(57)【要約】  共通ウオルシュ符号をトランシーバのグループにアロケートし、グループにおける各トランシーバに異なる長い符号をそれぞれアロケートすることで構成される符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信ネットワークにおけるデータの伝送方法である。この方法は、さらに、共通ウオルシュ符号を適用することによるグループにおけるトランシーバへのデータの時間マルチプレキシング伝送、及びマルチプレクスされたデータパケットを形成するようにトランシーバへ指示されたデータパケットへの各トランシーバのそれぞれの長い符号を含む。このマルチプレクスされたデータパケットは、順次、ネットワークを介してトランシーバのグループへ伝送される。
2007520174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通のウオルシュ符号をトランシーバのグループにアロケートし、
前記グループにおける各トランシーバに異なる長い符号をそれぞれアロケートし、
前記共通のウオルシュ符号及び各トランシーバのそれぞれの長い符号をマルチプレクスされたデータパケットを生成するように前記トランシーバへ指示されるデータパケットに適用することにより、前記グループにおけるトランシーバへのデータの伝送を時間マルチプレキシングし、このマルチプレクスされたデータパケットをネットワークを介して前記トランシーバのグループに順次伝送する符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信ネットワークにおけるデータ伝送方法。
【請求項２】
前記グループにおけるトランシーバはそれぞれデータスループットレートを有し、前記マルチプレクスされたデータパケットの伝送は、前記グループにおけるトランシーバのデータスループットレートの中の最小データスループットレートを有する前記グループにおける特定のトランシーバを識別し、少なくとも１つのマルチプレクスされたデータパケットを伝送するためのそれぞれの長い符号を前記特定のトランシーバに適用する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記トランシーバは、セルラーネットワークにおける移動トランシーバを有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記トランシーバは、物理的に通信ケーブルによって前記ネットワークにおいて動作する中央トランシーバに接続されている請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記トランシーバは、共通データ伝送レートでマルチプレクスされたデータパケットを受信するように構成されている請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記トランシーバは、１つ以上の音声チャネル及び１つ以上のデータチャネルを使用する通信に適用され、前記共通のウオルシュ符号は１つ以上のデータチャネルを定義する請求項１記載の方法。
【請求項７】
複数の異なるウオルシュ符号をトランシーバの組にそれぞれアロケートし、
異なる長い符号を前記組における各トランシーバにそれぞれアロケートし、
各ウオルシュ符号について、ウオルシュ符号及び各組の各トランシーバのそれぞれの長い符号をトランシーバへ指示されるデータパケットへマルチプレクスされたデータパケットを形成するように適用することにより、各組におけるトランシーバへのデータの伝送を時間マルチプレキシングし、このマルチプレクスされたデータパケットをネットワークを介して前記トランシーバの組に順次伝送する符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信ネットワークにおけるデータ伝送方法。
【請求項８】
前記複数の異なるウオルシュ符号のアロケートは、トランシーバへの音声チャネルの伝送のための中央トランスミッタによって使用される音声チャネル電力を測定し、音声チャネル電力上で中央トランスミッタが入手可能な過剰電力、前記トランスミッタで入手可能な追加ウオルシュ符号及び前記トランスミッタで入手可能なセルサイトモデムリソースのうちの少なくとも１つに応答して、少なくとも１つのウオルシュ符号をアロケート及びアロケートの解除を行なう請求項７記載の方法。
【請求項９】
特定の受信機へ指示されるデータコールに応答して、前記トランシーバに含まれる特定の受信機へ少なくとも１つの異なるウオルシュ符号をアサインし、アサインを解除することを含む請求項７記載の方法。
【請求項１０】
トランシーバの各セットをトランシーバの２つ以上のグループにアロケートし、異なる各データ伝送レートでデータを受信するように各グループをアサインする請求項７記載の方法。
【請求項１１】
各グループについて、前記トランシーバのための中央トランシーバでの前記グループの無線受信状態に応答して、異なる伝送レートを設定することを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記２つ以上のグループに含まれる第１のグループにおける特定のトランシーバを前記２つ以上のグループに含まれる第２のグループへ、前記特定のトランシーバでの無線状態に応答して、再アロケートする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
共通ウオルシュ符号をトランシーバのグループへアロケートし、前記グループにおける各トランシーバへ異なる長い符号をそれぞれアロケートするチャネルマネージャと、
前記共通のウオルシュ符号及び各トランシーバのそれぞれの長い符号をマルチプレクスされたデータパケットを生成するように前記トランシーバへ指示されるデータパケットに適用することにより、前記トランシーバへのデータの伝送を時間マルチプレキシングし、このマルチプレクスされたデータパケットをネットワークを介して前記トランシーバのグループに順次伝送する無線トランスミッタと
を具備する符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）におけるデータ伝送装置。
【請求項１４】
前記グループにおけるトランシーバはそれぞれデータスループットレートを有し、前記無線トランスミッタは前記グループにおけるトランシーバのデータスループットレートの中の最小データスループットレートを有する前記グループにおける特定のトランシーバを識別し、少なくとも１つのマルチプレクスされたデータパケットを伝送するためのそれぞれの長い符号を前記特定のトランシーバに適用する請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記トランシーバは、セルラーネットワークにおける移動トランシーバを有する請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記トランシーバは、物理的に通信ケーブルによって前記無線トランスミッタに接続されている請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
前記マルチプレクスされたデータパケットの伝送は、共通データ伝送レートでマルチプレクスされたデータパケットを伝送することを含む請求項１３記載の装置。
【請求項１８】
前記トランシーバは、１つ以上の音声チャネル及び１つ以上のデータチャネルを使用する通信に適用され、前記共通のウオルシュ符号は１つ以上のデータチャネルを定義する請求項１３記載の装置。
【請求項１９】
複数の異なるウオルシュ符号をトランシーバの組にそれぞれアロケートし、異なる長い符号を前記組における各トランシーバにそれぞれアロケートするチャネルマネージャと、
各ウオルシュ符号について、ウオルシュ符号及び各組の各トランシーバのそれぞれの長い符号をトランシーバへ指示されるデータパケットへマルチプレクスされたデータパケットを形成するように適用することにより、各組におけるトランシーバへのデータの伝送を時間マルチプレキシングし、このマルチプレクスされたデータパケットをネットワークを介して前記トランシーバの組に順次伝送する無線トランスミッタと
を具備する符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信ネットワークにおけるデータ伝送装置。
【請求項２０】
前記複数の異なるウオルシュ符号のアロケートは、トランシーバへの音声チャネルの伝送のための無線トランスミッタによって使用される音声チャネル電力を測定し、音声チャネル電力上で無線トランスミッタが入手可能な過剰電力、前記トランスミッタで入手可能な追加ウオルシュ符号及び前記トランスミッタで入手可能なセルサイトモデムリソースのうちの少なくとも１つに応答して、少なくとも１つのウオルシュ符号をアロケート及びアロケートの解除を行なう請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記チャネルマネージャは、特定の受信機へ指示されるデータコールに応答して、前記トランシーバに含まれる特定の受信機へ少なくとも１つの異なるウオルシュ符号をアサインし、アサインを解除することを含む請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
前記チャネルマネージャは、トランシーバの各セットをトランシーバの２つ以上のグループにアロケートし、前記無線トランスミッタは、異なる各データ伝送レートでデータを各グループに伝送する請求項１９記載の装置。
【請求項２３】
前記トランスミッタは、各グループについて、前記無線トランスミッタでの無線受信状態に応答して、異なる伝送レートを設定する請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記チャネルマネージャは、前記２つ以上のグループに含まれる第１のグループにおける特定のトランシーバを前記２つ以上のグループに含まれる第２のグループへ、前記特定のトランシーバでの無線状態に応答して、再アロケートする請求項２２記載の装置。
【請求項２５】
共通のウオルシュ符号をトランシーバのグループにアロケートする手段と、
前記グループにおける各トランシーバに異なる長い符号をそれぞれアロケートする手段と、
前記共通のウオルシュ符号及び各トランシーバのそれぞれの長い符号をマルチプレクスされたデータパケットを生成するように前記トランシーバへ指示されるデータパケットに適用することにより、前記グループにおけるトランシーバへのデータを時間マルチプレキシングする手段と、
このマルチプレクスされたデータパケットをネットワークを介して前記トランシーバのグループに順次伝送する手段と
を具備する符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信ネットワークにおけるデータ伝送装置。
【請求項２６】
前記グループにおけるトランシーバはそれぞれデータスループットレートを有し、前記マルチプレクスされたデータパケットの伝送手段は、前記グループにおけるトランシーバのデータスループットレートの中の最小データスループットレートを有する前記グループにおける特定のトランシーバを識別する手段と、少なくとも１つのマルチプレクスされたデータパケットを伝送するためのそれぞれの長い符号を前記特定のトランシーバに適用する手段とを具備する請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記トランシーバは、セルラーネットワークにおける移動トランシーバを有する請求項２５記載の装置。
【請求項２８】
前記トランシーバは、物理的に通信ケーブルによって前記ネットワークにおいて動作する中央トランシーバに接続されている請求項２５記載の装置。
【請求項２９】
前記トランシーバは、共通データ伝送レートでマルチプレクスされたデータパケットを受信するように構成されている請求項２５記載の装置。
【請求項３０】
前記トランシーバは、１つ以上の音声チャネル及び１つ以上のデータチャネルを使用する通信に適用され、前記共通のウオルシュ符号は１つ以上のデータチャネルを定義する請求項２５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にセルラー電話通信に関し、特に、このような通信中におけるチャネルのアロケーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラー通信のための帯域増大の要求について、特に、データパケット伝送については、制限された帯域で入手可能なリソースのアロケーションがより難しくなってきている。実用的であるためには、アロケーションはよく起こるコンフリクト数を満たす必要があり、定義された基準を十分に満たすことは必要とはされない。このような基準は、公正のコンセプトを含む。この公正は、データパケット転送サービスを必要とする全てのユーザが制限されたパケットリソースに、一般的に”平等（イコール）”ベースでアロケートされるものである。このようなリソースの公正な配分では、アロケーションが行なわれた場合に、どの時間のフレームにおいても、特定のユーザが、”平均的”アロケーションよりも実質的に多く或いは少なく割り当てられることはない。この公正のコンセプトは、かなり異なる伝送状態及び受信状態のユーザに適用され、例えば、乏しい受信状態のユーザにより多くのリソースをアロケートすることにより行なわれる。ユーザグループへの特定な公正のコンセプトの適用は、例えば、グループにおけるプレミアムサービスに加入している何人かのユーザによって、グループにおけるユーザに与えられているサービスの異なるレベルをとりわけ考慮しなければならない。
【０００３】
リソースをアロケートする際のさらなる判定基準は、スループットレートの最大化である。一般的には、トータルスループットレート及び公正がコンフリクトすることが認識される。極端な例については、最大スループットレートを実現するために、全てのリソースが良い受信状態のユーザにアロケートされ、その結果、ユーザが高レートでデータをリソース無しで受信することができ、このリソースは、低レートのみでデータを受信することが可能なユーザにアロケートされる。このようなアロケーションは、完全に公正ではないアロケーションの犠牲で最大のスループットレートを実現する。
【０００４】
効率的な帯域アロケーションシステムの他の判断基準は、変化する要求及び状態に迅速に反応する潜在能力、管理或いは関連するリソースの最小伝送及び実行リスクを制限するための比較的シンプルなデザインを考慮するべきである。
【０００５】
上述のいくつかの判断基準に従ったデータパケット伝送のための帯域幅をアロケーティングするシステムが知られている。例えば、Chapnniere, et alの米国特許６，４４９，４９０の内容は、本願に含まれる。この米国特許は、通信システムに対してどのユーザがアクセスしたかを決定するための方法が設けられることについて述べている。この記述は、上述の公正及びスループットレートの双方の効果を取り込む。
【０００６】
Hotzmann, et alの米国特許６，６５７，９８０の内容は本願に含まれる。この米国特許は、ユーザ優先機能がデータレートリクエストによって示されるチャネル状態に基づく場合に、パケットデータ伝送をスケジューリングするための方法について述べている。この方法は、また、サービス要求の所定の品質によって指示される公正な判断基準を考慮する。
【０００７】
上述のことにかかわらず、述べられた全ての判断基準を考慮した改良アロケーションシステムは有利である。
【発明の開示】
【０００８】
本発明のいくつかの観点の目的は、符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）セルラーネットワークにデータチャネルをアロケートする方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の実施の形態においては、ＣＤＭＡネットワークにおける移動トランシーバ（ここでは移動局と呼ぶ）が、限られたデータチャネル、すなわち、移動局へのデータパケット伝送のための特定のチャネルに直接アロケートされる。中央トランシーバは、移動局の受信状態にしたがって移動局をグループに分ける。これら各グループは、特定のデータ伝送レートを有する。１つ以上のウオルシュ符号が、各グループの移動局にアロケートされ、これにより、１つ以上のデータチャネルのそれぞれに対してそれぞれのウオルシュ符号が定義される。各データチャネル内の移動局にはそれぞれ長い符号がアロケートされている。長い符号は、長い符号マスクによって生成され、ＣＤＭＡシステムにおいて知られているように、移動局へ伝送されるデータ或いは移動局によって伝送されるデータに適用される各移動局にアロケートされる唯一の符号である。
【００１０】
中央トランシーバは、チャネルの時間マルチプレクシングによって、各特定のチャネル内における移動局へのデータパケット伝送を実行する。このマルチプレクシングは、チャネルの共通ウオルシュ符号及び選択された移動局にアサインされた長い符号を選択された移動局へ指示されたデータパケットに適用することにより実行される。両方の符号の適用は、選択された移動局のみにパケットを復号することを可能とし、全ての他の移動局は、同じチャネル内のそれらでさえ、パケットを復号化することはできない。移動局にアサインされた長い符号を使用することにより、時分割マルチプレキシングを実行する。このマルチプレキシングは、実質的に移動局への特別な通知なしに実行されることができ、非常に短い時間内にマルチプレキシングを可能にする。さらに、同じウオルシュ符号が実質的にどんな数の移動局によっても共用され、１つのチャネル内でマルチプレクスされる移動局数は実質的に制限されない。
【００１１】
中央トランシーバは、一般的に、移動局のデータスループットレートに従い、スループットレート及び受信状態に基づいて移動局のうちの１つを周期的に選択する。次に、トランシーバは、データをこの移動局に伝送する。マルチプレキシング方法は、時間を超えるそれらのスループットレートの積を最大化することによって、データスループットレートの公正な配分を全ての移動局に保証する。
【００１２】
中央トランシーバは、一般的に、グループ間で実質的に等しいデータチャネルを配分する。提供されるデータチャネル総数は、音声トラフィックチャネルが中央トランシーバによってアロケートされた後に、望ましくは決定される。したがって、この総数は中央トランシーバが入手可能な過剰電力に依存する。このことは、入手可能なウオルシュ符号のように、トランシーバが入手可能な他のシステムリソースと同様である。
【００１３】
本発明は、以下のより詳細な実施の形態の記述から、以下の図面及び図面の説明を参照することにより、より完全に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照すると、本発明の実施の形態に係るネットワークシステム１０の概略図が示されている。システム１０は、符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルにしたがって動作する。この符号拡散多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルは、一般的に、ヴァージニア州アーリントンの電気通信事業協会によって提供されるＣＤＭＡ２０００プロトコルのような工業規格ＣＤＭＡプロトコルである。一般的に、システム１０はセルラー通信ネットワークを含む。しかしながら、システム１０はＣＤＭＡプロトコルに従った他のタイプの通信ネットワーク動作を含んでもよいことは認識されるであろう。このようなタイプは、これに限られるものではないが、移動トランシーバを含む無線ネットワーク及び／又は導電性のケーブル及び／又は光ファイバのような通信ケーブルによって物理的にネットワークの中央無線トランスミッタに接続されたトランシーバを有するネットワークを含む。ここで以下例示するように、システム１０は移動トランシーバを有する無線セルラネットワークを含むと仮定される。
【００１５】
基地局コントローラ（ＢＳＣ）１２は基地局トランシーバサブシステム（ＢＴＳ）１４及び図１において明確に示されてはいないが一般的には他のＢＴＳと通信を行なう。ＢＴＳ１４は無線トランスミッタとして動作する。無線トランスミッタは、一般的に、ＢＴＳに対する特定の領域１８における同種の移動局１６と通信し、領域１８は、典型的には、ＢＴＳの１つ以上のセクタである。ここで、領域１８は、例えば、１つのセクタを有すると仮定し、セクタ１８としても参照される。
【００１６】
ＢＴＳ１４と各移動局１６との間の通信が開始されるにつれて、移動局発呼から或いは移動局着呼からのいずれか一方について、１つ以上のトラフィックチャネルが通信にアロケートされる。アロケーションは、トラフィックのタイプ、すなわち、音声及び／又はデータに基づく。システム１０のオペレータは、いつもこのような場合を必要とするわけではないが、一般的には音声チャネルのアロケーションがデータチャネルよりも高くなるように優先順位をつける。各チャネルは、双方向、すなわち、フォワードチャネル（ＢＴＳから移動局）或いはリバースチャネルのいずれか一方である。
【００１７】
チャネルのアロケーションは、ウオルシュ符号、”長い”符号のアロケーションを有し、これら２つの符号は一緒でユニークセットを形成する。理論的には、ウオルシュ符号の長さの制限はないが、長い符号はよりＢＳＣのリソースを消費する。実際には、他の適切な長さを使用することはできるが、各符号の長さはプロトコルによって定義され、ウオルシュ符号はデータレートにしたがって設定され、長い符号を生成する長い符号マスクは４２ビットに設定される。符号は、パケット、データあるいは音声のいずれか一方にトランスミッタで適用される。パケットが指示された受信機、すなわち、共通のウオルシュ符号及び長い符号を使用する受信機は符号のユニークセットを使用する符号化パケットを復号化し、その結果、パケットを使用することができる。共通のウオルシュ符号を使用し、異なる異なる長い符合を使用する受信機がパケットを復号化する。しかしながら、異なる長い符合を有しているので、このような受信機はパケットを使用することができず、その結果、効率的に復号化されたパケットを拒絶する。
【００１８】
特定の移動局１６とＢＴＳ１４との間の通信の開始では、ＢＴＳが、フォワード信号を移動局へ伝送するときの最適な電力レベル、移動局が伝送する電力レベルの設定を決定することができる。フォワード方向においては、ＢＴＳから伝送された電力は、良好な受信のために、ＢＴＳ１４に対する各移動局１６の位置に依存する。信号の伝送の間、移動局がＢＴＳ１４から受信する信号にしたがって、各移動局１６は特定のリバースチャネル上で伝送する電力を変化する。一般的に、ＢＴＳから特定の移動局１６が遠くなれば、伝送電力はより高くなる。
【００１９】
フォワード方向におけるデータの移動局１６への伝送をここで仮定すると、ＢＴＳ１４は式（１）によって定義される複数のレートでデータを伝送することが可能である。
【００２０】
ｒ＝Ｎ・Ｒ  （１）
ここで、ｒはデータが伝送されるデータ伝送レート、Ｎは数、Ｒはデータが伝送される基本レートである。
【００２１】
ここで、例として、Ｎは｛１，２，４，８，１６，３２｝から選ばれ、Ｒは９．６Ｋｂ／ｓとほとんど等しいものと仮定される。しかしながら、Ｎは端数値を有していても良く、Ｒはデータ伝送の他の適切な基本レートを有していても良い。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態に係るセクタ１８における移動局１６の配分方法を示す。セクタ１８における移動局１６は、６つのグループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに分割され、ここでは、集合的にグループＳとして参照される。グループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、順に劣悪な無線受信状態となっている。データ伝送のためのフォワードチャネルのアロケートにおいては、ここでは、フォワード補助チャネルとしても参照され、ＢＴＳ１４及びＢＳＣ１２の組み合わせによって動作させられ、以下詳細に述べられるアロケーションシステムは、移動局１６がグループＳ内においてほぼ等しく配分されていることを仮定している。このアロケーションシステムは、公正及びこのようなほぼ均一な配分についてのスループットレートの観点から最適な結果を与えるが、極端ではない不均一な配分の結果も比較可能であることが予想される。
【００２３】
同様の他の要素は、高レートでデータを伝送するためには特別な電力が必要とされることである。グループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ上でのフォワード補助チャネル伝送についての比較的ほぼ均一な電力配分を維持するために、グループに割り当てられるデータ伝送レートｒは、一般的に、それぞれ３２Ｒ，１６Ｒ、８Ｒ，４Ｒ、２Ｒ、Ｒである。ほぼ均一な電力配分を維持している間、このようなアロケーションが増大するデータ受信のエラーレートを補償することは、グループの無線受信状態が悪くなるにつれて明らかになる。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態にしたがったフォワード補助チャネルをアロケートするシステム５０のアーキテクチャのブロック図である。システム５０のコンポーネントは、一般的に、ＢＳＣ１２及びＢＴＳ１４との間で配分される。実施の形態においては、ＢＴＳ１４は無線周波数（ＲＦ）マネージャ５２、フォワード補助チャネルプール（ＦＳＣＰ）マネージャ５８、チャネルマネージャ５４、リソースマネージャ５６及びセルサイトモデム（ＣＳＭ）５３を有し、ＢＳＣ１２はチャネルスケジューラ６４、レイヤー３コアマネージャ６０及び一般的にデータリンクレイヤ及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤを管理するレイヤ２制御６２を有する。ＢＳＣ１２は、また、データキュー６３を有する。
【００２５】
ＲＦマネージャ５２は、ＢＴＳ１４のアンテナでの信号の実質的に連続する基礎電力レベルを測定する。ＲＦマネージャ５２は、評価された電力を使用し、セクタ１８において使用された電力の値、すなわち、使用されたセクタ電力（ＵＳＰ）をＦＳＣＰマネージャ５８に運ぶ。ＲＦマネージャ５２は、ＵＳＰを再計算し、ＦＳＣＰマネージャ５８に定期的、一般的には約２０ｍｓ間隔で運ぶ。ＵＳＰはマネージャ５８によってフリーセクタ電力を計算するために使用される。フリーセクタ電力は、ＢＴＳが音声及びすでにアロケートされたフォワード補助チャネルのために使用している電力で、ＢＴＳ１４で入手可能な電力に一致する。
【００２６】
マネージャ５８は、フリーセクタ電力をアクティブフォワード補助チャネルのプールを維持し、トラックするために使用し、このことは、図４、５、６で、以下、より詳しく述べられる。一般的に、ＦＳＣＰマネージャは、秒単位の期間でフォワード補助チャネルの新しいプールを生成しながら比較的ゆっくり動作する。ＦＳＣＰマネージャ５８は、その計算結果を使用し、フォワード補助チャネルのアロケーション或いはアロケーションの解除をチャネルマネージャ５４に通知する。ＦＳＣＰマネージャは、また、チャネルプール構造をチャネルスケジューラ６４に運ぶ。
【００２７】
チャネルスケジューラ６４は、入力に従ってプールにおける各チャネルを時間マルチプレキシングする。入力は新しいパケットデータコール、ユーザの無線状態の変化を含み、レイヤ３コアマネージャ６０から受信したものである。このことは、図７乃至図１０を参照してより詳細に以下に説明される。スケジューラの出力は、コアマネージャに戻される。そのため、マネージャは、レイヤ２制御６２を介して移動局からのチャネルをアサイン或いは解除することができる。スケジューリング出力、すなわち、スケジューラによって生成された時間マルチプレキシングは直接制御６２に渡される。
【００２８】
制御６２で入手可能になるまで、データはデータキュー６３に格納される。制御６２は、スケジューリング出力をスケジュールされたユーザによって指示されたデータパケットに適用する。このことは、ユーザの長い符号をパケットに組み込むことにより行なわれる。このパケットはセルサイトモデム５３を介して伝送される。１つのパケットの伝送の後、スケジューリング出力の選択プロセスが繰り返される。時間マルチプレキシングは、したがって、長い符号を使用することによって実行される。制御６２は、マルチプレクスされたデータパケットをチャネルマネージャ５４に伝送する。このチャネルマネージャ５４はリソースマネージャ５６をチャネルに対してウオルシュ符号をアロケートするために使用する。このウオルシュ符号は、パケットが伝送される前にマルチプレクスされたパケットに適用される。
【００２９】
各チャネルの時間マルチプレキシングを実行するために長い符号を使用することは、公知のマルチプレキシングシステムと比較して、マルチプレクスされた移動局に対しての全体的な信号をかなり低減する。移動局が特定のチャネルにアロケートされている間、実質的に必要とされる信号はなく、実質的に要求される信号はチャネルのアロケーション或いはアロケーションの解除のためのもののみである。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態に係るＦＳＣＰマネージャ５８によって維持されるテーブル８０、８２、８４を示す。
【００３１】
アクティブチャネルプールテーブル８０は、各アクティブフォワード補助チャネルｉについての値を有する。ここでｉはセクタ１８において動作する全体の番号である。テーブル８０における各チャネルｉはチャネルハンドルとも名付けられる識別Ｈｉ、式（１）によって定義されるレートｒｉ、ウオルシュ符号Ｗｉ、及びチャネルによって使用される最大フォワード電力Ｐiを有している。
【００３２】
チャネル番号テーブル８２は、式（１）によって定義される各レートｒにアロケートされたフォワード補助チャネルの数Ｄｒをリストする。
【００３３】
チャネル電力テーブル８４は、チャネルレートｒ（式（１））及びレートｒに対してアサインされた対応する要求最大電力ＲＰｒを有する。Ｒｐｒはレートｒでのフォワード補助チャネル伝送のために使用することが可能な最大電力である。ＲＰｒの値は、一般的にシステム１０のオペレータによって事前にセットされる。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態に係るテーブル８０及び８２を維持するためにＦＳＣＰによって実行されるステップを示すフローチャート９０である。フローチャート９０は、テーブル８０からのチャネルを追加し、或いは解除し、それに応じてテーブル８２を更新する。他の適切な間隔を使用することは可能であるけれども、マネージャ５８は、定期的に、一般的には１秒間隔でフローチャート９０を実行する。
【００３５】
フローチャート９０の最初のステップ９２において、マネージャ５８は以下の入力パラメータを使用する。
【００３６】
セクタ電力スペア（ＳＰ＿ＳＰＡＲＥ）。  ＳＰ＿ＳＰＡＲＥは制限スレショルド電力であり、一般的に、システム１０のオペレータによって事前にセットされ、セクタ１８における追加音声チャネルとして使用されることが可能である。適切な値をＳＰ＿ＳＰＡＲＥへアサインすることはオペレータにデータチャネルと比較してより高い優先順位を音声チャネルに設定することを可能にする。
【００３７】
最大セクタ電力（ＭＡＸ＿ＳＰ）。  ＭＡＸ＿ＳＰはセクタ１８での最大許可伝送電力である。
【００３８】
セクタ電力高スレショルド（ＳＰ＿ＨＩ＿ＴＨＲ）。  ＳＰ＿ＨＩ＿ＴＨＲはＦＳＣＰマネージャ５８が補助チャネルにアサインされた電力量を制限するために使用する電力の上位スレショルドである。仮に、ＳＰ＿ＨＩ＿ＴＨＲに達すると、補助チャネルは一般的に解除される。
【００３９】
２番目のステップ９４においては、図３を参照して上述したように、マネージャ５８はＵＳＰをＲＦマネージャ５２から受信し、フリーセクタ電力（ＦＳＰ）の値を計算する。ＦＳＰは補助チャネルについてマネージャ５８が入手可能な電力と一致する。ＦＳＰは式（２）に従って計算される。
【００４０】
ＦＳＰ＝ＭＡＸ＿ＳＰ−ＵＳＰ  （２）
決定ステップ９８では、マネージャ５８はＦＳＰの値をＳＰ＿ＳＰＡＲＥと比較する。ＦＳＰ＞ＳＰ＿ＳＰＡＲＥの場合には、補助チャネルについて入手可能な電力であることを示しており、マネージャ５８はステップ１００へ続く。
【００４１】
ステップ１００ではレートが選択される。このレートはテーブル８２、８４における値を調べることによって選択される。テーブル８４においては、ＲＰｒ＜ＦＳＰである全てのレートｒが決定される。テーブル８２から、テーブル８４から見つけられた各レートｒのＤｒの値が見つけられる。Ｄｒの最小値を有するレートは選択されたレートとして使用され、１つ以上のＤｒの最小値が存在する場合に、最も低いレートが選択されたレートとして選択される。
【００４２】
ステップ１０２においては、補助チャネルが暫定的にステップ１００において選択されたレートにアロケートされる。
【００４３】
決定ステップ１０４においては、マネージャ５８は十分なウオルシュ符号があり、どんな特別なチャネルでも利用可能な十分なセルサイトモデムリソースがあるかをチェックする。ウオルシュ符号或いはＣＳＭリソースが十分ではない場合には、マネージャ５８はフローチャート９０を終了する。
【００４４】
決定ステップ１０４が正の回答である場合には、ステップ１００において選択されたレートのチャネルＤｒ数が増加させられる。テーブル８０において新たなエントリが生成され、フローチャートは決定ステップ９８に戻る。決定９８においてＦＳＰ≦ＳＰ＿ＳＰＡＲＥとなるまで、マネージャ５８は実行ステップ１００、１０２、１０６を実行し続け（決定１０４がイエスであると仮定した場合）、このことは入手可能なスペア電力がないことを示す。
【００４５】
ＦＳＰ≦ＳＰ＿ＳＰＡＲＥである場合、ステップ１０８においてマネージャ５８はテーブル８０、８２の更新された統計をチャネルスケジューラ６４及びチャネルマネージャ５４に送り、フローチャートを終了する。
【００４６】
図６はＦＳＣＰマネージャ５８によって実行されるステップを示す本発明の実施の形態に係るフローチャート１２０であり、フォワード補助チャネル数を制限するものである。フローチャート１２０はシステム１０によって動作される基礎チャネルの優位性を維持する。これは基礎チャネルについての電力要求が増大する場合に、補助チャネルを解除することにより行なわれる。フローチャート１２０は、周期的に、一般的には、約２０秒毎に、マネージャ５８によって実行される。
【００４７】
最初のステップ１２２では、マネージャ５８はＲＦマネージャ５２からＵＳＰの値を受信する。
【００４８】
決定ステップ１２４では、マネージャ５８はＵＳＰ＞ＳＰ＿ＨＩ＿ＴＨＲであるか否かをチェックする（ＳＰ＿ＨＩ＿ＴＨＲは、図４に対して定義されている）。
【００４９】
ＵＳＰ＞ＳＰ＿ＨＩ＿ＴＨＲである場合には、次に、ステップ１２６において、マネージャ５８はテーブル８０から補助チャネルを解除する。この解除されたチャネルは、Ｄｒの最も高い値を有するレートｒでの望ましい１つである。この判定基準を満たす１つ以上のレートがある場合には、チャネルが最も高いレートから解除される。テーブル８２、８４も更新される。
【００５０】
ステップ１２８においては、ＵＳＰの値が解除されたチャネルの電力であるＲＰｒの値だけ減算され、フローチャートは決定ステップ１２４に戻る。
【００５１】
マネージャ５８は、ＵＳＰ≦ＳＰ＿ＨＩ＿ＴＨＲになるまでフローチャート１２０の処理を継続し、ステップ１３０におけるポイントで、テーブル８０、８２からの更新された値がチャネルスケジューラ６４及びチャネルマネージャ５４へ伝送される。マネージャ５８は、次にフローチャートを終了する。
【００５２】
一般的に、マネージャ５８は必要な変更を加えたフローチャート１２０と実質的に同じフローチャートを実行し、ウオルシュ符号及びＣＳＭリソース量が制限されることを保証する。
【００５３】
フローチャート９０はチャネル数を増大し、フローチャート１２０はチャネル数を減少することが理解される。フローチャート９０、１２０及び上述のフローチャート１２０と同様のフローチャートの実行は、マネージャ５８に、異なるレート間のウオルシュ符号を割り当てることにより、チャネルの異なるレートで補助チャネルを実質的に公平にアロケートすることを可能にする。フローチャートの実行は、さらに、基礎チャネルがアロケートされた後に行なわれることが可能であり、電力、ウオルシュ符号及びＣＳＭリソースを含むリソースに従った補助チャネル総数を制限する。
【００５４】
図７は、本発明の実施の形態に係るチャネルスケジューラ６４によって維持されたテーブルを示す。
【００５５】
コールテーブル１４０は、システム１０によって伝送されているパケットデータの詳細を含む。各コールｋは、コールを認識する全体数であり、スケジューラ６４は、ここではコールハンドラとも名付けられるコールの識別ＩＤｋをテーブル１４０内において維持する。テーブル１４０は、さらに、（キャリア／インターフェイス）値Ｃｌｋ、コールｋにアサインされたチャネルの識別Ａｋ、コールについての平均データスループットレートＴｋ、現在のタイムスロットについてのデータスループットレートＳｋ及び式（１）によって定義されたレートから選択され、コールについての要求されたレートＲＲｋを有する。
【００５６】
チャネルテーブル１４２は、テーブル１４０においてリストされているコールを伝送するためのスケジューラ６４によって使用される補助チャネルｉの詳細を有する。テーブル１４２におけるエントリは、マネージャ５８から得られる。テーブル１４２におけるエントリは、上述のテーブル８０におけるそれぞれのエントリに対応する識別Ｈｉ、レートｒｉ及びウオルシュ符号Ｗｉを有する。
【００５７】
Ｃ／Ｉレンジテーブル１４４は、コールについての（キャリア／インターフェイス）の値のレンジ及びコールにアロケートされた補助チャネルが伝送されるために必要とされる対応する要求されたレートＲＲを有する。（キャリア／インターフェイス）の値のレンジは、一般的に、システムのスタートアップ時にシステム１０のオペレータによって事前にセットされる。
【００５８】
図８は、本発明の実施の形態に係るスケジューラ６４のコンポーネントを示す。スケジューラ６４は２つのプロセス、チャネル決定プロセス１５８及び公正比例スケジューラ１６２を有する。プロセス１５８は図９を参照して以下に述べられる。プロセス１６２は、図１１を参照して以下に述べられる。スケジューラ６４は、さらに４つの手続き、パケットデータコールセットアップ手続き１５０、パケットデータコール分解手続き１５２、パケットデータコールレート変更手続き１５４及びパイロット測定手続き１５６を有する。
【００５９】
コールセットアップ手続き１５０は、新しいエントリｋをコールテーブル１４０にアロケートする。この手続きは、スケジューラ６４が”アロケートコール”メッセージをコアマネージャ６０から受信したときにアクティブとなる。マネージャ６０は、コールを実行する移動局１６からのデータコールセットアップが完了した時に、アロケートコールメッセージをスケジューラ６４に送る。アロケートコールメッセージは、コール識別及びコールセットアップ時のコールの基準パイロットの電力レベルＰＩＬＯＴ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨを含む。
【００６０】
一般的に、手続き１５０はＰＩＬＯＴ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨの事前セット機能を使用し、コールｋについての（キャリア／インターフェイス），ＣＩｋの値を推定する。択一的に、或いは追加的に、手続き１５０は（キャリア／インターフェイス）値の直接決定のような他の方法によって、ＣＩｋの値を推定する。ＣＩｋの値は、また、以下に述べるように、パイロット測定手続き１５６を参照しながらコールが進行している間、測定される。手続き１５０はＣＩｋの値を使用し、チャネルレート及びコールｋにアサインされたチャネルをチャネル決定プロセス１５８にしたがって見つける。
【００６１】
手続き１５０は、コアマネージャ６０（図３）にアサインされた補助チャネルを知らせることによって継続する。コアマネージャ６０は、アサインされたチャネルの通知をコールｋを作る移動局１６へ送る。この通知は、一般的に、チャネルを移動局へ無限時間の間にアサインするように構成された拡張補助チャネルアサイメントメッセージ（ＥＳＣＡＭ）を有している。移動局がメッセージを受信することを可能にするガード時間の後に、構成比例スケジューラ１６２はアサインされたチャネルをその手続きに取り込む。マネージャ６０は、制御６２チャネルをコールに追加することを通知する。これにより、制御はチャネルアロケーションテーブル１４２に基づいてチャネルパケットをフォーマットする。
【００６２】
分解手続き１５２は、コールが終了したときに、マネージャ６０によってコールされる。この手続きはコールテーブル１４０からのコールについてのエントリを検出する。
【００６３】
パイロット測定手続き１５６はスケジューラ６４によって定期的に実行され、ＣＩｋの値を決定する。コールの間、ＢＴＳ１４は要求、周期測定要求命令を各移動局の無線状態を報告するために各移動局１６に伝送する。移動局は、代わりに、周期パイロット強度測定メッセージ（ＰＰＳＭＭ）を介してパイロット受信状態を提供する。ＰＰＳＭＭは、ＰＩＲＯＴ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨを有する。コアマネージャ６０によってＰＰＳＭＭが受信されると、マネージャはＰＰＳＭＭを手続き１５６に伝送する。この手続き１５６は手続き１５０について実質的に上述したようなＣＩｋを計算するために、ＰＰＳＭＭにおけるＰＩＲＯＴ＿ＳＴＲＥＮＧＴＨの値を使用する。
【００６４】
図９は、本発明の実施の形態に係るチャネル決定プロセス１５８のためのステップを示すフローチャートである。
【００６５】
最初のステップ１７０においては、コールｋについての最大要求レートＲＲｋはＣ／Ｉレンジテーブル１４４（図７）におけるＣＩｋについての修正行を見つけることにより決定される。
【００６６】
２番目のステップ１７２においては、チャネルアロケーションテーブル１４２がレートｒｉ≦ＲＲｋを有する全てのチャネルを見つけるために検査され、最大レートｒｉを有し、かつ不等式に従うチャネルが選択される。
【００６７】
１つ以上のチャネルがステップ１７２の状態に従う場合には、次に、これらチャネルのうちの１つが選択される。この選択は、ステップ１７２に従うチャネルの均一な配分を時間外に生成する方法によって行なわれる。このような方法は、ステップ１７２に従うチャネルのランダム選択を有する。
【００６８】
最後のステップ１７４においては、コールｋについてのエントリは、手続き１５０からのＣＩｋの値を使用して、パケットコールテーブル１４０に入れられる。テーブル１４０についてのＡｋ及びＲＰｋのエントリは、テーブル１４２におけるＨｉ及びｒｉについてのそれぞれのエントリと同じようにセットされる。
【００６９】
図１０は、本発明の実施の形態に係るパケットレート変更手続き１５４（図８）に含まれるステップを示すフローチャートである。スケジューラ６４は、スケジューラプロセス１６２によって使用される複数のタイムスロットと一般的に等しい期間において定期的に手続き１５４を実行する。手続き１５４はテーブル１４０における各アクティブパケットコールｋの無線状態をチェックし、コールにアサインされたレートＲＲｋが変化を必要としているか否かを決定する。
【００７０】
最初のステップ１８０において、スケジューラ６４はＡｋ及びＲＲｋの現在の値を保存する。
【００７１】
２番目のステップ１８２において、スケジューラ６４はコールのための新しいレートＲＲｎｅｗｋをチャネル決定プロセス１５８（図９）のステップ１７０及び１７２を実行することによって決定する。
【００７２】
決定ステップ１８４において、スケジューラはＲＲｋ及びＲＲｎｅｗｋの間の差が存在するか否かを決定する。差がない場合には、手続き１５４は終了し、テーブル１４０は変更されない。手続き１５４は、次にテーブル１４０における新しいコールに進む。
【００７３】
差が存在しない場合には、次に、プロセス１５８のステップ１７４に対応するステップ１８６が実行され、Ａｋ及びＲＲｋが更新された値と置換される。
【００７４】
最後のステップ１８８においては、スケジューラ６４がコアマネージャ６０（図３）にＡｋ及びＲＲｋの変化を知らせる。マネージャ６０は手続き１５０を参照して上述したように、変化の通知を送る。
【００７５】
図１１は、本発明の実施の形態に係る比例公正スケジューラプロセス１６２によって使用されるステップを示すフローチャート２００である。スケジューラプロセス１６２はチャネルアロケーションテーブル１６２の各アサインされた各補助チャネルを時間マルチプレクスする。コールテーブル１４０において示すように、各チャネルは多数のコールを伝送する。マルチプレキシングは、チャネルを使用しているどのコールｋが特定のタイムスロットｎにおいて伝送されるべきかを決定する。この選択の実行に加えて、スケジューラプロセス１６２によって使用されるマルチプレキングシステムは、システム１０の全てのユーザに伝送されるスループットレートの積を最小化する。
【００７６】
システムの初期化では、システムのオペレータは事前セット値をスケジューラプロセス１６２によって使用される時定数ｔｃにアサインする。
【００７７】
以下の説明においては、平均データスループットレートＴｋ、データスループットレートＳｋ及びコールｋについてのＣＩｋは、ｎで指標される。したがって、Ｔｋ［ｎ］はタイムスロットｎまでの平均データスループットレートを示し、Ｓｋ［ｎ］及びＣＩｋ［ｎ］はそれぞれタイムスロットｎにおけるデータスループットレート及び（キャリア／インターフェイス）値を示す。スケジューラプロセス１６２は、フローチャート２００のステップをチャネルアロケーションテーブル１４２における各補助チャネルに適用する。
【００７８】
最初のステップ２０２において、スケジューラプロセス１６２はテーブル１４０を解析し、チャネルを使用しているとしてリストされた全てのパケットデータコールを見つける。すなわち、同一のＡｋ及び送るデータを有する全てのコールを見つけるので、データキュー５３は空ではない。
【００７９】
２番目のステップ２０４においては、スケジューラプロセス１６２はステップ２０２において見つけられた各コールについてＣＩｋ［ｎ］／Ｔｋ［ｎ］の値を計算する。ＣＩｋ［ｎ］／Ｔｋ［ｎ］の最も高い値を有するコールについては、スケジューラプロセス１６２はＳｋ［ｎ］＝ＲＲｋをセットし、ステップ２０２において見つけられた他のコールについて、Ｓｋ［ｎ］＝０をセットする。
【００８０】
最後のステップ２０６において、Ｔｋ［ｎ］の値がステップ２０２において選択された各コールについて、ステップ２０４においてセットされたＳｋ［ｎ］の値を使用して、式（３）に従って更新される。
【００８１】
Ｔｋ［ｎ＋１］＝（１−（１／ｔｃ））・Ｔｋ［ｎ］＋（１／ｔｃ）・Ｓｋ［ｎ］    （３）
ステップ２０４はタイムスロットｎにおいて伝送され、処理される特定のチャネル内のコール、すなわち、ＣＩｋ［ｎ］／Ｔｋ［ｎ］の最も高い値を有するコールが選択される。このコールは、一般的に、チャネルにアロケートされた全てのコールについてのＴｋ［ｎ］の最小値を有する。これは、全てのコールがほぼＣＩｋ［ｎ］の等しい値を有していることをアロケーションが保証するからである。
【００８２】
ステップ２０６は、選択されたコール以外の全てのコールについてのＴｋ［ｎ］の値を低減する。これは、Ｓｋ［ｎ］がこれらコールについて０となるようにアサインされているからである。低減量は、ｔｃの機能である。ステップ２０４及び２０６は共に１つのチャネルの全ての移動局についてのスループットレートＴｋの積を最大化し、スループットレートの公正な比例配分を導く。フローチャート２００を適用することにより、チャネルの新しいユーザは、一般的に、存在するユーザを犠牲にしてデータパケットサービスを受ける。これは、この新しいユーザがＴｋの初期の低い値を有するからである。このことは、短期間を基準とする場合には利点である。何故ならば、新しいユーザがデータの”初期バースト”を以前のユーザに重大な影響を及ぼすことなしに受け取るからである。しかしながら、新しいユーザがデータの受信を継続する場合、以前のユーザが逆に影響を受けることになる。本発明のある実施の形態は、ＣＩｋ［ｎ］／Ｔｋ［ｎ］の初期値を新しいユーザいアサインすることによって初期バーストを制限する。一般的に、ＣＩｋ［ｎ］／Ｔｋ［ｎ］の初期値は存在するＣＩｋ［ｎ］／Ｔｋ［ｎ］の平均値の倍数にセットされる。好ましくは、この倍数は約１と約２との間でセットされる。
【００８３】
上述の実施の形態は例示であり、本発明は、ここで具体的に述べられ、かつ示されたことに限定されるものではないことは明らかである。むしろ、本発明の観点は、ここで述べられた種々の特徴の組み合わせ及び副次的な組み合わせの双方を含む。このことは、上述の記述を読んだ際に当業者が考え出すことのでき、従来技術では開示されていないこれらの変形及び修正を含むことと同様である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態に係るセルラーネットワークシステムの概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る図１のシステムのセクタにおける移動局の分散方法を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るフォワード補助チャネルをアロケートするシステムのアーキテクチャのブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るフォワード補助チャネルマネージャによって維持されるテーブルを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る図４のテーブルを維持するためのフォワード補助チャネルマネージャによって実行されるステップを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るフォワード補助チャネル数を制限するためのフォワード補助チャネルマネージャによって実行されるステップを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る図３のシステムのチャネルスケジューラによって維持されるテーブルを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るチャネルスケジューラのコンポーネントを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るチャネル決定方法のためのステップを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に係るパケットレート変更手続きにおけるステップを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態に係る比例公正スケジューラによって使用されるステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１２…ＢＳＣ、１４…ＢＴＳ、５２…ＲＦマネージャ、５４…チャネルマネージャ、５６…リソースマネージャ、５８…フォワード補助チャネルプールマネージャ、６０…レイヤ３  コアマネージャ、６２…レイヤ２制御、６３…データキュー、６４…チャネルスケジューラ。
【図１】
2007520174.tif 000003
【図２】
2007520174.tif 000004
【図３】
2007520174.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007520174.tif 000007
【図６】
2007520174.tif 000008
【図７】
2007520174.tif 000009
【図８】
2007520174.tif 000010
【図９】
2007520174.tif 000011
【図１０】
2007520174.tif 000012
【図１１】
2007520174.tif 000013
【国際調査報告】
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