(57)【要約】チャネル確立遅延を低減する半活性状態を生成する方法および装置（図５）。移動局（５０２）と無線接続ネットワーク（ＲＡＮ）（５０４）との間の通信チャネル。通信チャネルは、通信チャネルを識別するために１つ以上の資源を予め割り当てることによって、移動局とＲＡＮとの間の半活性状態を有する。チャネルが活性とされるか否かを判定するために、予め割り当てられた資源が監視される。データが送信されることを資源が示すとき、チャネルは半活性状態から活性状態へと変換される。次いで、活性状態において通信チャネルを通じてデータが送信される。
2009510831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と無線ネットワークとの間に無線通信チャネルを確立する方法であって、
前記チャネルを通じてデータを送信していないときに前記通信チャネルを識別するために、１つ以上の資源を予め割り当てる資源割当工程と、
移動局へ前記資源について通知する資源通知工程と、
前記資源の使用を監視して、前記通信チャネルを通じたデータの送信を示す資源監視工程と、
前記通信チャネルを通じたデータの送信が存在する予定であることを前記資源が示した後、前記通信チャネルを通じてデータを送信するデータ送信工程と、からなる方法。
【請求項２】
資源監視工程は、前記資源のうちの１つ以上として予め割り当てられた媒体アクセス制御識別子（ＭＡＣ  ＩＤ）の使用を監視する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
移動局から無線ネットワークへデータを送信することを判定する工程と、
移動局から無線ネットワークへ前記資源のうちの１つ以上として予め割り当てられた符号を送信する工程と、
前記無線ネットワークによる符号の使用を検出する工程と、
符号の使用の検出時に、無線ネットワークと移動局との間に前記チャネルを生成する工程と、
無線ネットワークにて移動局から送信されるデータを受信する工程と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
移動局への送信のために無線ネットワークからデータを送信することを判定する工程と、
前記資源のうちの１つ以上としてＭＡＣ  ＩＤを使用して無線ネットワークによってデータを送信する工程と、
移動局にてＭＡＣ  ＩＤおよびデータを受信する工程と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
無線通信チャネルを確立するための装置であって、
前記通信チャネルを通じてデータを送信していないときに通信チャネルを識別するための資源と、
資源の使用を検出して、前記通信チャネルを通じてデータが送信される予定であることを示すための監視器と、
前記通信チャネルを通じてデータが送信される予定であることを監視器が検出した後、前記通信チャネルを通じてデータを送信するための送信器と、からなる装置。
【請求項６】
資源は前記通信チャネルに予め割り当てられている符号であることと、チャネルを生成するために符号の使用を判定するモデムとを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ウェイクアップ期間を含み、送信器は識別されたウェイクアップ期間にてデータを送信する請求項５に記載の装置。
【請求項８】
移動局と無線ネットワークとの間に通信チャネルを確立する方法であって、
通信チャネルを識別するために１つ以上の資源を割り当てることによって、移動局と無線ネットワークとの間に半活性状態を生成する工程と、
前記１つ以上の資源を監視して、通信チャネルを通じてデータが送信される予定であるか否かを判定する工程と、
そのデータが送信される予定であることを前記１つ以上の資源が示すことを検出する工程と、
通信チャネルの状態を半活性状態から活性状態へと変換する工程と、
活性状態により通信チャネルを通じてデータを送信する工程と、からなる方法。
【請求項９】
移動局から無線ネットワークへデータを送信することを判定する工程と、
移動局から無線ネットワークへ符号を送信する工程と、
無線ネットワークによる符号の使用を検出する工程と、
移動局から送信されるデータを無線ネットワークにて受信する工程と、を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
移動局への送信のために無線ネットワークによりデータを受信する工程と、
前記資源のうちの１つ以上としてＭＡＣ  ＩＤを使用して無線ネットワークによってデータを送信する工程と、
移動局にてＭＡＣ  ＩＤおよびデータを受信する工程と、を含む請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局と無線接続ネットワークとの間にチャネルを確立することに関する。詳細には、本発明はチャネル確立の一部として半活性状態を生成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークでは、移動局のユーザと他の通信装置との間の通信を有効にするために、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）、プッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ）およびプッシュ・ツー・トーク・オーバ・セルラー（ＰｏＣ）ならびにその他のプロトコルなど、多数の様々なプロトコルが用いられる。これらのシステムでは、無線接続ネットワーク（ＲＡＮ）から移動局への通信リンクは、通常、順方向リンクまたはダウンリンクと呼ばれる。同様に、移動局からＲＡＮへの通信リンクは、通常、逆方向リンクまたはアップリンクと呼ばれる。ＣＤＭＡおよび他の無線ネットワークプロトコルでは、順方向リンクにおいて移動局へのチャネルを識別する手段の一部として、媒体アクセス制御識別子（ＭＡＣ  ＩＤ）が用いられる。逆方向リンクにおいては、移動局送信はスクランブル符号によって互いから区別される。ＭＡＣ  ＩＤおよびスクランブル符号の識別ならびに交換が行われると、移動局と無線ネットワークの基地局トランシーバ（ＢＴＳ）との間に専用チャネルが確立される。専用チャネルが確立されることによって、ＭＡＣ  ＩＤが割り当てられるときにデータの流れる活性チャネルが確立されるように、移動局とＢＴＳとの間でデータを直接的に送信することが可能である。
【０００３】
専用チャネルを確立する１つの理由は、一定のメッセージングデータまたはユーザデータが共有または共通のチャネル上に適合させるには大きすぎることである。したがって、このデータを転送するには、そのような専用チャネルの確立が必要である。専用チャネルを確立することの欠点のうちの１つは、専用チャネル自体の確立によって相当な遅延が追加され得ることである。ＰＴＴおよびＰｏＣなどのディスパッチ通信では、この追加の遅延によってシステムを使用中のユーザ体験が低下することがある。
【０００４】
通信チャネルを設定する際の遅延を低減する既知の方法では、ＲＦ容量およびバッテリ寿命が犠牲となる。そのような方法では、推論によってユーザがチャネルに配置されるか、またはより長いＲＦ不活性タイマが用いられる。専用チャネルは、それらのチャネルが必要でないうちに用いられる、すなわち、必要であるより長く用いられるので、ＲＦ容量が減少する。加えて、チャネルを早まって使用することまたはタイマを延長することによって、移動局とＲＡＮとの間で実際にデータが送信されているときに用いることのできた貴重なバッテリ寿命が使用される。
【０００５】
代表的な無線通信システムでは、所与のセルの専用とされる資源のうちの大部分が利用されないか、または充分に利用されない。約７０％の呼は、未使用のＲＦ資源を有するセルまたは他のセクタにおいて発生すると推定されている。したがって、それらのセルまたは他のセクタの未使用のＲＦ資源を調達し、現行のＣＤＭＡの発呼ルーチンによって生じる移動体の開始する設定の遅延を４００ミリ秒を超えて低減することが、同時にバッテリ寿命を低下させることなく可能である。
【０００６】
高レートパケットデータ（Ｈｉｇｈ  Ｒａｔｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ）システムおよびＩＳ２０００トラフィックチャネル設定手順において、設定手順を調整し、遅延時間を低減することが知られている。そのようなシステムでは、通信チャネル設定処理中にコントローラが複数の種類のモードを提供することが知られている。それらのモードには、活性モード、無線環境報告（ＲＥＲ）モードおよび休止モードが含まれることがある。活性モードでは、通常、専用チャネルにより移動局とＲＡＮとの間の活性なデータ伝送が可能となる。ＲＥＲモードはモビリティトラッキングモードであり、通常、共通チャネルにおいて、移動局がその無線環境における有意な変化をネットワークへ報告する。このモードでは、ＭＡＣ  ＩＤなど移動局に関連した専用資源が解放される場合があり、移動局の逆方向パイロットチャネルは低減モードにより動作する場合がある。
【０００７】
対照的に、制御保持モードは活性モードと休止モードとの間の中間的な位置として動作し、電力制御または専用パイロットシグナリングは呼に関連した資源コストを減少させるために低いレートで送信される。このモードでは、リンクは実際にベアラトラフィックを搬送するにはあまり有効でなく、これによって、データを交換する必要があるときに追加の遅延時間が提供される。すなわち、資源は割り当てられたままであるが、平均逆方向リンク電力が低減される。換言すると、チャネルは依然として動作しているが、しかしながら低減された容量で動作する。チャネルは依然として動作しているので、バッテリ寿命が損なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述より、充分に利用されていないネットワーク資源を使用するがバッテリ寿命などを損なわない通信チャネルを確立する方法および装置を得ることが所望される。そのような解決策では、複数のモードの概念を用いて通信チャネルを確立することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
移動局とＲＡＮなどの無線ネットワークとの間のチャネルの確立中に半活性状態を生成するシステムおよび方法について、記載する。記載の手法では、チャネルの要求、チャネルの確立、およびチャネルを通じたデータの送信において遅延時間が低減される。また、半活性状態の使用によって、移動局のバッテリ寿命を低下させることなく、他の場合には使用されない無線ネットワーク内の資源を調達する。そのような無線ネットワークには、次に限定されないが、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）、プッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ）、プッシュ・ツー・トーク・オーバ・セルラー（ＰｏＣ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）および８０２．１６など８０２．ｘｘ標準に従うネットワークが含まれる。
【００１０】
本発明の１つ以上の実施形態では、移動局に資源または他の種類のチャネル識別子を予め割り当てることによって、移動局とＲＡＮとの間でデータを送信するために資源を利用することなく、移動局と無線ネットワークまたはＲＡＮとの間でチャネルが確立される。通信チャネルを識別するための資源として、ＭＡＣ  ＩＤまたは逆スクランブル符号を用いることが可能である。データを送信していないときにチャネルを識別することによって、半活性状態が確立され、チャネルが適切な時にデータを送信する準備が完了する。半活性状態は、移動局とＲＡＮとの間の通信チャネルが認識されており、使用の準備が完了している疑似スリープ状態であるが、しかしながら、作動容量およびバッテリ寿命が損なわれないように、活性モードにおいて以前に利用された何らかのネットワーク資源は利用されない。
【００１１】
順方向リンクでは、移動局は、ＲＡＮから移動局へ送信されるデータの送信についてＭＡＣ  ＩＤを監視する。移動局には、ＲＡＮと通信を行っている他の移動局へ送信される情報およびパケットを区別するために、ＭＡＣ  ＩＤによってラベルの付けられた情報およびパケットが送信される。チャネルが完全に活性化されると、順方向リンクは、移動局が逆方向リンクにおける電力を増加させるか減少させるかを示す電力制御情報を送信する。一部の場合、移動局は、移動体の送信が正確に受信されたか否かを示す肯定応答／否定応答を、順方向リンクにおいてＲＡＮから受信する。
【００１２】
逆方向リンクでは、逆スクランブル符号がチャネルを識別し、ＲＡＮの基地局トランシーバにて逆方向リンク専用チャネル要素モデムによって監視される。所与の移動局に対するスクランブル符号は、通常、移動局に対し永続的または暫定的に割り当てられる。暫定的に割り当てられるとき、通常、これは移動局と基地局との間の通信を通じて割り当てられる。本発明は、スクランブル符号を確立または交換するための手段に影響を与えない。逆方向リンクでは、移動体がスクランブル符号を用いて逆方向パイロットチャネルおよび逆方向データレート制御を送信する。逆方向パイロットチャネルは、移動局によって送信される任意の他のチャネルを受信することを補助するためにも用いられる既知の信号であり、移動局送信の電力制御を判定するために基地局によって用いられる。データレート制御チャネルでは、チャネル品質情報が搬送される。過去においては、移動局が実際には専用チャネル上にあり、実際には逆方向リンク上で送信しているとき、モデムは１つの移動局にしか割り当てられなかった。しかしながら、本発明の原理では、移動局が専用チャネルにおいて送信を開始する前に、モデムは逆方向リンクの監視専用となる。
【００１３】
当業者には認められるように、活性状態では、移動局とＲＡＮとの間のチャネルを通じて音声データおよび非音声データが送信されることが可能である。そのような通信は、順方向リンクおよび逆方向リンクの両方において可能である。逆方向リンクにおいてデータ送信が検出されるとき、チャネルを半活性状態から活性状態へ変換するように、データレート制御および電力およびパイロットデータが送信される。１つ以上の実施形態では、送信されるデータレート制御および電力のデータが最大電力レートなどの所与のしきい値に達するとき、チャネルが活性となる。代替の実施形態では、割り当てられた資源のウェイクアップ期間にＲＡＮがデータを送信するとき、チャネルが活性となる。
【００１４】
本発明の一実施形態では、移動局は、逆スクランブル符号を用いて逆方向リンクにおいてＲＡＮへ送信するデータを有するとき、チャネルの確立を開始する。ネットワークは移動体ユニットによる半活性チャネルを予め確立し、そのチャネルのＭＡＣ  ＩＤおよび逆スクランブル符号の識別および交換を行う。移動局は、発呼が行われているときなど、ＲＡＮへ送信される予定のデータが存在するとき、半活性チャネルの使用を開始する。ＲＡＮは、移動局がデータを送信しているか否かを判定するために、逆スクランブル符号を監視している。逆スクランブル符号は、ＲＡＮにて逆方向専用チャネル要素によって監視されることが可能である。ＲＡＮは、逆方向専用電力／パイロットデータまたは逆方向データレート制御チャネルにおいて受信される電力レベルを監視する。閾値に達すると、ネットワークは、移動体へ電力制御ビットを送信することを含め、ＭＡＣ  ＩＤを通じて移動体への送信を開始する。一実施形態では、ＲＡＮが移動局によるチャネルの使用の開始を検出したことを示すために、閾値数の電力減少メッセージが用いられる。これによって、移動局とＲＡＮとの間でデータが送信されるように、チャネルが半活性状態から活性状態へ有効に移される。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、半活性チャネルの利用によるチャネルの確立は、ＲＡＮから移動局へ開始される。ＲＡＮと移動局との間のデータ転送は、所与の期間で発生することが可能である。１つのそのような期間は、ウェイクアップ期間、すなわち、ＲＡＮが活性チャネルを確立しているか否かを確認するために移動局が「起動（ｗａｋｅ−ｕｐ）」し、聴取（ｌｉｓｔｅｎ）を行う期間である。ウェイクアップ期間にて、ＲＡＮはＭＡＣ  ＩＤを用いて移動局へパケットを送信し、半活性チャネルが利用されてデータが送信されることを示す。移動局は逆方向データレート制御ならびに逆方向専用パイロットおよび電力データの送信を開始する。次いで、ＲＡＮは、逆方向リンクおよび逆方向専用電力／パイロットデータまたは逆方向データレート制御チャネルにおいて受信される電力を監視する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１には、移動局１０２と無線接続ネットワーク（ＲＡＮ）１０４などの無線ネットワークとの間にチャネルを確立する従来技術による例を示す、無線通信システム１００のブロック図を示す。移動局１０２は、ＲＡＮ  １０４、詳細には、基地局トランシーバ（ＢＴＳ）１０６，１０８のいずれかに通信可能に接続されるように動作する。移動局１０２は任意の種類の無線装置であり得る。例えば、移動局１０２は、セルラー電話機、ページャ、パーソナルコンピュータまたは携帯情報端末であり得る。移動局の他の例も可能である。ＲＡＮ  １０４は、移動局１０２がＢＴＳ  １０６，１０８およびシステムの他の要素と通信を行うことを可能とする装置を含む。例えば、ＢＴＳ  １０６，１０８は、ＲＡＮと移動局との間で通信の送信および受信を可能とする送信機および受信機を備え得る。詳細には、ＢＴＳ  １０６，１０８は、トランシーバまたはモデム１０９を備える。ＲＡＮ  １０４は、ＢＴＳ  １０６，１０８と操作可能に結合されている基地局コントローラ（ＢＳＣ）１１２を含み得る。さらに、ＲＡＮ  １０４はパケット制御機能１１４およびパケットデータスイッチングノード（ＰＤＳＮ）１１６と通信を行い、移動局１０２とインターネット１１８との間でデータを中継する。
【００１７】
システム１００は、ＣＤＭＡおよびＵＭＴＳを含むがそれらに限定されない任意数のプロトコルにしたがって動作し得る。例えば、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）にしたがって、システム要素間でメッセージが交換され得る。しかしながら、ＳＩＰプロトコルに加えてまたは代えて、他のプロトコルまたはＳＩＰ準拠のプロトコルが用いられ得ることは理解される。
【００１８】
ＢＴＳ  １０６，１０８はＢＳＣ  １１２に接続されている。ＢＳＣ  １１２は、ＢＴＳ  １０６，１０８の動作の制御と、パケット制御機能（ＰＣＦ）１１４など、ＢＴＳ  １０６，１０８と他のネットワーク要素との間の通信のルーティングとを担う。さらに、ＢＳＣ  １１２は、半活性状態が利用されているか利用可能である場合、呼の識別を担う。しかしながら、本明細書にはこれらの機能がＢＳＣ  １１２に実装されているものとして記載するが、これに代えて、ＢＴＳ  １０６，１０８またはＰＣＦ  １１４を含むがそれらに限定されないインフラストラクチャ内の他の要素に機能が実装され得ることが理解される。
【００１９】
ＰＣＦ  １１４は、ＲＡＮ  １０４およびパケットデータサーバノード（ＰＤＳＮ）１１６に接続されている。ＰＣＦは、移動局１０２とＲＡＮ  １０４との間の接続が上述のように様々なモードおよび状態の間を移るとき、移動局１０２とＰＤＳＮ  １１６との間の接続の維持を担う。
【００２０】
ＰＤＳＮ  １１６はＰＣＦ  １１４およびインターネット１１８に接続されている。ＰＤＳＮ  １１６は、ＰＣＦ  １１４を介してインターネット１１８と移動局１０２との間でパケットのルーティングを行い、アカウント管理およびセキュリティなど他の機能を実行する。
【００２１】
ＲＡＮ  １０４と移動局１０２との間の通信はチャネルを通じて行われる。２つの種類のチャネル、すなわち、専用チャネルおよび共通チャネルが存在する。これらのチャネルについては、本明細書における上述の記載の通りである。
【００２２】
図１に示す無線通信ネットワークを用いて専用チャネル１２２が確立されるとき、順方向専用チャネル１２３および逆方向専用チャネル１２５の両方が確立される。ＢＳＣ  １１２およびＰＣＦ  １１８によってＢＴＳ  １０６，１０８と移動局１０２との間に確立される順方向専用チャネル１２２に、ＭＡＣ  ＩＤが割り当てられる。ＭＡＣ  ＩＤは、ＲＡＮ  １０４から移動局１０２への通信チャネルを識別するために用いられる既知の資源である。通信チャネル識別子として他の資源を用いることが可能である。チャネルの確立の前に移動局１０２に対し、逆スクランブル符号が割り当てられる。ＢＴＳ  １０６，１０８は、移動局１０２に対し割り当てられた既知の逆スクランブル符号を用いて、移動局１０２からＲＡＮ  １０４への送信を関連付ける。割り当てられた逆スクランブル符号を用いて、移動局１０２は、ＲＡＮ、詳細には、ＢＴＳ  １０６，１０８へ、データレート制御１２４および逆方向専用パイロット１２６を送信することが可能である。ＢＴＳ  １０６，１０８はデータレート制御１２４を用いて、ＭＡＣ  ＩＤを利用する移動局１０２への順方向リンクにおけるデータ送信のためのパラメータを選択する。
【００２３】
移動局１０２およびＲＡＮ  １０４は、専用チャネル１２２が確立されないときに通信を行う場合、共通チャネル１３０を用いて通信を行う。共通チャネルは順方向制御チャネル１３２および逆方向接続チャネル１３４を備える。順方向制御チャネル１３２は、ＲＡＮ  １０４から移動局１０２へ様々な制御メッセージが送信されるときなど、専用チャネルが確立されないとき、移動局１０２へメッセージを送信するためにＲＡＮ  １０４によって用いられる。逆方向接続チャネル１３４は、移動局１０２からＲＡＮ  １０４へ様々な制御メッセージが送信されるときなど、専用チャネルが確立されないとき、ＲＡＮ  １０４へメッセージを送信するために移動局１０２によって用いられる。
【００２４】
ここで図２を参照する。図２には、図１に示す従来技術の移動局１０２によって開始されたときにチャネル１２２を確立する呼フロー２００のステップについて記載する。呼フローは、移動局が逆方向接続チャネル１３４においてＢＴＳ  １０６，１０８を経由してＲＡＮ  １０４へ接続要求メッセージを送信すること（２０２）で開始する。接続要求メッセージは、移動局１０２に対する逆スクランブル符号またはＲＡＮ  １０４が移動局１０２に対する逆スクランブル符号を推測するのに充分な情報を含む。これに応じて、ＢＴＳ  １０６，１０８は順方向制御チャネル１３２を経由して移動局１０２へ接続チャネル肯定応答メッセージを返し（２０４）、要求が受信されたことを示す。また、接続要求メッセージに応じて、ＢＴＳ  １０６，１０８は割り当てられる媒体アクセス制御識別子（ＭＡＣ  ＩＤ）を含むトラフィックチャネル割当（ＴＣＡ）メッセージも送信する（２０６）。割当のＭＡＣ  ＩＤを用いて、移動局はＢＴＳ  １０６，１０８へ逆方向データレート制御（Ｒ−ＤＲＣ）１２４および逆方向専用パイロット１２６の送信を開始する（２０８）。Ｒ−ＤＲＣ  １２４および逆方向専用パイロット１２６の受信および復号の成功に応じて、ＢＴＳ  １０６，１０８は逆方向トラフィックチャネルＡＣＫ（ＲＴＣＡｃｋ）メッセージを送信する（２１０）。ＲＴＣＡｃｋメッセージを受信すると、移動局はトラフィックチャネル完了（ＴＣＣ）メッセージを送信する（２１２）。この点にて、両方向に専用チャネルが確立され、移動局１０２またはＲＡＮ  １０４のいずれかがデータを送信することが可能である（２１４）。２０２における接続要求の送信と、チャネルが完全に設定されたことを示す２１２におけるＴＣＣメッセージの送信との間の時間は、約５００ミリ秒になる。以下に記載するように、本発明の目的のうちの１つは、このチャネル設定とデータの送信との間の遅延を低減することである。
【００２５】
ここで図３を参照する。図３には、図１に示す従来技術のＲＡＮ  １０４によって開始されたときにチャネル１２２（例えば順方向リンク）を確立する呼フロー３００のステップについて記載する。呼フローは、ウェイクアップ期間においてなど所与のタイムスロット中に、ＲＡＮがＢＴＳ  １０６，１０８を経由して移動局１０４へメッセージを送信すること（３０２）で開始する。ＢＴＳがデータを移動局へ送信する準備を完了している時間と、ウェイクアップ期間に関連したスロットサイクルとの間には、遅延が存在する。このメッセージは、ページメッセージまたはトラフィックチャネル割当（ＴＣＡ）メッセージの形態を取ることが可能である。ＲＡＮがページメッセージを送信する場合、ページメッセージの受信後、移動局は図２に記載したような手順に従う。そのため、この図には、メッセージがＴＣＡメッセージの形態を取る場合について記載する。ウェイクアップ期間中、ＢＴＳ  １０６，１０８はＴＣＡメッセージを送信し（３０４）、ＭＡＣ  ＩＤをチャネルに割り当てる。割当のＭＡＣ  ＩＤを用いて、移動局はＢＴＳ  １０６，１０８へＲ−ＤＲＣ  １２４および逆方向専用パイロット１２６の送信を開始する（３０６）。Ｒ−ＤＲＣ  １２４および逆方向専用パイロット１２６に応じて、ＢＴＳ  １０６，１０８は逆方向トラフィックチャネル肯定応答（Ｒ−ＴＣＨ  Ａｃｋ）メッセージを送信する（３０８）。移動局は、Ｒ−ＴＣＨ  Ａｃｋメッセージを受信すると、トラフィックチャネル完了（ＴＣＣ）メッセージを送信する（３１０）。この点にて、両方向に専用チャネル１２２が確立され、移動局１０２またはＲＡＮ  １０４のいずれかがデータを送信することが可能である（３１２）。３０４におけるチャネルの設定の完了に対するＴＣＡメッセージの送信と、ＢＴＳ  １０６，１０８から移動局１０２へのデータの送信（３１２）との間の時間は、約４００ミリ秒になる。これには、ウェイクアップ期間の待機によって引き起こされる遅延は含まない。以下に記載するように、本発明の目的のうちの１つは、このチャネル設定とデータの送信との間の遅延を低減することである。
【００２６】
図４には、ＲＡＮ  ４０４と移動局４０２との間の休止モードにより動作する従来技術の無線通信ネットワーク４００を示す。ネットワーク１００と同様に、ネットワーク４００は、移動局４０２、ＲＡＮ  ４０４、ＰＣＦ  ４１２およびＰＤＳＮ  ４１４を含む。同様に、ＲＡＮ  ４０４はＢＴＳ  ４０６，４０８を備える。休止モードにより動作するとき、ＰＣＦ  ４１２とＰＤＳＮ  ４１４との間の接続は維持され、移動局４０２とＰＤＳＮ  ４１４との関係も維持されるが、移動局４０２とＰＤＳＮ  ４１２との間の完全な接続は維持されない。このことを、ＰＣＦ  ４１２、ＢＳＣ  ４１０およびＢＴＳ  ４０６，４０８を接続する線の欠如、またネットワーク１００におけるモデム／トランシーバ１０９に対応するモデム／トランシーバのＢＴＳにおける欠如として、図に示す。休止モードにより動作することの主要な利益は、ＰＤＳＮ  ４１４に到達する移動局４０２宛のパケットを、最初に、それらのパケットをＰＣＦ  ４１２へ中継することによって配信可能であることである。これによって、移動局４０２を活性状態に復帰させるようにＲＡＮ  ４０４に要求させ（ＦＩＧ  ３に示す手順などを用いて）、次いで、移動局４０２へパケットを配信可能な経路が存在する。
【００２７】
パケットがＰＤＳＮ  ４１４に到達するとき、ＰＤＳＮ  ４１４はそのパケットをＰＣＦ  ４１２へ中継する。ＰＣＦ  ４１２は、休止モードにより動作しているので、ＲＡＮ  ４０４が移動局４０２を活性モードへ復帰させることを要求する。ＲＡＮ  ４０４が移動局４０２を活性モードへ復帰させることの可能な１つの手法は、図３に記載のルーチンに従う。移動局４０２が活性モードになると、パケットは移動局４０２への通信チャネルを通じた配信のため、ＰＣＦ  ４１２によってＲＡＮ  ４０４へ中継される。
【００２８】
図５には、本発明の原理により動作する無線通信ネットワーク５００を示す。ネットワーク１００およびネットワーク４００と同様に、ネットワーク５００は、移動局５０２およびＲＡＮ  ５０４を含む。ＲＡＮ  ５０４は、ＢＴＳ  ５０６，５０８、モデム／トランシーバ５０９、ＢＳＣ  ５１０、ＰＣＦ  ５１２およびＰＤＳＮ  ５１４を含む。これらはすべて、ネットワーク１００におけるその相当物と同じ機能を実行する。本発明の一実施形態では、移動局５０２とＢＴＳ  ５０６，５０８との間に半活性チャネルが設定される。半活性チャネルが確立されるとき、以下に記載するように、移動局５０２にＭＡＣ  ＩＤを予め割り当てることと、移動局からＲＡＮ  ５０４へスクランブル符号を予め交換することとによってチャネルが設定されるが、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間でデータ（例えば、音声データおよび非音声データ）は送信されない。したがって、半活性チャネルは移動局５０２およびＲＡＮ  ５０４に、上述のようにチャネルを設定する処理を経ることなく、順方向リンクまたは逆方向リンクにおいてデータが送信される準備が完了しているときにチャネルに必要な資源を認識するための手段を提供する。例えば、ＭＡＣ  ＩＤが割り当てられると、半活性チャネルは移動局５０２からＢＴＳ  ５０６，５０８へＤＲＣおよびパイロット信号を送信しない。データが送信されていないので、ＢＴＳ  ５０６，５０８およびＢＳＣ  ５１０ならびにＰＣＦ５１２の間の接続も半活性であり、利用されない。図５には、点線を用いて通信チャネルの半活性状態を示す。
【００２９】
上述のように、半活性状態は、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間の通信チャネルに、ＭＡＣ  ＩＤ、逆スクランブル符号または他の識別資源を割り当てることによって生成される。チャネルに対し識別資源が割り当てられるので、チャネルを通じてデータを送信することによってチャネルを維持する必要はない。チャネルを通じてデータを送信することは、移動局４０２に不利な影響（例えば、バッテリ寿命の低下）を与える、あるいは移動局５０２またはネットワーク内の他の移動局のＲＦに不利な影響を与える。ＭＡＣ  ＩＤは、トラフィックチャネル割当（ＴＣＡ）メッセージによってチャネルに対し割り当てられる。スクランブル符号は、逆方向リンクチャネルを識別するために使用可能である。移動局とＲＡＮとの間でデータを送信しないことによってチャネルの半活性状態を維持しつつ、チャネルを識別するために他の既知の特徴を使用可能であることが当業者には認められる。
【００３０】
図６には、移動局５０２の観点からの本発明の半活性状態における通信チャネルの利用の呼フローチャート６００を示す。本発明の原理では、移動局５０２がデータ、すなわち、無線システムに関連した制御データまたはＲＡＮ  ５０４を通じてＰＣＦ  ５１２およびＰＤＳＮ  ５１４へ配信される予定のユーザデータを送信しようとする時より幾らか前に、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間に半活性状態の通信チャネルが予め確立される（６０２）。半活性チャネルによって、ＭＡＣ  ＩＤは既に割り当てられており、チャネルがデータを送信する準備は完了しているので、データがＲＡＮ  ５０４に到達するとき、ＲＡＮ  ５０４は、そのデータを内部的に処理することや、ＰＣＦ  ５１２を通じてＰＤＳＮ  ５１４へそのデータのルーティングを行うことが可能である。移動局５０２が逆方向リンクにおいてデータを送信する準備が完了しているとき、音声データおよび非音声データが送信可能であるように半活性チャネルは活性チャネルへと変換される。そのようにするため、移動局４０２は、逆スクランブル符号を用いて所与の期間にてＲ−ＤＲＣおよび逆方向パイロット信号を送信し（６０４）、続く送信に対して電力を増加させる。この増加（６０６）は、ＲＡＮ  ５０４が閾値を検出し、電力制御ビット（ＰＣＢ）電力減少メッセージを送信する（６０８）まで続行する。電力減少メッセージによって、Ｒ−ＤＲＣおよび逆方向パイロット信号のレベルがチャネルを通じてデータを送信するのに充分であることが移動局４０２に対し通知される。チャネルが活性化されると、肯定応答／否定応答チャネルが活性化されることによって、移動局に対し、いずれの送信が成功裡に受信されたかを示すフィードバックが提供される。次いで、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間でデータを送信することが可能である（６１０）。図２に関連して記載した接続要求メッセージ、ＴＣＡメッセージおよび様々な肯定応答を送信する必要なく、本発明の呼ルーチンによって、呼設定遅延を６００ミリ秒まで低減することが可能である。通信チャネルの存在を表すように資源が割り当てられた後、送信されているデータは存在しないので、この時間の節約によってバッテリ寿命または移動局の他の特徴は損なわれず、ＲＡＮのＲＦが影響を受けることもない。本発明の別の実施形態では、Ｒ−ＤＲＣおよび逆方向パイロット信号６０４の送信と同時にデータが送信されることが可能である。
【００３１】
図７には、順方向リンクにおけるＲＡＮ  ５０４の観点からの開始における、本発明の半活性状態のチャネル割当および利用の呼フローチャート７００を示す。本発明の原理では、半活性チャネルは、ＢＴＳ  ５０６，５０８と移動局５０２との間に予め確立される（７０２）。ＲＡＮ  ５０４が移動局４０２との順方向リンクチャネルを完了する準備が完了しているとき、所定の時点にてデータが送信される（７０４）。一実施形態では、この所定の時間は、移動局５０２がＲＡＮ  ５０４からデータを受信することを期待しているウェイクアップ期間である。データの受信に応じて、移動局５０２は、逆方向肯定応答（Ｒ−ＡＣＫ）チャネル、逆方向ＤＲＣおよびパイロット信号の送信を開始し、続く送信に対して電力を増加させる。この増加（７０８）は、ＲＡＮ  ５０４が閾値を検出し、ＰＣＢ電力減少メッセージを送信する（７１０）まで続行し、これによって、Ｒ−ＤＲＣおよび逆方向パイロット信号がチャネルを通じてデータを送信するのに充分であることを示す。次いで、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間でデータの送信を続行することが可能である（７１２）。
【００３２】
代替の一実施形態では、ＲＡＮ  ５０４は、移動局５０２によって検出される順方向リンクにおいて、所定のデータレートでデータを送信することが可能である。移動局が半活性チャネルを通じて所定のデータレートを検出するとき、チャネルは記載のような活性チャネルへと変換される。図３に関連して記載した接続要求メッセージ、ＴＣＡメッセージおよび様々な肯定応答を送信する必要なく、次のウェイクアップ期間を待機する遅延を考慮しない場合、本発明の呼ルーチンによって、呼設定遅延を４００ミリ秒まで低減することが可能である。通信チャネルの存在を表すように資源が割り当てられた後、送信されているデータは存在しないので、この時間の節約によってバッテリ寿命または移動局の他の特徴は損なわれず、ＲＡＮのＲＦが影響を受けることもない。
【００３３】
本発明の代替の一実施形態では、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間の通信チャネルによる使用のために、１つ以上の資源が割り当てられる。この資源は、移動局５０２またはＲＡＮ  ５０４のいずれかが割り当てられた資源を利用してチャネルを参照することが可能であるように、チャネルへ予め割り当てられる。資源が予め割り当てられているので、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間で音声データおよび非音声データは送信されないが、そのようなデータが検出されるか、あるいはネットワーク要素間でそのようなデータが送信されていると判定されるとき、チャネルがデータを送信する準備は完了している。データが送信される予定であるとの判定は、ＭＡＣ  ＩＤなどのネットワーク資源、逆スクランブル符号などを監視することによって、達成可能である。監視活動によってデータ送信が示されるとき、予め割り当てられた資源によって、移動局５０２とＲＡＮ  ５０４との間の通信チャネルが示される。この通信チャネルが活性化され、それを通じてデータが送信される。データの送信されていないチャネルを表す予め割り当てられた資源を有することと活性チャネルとの間の遷移については、上述において記載した。チャネルを指定するために予め割り当てられた資源を用いて移動局５０２またはＲＡＮ  ５０４のいずれかからデータ送信が開始され得ることが認められる。
【００３４】
チャネルの予め割り当てられた資源または半活性チャネルについて、移動局とＲＡＮとの間でデータを送信するためにオーバヘッドチャネルを用いることが可能である。半活性チャネルを活性チャネルへ変換することなど、通信チャネルを利用してデータを送信する遷移の一部として、オーバヘッドチャネルを通じてオーバヘッド情報が送信される。そのようなオーバヘッド情報は、電力増加メッセージ、電力減少メッセージおよび閾値メッセージを増加させ、通信チャネルを通じてデータが適切に送信されるということを示すことを示すＲＤＲＣデータを含む。
【００３５】
資源は予め割り当てられることが可能であり、半活性チャネルは所与の資源に応じて任意の時に形成されることが可能である。一部の場合、特にネットワーク資源が完全には利用されていない領域においては、資源は予め割り当てられることが可能であり、移動局５０２がＲＡＮ  ５０４の領域内に存在するときには常時、半活性チャネルが確立されている。移動局５０２が無線通信ネットワーク内を移動するとき、セル間のソフトハンドオフ処理の一部として様々な半活性チャネルが確立されることが可能である。ネットワーク資源がより完全に利用されている領域では、すべての移動局に対しては限定された資源が充分に存在しないので、すべての移動局に資源を予め割り当てることが可能であるとは限らない。したがって、移動局の不活性タイマの経過、電話帳へのアクセス、電話機を開くこと、番号をダイヤルすることなどの基準によって、移動局５０４が資源の予めの割当を要求する。ＲＡＮの観点からは、同様の基準を用いて半活性チャネルを生成することが可能である。これに代えて、半活性状態は発呼または着呼の可能性が近いうちに最も高そうな移動局のサブセットに特に適切である。ユーザのサブセットは、呼が中断された場合などのように、ごく最近、通話を行ったユーザとして識別され得る。これに加えて、移動性のユーザはより多くの負荷を生成するので、ネットワークは、モビリティがより低いかハンドオフのしきい値未満であるユーザまたは移動局のサブセットを特に選択することができる。移動局が半活性状態にあるとき、または１つのＢＴＳまたはセクタから別のＢＴＳまたはセクタへ切り替えるとき、共通チャネルを通じて何らかのメッセージが交換されるので、ネットワークはその新たなＢＴＳにおける新たなＭＡＣ  ＩＤを割り当てることが可能である。すなわち、移動性の高い半活性なユーザは、静止している半活性なユーザより多くの資源を使用する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術によるチャネルの確立を示す無線通信ネットワークのブロック図。
【図２】従来技術による移動局の開始する呼設定ルーチンの呼フローチャート。
【図３】従来技術による無線接続ネットワークの開始する呼設定ルーチンの呼フローチャート。
【図４】従来技術による休止モードを示す無線通信ネットワークのブロック図。
【図５】本発明の原理によるチャネルの確立を示す無線通信ネットワークのブロック図。
【図６】本発明の原理による移動局の開始する呼設定ルーチンの呼フローチャート。
【図７】本発明の原理による無線接続ネットワークの開始する呼設定ルーチンの呼フローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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