JP4808894B2 - シグナリング伝送方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載のシグナリング伝送方法に関する。
【０００２】
移動無線網における移動局と基地局との間のシグナリング伝送方法は、例えば刊行物“Fast Uplink Signalling Mechanism for FDD and TDD System”, Tdoc SMG2 UMTS-L1 227/98, Philips Research Laboratories, 1998 により既に公知である。
【０００３】
これに対し、独立請求項の構成を有する本発明の方法は以下の利点を有する。即ち、少なくとも１つの所定のタイムスロットでシグナリングを伝送し、基地局の無線セルに配属された各移動局に、それぞれ１つの異なるシグナリングを割り当てるので、これらの移動局にそれぞれ１つの時間ずれを割り当て、この時間ずれ分だけ所定のシグナリングシーケンスをずらして少なくとも１つの所定のタイムスロットで伝送し、この少なくとも１つの所定のタイムスロットを介して伝送される、様々な移動局のシグナリングを基地局にて区別することができ、１つのタイムスロット及び１つの所定のシグナリングシーケンスしか必要でないために、明確かつ効率の良いシグナリングを実現することができる。従って通常は、このシグナリング伝送を繰り返す必要はない。そのためこのシグナリングにより非常に迅速に所望の結果が得られる。この場合、伝送資源の使用は最小限で済む。この時、複数の移動局のシグナリングは、ただ１つの共通タイムスロットの使用により可能である。
【０００４】
従属請求項において実施される構成により、独立請求項に記載した方法の他の有利な構成や改良が可能である。
【０００５】
有利には、これらの移動局に各シグナリングを、それぞれ１つの異なるコードの形で割り当てる。これは特に、直交コードを有する符号分割多重接続に基づく移動無線システムにおいて、付加的な伝送資源をそれほど必要とすることなく、利用可能なコードを用いながら簡単かつ効率の良いシグナリングを実現する可能性を示している。
【０００６】
また有利には、基地局にて受信されたシグナリングと移動局に割り当てられた全てのコードとの相関を取って、受信されたシグナリングに割り当てられた移動局を検出する。このようにして基地局は、シグナリングを送信する移動局を明確に決定することができる。
【０００８】
また有利には、この所定のシグナリングシーケンスを１つの所定コードにより拡散して伝送する。このようにして、シグナリングの伝送は最小の伝送容量で実現できる。これは特に、この所定コードを、直交コードのセットから、例えば符号分割多重接続システムで利用するために取り出す場合に可能である。
【０００９】
また有利には、基地局において、受信した所定のシグナリングシーケンスの時間的な振幅経過特性から使用された時間ずれを検知し、それにより割り当てられている移動局を検出する。このようにしてこの基地局は、シグナリングを送信する移動局を明確に決定できる。
【００１０】
また有利には、このシグナリングを利用データの伝送に要する出力よりもはるかに少ない出力で伝送する。このようにして、シグナリングに起因する付加的な干渉を最小にすることができる。
【００１１】
また有利には、シグナリングのうちの少なくとも１つを他のシグナリングまたは既に存在するコネクションの利用データと共に、少なくとも１つの所定のタイムスロットで伝送する。これにより伝送容量が節減できる。
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に記載する。図１は、簡略化して示した移動無線システム、図２は、タイムスロットデュプレックスモードにおける伝送用のバースト構造、図３はタイムスロットデュプレックスモードにおける伝送フレーム構造、図４は符号生成用のコードツリーを示している。
【００１３】
例えばＧＳＭ標準（Global System for Mobile Communication）またはＵＭＴＳ標準（Universal Mobile Telecommunications System）に従い構成可能な移動無線システム１０においては、図１の定置の基地局１１からある移動局１２までの下り伝送方向１３でも、移動局１２から基地局１１への上り伝送方向１４でも、例えば通話信号の形で存在するいわゆる利用データの他に、例えばハンドオーバー手順又は新規チャネル構成用のシグナリングデータも伝送しなくてはならない。以下、本発明を例えばＵＭＴＳ標準による移動無線システム１０を基礎とする移動無線網に基づき記載する。以下これをＵＭＴＳ移動無線システム１０と記載する。
【００１４】
このＵＭＴＳ移動無線システム１０には、エアインターフェースを介した伝送用の２つのモードが設けられている。ＦＤＤモード（Frequency Division Duplex）には、上り伝送方向１４と下り伝送方向１３用の２種類の異なる周波数が存在する。ＴＤＤモード（Time Division Duplex）においては、両方の伝送方向に対し１つの搬送波周波数だけを使用し、その際タイムスロットの割り当てにより下り伝送方向１３と上り伝送方向１４の分離を行う。
【００１５】
この移動無線網の様々な加入者の信号を、直交コードの拡散によりそれぞれ分離する。ＴＤＤモードでは、このように拡散された様々な加入者の信号を、同じタイムスロット内で伝送する。
【００１６】
以下例えば、図１に簡略化して示したＵＭＴＳ移動無線システム１０が、ＴＤＤモードに従い構成されているものとする。図３はこのために使用される伝送フレーム３０の構成を示す。各伝送フレームは、この例においては１０ｍｓの時間的長さを有し、全部で１５のタイムスロット３０１、３０２、……、３１５からなる。ここで第１のタイムスロット３０１は上り伝送方向１４における伝送のため、また第２のタイムスロット３０３は下り伝送方向１３における伝送のために予約されているものとする。各タイムスロット３０１、３０２、……、３１５内で、図２のいわゆるＴＤＤバースト２０を正確に伝送することができる。このＴＤＤバースト２０は、データ伝送用の２つのデータブロック２１、２３、チャネル評価用のミッドアンブルブロック２２及び保護距離２４から成る。
【００１７】
各タイムスロット３０１、３０２、……、３１５内では、最多で１６人の加入者の利用データを符号分割多重接続ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）の原理に従い伝送できる。これを実現するためには、各加入者の伝送すべき利用データを、重畳する前に相応するタイムスロットで拡散しなくてはならない。図４にはコードツリーが描かれており、これを用いていわゆるＯＶＳＦコード（Orthogonal Variable Spreading Factor）を、伝送すべき利用データの拡散のために生成する。
【００１８】
これらの利用データの他に、移動局１２と基地局１１との間でシグナリングもまた伝送する。これらのシグナリングは、例えば伝送チャネルを要求したり、送信出力を制御するための指令を送出したり、又はチャネル評価用の参照信号を伝送するために用いることができる。上記のどの場合でも、シグナリングを受信する局ではこのシグナリングに対する応答が生じる。この応答とは、これらの例示した場合では、伝送チャネルの割り当てか、送信出力の設定か、例えばＪＰ方式（Joint Predistortion）による先行ひずみに使用するための、受信された参照信号に基づくチャネルインパルス応答の評価である。以下、例えば伝送チャネル要求用のシグナリングに基づき、どのようにしてそのようなシグナリングが移動局１２から基地局１１へ伝送されるかを記載する。
【００１９】
第１の実施例によれば、これらのシグナリングは上記のＯＶＳＦコードから生成する。図４に示したコードツリーは、拡散率ＳＦ＝８までのＯＶＳＦコードの生成を示す。ＵＭＴＳ移動無線システム１０のＴＤＤモードでは、この時点で、拡散率ＳＦ∈｛１，２，４，８，１６｝を有するＯＶＳＦコードが可能となる。このＯＶＳＦコードを用いて直交コードシーケンスを生成することができるが、その際基本的な特性は、種々異なる長さのコードも直交性を有するという点にある。
【００２０】
本発明の第１実施例においては、シグナリングの伝送は第１のタイムスロット３０１でのみ可能であるとする。この第１タイムスロット３０１内で、予め決められた長さ１６の拡散コードと拡散率ＳＦ＝１６から、全てのシグナリングを生成する。例えば、図４の一番下の拡散率ＳＦ＝８まで記載されたコードツリーが相応して継続する場合にある、拡散率ＳＦ＝１６を有する最後の拡散コードを選択する。この拡散率ＳＦ＝１６を有するコードツリーの一番下の枝を、拡散率もしくは長さ２５６まで拡張する。これにより第１のタイムスロット３０１内で全部で１６個のコードがシグナリングに使用できる。言い換えると、ＯＶＳＦコードの拡散率２５６を有する１６個のコードを、シグナリングに使用する。
【００２１】
これらのシグナリング用の長さ２５６のコードを用いて、シグナリングバーストを構成する。これは図２に記載したＴＤＤバースト２０と同じ構造を有している。この時このシグナリング用のコードは、データブロック２１、２３内で、これらのデータブロックが満たされている限り繰り返される。その際このシグナリング用のコードは、データブロック２１、２３を満たすために必要な最後の繰り返しの際に切り離すことができる。この第１のタイムスロット３０１において、このようにシグナリングバーストとして構成されたどのＴＤＤバースト２０にも、同様にミッドアンブルブロック２２を割り当てる。
【００２２】
この移動局１２には、例えば基地局１１の無線セルへのエントリの際、上記のシグナリング用コードのうち、図４のコードツリーにおいて拡散率ＳＦ＝２５６の時に完全に下に配置されるものが割り当てられる。付加的に、この移動局１２がそもそもシグナリングの権限を有しているよう取り決めることもできる。するとこのシグナリング権を有していない移動局には、どのシグナリング用コードも割り当てられない。シグナリング権を有するどの移動局にも、異なるシグナリング用コードを割り当てる。この移動局１２が、以下上りチャネルと称する上り伝送方向１４での利用データ伝送用チャネルが必要になると、この移動局１２は第１のタイムスロット３０１で、そのようなチャネルを要求するために、この移動局１２に割り当てられたシグナリング用コードを送信する。その後、基地局１１は移動局１２に、そのような上りチャネル用のパラメータを第２のタイムスロット３０３にて知らせる。この割り当てられた上りチャネルは、この時同様に第１のタイムスロット３０１内にあるので、この移動局１２は次に続く伝送フレーム３０にて同様に利用データ伝送を第１のタイムスロット３０１で始めることができる。
【００２３】
シグナリングバースト２０の送信出力は、利用データ伝送用の通常のバーストの送信出力よりもはるかに低い。これにより、シグナリングバースト２０の使用に起因する上り伝送方向１４での付加的な干渉は最小となる。基地局１１にて受信されたシグナリング用コード及びこれによりこのシグナリングに割り当てられた移動局１２の検出は、１６個の様々な所定のシグナリング用コードと相関を取ることにより行われる。また、これらのシグナリング用コードは、ＪＤ方式（Joint Detection）によっても検出できる。
【００２４】
伝送フレーム３０毎のシグナリングに用いられる唯一のタイムスロットである第１のタイムスロット３０１においてこれらの所定の１６個のシグナリング用コードが少なすぎる場合は、シグナリング伝送を上り伝送方向１４の付加的なタイムスロットに拡張することができる。同様に、所定のシグナリング用コードの数を、これらのコード生成用のコードツリーにおいて２５６より多い拡散率を使用することにより増やすことも考えられる。例えば、拡散率ＳＦ＝１０２４に拡張する場合、全部で６４個のシグナリング用コードが使用できる。
【００２５】
第２の実施例において、このシグナリングは別の方法でも実現できる。第１の実施例では、ＯＶＳＦコードは直接シグナリング用コードとして用いられる。第２の実施例では、シグナリングのために同様に、拡散率ＳＦ＝１６を有する所定のＯＶＳＦコード、例えば拡散率ＳＦ＝１６を有するコードツリー中の一番下のコードを確かに予約する。しかしこのコードは、あらゆるシグナリングのため、また、基地局１１の無線セルにおいてシグナリング権を有するあらゆる移動局のために予め決められたシグナリングシーケンスを拡散するために使用する。このシグナリングシーケンスは、基地局１１の無線セルにおけるあらゆるシグナリング権を有する移動局に対して同一で特定のシンボル列であり、これは良好な自己相関特性を有する。このシグナリングシーケンスを、そのために前もって与えられた若しくは予約されたＯＶＳＦコードを用いて拡散し、シグナリングバースト２０のデータブロック２１、２３で伝送する。このシグナリングシーケンスは多くのシンボルから成り立っているため、拡散率ＳＦ＝１６で拡散され、ちょうどデータブロック２１、２３とを合わせた程度に長く続く。このシグナリングシーケンスを用いるどの移動局にも、シグナリングシーケンスをスタートさせるための異なる時間ずれを割り当てる。この移動局１２は、図２に記載のシグナリングに用いられるシグナリングバースト２０のスタートと同時にこのシグナリングシーケンスをスタートさせる。基地局１１の無線セル内の図示しない移動局は、例えば４シンボルだけ遅れてシグナリングシーケンスをスタートさせる。これは６４チップ分の時間ずれに相当する。しかしこのシグナリングシーケンスは、データブロック２１、２３にて上記の時間ずれから伝送できるよりも４シンボル多く有しているため、これらの残っている４個のシンボルを、シグナリングバースト２０の初めに伝送する。従ってこのシグナリングシーケンスは、様々な移動局に対し周期的にずれながら伝送され、その際各時間ずれはこの時間ずれに割り当てられた移動局１２を明確に識別する。これらの各移動局に対する時間ずれは、拡散率ＳＦ＝１６を有する拡散後の４個のシンボルの倍数若しくは６４個のチップの倍数からなる。この４シンボルという値は、６４個のチップの伝送チャネルに生じる最大の長さに相当する。これにより、この時点で上り伝送方向１４のシグナリングに利用されるタイムスロット毎の３０個の可能な様々な時間ずれ若しくは３０個の異なる移動局が生じる。この周期的にずれたシグナリングシーケンスを、同じタイムスロットで伝送される他の信号に対する直交性が確保されるように、その後さらに上述の所定のＯＶＳＦコードにより拡散する。ここでもまた各シグナリングバースト２０には独自のミッドアンブルブロック２２を割り当てる。
【００２６】
このシグナリングバースト２０の送信出力は、同様に利用データバーストと比較して非常に少ない。この基地局１１にて受信されたシグナリングバースト２０の検出は、例えばピーク検出を有する整合フィルタにより逆拡散された後に行う。受信及び逆拡散されたシグナリングバースト２０の振幅経過特性におけるどの時間的な位置で最大値が生じるかにより、基礎となる時間ずれとこれに割り当てられた送信する移動局を推定でき、このシグナリングにより要求される上りチャネルの構造に従って開始できる。このシグナリングバーストの逆拡散は、ＪＤ方式によっても行うことができる。
【００２７】
二つの実施例において、もし伝送品質が以下のことを可能にするならば、シグナリングを非常に迅速に検出することができる。即ち、この検出品質が第１のデータブロック２１内で確かな決定を下すのにすでに十分であれば、第２のデータブロック２３の評価は放棄することができる。
【００２８】
さらに別の実施形態においては、付加的に、拡散されたシグナリングシーケンスを、両方のデータブロック２１、２３のうちの１つにおいてのみ伝送するように構成することもできる。その上、このシグナリングシーケンスは上記の実施形態に比べて長さが半分になる。これにより、様々な移動局が基地局１１において付加的に両方のデータブロック２１，２３のうちのどちらにシグナリングシーケンスが伝送され、基地局１１にて受信されたかを識別することができる。
【００２９】
これらのタイムスロットの異なる伝送方向、即ち下り伝送方向１３又は上り伝送方向１４の固定的な分割により、例えば上り伝送方向１４における迅速なシグナリングという利点が状況により制限されている可能性がある。それは特に、上り伝送方向１４で１つのタイムスロットしか伝送フレーム３０毎に割り付けられていない場合に起こり得る。
【００３０】
これは第１又は第２実施例における上り伝送方向１４のシグナリングの伝送が、下り伝送方向１３のタイムスロットを使用しながらもまた可能であることにより起こり得る。一般的には、このシグナリングは他のシグナリング又は既存のコネクションの利用データと共に１つの共通のタイムスロットで伝送できる。
【００３１】
このシグナリングバースト２０伝送用に与える送信出力がごく少ないため、わずかな付加的な干渉しか見込まれない。しかしこの時第１実施例においても第２実施例においても、シグナリング伝送用に予約された拡散率ＳＦ＝１６を有する拡散コードが、下り伝送方向１３では使用されないことが保証されなくてはならない。
【００３２】
上述の方法によるシグナリングのための１つの共通のタイムスロットの使用は、上り伝送方向１４に対してＦＡＵＳＣＨ（Fast Uplink Signalling Channel）とも称される独自のシグナリングチャネルを形成する。このＦＡＵＳＣＨによって上り伝送方向１４中に新しいチャネルが挿入されても、移動局１２及び基地局１１における必要な変化はわずかしかない。
【００３３】
本発明の方法により、有利には移動局１２は、ＴＤＤモードにおいて例えば１ビットのシグナリングを所定の若しくは所定の共通の第１タイムスロット３０１において時間的な遅延なしで基地局１１に送信する可能性を有する。この時このシグナリングは基地局１１にて予め定められた応答を行い、同時に他のチャネルのどんな顕著な劣化も示すことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 移動無線システムを簡略化して示す図である。
【図２】 タイムスロットデュプレックスモードにおける伝送用のバースト構造を示す図である。
【図３】 タイムスロットデュプレックスモードにおける伝送フレーム構造を示す図である。
【図４】 符号生成用のコードツリーを示す図である。

Claims (11)

1. シグナリングを少なくとも１つの所定のタイムスロット（３０１）で伝送し、基地局（１１）の無線セルに配属された各移動局（１２）にそれぞれ１つの異なる該シグナリングを割り当てる、
   移動無線網における移動局（１２）と基地局（１１）との間のシグナリング伝送方法において、
   上記移動局にそれぞれ１つの時間ずれを割り当て、その時間ずれ分だけ１つの所定のシグナリングシーケンスを、少なくとも１つの所定のタイムスロット（３０１）でずらして伝送し、
   当該の少なくとも１つの所定のタイムスロットを介して伝送される、様々な移動局のシグナリングを基地局（１１）にて区別することを特徴とする、シグナリング伝送方法。
2. 上記所定のシグナリングシーケンスを、１つの所定のコードにより拡散して伝送する、請求項１記載のシグナリング伝送方法。
3. 上記基地局にて、受信された所定のシグナリングシーケンスの時間的な振幅経過特性から、使用された時間ずれを検知し、上記割り当てられた移動局を検出する、請求項１又は２記載のシグナリング伝送方法。
4. 少なくとも１つの所定のタイムスロット（３０１）に配属されたバースト（２０）の２つのデータブロック（２１，２３）のうちのただ１つのデータブロックにて、拡散されたシグナリングシーケンスを伝送する、請求項２又は３記載のシグナリング伝送方法。
5. 上記基地局（１１）にて、２つのデータブロック（２１，２３）のうち、シグナリングシーケンスが伝送された方を検知し、上記割り当てられた移動局を検出する、請求項４記載のシグナリング伝送方法。
6. 利用データ伝送用の出力よりもはるかに少ない出力で上記シグナリングを伝送する、請求項１から５のいずれか１項記載のシグナリング伝送方法。
7. 上記シグナリングのうちの少なくとも１つを、他のシグナリング又は既存のコネクションの利用データと共に少なくとも１つの所定のタイムスロット（３０１）で伝送する、請求項１から６のいずれか１項記載のシグナリング伝送方法。
8. 上記移動無線網を、ＣＤＭＡ-ＴＤＤ方式（CDMA = Code Division Multiple Access; TDD = Time Division Duplex）に従い、直交コードを使用しながら作動させる、請求項１から７のいずれか１項記載のシグナリング伝送方法。
9. 上記シグナリングを用いて、移動局（１２）と基地局（１１）との間のコネクションの確立用の伝送チャネルの要求を伝送する、請求項１から８のいずれか１項記載のシグナリング伝送方法。
10. 上記シグナリングを用いて、送信出力を制御するための指令を伝送する、請求項１から９のいずれか１項記載のシグナリング伝送方法。
11. 上記シグナリングを用いて、チャネル評価のための参照信号を伝送する、請求項１から１０のいずれか１項記載のシグナリング伝送方法。

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