケットの編集、伝送、及び再伝送を扱う基地局126〜142に関するコンピュータ・チップ及び受信された重畳符号化パケットの処理を扱う各AT 202〜240に関するコンピュータ・チップの中に具現される。このことは現存する基地局コンピュータ・チップの特徴の基準化及び付加を呼び起こし、そして復号器、減算器、及び再符号器を現存するAT 202〜240コンピュータ・チップに含ませることを必要とする。その方法及び装置は基地局126〜142コンピュータ・チップが重畳符号化パケットを編集するたびに用いられ、そして現在の方法及び装置の所有者は基地局126〜142コンピュータ・チップが重畳符号化パケットを編集するたびに料金を請求する。
【0131】
一実施例では、重畳符号化パケットは二つの層に限定され、それは二層OFDMA重畳符号化または二層OFDMA-SPCの例である(図11を見よ)。図11は2スロットに等しい公称範囲(nominal span)を持つ二層OFDMA重畳符号化パケットの例である。それは端末の干渉相殺を単純化する最高2-層を持つ。さらに、それは電力再割付けを単純化する高位層にOFDMAを使用する。このように、最低層を復号しているとき、層2は干渉として扱われる。図9Hでは、α1 は最低層に割付けられた電力を示し、一方、α2 は電力割付けがトーンの間で分割される(層2において最高4まで)層2に割付けられた電力を示す。
【0132】
低位層は1xEV-DOマルチユーザ・フォーマットを利用し、そして高位層はOFDMパケット・フォーマットを利用する。一実施例では、低位層は1xEV-DO Rev A/Bマルチユーザ・パケットを使用する。図9Hは帯域幅の50%を各々割付けられた2ユーザを持つ高位層を例示する。しかしながら、別の実施例では、最高4ユーザが高位層上でサービスされる。
【0133】
最低層は1xEV-DO制御チャネル・パケットである。プリアンブル電力割付けは最低層データ伝送について割付けられた電力に等しい。マルチユーザ・パケットが復号された後、パケットが重畳符号化されることをAT 202、204、232及び218が決定することは注目される。
【0134】
MAC-IDはパケットが重畳符号化情報パケットであることを示すために使用される。同じく、それは層2(即ち、一実施例では1、2、 3 、または4)におけるパケット数を示すために2ビット、及びパケット終了目標を示すために2ビットを使用する。
【0135】
その上、層2は層2におけるユーザの数を示すために2ビットを使用する。同じく、それは8ビットMAC指数、割当てられた分配トーン集合/ユーザ、最初の電力割付けを表すために4ビット(全ての割当トーンに亘って同じである)を使用し、そしてペイロード・サイズは4ビットによって同じく表される。
【0136】
図12は発明のいくつかの実施例が実施されるコンピュータ・システム700である。いくつかの実施例では、現在の発明の技術はグラフィックス制作のために特化されたハードウェア・デバイスにハード符号化され、且つ/またはコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令(ソフトウェア)において実施される。
【0137】
コンピュータ・システム700はバス705、プロセッサ710、システム・メモリー715、読出専用メモリー720、永久記憶デバイス725、入力デバイス730、出力デバイス735、及び代替プロセッサ740を含む。コンピュータ・システム700のいくつかまたは全ての品目は編集ユニットに含まれ、もしくは制御プロセッサに含まれる。
【0138】
バス705はコンピュータ・システム700の多数の内部デバイスを通信的に接続する全てのシステム、周辺装置、及びチップセット・バスを集合的に表す。例えば、バス705はプロセッサ710を読出専用メモリー720、システム・メモリー715、及び永久記憶デバイス725と通信的に接続する。
【0139】
読出専用メモリー(ROM)720はコンピュータ・システムのプロセッサ710及び他のモジュールに必要とされる静的データ及び命令を記憶する。一方、永久記憶デバイス725は読み書きメモリー・デバイスである。このデバイスはコンピュータ・システム700が電源オフのときでも、命令及びデータを記憶する不揮発性メモリー・ユニットである。本発明のいくつかの実施例は永久記憶デバイス725として大容量記憶デバイス(例えば磁気もしくは光ディスク及びその対応ディスク・ドライブ)を利用する。他の実施例は永久記憶デバイス725として移動可能記憶デバイス(例えばフロッピー(登録商標)・ディスクまたは他の記憶ディスク、及び対応するディスク・ドライブ)を利用する。
【0140】
永久記憶デバイス725と同様に、システム・メモリー715は読み書きメモリー・デバイスである。しかしながら、記憶デバイス725と異なり、システム・メモリーはランダム・アクセス・メモリー(RAM)のような揮発性読み書きメモリーである。システム・メモリーはプロセッサがランタイムにおいて必要とする命令及びデータのいくつかを記憶する。
【0141】
いくつかの実施例では、現在の特許出願の方法を実行するために必要とされる命令及び/またはデータがシステム・メモリー715、永久記憶デバイス725、読出専用メモリー720、またはこの三つの組合せにおいて記憶される。例えば、様々なメモリー・ユニットはアプリケーションの命令及び/またはアプリケーションによって生成されたグラフィックス・データを含む。例えば、図7及び10に例示したステップはシステム・メモリー715、永久記憶デバイス725、読出専用メモリー720、またはこの三つの組合せにおいて記憶された命令として記憶される。いくつかの実施例では、システム・メモリー715及び/または永久記憶デバイス725はキャッシュ及び/またはバッファーを含む。
【0142】
これらの様々なメモリー・ユニットから、プロセッサ710は現在の発明の処理を実行するための命令及び処理するためのデータを取り出す。いくつかの実施例では、プロセッサ710はプロセッサ710によって最近アクセスされ、もしくは造出されたデータを保持するためにオンチップ・キャッシュ712を利用する。いくつかの実施例では、代替プロセッサ740は現在の発明の処理を行うために命令を実行し、そしてデータを処理する。一実施例では、プロセッサはスケジューラ714を含む。スケジューラ714はまた代替プロセッサ740中にもしくは個別の処理手段として設置される。
【0143】
バス705はまた入力デバイス730及び出力デバイス735に接続する。入力デバイス730はユーザが情報を伝達し、そして命令をコンピュータ・システム700が選択することを可能にする。入力バイス730は英数字両用のキーボード及びカーソル制御器を含む。出力デバイス735はコンピュータ・システム700によって生成された画像を印刷し、または表示する。出力デバイスはプリンター、及び陰極線管(Cathode Ray Tubes:CRT)または液晶表示器(Liquid Crystal Displays:LCD)といった表示デバイスを含む。
【0144】
最後に、図12に示したように、バス705はまた、例えば、ネットワーク・アダプター(示されない)を介してコンピュータ・システム700をネットワーク765と連結する。このように、コンピュータ・システム700はコンピュータのネットワーク(例えば、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)、またはイントラネット)の一部、またはネットワーク(例えば、インターネット)のネットワークである。コンピュータ・システム700のどれかのまたは全ての構成要素は現在の発明と共に使用される。しかしながら、当業者は他のシステム形態もまた現在の発明と共に使用されることを認識するであろう。
【0145】
上で述べた図7及び10の方法及び装置は図13及び14でそれぞれ例示した機能ブロックを加えた対応手段によって遂行される。云い換えれば、図7のステップ302〜352は図13における機能ブロック1302〜1352を加えた手段に対応する。同様に、図10のステップ602〜638は図14における機能ブロック1602〜1638を加えた手段に対応する。
【0146】
上記の方法及び装置は進化データ専用(時分割多重化)(EVDO(TDM))、直交周波数分割多重化(OFDM)、及び1x符号分割多重化(1x-CDM)を含む、様々なシステムにおいて処理能力利益を提供することが期待される。最大の処理能力利益は時間(または周波数)-直交システムにおいて動作する強いユーザのために期待される。
【0147】
上記の方法及び装置は様々なアプリケーションに適用される。例えば、インターネット音声プロトコル(Voice-Over-Internet Protocol:VoIP)に適用されるとき、1xEV-DO順方向回線上の重畳符号化の発明は低待ち時間(伝送遅延の減少)、多数のセクタ当りユーザ数(即ち、高容量)、またはこの二つの結合を可能にする。広告のような同報サービスに適用されるとき、同報サービスは個々のユーザ向けのユニキャスト・トラヒックによって重畳符号化され、その結果同報及びユニキャスト・トラヒック両方が共に伝送される。このように、従来の無線通信システムと異なり、現在の発明はユニキャスト・トラヒックによって同報トラヒックを先取する必要性を最小にし、もしくは除外する。云い換えれば、同報トラヒックは現在の方法及び装置を用いるそれらのシステムのユニキャスト・トラヒックの期間は妥協の必要はない。
【0148】
現在の方法及び装置は多数の特定の詳細に関して述べてきたが、当業者はその発明が発明の精神から逸脱することなく他の特定の形において具現されることを認識するであろう。このように、当業者はその発明が前述の例示の内容によって制限されるべきではなく、むしろ付随の請求項によって定義されるべきであることを理解するであろう。同じ注釈に関して、CDMA及びOFDMの変調フォーマットが例として使用された。データ・パケットはいずれかの無線通信標準規格に適合して構築される。
【0149】
当業者は情報及び信号が様々な異なる技術及び技法のどれかを使用して表されることを理解するであろう。例えば、上の記述の至る所で参照されたデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光学場または粒子、またはそれのどれかの組合せによって表される。
【0150】
当業者はここに開示された実施例と関連して記述された様々な例示の論理ブロック、モジュール、回路、及び、アルゴリズム・ステップが電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、または両者の組合せとして実施されることを認識するであろう。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を例示するために、様々な例示の構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップは一般にそれらの機能性に関して上で述べてきた。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるか否かは特定のアプリケーション及び全体システムに課せられた設計の制約によって決まる。熟練技術者は各特定アプリケーションについて様々な方法で記述された機能性を実施するが、そのような実施決定は現在の発明の範囲から逸脱を引き起こすと解釈されるべきでない。さらに、方法ステップは本発明の範囲から逸脱することなく置換えられる。
【0151】
ここに開示された実施例に関連して記述された様々な例示の論理ブロック、モジュール、及び回路はここに述べた機能を実行するために設計された一般用途のプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア部品、またはその組合せによって実施または実行される。一般用途のプロセッサはマイクロプロセッサであるが、これに代るもので、そのプロセッサはあらゆる従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械でもよい。プロセッサはまた計算デバイスの組合せ、例えば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連動する一つ以上のマイクロプロセッサ、または他のそのような構成として実施される。
【0152】
ここに開示された実施例に関連して記述された方法またはアルゴリズムのステップは直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールにおいて、またはその二つの組合せにおいて具体化される。ソフトウェア・モジュールはRAMメモリー、フラッシュ・メモリー、ROMメモリー、EPROMメモリー、EEPROMメモリー、レジスタ、ハードディスク、リムーバブル・ディスク、CD-ROM、または他の形の当技術分野において知られている記憶媒体に常駐される。典型的な記憶媒体はそのようなプロセッサが記憶媒体から情報を読取り、記憶媒体へ情報を書込むことができるようにプロセッサと接続される。これに代るものでは、記憶媒体はプロセッサに一体化してもよい。プロセッサ及び記憶媒体はASICに常駐してもよい。ASICはユーザ端末に常駐してもよい。これに代るものでは、プロセッサ及び記憶媒体はユーザ端末に個別部品として常駐してもよい。
【0153】
開示された実施例の前の記述は当業者が本発明を行い、または使用することを可能にするため提供される。これらの実施例への様々な修正は当業者には明白であり、ここに定義された一般的な原理は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施例に適用される。このように、本発明はここに示された実施例に限定されることを意図するものではないが、ここに開示された原理及び新規な特徴と合致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【0154】
様々なユーザへ電力割付け(αi )は様々な方法において示される。一つの手段は範囲(0,1)をいくつかのより小さなレベルに分割し、そして電力割付けに最もよく近づくレベルを示すことである。別の方法はデータを搬送するために利用された要求されるデータ速度(DRC)及びパケット・フォーマットを示すことである。そこで移動体は割付けられた電力の一部分を計算するであろう。
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に無線通信システムにおいて情報パケットを予定計画し、且つ無線伝送し、そして特に順方向回線(FL)データ処理性能を改善するために重畳符号化を用いる方法及び装置に関係する。
【背景技術】
【0002】
セルラー通信システムにおいて通信を制御する様々な無線通信規格がある。cdma2000 1xEV-DO規格(「cdma2000高伝送速度パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA/EIA/IS-856)は無線モバイル環境における一般データ通信サービスを提供するため1990年代後半に米国カルコム社によって開発されたパケット・データ通信のためのシステムである。1xEV-DOは順方向及び逆方向回線の特性に対応する固有の資源割当方法を採用する。
【0003】
1xEV-DO規格においては、基地局はその時間の瞬間に一つのデータ・パケットを一つの携帯電話(cell phone)に送る。動作の際には、基地局は一定電力でパイロット信号を連続して伝送する。パイロット信号を受信すると、携帯電話は受信パイロット信号の強度を判定し、そしてその結果を要求されたデータ速度制御(Data Rate Control:DRC)の形で基地局に送り戻す。
【0004】
フェージングは無線伝送の受信強度における確率的な変化である。基地局からの電話の距離は受信パイロット信号強度に影響を及ぼす。同じく、携帯電話と基地局の間を通過するトラックや、主パイロット信号と結合し、或いは相殺するビルから反射するパイロット信号といった動的事象も受信パイロット信号強度に影響を及ぼす。要するに、距離及び干渉条件はこの順方向回線信号対干渉及び雑音比(FL SINR)における不均衡を造出し、したがって各電話の要求DRCに影響を及ぼす。
【0005】
基地局において、スケジューラ法はそのパイロット信号強度(即ち、要求DRC)によって各携帯電話を位置づけし、そしてどの携帯電話が次のデータ・パケットを受取るかを決定するためにその位置づけ(ranking)を利用する。典型的な固有の資源割当方法では、基地局は「最も(mos)」ふさわしい信号対干渉及び雑音比(SINR)を有する携帯電話に対応するそのデータ・パケットを送る。どの携帯電話が最もふさわしいかは評価関数の結果に基づいて各携帯電話を位置づける予定計画方法によって決定される。その時間の瞬間に、最もふさわしいユーザの要求(needs)が対処され、一方、残りのユーザの要求(前述の例では、29ユーザの要求)は遅らさねばならない。
【0006】
従来の固有の資源割当方法は公平なサービスを全ての携帯電話に提供しようとする。このことは最も弱い集合のユーザが全体システムのデータ処理性能を制限するという点で問題になる。さらに、比較的低いFL SINRを持つユーザはそれらの特定の携帯電話の潜在的なものより低い処理能力及び高い遅延度によって不利になる。従って順方向データ処理性能を改善し、そして最もふさわしい(恐らくはより弱い集合の)ユーザの要求を満たしながらより強い集合のユーザのFL SINRより低いFL SINRを持つユーザの遅延を減少するシステムが当技術分野において必要である。
【発明の概要】
【0007】
この特許出願は2006年5月24日出願の「無線通信システムにおける重畳符号化(Superposition Coding in a Wireless Communication System)」と題する米国特許仮出願番号第60/794,874号の便益を要求するもので、この特許出願の全開示はこの特許出願の一部と考えられる。
【0008】
ここに開示した実施例は多数の候補(その一つは最もふさわしいユーザである)に重畳符号化を使用することにより、無線通信システムの順方向回線データ処理性能を最大にする2ユーザ、3ユーザ、またはNユーザの組合せを選択することにより、且つ各時間スロットの開始において電力伝送を動的に再割付けすることにより上に述べた要求に対処する。
【0009】
基地局から遠隔局へ重畳符号化パケットを通信するシステムが開示される。基地局において、重畳符号化のユーザ候補の一覧が編集され、そしてユーザ候補の中の最もふさわしいユーザが決定される。一つの実施例は重畳符号化を4ユーザ候補以下に制限し、しかしながら、他の実施例は異なる数のユーザについて符号化する。最もふさわしいユーザの要求データ速度より小さい要求データ速度を持つそれらのユーザ候補は取り除かれる。重畳符号化パケットは残りのユーザ候補から編集される。重畳符号化パケットにおける様々なユーザは種々の変調技術及び/またはパケット・フォーマットを使用する。例えば、最低層は1xEV-DO改訂Aシステムのパケット・フォーマットを使用する。
【0010】
他のユーザは直交周波数領域変調(Orthogonal Frequency Domain Modulation:OFDM)を利用するパケット・フォーマットを使用する。他ではまた(サブキャリアに亘って異なる電力割当を持つ)OFDMを使用する。
【0011】
重畳符号化パケットを受取る遠隔移動体(remote mobile)が最低層であるならば、遠隔局は最低層に割当てられた全電力と同様に最低層に割当てられた電力のそのいくらかの先験的に既知の部分を代りに仮定することによって重畳符号化パケットを処理する。さらに、一つ以上のユーザがデータ・パケットの公称長さの前に復号に成功すれば、それらの電力は別のユーザに再割付けされる。
【0012】
その実施例は様々なアプリケーションに適用される。例えば、インターネット音声プロトコル(Voice-over-Internet Protocol:VoIP)に適用されたとき、本発明の重畳符号化は低待ち時間(伝送遅れの低減)、セクタ当り多くのユーザ数(即ち、高容量)、あるいは二つの組合せを可能にする。広告のような同報サービスに適用されたとき、同報サービスは同報及びユニキャスト・トラヒックが共に送られるように個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックによって重畳符号化される。この同報サービスは(1xEV-DOにける制御チャネルのような)全てのユーザ向けの共通情報、或いは(プラチナ同報を使用して伝送される情報ような、また「cdma2000高伝送速度同報-多報パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA-1006-Aとして既知の)特定領域向けの情報である。このように、従来の無線通信システムと異なり、本発明はユニキャスト・トラヒックによって同報トラヒックを先取する要求を最小限にするか、或るいは除去する。云い換えれば、同報トラヒックは本方法及び装置を用いてそれらのシステムのためのユニキャスト・トラヒックの期間の間妥協する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本方法によってOFDMサブキャリアの周波数領域位置取りを示すOFDMチャネル帯域内の典型的なOFDMの例示である。
【図2】各トーンがシンボル間に整数サイクル数を持つ一つのシンボル期間にわたる三つのトーンを示す。
【図3】GSM(登録商標)セル・システムの基本動作のブロック図である。
【図4】GSMバースト構造を例示する。
【図5】無線通信システムの透視図である。
【図6】図5のセルの詳細な設計図である。
【図7−1】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを持つ重畳符号化パケットに編集するために使用される方法のステップを含むフローチャートである。
【図7−2】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを持つ重畳符号化パケットに編集するために使用される方法のステップを含むフローチャートである。
【図8A】各ユーザ、各ユーザのためのDRC例、及びその結果生じる各ユーザに関する評価関数F(n)の例を一覧する表である。
【図8B】各ユーザに関するDRCによって分類された図6Aの内容を一覧表である。
【図8C】各ユーザに関する評価関数F(n)によって分類された図6Aの内容の一覧表である。
【図9A】重畳符号化パケットを編集し、伝送し、且つ処理するために使用される論理ブロック図である。
【図9B】重畳符号化パケットを編集し、伝送し、且つ処理するために使用される装置のための論理ブロック図であり、そこで様々なユーザは種々の変調方法を利用することによってスペクトル効率を改善する。
【図9C】様々なパケットが電力の一部を受取る各ユーザによっていかに時間領域に適合させるかを示す。
【図9D】本方法及び装置の一つの実施例に使用される1xEV-DO順方向回線スロット・フォーマットを例示する。
【図9E】異なるパケット・フォーマットを使用する混成データ・スロットを例示する。
【図9F】OFDMA形式パケット・フォーマットを使用する層2を持つ、本実施例で使用される1xEV-DO順方向回線スロット・フォーマットを例示する。
【図9G】一つの層がGSMパケット・フォーマットを使用する混成データ・スロットを例示する。
【図10】一つ以上のデータ・パケットを編集し、伝送し、或いは処理する方法600のステップを含むフローチャートである。
【図11】二スロットに等しい公称長さを持つ二層CFDMA重畳符号化パケットの例である。
【図12】本方法及び装置のいくつかの実施例が実施されるコンピュータ・システム700である。
【図13−1】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを有する重畳符号化パケットに編集するために使用される機能ブロックを加えた編集手段を含むブロック図である。
【図13−2】固定長情報パケットをアドレス・ヘッダーを有する重畳符号化パケットに編集するために使用される機能ブロックを加えた編集手段を含むブロック図である。
【図14】一つ以上のデータ・パケットを編集し、伝送し、且つ処理するために使用される機能ブロックを加えた編集手段を含むブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
米国及び世界中で数百万人の人々が携帯電話を利用している。携帯電話に関する最も興味深いものの一つはそれが実際に高性能(sophisticated)無線機であることである。通信を提供するために、これらの高性能無線機はセル・システムのような無線電話システムに組込まれる。
【0015】
セル・システムでは、都市のような地域がいくつかのセルに分割される。各セルは無線装置を含む高層ビル及び小さなビルを含む基地局を有する。セル内の基地局はそのセル内に位置する携帯電話の通信回線要求を支援する。
【0016】
携帯電話の通信回線要求は二つの領域:逆方向回線(携帯電話から基地局への回線)及び順方向回線(基地局から携帯電話への回線)に分割される。順方向回線動作の間、基地局はそのセル内に位置する携帯電話にデータ・パケットを伝送する。例えば、どんな時間(例えば、1.67ミリ秒の間)でも、基地局はデータを要求する30人の異なる携帯電話ユーザがいる。
【0017】
セル通信システムには伝送を制御する様々な無線通信規格がある。cdma2000 1xEV-DO標準規格(「cdma2000高伝送速度パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA/EIA/IS-856)は無線モバイル環境における一般データ通信サービスを提供するため1990年代後半に米国カルコム社によって開発されたパケット・データ通信のためのシステムである。1xEV-DOシステムは順方向及び逆方向回線の特性に対応する固有の資源割当方法を採用する。
【0018】
無線通信標準規格はスペクトル効率を向上させるために種々の変調技術(例えば、符号分割多元アクセス(CDMA)、直交周波数分割多元アクセス(OFDMA)等々)を有する。一つ以上の実施例において、本特許出願の特徴はこれらの様々な形の変調によって使用される。例えば、制限されないが、それはCDMA2000 Rev Cに開示されたOFDMと共に使用される。
【0019】
OFDMは多重キャリア伝送技術であり、それは利用可能なスペクトルを多数の等間隔のキャリアまたはトーンに分割し、そして各トーン上でユーザの情報の一部分を搬送する。OFDMは周波数分割多重化(FDM)の形として見なされるが、しかしながら、OFDMは各トーンが他の全てのトーンと直交しているという重要な特別な性質を有する。高速データ信号は数十または数百の低速信号に分割される。OFDMシステムはデータ・ストリームを取込み、そしてそれをN個の並列データ・ストリームに各々元の速度の1/Nの割合で分割する。これらの低速度信号はサブキャリア周波数(「サブキャリア」)またはトーンとして知られる無線周波数(RF)信号内のそれぞれの周波数上で並列に伝送される。サブキャリアまたはトーンは低速度データ・ストリームの一つによって変調され、それによってデータ・トーンを造り出す。その上、サブキャリアはパイロット信号によって変調され、それによってパイロット・トーンを造り出す。このように、OFDM信号は種々のサブキャリア周波数を持つ多くの信号の総合(sum)である。
【0020】
その上、全てのキャリアのは相互に直交する。キャリアは直交しているので、各キャリアはシンボル期間にわたって整数サイクル数を持つ。このために、各キャリアのスペクトルはシステムにおける他のキャリアの各々の中心周波数でゼロ値を持つ。図1を見よ。このように、各トーンのピークは全てのトーンのゼロ・レベル、またはゼロ値に対応する。その結果、理論的に可能な限り近接した間隔を可能にして、キャリア間に最小の干渉がある。受信器が各トーンの中心周波数において標本化するとき、唯一の存在エネルギーは、他の雑音がチャネルにおいて偶然あるものを何でも加えた、所望の信号のそれである。
【0021】
図2は一つのシンボル期間にわたる三つのデータ・トーンを示し、そこでは各トーンはシンボルの期間に整数サイクル数を持つ。
【0022】
OFDM信号は非分散チャネルを通して伝送されるときサブキャリア直交性の性質を保持するであろう。しかしながら、大部分のチャネルは分散的である。このように、重大な時間及び/または周波数分散が伝送信号に導入される。これらの障害はキャリア間干渉(ICI)及びシンボル間干渉(ISI)を持ち込み、そしてサブキャリアの直交性を破壊する。
【0023】
マルチパスを含む時間分散に対して保護するために、チャネル・インパルス応答の長さに等しいガード区間が連続OFDMシンボルの間に導入される。循環拡張OFDMシンボルはこのようにガード区間と情報が伝送される有用な部分から成る。ガード区間は逆高速フーリエ変換(IFFT)出力の循環拡張版(即ち、周期的変換の部分の循環再伝送)によって一般に実施される。伝送効率を維持するために、システム設計者は一般的にガード区間を有用なOFDMシンボル期間の4分の1以下に制限しようと努める。
【0024】
個々のトーンまたはトーンの群は種々のユーザに割当てられるので、OFDMはまた多元アクセス技術であると考えられる。各ユーザはそれらが送るべき情報を持っているとき所定の数のトーンを割当てられ、或いは代わりに、ユーザはそれらが送らなければならない情報量に基づいて様々な数のトーンを割当てられる。割当はメディア・アクセス制御(MAC)層によって制御され、それはユーザ要求に基づいて資源割当を予定計画する。OFDMでは、異なるトーン(ユーザ)に割当てられた電力はまた(図9Fに示されるように)異なり、さらに全帯域幅に亘り平均電力制限を満たしているという特徴が追加される。
【0025】
汎欧州ディジタル移動通信システム(global system for mobile communications:GSM)はヨーロッパで初めて開発されたディジタル移動体通信標準規格であり、そして世界的に急速な受入れ及び市場占有率を獲得した。それは元は総合ディジタル通信網(ISDN)標準規格と互換性があるように設計された。このように、GSMによって提供されるサービスは標準ISDNサービスの部分集合であり、音声は最も基本的なものである。GSMの開発における広範囲の基準はスペクトル効率、国際的ローミング、低コスト移動体及び基地局、音声品質、及び新しいサービスを支援する能力を含む。長い間に、GSM標準規格は様々なチャネル及び符号化フォーマットを含めて拡大し、且つ発展してきた。
【0026】
図3はGSMセル・システム9100の基本動作のブロック図である。システム9100は情報源(source)からそれを取るためにオーディオ源(例えば、音声)上で行われ、且つ受信器で合理的にそれを再現する一連の処理と見なされる。情報源処理9102は図の上列の動作で表され、移動局(例えば、携帯電話)によって行われる。受信処理9104は下列の動作で表され、基地局で行われる。一般に、受信処理9104は情報源処理9102の逆で、 逆順序で行われる。
【0027】
GSM標準規格は一般的にそれぞれ25MHzの帯域幅を持つ二つの周波数帯域を使用する。GSM-900システムは900MHz(メガヘルツ)の周辺の二つの帯域で動作する。一つの帯域は、890-915MHz範囲を含み、移動局から基地局へ伝送する上り回線伝送に割付けられる。別の帯域は、935-960MHz範囲を含み、基地局から移動局へ伝送する下り回線伝送に割付けられる。GSM-1800システム(またDCSと呼ばれる)は1800MHzの周辺の二つの帯域で動作する。GSM-1900システム(またPCSと呼ばれる)は1900MHzの周辺の二つの帯域で動作する。
【0028】
特に諸国内の周波数割付けによって、実際に周波数帯域の地域格差が発生する。
【0029】
GSM標準規格はいかに同時通信が異なる移動局と基地局との間で発生しうるかを定義する多元アクセス手法を用いる。基地局の地理的なセル構造は定義された周波数スペクトルに空間ダイバシティを提供する。各セル内では、周波数分割多元アクセス(FDMA)及び時分割多元アクセス(TDMA)の組合せが標準規格によって用いられる。25MHz帯域はFDMAを適用して200kHz間隔で124キャリア周波数に分割される。各々の搬送周波数は8個のバーストに時間的に分割され、TDMAを適用して各々は約0.577ms持続する。各キャリアについて8個のバーストは一つの「フレーム」と見なされ、約4.615ms持続する;一人のユーザはフレーム内のバーストの一つを用いるであろう。この方法において、特定のキャリア周波数及びバースト番号に対応する個々の「チャネル」が形成される。図3へ戻って参照すると、GSM標準規格による移動局から基地局への通信回線に関する通信処理がここに記述される。
【0030】
最初の移動基地局における音声符号化9106は入来アナログ音声をディジタル信号に変換する。チャネル符号化9108は信号伝送の間に発生するあらゆる誤りを検出し、且つ訂正を補助するために余分のビットを元の情報に付加する。
【0031】
インタリーブ9110動作は特定の方法で一群のビットを再配列する。インタリーブの効果はデータ・ストリームにおける誤りの尤度を減少させることである。一般に、誤りはバースト中の連続ビットに影響を及ぼす可能性があるので、インタリーブはバーストに亘ってビットを分散させる。
【0032】
インタリーブの後で、バースト組立9112手続きがビットを伝送のためにバーストに一塊にする。図4は標準バースト構造9200を例示する。標準バースト構造9200は26の個々のフレーム(0から 25までを番号付けされる)を含むマルチ-フレームを含む。トラヒック・チャネル9202はフレーム0〜11及び13〜24を占有する。フレーム12は遅い関連制御チャネル(slow associated control channel:SACCH)9204のために使用される。フレーム25は単一の全伝送速度トラヒック・チャネルの場合には使用されないが、二つの半伝送速度トラヒック・チャネルの場合には第二SACCHとして使用される。さらに、二つの半伝送速度チャネルの場合には、偶数番号のフレーム(フレーム12を除く)は第一のユーザのためのトラヒックとして使用され、そして奇数番号のフレーム(フレーム25を除く)は第二のユーザのためのトラヒックとして使用される。トラヒック・チャネル9202の各フレームは8個のバースト9208(0から7まで番号付けされる)を含み、そして各バースト9208は次のような構造を持つ。後尾ビット群9210、9222各々はゼロに設定された3ビットを含み、そしてバースト9208の初めと終りに配置される。それらは移動体の電力の増減の期間を補うために使用される。符号化データ群9212、9220は各々57ビットから成り、信号通信またはユーザ・データを含む。秘密フラグ(stealing flags)9214、9220はバーストによって搬送された情報がトラヒックまたは信号通信データと対応するか否かを受信器に示すために使用される。トレーニング系列9216は26ビットの長さを持つ。それは受信器を入来情報と同期させるために使用され、そこでマルチパス伝搬によって造出された負の影響を回避する。ガード期間9224は、8.25ビットの長さを持ち、立上り時間の間に起こり得る二つの移動体の重複を回避するために使用される。
【0033】
図3に戻って参照すると、暗号化(ciphering)9114が信号通信及びユーザ・データを保護するために使用される。暗号化9114の後、伝送信号9118が変調9116によって形成される。一般的に、GSM標準規格はガウス最小シフト・キーイング(GMSK)変調を用いる。GMSK変調はスペクトル効率、複雑性及び低疑似放射(隣接チャネル干渉の可能性を減少させること)の間の妥協として選択されてきた。GMSK変調は27kボーの伝送速度及び0.3に等しいBT積(product)を有する。代わりに、GSM標準規格はまたGSM進化(EDGE)アプリケーションの強化データのために8位相シフト・キーイング(8-PSK)変調を利用する。
【0034】
変調信号9118はそれから受信器、例えば、基地局に伝送され、そこで受信動作9104が行われる。受信処理は(順番に)復調9120、解読9122、バースト分解9124、逆インタリーブ9126、チャネル復号9128及び音声復号9130を含む。これらの動作は上で論じたそれらのそれぞれの伝送動作の逆である。
【0035】
図5は無線通信システム100の透視図である。無線通信システム100は統合統一体を形成するために相互接続及び相互動作が可能な個々の通信ネットワーク、伝送システム、中継局、支流局、及び/またはデータ端末設備の集合である。無線通信システム100はいくつかのセル106、ここではセル108、110、112、114、116、118、120、122、及び124を含む格子に分割された地域を含む。例えば、市または郡はさらに小さなセルに分割される。セル106は地形、容量要求、及び他の要素に応じてサイズが異なる。例えば、一実施例では、各セル106は六角形の形を持ち、そして約10平方マイル(26平方キロメートル)の大きさである。
【0036】
無線通信システム100はさらにいくつかの基地局126、例えば、基地局128、130、132、134、136、138、140、142、及び144を含む。各セル106は基地局126を持つ。基地局126は二つのデバイスの間で音声及びデータ信号を制御し、且つ中継する処理用ハードウェア/ソフトウェア、伝送電力及びアンテナ・アレイを使用する無線送受信器(送信器/受信器)である。基地局126は高データ速度(High Data Rate:HDR)基地局装置であるかもしれず、そしてモデム・プール送受信器(MPT)と云われる。各基地局126からの伝送電力を制御することによって、各セル106に割当てられた無線周波数はその特定のセル106の境界に限定される。このように、例えば、同じ周波数がセル108及びセル118に割当てられる。
【0037】
図6は図5のセル110の詳細な設計図である。アクセス端末(Access Terminals:AT)、例えばAT 202、204、206、・・・、240はセル110の中に含まれる。AT 202〜240は、例えば光ファイバまたは同軸ケーブルを使用して、無線チャネル201、203、205または有線チャネルを通って通信するあるデータ。デバイスである。また、AT 202〜240はさらにPCカード、コンパクト・フラッシュ、外部モデム、内蔵モデム、無線電話、または有線電話を含むあるいくつかの型式のデバイスであるが、しかしそれに限定されない。
【0038】
各AT 202〜240はユーザと云われ、そして携帯電話、基地移動送受信器、衛星、移動無線電話セット、基地移動送受信器、遠隔局装置、あるいは高データ速度(HDR)加入局を含む。さらに、各AT 202〜240は可動もしくは静止し、そして逆方向回線201を通して一つ以上の基地局126〜142(図5)とデータ・パケットを通信するように適応される。AT 202は一つ以上の基地局126〜142を通してHDR基地局制御器にデータ・パケットを伝送し、且つ受信し、それはモデム・プール制御器(MPC)と云われる。
【0039】
モデム・プール送受信器及びモデム・プール制御器はアクセス・ネットワーク(AN)と呼ばれるネットワークの一部分である。AT 202〜240はアクセス・ノードを個々の加入者に接続する公衆または私用交換ネットワークのその一部分である。例えば、ANは多数のAT 202〜240の間でデータ・パケットを輸送する。ANはさらに企業イントラネットまたはインターネットといったANの外の追加ネットワークに接続し、そして各AT 202〜240とそのような外部ネットワークとの間でデータ・パケットを輸送する。集合的にもしくはその部分において、これらは無線通信システム100の一部である。
【0040】
一つ以上の基地局126との稼働トラヒック・チャネル接続を確立したAT 202〜240は稼働AT 202〜240と云われる。稼働AT 202〜240はトラヒック状態にあると言われる。一つ以上の基地局126〜144との稼働トラヒック・チャネル接続を確立する過程にあるAT 202〜240は接続設定状態にあると言われる。
【0041】
逆方向回線201(図6)は基地局130によって提供されるANサービスにAT 214のようなAT 202〜240を接続する無線インタフェースである。 例えば、AT 202は逆方向回線203を通してデータ・パケットを基地局130と通信するように適応され、そしてAT 204は逆方向回線205を通してデータ・パケットを基地局130と通信するように適応される(図5参照)。
【0042】
データ・パケットはプリアンブル(前提部)及びペイロードを持つパケットの形で配列されたデータのブロックと見なされる。プリアンブルはそのパケットの内容及び目的アドレスに関するオーバーヘッド情報を持つ;そしてペイロードはユーザ情報である。一般的に、基地局126〜142はデータ・パケットを一人のユーザに(単一ユーザ・パケット)一度に伝送し、或いは多数のユーザに(マルチ-ユーザ・データ・パケット)一度に伝送する。スペクトル効率を改善するために、ペイロードにおけるデータ部分は種々の変調技術を利用して形成される。図7で示した例のフローチャートでは、最もふさわしいユーザ202は1xEV-DO Rev Bシステムによって規定されたパケット・フォーマットを利用し、一方、他のユーザ204、218、232はOFDMパケット・フォーマットを使用する。提案された重畳符号化の方法は各層が異なる多元アクセス技術を使用して構築されたペイロードを持つシステムに適用される。
【0043】
重畳符号化は二つ以上のデータ・パケットが基地局126〜142で結合され、そして基準化された電力で多数のユーザに即座に伝送される技術である。IEEE情報理論紀要、IT-18(1)(1972年2月14日)掲載の「T.M.カバー、同報チャネル(T.M. Cover, Broadcast Channels)」におけるように、異なるユーザへの信号が相互に重畳され、そして異なる電力で同じデータ・パケットにおいて伝送される。本方法及び装置の形態は基地局130(図6)のような基地局126〜142から無線通信システム100におけるAT 202〜240へのデータ処理能力を向上させるために重畳符号化を用いる。重畳符号化パケットは共有資源、即ち「電力」を共有し、一方マルチ-ユーザ・パケットは共有資源、即ち「時間」を共有する。
【0044】
二つのデータ・パケットの結合は、(1)第一の基準化要素でシンボル・サブストリームの第一の集合を基準化する、(2)第二の基準化要素でシンボル・サブストリームの第二の集合を基準化する、そして(3)多元伝送シンボル・ストリームを取得するためにシンボル・サブストリームの第一の集合をシンボル・サブストリームの第二の集合と加算することによって重畳により達成される。第一及び第二の基準化要素は基本ストリームと強化ストリームのためにそれぞれ使用する伝送電力の量を決定する。
【0045】
図7は固定長の情報パケットをアドレス・ヘッダーを持つ重畳符号化パケットに編集するために使用される方法300のステップを含むフローチャートである。無線通信において、順方向回線トラヒック・チャネル504(例えば、順方向回線)は固定の場所(例えば、基地局)から移動体ユーザ202への回線である。回線504が通信中継衛星を含むならば、順方向回線504は、上り回線(基地局から衛星)及び下り回線(衛星から移動体ユーザ)の両方から成る。
【0046】
方法300の順方向回線チャネル504a〜dは複数の時間スロットに分割された一つのデータ・チャネルである。参照のみのために、各時間スロットの長さは1.67ミリ秒(msec)である。上で注目したように、基地局126は一般的に一つの時間スロットの間に一つのデータ・パケットを伝送する。ユーザの「i」番号を持つ順方向回線チャネル504について、方法300は一つの時間スロット「n」の間に一つ以上のデータ・パケットの伝送を考える。示されるように、一つの時間スロットの間に一つ以上のデータ・パケットを伝送することによって、方法300は順方向回線チャネル504上のデータ処理速度を順方向回線チャネル504上の理論上の最高データ処理速度の方へ向上させるように機能する。異なるユーザのパケット・フォーマットは異なる無線通信標準規格に適合することを注目すべきである。
【0047】
パイロット信号は監視、制御、等化、連続性、同期化、または参照のために通信システム上で伝送される信号と見なされる。方法300において、伝送パイロット信号は同期検波(coherent detection)のためにチャネル推定を支援するため使用される。ステップ302で、基地局130は一定電力でパイロット信号を連続的に伝送する。各AT 202はそれからパイロット信号を受信する。
【0048】
基地局130からAT 202〜240へ進む間に、パイロット信号の強度または強さは基地局からの距離、他の基地局126、128、132〜240からの干渉、遮断、短期フェージング、及びマルチパスのために変動する。このように、各AT 202〜240はその受信パイロット信号から達成可能な信号対干渉及び雑音比(SINR)を予測する。予測SINRから、各AT 202〜240はDRCを計算する。データ速度制御(時折、要求データ速度と云われる)は所与のパケット誤り率(Packet Error Rate:PER)、例えば1%PERを維持しながらAT 202〜240が近い将来において支援する情報伝送速度を表す。云い換えれば、要求DRCはそれが所与の時間スロットについて基地局130により確実に役立つとAT 202〜240が予測する最良の伝送速度である。
【0049】
ステップ308において、基地局130は各AT 202〜240から要求DRCを受取る。各受信DRCはAT 202〜240による即時サービスの要求を表す。一般的な無線通信に関する現在の問題は即時サービスを要求する全てのAT 202〜240が必ずしも同時にサービスされないことである。このように、基地局130はその必要性が資源割付決定によって所与の時間スロットとして役立つそれらのAT 202〜240を選択する。
【0050】
資源割付け決定は最良のシステム性能を達成するために有限資源の割付けに関係する。方法300では、ステップ310において、基地局130は各AT 202〜240のDRCを利用する評価関数の結果に基づいて各AT 202〜240を位置付けするために、スケジューラ法のような位置付け(ranking)測定基準を係合するスケジューラ714を用いる。位置付けは公平に関するある概念を維持しながら好ましくは個々のデータ処理能力及びシステム・データ処理能力を最大にするようにどのデータ・パケットが単一時間スロット「n」の間に伝送されるかを決定するために使用される。
【0051】
予定計画(scheduling)アルゴリズムの例は総当り(Round Robin:RR)、荷重付総当り(Weighted Round Robin:WRR)、要求対応帯域幅(Bandwidth On Demand:BOD)、等級サービス(Equal Grade of Service:E-GoS)、比例公平(Proportionally Fair:PFair)及び遅延パラメータを利用するものを含む。好ましくは、方法300は資源を効率的に割当てながら競合する全てのAT 202〜240の公平な(等しい)処置をしようと試みる予定計画アルゴリズムを用いる。例えば、方法300はステップ310において比例公平(P-Fair)公平性測定基準または等級サービス(E-GoS)を用いる。
【0052】
P-Fair測定基準のもとでは、スケジューラ714はAT 202〜240が強い信号レベルを知る期間の間にAT 202〜240への伝送を予定計画することによって順方向回線チャネル504の短期の時間変動を利用する。ここで、スケジューラ714は方法:
【数1】
【0053】
を用いる、但しFi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」に関する評価関数である(i=1,・・・,N);DRCi(n)は時間スロット「n」においてユーザ「i」により要求された瞬間的データ速度である;Ri(n)は適切なサイズの時間窓上のユーザ「i」によって旨く受信された平均データ速度である;そしてmaxi(・)はユーザ「i」の決定された挿入数値に関する最大値である。
【0054】
式(1)のP-Fair測定基準を使用して、各ユーザ「i」はその要求された速度がその最近の要求に比べて最高に近い時間スロットにおいてサービスされる。比較のために、E-GoS測定基準を用いるスケジューラ714はユーザ「i」が適切なサイズの時間窓上でサービスされることを要求した平均データ速度を考慮する。ここで、各ユーザ「i」はシステム内で移動するとしてユーザ202〜240を不利にしないためにチャネル条件にかまわずデータ・パケットを受取るために凡そ等しい機会を提供される。即ち、各ユーザ「i」は適切なサイズの時間窓上で同じ平均データ速度を達成ために全てのAT 202〜240について十分な時間を与えられる。E-GoS測定基準として、スケジューラ714は:
【数2】
【0055】
を用いる、但し〈DRCi(n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」におけるユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す。式(2)から決定されるように、ユーザ「i」よって要求された平均データ速度は減少するので、ユーザ「i」に関する評価関数Fi(n)は増加し、ユーザ「i」が所与の時間スロット「n」においてサービスされることをさらに可能にする。
【0056】
ステップ312において、基地局130はどの単一ユーザ「i」が所与の時間スロット「n」においてサービスされるべきかを決定する。この決定時期は評価関数F(n) について最大の値を持つそのユーザ「i」を選択することによって達成される。評価関数Fi(n) について最大の値を持つユーザ「i」はそのようなユーザ202〜240が最もふさわしい(例えば最も弱い、しかし回復する)ユーザ202〜240であることを示す。数値例を提供することはこの点で助けになる。
【0057】
図8Aは各ユーザ202〜240、各ユーザ202〜240に関するDRC例、及び各ユーザ202〜240に関する評価関数F(n)の結果例の一覧表である。各DRCは秒当りキロビット(kbps)で測定される。図8Bは各ユーザ202〜240に関するDRCによって分類された図8Aの内容の一覧表である。図8Cは各ユーザ202〜240に関する評価関数F(n)の結果例を分類した図8Aの内容の一覧表である。図8Cの結果が基地局130よって使用されるならば、ユーザ202は評価関数Fi(n)について最大値、即ちFi(n)=45を持つであろう。このように、基地局130はユーザ202が最もふさわしいユーザ202であることを決定し、そしてステップ312でユーザ202が所与の時間スロット「n」においてサービスされるべきであることを決定する。
【0058】
単一ユーザ「i」がステップ312で選択された所与の時間スロット「n」においてサービスされるべきとき、最もふさわしいユーザ202のデータ・パケットを他のデータ・パケットと重畳符号化パケットに束ねるかどうかを決定する前に満たされるべきある基準がある。このように、方法300はステップ314でいずれかの重畳符号化前基準があるかどうかを判定し、そして有るならば、方法300はステップ316で重畳符号化前基準が満たされたか否かを判定する。重畳符号化前基準は無線通信システムによって用いられる特定の標準規格の関数である。一つの無線通信標準はcdma2000 1xEV-DO標準規格(「cdma2000の高速パケット・データ空中インタフェース仕様」、TIA/EIA/IS-856)である。
【0059】
cdma2000 1xEV-DO標準規格は無線移動環境において一般的なデータ通信サービスを提供するパケット・データ通信のためのシステムである。1xEV-DOシステムは順方向回線504及び逆方向回線201の特性に対応する固有の資源割当方法を採用する。
【0060】
順方向トラヒック・チャネルはパケット基準の可変速度チャネルである。アクセス端末のユーザ物理層パケットは4.8kbpsから3.072Mbpsまで変化するデータ速度で表1Aに示したように伝送される。下の表1Aは1xEV-DO rev B順方向回線504の順方向トラヒック・チャネル及び制御チャネルに関する変調パラメータの一覧表である。
【表1A】
【0061】
【0062】
下の表1Bは1xEV-DO rev B順方向回線504の順方向トラヒック・チャネル及び制御チャネル上の任意のユーザ物理層パケットに関する変調パラメータの一覧表である。伝送されるならば、それらは153.6kbpsから4.915Mbpsまで変化するデータ速度で伝送される。
【表1B】
【0063】
1xEV-DO rev BにおけるDRC指数は単一ユーザ・パケット及びマルチユーザ・パケットについて一組の関連伝送フォーマットを持つ。DRC指数及びそれらの関連伝送フォーマットの詳細な一覧表は表1Cで提供される。
【表1C】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
あらゆる稼働スロットにおいて、1xEV-DO順方向回線504は表1Cに一覧した伝送フォーマットの一つを使用して基地局126〜142からAT 202〜240へ伝送する。
【0070】
現在の方法及び装置がcdma2000 1xEV-DO順方向回線標準規格を用いる無線通信システムにおいて実施されるならば、方法300はステップ316において二つの重畳符号化前判定を行う。第一の重畳符号化判定を使用して、方法300はステップ312で選択されたユーザ202(最もふさわしいユーザ202)が低閾値データ速度(例えば、1xEV-DO順方向回線標準規格について307.2kbps)より小さい要求DRCを持っているか否かをステップ316で判定する。ステップ312で選択されたユーザ202が例えば307.2kbpsより小さい要求DRCを持っているならば、重畳符号化パケットに基づく処理能力データ速度に関する利得はそのような状況の下では(被ったオーバーヘッドのために)無視できるので重畳符号化パケットは編集されない。
【0071】
第二の重畳符号化判定を使用して、ステップ312で選択されたユーザ202が所与のシステムについて最大データ速度(例えば、1xEV-DO順方向回線標準規格について307.2kbps)にほぼ等しい要求DRCを持つならば、重畳符号化パケットに基づく処理能力データ速度に関するあらゆる利得はそのような状況の下では無視できるので重畳符号化パケットは編集されない。このように、重畳符号化前基準がステップ316で満たされなかったならば、方法300は重畳符号化パケットが編集されないステップ318に進む。ユーザ202の要求DRCは474.7kbps(図8Cを見よ)であるので、現在の例に適用された方法300は重畳符号化前基準が満たされていた(例えば、307.2kbps<最もふさわしいユーザ要求DRC<3,072kbps)ことをステップ316で判定する。
【0072】
ステップ312で重畳符号化前基準がなければ、或いは重畳符号化前基準がステップ316で満たされていたならば、方法300はステップ320へ進む。ステップ320で、基地局130は他のユーザ204〜240データ・パケットを最もふさわしいユーザ202データ・パケットに重畳符号化パケットとして付加するかどうかを決定する。これを達成するために、基地局130は重畳符号化のためにユーザ204〜240候補の一覧表を編集する。選ばれた第一のユーザ204〜240候補はステップ312で選択されたユーザである。これの理由は従来のシステムが現在この最もふさわしいユーザ202にサービスしていることである。重畳符号化のための第一の潜在ユーザ候補としてステップ312で選択されたユーザ202を用いることによって、現在の発明はそのシステムの期待動作を下落することなく途切れなしに従来のシステムに組込まれる。
【0073】
残りのユーザ204〜240候補を選択する一つの方法は残りの全てのユーザ204〜240を選択することである。現在の例では、これは図6のユーザ204〜240を選択することを意味するであろう。この方法に関する問題は低く位置付けされたユーザ(ここでは、ユーザ224、230、及び226-図8Cを見よ)が時機を得た方法において重畳符号化パケットを処理することができることがありそうもないことである。例えば、ユーザ226は重畳パケットを19回復号し、再符号化する必要があり、処理期間は多分1.67ミリ秒時間スロットを越えるであろう。より良い方法は処理能力通信速度を最大にすることの前選択目標に基づいて重畳符号化のために残りのユーザ204〜240候補を選択することである。この選択はまた信号通信において必要とされるオーバーヘッドを最小にする。
【0074】
一実施例では、重畳符号化は4ユーザ204〜240に制限される。ステップ324で、方法300はそれらの評価関数Fi(n) の降順で4以下のユーザ204〜240を重畳符号化するための候補をユーザ204〜240候補として選択する。評価関数Fi(n) の順序はスケジューラ714によって位置付けされる。図8Cから、ユーザ202(F202(n)=45)、ユーザ204(F204(n)=23)、ユーザ232(F232(n)=22)、及びユーザ218(F218(n)=20)が重畳符号化のユーザ204〜240候補としてステップ324で選択される。
【0075】
最初に、重畳符号化ユーザ204〜240が多くなるほど処理能力データ速度における利得も大きくなるので重畳符号化パケットは常にユーザ204〜240最大数(ここでは、4ユーザ202、204、218、232)から成る。しかしながら、重畳符号化を実施しているとき、参画する各AT 202〜240は重畳符号化パケットに関するある情報(最初の電力割付け及び次の電力更新のような)を受取る。この情報は伝送されるペイロード・データ・メッセージに割付けられるバイトの量を減少するために重畳符号化パケットにおいてバイト空間を必要とする。より多数の重畳符号化ユーザ202〜240はより多くのオーバーヘッド(重畳符号化パケットの一部として伝送される必要があるプリアンブル・データ)をもたらし、したがってデータ処理能力速度を減少させる。しかしながら、より少数の重畳符号化ユーザ202〜240はデータ処理能力速度を減少する結果となる。このように、データ処理能力速度を最大にするために、方法300は重畳符号化パケットが状況に応じて2-ユーザ、3-ユーザ、または4-ユーザ重畳符号化パケットを含むことを予測する。
【0076】
用語「ユーザ」は1xEV-DOにおいて使用されるパケット指向フォーマットを参照することは注目すべきである。従って、1xEV-DOのマルチユーザ・パケットが使用されるならば、それはそのマルチユーザ・パケット内の最悪/再弱ユーザによって決定されたパラメータ(DRC、等)によって1ユーザとしてまだ扱われるであろう。
【0077】
ステップ326で、方法300はステップ324のユーザ204、218、232候補から最もふさわしいユーザ202(例えば、ステップ312で選択されたユーザ202)の要求DRCより小さい要求DRCを持つそれらのユーザ204、218、232候補を除外する。図8Cに示したように、ユーザ204、232、及び218候補全てはユーザ202の475.7kbps要求DRCより大きい要求DRCを持つ。このように、ユーザ候補204、232、及び218のいずれも現在の例において除外されないであろう。
【0078】
ステップ328で、方法300はステップ324のあらゆるユーザ候補202、204、218、232が同じ要求DRCを持っているか否かを判定する。ステップ324のユーザ202、204、218、232候補が同じ要求DRCを持っていないならば、方法300はステップ334に進む。ステップ324のユーザ202、204、218、232候補が同じ要求DRCを持っているならば、方法300は最高の平均DRC(例えば、max〈DRC〉)を持つそのステップ324ユーザ202、204、218、232候補をステップ330として保持する。ステップ332で、方法300は同じ要求DRCを持つそれら残りのステップ324ユーザ202、204、218、232候補をステップ330において保持されたそのユーザ204、218、232として除外する。図8Cに示したように、ユーザ候補202、204、232、及び218全ては異なる要求DRCを持ち、このようにステップ324のユーザ202、204、218、232候補のどれも現在の例において除外されないであろう。
【0079】
この点で、ステップ334〜352を概観することは役に立つ。処理能力伝送速度を最大にする2-ユーザ、3-ユーザ、または4-ユーザ結合を選択するために、方法300は重畳符号化についてユーザ202、204、218、232候補間の電力割付けを計算する(ステップ334〜346)。方法300はそれから各ユーザ202、204、218、232候補結合について最大伝送速度を決定する(ステップ348)。これから、方法300は処理能力伝送速度を最大にするユーザ202、204、218、232結合を選択する(ステップ350)。処理能力伝送速度を最大にする2-ユーザ、3-ユーザ、または4-ユーザ結合を選択した後、方法300は選択ユーザ結合から重畳符号化パケットを編集する(ステップ352)。
【0080】
重畳符号化(ステップ334〜346)についてユーザ候補の間の電力割付けは各ユーザ202、204、218、232候補結合に関する最大伝送速度に関係する(ステップ348)。各ユーザ202、204、218、232に関する最大伝送速度Ri を決定するために、方法300は次の式を用いる:
【数3】
【0081】
但し、Ri は各ユーザ202、204、218、232の結合に関する最大伝送速度を表す;α(「アルファ」)は全体伝送電力PT に適用されるスカラーを表す;そしてNi は基地局126〜144による入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す。
【0082】
式(3)は次のように書かれる:
Ri =log2(1+(Eb/Nt)) 式(4)
但し、Eb はビット当りのエネルギーである;そして
Eb/Nt は雑音スペクトル電力密度当りのビット当りエネルギーであり、そしてシステムの処理利得によるSINRを通じてデータ速度DRCに関係する。
【0083】
式(4)のEb/Nt 部分はユーザ202、204、218、232の間で重畳符号化に関する電力割付けを決定する際に役割を果たす。ユーザ202、204、218、232の間で重畳符号化に関する電力割付けを決定するために、方法300は各α(「アルファ」)全体伝送電力スカラーを取得するために次の式を用いる:
(Eb/Nt) drc,1<(Eb/Nt) drc,2<(Eb/Nt) drc,3<(Eb/Nt) drc,4 式(5)
但し、(Eb/Nt) drcは要求DRCに基づく、そして
(Eb/Nt) 1=α1×(Eb/Nt) drc,1/[(1−α1) ×(Eb/Nt) drc,1+1] 式(6)
(Eb/Nt) 2=α2×(Eb/Nt) drc,2/[(1−α1−α2) ×(Eb/Nt) drc,2+1] 式(7)
(Eb/Nt) 3=α3×(Eb/Nt) drc,3/[(1−α1−α2−α3) ×(Eb/Nt) drc,3+1] 式(8)
(Eb/Nt) 4=α4×(Eb/Nt) drc,4/[(1−α1−α2−α3−α4) ×(Eb/Nt) drc,4+1] 式(9)
方法300はユーザ202、204、218、232候補の間で重畳符号化に関する電力割付けの決定をステップ334で始める。ユーザ202、204、218、232候補の間の重畳符号化に関する電力割付けは各残りのユーザ202、204、218、232についてα(アルファ)スカラーを計算することによって決定される。
【0084】
基地局126〜144から遠く離れた端末202〜240は追加の経路損失を克服するために基地局126〜144に近い端末202〜240のデータ速度と同じデータ速度を達成するのに基地局126〜144においてさらに高い伝送電力レベルを必要とする。20ワットが全体伝送電力として利用可能な2-ユーザ重畳符号化パケットにおいて、弱いユーザ202〜240は全体伝送電力の19ワットを必要とし、そして強いユーザ202〜240は全体伝送電力の1ワットを必要とする。方法300はアルファαスカラーによるこの叫び(shouting)及びささやき(whispering)を達成する。
【0085】
好ましくは、方法300はそれらの要求DRCに基づいて最もふさわしいユーザ202から最も強いユーザ212へα(アルファ)スカラーを割当てる。図8Bは残りのユーザ候補についてユーザ202、ユーザ218、ユーザ232、及びユーザ204として位置付けされる要求DRCに基づいて最もふさわしいユーザ202から最も強いユーザ212を例示する :このように、方法300は最もふさわしいユーザ(ここではユーザ202)の電力割付けを決定することによって始まる。
【0086】
電力割付けを最もふさわしいユーザ202に決定するために、方法300は重畳符号化パケットが用いられるとき最もふさわしいユーザ202(即ち、ステップ312で選択されるユーザ202)がサービスされるデータ速度をステップ336で設定する。1xEV-DO順方向回線標準規格について、重畳符号化パケットにおける最もふさわしいユーザ202のサービス・データ速度は153.6kbpsより大きく、そして重畳符号化パケットにおいてユーザ202、204、218、232の数で割算された最もふさわしいユーザ202のDRCである。これは次のように書かれる:
サービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)=
max(153.6kbps,(DRC(最もふさわしいユーザ)/SPユーザの数)) 式(10)
図8Cの例では、最もふさわしいユーザ(ユーザ202)の要求DRCは475.7kbpsである。式(10)を適用すると、サービス・データ速度(Served Data Rate)(最もふさわしいユーザ)=max(153.6kbps,475.7/2,475.7/3,475.7/4)、またはサービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)=max(153.6kbps,237.9kbps,153.6kbps,118.9kbps) 、またはサービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)=237.9kbpsである。
【0087】
サービス・データ速度(最もふさわしいユーザ)及び最もふさわしいユーザに関する要求DRCを知ると(例えば、図8Cから)、方法300はステップ338でユーザ候補についてα(アルファ)スカラーを決定するために式を用いる。現在の例では、方法300は最もふさわしいユーザ202に関するα(アルファ)スカラーを決定するために上の式(6)を用いる。ユーザ202について、サービス・データ速度は式(10)から237.9kbpsとして計算された、そして図8Cからの要求DRCは475.7kbpsである。このように、ユーザ202について、α202(アルファ)スカラーは次のように式(6)から計算される:
(Eb/Nt) 1=α1×(Eb/Nt) drc,1/[(1−α1) ×(Eb/Nt) drc,1+1] 式(6)
代入すると、
(Eb/Nt) 202=α202×(Eb/Nt) drc, 202/[(1−α202) ×(Eb/Nt) drc, 202+1] 式(6a)
237.5kbps=α202×475.7kbps/[(1−α202) ×475.7kbps+1] 式(6b)
α202=0.9958(=α1) 式(6c)
ステップ340において、方法300はアルファ不足が発生したかどうかを決定する。アルファ不足は全てのアルファの合計が1に等しいか、1以上である場合である。アルファ不足が発生したならば、方法300はステップ342で残りのアルファを最も強いユーザ202に割当てし、そしてステップ344で主要ユーザまたは最も強いユーザ202の真上にユーザ204、218、232を降ろす。これは全体の処理能力を最大にする。方法300はそれからステップ3438に進む。
【0088】
アルファ不足が発生しなければ、方法300はステップ346でアルファが計算されてなかったあらゆる残りのユーザ候補204、218、232があるか否かを判定する。アルファが計算されてなかった残りのユーザ204、218、232候補があれば、方法300はステップ338に戻る。次の最も強いユーザ218について、α1(ここでは、α202)は式(6)から計算されていたので、α218(アルファ)は式(7)から計算される。α232 スカラー及びα204 スカラー同様に式(6)及び式(9)から決定される。アルファが各ユーザ202、204、218、232候補について計算されていたならば、方法300はステップ348に進む。
【0089】
方法300は各ユーザ2-ユーザ、3-ユーザ、及び4-ユーザ結合についてステップ348で最大伝送速度を決定し始める。各ユーザ202、204、218、232結合に関する最大伝送速度Ri は次の式(3)を用いることを想起せよ:
【数4】
【0090】
ユーザ202、204、218、232候補1、2、3、及び4について、方法300はユーザ202、204、218、232候補結合について最大伝送速度を決定するために次の式を用いる:
【数5】
【0091】
式(11)〜式(14)における各々の変数は処理においてこの点で既知である。各ユーザ202、204、218、232候補に関するアルファα電力伝送スカラーはステップ334〜ステップ346の間で決定されていた。全体の伝送電力Pt は一般的に無線通信システムによって割当てられる。各ユーザ202、204、218、232候補に関する雑音スペクトルの電力密度Nは基地局126〜142により各ユーザ202、204、218、232候補の入来信号に寄与する内部基地局雑音であり、従って(恐らくは要求DRCを通じて)既知である。式(11)〜式(14)を用いることによって、各ユーザ202、204、218、232候補結合に関する最大伝送速度はステップ348で決定される。
【0092】
ステップ350で、方法300は処理能力伝送速度を最大にするユーザ202、204、218、232結合を選択する。例えば、2-ユーザ重畳符号化パケットについてR2=70kbps、3-ユーザ重畳符号化パケットについてR3=80kbps、及び4-ユーザ重畳符号化パケットについてR4=70kbpsであれば、3-ユーザ重畳が最も大きなkbpsを持ち、従って処理能力伝送速度を最大にするので、方法300は3-ユーザ重畳符号化パケットを選択する。
【0093】
ステップ352で、方法300は選択されたユーザ202、204、218、232結合から重畳符号化パケットを編集する。重畳符号化パケットはペイロード及びプリアンブルを含む。ペイロードは選択されたユーザ202、204、218、232結合に含まれるユーザ202、204、218、232に関する各データ・パケットを含む。プリアンブル(または、アドレス・ヘッダー)はパケットの重畳符号化パラメータ及びパケットの非重畳符号化パラメータを表す。
【0094】
電力割付けの過程はその層がCDMAかOFDM(特定の層における全てのデータ・トーンが特定のユーザ/マルチユーザ・パケット(MUP)に割付けられる)のいずれかである例において説明されてきた。最低層がCDMAであり、そして第二層がOFDMAである場合には、異なるユーザに割付けられたトーンの群に関して、最低層の電力割付けは上で述べたものと同じである状態を維持する。しかしながら、第二層はユーザの目標速度に応じて、選ばれたユーザへの電力及びトーン割付けを共同で決定するOFDMA割付け方針に従う。最終パケット構造は図9Fと類似する。
【0095】
重畳符号化パケット・パラメータは:(a)重畳符号化パケットにおけるユーザ202、204、218、232の数;(b)重畳符号化パケットの長さ(インターレース・スロットの公称#);(c)各重畳符号化パケット・ユーザ「i」に関する部分電力割付け(αi);(d)各重畳符号化パケット・ユーザ202、204、218、232に関するペイロード・サイズ;(e)各重畳符号化パケット・ユーザの物理的アドレス;及び(f)パケットが単一ユーザ・データ・パケット、マルチユーザ、・重畳符号化パケットであるか否かの指標である。
【0096】
2ビット符号は重畳符号化パケットにおけるユーザの数(2=012、3=102、4=112)を示すのに必要とされる。重畳符号化パケットの長さ(インターレース・スロットの公称#)はまた2ビットの符号によって示される。各重畳符号化パケット・ユーザ「i」に関する部分電力割当(αi)は3ビットによって表され、そして、各重畳符号化パケット・ユーザに関するペイロード・サイズ(パケットの形式)は2ビットによって表される。7ビットは各重畳符号化ユーザの物理アドレス(例えば、メディア・アクセス制御識別子(Medium Access Control Identifier:MAC ID) を表すために割付けられる。
【0097】
AT 202〜240はパケットが単一ユーザ・データ・パケット(002)かマルチユーザ・パケット(012、102、112)であるかどうかを決定するためにユーザ202、204、218、232の数を利用する。パケットがマルチユーザ・パケットであれば、AT 202〜240はマルチユーザ・データ・パケットとマルチユーザ、重畳符号化パケットとを区別するために電力割付けを利用する。マルチユーザ・データ・パケットは十分な電力(PT)で伝送され、そしてマルチユーザ、重畳符号化パケットは基準化電力(αPT)によって伝送される。
【0098】
他のパケット・パラメータ(非重畳符号化パケット・パラメータ)は現在の方法及び装置が用いられる通信標準規格に応じてプリアンブルによって表される。重畳符号化戦略を組込むために、プリアンブルは重畳符号化パケットを単一ユーザ・パケット、マルチユーザ・パケット、制御チャネル・パケット、及び同報パケットといった他の形式のデータ・パケットと区別する。
【0099】
プリアンブル情報を伝えることはプリアンブル情報を割付けられたパケット・ビット空間がペイロードに割付けられるパケット・ビット空間を取去るということでオーバーヘッドと見なされる。下記で更に詳細に論じるように、最もふさわしいユーザ202は重畳符号化パケット・パラメータに関する情報なしで重畳符号化パケットを処理する。このように、重畳符号化パケットは最もふさわしいユーザ202がプリアンブルにおけるどんな重畳符号化パケット・パラメータ情報も受取らないが、プリアンブルにおける非重畳符号化パケット・パラメータをなお受取るように編集される。下の表2は括弧に示したビット割付けを持つ3-ユーザ重畳符号化パケットに関する重畳符号化パケット構造例を例示する:
【表2】
【0100】
これらのパケットの各々は種々の無線通信標準規格を用いて構築される。
【0101】
図9Aは重畳符号化パケットを編集、伝送、処理及び受信するために使用される装置の論理ブロック図500である。個々のデータ・パケットは符号器14a〜14dにおいてそれぞれ符号化され、変調器17a〜17dにおいてそれぞれ変調され、伝送電力(アルファ「α」)は符号化及び変調データ・パケットを総伝送電力に適用されるαによって乗算器18a〜18dにおいてそれぞれ乗算することにより基準化される(即ち、αiPT)。結果として得られたパケットはそれから送信器502において重畳符号化パケットを編集するために加算器(adder)520において加算される。重畳符号化パケットはそれから各順方向回線チャネル504a〜504d上で伝送される。各AT 202、204、218、232は受信器505a〜505dにそれぞれ在る受信器復調器508a〜508d及び復号器510a〜510dにおいてパケットを受取り、且つ処理する。重畳符号化パケットを処理するために、復号器510a〜510dは(i)強いユーザ202、204、218、232に関するデータ・パケットを干渉として扱い、そして(ii)弱いユーザ202、204、218、232に関するデータ・パケットを復号し、且つ引算する。
【0102】
図9Bは図9Aの送信器を詳述する例であり、ここでは様々なユーザ202、204、218、232がより良いスペクトル効率を達成するために種々の無線通信標準規格を利用する。一つの場合では、最もふさわしいユーザ202は1xEV-DO Rev Bフォーマットを利用し、そして他のユーザ204、218、232はOFDMパケット・フォーマットを利用する。 例えば、図9Bは1xEVDO Rev Bフォーマットによって符号化されたデータ・パケット1を示し、一方データ・パケット2〜4はOFDMフォーマットを利用して符号化される。図9Bはまたディジタル信号プロセッサ(DSP)16a〜16dによってOFDMパイロット・トーンへ、そしてディジタル時間領域OFDMシンボルを造出する符号器14b〜14dによって造出された周波数領域シンボルへ適用される逆フーリエ変換(IFFT)を示す。DSP 16a〜16dはまたディジタル時間領域OFDMシンボルに追加のスペクトル整形を行い、そして循環プリフィクスまたはガード区間を付加する。さらに、データ・パケットは乗算器18a〜18dにおいて総伝送電力PT に適用されるαによってそれぞれそれらを乗算することによって基準化される(即ち、αiPT)伝送電力(アルファ「α」)である。OFDMパイロット・トーンは乗算器18eにおいて総伝送電力PT に適用されるβによって乗算することによって基準化される。図9Bはまた加算器(summer)522において処理OFDMパイロット・トーンと結合される1xEV-DOフォーマット化データ・パケット1を示す。図9Bに例示したように、パケット1は1xEV-DOデータ・パケットまたは1xEV-DO制御チャネル・パケットである。
【0103】
四つのデータ・パケットはそれから加算器520において結合される。加算器520の出力は重畳符号化シンボルを造出するために1xEV-DOパイロット、MAC及びプリアンブル信号とマルチプレクサー524に入力される。
【0104】
図9C及び9Dは時間及び周波数領域におけるデータ内容の例を提供する。図9Cはいかに様々なパケットが時間領域において電力の一部分を受取る各ユーザ202〜240と適合されるかを示す。層状符号化によって、基本ストリームは第一の変調シンボル・ストリームを生成するために第一のモードに従って符号化され、且つ変調され、第二のストリームは第二の変調シンボル・ストリームを生成するために第二のモードに従って符号化され、且つ変調される。第一及び第二のモードは同じであるか、もしくは異なる。多元変調シンボル・ストリームはそれから一つのデータ・シンボル・ストリームを取得するために結合される。MIMOパイロットのような追加の層もまた提供される。
【0105】
図9Cは異なるパケット・フォーマットを使用するデータを含む混成スロットを例示する。基本ストリームは16パイロット・トーンを含む層として示される。時間スロットの第一層は有用なOFDM内容を含まず、そして第二及び第三層はOFDMフォーマットを使用する。一つの実施例では、第一層は1xEV-DO Rev Bフォーマットによって符号化される。一つ以上の物理チャネルが異なるフォーマットによってチャネル化されるので、それは混成スロットと呼ばれる。この実施例では、第一層は混成スロットにおいて伝送される合成波形を生成するために二つのOFDM波形に付加される。図9Cにおける例は様々なユーザ202〜140がそれらのデータ・パケットを構築するために種々の無線通信標準規格を使用することを例示するために使用される。
【0106】
図9Dは現在の方法及び装置の一実施例に使用される1xEV-DO順方向回線スロット・フォーマットを例示する。示しているように、このスロット・フォーマットは四つのチャネル:パイロット、MAC、制御、及びトラヒックを支援する。これらは図9Dに示したように各スロット(1.66・・・ms)の中に時間多重化される。
【0107】
パイロット・チャネルは情報を運ばないが、受信器端末において信号の検出、同期、及び復調を補助するために使用される。MACャネルはCDMA(それは長さ64のウォルシュ符号を用いる)を使用し、そして個々のアクセス端末へ制御情報(例えば電力制御ビット)を運ぶ。
【0108】
スロットの残りの部分は制御またはトラヒック・チャネルのいずれかを伝送するデータのために使用される。示されたように、制御チャネルは携帯電話に定期的に伝送され、同報される制御情報を運ぶ。トラヒック・チャネルはユーザ・データのパケットを運ぶ。トラヒックもしくはデータ・チャネルは種々のパケット・フォーマットを使用するデータを含む混成スロットである。基本ストリームは基準化要素βによって基準化されるMIMOパイロット・トーンを含む層として示される。次の三つの層はデータまたはトラヒック・ストリームである。第一層は1xEV-DO Rev Bフォーマットを使用し、そして第二層はOFDMフォーマットを使用する。各ユーザに関する基準化要素はα1、α2、α3、及びα4として示される。各々が400チップを含む四つのデータ・チャネルが示される。第一のデータ・チャネルでは、最初の128チップはプリアンブルのために留保され、一方、他の272チップは1xEV-DOデータ・チップ及びOFDMトーンのために使用される。他の三つのデータ・チャネルでは、400チップは1xEV-DOデータ・チップ及びOFDMトーンのために使用される。MIMOパイロット・トーンはマルチアンテナ・システムにおけるチャネル評価を援用するために存在する(β≠0)。これは現在の実施例と関係がないが、実用システムを忠実に記述するために含まれる。MIMOパイロットが存在しているとき、全ての層はそれを干渉として扱おうとしている。
【0109】
図9Eは種々のパケット・フォーマットを使用する混成データ・スロットを例示する。基本ストリームはMIMOパイロット・トーンを含む層として示される。時間スロットの第一層は1xEV-DOパケット・フォーマットを使用し、そして第二及び第三層はOFDMフォーマットを使用する。この実施例では、第一層は混成スロットにおいて伝送される合成波形を生成するために層2及び3に付加される。
【0110】
図9Gは種々のパケット・フォーマットを使用する別の混成データ・スロットを例示する。基本ストリームはMIMOパイロット・トーンを含む層として示される。時間スロットの第一層はGSMフォーマットを使用し、そして第二層はOFDMフォーマットを使用する。この実施例では、第一層は混成スロットにおいて伝送される合成波形を生成するために層2に付加される。
【0111】
図10は一つ以上のデータ・パケットを編集、伝送、及び処理するために使用される方法600である。基地局130は単一ユーザ・データ・パケット、十分な電力で伝送されたマルチユーザ・データ・パケット、または基準化電力(αPT)で伝送されたマルチユーザ重畳符号化パケットを編集するかどうかを決定する。ステップ602で、基地局130は基準化電力(αPT)で伝送された重畳符号化パケットを編集するかどうかを決定する。基地局130はこの決定を方法300に基づいて行う。基地局130が十分な電力で伝送された単一ユーザ・データ・パケットまたはマルチユーザ・データ・パケットを編集することを決定するならば、方法600は基地局130が所望のデータ・パケットを編集するステップ604に進む。ステップ604から、方法600はステップ608に進む。
【0112】
基地局130がステップ602でマルチユーザ、重畳符号化パケットを編集することを決定するならば、方法600はステップ606に進む。ステップ606で、方法600は選択されたユーザ202〜240結合からの重畳符号化パケットを編集する。これは方法300を用いることによって達成される。ステップ608で、方法600は順方向回線チャネル504上で重畳符号化パケットを選択されたユーザ202〜240結合における各ユーザ202〜240に伝送する。選択されたユーザ202〜240結合における各ユーザはステップ610で重畳符号化パケットを受取る。
【0113】
現在の例では、全4ユーザ202、204、232、及び218に関するデータ・パケットは重畳符号化パケットの中に含まれると推測する。ユーザ202、204、232、及び218がそのユーザ202、204、232、及び218用であるデータ・パケットを取得するために、ユーザは重畳符号化パケットを処理する。このように、ステップ612で、各ユーザ202、204、232、及び218は受信重畳符号化パケットの処理を始める。
【0114】
受信重畳符号化パケットを処理する第一のステップとして、各ユーザ202、204、232、及び218はステップ614でプリアンブルを読む。上で述べたように、最もふさわしいユーザ202、204、232、及び218は重畳符号化パケットを処理するためにプリアンブルにおける重畳符号化パケット・パラメータ情報を受取る必要はない。
【0115】
ステップ616で、各ユーザはそのユーザ202、204、232、及び218が最もふさわしいユーザ202であるかどうかを判定する。例えば、受信プリアンブルが重畳符号化パケット・パラメータ(MAC ID)を含むならば、そのユーザ202、204、232、及び218はそれが最もふさわしいユーザ202ではないことを知り、そして方法600はステップ622へ進む。受信プリアンブルが重畳符号化パケット・パラメータを含まないならば、そのユーザ202、204、232、及び218はそれが最もふさわしいユーザ202であることを知る。一実施例では、重畳符号化パケットは100%未満の電力割付け持つ最もふさわしいユーザに伝送されるマルチユーザ・パケットを含む。このマルチユーザ・パケットは重複ユーザ202、204、232、及び218及びそのペイロード・サイズ及び最初の電力割付けに関する情報を含む。
【0116】
ユーザ202、204、232、及び218がステップ616でそれが最もふさわしいユーザ202であることを判定するならば、ユーザ202、204、232、及び218は総伝送電力の百パーセントが最もふさわしいユーザ202に割付けられたことを仮定することによってステップ618で受信パケットを処理することを試みる。最終的に旨くいけば、このことは、受信パケットが単一ユーザ・データ・パケット(α=1.00)、全電力で伝送されたマルチユーザ・データ・パケット(α=1.00)、または最もふさわしいユーザ202、204、232、及び218 SINRと次の最もふさわしいユーザ202、204、232、及び218 SINRとの間の差異が非常に大きくて伝送電力のほぼ全てが最もふさわしいユーザ202に割付けられた重畳符号化パケットのいずれかであったことを意味する。最もふさわしいユーザ202はまた総伝送電力の60%が最もふさわしいユーザ202に割付けられたことを仮定することによってステップ620で受信パケットを処理することを試みる。ステップ618及び620から、方法600はステップ622へ進む。
【0117】
ステップ622で重畳符号化パケットを処理するために、ユーザは(i)強いユーザ202、204、232、218に関するデータ・パケットを干渉として扱い、そして(ii)弱いユーザ202、204、218、232を意味するデータ・パケットを復号し、且つ引算をする。弱いユーザ202、204、218、232データ・パケットを引算することによって、各ユーザはそのユーザ202、204、218、232向けのデータ・パケットを取得する。
【0118】
データ・パケットを干渉として取扱うこと及びそのようなデータ・パケットを無効にすることは連続干渉相殺(successive interference cancellation)によって達成される。連続干渉相殺(SIC)では、各ユーザ202、204、218、232の信号はそれらの基準化伝送電力(αiPT)値に従って最もふさわしい信号から最も強い信号へ順番に復調され、且つ相殺される。各基準化伝送電力値はプリアンブルの一部として重畳符号化パケットに伝送されるので基準化伝送電力値は既知である。干渉の連続相殺は次のように実行される:i)より弱い信号を認識する;ii)より弱いユーザ202、204、218、232を復号する;iii)復号されたユーザ202、204、218、232の振幅を重畳符号化パラメータから決定する;iv)より弱いユーザ202、204、218、232の信号を再-生成(再構築または再符号化)する。この再構築は対応するより弱いユーザ202、204、218、232に関するデータ・パケットを再構築する際に使用された無線通信標準規格を考慮しなければならない;v)より弱いユーザ202、204、218、232を無効にする;そしてvi)全てのより弱いユーザ202、204、218、232が復号されるまで繰り返す。
【0119】
このように、ステップ622で重畳符号化パケットを処理するために、方法600はより強いユーザ202、204、218、232データ・パケットを無効にし、そして重畳符号化パケットを処理するためにステップ626でより弱いユーザ202、204、218、232データ・パケットを引去る。現在の例では、ユーザ202は最もふさわしいユーザ202であるので、ユーザ202は全ての他のユーザ202、204、218、232を干渉として扱う。下記の表3は各々のユーザ202、204、232、及び218が所望のデータ・パケットを重畳符号化パケットから取得するために用いる技術を同定する。
【表3】
【0120】
データ・パケットの処理の間、AT復号器506は正しくデータ・パケットを処理する。代りは、AT復号器506は誤りを検出し、そして正しくデータ・パケットを処理することができない。いずれにせよ、AT 202、204、218、232は基地局126〜142にデータ・パケットを処理することのAT 202、204、218、232の成功を通知するために基地局126〜142へ受領確認(Acknowledgement)(肯定または否定)を送る。しかしながら、これは重畳符号化情報パケットによって使用されない。一実施例では、オン・オフ・キーイング変調(OOK)ACK(MUPに使用されるものと類似する)が使用され、そこでは「1」はACK(肯定応答)を意味し、そして「0」はNAK(否定応答)を意味する。
【0121】
自動繰返し要求(Automatic Repeat Request:ARQ)手法がデータの自動再伝送を提供する。データが正しく復号されるとき、混成ARQ(H-ARQ)システムはそのような再伝送の早期終了を可能にする。受信器AT 202、204、218、232は基地局126〜142がデータ・パケットをその特定のAT 202、204、218、232に再送する必要があるかどうかについて送信器基地局126〜142に通知する。データが正しく受信されたとき肯定応答(ACK)が返され、そして誤りが検出されたとき否定応答(NACK)が返される。否定応答は沈黙(戻りARQなし)であり、そして肯定応答は戻りARQである。さらに複雑な誤り制御システムでは、情報ブロックはAT 202、204、218、232において部分誤り訂正について符号化され、そして追加の未訂正誤りは基地局126〜142によって再伝送される。方法600は様々な誤り制御システムを利用し、そして各ユーザAT 202、204、218、232はステップ628でARQを基地局126〜142に送り返す。
【0122】
ステップ630で、基地局130は重畳符号化パケット・ユーザ202、204、218、232から各ARQを受取る。総伝送電力(PT)は重畳符号化パケットの後にアルファαスカラー(即ち、αiPT)に基づいて重畳符号化パケットに含まれる各データ・パケットに割付けられることを想起せよ。ユーザ202、204、218、232がデータをデータ・パケットから正しく受取るならば、基地局130はそのユーザへその特定のデータ・パケットを再送する必要はない。このように、ユーザ202、204、218、232がスロット・インターレースのスロットの前にデータ・パケットの再伝送のそれらの要求を終結させるならば、もともとそのユーザ202、204、218、232に割付けられた伝送電力は残りのユーザ202、204、218、232間で再分配される。これは動的なアルファ更新と云われる。
【0123】
各インターレース・スロットの間、方法600はNACK-ARQが受信されたデータ・パケットを再送する。下記の表4は4-スロット・インターレース例を例示する :
【表4】
【0124】
表4に一覧のユーザ202、204、218、232は最もふさわしいユーザ202(最低に報告されたSINR)から最も強いユーザ218(最高に報告されたSINR)に配列される。最初のインターレース・スロットの終了の後、ユーザ2(ユーザ204)はデータを重畳符号化パケットから正しく受取っていて、そして残りのユーザ202、218、232(1、3、及び4)は誤りに直面した。最初のインターレース・スロットの後でユーザ2(204)がデータを重畳符号化パケットから正しく受け取った理由はユーザ2(204)が予測されたより良好な順方向回線を得たことである。
【0125】
基地局130は表4の矢印によって示したようにユーザ2(204)の伝送電力をユーザ3(ユーザ232)へ割付ける。第二のインターレース・スロットの後で、ユーザ4(218)は正しくデータを受取った。従って、基地局130は早く終結するユーザ4(218)の伝送電力を双方共が誤りに直面し、そして次に最高のSINRを要求したユーザ、即ち、ユーザ3(232)に割付けた。第三のインターレース・スロットの後、ユーザ3(232)は正しくデータを受取り、そして基地局130はユーザ3(232)の伝送電力をユーザ1(202)に割付けた。
【0126】
上記を考慮して、方法600はステップ632で全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取ったかどうかを判定する。全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取ったならば、方法600はステップ638へ進み、そして終結する。全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取らなかったならば、方法600はデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取ったそれらのユーザ202、204、218、232をステップ634で同定する。ステップ634で同定された復号成功の各ユーザについて、方法600は復号成功の各ユーザ202、204、218、232の電力伝送を次に高いSINRを持つ復号不成功のユーザ202、204、218、232にステップ636で再割付けする。方法600はそれからステップ602に戻り、そして次の時間スロット・インターレースについてデータ・パケットを編集する。
【0127】
ステップ602へ戻ると、基地局130はステップ630において基地局130によって受取られたARQに基づいて単一ユーザ・データ・パケットまたはマルチユーザ、重畳符号化パケットを編集するかどうかを判定する。1ユーザ202、204、218、232だけがそのデータ・パケットを復号する際に誤りに直面したならば、基地局130は単一ユーザ・データ・パケットをただ編集する必要がある。さらに、次のスロット・インターレースについてデータ・パケットを編集する際、特定の時間スロット・インターレースの間に送るべきデータ・パケットは比較的少ないのでいくつかのプリアンブル・ビットは廃棄される。プリアンブル・ビットを廃棄することは伝送されるべきデータ量を減少させ、従ってそのデータが伝送される速度を増加させる。方法600は全てのユーザ202、204、218、232がデータをそれらのデータ・パケットから正しく受取るまでこのように繰り返す。
【0128】
上記で開示したように、ARQによる早期の終了は電力再割付けをもたらす。層レベルに関して、層2に関する伝送は全ての層2ユーザがそれらのパケットの受取りを承認する。同様に、層1に関する伝送は全ての層2ユーザ及び層1ユーザがそれらのパケットの受取りを承認する場合に限り早く終結するであろう。 復調されたSINRは埋込みOFDMパイロット・トーンを使用して測定される。このように、例えば、層2におけるパケットの一つが復号されるならば、他の層への電力割付けはこれらの埋込みOFDMパイロット・トーンによって検出される。
【0129】
マルチユーザ・パケットが復号された後、パケットが重畳符号化されることをAT 202、204、218、232が決定することは注目される。
【0130】
現在の方法及び装置は重畳符号化パケットの編集、伝送、及び再伝送を扱う基地局126〜142に関するコンピュータ・チップ及び受信された重畳符号化パケットの処理を扱う各AT 202〜240に関するコンピュータ・チップの中に具現される。このことは現存する基地局コンピュータ・チップの特徴の基準化及び付加を呼び起こし、そして復号器、減算器、及び再符号器を現存するAT 202〜240コンピュータ・チップに含ませることを必要とする。その方法及び装置は基地局126〜142コンピュータ・チップが重畳符号化パケットを編集するたびに用いられ、そして現在の方法及び装置の所有者は基地局126〜142コンピュータ・チップが重畳符号化パケットを編集するたびに料金を請求する。
【0131】
一実施例では、重畳符号化パケットは二つの層に限定され、それは二層OFDMA重畳符号化または二層OFDMA-SPCの例である(図11を見よ)。図11は2スロットに等しい公称範囲(nominal span)を持つ二層OFDMA重畳符号化パケットの例である。それは端末の干渉相殺を単純化する最高2-層を持つ。さらに、それは電力再割付けを単純化する高位層にOFDMAを使用する。このように、最低層を復号しているとき、層2は干渉として扱われる。図9Hでは、α1 は最低層に割付けられた電力を示し、一方、α2 は電力割付けがトーンの間で分割される(層2において最高4まで)層2に割付けられた電力を示す。
【0132】
低位層は1xEV-DOマルチユーザ・フォーマットを利用し、そして高位層はOFDMパケット・フォーマットを利用する。一実施例では、低位層は1xEV-DO Rev A/Bマルチユーザ・パケットを使用する。図9Hは帯域幅の50%を各々割付けられた2ユーザを持つ高位層を例示する。しかしながら、別の実施例では、最高4ユーザが高位層上でサービスされる。
【0133】
最低層は1xEV-DO制御チャネル・パケットである。プリアンブル電力割付けは最低層データ伝送について割付けられた電力に等しい。マルチユーザ・パケットが復号された後、パケットが重畳符号化されることをAT 202、204、232及び218が決定することは注目される。
【0134】
MAC-IDはパケットが重畳符号化情報パケットであることを示すために使用される。同じく、それは層2(即ち、一実施例では1、2、 3 、または4)におけるパケット数を示すために2ビット、及びパケット終了目標を示すために2ビットを使用する。
【0135】
その上、層2は層2におけるユーザの数を示すために2ビットを使用する。同じく、それは8ビットMAC指数、割当てられた分配トーン集合/ユーザ、最初の電力割付けを表すために4ビット(全ての割当トーンに亘って同じである)を使用し、そしてペイロード・サイズは4ビットによって同じく表される。
【0136】
図12は発明のいくつかの実施例が実施されるコンピュータ・システム700である。いくつかの実施例では、現在の発明の技術はグラフィックス制作のために特化されたハードウェア・デバイスにハード符号化され、且つ/またはコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令(ソフトウェア)において実施される。
【0137】
コンピュータ・システム700はバス705、プロセッサ710、システム・メモリー715、読出専用メモリー720、永久記憶デバイス725、入力デバイス730、出力デバイス735、及び代替プロセッサ740を含む。コンピュータ・システム700のいくつかまたは全ての品目は編集ユニットに含まれ、もしくは制御プロセッサに含まれる。
【0138】
バス705はコンピュータ・システム700の多数の内部デバイスを通信的に接続する全てのシステム、周辺装置、及びチップセット・バスを集合的に表す。例えば、バス705はプロセッサ710を読出専用メモリー720、システム・メモリー715、及び永久記憶デバイス725と通信的に接続する。
【0139】
読出専用メモリー(ROM)720はコンピュータ・システムのプロセッサ710及び他のモジュールに必要とされる静的データ及び命令を記憶する。一方、永久記憶デバイス725は読み書きメモリー・デバイスである。このデバイスはコンピュータ・システム700が電源オフのときでも、命令及びデータを記憶する不揮発性メモリー・ユニットである。本発明のいくつかの実施例は永久記憶デバイス725として大容量記憶デバイス(例えば磁気もしくは光ディスク及びその対応ディスク・ドライブ)を利用する。他の実施例は永久記憶デバイス725として移動可能記憶デバイス(例えばフロッピー(登録商標)・ディスクまたは他の記憶ディスク、及び対応するディスク・ドライブ)を利用する。
【0140】
永久記憶デバイス725と同様に、システム・メモリー715は読み書きメモリー・デバイスである。しかしながら、記憶デバイス725と異なり、システム・メモリーはランダム・アクセス・メモリー(RAM)のような揮発性読み書きメモリーである。システム・メモリーはプロセッサがランタイムにおいて必要とする命令及びデータのいくつかを記憶する。
【0141】
いくつかの実施例では、現在の特許出願の方法を実行するために必要とされる命令及び/またはデータがシステム・メモリー715、永久記憶デバイス725、読出専用メモリー720、またはこの三つの組合せにおいて記憶される。例えば、様々なメモリー・ユニットはアプリケーションの命令及び/またはアプリケーションによって生成されたグラフィックス・データを含む。例えば、図7及び10に例示したステップはシステム・メモリー715、永久記憶デバイス725、読出専用メモリー720、またはこの三つの組合せにおいて記憶された命令として記憶される。いくつかの実施例では、システム・メモリー715及び/または永久記憶デバイス725はキャッシュ及び/またはバッファーを含む。
【0142】
これらの様々なメモリー・ユニットから、プロセッサ710は現在の発明の処理を実行するための命令及び処理するためのデータを取り出す。いくつかの実施例では、プロセッサ710はプロセッサ710によって最近アクセスされ、もしくは造出されたデータを保持するためにオンチップ・キャッシュ712を利用する。いくつかの実施例では、代替プロセッサ740は現在の発明の処理を行うために命令を実行し、そしてデータを処理する。一実施例では、プロセッサはスケジューラ714を含む。スケジューラ714はまた代替プロセッサ740中にもしくは個別の処理手段として設置される。
【0143】
バス705はまた入力デバイス730及び出力デバイス735に接続する。入力デバイス730はユーザが情報を伝達し、そして命令をコンピュータ・システム700が選択することを可能にする。入力バイス730は英数字両用のキーボード及びカーソル制御器を含む。出力デバイス735はコンピュータ・システム700によって生成された画像を印刷し、または表示する。出力デバイスはプリンター、及び陰極線管(Cathode Ray Tubes:CRT)または液晶表示器(Liquid Crystal Displays:LCD)といった表示デバイスを含む。
【0144】
最後に、図12に示したように、バス705はまた、例えば、ネットワーク・アダプター(示されない)を介してコンピュータ・システム700をネットワーク765と連結する。このように、コンピュータ・システム700はコンピュータのネットワーク(例えば、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)、またはイントラネット)の一部、またはネットワーク(例えば、インターネット)のネットワークである。コンピュータ・システム700のどれかのまたは全ての構成要素は現在の発明と共に使用される。しかしながら、当業者は他のシステム形態もまた現在の発明と共に使用されることを認識するであろう。
【0145】
上で述べた図7及び10の方法及び装置は図13及び14でそれぞれ例示した機能ブロックを加えた対応手段によって遂行される。云い換えれば、図7のステップ302〜352は図13における機能ブロック1302〜1352を加えた手段に対応する。同様に、図10のステップ602〜638は図14における機能ブロック1602〜1638を加えた手段に対応する。
【0146】
上記の方法及び装置は進化データ専用(時分割多重化)(EVDO(TDM))、直交周波数分割多重化(OFDM)、及び1x符号分割多重化(1x-CDM)を含む、様々なシステムにおいて処理能力利益を提供することが期待される。最大の処理能力利益は時間(または周波数)-直交システムにおいて動作する強いユーザのために期待される。
【0147】
上記の方法及び装置は様々なアプリケーションに適用される。例えば、インターネット音声プロトコル(Voice-Over-Internet Protocol:VoIP)に適用されるとき、1xEV-DO順方向回線上の重畳符号化の発明は低待ち時間(伝送遅延の減少)、多数のセクタ当りユーザ数(即ち、高容量)、またはこの二つの結合を可能にする。広告のような同報サービスに適用されるとき、同報サービスは個々のユーザ向けのユニキャスト・トラヒックによって重畳符号化され、その結果同報及びユニキャスト・トラヒック両方が共に伝送される。このように、従来の無線通信システムと異なり、現在の発明はユニキャスト・トラヒックによって同報トラヒックを先取する必要性を最小にし、もしくは除外する。云い換えれば、同報トラヒックは現在の方法及び装置を用いるそれらのシステムのユニキャスト・トラヒックの期間は妥協の必要はない。
【0148】
現在の方法及び装置は多数の特定の詳細に関して述べてきたが、当業者はその発明が発明の精神から逸脱することなく他の特定の形において具現されることを認識するであろう。このように、当業者はその発明が前述の例示の内容によって制限されるべきではなく、むしろ付随の請求項によって定義されるべきであることを理解するであろう。同じ注釈に関して、CDMA及びOFDMの変調フォーマットが例として使用された。データ・パケットはいずれかの無線通信標準規格に適合して構築される。
【0149】
当業者は情報及び信号が様々な異なる技術及び技法のどれかを使用して表されることを理解するであろう。例えば、上の記述の至る所で参照されたデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光学場または粒子、またはそれのどれかの組合せによって表される。
【0150】
当業者はここに開示された実施例と関連して記述された様々な例示の論理ブロック、モジュール、回路、及び、アルゴリズム・ステップが電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、または両者の組合せとして実施されることを認識するであろう。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を例示するために、様々な例示の構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップは一般にそれらの機能性に関して上で述べてきた。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるか否かは特定のアプリケーション及び全体システムに課せられた設計の制約によって決まる。熟練技術者は各特定アプリケーションについて様々な方法で記述された機能性を実施するが、そのような実施決定は現在の発明の範囲から逸脱を引き起こすと解釈されるべきでない。さらに、方法ステップは本発明の範囲から逸脱することなく置換えられる。
【0151】
ここに開示された実施例に関連して記述された様々な例示の論理ブロック、モジュール、及び回路はここに述べた機能を実行するために設計された一般用途のプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア部品、またはその組合せによって実施または実行される。一般用途のプロセッサはマイクロプロセッサであるが、これに代るもので、そのプロセッサはあらゆる従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械でもよい。プロセッサはまた計算デバイスの組合せ、例えば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連動する一つ以上のマイクロプロセッサ、または他のそのような構成として実施される。
【0152】
ここに開示された実施例に関連して記述された方法またはアルゴリズムのステップは直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールにおいて、またはその二つの組合せにおいて具体化される。ソフトウェア・モジュールはRAMメモリー、フラッシュ・メモリー、ROMメモリー、EPROMメモリー、EEPROMメモリー、レジスタ、ハードディスク、リムーバブル・ディスク、CD-ROM、または他の形の当技術分野において知られている記憶媒体に常駐される。典型的な記憶媒体はそのようなプロセッサが記憶媒体から情報を読取り、記憶媒体へ情報を書込むことができるようにプロセッサと接続される。これに代るものでは、記憶媒体はプロセッサに一体化してもよい。プロセッサ及び記憶媒体はASICに常駐してもよい。ASICはユーザ端末に常駐してもよい。これに代るものでは、プロセッサ及び記憶媒体はユーザ端末に個別部品として常駐してもよい。
【0153】
開示された実施例の前の記述は当業者が本発明を行い、または使用することを可能にするため提供される。これらの実施例への様々な修正は当業者には明白であり、ここに定義された一般的な原理は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施例に適用される。このように、本発明はここに示された実施例に限定されることを意図するものではないが、ここに開示された原理及び新規な特徴と合致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【0154】
様々なユーザへ電力割付け(αi )は様々な方法において示される。一つの手段は範囲(0,1)をいくつかのより小さなレベルに分割し、そして電力割付けに最もよく近づくレベルを示すことである。別の方法はデータを搬送するために利用された要求されるデータ速度(DRC)及びパケット・フォーマットを示すことである。そこで移動体は割付けられた電力の一部分を計算するであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重畳符号化パケット・パラメータ及び非重畳符号化パケット・パラメータを含む少なくとも一つのプリアンブル、及び複数のデータ・パケットを持つペイロードを含む重畳符号化パケット構造。
【請求項2】
前記重畳符号化パケット・パラメータは、重畳符号化パケットにおける多数のユーザ、重畳符号化パケットの長さ、各前記重畳符号化パケット・ユーザに関する部分的電力割付け、各前記重畳符号化パケット・ユーザに関するペイロード・サイズ、各前記重畳符号化パケット・ユーザの物理アドレス、及びパケットが単一ユーザ・データ・パケット、マルチユーザ・データ・パケット、またはマルチユーザ、重畳符号化パケットであるかどうかの指標を含む、請求項1記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項3】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を持ち、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項1記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項4】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項5】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、特定の領域向けの情報が伝送される、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項6】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層は1EV-DOにおける制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項7】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項8】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項9】
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持つ複数の符号器、少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記複数の符号器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続される複数の変調器、
第一の入力、第二の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記複数の変調器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続され、そして前記第二の入力は基準化伝送電力に動作可能に接続され、前記符号化及び変調されたデータ・パケットは前記基準化伝送電力によって乗算される複数の乗算器、及び
複数の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記複数の入力は前記複数の乗算器の前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続される少なくとも一つの加算器、を持つ送信器を具備する重畳符号化パケットを編集する装置。
【請求項10】
複数の符号器は、
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、それによりOFDMパイロット・トーンと周波数領域シンボルが造出される第一の符号器、及び
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、それにより1xEV-DOデータとMIMOパイロット・トーンが造出される第二の符号器を含み、
ここで複数のディジタル信号プロセッサは、
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記第一の符号器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続され、それによって逆フーリエ変換が前記OFDMパイロット・トーンへ、そして前記符号器によって造出された前記周波数領域シンボルへ適用され、それによって時間領域OFDMシンボルが造出される第一のディジタル信号プロセッサ、及び
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記第二の符号器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続され、それによって逆フーリエ変換がMIMOパイロット・トーンに適用され、それによって処理されたMIMOパイロット・トーンが造出される第二のディジタル信号プロセッサを含み、
ここで複数の乗算器は、
第一の入力、第二の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記第二のディジタル信号プロセッサの前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続され、そして前記第二の入力は第一の基準化伝送電力に接続され、ここで前記処理されたMIMOパイロット・トーンは前記第一の基準化伝送電力で乗算される第一の乗算器、
第一の入力、第二の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記符号器の前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続され、そして前記第二の入力は第二の基準化伝送電力に接続され、ここで前記1xEV-DOデータは前記第二の基準化伝送電力で乗算される第二の乗算器を含み、
ここで複数の加算器は、
複数の入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記複数の入力は前記第一の乗算器の前記少なくとも一つの出力と前記第二の乗算器の前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続さる第一の加算器、及び
複数の入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記複数の入力は前記第一及び前記第二の乗算器の前記少なくとも一つの出力及び前記第一の加算器の少なくとも一つの出力へ動作可能に接続さる第二の加算器、及び
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、少なくとも一つの入力は1xEV-DOパイロット信号、1xEV-DO MAC信号、プリアンブル及び前記第二の加算器の前記少なくとも一つの出力へ動作可能に接続さる第三の乗算器を含む、請求項9記載の重畳符号化パケットを編集する装置。
【請求項11】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を持ち、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者が共に伝送される、請求項9記載の重畳符号化パケット。
【請求項12】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項13】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、特定領域向けの情報が伝送される、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項14】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項15】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項16】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項17】
重畳符号化のためにユーザ候補を編集すること、
評価関数の結果に基づいて前記ユーザ候補を位置付けすること、
前記のユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択すること、及び
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加することを含む重畳符号化パケットを編集する方法。
【請求項18】
評価関数は少なくとも一つのデータ速度要求を利用する、請求項17記載の方法。
【請求項19】
前記評価関数は、
【数1】
を含み、但し、Fi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」の評価関数であり、(i=1,・・・,N)、DRCi (n)は時間スロット「n」において前記ユーザ「i」によって要求された瞬間データ速度である、Ri(n) は適切なサイズの時間窓上で前記ユーザ「i」によって旨く受取られた平均データ速度である、そしてmaxi (・) はユーザの決定括弧の数値の極大値を返す、請求項17記載の方法。
【請求項20】
前記評価関数は:
【数2】
を含も、但し、〈DRCi (n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」においてユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す請求項17記載の方法。
【請求項21】
符号化前基準があるかどうかを決定することを含む、請求項17記載の方法。
【請求項22】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加することは、重畳符号化のためのユーザ候補の一覧表を編集すること、及び 処理能力伝送速度を最大にすることに基づいてユーザ候補の少なくとも一つを選択することを含む、請求項17記載の方法。
【請求項23】
前記ユーザ候補に関する前記データ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項17記載の方法。
【請求項24】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記ステップは、 前記最もふさわしいユーザのデータ速度制御より少ない要求データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を取り除くことをさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項25】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記ステップは、 一つ以上の前記ユーザ候補が同じ前記データ速度制御を持つならば、最も高い平均データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を留保することをさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項26】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記ステップは、
前記ユーザ候補の間の電力割付けを計算すること、
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について最大伝送速度を決定すること、 前記伝送速度を最大にする前記結合を選択すること、
前記選択された結合から前記重畳符号化パケットを編集することをさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項27】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは直交周波数分割多元アクセスを使用する、請求項23記載の方法。
【請求項28】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは符号分割多元アクセスを使用する、請求項23記載の方法。
【請求項29】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは汎欧州ディジタル・セルラー・システムを使用する、請求項23記載の方法。
【請求項30】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項23記載の方法。
【請求項31】
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について前記最大伝送速度を決定する前記ステップは次の数式、
【数3】
を使用し、但し、Ri は各ユーザ結合に関する最大伝送速度を表し、PT は重畳符号化パケットを伝送するために使用される総電力を表し、α(アルファ)は総伝送電力に適用されたスカラーを表し、そしてNi は基地局によって入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す請求項26記載の方法。
【請求項32】
前記ユーザ候補の間で電力割当を計算する前記ステップは少なくとも一つのアルファ・スカラーを計算することを含む、請求項26記載の方法。
【請求項33】
前記重畳符号化パケットを伝送すること、
少なくとも一つの成功した復号ユーザの電力伝送を次に高い信号対情報及び雑音比を持つ不成功の前記復号ユーザに再割付けることをさらに含む、請求項26記載の方法。
【請求項34】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項30記載の方法。
【請求項35】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特別な領域向けの情報が伝送される、請求項30記載の方法。
【請求項36】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳化符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項30記載の方法。
【請求項37】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項30記載の方法。
【請求項38】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項30記載の方法。
【請求項39】
重畳符号化パケットを編集する装置であって、
少なくとも一つのプロセッサ、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも一つの入力装置、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも 一つの出力装置、及び
前記プロセッサに動作可能に接続された重畳符号化パケットを編集するために命令を含む少なくとも一つのメモリーを具備し、ここでは前記装置は前記命令を実行するように適応し、そしてここでは重畳符号化パケットを編集する前記命令はさらに、
重畳符号化に関するユーザ候補を編集する、
評価関数の結果に基づいて前記ユーザ候補を位置付けする、
前記ユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択する、そして
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する命令を含む装置。
【請求項40】
評価関数は少なくとも一つのデータ速度要求を利用する、請求項39記載の装置。
【請求項41】
前記評価関数は、
【数4】
を含み、但し、Fi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」の評価関数であり、(i=1,・・・,N)、DRCi (n)は時間スロット「n」において前記ユーザ「i」によって要求された瞬間データ速度であり、Ri(n) は適切なサイズの時間窓上で前記ユーザ「i」によって旨く受取られた平均データ速度であり、そしてmaxi (・) はユーザの決定括弧の数値の極大値を返す、請求項39記載の装置。
【請求項42】
前記評価関数は、
【数5】
を含み、但し、〈DRCi (n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」においてユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す請求項39記載の装置。
【請求項43】
符号化前基準があるかどうかを決定することを含む、請求項39記載の装置。
【請求項44】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する前記命令は、 重畳符号化のためのユーザ候補の一覧表を編集し、そして 処理能力伝送速度を最大にすることに基づいて前記ユーザ候補の少なくとも一つを選択する少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項39記載の装置。
【請求項45】
前記ユーザ候補に関する前記データ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項39記載の装置。
【請求項46】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記命令は、 前記最もふさわしいユーザのデータ速度制御より少ない要求データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を取り除く少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項44記載の装置。
【請求項47】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記命令は、 一つ以上の前記ユーザ候補が同じ前記データ速度制御を持つならば、最も高い平均データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を留保する少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項44記載の装置。
【請求項48】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記命令は、
前記ユーザ候補の間の電力割付けを計算し、
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について最大伝送速度を決定し、
前記伝送速度を最大にする前記結合を選択し、そして
前記選択された結合から前記重畳符号化パケットを編集する少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項44記載の装置。
【請求項49】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは直交周波数分割多元アクセスを使用する、請求項45記載の装置。
【請求項50】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは符号分割多元アクセスを使用する、請求項45記載の装置。
【請求項51】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは汎欧州ディジタル・セルラー・システムを使用する、請求項45記載の装置。
【請求項52】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項45記載の装置。
【請求項53】
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について前記最大伝送速度を決定する前記ステップは次の数式、
【数6】
を使用し、但し、Ri は各ユーザ結合に関する最大伝送速度を表し、PT は重畳符号化パケットを伝送するために使用される総電力を表し、α(アルファ)は総伝送電力に適用されたスカラーを表し、そしてNi は基地局によって入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す請求項48記載の装置。
【請求項54】
前記ユーザ候補の間で電力割付けを計算する前記命令は少なくとも一つのアルファ・スカラーを計算する少なくとも一つの命令を含む、請求項48記載の装置。
【請求項55】
前記重畳符号化パケットを伝送し、そして
少なくとも一つの成功した復号ユーザの電力伝送を次に高い信号対情報及び雑音比を持つ不成功の前記復号ユーザに再割付ける少なくとも一つの命令を含む、請求項48記載の装置。
【請求項56】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項52記載の装置。
【請求項57】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特別な領域向けの情報が伝送される、請求項52記載の装置。
【請求項58】
前記重畳パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項52記載の装置。
【請求項59】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項52記載の装置。
【請求項60】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項52記載の装置。
【請求項61】
少なくとも一つのデータ・パケットを受取ること、
プリアンブルを読むこと、
ユーザが最もふさわしいユーザであるかどうかを決定すること、及び
受信パケットを処理することを含む、重畳符号化パケットを処理する方法。
【請求項62】
前記受信パケットを処理するステップは、
前記ユーザが最もふさわしいユーザであるならば、総伝送電力の60から100%が割付けられたと仮定することによって前記受信された少なくとも一つのデータ・パケットを処理することを含む、請求項61記載の方法。
【請求項63】
前記受信パケットを処理するステップは、
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、そして相殺すること、及び
より弱いユーザを意味する前記少なくとも一つのデータ・パケットを復号し、そして引き算することを含む、請求項61記載の方法。
【請求項64】
前記少なくとも一つのデータ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項61記載の方法。
【請求項65】
前記処理された少なくとも一つのデータ・パケットについて承認を送ることをさらに含む、請求項61記載の方法。
【請求項66】
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、且つそのようなデータ・パケットを相殺するステップは連続干渉相殺を含む、請求項63記載の方法。
【請求項67】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それによって同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項64記載の方法。
【請求項68】
少なくとも一つの成功した復号ユーザの送信から少なくとも一つの不成功の復号ユーザへ電力を再割付けすることをさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項69】
前記層の全てのユーザがそれらのパケットの受取りを承認するならば、層に関する伝送を早く終了させることをさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項70】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおいて制御チャネルである、請求項67記載の方法。
【請求項71】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特定の領域向けの情報が伝送される、請求項67記載の方法。
【請求項72】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項67記載の方法。
【請求項73】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はOFDMAパケットを含む前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層含む、請求項67記載の方法。
【請求項74】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項67記載の方法。
【請求項75】
重畳符号化パケットを編集する装置であって、
少なくとも一つのプロセッサ、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも一つの入力装置、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも 一つの出力装置、及び
前記プロセッサに動作可能に接続された重畳符号化パケットを編集するために命令を含む少なくとも一つのメモリーを具備し、ここでは前記装置は前記命令を実行するように適応し、そしてここでは重畳符号化パケットを編集する前記命令はさらに、
少なくとも一つのデータ・パケットを受取る、
プリアンブルを読む、
ユーザが最もふさわしいユーザであるかどうかを決定する;そして
受信パケットを処理する命令をさらに含む装置。
【請求項76】
前記受信パケットを処理する前記命令は、
前記ユーザが最もふさわしいユーザであるならば、総伝送電力の60から100%が割付けられたと仮定することによって前記受信パケットを処理する少なくとも一つの命令を含む、請求項75記載の装置。
【請求項77】
前記受信パケットを処理する前記命令は、
より強いユーザに関するデータ・パケットを干渉として扱い、そして相殺する、及び
より弱いユーザを意味するデータ・パケットを復号し、そして引き算する少なくとも一つの命令を含む、請求項75記載の装置。
【請求項78】
少なくとも一つのデータ・パケットが種々の無線通信標準規格に適合する、請求項75記載の装置。
【請求項79】
前記処理されたデータ・パケットについて承認を送る少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項75記載の装置。
【請求項80】
より強いユーザに関するデータ・パケットを干渉として扱い、且つそのようなデータ・パケットを相殺する命令は連続干渉相殺を使用する少なくとも一つの命令を含む、請求項77記載の装置。
【請求項81】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それによって同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項78記載の装置。
【請求項82】
少なくとも一つの成功した復号ユーザの送信を少なくとも一つの不成功の復号ユーザへ再割付けする少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項79記載の装置。
【請求項83】
前記層の全てのユーザがそれらのパケットの受取りを承認するならば、層に関する伝送を終了させる少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項79記載の装置。
【請求項84】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項81記載の装置。
【請求項85】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特定の領域向けの情報が伝送される、請求項81記載の装置。
【請求項86】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項81記載の装置。
【請求項87】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項81記載の装置。
【請求項88】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項81記載の装置。
【請求項89】
重畳符号化に関するユーザ候補を編集する手段、
評価関数の結果に基づいて前記ユーザ候補を位置付けする手段、
前記ユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択する手段、及び
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する手段を含む重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項90】
評価関数は少なくとも一つのデータ速度要求を利用する、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項91】
前記評価関数は、
【数7】
を含み、但し、Fi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」の評価関数であり(i=1,・・・,N)、DRCi (n)は時間スロット「n」において前記ユーザ「i」によって要求された瞬間データ速度であり、Ri(n) は適切なサイズの時間窓上で前記ユーザ「i」によって旨く受取られた平均データ速度であり、そしてmaxi (・) はユーザの決定括弧の数値の極大値を返す、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項92】
前記評価関数は、
【数8】
を含み、但し、〈DRCi (n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」においてユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項93】
符号化前基準があるかどうかを決定する手段をさらに含む、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項94】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する前記手段は、
重畳符号化のユーザ候補の一覧表を編集する手段、及び
処理能力通信速度を最大にすることに基づいて前記ユーザ候補の少なくとも一つを選択する手段を含む、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項95】
前記ユーザ候補に関する前記データ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項96】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記手段は、
前記最もふさわしいユーザのデータ速度制御より少ない要求データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を取り除く手段をさらに含む、請求項94記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項97】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記手段は、
一つ以上の前記ユーザ候補が同じ前記データ速度制御を持つならば、最も高い平均データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を留保する手段をさらに含む、請求項94記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項98】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記手段は、
前記ユーザ候補の間の電力割付けを計算する手段、
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について最大伝送速度を決定する手段、
前記伝送速度を最大にする前記結合を選択する手段、及び
前記選択された結合から前記重畳符号化パケットを編集する手段をさらに含む、請求項94記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項99】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは直交周波数分割多元アクセスを使用する、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項100】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは符号分割多元アクセスを使用する、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項101】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは汎欧州ディジタル・セルラー・システムを使用する、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項102】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項103】
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について前記最大伝送速度を決定する前記手段は次の数式、
【数9】
を使用し、但し、Ri は各ユーザ結合に関する最大伝送速度を表し、PT は重畳符号化パケットを伝送するために使用される総電力を表し、α(アルファ)は総伝送電力に適用されたスカラーを表し、そしてNi は基地局によって入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す、請求項26記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項104】
前記ユーザ候補の間で電力割付けを計算する前記手段は少なくとも一つのアルファ・スカラーを計算する手段を含む、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項105】
前記重畳符号化パケットを伝送する手段、及び少なくとも一つの成功した復号ユーザの電力伝送を次に高い信号対情報及び雑音比を持つ不成功の前記復号ユーザに再割付ける手段をさらに含む、請求項98記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項106】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項107】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特別な領域向けの情報が伝送される、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項108】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項109】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項110】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項111】
少なくとも一つのデータ・パケットを受取る手段、 プリアンブルを読む手段、 ユーザが最もふさわしいユーザであるかどうかを決定する手段、及び 受信パケットを処理する手段を含む、重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項112】
前記受信パケットを処理するステップは、 前記ユーザが最もふさわしいユーザであるならば、総伝送電力の60から100%が割付けられたと仮定することによって前記受信された少なくとも一つのデータ・パケットを処理する手段を含む、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項113】
前記受信パケットを処理する前記手段は、
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、そしてそのようなデータ・パケットを相殺する手段、及び
より弱いユーザを意味する前記少なくとも一つのデータ・パケットを復号し、そして引き算する手段を含む、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項114】
前記少なくとも一つのデータ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項115】
前記処理された少なくとも一つのデータ・パケットについて承認を送る手段をさらに含む、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項116】
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、且つそのようなデータ・パケットを相殺する手段は連続干渉相殺を使用することを含む、請求項113記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項117】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それによって同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項114記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項118】
少なくとも一つの成功した復号ユーザの送信から少なくとも一つの不成功の復号ユーザへ電力を再割付けする手段をさらに含む、請求項115記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項119】
前記層の全てのユーザがそれらのパケットの受取りを承認するならば、層に関する伝送を早く終了させる手段をさらに含む、請求項115記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項120】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項121】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特定の領域向けの情報が伝送される、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項122】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項123】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はOFDMAパケットを含む前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層を含む、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項124】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項1】
重畳符号化パケット・パラメータ及び非重畳符号化パケット・パラメータを含む少なくとも一つのプリアンブル、及び複数のデータ・パケットを持つペイロードを含む重畳符号化パケット構造。
【請求項2】
前記重畳符号化パケット・パラメータは、重畳符号化パケットにおける多数のユーザ、重畳符号化パケットの長さ、各前記重畳符号化パケット・ユーザに関する部分的電力割付け、各前記重畳符号化パケット・ユーザに関するペイロード・サイズ、各前記重畳符号化パケット・ユーザの物理アドレス、及びパケットが単一ユーザ・データ・パケット、マルチユーザ・データ・パケット、またはマルチユーザ、重畳符号化パケットであるかどうかの指標を含む、請求項1記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項3】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を持ち、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項1記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項4】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項5】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、特定の領域向けの情報が伝送される、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項6】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層は1EV-DOにおける制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項7】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項8】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項3記載の重畳符号化パケット構造。
【請求項9】
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持つ複数の符号器、少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記複数の符号器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続される複数の変調器、
第一の入力、第二の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記複数の変調器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続され、そして前記第二の入力は基準化伝送電力に動作可能に接続され、前記符号化及び変調されたデータ・パケットは前記基準化伝送電力によって乗算される複数の乗算器、及び
複数の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記複数の入力は前記複数の乗算器の前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続される少なくとも一つの加算器、を持つ送信器を具備する重畳符号化パケットを編集する装置。
【請求項10】
複数の符号器は、
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、それによりOFDMパイロット・トーンと周波数領域シンボルが造出される第一の符号器、及び
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、それにより1xEV-DOデータとMIMOパイロット・トーンが造出される第二の符号器を含み、
ここで複数のディジタル信号プロセッサは、
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記第一の符号器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続され、それによって逆フーリエ変換が前記OFDMパイロット・トーンへ、そして前記符号器によって造出された前記周波数領域シンボルへ適用され、それによって時間領域OFDMシンボルが造出される第一のディジタル信号プロセッサ、及び
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記第二の符号器の少なくとも一つの対応出力に動作可能に接続され、それによって逆フーリエ変換がMIMOパイロット・トーンに適用され、それによって処理されたMIMOパイロット・トーンが造出される第二のディジタル信号プロセッサを含み、
ここで複数の乗算器は、
第一の入力、第二の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記第二のディジタル信号プロセッサの前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続され、そして前記第二の入力は第一の基準化伝送電力に接続され、ここで前記処理されたMIMOパイロット・トーンは前記第一の基準化伝送電力で乗算される第一の乗算器、
第一の入力、第二の入力及び少なくとも一つの出力を持ち、前記少なくとも一つの入力は前記符号器の前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続され、そして前記第二の入力は第二の基準化伝送電力に接続され、ここで前記1xEV-DOデータは前記第二の基準化伝送電力で乗算される第二の乗算器を含み、
ここで複数の加算器は、
複数の入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記複数の入力は前記第一の乗算器の前記少なくとも一つの出力と前記第二の乗算器の前記少なくとも一つの出力に動作可能に接続さる第一の加算器、及び
複数の入力と少なくとも一つの出力を持ち、前記複数の入力は前記第一及び前記第二の乗算器の前記少なくとも一つの出力及び前記第一の加算器の少なくとも一つの出力へ動作可能に接続さる第二の加算器、及び
少なくとも一つの入力と少なくとも一つの出力を持ち、少なくとも一つの入力は1xEV-DOパイロット信号、1xEV-DO MAC信号、プリアンブル及び前記第二の加算器の前記少なくとも一つの出力へ動作可能に接続さる第三の乗算器を含む、請求項9記載の重畳符号化パケットを編集する装置。
【請求項11】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を持ち、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者が共に伝送される、請求項9記載の重畳符号化パケット。
【請求項12】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項13】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、特定領域向けの情報が伝送される、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項14】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項15】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項16】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項11記載の重畳符号化パケット。
【請求項17】
重畳符号化のためにユーザ候補を編集すること、
評価関数の結果に基づいて前記ユーザ候補を位置付けすること、
前記のユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択すること、及び
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加することを含む重畳符号化パケットを編集する方法。
【請求項18】
評価関数は少なくとも一つのデータ速度要求を利用する、請求項17記載の方法。
【請求項19】
前記評価関数は、
【数1】
を含み、但し、Fi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」の評価関数であり、(i=1,・・・,N)、DRCi (n)は時間スロット「n」において前記ユーザ「i」によって要求された瞬間データ速度である、Ri(n) は適切なサイズの時間窓上で前記ユーザ「i」によって旨く受取られた平均データ速度である、そしてmaxi (・) はユーザの決定括弧の数値の極大値を返す、請求項17記載の方法。
【請求項20】
前記評価関数は:
【数2】
を含も、但し、〈DRCi (n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」においてユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す請求項17記載の方法。
【請求項21】
符号化前基準があるかどうかを決定することを含む、請求項17記載の方法。
【請求項22】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加することは、重畳符号化のためのユーザ候補の一覧表を編集すること、及び 処理能力伝送速度を最大にすることに基づいてユーザ候補の少なくとも一つを選択することを含む、請求項17記載の方法。
【請求項23】
前記ユーザ候補に関する前記データ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項17記載の方法。
【請求項24】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記ステップは、 前記最もふさわしいユーザのデータ速度制御より少ない要求データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を取り除くことをさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項25】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記ステップは、 一つ以上の前記ユーザ候補が同じ前記データ速度制御を持つならば、最も高い平均データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を留保することをさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項26】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記ステップは、
前記ユーザ候補の間の電力割付けを計算すること、
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について最大伝送速度を決定すること、 前記伝送速度を最大にする前記結合を選択すること、
前記選択された結合から前記重畳符号化パケットを編集することをさらに含む、請求項22記載の方法。
【請求項27】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは直交周波数分割多元アクセスを使用する、請求項23記載の方法。
【請求項28】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは符号分割多元アクセスを使用する、請求項23記載の方法。
【請求項29】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは汎欧州ディジタル・セルラー・システムを使用する、請求項23記載の方法。
【請求項30】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項23記載の方法。
【請求項31】
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について前記最大伝送速度を決定する前記ステップは次の数式、
【数3】
を使用し、但し、Ri は各ユーザ結合に関する最大伝送速度を表し、PT は重畳符号化パケットを伝送するために使用される総電力を表し、α(アルファ)は総伝送電力に適用されたスカラーを表し、そしてNi は基地局によって入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す請求項26記載の方法。
【請求項32】
前記ユーザ候補の間で電力割当を計算する前記ステップは少なくとも一つのアルファ・スカラーを計算することを含む、請求項26記載の方法。
【請求項33】
前記重畳符号化パケットを伝送すること、
少なくとも一つの成功した復号ユーザの電力伝送を次に高い信号対情報及び雑音比を持つ不成功の前記復号ユーザに再割付けることをさらに含む、請求項26記載の方法。
【請求項34】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項30記載の方法。
【請求項35】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特別な領域向けの情報が伝送される、請求項30記載の方法。
【請求項36】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳化符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項30記載の方法。
【請求項37】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項30記載の方法。
【請求項38】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項30記載の方法。
【請求項39】
重畳符号化パケットを編集する装置であって、
少なくとも一つのプロセッサ、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも一つの入力装置、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも 一つの出力装置、及び
前記プロセッサに動作可能に接続された重畳符号化パケットを編集するために命令を含む少なくとも一つのメモリーを具備し、ここでは前記装置は前記命令を実行するように適応し、そしてここでは重畳符号化パケットを編集する前記命令はさらに、
重畳符号化に関するユーザ候補を編集する、
評価関数の結果に基づいて前記ユーザ候補を位置付けする、
前記ユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択する、そして
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する命令を含む装置。
【請求項40】
評価関数は少なくとも一つのデータ速度要求を利用する、請求項39記載の装置。
【請求項41】
前記評価関数は、
【数4】
を含み、但し、Fi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」の評価関数であり、(i=1,・・・,N)、DRCi (n)は時間スロット「n」において前記ユーザ「i」によって要求された瞬間データ速度であり、Ri(n) は適切なサイズの時間窓上で前記ユーザ「i」によって旨く受取られた平均データ速度であり、そしてmaxi (・) はユーザの決定括弧の数値の極大値を返す、請求項39記載の装置。
【請求項42】
前記評価関数は、
【数5】
を含み、但し、〈DRCi (n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」においてユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す請求項39記載の装置。
【請求項43】
符号化前基準があるかどうかを決定することを含む、請求項39記載の装置。
【請求項44】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する前記命令は、 重畳符号化のためのユーザ候補の一覧表を編集し、そして 処理能力伝送速度を最大にすることに基づいて前記ユーザ候補の少なくとも一つを選択する少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項39記載の装置。
【請求項45】
前記ユーザ候補に関する前記データ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項39記載の装置。
【請求項46】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記命令は、 前記最もふさわしいユーザのデータ速度制御より少ない要求データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を取り除く少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項44記載の装置。
【請求項47】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記命令は、 一つ以上の前記ユーザ候補が同じ前記データ速度制御を持つならば、最も高い平均データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を留保する少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項44記載の装置。
【請求項48】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記命令は、
前記ユーザ候補の間の電力割付けを計算し、
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について最大伝送速度を決定し、
前記伝送速度を最大にする前記結合を選択し、そして
前記選択された結合から前記重畳符号化パケットを編集する少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項44記載の装置。
【請求項49】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは直交周波数分割多元アクセスを使用する、請求項45記載の装置。
【請求項50】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは符号分割多元アクセスを使用する、請求項45記載の装置。
【請求項51】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは汎欧州ディジタル・セルラー・システムを使用する、請求項45記載の装置。
【請求項52】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項45記載の装置。
【請求項53】
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について前記最大伝送速度を決定する前記ステップは次の数式、
【数6】
を使用し、但し、Ri は各ユーザ結合に関する最大伝送速度を表し、PT は重畳符号化パケットを伝送するために使用される総電力を表し、α(アルファ)は総伝送電力に適用されたスカラーを表し、そしてNi は基地局によって入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す請求項48記載の装置。
【請求項54】
前記ユーザ候補の間で電力割付けを計算する前記命令は少なくとも一つのアルファ・スカラーを計算する少なくとも一つの命令を含む、請求項48記載の装置。
【請求項55】
前記重畳符号化パケットを伝送し、そして
少なくとも一つの成功した復号ユーザの電力伝送を次に高い信号対情報及び雑音比を持つ不成功の前記復号ユーザに再割付ける少なくとも一つの命令を含む、請求項48記載の装置。
【請求項56】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項52記載の装置。
【請求項57】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特別な領域向けの情報が伝送される、請求項52記載の装置。
【請求項58】
前記重畳パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項52記載の装置。
【請求項59】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項52記載の装置。
【請求項60】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項52記載の装置。
【請求項61】
少なくとも一つのデータ・パケットを受取ること、
プリアンブルを読むこと、
ユーザが最もふさわしいユーザであるかどうかを決定すること、及び
受信パケットを処理することを含む、重畳符号化パケットを処理する方法。
【請求項62】
前記受信パケットを処理するステップは、
前記ユーザが最もふさわしいユーザであるならば、総伝送電力の60から100%が割付けられたと仮定することによって前記受信された少なくとも一つのデータ・パケットを処理することを含む、請求項61記載の方法。
【請求項63】
前記受信パケットを処理するステップは、
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、そして相殺すること、及び
より弱いユーザを意味する前記少なくとも一つのデータ・パケットを復号し、そして引き算することを含む、請求項61記載の方法。
【請求項64】
前記少なくとも一つのデータ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項61記載の方法。
【請求項65】
前記処理された少なくとも一つのデータ・パケットについて承認を送ることをさらに含む、請求項61記載の方法。
【請求項66】
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、且つそのようなデータ・パケットを相殺するステップは連続干渉相殺を含む、請求項63記載の方法。
【請求項67】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それによって同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項64記載の方法。
【請求項68】
少なくとも一つの成功した復号ユーザの送信から少なくとも一つの不成功の復号ユーザへ電力を再割付けすることをさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項69】
前記層の全てのユーザがそれらのパケットの受取りを承認するならば、層に関する伝送を早く終了させることをさらに含む、請求項65記載の方法。
【請求項70】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおいて制御チャネルである、請求項67記載の方法。
【請求項71】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特定の領域向けの情報が伝送される、請求項67記載の方法。
【請求項72】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項67記載の方法。
【請求項73】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はOFDMAパケットを含む前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層含む、請求項67記載の方法。
【請求項74】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項67記載の方法。
【請求項75】
重畳符号化パケットを編集する装置であって、
少なくとも一つのプロセッサ、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも一つの入力装置、
前記プロセッサに動作可能に接続された少なくとも 一つの出力装置、及び
前記プロセッサに動作可能に接続された重畳符号化パケットを編集するために命令を含む少なくとも一つのメモリーを具備し、ここでは前記装置は前記命令を実行するように適応し、そしてここでは重畳符号化パケットを編集する前記命令はさらに、
少なくとも一つのデータ・パケットを受取る、
プリアンブルを読む、
ユーザが最もふさわしいユーザであるかどうかを決定する;そして
受信パケットを処理する命令をさらに含む装置。
【請求項76】
前記受信パケットを処理する前記命令は、
前記ユーザが最もふさわしいユーザであるならば、総伝送電力の60から100%が割付けられたと仮定することによって前記受信パケットを処理する少なくとも一つの命令を含む、請求項75記載の装置。
【請求項77】
前記受信パケットを処理する前記命令は、
より強いユーザに関するデータ・パケットを干渉として扱い、そして相殺する、及び
より弱いユーザを意味するデータ・パケットを復号し、そして引き算する少なくとも一つの命令を含む、請求項75記載の装置。
【請求項78】
少なくとも一つのデータ・パケットが種々の無線通信標準規格に適合する、請求項75記載の装置。
【請求項79】
前記処理されたデータ・パケットについて承認を送る少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項75記載の装置。
【請求項80】
より強いユーザに関するデータ・パケットを干渉として扱い、且つそのようなデータ・パケットを相殺する命令は連続干渉相殺を使用する少なくとも一つの命令を含む、請求項77記載の装置。
【請求項81】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それによって同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項78記載の装置。
【請求項82】
少なくとも一つの成功した復号ユーザの送信を少なくとも一つの不成功の復号ユーザへ再割付けする少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項79記載の装置。
【請求項83】
前記層の全てのユーザがそれらのパケットの受取りを承認するならば、層に関する伝送を終了させる少なくとも一つの命令をさらに含む、請求項79記載の装置。
【請求項84】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項81記載の装置。
【請求項85】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特定の領域向けの情報が伝送される、請求項81記載の装置。
【請求項86】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項81記載の装置。
【請求項87】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項81記載の装置。
【請求項88】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項81記載の装置。
【請求項89】
重畳符号化に関するユーザ候補を編集する手段、
評価関数の結果に基づいて前記ユーザ候補を位置付けする手段、
前記ユーザ候補の中からふさわしいユーザ候補を選択する手段、及び
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する手段を含む重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項90】
評価関数は少なくとも一つのデータ速度要求を利用する、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項91】
前記評価関数は、
【数7】
を含み、但し、Fi(n)は時間スロット「n」におけるユーザ「i」の評価関数であり(i=1,・・・,N)、DRCi (n)は時間スロット「n」において前記ユーザ「i」によって要求された瞬間データ速度であり、Ri(n) は適切なサイズの時間窓上で前記ユーザ「i」によって旨く受取られた平均データ速度であり、そしてmaxi (・) はユーザの決定括弧の数値の極大値を返す、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項92】
前記評価関数は、
【数8】
を含み、但し、〈DRCi (n)〉は適切なサイズの時間窓上で所与の時間スロット「n」においてユーザ「i」によって要求された平均データ速度を表す、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項93】
符号化前基準があるかどうかを決定する手段をさらに含む、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項94】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットに付加する前記手段は、
重畳符号化のユーザ候補の一覧表を編集する手段、及び
処理能力通信速度を最大にすることに基づいて前記ユーザ候補の少なくとも一つを選択する手段を含む、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項95】
前記ユーザ候補に関する前記データ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項89記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項96】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記手段は、
前記最もふさわしいユーザのデータ速度制御より少ない要求データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を取り除く手段をさらに含む、請求項94記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項97】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記手段は、
一つ以上の前記ユーザ候補が同じ前記データ速度制御を持つならば、最も高い平均データ速度制御を持つ前記ユーザ候補を留保する手段をさらに含む、請求項94記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項98】
他のユーザ・データ・パケットを前記ふさわしいユーザのパケットへ付加する前記手段は、
前記ユーザ候補の間の電力割付けを計算する手段、
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について最大伝送速度を決定する手段、
前記伝送速度を最大にする前記結合を選択する手段、及び
前記選択された結合から前記重畳符号化パケットを編集する手段をさらに含む、請求項94記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項99】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは直交周波数分割多元アクセスを使用する、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項100】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは符号分割多元アクセスを使用する、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項101】
前記無線通信標準規格の少なくとも一つは汎欧州ディジタル・セルラー・システムを使用する、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項102】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それにより同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項103】
前記ユーザ候補の少なくとも一つの結合について前記最大伝送速度を決定する前記手段は次の数式、
【数9】
を使用し、但し、Ri は各ユーザ結合に関する最大伝送速度を表し、PT は重畳符号化パケットを伝送するために使用される総電力を表し、α(アルファ)は総伝送電力に適用されたスカラーを表し、そしてNi は基地局によって入来信号に寄与する内部雑音の雑音スペクトル電力密度を表す、請求項26記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項104】
前記ユーザ候補の間で電力割付けを計算する前記手段は少なくとも一つのアルファ・スカラーを計算する手段を含む、請求項95記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項105】
前記重畳符号化パケットを伝送する手段、及び少なくとも一つの成功した復号ユーザの電力伝送を次に高い信号対情報及び雑音比を持つ不成功の前記復号ユーザに再割付ける手段をさらに含む、請求項98記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項106】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項107】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特別な領域向けの情報が伝送される、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項108】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項109】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項110】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項102記載の重畳符号化パケットを編集する手段。
【請求項111】
少なくとも一つのデータ・パケットを受取る手段、 プリアンブルを読む手段、 ユーザが最もふさわしいユーザであるかどうかを決定する手段、及び 受信パケットを処理する手段を含む、重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項112】
前記受信パケットを処理するステップは、 前記ユーザが最もふさわしいユーザであるならば、総伝送電力の60から100%が割付けられたと仮定することによって前記受信された少なくとも一つのデータ・パケットを処理する手段を含む、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項113】
前記受信パケットを処理する前記手段は、
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、そしてそのようなデータ・パケットを相殺する手段、及び
より弱いユーザを意味する前記少なくとも一つのデータ・パケットを復号し、そして引き算する手段を含む、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項114】
前記少なくとも一つのデータ・パケットは種々の無線通信標準規格に適合する、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項115】
前記処理された少なくとも一つのデータ・パケットについて承認を送る手段をさらに含む、請求項111記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項116】
より強いユーザに関する前記少なくとも一つのデータ・パケットを干渉として扱い、且つそのようなデータ・パケットを相殺する手段は連続干渉相殺を使用することを含む、請求項113記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項117】
前記重畳符号化パケットは少なくとも一つの高位層及び少なくとも一つの低位層を含み、前記少なくとも一つの低位層は少なくとも一つの同報サービスを含み、そして前記少なくとも一つの高位層は個々のユーザ向けユニキャスト・トラヒックを含み、それによって同報及びユニキャスト・トラヒックの両者は共に伝送される、請求項114記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項118】
少なくとも一つの成功した復号ユーザの送信から少なくとも一つの不成功の復号ユーザへ電力を再割付けする手段をさらに含む、請求項115記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項119】
前記層の全てのユーザがそれらのパケットの受取りを承認するならば、層に関する伝送を早く終了させる手段をさらに含む、請求項115記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項120】
前記少なくとも一つの同報サービスは1xEV-DOにおける制御チャネルである、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項121】
前記少なくとも一つの同報サービスはプラチナ同報を含み、そこでは特定の領域向けの情報が伝送される、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項122】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層は1xEV-DOにおいて制御チャネルを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMトーンを含む、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項123】
前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの低位層はOFDMAパケットを含む前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層を含む、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【請求項124】
前記重畳符号化パケットの少なくとも一つの低位層はGSMを含み、そして前記重畳符号化パケットの前記少なくとも一つの高位層はOFDMAパケットを含む、請求項117記載の重畳符号化パケットを処理する手段。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7−1】
【図7−2】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13−1】
【図13−2】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7−1】
【図7−2】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13−1】
【図13−2】
【図14】
【公開番号】特開2012−95308(P2012−95308A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2011−251745(P2011−251745)
【出願日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【分割の表示】特願2009−507932(P2009−507932)の分割
【原出願日】平成19年4月24日(2007.4.24)
【出願人】(595020643)クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】QUALCOMM INCORPORATED
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−251745(P2011−251745)
【出願日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【分割の表示】特願2009−507932(P2009−507932)の分割
【原出願日】平成19年4月24日(2007.4.24)
【出願人】(595020643)クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】QUALCOMM INCORPORATED
【Fターム(参考)】
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