(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャリア周波数上に規定された一連のフレームのタイムスロット内で端末と通信するように動作する少なくとも一つの基地局を含むワイヤレス通信システムの操作方法であって、前記方法は、
一連のフレーム上に分布された第１の複数のタイムスロットを含み第１レベルのエラー訂正符号化冗長度を与える通常チャネルの第１のタイムスロット内で単一端末と通信するステップと、
一連のフレーム上に分布された第２の複数のタイムスロットを含み第１レベルのエラー訂正符号化冗長度よりも大きい第２レベルのエラー訂正符号化冗長度を与える高侵入チャネルの第２のタイムスロット内で複数の端末と通信するステップであって、高侵入チャネルは複数の拡散符号規定のサブチャネルを含むステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、通常チャネルおよび高侵入チャネルはエラー訂正符号に従って通常チャネルが単一メッセージユニットを単一スロット内で伝達し高侵入チャネルが単一メッセージユニットを複数のスロットを介して伝達するように、共通プロトコルレイヤに従ってフォーマット化されたメッセージユニットを伝達するように動作する方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、高侵入チャネルは正規チャネルにより加えられるエラー訂正符号および付加エラー訂正符号の連接を表わすエラー訂正符号を加える方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
単一端末と通信する前記ステップは第１の情報レートで単一端末と通信するステップを含み、
複数の端末と通信する前記ステップは第１の情報レートよりも低い第２の情報レートで複数の端末の中の一つの端末と通信するステップを含む方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、さらに、単一端末および複数の端末の中の一つの端末に関連するそれぞれの通信制約に基づいて単一端末を第１のタイムスロットに複数の端末の中の一つの端末を第２のタイムスロットに割り当てるステップを含む方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、通信制約は性能要求条件および信号受信状態を含む方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、性能要求条件は情報レートまたはエラーレートの少なくとも一つを含み、信号受信状態は信号対ノイズ比を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
(技術の分野)
本発明は通信方法および装置に関し、特に、ワイヤレス通信におけるリソース割当て若しくは配分方法および装置に関する。
【０００２】
ワイヤレス通信システムは加入者に音声およびデータ通信を提供するために広く利用されている。例えば、ＡＭＰＳ，ＥＴＡＣＳ，ＮＭＴ−４５０，およびＮＭＴ−９００等のアナログセルラー無線電話システムが世界中で長い間成功裏に展開されてきている。北米標準ＩＳ−５４および欧州標準ＧＳＭに従うようなデジタルセルラー無線電話システムが１９９０年代の初めから運用されてきている。最近になって、広くＰＣＳ(Personal Communication Service)と呼ばれる多様なワイヤレスデジタルサービスが導入されてきており、ＩＳ-１３６およびＩＳ-９５等の標準に従ったアドバンスド・デジタル・セルラー・システム(advanced digital cellular system)、ＤＥＣＴ(Digital Enhanced Cordless Telephone)等の低電力システムおよびＣＤＰＤ(Cellular Digital Packet Data)等のデータ通信サービスが含まれる。これらのシステムおよびその他のシステムはギブソンが編集しCRC Press (1996)が出版した“The Mobile Communications Handbook”に記述されている。
【０００３】
図１に典型的な地上セルラー無線電話通信システム２０を示す。セルラー無線電話システム２０は基地局２６によりサービスされる複数のセル２４および移動電話交換オフィス（ＭＴＳＯ）２８と通信する一つ以上の無線電話機（移動端末）２２を含むことができる。図１には３つのセル２４しか図示されていないが、典型的なセルラー網は数百のセルを含むことができ、２つ以上のＭＴＳＯを含むことができ、数千の無線電話機にサービスすることができる。
【０００４】
セル２４は通信システム２０内で一般的にノードとして働き、そこから、セル２４にサービスする基地局２６により無線電話機２２とＭＴＳＯ２８間にリンクが確立される。各セル２４には一つ以上の専用制御チャネルおよび一つ以上のトラフィックチャネルが割り当てられている。制御チャネルはセル識別およびページング情報を送信するのに使用される専用チャネルである。トラフィックチャネルは音声およびデータ情報を運ぶ。セルラー網２０を介して、２つの移動端末２２間または移動端末２２と公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）３４を介した陸上回線電話ユーザ３２間で二重無線通信リンクを達成することができる。基地局２６の機能はセル２４と移動端末機２２間の無線通信を処理することである。ここでは、基地局２６はデータおよび音声信号に対する中継局として機能する。
【０００５】
図２に示すように、衛星４２を利用して従来の地上基地局により実施されるのと同じ機能を実施することができ、例えば、人口分布が疎らなエリアや起伏の多い地形で従来の陸上回線電話や地上セルラー電話インフラストラクチュアでは技術的または経済的に実行できないエリアにサービスすることができる。衛星無線電話システム４０は、典型的に、一つ以上の地上局４４と端末２３間のリレーまたはトランスポンダとして働く一つ以上の衛星４２を含んでいる。衛星は二重リンク４６を介して端末２３および地上局４４に無線電話通信を運ぶ。地上局４４は、次に、公衆電話交換網３４に接続されて、衛星無線電話機間の通信および衛星無線電話機と従来の地上セルラー無線電話機または陸上回線電話機間の通信を許す。衛星無線電話システム４０はシステムによりサービスされる全体エリアをカバーする単一アンテナビームを利用することができ、あるいは、図示するように、衛星は各々がシステムのサービス領域内の異なる地理的カバレッジエリア５０にサービスする多数の最小重複ビーム４８を作り出すように設計することができる。カバレッジエリア５０は図１の地上セルラーシステム２０のセル２４と同じ機能を果たす。
【０００６】
図１および２に示すようなワイヤレスシステムのユーザにワイヤレスサービスを提供するのに数種のアクセス技術が従来使用されている。従来のアナログセルラーシステムは一般的に周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）と呼ばれるシステムを利用して通信チャネルを作り出し、個別の周波数帯域はそれを介してセルラー端末がセルラー基地局と通信するためのチャネルとして働く。典型的に、これらの帯域はシステム容量を増大するために地理的に離れたセルにおいて再利用される。
【０００７】
最新のデジタルワイヤレスシステムは典型的に時分割多元接続（ＴＤＭＡ）および符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）等の異なる多数のアクセス技術を利用して高められたスペクトル効率を与える。ＧＳＭやＩＳ-１３６標準に従ったＴＤＭＡシステムでは、キャリア周波数は順次タイムスロットに分割され、それらは複数のチャネルが単一キャリア上で多重化できるように多数のチャネルへ割り当てられる。ＩＳ-９５標準に従ったＣＤＭＡシステムは独持の（ユニークな）拡散符号、すなわち、通信システムが動作する周波数スペクトルの広い部分にわたってオリジナルデータ変調キャリアを拡散する符号によりデータ変調キャリアを変調することによりチャネルが規定される“周波数拡散”技術を使用してチャネル容量の増大を達成する。
【０００８】
ハイブリッドＴＤＭＡ／ＣＤＭＡシステムが提案されている。このようなシステムの例はデントの米国特許第5,790,549号(1998年8月4日発行)、デントの米国特許第5,566,168号(1996年10月15日発行)、デントの米国特許第5,539,730号(1996年7月23日発行)、ホーニグ等の米国特許第5,481,533号(1996年1月2日発行)、ギトリン等の欧州特許出願EP-A-0680168(1995年11月2日公開)、英国特許出願GB-A-2290928(1996年1月10日公開)、および1994年10月31日にTechnical Ad Hoc Group(TAG)One(オムニポイント社)によりJoint Technical Committee on Wireless Access JCT(Air)に提供された、“Draft PCS2000標準(PN-3390)”に記載されている。
【０００９】
最近、例えば、テキストメッセージングを含む伝送以外のサービスおよびインターネットアクセス、ビデオ等のマルチメディアサービスに対するワイヤレス通信システムの需要が迅速に増加してきている。典型的に、これらの各サービスは異なる性能要求条件を有する。これらの各サービスに対して別々のワイヤレスインフラストラクチュアを提供することは一般的に実際的ではないため、性能要求条件の異なる多数のサービスが共通のインフラストラクチュアを有効かつ効率的に利用できるワイヤレス通信装置および方法に対する必要性が生じている。
【００１０】
（発明の開示）
本発明に従って、端末に関連する一つ以上の通信制約（コンストレイント）条件に基づいて、例えば、端末に関連する情報レートやビットエラーレート等の性能要求条件およびその下で端末が作動する、信号対ノイズ比等の、信号受信状態に基づいて、端末は全体タイムスロットまたは拡散符号により規定されるタイムスロットのサブチャネルに割り当てられる。本発明の一側面に従って、この割当ては利用可能なタイムスロット数、利用可能な帯域幅、利用可能な拡散符号、および送信電力等のシステムリソースが最適化されるように実施される。このようにして、変動する性能要求条件を有する多数のサービスを共通ワイヤレスインフラストラクチュアにより効率的に提供することができる。
【００１１】
特に、本発明の一側面に従って、複数のキャリア周波数上に規定された繰返しタイムスロット内で通信するように動作する少なくとも一つの基地局を含むワイヤレス通信システムが、端末に関連する通信制約に基づいて全体タイムスロット(an entire time slot)またはタイムスロットの拡散符号規定のサブチャネルを端末に割り当てることにより作動される。通信制約は情報レートやエラーレート等の性能要求条件および信号対ノイズ比等の信号受信状態を含むことができる。
【００１２】
本発明の実施例では、単一端末が識別され該単一端末に関連する通信制約が識別される。複数の他の端末も識別され、複数の端末の各々に関連するそれぞれの通信制約が決定される。第１のタイムスロットは単一端末に関連する通信制約に基づいて該単一端末に排他的に割り当てられる。第２のタイムスロットは複数の端末に関連する通信制約に基づいて複数の端末に割り当てられる。システムは第１のタイムスロットを使用して単一端末と通信し、それぞれのサブチャネルを使用して第２のタイムスロット内で複数の端末の各々と通信し、複数のチャネルの各々は直接シーケンス拡散符号すなわちスクランブリングマスクとすることができるそれぞれの拡散符号に従って符号化される。
【００１３】
このシステムは第１の情報レートで単一端末と通信することができ、かつ第１の情報レートよりも低い第２の情報レートで複数の端末の中の一つの端末と通信することができる。第２のタイムスロットの多数のサブチャネルを複数の端末の各々に割り当てることができる。本発明のもう一つの実施例では、サブチャネルが高突抜け又は高侵入(high-penetration)チャネルのサブチャネルを表わすように、第２のタイムスロットが高侵入チャネルに割り当てられる。
【００１４】
本発明のもう一つの側面に従って、ワイヤレス通信システムの操作方法が提供される。ワイヤレス通信システムは複数のキャリア周波数上の複数のタイムスロットを使用して各端末と通信し、夫れ夫れの拡散符号に従って１つのタイムスロット上の夫れ夫れのサブチャネルで通信し、かつ可変符号化レートおよび可変帯域幅で１つのチャネルを介して通信するように動作する。システムは１つの端末に関連する通信制約を決定する。システムは決定した通信制約に基づいてタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を割り当てる。
【００１５】
通信制約は性能要求条件および信号受信状態を含むことができる。性能要求条件は情報レートおよびエラーレートの少なくとも一つを含むことができる。信号受信状態は信号対ノイズ比を含むことができる。システムは利用可能な帯域幅、利用可能なタイムスロット数、および利用可能な拡散符号数の少なくとも一つが最適化されるようにタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を端末に割り当てることができる。
【００１６】
本発明のもう一つの側面に従って、複数のキャリア周波数上に規定された繰返しタイムスロット内で通信するように動作するワイヤレス通信システムは１つの端末に関連する通信制約を決定する手段を含んでいる。通信制約決定手段に応答し、決定した通信制約に基づいて全体タイムスロットまたはタイムスロットの拡散符号規定のサブチャネルの１つを該端末に割り当てる手段が設けられる。割り当てられた全体タイムスロットまたはサブチャネルで端末と通信する手段も設けられる。
【００１７】
本発明のもう一つの側面に従って、ワイヤレス通信システムは１端末に関連する通信制約を決定する手段と、通信制約決定手段に応答し決定した通信制約に基づいてタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を割り当てる手段とを含んでいる。好ましくは、割当て手段は利用可能な帯域幅、利用可能なタイムスロット数、および利用可能な拡散符号数または送信電力の少なくとも一つが最適化されるようにタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を該端末に割り当てる。
【００１８】
本発明のさらにもう一つの側面に従って、ワイヤレス通信システムは複数のキャリア周波数上の複数のタイムスロットを使用して通信を行い、それぞれの拡散符号に従ってタイムスロット上のそれぞれのサブチャネルで通信を行い、かつ可変符号化レートおよび可変帯域幅でチャネルを介して通信を行うように動作する基地局を含んでいる。リソースアロケータ（資源配分装置）が基地局に関連づけられていて１端末に関連する通信制約を決定し、かつ決定した通信制約に基づいてタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を該端末に割り当てるように動作する。基地局はリソースアロケータに応答し割り当てられたタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅に従って該端末と通信する。好ましくは、リソースアロケータは利用可能な帯域幅、利用可能なタイムスロット数、および利用可能な拡散符号数、または送信電力の少なくとも一つが最適化されるようにタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を該端末に割り当てるように動作する。
【００１９】
本発明のさらにもう一つの側面に従って、ワイヤレス通信システムと通信する１つの端末は該端末に関連する通信制約をシステムに知らせる手段と、決定した通信制約に基づいてシステムにより該端末に割り当てられるタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を使用してシステムと通信する手段と、を含んでいる。本発明の実施例では、該端末は全体タイムスロットまたは拡散符号により規定されるタイムスロットのサブチャネルを使用してシステムと通信する手段を含んでいる。
【００２０】
（発明を実施するための最良の形態）
次に、本発明の好ましい実施例を示す添付図に関して本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形式で実施することができ、ここに記載した実施例に限定されるものではなく、これらの実施例は本開示が綿密で完全なものであり、当業者に発明の範囲を十分に伝えるために提供されるものである。図面において、同じ番号は同じ要素を表わす。
【００２１】
ワイヤレス通信システム３００の本発明を実施することができる部分を図３に示す。ワイヤレス通信システム３００は基地局３２０およびリソースアロケータ３１２を含んでいる。基地局３２０はアンテナ３２６、ハイブリッドＴＤＭＡ／ＣＤＭＡトランシーバ３２４、およびトランシーバ３２４の動作を制御するコントローラ３２２を含んでいる。基地局３２０は電源その他の支援装置等のいくつかの他のコンポーネントを含むことができ、ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡトランシーバ３２４はミクサ、復調器、復号器、タイミング発生器等のコンポーネント、およびその他の多様な通信コンポーネントのさまざまな組合せを含むことができることがお判りであろう。このようなコンポーネントの詳細な動作は当業者ならば既知であり、その詳細な説明は本発明を理解するのに必要ではない。一般的に、基地局３２０の機能は特殊目的または汎用計算装置で実行する特殊目的ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア、またはその組合せを使用して実現できることがお判りであろう。
【００２２】
リソースアロケータ３１２は基地局３２０に接続された移動交換センタ３１０内に実現されるように例示されている。リソースアロケータ３１２はここで詳しく説明する本発明のさまざまな側面に従って基地局３２０と通信する端末（図示せず）にタイムスロット、拡散符号、符号化レートおよび帯域幅を割り当てるように動作する。リソースアロケータ３１２は、ここでは、ＭＳＣ３１０内に実現されるように例示されているが、リソースアロケータ３１２の機能は他の通信システムコンポーネント内に実現することもでき、一般的には、ワイヤレス通信システムインフラストラクチュアの共通使用コンポーネント間に分散させることができる。また、リソースアロケータ３１２は特殊目的または汎用計算装置で実行する特殊目的ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア、もしくはその組合せを使用して実現できることもお判りであろう。
【００２３】
図４は本発明に従った装置および方法を実施することができるワイヤレス端末４００を示す。端末４００は無線周波数（ＲＦ）信号を送受信するアンテナ４１０を含んでいる。端末４００はディスプレイ４２０、キーパッド４３０、スピーカ４４０およびマイクロホン４５０を含むユーザインターフェイス４１２も含んでいる。端末４００は、さらに、ユーザインターフェイス４１２の動作を制御するコントローラ４７０、およびアンテナ４１０に接続されコントローラ４７０により制御されるＴＤＭＡ／ＴＤＭＡトランシーバ４８０を含んでいる。コントローラ４７０は、例えば、コントローラ４７０により使用されるプログラム命令およびデータを格納する端末４００のメモリ４６０にも関連づけられる。ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡトランシーバ４８０はミクサ、復調器、復号器、タイミング発生器等のコンポーネント、およびその他の多様な通信コンポーネントのさまざまな組合せを含むことができる。コントローラ４７０はここに記述されている機能を実施するコンピュータ命令をロードして実行するように動作する、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラその他の処理装置を含むことができる。
【００２４】
図５Ａ-５Ｂは、例えば、図４に示す基地局３２０および端末４００と共に図３のリソースアロケータ３１２を使用して実現することができる本発明に従った典型的なチャネル割当てを示す。複数のキャリア周波数５０５がその上に規定されたタイムスロット５１０の繰返しフレーム５３０を有する。通信制約に基づいて、例えば、情報レートおよび／またはエラーレート等の性能要求条件およびその下で端末が動作する信号対ノイズ比等の信号受信状態の組合せに基づいて、１つの全体タイムスロット５１０または１つのタイムスロット５２０の拡散符号規定サブチャネル５２０ａ-５２０ｎを端末に割り当てることができる。例えば、全体タイムスロット５１０は比較的高い情報レート要求条件を有する端末、例えば、高ビットレートデータサービスを要求する端末、であってさらに／または比較的悪い信号受信状態を有する端末に割り当てることができる。しかしながら、端末がメッセージまたは同様な低データレートサービスに関連づけられるような、良好な信号受信特性の下で比較的低い性能要求条件を有する場合には、それを他の端末と共に１つの拡散符号細分割タイムスロット５２０に割り当てることができる。図５Ｂに示すように、１つの細分割タイムスロット５２０内で、性能要求条件および信号受信状態に応じて単一端末には多数の拡散符号で規定されたサブチャネルを割り当てることができる。
【００２５】
（高侵入（高ペネトレーション）サービスを有するシステムにおける典型的なインプリメンテーション）
次に、正規（レギュラー）および“高突抜け(high-penetration)”の両サービスを提供するワイヤレス通信システムに関して本発明の側面を説明する。このようなシステムの例は出版されたＰＣＴ国際特許出願Nos.WO 00/30288およびWO 00/30289(共に2000年5月25日公開)に記述されている。
【００２６】
前記公開されたＰＣＴ国際特許出願に記述されている典型的な高侵入システムは、従来のＩＳ-１３６エアインターフェイスとコンパチブルな方法で、下りリンクでは専用高侵入制御チャネル（ＨＰ-ＤＣＣＨ）の上りリンクでは高侵入ランダムアクセスチャネル（ＨＰ-ＲＡＣＨ）の送信に一つ以上のトラフィックチャネル（フレーム構造の繰返しタイムスロット）を使用する。“通常の（ノーマル）”制御チャネルで使用される畳込み符号化の他に直交ウォルシュ-アダマール符号を使用することによりこれらのチャネル上に追加の冗長度が与えられる。追加の符号化により高侵入チャネルに対するリンクマージンは正規のチャネルに比べて著しく増加することができる。
【００２７】
図６に示すように、追加符号化によりレイヤ２メッセージ（通常、正規ＩＳ-１３６チャネル内の単一スロット内で送信される）は、３２個の“ＨＰスロット”を含む４１６個のスロットのハイパーフレーム６１０を規定する、一連のフレーム５３０内の１３個のスロット５２０’にわたって分散される、すなわち、特定のＨＰチャネルに割り当てられた１３個の正規スロットの群（グループ）化。公開されたＰＣＴ国際特許出願No.WO 00/64214 (2000年10月26日公開)に記述されているように、スロットのこれらのグループ化はメッセージレーテンシ、ロバストネスその他の性能要因の考慮に基づいてさまざまな方法で構成することができる。
【００２８】
図７について、本発明の実施例に従って、高侵入チャネルは追加符号化の他に各擬似ランダムスクランブリングマスクを適用することにより、さらに複数のサブチャネルへ細分割することができる。ユーザ情報７１２およびヘッダーＬ３ＨＤＲを含むレイヤ３メッセージ７１０がレイヤ２メッセージ７１５内に含まれる。レイヤ２メッセージ７１５はレイヤ２ヘッダーＬ２ ＨＤＲ、巡回冗長検査値フィールドＣＲＣ、およびテールビットＴＡＩＬも含んでいる。レイヤ１（物理）レベルにおいて、エラー訂正符号化（例えば、畳込み符号化）およびインターリービング７２０が適用され、続いてブロック符号化７３０、例えば、ビット繰返し付き(32,5)ウォルシュ-アダマール符号等のアダマール型符号化が行われる。スペクトル拡散サブチャネルを生成するために、次に、特定ユーザに個有なスクランブリングマスクが適用されて夫れ夫れのタイムスロット内で送信される一連のレイヤ１メッセージ７４０内に含まれるレイヤ２データＬ２ ＤＡＴＡ内に置かれるデータを生成する。各レイヤ１メッセージ７４０は同期フィールドＳＹＮＣ、共用チャネル帰還フィールドＳＦＣおよび予約ビットＲＳＶＤも含んでいる。図７はＩＳ-１３６フォーマットとコンパチブルなレイヤ１フォーマットを示し、例えば、ガードビットおよび他のデータアイテムを含む上りリンクメッセージフォーマットを含む他のメッセージフォーマットも本発明で使用できることがお判りであろう。
【００２９】
前記した技術を使用すれば、システムが高い要求を経験しつつあるなら、多数の端末が単一ＨＰ-スロットでメッセージを送受信することができる。多数の端末が１つのＨＰ-スロットに割り当てられる場合には、ＨＰ-スロットは端末が異なるスクランブリングマスク（符号）を介してチャネル分離を達成する符号拡散ＣＤＭＡ（ＣＳ-ＣＤＭＡ）システムとして見られることがある。したがって、このようなスクランブリング-符号サブチャネリングを利用するＴＤＭＡシステムはＴＤＭＡシステム内に埋め込まれたＴＤＭＡ／ＣＳ-ＣＤＭＡシステムとして見られることがある。
【００３０】
図７に関して前記した動作のバリエーションを本発明に使用することができる。例えば、低レート畳込み符号または他の低レート符号をアダマール符号の代わりに使用することができる。直接シーケンス（ＤＳ）ＣＤＭＡ符号化をＣＳ-ＣＤＭＡ拡散符号（マスク）の代わりに使用することができる。さらに、端末（ＨＰ-スロット）の特定のグループに割り当てられるスロットのグループ化を規定する代わりに、高侵入メッセージングに割り当てられるタイムスロットの全ユーザにそれぞれのスクランブリングマスクを割り当てて全てのタイムスロット内で送信することができる。例えば、各ユーザが1/416レートエラー制御符号を使用しかつ特定の拡散符号が割り当てられる場合には、各ユーザは図６のＨＰ-ハイパーフレームの416スロットの各スロット内で送信することができる。受信端において、ユーザは特定ユーザスクランブリング符号を使用して分離される。
【００３１】
ＣＤＭＡチャネルが同じ帯域幅を“純粋な”ＴＤＭＡチャネルとして利用するよう制約される場合には、ＣＤＭＡチャネルはショートメッセージサービス（ＳＭＳ）等の低ビットレートデータ応用に使用され、純粋なＴＤＭＡチャネルは音声サービス（2-10キロビット／秒(kbps)）等の高情報レートサービスに使用されるのが好ましい。しかしながら、システムがタイムスロットのＣＤＭＡサブチャネルに割り当てられた帯域幅を拡張できる場合には、これらのサブチャネルも高情報レートサービス、例えば、音声および／または高速データサービスに使用することができる。後述するように、帯域幅制約を除去することによりシステム内のリソース割当てにより柔軟性を提供することができる。
【００３２】
（リソース割当て）
ここに記述される混合ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ能力はリンクマージンを容量とトレードオフするのに使用することができる。ＨＰ-ＤＣＣＨおよびＨＰ-ＲＡＣＨが初期には多数のユーザを単一スロットに割り当てることなく入射トラフィックを処理するための十分な容量を有する前記したＨＰ-ＳＭＳシステムに対するシナリオを考える。この初期状態において、各ユーザはＨＰチャネルの余分の(extra)符号化により与えられる追加のリンクマージンを得ることが出来、増加されたレンジ又はイン−ビルディング・ペネトレーションを得ることが出来る。しかしながら、もしトラフィックが増加してＳＭＳ等のアプリケーションに対する低ビットレートトラフィックを要求するユーザ数は多いが、相当な数のこれらのユーザは良好な信号受信状態、例えば、良好な信号対ノイズ比を有する場合には、このような良好な受信状態の下で動作する多数のユーザが単一ＨＰ-スロットに割り当てられ、悪い信号受信状態を経験しているユーザは排他的にＨＰ-スロットに割り当てられることが出来る。このようにして、システムにはユーザの特別な制約に適応する柔軟性が与えられる。例えば、比較的良好な信号受信状態の下で動作するいくつかのＨＰ-ＳＭＳユーザがいるが、正規の制御チャネルを使用するのに十分なほど良好ではない場合に、このような方法は極端に有用となることがある。前記したように、ＣＤＭＡチャネルの帯域幅制約が緩和される場合には、向上された柔軟性を提供することができる。一般的に、ここに記述されたＴＤＭＡ／ＣＤＭＡアプローチによりシステムは変動する情報レート、エラーレートおよび他の性能要求条件および変動する信号受信状態で、システムリソースの使用を最適化しながら、多数のユーザをサポートすることができる。
【００３３】
図８-図１０は本発明の側面に従ったワイヤレス通信システムにおける典型的なリソース割当て操作を例示するフロー図である。図８-図１０のフロー図のブロック、およびフロー図内のブロックの組合せは、一般的に、限定はしないが、個別アナログおよび／またはデジタル回路、集積回路の組合せ、または一つ以上の特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）等の特殊目的ハードウェアを含む電子回路内に実現できることが理解される。また、図８-図１０のフロー図のブロック、およびフロー図内のブロックの組合せは、図３のＭＳＣ３１０内のプロセッサまたは他のコンピュータおよび図４の端末４００のコントローラ４７０等の、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置にロードしてコンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置で実行する命令がフロー図ブロック内で指定された機能を実現する手段を生成するマシンを作り出すコンピュータプログラム命令により実現できることも理解される。コンピュータプログラム命令はコンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置にロードして一連の操作ステップをコンピュータまたは他のプログラマブル装置で実施させて、コンピュータまたは他のプログラマブル装置で実行する命令がフロー図ブロック内で指定された機能を実現するステップを提供するようなコンピュータ実施プロセスを作り出すこともできる。
【００３４】
したがって、図８-図１０のフロー図のブロックは指定された機能を実施する手段の組合せおよび指定された機能を実施するステップの組合せをサポートする。図８-図１０のフロー図の各ブロック、およびその中のブロックの組合せ、によりサポートされる手段は前記した回路のような特殊目的ハードウェア、特殊目的または汎用データ処理装置で操作するソフトウェアまたはファームウェア、またはその組合せにより実行ができることがお判りであろう。
【００３５】
本発明の実施例に従った典型的なリソース割当て操作８００が図８に例示されている。ワイヤレス通信システムは端末からアクセス要求を受信し（ブロック８１０）、それに応答して端末に対する性能要求条件（例えば、ビットレートおよびエラーレート）および受信状態（例えば、現在の信号対ノイズ比（ＳＮＲ））を識別する（ブロック８２０）。性能要求条件は、例えば、アクセス要求を作るのに使用される同じメッセージ内でシステムに送信することができ、受信状態は、例えば、端末により測定されてシステムに送信された最近の信号強度測定値に基づいて識別することができる。識別した性能要求条件および受信状態に基づいて、システムはタイムスロット、同タイムスロット上のいくつかの拡散符号、符号化レート（例えば、ＨＰまたは通常）および帯域幅を該端末に割り当てる（ブロック８３０）。次に、システムは割り当てられたパラメータに従って同端末と通信する（ブロック８４０）。
【００３６】
図９に例示された本発明のもう一つの実施例では、タイムスロット、拡散符号のこの割当ては端末を“純粋な”ＴＤＭＡスロットまたはタイムスロットの拡散符号規定サブチャネルへ割り当てることにより達成することができる。この実施例に従った典型的な操作９００は端末からアクセス要求を受信し（ブロック９１０）、それに応答して端末に関連する性能要求条件および信号受信状態を識別する（ブロック９２０）ことを含んでいる。次に、システムは性能要求条件および受信状態に応じて全体タイムスロットまたはタイムスロットのサブチャネルを端末に割り当てる（ブロック９３０）。次に、システムは割り当てられた全体タイムスロットまたはサブチャネルを使用して端末と通信する（ブロック９４０）。
【００３７】
図１０は本発明のもう一つの側面に従ってリソースを最適に割り当てる典型的な操作１０００を示す。システムは端末に割り当てられる潜在的チャネルを識別する（ブロック１０１０）。例えば、システムは帯域幅、拡散符号数、タイムスロット数、送信電力、および符号化レートの低減する優先順位でリソースを順序づけることができる。この情報からシステムは潜在的なユーザの性能要求条件を満たすと予期されるリソースの組合せのデータベースを維持することができ、潜在的チャネルを識別する。システムは典型的に端末の限定された数のサービスクラスしか提供しないので、このようなプロセスは過度に複雑化する必要がない。端末からのアクセス要求の受信（ブロック１０２０）および端末に関連する性能要求条件および信号受信状態の識別（ブロック１０３０）に応答して、システムは要求する端末の要求条件を満たす潜在的チャネルを有するかどうかを決定する。システムがそのようなチャネルを有すると決定する場合には、システムは残りの利用可能な帯域幅、利用可能なタイムスロット数、利用可能な拡散符号数が最適化されるように、潜在的チャネルを規定するタイムスロット、拡散符号、帯域幅、送信電力および符号化レートを端末に割り当てる（ブロック１０４０）。識別したどの潜在的チャネルも端末の要求条件を満たさない場合、システムはさらに調査してＣＤＭＡサブチャネルの現存のユーザが割り当てられた拡散符号を新しいユーザに再割当てできるように該現存のユーザは十分な現在のリンクマージンを有するかどうかを確認することができる。この確認は、例えば、ビットエラーレートおよび端末により実施される他の信号品質測定、多くのワイヤレス通信システムにおいて広く実施される測定、に基づいて行うことができる。現存のユーザが適切なマージンを有する場合には、適切なＣＤＭＡ-細分割タイムスロットの拡散符号が新しい端末を適合させるように再割当てされる（ブロック１０５０）。そうでなければ、アクセスは否定される（ブロック１０６０）。
【００３８】
図８-図１０の典型的な操作は例示する目的で提供されたものであり、例示した操作のバリエーションおよび代替操作は本発明の範囲内に入る。図面および明細書に本発明の典型的な好ましい実施例が開示され、特定の用語が利用されたが、それらは一般的かつ記述的感覚だけで使用され制約する目的で使用されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の地上セルラー通信システムを示す線図である。
【図２】  従来の衛星ベースワイヤレス通信システムを示す線図である。
【図３】  本発明の実施例に従った典型的なワイヤレス通信システムを示す線図である。
【図４】  本発明の実施例に従った典型的なワイヤレス端末を示す線図である。
【図５Ａ】  本発明の実施例に従った典型的なタイムスロット割当てを示す図である。
【図５Ｂ】  本発明の実施例に従った典型的なタイムスロット割当てを示す図である。
【図６】  本発明の実施例に従った高侵入チャネル内の典型的なサブチャネリング操作を示す図である。
【図７】  本発明の実施例に従った高侵入チャネルに対する典型的なフレーム構造を示す図である。
【図８】  本発明のさまざまな実施例に従った典型的なシステムリソース割当て操作を示すフロー図である。
【図９】  本発明のさまざまな実施例に従った典型的なシステムリソース割当て操作を示すフロー図である。
【図１０】  本発明のさまざまな実施例に従った典型的なシステムリソース割当て操作を示すフロー図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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