(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムの順方向リンク上の第１の種類のチャネルのデータユーザの伝送レートと伝送電力をスケジューリングする方法であって、前記無線通信システムは複数の基地局と複数のデータユーザを含み、各データユーザは基地局にフレームを送信し、基地局からフレームを受信することにより基地局と通信するように構成される方法において、下記工程を具備する方法：
フレームの最初の時点で利用可能な基地局電力レベルを決定する；
各データユーザに対してフレームの最初の時点で必要な伝送電力レベルを予測する、ここにおいて、前記予測工程は、第２の種類のチャネルの各データユーザのための伝送電力レベルを予測する工程から構成され、全てのデータユーザは第１の種類のチャネルと第２の種類のチャネルを使用し、前記第２の種類のチャネルのための予測された伝送電力レベルを利得係数と乗算し、前記予測される伝送電力レベルを前記第１の種類のチャネルのための伝送電力レベルに変換する工程から構成される；
予測された必要な伝送電力レベルを用いて持続維持できる各データユーザのための伝送レートを決定する；
各データユーザのための優先順位指数を発生する；および
最優先順位指数を有するデータユーザが次のフレームで最初に伝送するようにデータユーザのための伝送の順番を制御する。
【請求項２】
前記発生する工程は各ユーザのためのスループット値で各ユーザのための伝送データレートを除算する工程から構成される、請求項１の方法。
【請求項３】
前記各データユーザに対してフレームの最初の時点で必要な伝送電力レベルを予測する工程はさらに前記第１の種類のチャネルのための予測される伝送電力レベルをマージン値と乗算しフレームに対して適切な平均電力を保証する工程から構成される、請求項１の方法。
【請求項４】
十分な残りの基地局電力レベルが存在するならば他のデータユーザを伝送可能にする工程からさらに構成される、請求項１の方法。
【請求項５】
下記手段を具備する、第１の種類のチャネル上でフレームを交換することにより複数のインフラストラクチャエレメントが複数のデータユーザと通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメントであって、
プロセッサ；および
前記プロセッサと接続され、前記プロセッサにより実行可能な命令群を含み、フレームの最初の時点でインフラストラクチャエレメントのための利用可能な電力レベルを決定し、各データユーザに対してフレームの最初の時点で必要な伝送電力レベルを予測し、前記予測された必要な伝送電力レベルで継続維持できる各データユーザのための伝送レートを決定し、各データユーザのための優先順位指数を発生し、最優先順位指数を有するデータユーザが次のフレームに対して最初に伝送するようにデータユーザのための伝送の順位を制御するプロセッサ読み出し可能な記憶媒体を具備し、前記命令群は前記プロセッサによりさらに実行可能であり、第２の種類のチャネルの各データユーザのための送信電力レベルを予測し、すべてのデータユーザは第１の種類のチャネルと第２の種類のチャネルを使用し、前記第２のチャネルのための予測される伝送電力レベルを利得計数と乗算し、予測される伝送電力レベルを前記第１の種類のチャネルのための伝送電力レベルに変換する、インフラストラクチャエレメント。
【請求項６】
各データユーザのための優先順位指数を発生するために、各ユーザのための前記伝送データレートを各ユーザのためのスループット値で除算するために前記命令群は前記プロセッサによりさらに実行可能である、請求項５のインフラストラクチャエレメント。
【請求項７】
前記フレームに対して適切な平均電力を保証するために前記第１の種類のチャネルのための予測される伝送電力レベルをマージン値と乗算することを前記命令群はさらに前記プロセッサにより実行可能である、請求項５のインフラストラクチャエレメント。
【請求項８】
十分な残りのインフラストラクチャエレメント電力レベルが存在するならば、他のデータユーザを伝送可能にするように前記命令群はさらに前記プロセッサにより実行可能である、請求項７のインフラストラクチャエレメント。
【請求項９】
下記手段を具備する、第１の種類のチャネル上でフレームを交換することにより複数のインフラストラクチャエレメントが複数のデータユーザと通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメント：
フレームの最初の時点で前記インフラストラクチャエレメントのための利用可能な電力レベルを決定する手段；
各データユーザに対しフレームの最初の時点で必要な伝送電力レベルを予測する手段、ここにおいて、前記予測手段は、第２の種類のチャネルの各データユーザのための伝送電力レベルを予測する手段から構成され、全てのデータユーザは第１の種類のチャネルと第２の種類のチャネルを使用し、前記第２のチャネルの予測される伝送電力レベルを利得係数と乗算し予測される伝送電力レベルを前記第１の種類のチャネルのための伝送電力レベルに変換する手段から構成される；
前記予測された必要な伝送電力レベルで継続維持できる各データユーザのための伝送レートを決定する手段；
各データユーザのための優先順位指数を発生する手段；および
最優先順位指数を有するデータユーザが次のフレームに対して最初に伝送するようにデータユーザのための伝送の順番を制御する手段。
【請求項１０】
前記発生手段は、各ユーザのための伝送データレートを各ユーザのためのスループット値により除算する手段から構成される、請求項９のインフラストラクチャエレメント。
【請求項１１】
各データユーザのためのフレームの最初の時点で必要な伝送電力レベルを予測する手段は前記第１の種類のチャネルのための予測される伝送電力レベルをマージン値と乗算しフレームに対して適切な平均電力を保証する手段からさらに構成される、請求項９のインフラストラクチャエレメント。
【請求項１２】
十分な残りのインフラストラクチャエレメント電力レベルが存在するならば他のデータユーザが通信することを可能にする手段をさらに有する、請求項９のインフラストラクチャエレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は無線通信に関する。特に、この発明は無線通信システムにおける順方向リンクスケジューリングを行うための方法および装置に関する。
【０００２】
【関連出願の記載】
伝統的に、無線通信システムは種々のサービスを支持することが要求される。そのような通信システムのひとつは「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局互換性規格」（以下ＩＳ−９５と呼ぶ）に準拠する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムである。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、この発明の譲受人に譲渡された米国特許第4,901,307号（発明の名称：衛星中継器または地上中継器を用いたスペクトル拡散多重アクセス通信システム）および米国特許第5,103,459号（発明の名称：ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて波形を発生するためのシステムおよび方法）、および同時係属米国特許出願シリアル番号第09/382,438号（発明の名称：無線通信システムにマルチキャリア順方向リンクを用いた方法および装置）に開示されている。上記各々は参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０００３】
つい最近、上述したＣＤＭＡシステムのような無線システムは無線音声およびデータ通信の両方を提供するようなハイブリッドサービスを提供した。そのようなサービスの実施を調整するために、国際電気通信組合は、無線通信チャネル上に高レートおよび高品質音声サービスを提供するための規格案の提出を要求した。「ｃｄｍａ２０００ＩＴＵ−Ｒ  ＲＴ候補提案」という名称で予備的な提案が電気通信産業協会により発行された（参照することにより本明細書に組み込まれ、以下ｃｄｍａ２０００と呼ぶ）。基本的かつ追加のチャネル非音声データを送信するための種々の方法はｃｄｍａ２０００に開示されている。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムにおいて、ユーザは、１つ以上の基地局を介してネットワークと通信する。例えば、遠隔局（ＲＳ）のユーザは、無線リンクを介して基地局（ＢＳ）にデータを送信することによりインターネットのような地上にあるデータ源と通信するかもしれない。ＲＳとＢＳとの間のリンクは一般に「逆方向リンク」と呼ばれる。ＢＳはデータを受信し、基地局コントローラ（ＢＳＣ）を介して地上にあるデータネットワークに経路を定める。データがＢＳからＲＳに送信されると、それは「順方向リンク」に送信される。ＣＤＭＡＩＳ−９５システムにおいて、順方向リンク（ＦＬ）と逆方向リンク（ＲＬ）は別箇の周波数に割当てられる。
【０００５】
遠隔局は通信中に少なくとも１つの基地局と通信する。しかしながら、ＣＤＭＡ  ＲＳはソフトハンドオフ中のように同時に複数のＢＳと通信することも可能である。ソフトハンドオフは以前の基地局と古いリンクを中断する前に新しい基地局と新しい順方向および逆方向リンクを確立するプロセスである。ソフトハンドオフは呼が不注意にシステムから切り離される場合に中断された呼の確立を最小にする。ソフトハンドオフ中におけるＲＳと１つ以上のＢＳとの間の通信を供給するための方法と装置は、本発明の譲受人に譲渡され参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,267,261号（発明の名称：ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける移動補助ソフトハンドオフ）に開示される。
【０００６】
無線データアプリケーションの高まる需要を考えると、非常に能率的な音声およびデータ無線通信システムの必要性がますます重要になってきた。一定のサイズの符号チャネルフレームでデータを送信するための１つの方法は、本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,504,773号（発明の名称：伝送のためのデータのフォーマット化のための方法および装置）に詳細に記載されている。ＩＳ−９５規格に従って、非音声データあるいは音声データは１４．４ｋｂｐｓのデータレートで２０ｍｓｅｃの符号チャネルフレームに分割される。
【０００７】
音声サービスとデータサービスとの間の重要な差異は、音声サービスは厳重な一定の遅延要件を有するという事実である。一般には、音声サービスの全体の一方向の遅延は１００ｍｓｅｃ未満でなければならない。その一方、選択的に計画されたデータサービス遅延は、１００ｍｓｅｃ以上でも通信システムの効率性を最適化するために使用することができる。例えば、比較的長い遅延を要するエラー訂正符号化技術をデータサービス伝送とともに使用することができる。
【０００８】
データ伝送の品質と効率性を測定するいくつかのパラメータは、データパケットを転送するのに必要な伝送遅延とシステムの平均スループットレートである。上述したように、伝送遅延は音声または「音声データ」通信に対して有するのと同じ影響力をデータまたは「非音声」通信に持たない。それでも遅延はデータ通信システムの品質を測定するための重要な測定基準なので無視することはできない。平均スループットレートは、通信システムのデータ伝送能力の効率性の反映である。
【０００９】
さらに、無線通信システムにおいて、信号の品質性能要件を満足させると同時に信号の伝送エネルギーを最小に維持すると能力は最大となる。すなわち伝送された音声データまたは非音声データは受信したとき著しく劣化し得ない。受信した信号の品質の１つの尺度は受信器における搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）である。従って、受信器において一定のＣ／Ｉを維持する伝送電力制御システムを提供することが望ましい。そのようなシステムは本発明の譲受人に譲渡され参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,056,109号（発明の名称：ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける伝送電力を制御するための方法および装置）に記載されている。
【００１０】
セルラシステムにおいて、所定のユーザのＣ／Ｉは被覆領域内のＲＳのロケーションの関数である。所定レベルのサービスを維持するために、ＴＤＭＡシステムおよびＦＤＭＡシステムは周波数再使用技術の手段を取る。すなわち、すべての周波数チャネルおよび／またはタイムスロットが各基地局において使用されるわけではない。ＣＤＭＡシステムにおいて、同一周波数チャネル割り当てをシステムのすべてのセルに再使用し、それにより全体の効率を改善する。ＲＳに関連するＣ／Ｉは基地局からユーザのＲＳへの順方向リンク上で支持可能な情報レートを決定する。無線通信システムにおいて高レートデジタルデータを伝送するための例示システムは、本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる、同時係属米国特許出願シリアル番号第08/963,386号（発明の名称：一層高いレートのパケットデータ伝送のための方法および装置）に開示されている。
【００１１】
ＲＳに関連するＣ／Ｉは順方向リンク上で支持可能な情報レートを決定するので、使用される各周波数チャネルのための伝送情報および歴史的なＣ／Ｉ情報を知ることは役に立つ。この情報は一般にＲＳにおいて収集されＢＳに通信される。しかしこの通信は高価なシステムリソースを使用する。必要なものは、そのような通信要件を除去する発明である。望ましくは、第１チャネル上のＢＳ伝送電力レベルは第２チャネル上にさらなるデータを伝送するための都合の良いスロットを予測するために使用される。
【００１２】
通信チャネルの知識を使用して、チャネル条件が良好なときに大部分を伝送することによりＣＤＭＡシステムの能力を増大させることができることは技術的に良く知られている。例えば、S.W. Kim & A.Goldsmith著「符号分割多重アクセス通信における不完全な電力制御」Globecom (1997)；R. Knopp & Humblet著「周波数選択フェイディングチャネル上の多重アクセス」PIMRC (1995)；A.Goldsmith & P.Varaiya著「電力制御を介した増大するスペクトル効率」ICC (1993)を参照されたい。この技術は一般にウオータフィリング（waterfilling）と呼ばれる。セルラまたはＰＣＳ  ＣＤＭＡシステムにおいて生じる問題点は、ウオータフィリング手法においては、所定のＢＳにより近いユーザが有利に働くという公正さである。従って、トータルスループットと公正さとの間にトレードオフがある。
【００１３】
搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）により与えられる優先度に基づくアルゴリズムは常に最良のチャネルを有するＢＳに近いユーザに電力のすべてを常に与えるであろう。これはシステムスループットを最大にするが、ＢＳから遠いユーザに対して不公平であろう。最近、D. Tse著「レート適合およびスケジューリングを介した順方向リンクマルチユーザダイバーシティ」（まだ発行されていない）により導入された１つの解決方法は、過度に長く伝送しないユーザの優先度を高めることにより公正さを導入するスループット監視を含めることによりスループットと公正さとを妥協して解決しようと試みる。しかしながら、公正さとシステムスループットを妥協して解決し、複数のユーザに適した、改良された順方向リンクのスケジューリング技術を技術的に提供する必要がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
おおまかには、この発明は無線通信サービスのための増大する要求により提起された新しい技術的挑戦を解決する。この発明は、音声データ通信とともに伝送される非音声データのための所望の伝送「スロット」を選択するための方法および装置に関する。非音声データのための所望の電力レベルおよび伝送レートを反映するスロットは基地局により遠隔局に伝送される音声データのための伝送電力レベルに基づいて選択される。
【００１５】
一実施形態において、この発明は、無線通信システムにおいて使用される補足チャネル上に非音声データを送信するための所望のスロットを予測するための方法を提供するように実施可能である。一般的に、ベースロケーションにより送信される音声データ信号の品質を反映する測定基準は遠隔局において測定される。１つ以上の測定基準、または受信した信号の品質を表す値は遠隔局からベースロケーションに通信される。望ましくは、ベースロケーションは、メッセージまたは値に鑑みて音声データ伝送電力を調節することができる。同時に、順方向リンク音声データ伝送電力レベルはベースロケーションにおいて監視される。音声データは特にここで基本チャネルと呼ばれる第１チャネルを用いて遠隔局に伝送される。
【００１６】
一実施形態において、動的伝送電力値は第１チャネル上を伝送される種々の音声データ伝送電力レベルを用いて計算される。次にこの値を用いてさらなるデータを伝送するための所望のスロットを選択する。このさらなるデータはさらなるデータを伝送するための所望の伝送電力レベルを用いて、共有されていようがいまいが、補足チャネルのような第２チャネルに伝送される。
【００１７】
他の実施形態において、この発明はデジタル信号処理装置により実行可能なデジタル情報を含む製品を提供する。さらに他の実施形態において、この発明の方法を実施するのに使用される装置を生ずる。この装置は遠隔局と、なかんずく遠隔局に情報信号を通信するために使用されるトランシーバを有する基地局から構成し得る。明らかに信号を受信するために、遠隔局も基地局に通信可能に接続されるトランシーバを含み、そして恐らく適用できる場合には衛星を含む。この装置はまた、ネットワークまたはその構成要素の１つに通信可能に接続される、マイクロプロセッサや特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のようなデジタルデータ処理装置も含む。
【００１８】
この発明はユーザに多数の利点を提供する。１つの利点は、ベースロケーションが音声データのための電力を伝送し、それにもとづいて補足チャネルの電力制御を確立することができる。他の利点は、通信ネットワークにより現在経験するシステムリソースコストを低減する。これらのネットワークは遠隔局において受信された補足チャネル信号の品質に関する遠隔局から受信したメッセージに依存する。さらに他の利点は、この発明は非音声データを運ぶチャネル内の都合のよい伝送スロットを、音声データのための歴史的ベースロケーション伝送電力レベルを用いて選択可能にすることである。この発明はまた、この発明の以下の詳細な説明を再検討した後さらに明白になる多数の長所および利点を提供する。
【００１９】
この発明の第１の観点において、無線通信システムが複数の基地局と複数のデータユーザを含み、各データユーザはフレームを基地局に送信し基地局からフレームを受信することにより基地局と通信するように構成される無線通信システムの順方向リンク上の第１のタイプのチャネルのデータユーザの伝送レートおよび伝送電力をスケジュールする方法が提供される。この方法はフレームの先頭における利用可能な基地局電力レベルを決定する工程と、各データユーザのためにフレームの先頭における必要な伝送電力レベルを予測する工程と、予測された要求される伝送電力レベルで持続可能な各データユーザのための伝送レートを決定する工程と、各データユーザのための優先順位指数を発生する工程と、および最も高い有線順位指数を有するデータユーザが次のフレーム上で最初に伝送するようにデータユーザのための伝送の順位を制御する工程を有利に含む。
【００２０】
一実施形態において、各データユーザのための優先順位指数を発生する工程は各ユーザのためのスループット値により割り算することから構成される。
【００２１】
一実施形態において、各データユーザのためのフレームの先頭における要求される伝送電力レベルを予測する工程は第２のタイプのチャネルの各データユーザのための伝送電力レベルを予測することから構成される。この場合にデータユーザのすべてが第１のタイプのチャネルと第２のタイプのチャネルを使用し、第２のチャネルのための予測された伝送電力レベルに利得計数を掛け、予測された伝送電力レベルを変換して、第１のタイプのチャネルのための電力レベルを伝送する。
【００２２】
一実施形態において、各データユーザのためのフレームの先頭において要求される伝送電力レベルを予測する工程は、さらに第１のタイプのチャネルのための予測される伝送電力レベルに、フレーム上の適当な平均電力を保証するためのマージン値を掛ける工程から構成される。
【００２３】
一実施形態において、この方法はさらに、残りの基地局電力レベルが十分に存在するなら他のデータユーザが伝送可能にする工程を含む。
【００２４】
この発明の他の実施形態において、複数のインフラストラクチャエレメントが第１のタイプのチャネル上でフレームを交換することにより複数のデータユーザと通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメントが提供される。インフラストラクチャエレメントは有利にプロセッサと、プロセッサに接続され、プロセッサにより実行可能な命令群を含む、プロセッサ読み出し可能な記憶媒体を含み、フレームの先頭においてインフラストラクチャエレメントのための利用可能な電力レベルを決定し、各データユーザのためのフレームの先頭における要求される伝送電力レベルを予測し、予測された要求される伝送電力レベルで持続可能な各データユーザのための伝送レートを決定し、各データユーザのための優先順位指数を発生し、最も高い優先順位指数を有するデータユーザがつぎのフレーム上で最初に伝送するようにデータユーザの伝送の順位を制御する。
【００２５】
この発明の他の観点において、第１のタイプのチャネル上でフレームを交換することにより、複数のインフラストラクチャエレメントが複数のデータユーザと通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメントが提供される。インフラストラクチャエレメントはフレームの先頭におけるインフラストラクチャエレメントのための利用可能な電力レベルを決定する手段と、各データユーザのためのフレームの先頭における要求される伝送電力レベルを予測する手段と、予測された要求される伝送電力レベルで持続可能な各データユーザのための伝送レートを決定する手段と、各データユーザのための優先順位指数を発生する手段と、最も高い優先順位指数を有するデータユーザが次のフレーム上で最初に伝送するようにデータユーザのための伝送の順位を制御する手段とを有利に含む。
【００２６】
【発明の実施の形態】
この発明の本質、目的および利点は、同一部に同符号を付した添付図面に関連して以下の詳細な記載を考慮した後、当業者にはより明白になるであろう。
【００２７】
図１乃至９はこの発明の種々の方法および装置の観点の例を示す。限定を意図したものではなく、説明を簡単にするために、この装置例は、種々のハードウエア部品および相互接続により具現化可能な信号処理装置との関連で記載される。これらの信号処理装置のためのさらなる配置は以下の記載を読んだ後当業者に明白になるであろう。
【００２８】
動作
ＩＳ−９５は８つまでの順方向リンクと８つまでの逆方向リンクを用いてベースロケーション（ＢＳ）が遠隔局（ＲＳ）と通信可能にすることによりデータの媒体データ（ＭＤＲ）伝送を支持する。多少類似のシステムを用いてより高いデータレート（ＨＤＲ）伝送を可能にさせる進歩が成された。一般には、通信の品質を維持するのに必要な最低の可能な電力レベルで送信されるならば、ＢＳとＲＳとの間でデータをより効率的に通信可能である。
【００２９】
ＲＦキャパシティとＲＦ安定性のバランスを取るために、音声データの伝送は一般に基地局と通信する多数の無相関のユーザおよび上位互換性のあるマルコフ音声統計に依存する。これらの多数の無相関のユーザは予想通りに静止した対数正規順方向リンクＲＦ伝送電力分布の結果になる。この順方向リンクＲＦ電力予測可能性が無ければ、順方向リンク電力制御および移動援助されたハンドオフは不安定になるであろう。
【００３０】
しかしながら、インターネットからデータをダウンロードするような非音声データの伝送は同様には振舞わない。データトラフィックはしばしばバーストでくる。その結果比較的長い期間の最大レート伝送となりそれに続いて比較的長い期間の最小レート伝送がある。ＭＤＲネットワークおよびＨＤＲネットワークの出現で、これらの効果はさらにはっきりとする。相関音声リンクと異なり、これらのリンクは最大レート、最小レートおよび電力制御との間で切り替わる。これは、順方向電力分布を全体として明らかに非静止状態かつ非対数正規にさせる。
【００３１】
典型的な通信ネットワークにおいて、ＲＳユーザ（ユーザ）は、通信する基地局に関連するロケーションに応じて異なる無線周波数（ＲＦ）要件を持つ。ユーザのＲＦ環境が悪ければそれだけ、一定量のデータを供給するために基地局はより多くの電力を必要とする。それゆえ、貧弱なＲＦ環境を経験するユーザはより多くのネットワークキャパシティを使用する。例えば、ユーザがビルのＲＦシャドウを通過するのに対して別のユーザはおそらく木のＲＦシャドウを通過する場合のように、異なる物理ロケーションにいるユーザは異なるフェーディング条件を経験するであろう。これらの条件は受信した信号の強度を低減し、フェードが生じなかった場合よりも貧弱な品質の受信信号を生じる。
【００３２】
図１に示すように、ＢＳからＲＳに伝送された音声データの伝送電力レベルは時間とともに変化する。例えば、時刻１０２においてＢＳからユーザ＃１に音声データを伝送するために使用される電力レベルは最大である。時刻１０４において、ユーザ＃２に音声データを伝送するのに必要な電力レベルは最小である。時刻１０６において、ユーザ＃１と＃２のための平均音声データ伝送電力レベルは最小である。この発明の一実施形態において、図２に示すスロット１０８はさらなるデータをユーザ＃２のデータチャネルに伝送するために好都合な時間またはスロットである。この決定は、ベースロケーションにおいて測定される音声データ伝送電力レベルを用いて成される。第１のチャネル上の音声データ伝送のための予測されたＢＳ電力レベルに基づいて第２チャネル上のユーザに伝送すべき非音声データを選択することは全体のデータスループットを最大にし、第２のチャネルに関してＲＳからＢＳへの品質測定基準メッセ−ジングを必要としない。
【００３３】
この基本的方法は音声データ伝送に１）最小帯域、２）最大遅延窓および３）所定データレートを保証させることを保証する。しかしながら、非音声データユーザはより厳しくない通信品質要件を有しているので、伝送データレートは変化し得る。しかしながら、この発明は単独で非音声データ伝送に使用することもできる。この実施形態において、非音声データは１つ以上の順方向リンクチャネルを使用するが、全体として一定のトータル伝送電力を持って通信される。通信は、伝送電力レベルがトータルの許容可能な伝送電力レベルよりも低いことを保証するデータレートで伝送する。これは最初にフルレート基本チャネルを用い、次に伝送のための補足チャネルを付加することにより達成される。補足チャネル上に伝送するために使用される伝送電力は基本チャネル上に伝送するためにＢＳで測定される伝送電力から決定される。とにかく、非音声データを伝送するために使用されるチャネルのための伝送電力レベルは総計としてトータルな許容できる伝送電力以下の値となる。
【００３４】
図３はＣＤＭＡネットワークにおいて使用されるこの発明の一実施形態のための方法ステップ３００を反映するフローチャートである。この方法はステップ３０２において開始し、データ信号がタスク３０４においてＢＳからＲＳに伝送される。上述したように、この伝送されたデータは第１チャネルに伝送される音声および／または非音声データで構成することができ、ここでは基本チャネルと呼ぶ。第１のチャネルはＢＳからＲＳへのより高いレベルのデータと電力制御情報の組合せを運ぶ順方向リンクチャネルの一部分である。第２チャネルは増大したデータ供給サービスを提供するために第１チャネルまたは順方向専用制御チャネルとともに動作する順方向リンクチャネルの一部分である。第２チャネルは一般に補足チャネルと呼ばれるが専用基本チャネルになり得る。
【００３５】
音声データ伝送が生じると、その伝送を受信するＲＳは受信した通信の品質を反映するあらかじめ選択された測定基準を測定する。これらの測定基準はビットエラーレート並びに他の一般に使用される測定基準を含むことができる。受信した信号の品質が低下し以前として貧弱なままであるならば、ＲＳはタスク３０８に代表値をメッセージ送信する。このメッセージは、第１チャネル上に伝送されたデータのための伝送電力の増大、減少、変化なしが必要であることを示すことができる。必要であれば、タスク３１０において伝送電力レベルを調節することができる。
【００３６】
ＢＳはデータを基本チャネルに伝送するので、タスク３１２においてＢＳにより伝送電力レベルが監視される。統合された伝送レベルと分布を反映する動的値はタスク３１４において決定される。この実施形態において、動的値は瞬時の平均伝送電力レベルを反映することができる。他の実施形態において、動的値が第１のチャネル伝送の選択された時に最低の伝送電力値を表す限り、動的値は多数の公知の方法において表すことができる。これらの動的値を用いて、第２チャネル上のデータの伝送のための最も所望のスロットをタスク３１６において予測することができる。データを必要とするＲＳユーザのための非音声データを選択することが出来データを伝送することができる。非音声データ通信を完了したなら、方法はタスク３２０において終了する。しかしながら、通信が完了しない場合あるいは他のユーザのために意図された伝送が所望の場合には、方法はタスク３１８において反復される。
【００３７】
ハードウエア部品および相互接続
上述した種々の方法実施形態に加えて、この発明の異なる観点は方法を実行するために使用される装置実施形態に関係する。
【００３８】
図４Ａはこの発明に従って使用されるように構成された移動局（ＭＳ）４０１の簡単なブロック図を示す。ＭＳ４０１はｃｄｍａ２０００マルチキャリアＦＬを用いて（図示しない）基地局から信号を受信する。信号は以下に記載するように処理される。ＭＳ４０１はｃｄｍａ２０００ＲＬを用いて情報を基地局に伝送する。図４Ｂはこの発明に従ってＭＳ４０１により伝送するための情報を作成するのに使用されるチャネル構造のより詳細なブロック図を示す。図において、送信される情報（以下信号と呼ぶ）が、ビットのブロックに組織されたビットで伝送される。ＣＲＣおよびテールビット発生器（発生器）４０３は信号を受信する。発生器４０３は受信機により受信されるとき信号の品質を決定するのを補助するために巡回冗長符号を用いてパリティチェックを発生する。これらのビットは信号に含まれる。テールビット（一定のシーケンスのビット）もまたデータのブロックの終わりに付加されエンコーダ４０５を公知の状態にリセットすることができる。
【００３９】
エンコーダ４０５は信号を受信し、エラー訂正目的のために信号に冗長を構築する。どのようにして情報を信号に構築するかを決定するために異なる「符号」を用いることができる。これらの符号化されたビットはシンボルと呼ばれる。繰り返し発生器４０７は所定回数受信するシンボルを反復する、従って送信される情報の全体の品質に影響を及ぼすことなく伝送エラーによりシンボルの一部を喪失することが可能である。ブロックインタリーバ４０９はシンボルを受取り、ごたまぜにする。ロングコード発生器４１１はごたまぜにしたシンボルを受取り、所定のチップレートで発生された擬似ランダム雑音シーケンスを用いてスクランブルする。各シンボルはスクランブルシーケンスの擬似ランダムチップの１つとＸＯＲされる。
【００４０】
情報は、この方法に関して上述した１つ以上のキャリア（チャネル）を用いて伝送することができる。従って、デマルチプレクサ（図示せず）は入力信号「ａ」を受け取り、入力信号が正常な状態に戻るように複数の出力信号に分割することができる。一実施形態において、信号「ａ」は３つの別箇の信号に分割され、各信号は選択されたデータタイプを表し、データタイプ信号につき１つのＦＬチャネルを用いて送信される。他の実施形態において、デマルチプレクサは信号「ａ」をデータタイプにつき２つの成分に分割することができる。配置に関係無く、この発明は元の信号から発生された区別可能な信号を１つ以上のチャネルを用いて伝送できることをもくろむ。
【００４１】
さらに、この技術は完全にまたは部分的に同じＦＬチャネルを用いて信号が伝送される複数のユーザに適用可能である。例えば、４つの異なるユーザからの信号が同じ３つのＦＬチャネルを用いて送信されるなら、これらの信号の各々は各信号を３つの成分に逆多重化することにより「チャネライズ」される。この場合各成分は異なるＦＬチャネルを用いて送信されるであろう。各チャネルに対して各信号は多重化されＦＬチャネルあたり１つの信号を形成する。次に、ここに記載した技術を用いて、信号が伝送される。逆多重化された信号は次にウオルシュエンコーダ（図示せず）に符号化され乗算器（図示せず）により成分ＩおよびＱの２つの成分に広まる。これらの成分は加算器により加算され遠隔局（図示せず）に通信される。
【００４２】
図５Ａは無線通信装置５００において具現化されるこの発明の伝送システムの例示実施形態の機能ブロック図を示す。当業者は図に示すある機能ブロックはこの発明の他の実施形態に存在しないことが理解できるであろう。図５Ｂのブロック図は、ＩＳ−２０００、ＣＤＭＡアプリケーションのためのｃｄｍａ２０００とも呼ばれるＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＩＳ−９５Ｃに従う動作に一致する実施形態に相当する。この発明の他の実施形態は、標準ＥＴＳＩおよびＡＲＩＢにより提案される広帯域のＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）規格を含む他の規格に有用である。当業者には、ＷＣＤＭＡ規格の逆方向リンク変調とＩＳ−９５ＳＣ規格の逆方向リンク変調との間の広範囲の類似性のために、ＷＣＤＭＡ規格へのこの発明の拡張が達成できることが理解されるであろう。
【００４３】
図５Ａの例示実施形態において、無線通信装置は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願シリアル番号第08/886,604（発明の名称：高データレートＣＤＭＡ無線通信システム）に記載された短い直交拡散シーケンスにより互いに区別される複数の区別可能なチャネル情報を伝送する。５つの別箇の符号チャネルが無線通信装置により伝送される。１）第１補足データチャネル５３２、２）パイロットおよび電力制御シンボル５３４の時分割多重されたチャネル、３）専用制御チャネル５３６、４）第２補足データチャネル５３８および５）基本チャネル５４０である。第１補足データチャネル５３２および第２補足データチャネル５３８は、ファクシミリ、マルチメディアアプリケーション、ビデオ、電子メールメッセージあるいは他の形態のデジタルデータのような基本チャネル５４０の能力を超えるデジタルデータを運ぶ。パイロットおよび電力制御シンボル５３４の多重化チャネルは、基地局および基地局または無線通信装置５００と通信する基地局の伝送のエネルギーを制御するための電力制御ビットによるデータチャネルのコヒーレント復調を許容するためのパイロットシンボルを運ぶ。制御チャネル５３６は、無線通信装置５００の動作モード、無線通信装置５００の能力および他の必要なシグナリング情報のような制御情報を基地局に運ぶ。基本チャネル５４０は無線通信装置から基地局に主要な情報を運ぶのに使用されるチャネルである。音声伝送の場合には、基本チャネル５４０は音声データを運ぶ。
【００４４】
補足データチャネル５３２および５３８は図示しないかつ変調器５２６に設けられた手段により伝送のために符号化され処理される。電力制御ビットは繰り返し発生器５２２に供給される。繰り返し発生器５２２は、そのビットをマルチプレクサ（ＭＵＸ）５２４に供給する前に電力制御ビットの繰り返しを供給する。ＭＵＸ５２４において、冗長電力制御ビットはパイロットシンボルと時分割多重されライン５３４を介して変調器５２６に供給される。
【００４５】
メッセージ発生器５１２は必要な制御情報メッセージを発生し、その制御メッセージをＣＲＣおよびテールビット発生器５１４に供給する。ＣＲＣおよびテールビット発生器５１４は、基地局においてデコーディングの精度をチェックするために使用されるパリティビットである一連の巡回冗長検査ビットを付加し、基地局受信機サブシステムにおいてデコーダのメモリをクリアするために所定のセットのテールビットを制御メッセージに付加する。次にメッセージはエンコーダ５１６に供給される。エンコーダ５１６は制御メッセージに順方向エラー訂正コーディングを供給する。符号化されたシンボルは繰り返し発生器５１８に供給される。繰り返し発生器５１８は符号化されたシンボルを反復し、伝送において、さらなる時間ダイバーシチを供給する。次に、シンボルはインターリーバ５２０に供給される。インターリーバ５２０は所定のインターリーブフォーマットに従って信号を整理し直す。インターリーブされたシンボルはライン５３６を介して変調器５２６に供給される。
【００４６】
可変レートデータソース５０２は可変レートデータを発生する。例示実施形態において、可変レートデータソース５０２は、本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,414,796号（発明の名称：可変レートボコーダ）に記載されているような可変レート音声エンコーダである。可変レートボコーダは、その使用により無線通信装置のバッテリ寿命を増大し、感知される音声品質に最初の影響でシステム能力を増大するので無線通信においては、よく知られている。電気通信産業協会は最も良く知られた可変レート音声エンコーダを暫定規格ＩＳ−９６および暫定規格ＩＳ−７３３のような規格に体系化した。これらの可変レート音声エンコーダは、音声アクティビティのレベルに従ってフルレート、ハーフレート、１／４レート、１／８レートと呼ばれる４つの可能なレートで音声信号を符号化する。レートは音声のフレームを符号化するために使用されるビットの数を示し、フレームごとに変化する。フルレートはフレームを符号化するために所定の最大数のビットを使用する。ハーフレートはフレームを符号化するために所定の最大数のビットの１／２を使用する。１／４レートは、フレームを符号化するために所定の最大数のビットの１／４を使用する。１／８レートは、フレームを符号化するために所定の最大数のビットの１／８を使用する。
【００４７】
可変レートデータソース５０２は符号化された音声フレームをＣＲＣおよびテールビット発生器５０４に供給する。ＣＲＣおよびテールビット発生器５０４は基地局における復号化の精度をチェックするために使用されるパリティビットである一連の巡回冗長検査ビットを付加し、そして基地局におけるデコーダのメモリをクリアするために制御メッセージに所定のセットのテールビットを付加する。次に、フレームはエンコーダ５０６に供給される。エンコーダ５０６は順方向エラー訂正コーディングを音声フレーム上に供給する。符号化されたシンボルは繰り返し発生器５０８に供給される。繰り返し発生器５０８は符号化されたシンボルの反復を供給する。次に、シンボルはインターリーバ５１０に供給され所定のインターリーブフォーマットに従って整理し直される。インターリーブされたシンボルはライン５４０を介して変調器５２６に供給される。
【００４８】
例示実施形態において、変調器５２６は、符号分割多重アクセス変調フォーマットに従ってデータチャネルを変調し、変調された情報を送信器（ＴＭＴＲ）５３０に供給する。送信器５３０は信号を増幅およびフィルタリングし、その信号をアンテナ５３０を介して伝送するために送受切換器５２８を介して信号を供給する。ＩＳ−９５およびｃｄｍａ２０００システムにおいて、２０ｍｓフレームは電力制御グループと呼ばれる１６セットの等しい数のシンボルに分割される。電力制御への言及は、各電力制御グループに対して、フレームを受信する基地局は、基地局において受信した逆方向リンク信号の十分性の決定に応答して電力制御コマンドを発行する。
【００４９】
図５Ｂは図５Ａの変調器５２６の例示実施形態の機能ブロック図を示す。第１の補足データチャネルデータは、所定の拡散シーケンスに従って補足チャネルデータをカバーする拡散素子５４２にライン５３２を介して供給される。例示実施形態において、拡散素子５４２は短いウオルシュシーケンス（＋＋−−）を用いて補足チャネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子５４４に供給される。相対利得素子５４４は、パイロットおよび電力制御シンボルのエネルギに対する拡散補足チャネルデータの利得を調節する。利得調節された補足チャネルデータは加算素子５４６の第１の加算入力に供給される。パイロットおよび電力制御多重化シンボルはライン５３４を介して加算素子５４６の第２加算入力に供給される。
【００５０】
制御チャネルデータはライン５３６を介して拡散素子５４８に供給される。拡散素子５４８は所定の拡散シーケンスに従って補足チャネルデータをカバーする。例示実施形態において、拡散素子５４８は短いウオルシュシーケンス（＋＋＋＋＋＋＋＋−−−−−−−−）を用いて補足チャネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子５５０に供給される。相対利得素子５５０はパイロットおよび電力制御シンボルのエネルギに対して拡散制御チャネルデータの利得を調節する。利得調節された制御データは加算素子５４６の第３加算入力に供給される。加算素子５４６は利得調節された制御データシンボル、利得調節された補足チャネルシンボル、および時分割多重化されたパイロットおよび電力制御シンボルを加算し、その加算値を乗算器５６２の第１入力および乗算器５６８の第１入力に供給する。
【００５１】
第２補足チャネルはライン５３８を介して所定の拡散シーケンスに従って補足チャネルデータをカバーする拡散素子５５２に供給される。例示実施形態において、拡散素子５５２は短いウオルシュシーケンス（＋＋−−）を用いて補足チャネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子５５４に供給される。相対利得素子５５４は拡散補足チャネルデータの利得を調節する。利得調節された補足チャネルデータは加算器５５６の第１加算入力に供給される。
【００５２】
基本チャネルデータはライン５４０を介して拡散素子５５８に供給される。拡散素子５５８は所定の拡散シーケンスに従って基本チャネルデータをカバーする。例示実施形態において、拡散素子５５８は短いウオルシュシーケンス（＋＋＋＋−−−−＋＋＋＋−−−−）を用いて基本チャネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子５６０に供給される。相対利得素子５６０は拡散基本チャネルデータの利得を調節する。利得調節された基本チャネルデータは加算素子５５６の第２加算入力に供給される。加算素子５５６は利得調節された第２補足チャネルデータシンボルおよび基本チャネルデータシンボルを加算し、その加算値を乗算器５６４の第１入力および乗算器５６６の第１入力に供給する。
【００５３】
例示実施形態において、２つの異なる短いシーケンス（ＰＮＩおよびＰＮＱ）を用いた擬似拡散はデータを拡散するのに使用される。例示実施形態において、短いＰＮシーケンスＰＮＩおよびＰＮＱはロングＰＮコードにより乗算されさらなるプライバシーを供給する。擬似雑音の発生は、技術的に良く知られており、本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,103,459号（発明の名称：ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて信号波形を発生するためのシステムおよび方法）に記載されている。ロングＰＮシーケンスは乗算器５７０および５７２の第１入力に供給される。短いＰＮシーケンスＰＮＩは乗算器５７０の第２入力に供給され、短いＰＮシーケンスＰＮＱは乗算器５７２の第２入力に供給される。
【００５４】
乗算器５７０から得られるＰＮシーケンスは乗算器５６２および５６４の各第２入力に供給される。乗算器５７２から得られるＰＮシーケンスは乗算器５６６および５６８の各第２入力に供給される。乗算器５６２からの積シーケンスは減算器５７４の加算入力に供給される。乗算器５６４からの積シーケンスは加算素子５７６の第１加算入力に供給される。乗算器５６６の積シーケンスは減算器５７４の減算入力に供給される。乗算器５６８からの積シーケンスは加算素子５７６の第２加算入力に供給される。
【００５５】
減算器５７４からの差分シーケンスはベースバンドフィルタ５７８に供給される。ベースバンドフィルタ５７８は差分シーケンスに必要なフィルタリングを行い、フィルタリングされたシーケンスを利得素子５８２に供給する。利得素子５８２は信号の利得を調節し、利得調節された信号をアップコンバータ５８６に供給する。アップコンバータ５８６は、ＱＰＳＫ変調フォーマットに従って利得調節された信号をアップコンバートし、アップコンバートした信号を加算素子５９０の第１入力に供給する。
【００５６】
加算素子５７６からの加算シーケンスはベースバンドフィルタ５８０に供給される。ベースバンドフィルタ５８０は必要なフィルタリングを差分シーケンスに行い、フィルタリングされたシーケンスを利得素子５８４に供給する。利得素子５８４は信号の利得を調節し、利得調節された信号をアップコンバータ５８８に供給する。アップコンバータ５８８は利得調節された信号をＱＰＳＫ変調フォーマットに従ってアップコンバートし、アップコンバートされた信号を加算素子５９０の第２入力に加算する。加算素子５９０は２つのＱＰＳＫ変調された信号を加算しその結果を送信器（図示せず）に供給する。
【００５７】
図６Ａにおいて、基地局６００の選択された部分の機能ブロック図がこの発明の一実施形態に従って示される。無線通信装置５００（図５Ｂ）からの逆方向リンクＲＦ信号は受信器（ＲＣＶＲ）６０２に受信される。受信器６０２は受信した逆方向リンクＲＦ信号をベースバンド周波数にダウンコンバートする。例示実施形態において、受信器６０２はＱＰＳＫ復調フォーマットに従って受信された信号をダウンコンバートする。復調器６０４はつぎにベースバンド信号を復調する。復調器６０４はさらに、図６Ｂを参照して以下に説明する。
【００５８】
復調された信号はアキュムレータ６０６に供給される。アキュムレータ６０６は冗長的に伝送された電力制御グループのシンボルのシンボルエネルギを加算する。累算されたシンボルエネルギはデインタリーバ６０８に供給され、所定のデインターリーブフォーマットに従って整理し直す。整理し直されたシンボルはデコーダ６１０に供給され伝送されたフレームの推定値を供給するためにデコードされる。次に、伝送されたフレームの推定値はＣＲＣチェック６１３に供給される。ＣＲＣチェック６１３は伝送されたフレームに含まれるＣＲＣビットに基づいてフレーム推定値の精度を決定する。
【００５９】
例示実施形態において、基地局６００は逆方向リンク信号にブラインドデコーディング(blind decoding)を行なう。ブラインドデコーディングは先天的に伝送のレートを受信器が知らない可変レートデータをデコードする方法を記載する。例示実施形態において、基地局６００は可能なレート仮説に従ってデータを累算し、デインターリーブし、デコードする。最良の推定値として選択されたフレームはシンボルエラーレート、ＣＲＣチェック、山本測定基準のような品質測定基準に基づく。
【００６０】
各レート仮説のためのフレームの推定値は制御プロセッサ６１７に供給され、デコードされた推定値の各々の一連の品質測定規準も供給される。これらの品質測定規準はシンボルエラーレート、山本測定規準、およびＣＲＣチェックを含めることができる。制御プロセッサ６１７はデコードされたフレームの１つを遠隔局に供給しまたはフレーム消去を宣言する。
【００６１】
好適実施形態において、図６Ａに示す復調器６０４は各情報チャネルのための１つの復調チェーンを有する。例示復調器６０４は例示変調器により変調される信号に複合復調を行なう。上述したように、受信器（ＲＣＶＲ）６０２は受信した逆方向ＲＦ信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、ＱおよびＩベースバンド信号を出力する。
【００６２】
デスプレッダ６２２および６２４はそれぞれ図５Ａからのロングコードを用いてＩおよびＱベースバンド信号をデスプレッドする。ベースバンドフィルタ（ＢＢＦ）６１８および６２０はそれぞれＩおよびＱベースバンド信号をフィルタする。
【００６３】
デスプレッダ６２２および６２４はそれぞれ図５ＢのＰＮＩシーケンスを用いてＩおよびＱ信号をデスプレッドする。同様に、デスプレッダ６２６および６２８はそれぞれ図５ＢのＰＮＱシーケンスを用いてＱおよびＩ信号をデスプレッドする。デスプレッダ６２２および６２４の出力は結合器６３０において結合される。デスプレッダ６２８の出力は結合器６３２においてデスプレッダ６２４の出力から減算される。次に、結合器６３０および６３２の各出力は、図５Ｂの関心のある特定チャネルをカバーするために使用されたウオルシュコードを用いてウオルシュアンカバラー(Walsh-uncoverer)６３４および６３６においてウオルシュアンカバーされる。ウオルシュアンカバラー６３４および６３６の各出力はアキュムレータ６４２および６４４により１つのウオルシュシンボルを越えて加算される。
【００６４】
結合器６３０および６３２の各出力もアキュムレータ６３８および６４０により１つのウオルシュシンボルを越えて加算される。アキュムレータ６３８および６４０の各出力はつぎにパイロットフィルタ６４６および６４８に印加される。パイロットフィルタ６４６および６４８は、パイロット信号データ（図５Ａ）の推定される利得と位相を決定することによりチャネル条件の推定を発生する。パイロットフィルタ６４６の出力は、複合乗算器６５０および６５２において、アキュムレータ６４２および６４４の各出力と複合乗算される。同様に、パイロットフィルタ６４８の出力は、複合乗算器６５４および６５２においてアキュムレータ６４２および６４４の各出力と複合乗算される。複合乗算器６５４の出力は結合器６５８において複合乗算器６５０の出力と加算される。複合乗算器６５６の出力は結合器６６０において複合乗算器６５２の出力から減算される。最後に、結合器５５８および６６０の出力は結合器６６２で結合され関心のある変調された信号を出力する。
【００６５】
特定の前述にもかかわらず、この開示の利点を有する通常の熟練工は、上述の装置は、この発明の範囲を逸脱することなく異なる構成の機械として実現可能であることが認識されるであろう。同様に、平行法を構築することができる。特定の装置例として、加算素子６２２と加算素子６２６は機能ブロック図においては別箇の素子として示されているけれども、図６Ｂに示すような加算素子６２２のような部品の１つを加算素子６２６と結合することができる。
【００６６】
信号を有する媒体
上述した方法は、例えば一連の機械読み出し可能な命令を実行するために基地局を動作させることにより実現可能である。これらの命令は種々のタイプの信号を有する媒体に存在させることができる。この点で、この発明の一実施形態はプログラムされたプロダクト、または、信号を有する媒体からなる製品に関係し、それにより上述した方法を実行するためにデジタル信号プロセッサにより実行可能な機械読み出し可能な命令のプログラムを具現化する。
【００６７】
信号を有する媒体はなんらかのタイプのデジタルデータ記憶媒体から構成し得る。例示デジタルデータ記憶媒体は図７に示される。他の例示記憶媒体は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、基地局によりアクセス可能なデジタルデータまたは光記憶装置、あるいは他の適当な信号を有する媒体から構成し得る。この発明の説明するための実施例において、機械読み出し可能な命令はＣ、Ｃ＋、Ｃ＋＋あるいは他のコーディング言語のような言語からコンパイルされたソフトウエアオブジェクトコードを構成することができる。
【００６８】
順方向スケジューリングアルゴリズム
一実施形態において、ＢＳ（図示せず）は無線通信システムにおいて順方向リンクスケジューリングを達成するために図８のフローチャートに示される方法ステップを実行するように構成される。以下の条件を特定の実施形態に従って適用可能である。（１）Ｎの補足チャネル（ＳＣＨ）データユーザがあり、各々は基本チャネル（ＦＣＨ）と結びつく；（２）ＳＣＨアクティブセット＝１かつＦＣＨアクティブセット≧１；（３）ターボでコーダはＳＣＨのために使用され、重畳デコーダはＦＣＨのために使用される；（４）ＳＣＨユーザが（高速予測に必要な）３つのレートまで決定するのにブラインドレート決定が使用される；（５）フレームの始めで必要なＦＣＨ電力を予測するために（システムシミュレーションには無いけれども）予測子がＢＳにおいて利用可能である。（６）データユーザのために利用可能な電力
【数１】
0004694081.tif 000002
但し、Ｐｍａｘは合計電力であり、Ｏｔｈｅｒ  ｐｏｗｅｒｓはオーバヘッド電力レベル（例えば、パイロットチャネル、ページングチャネル、同期チャネル、および制御チャネル（ＣＣＨ）のための）；（７）伝送されたユーザの電力とレートがマージンを用いて決定された後、利用可能な電力Ｐａのすべてを使用するために電力は比例的に増大される；（８）システムシミュレータはフレームタイミング、フレーム毎のフェーディング変化、データユーザのための個々のキュー、および各フレームに必要なＦＣＨ電力を含まなければならない。
【００６９】
ステップ７００において、ＢＳはユーザスループットＴＩ（０）。次にＢＳはステップ７０２に進む。ステップ７０２において、ＢＳはｋ番目のフレームの入力パラメータを得る。次にＢＳはステップ７０４に進む。ステップ７０４において、ＢＳは、各データユーザのための潜在ＳＣＨレート、Ｒｉ（ｋ）、優先順位指数、Ｉｉ（ｋ）を計算する。次にＢＳはステップ７０６に進む。ステップ７０６において、Ｓ＝｛１，２，．．．，Ｎ｝、Ｐｒ（ｋ）＝Ｐａ（ｋ）、但しＰｒ（ｋ）＝利用可能な残り電力であり、Ｓは新しいユーザ集合である。次にＢＳはステップ７０８に進む。ステップ７０８において、ＢＳは伝送レートおよび伝送電力を設定し、ユーザスループットＴｉ（ｋ）を更新する。次にＢＳはステップ７０２に戻る。すべてのフレームが処理されるまで反復が継続される。
【００７０】
特定の実施形態に従って、図８においてＢＳにより取り込まれたアルゴリズムステップは図９のフローチャートを参照して詳細に記載される。図９のステップ８００において、ＢＳ（図示せず）は、Ｔｉ（０）をｉ＝１，２，．．．、Ｎに対して９．６ｋｂｐｓに設定することによりユーザスループットをイニシャライズする。ただし、ｉはユーザ番号を示す指数であり、Ｎはユーザの合計数である。他の実施形態において、ユーザスループットは１４．４ｋｂｐｓにイニシャライズされる。次に、ＢＳはステップ８０２に進む。
【００７１】
ステップ８０２乃至８０６において、ＢＳはｋ番目のフレームの入力パラメータを取得する。ステップ８０２において、ＢＳはデータユーザに利用可能な合計電力Ｐａ（ｋ）を計算する。ユーザデータに利用可能な合計電力は、ＢＳのための最大電力（便宜的に一定である）から、基本チャンネル電力レベルの和および他のすべての和の両方、またはオーバヘッド、電力レベル（例えばパイロットチャネル、ページングチャネル、同期チャネル、および制御チャネルのための電力レベル）を減算することにより便宜的に計算することができる。ＢＳはステップ８０４に進む。ステップ８０４において、ＢＳは各データユーザｉのフレームｋのＦＣＨ伝送電力
【数２】
0004694081.tif 000003
を取得する。但し、ユーザ数をＮとしてｉ＝１，２，．．．，Ｎである。ＦＣＨ電力レベルは多数の以前のフレームに対して時間に関して各フレームの電力制御グループを積分し、次に、ｃｄｍａ２０００において指定されるｋ番目のフレームに必要な瞬時電力を予測することにより取得される。次にＢＳはステップ８０６に進む。ステップ８０６において、ＢＳはｉ＝１，２，．．．，Ｎに対し各データユーザｉのフレームｋのＦＣＨ伝送レート
【数３】
0004694081.tif 000004
を取得する。データコール中伝送レートは便宜的に一定であり、ｃｄｍａ２０００に指定されるようにフルレート（例えば９．６ｋｂｐｓまたは１４．４ｋｂｐｓ）、ハーフレート、１／４レート、１／８レートのいずれかである。ＢＳは次にステップ８０８に進む。
【００７２】
ステップ８０８乃至８１０において、ＢＳは各データユーザに対し可能なＳＣＨ、Ｒｉ（ｋ）および優先順位指数Ｉｉ（ｋ）を計算する。ステップ８０８において、ＢＳは以下の式に従って各ユーザのための可能なＳＣＨを決定する。
【００７３】
【数４】
0004694081.tif 000005
但し、ＰＴＣはターボでコーダを用いてレート
【数５】
0004694081.tif 000006
でデータを伝送するのに必要な電力であり、ＰＣＣは重畳デーダを用いてレート
【数６】
0004694081.tif 000007
でデータを伝送するのに必要な電力である。ＰＴＣおよびＰＣＣはシミュレーションを介して便宜的に得られ動作前にＢＳ内のルックアップテーブルに記憶される。値αＰＭは便宜的に１より大きい伝送電力予測マージンである。値αＡＳＭは便宜的に１より大きいアクティブセットマージンである（ＦＣＨアクティブセットは１より大きいけれども、音声コールのためにユーザと１以上のＢＳ同時に通信可能にし、ＳＣＨは１に等しく、ユーザからのデータコールを丁度１つのＢＳに制限する）。次にＢＳはステップ８１０に進む。ステップ８１０において、ＢＳは以下の式に従って各ユーザのための優先順位指数を決定する。
【００７４】
Ｉｉ（ｋ）＝Ｒｉ（ｋ）／（Ｔｉ（ｋ），（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）
次に、ＢＳはステップ８１２に進む。
【００７５】
ステップ８１２乃至８３０において、ＢＳは、Ｓ＝｛１，２，．．．，Ｎ｝およびＰｒ（ｋ）＝Ｐａ（ｋ）（但しＰｒ（ｋ）は利用可能な残り電力でありはＳは新しいユーザ集合である）と仮定して各ユーザｊのための実際のＳＣＨ伝送レート
【数７】
0004694081.tif 000008
を計算する。ステップ８１２においてＢＳは
【数８】
0004694081.tif 000009
を許し、ｒｌ≦Ｒｊ（ｋ）＜ｒｌ＋１となるように多数の利用可能なレート（ｒ１＜ｒ２，．．．，＜ｒＭ）にＲｊ（ｋ）を合わせる。レートの数はシグナリングチャネルを介してＢＳとデータユーザとの間で交渉されるいかなるレートの数であり得る。特定の実施形態において利用可能なレートの数は３である。次にＢＳはステップ８１４に進む。ステップ８１４において、ＢＳはＲｊ（ｋ）＜ｒ１か否か判断する。Ｒｊ（ｋ）がｒ１より小さければ、ＢＳはステップ８１６に進む。一方、Ｒｊ（ｋ）がｒ１より小さくなければ、ＢＳはステップ８１８に進む。ステップ８１６においてＢＳはユーザｊの実際の伝送レート
【数９】
0004694081.tif 000010
をゼロに等しく設定する。ステップ８１８において、ＢＳはＲｊ（ｋ）＞ｒＭか否か判断する。Ｒｊ（ｋ）がｒＭより大きければ、ＢＳはステップ８２０に進む。一方、Ｒｊ（ｋ）がｒＭより大きくなければ、ＢＳはステップ８２２に進む。ステップ８２０において、ユーザｊのための実際の伝送レート
【数１０】
0004694081.tif 000011
をｒＭに等しく設定する。ステップ８２２において、ＢＳはユーザｊの実際の伝送レート
【数１１】
0004694081.tif 000012
をｒｌに等しく設定する。次にＢＳはステップ８２４に進む。
【００７６】
ステップ８２４において、ＢＳは以下の式に従って利用可能な残りの電力Ｐｒ（ｋ）を更新する。
【００７７】
【数１２】
0004694081.tif 000013
次にＢＳはステップ８２６に進む。ステップ８２６において、ＢＳはユーザ集合Ｓからユーザｊを減算することにより新しいユーザ集合Ｓを更新する。次にＢＳはステップ８２８に進む。ステップ８２８において、ＢＳは以下の式に従って新しい伝送レートＲｉ（ｋ）を更新する。
【００７８】
【数１３】
0004694081.tif 000014
次にＢＳはステップ８３０に進む。ステップ８３０においてＢＳはユーザ集合Ｓがゼロに等しくないか判断する。ユーザ集合Ｓが空集合φでなければＢＳはステップ８１２に戻り、ステップ８１２乃至８３０を反復し、次のユーザｊのために、次のユーザのための実際のＳＣＨ伝送レート
【数１４】
0004694081.tif 000015
を計算する。一方、ユーザ集合Ｓが空集合φであるならば、ＢＳはステップ８３２に進む。
【００７９】
ステップ８３２乃至８３６において、ＢＳは各ユーザのための伝送レートおよび伝送電力を設定し、ｋ番目のフレームに対しユーザスループットＴｉ（ｋ）を更新する。ステップ８３２において、ＢＳはレート
【数１５】
0004694081.tif 000016
でデータを伝送する。次にＢＳはステップ８３４に進む。ステップ８３４において、ＢＳは以下の式に従ってユーザｉの伝送電力を更新する。
【００８０】
【数１６】
0004694081.tif 000017
次にＢＳはステップ８３６に進む。ステップ８３６において、ＢＳは以下の式に従ってｋ番目のフレームに対してユーザスループットＴｉ（ｋ）を更新する。
【００８１】
【数１７】
0004694081.tif 000018
但しｔは複数のフレームにおける窓サイズである。次に、ＢＳは次のフレームの処理を開始するためにステップ８０２に戻る。
【００８２】
以上、無線通信システムにおける順方向リンクスケジューリングを実行するための新規で改良された方法および装置について述べた。上述した実施形態に従って、ＢＳにおける利用可能な電力が、音声トラフィックを調整後、順方向リンクデータコールのために使用される。トータルシステムスループットは比例公正実行において公平にバランスされる。継続維持できるデータレートはＢＳにおいて便宜的に予測される。ＦＣＨの伝送電力は例示実施形態に従ってＳＣＨのための利得係数と便宜的に乗算される。すべての利用可能な電力が使用されるまで複数のユーザが同時に伝送することができる。
【００８３】
当業者に理解されるように、例えばｃｄｍａ２０００において指定されるＤＣＣＨのような他のチャネルを他の実施形態においてＦＣＨの代わりに使用することができる。従って、例えば、ＤＣＣＨ（重畳的に符号化される）はＳＣＨ（ターボ符号化される）の適当な利得係数と乗算される。
【００８４】
当業者は、ここに開示した実施形態と関連して記載された種々の例証となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは電子ハードウエア、コンピュータソフトウエア、あるいはそれら両方の組合せとして実現可能である。種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路およびステップは一般にそれらの機能の点から述べた。機能がハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかどうかは、特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられた設計上の制約に依存する。熟練工はこれらの環境の下でのハードウエアとソフトウエアの互換性および各特定のアプリケーションに対して記載された機能をどのようにベストに実現するかを認識する。例として、ここに開示した実施形態に関連して記載した種々の例示論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、デジタルシグナルプロセッサ（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装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、例えばレジスタとＦＩＦＯのようなディスクリートハードウエア部品、一連のファームウエア命令を実行するプロセッサ、またはそれらのいずれかの組合せを用いて実現または実行可能である。プロセッサは便宜的にはマイクロプロセッサであるが、別の方法では、プロセッサはいかなる汎用プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラあるいは状態機械であってもよい。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に知られている他のいかなる形態の記憶媒体に常駐させることができる。さらに当業者は、上記記載の全体に渡って参照されるデータ、命令、コマンド、情報、信号、およびチップは便宜的に電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、オプティカルフィールドまたは粒子またはそれらのいずれかの組合せにより表される。
【００８５】
他の実施形態
現在この発明の例示実施形態であると考えられるものを示したが、当業者には付加されたクレームにより定義されるように、この発明の範囲を逸脱することなく種々の変更および改良が可能であることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態に従う時間に関する伝送電力変動を示す図である。
【図２】  この発明の一実施形態に従う望ましい補足チャネル伝送電力を示す図である。
【図３】  この発明の一実施形態に従う動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図４ａ】  この発明に従って使用される移動局のための一般的な構成のブロック図である。
【図４ｂ】  この発明の一実施形態に従って使用される一般的なチャネル構造のブロック図である。
【図５ａ】  この発明の一実施形態に従って使用されるデジタル信号処理装置のハードウエア部品および相互接続のブロック図である。
【図５ｂ】  図５ａに示される変調器５２６のハードウエア部品および相互接続であってこの発明の一実施形態に従って使用されるブロック図である。
【図６ａ】  この発明の一実施形態に従って使用されるデジタル信号処理基地局装置のハードウエア部品および相互接続のブロック図である。
【図６ｂ】  図６ａに示す復調器のハードウエア部品および相互接続であってこの発明の一実施形態に従って使用されるブロック図である。
【図７】  この発明の一実施形態に従う例示デジタルデータ記憶媒体である。
【図８】  順方向リンクスケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局により行なわれる方法ステップを示すフローチャートである。
【図９】  順方向スケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局により行なわれる詳細な方法ステップを示すフローチャートである。
【図９ａ】  順方向スケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局により行なわれる詳細な方法ステップを示すフローチャートである。
【図９ｂ】  順方向スケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局により行なわれる詳細な方法ステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
４０１・・・移動局
４０３・・・テーブルビット発生器
４０５・・・エンコーダ
４０７・・・繰り返し発生器
４０９・・・ブロックインタリーバ
４１１・・・ロングコード発生器
５００・・・無線通信装置
５０２・・・可変レートデータソース
５０４・・・ＣＲＣおよびテーブルビット発生器
５０６・・・エンコーダ
５０８・・・繰り返し発生器
５１０・・・インターリーバ
５１２・・・メッセージ発生器
５１４・・・ＣＲＣおよびテーブルビット発生器
５１６・・・エンコーダ
５１８・・・繰り返し発生器
５２０・・・インターリーバ
５２２・・・繰り返し発生器
５２４・・・マルチプレクサ
５２６・・・変調器
５３０・・・送信器
５３２・・・第１補足データチャネル
５３４・・・パイロットおよび電力制御シンボル
５３６・・・専用制御チャネル
５３８・・・第２補足データチャネル
５４０・・・基本チャネル
５４２・・・拡散素子
５４４・・・相対利得素子
５４６・・・加算素子
５４８・・・拡散素子
５５０・・・相対利得素子
５５２・・・拡散素子
５５４・・・相対利得素子
５５６・・・加算器
５５８・・・拡散素子
５６０・・・相対利得素子
５６４、５６６、５６８、５７０、５７２・・・乗算器
５７４・・・減算器
５７６・・・加算素子
５７８、５８０・・・ベースバンドフィルタ
５８２、５８４・・・利得素子
５８６、５８８・・・アップコンバータ
５９０、６２２、６２６・・・加算素子
６００・・・基地局
６０２・・・受信器
６０４・・・復調器
６０６・・・アキュムレータ
６０８・・・デインターリーバ
６１０・・・デコーダ
６１３・・・ＣＲＣチェック
６１７・・・制御プロセッサ
６１８、６２０・・・ベースバンドフィルタ
６２２、６２４、６２６、６２８・・・デスプレッダ
５５８、６３０、６３２、６５８、６６０・・・結合器
６３４、６３６・・・ウオルシュアンカバラー
６３８、６４０、６４２、６４４・・・アキュムレータ
６４６、６４８・・・パイロットフィルタ
６５０、６５２、６５４、６５６・・・複合乗算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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