(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信方法であって、
（Ａ）ワイヤレス通信システムのデータ分配機能部分で順方向リンクデータを受信するステップ、
（Ｂ）前記データ分配機能部分からの順方向リンクデータを前記ワイヤレス通信システムの第１基地局にのみ送信するステップ、及び
（Ｃ）前記第１基地局から順方向リンクデータをエアーインタフェイスを介して送信するステップ
を備え、
前記エアーインタフェイスを介した順方向リンクデータの再送信を制御する機能が前記データ分配機能部分で実現され、
前記エアーインタフェイスを介した送信用の新たな順方向リンクデータのセグメント化機能が前記第１基地局で実行され、
前記データ分配機能部分は、順方向リンクデータを個々のアドレス可能な複数の単位データで前記第１基地局に送信し、各単位データは順方向リンクデータの１バイトに対応する
ことを特徴とするワイヤレス通信方法。
【請求項２】
前記順方向リンクデータのための物理層フレーミング、エラー検出及びエアーインタフェイス送信の修正、チャネル符号化、並びに暗号化のための機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする請求項１記載のワイヤレス通信方法。
【請求項３】
第１基地局と通信するデータ分配機能部分を有するワイヤレス通信システムにおいて、
前記データ分配機能部分が、
（Ａ）順方向リンクデータを受信し、
（Ｂ）前記順方向リンクデータを前記第１基地局にのみ送信するように構成され、
前記第１基地局が前記順方向リンクデータをエアーインタフェイスを介して送信するように構成され、
前記エアーインタフェイスを介した順方向リンクデータの再送信を制御する機能が前記データ分配機能部分で実現され、
前記エアーインタフェイスを介した送信用の新たな順方向リンクデータのセグメント化機能が前記第１基地局で実行され、
前記データ分配機能部分は、順方向リンクデータを個々のアドレス可能な複数の単位データで前記第１基地局に送信し、各単位データは順方向リンクデータの１バイトに対応することを特徴とするワイヤレス通信システム。
【請求項４】
前記順方向リンクデータのための物理層フレーミング、エラー検出及びエアーインタフェイス送信の修正、チャネル符号化、並びに暗号化のための機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする請求項３記載のワイヤレス通信システム。
【請求項５】
ワイヤレス通信システムの基地局であって、該第１基地局が、
（Ａ）順方向リンクデータを受信し、
（Ｂ）エアーインタフェイスを介して前記順方向リンクデータを送信するように構成され、
前記順方向リンクデータのエアーインタフェイスを介しての送信用の新たな順方向リンクデータのセグメント化機能が前記第１基地局で実行され、
該第１基地局がデータ分配機能部分から、順方向リンクデータを個々のアドレス可能な複数の単位データで受信し、各単位データは順方向リンクデータの１バイトに対応するように構成されたことを特徴とする基地局。
【請求項６】
前記順方向リンクデータのための物理層フレーミング、エラー検出及びエアーインタフェイス送信の修正、チャネル符号化、並びに暗号化のための機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする請求項５記載の基地局。
【請求項７】
請求項１記載のワイヤレス通信方法において、前記エアーインタフェイスを介した送信用の再送信順方向リンクデータの再セグメント化機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信方法。
【請求項８】
請求項１記載のワイヤレス通信方法において、前記エアーインタフェイスを介した送信用のセグメント化された新たな順方向リンクデータ及び再セグメント化された再送信順方向リンクデータを多重化する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信方法。
【請求項９】
請求項１記載のワイヤレス通信方法において、前記エアーインタフェイスを介した送信用の複数のストリーム及び再セグメント化された再送信順方向リンクデータを多重化する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信方法。
【請求項１０】
請求項１記載のワイヤレス通信方法において、前記エアーインタフェイスを介した送信をスケジューリングする機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信方法。
【請求項１１】
請求項１記載のワイヤレス通信方法において、複数のデータストリーム間で前記エアーインタフェイスの帯域を共有するためのエアーインタフェイス伝送レートを特定する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信方法。
【請求項１２】
請求項３記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記エアーインタフェイスを介した送信用の再送信順方向リンクデータの再セグメント化機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信システム。
【請求項１３】
請求項３記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記エアーインタフェイスを介した送信用のセグメント化された新たな順方向リンクデータ及び再セグメント化された再送信順方向リンクデータを多重化する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信システム。
【請求項１４】
請求項３記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記エアーインタフェイスを介した送信用の複数のストリーム及び再セグメント化された再送信順方向リンクデータを多重化する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信システム。
【請求項１５】
請求項３記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記エアーインタフェイスを介した送信をスケジューリングする機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信システム。
【請求項１６】
請求項３記載のワイヤレス通信システムにおいて、複数のデータストリーム間で前記エアーインタフェイスの帯域を共有するためのエアーインタフェイス伝送レートを特定する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とするワイヤレス通信システム。
【請求項１７】
請求項５記載の基地局において、前記エアーインタフェイスを介した送信用の再送信順方向リンクデータの再セグメント化機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする基地局。
【請求項１８】
請求項５記載の基地局において、前記エアーインタフェイスを介した送信用のセグメント化された新たな順方向リンクデータ及び再セグメント化された再送信順方向リンクデータを多重化する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする基地局。
【請求項１９】
請求項５記載の基地局において、前記エアーインタフェイスを介した送信用の複数のストリーム及び再セグメント化された再送信順方向リンクデータを多重化する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする基地局。
【請求項２０】
請求項５記載の基地局において、前記エアーインタフェイスを介した送信をスケジューリングする機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする基地局。
【請求項２１】
請求項５記載の基地局において、複数のデータストリーム間で前記エアーインタフェイスの帯域を共有するためのエアーインタフェイス伝送レートを特定する機能が前記第１基地局で実行されることを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気通信、特にＩＳ−９５系列のＣＤＭＡ無線通信標準規格のうちのｃｄｍａ２０００標準規格のような符号分割多重アクセス方式（code-division, multiple-access；ＣＤＭＡ）標準規格に準拠する無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のＣＤＭＡ無線通信システム１００のブロック図を示す。ＣＤＭＡ無線通信システム１００はＩＳ−９５系列のＣＤＭＡ無線通信標準規格のうちのｃｄｍａ２０００標準規格に準拠することが想定されているが、本発明は必ずしもそれに限定されるものではない。ＣＤＭＡ無線通信システム１００は無線リンク・プロトコル機能要素１０４へ接続されている相互作用機能（interworking function；ＩＷＦ）要素１０２を具備し、無線リンク・プロトコル（radio link protocol；ＲＬＰ）機能要素１０４は続いてフレーム選択機能／分配（frame selection/distribution；ＦＳＤ）機能要素１０６へ接続され、ＦＳＤ機能要素１０６は続いてバック・ホール機構（back haul facility）１０８を介して１つ以上の基地局１１０へ接続されている。特定の実施例に依存し、ＩＷＦ機能要素１０２、ＲＬＰ機能要素１０４及びＦＳＤ機能要素１０６を物理的に分離された機能要素とすることが出来るが、そうである必要は無い。
【０００３】
各基地局１１０は１つ以上のモバイル・ユニット（モバイル・ユニット）１１２との無線通信を同時にサポートすることが可能である。ＦＳＤ機能要素１０６は、ユーザ・メッセージに対応するデータのフレームを種々の基地局へ分配する順方向リンク・フレーム分配機能を実行する。更にＦＳＤ機能要素１０６は、種々の基地局から受信されたデータのフレームを処理しＲＬＰ機能要素１０４へ転送する逆方向リンク・フレーム選択機能を実行する。順方向リンクの方向では、ＲＬＰ機能要素１０４はＩＷＦ機能要素１０２から受信されたユーザ・メッセージをＦＳＤ機能要素１０６によって分配するためにデータのフレームにセグメント分割する。逆方向リンクの方向では、ＲＬＰ機能要素１０４はＦＳＤ機能要素１０６から受信されたデータのパケットをＩＷＦ機能要素１０２へ転送するために再度組み立てる。ＩＷＦ機能要素１０２はハイレベル・ポイント・ツー・ポイント・プロトコル（point-to-point protocol；ＰＰＰ）を実行し、ＣＤＭＡ無線通信システム１００が種々の基地局１１０での動作を調整及び制御するように幾つかの中央集中化された機能を実行する。ＩＷＦ機能要素１０２はまた、ＣＤＭＡ無線通信システム１００と他の通信システムとの間のインターフェースとして機能し、モバイル・ユニットへ遠隔端に在るユニットとの音声通信及び／またはコンピュータ・ネットワークのコンピュータ・サーバ或いは他のノードとのデータ通信を包含するフル・レンジの電気通信サービスを提供する。
【０００４】
本明細書で使用するとき、用語「モバイル・ユニット」並びにその類義語である「モバイル・ユーザ」、「モバイル・ユニット」、及び「ユーザ」は全て、無線送信信号を介して無線通信システムの１つ以上の基地局と通信する何れかの末端ノードを意味し、その末端ノードが実際にモバイル・ユニットまたは定置ユニットであるかは問わない。また、本明細書で使用するとき、用語「基地局」は用語「呼レッグ（call leg）」或いはそれを縮めた「レッグ（leg）」及び「セル・サイト」或いはそれを縮めた「セル」と同義語である。
【０００５】
上記ｃｄｍａ２０００標準規格は種々のモードのデータ通信をサポートする。比較的に低レートのデータ・メッセージ通信に対しては、基本チャネル（fundamental channel；ＦＣＨ）は信号通信（signaling）及びデータ・メッセージ通信の双方を処理することが出来る。信号通信は、モバイル・ユニットと基地局との間の通信リンクを制御するためにそれらモバイル・ユニット及び基地局によって使用されるそれらモバイル・ユニットと基地局との間の通信を意味する。高速データ・メッセージ通信に対しては、補助チャネル（ＳＣＨ）がデータ・メッセージ通信に使用可能であり、一方、基本チャネルはモバイル・ユニットと基地局との間の信号通信を処理する。あるいは、ＳＣＨがデータ・メッセージ通信のために使用されるとき、モバイル・ユニットと基地局との間の信号通信は、信号通信に加えて低レートのデータ・メッセージ通信を処理するように設計されているＦＣＨよりも伝送するのに少ないパワーが必要とする、専用制御チャネル（dedicated control channel；ＤＣＣＨ）と呼ばれる特別の通信チャネルによって処理することができる。、
【０００６】
図２は、３個の基地局１１０とソフト・ハンドオフ（soft handoff）で動作するモバイル・ユニット１１２に対する図１のＣＤＭＡ無線通信システム１００の一部の機能ブロック図を示す。
ソフト・ハンドオフは、モバイル・ユニットが２以上の各々がこれらの通信の呼レッグと呼ばれる基地局と同時に通信している状況を意味する。ＦＳＤ機能要素１０６はモバイル・ユニット１１２と基地局１１０との間のソフト・ハンドオフ通信をサポートする。
【０００７】
通常の音声通信中、モバイル・ユニット１１２は逆方向リンク基本チャネルを使用して音声メッセージを伝送する。モバイル・ユニット１１２とソフト・ハンドオフにある３個の基地局１１０は各々、逆方向リンクＦＣＨを受信し、音声メッセージを逆方向リンク・パケットに累積し、逆方向リンク・パケットをバック・ホール機構１０８を介してＦＳＤ機能要素１０６へ伝送する。ＦＳＤ機能要素１０６は３個の基地局１１０全てから逆方向リンク・パケットを受信し、対応する逆方向リンク・パケットの集合（各基地局からの１個の逆方向リンク・パケットがモバイル・ユニットから受信された同じ音声メッセージに対応する）を識別し、対応する逆方向リンク・パケットの各集合から１個の逆方向リンク・パケットを選択してその呼の遠隔端への最終的通信（例えば、通常のＰＳＴＮユーザ或いはＣＤＭＡ無線通信システム１００の若し有れば他のモバイル・ユニットへの接続）のために無線通信システムの残りへ伝送する。
【０００８】
同時に、ＦＳＤ機能要素１０６はモバイル・ユニット１１２へ送信されることになっているその呼の遠隔端からの音声メッセージを順方向リンク・パケットを包含する順方向リンク・パケット受信する。ＦＳＤ機能要素１０６は各順方向リンク・パケットの複製をモバイル・ユニットと現在ソフト・ハンドオフにある全ての基地局へ分配する。各基地局は順方向リンク・パケットを異なる順方向リンク基本チャネルを使用してモバイル・ユニット１１２へ伝送する。モバイル・ユニット１１２は３個の順方向リンクＦＣＨの全てを受信し、それら３個の順方向リンクＦＣＨからの対応する音声メッセージを組合わせてモバイル・ユニット１１２を使用している人に対する音声を生成する。
【０００９】
対応する音声メッセージの全てを一緒にすることが出来るために比較的に短期間内にモバイル・ユニット１１２が３個の順方向リンク信号の全てからの対応する音声メッセージの各集合を受信する必要が有るので、ＦＳＤ機能要素１０６からの順方向リンク・パケットの複製を３個の基地局１１０へ分配するタイミングはクリティカルである。同様に、ＦＳＤ機能要素１０６は、パケットの選択をなお一層の処理に調和させるために比較的に短い期間内に様々な基地局からの対応する逆方向リンク・パケットを全て受信する必要が有る。
【００１０】
これらの順方向リンク及び逆方向リンク・タイミング要求基準を満足するために、新しい呼レッグが基地局に加えられるときは何時でも、即ち、新基地局が特定のモバイル・ユニットとのソフト・ハンドオフでの通信を開始するときは何時でも、例えばその基地局の順方向リンク伝送を現にモバイル・ユニットとソフト・ハンドオフに関係している他の基地局からの順方向リンク伝送との適切な同期を確実にするために、基地局とＦＳＤ機能要素１０６との間で独特の同期プロシージャが実行される。これらの同期プロシージャはバック・ホール機構を介する基地局とＦＳＤ機能要素との間でやり取りされる特定の通信に関与する。
【００１１】
基本チャネルは音声メッセージ通信のほかに或る少量のデータ・メッセージ通信をサポートすることが出来るが、ｃｄｍａ２０００標準規格もまた補助チャネルを介する高速データ・メッセージ通信をサポートする。ｃｄｍａ２０００標準規格によれば、データ・メッセージ通信は代表的にはバースト状に、即ち、間欠的に為されるから、音声メッセージ通信が連続的であるのとは対照的に補助チャネルは各データ・バーストの持続期間にのみ確立され且つ維持される。データ・バーストが割当てられたＳＣＨを介してメッセージ通信している間、モバイル・ユニットはアクティブ状態にあると言われる。現に割当てられているＳＣＨが無く、しかし、ＦＣＨまたはＤＣＣＨが割当てられているときにメッセージ通信しているデータ・バースト同士の間は、モバイル・ユニットは制御保持状態にあると言われる。専用無線インターフェース・チャネルが割当てられていないときは、モバイル・ユニットは停止状態にあると言われる。
【００１２】
基本チャネルを音声メッセージ通信及び／または低速データ・メッセージ通信のために使用するのと同様に、高速逆方向リンク・データ・メッセージは逆方向リンク補助チャネルを使用するモバイル・ユニット１１２によって伝送される。現在モバイル・ユニットとソフト・ハンドオフで動作している各基地局は逆方向リンクＳＣＨを受信し、バック・ホール機構を介してＦＳＤ機能要素１０６へ伝送するためのデータ・メッセージの逆方向リンク・パケットを生成する。ＦＳＤ機能要素１０６は全ての基地局から逆方向リンク・パケットを受信し、その呼の遠隔端（これは、データ・メッセージ通信の場合、コンピュータ・サーバとすることが出来る）へ伝送するための適当な逆方向リンク・パケットを選択する。
【００１３】
同様に、ＦＳＤ機能要素１０６は、割当てられた順方向リンク補助チャネルを介するモバイル・ユニットへの伝送が調整されるようにするため、モバイル・ユニット１１２へ送信されるデータ・メッセージの順方向リンク・パケットを受信し、バック・ホール機構を介して行う適当な基地局へのこれらの順方向リンク・パケットの分配を調整する。データ通信においてモバイル・ユニットでメッセージを受信するためのタイミング要求基準を満たすために必要とされる各基地局とＦＳＤ機能要素１０６との間の同期処理のほかに、それら基地局はそれらが全てそれらの順方向リンクＳＣＨを同じデータ・レートでモバイル・ユニットへ確実に伝送するためにそれらの動作を調和させる必要が有る。このことは、新しいＳＣＨが割当てられることを要求するモバイル・ユニットへ順方向リンク・データの新らしいバーストが伝送される必要が有るときは何時でも、基地局がバック・ホール機構を介して互いに通信することを必要とする。
【００１４】
再開時間はモバイル・ユニットの現況を停止状態かまたは制御保持状態の何れかから高データ・レート無線インターフェース・チャネルが割当てられているアクティブ状態へ切り換えるために要する時間である。停止状態では、専用無線インターフェース・チャネルはモバイル・ユニットへ割当てられていない。制御保持状態では、モバイル・ユニットは専用パワー制御及び信号チャネルのみを割当てられている。従来技術のＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムでは、再開時間はモバイル・ユニットに新チャネルを割当てるために必要な時間及び各基地局をフレーム選択／分配機能要素に同期させるために必要な時間を含む。新チャネルはソフト・ハンドオフでモバイル・ユニットへデータ伝送を行うために使用されるべき補助チャネルであり、再開時間もまた様々な基地局がそれらの高速順方向リンク伝送データ・レートを調整するために必要な時間を含む。一般に、再開時間が長くなるほど、無線通信システムのデータ処理能力は低くなる。そのような事情から、再開時間をできる限り低く保持することが望ましい。
【００１５】
従来技術のＩＳ−９５ＣＤＭＡ無線通信システムに対するバックエンド・アーキテクチャ（back-end architecture）はまたバック・ホール機構とも呼ばれ、順方向リンク及び逆方向リンクの双方でのソフト・ハンドオフ（soft handoff；ＳＨＯ）をサポートする無線通信環境で音声サービスを提供することに基づいている。音声サービスは、例えば、中央集中拠点のモバイル通信交換局（mobile switching center；ＭＳＣ）に付与されている音声分析合成機能要素（vocoding function）を用いて実行され、且つ、これらの資源は呼が設定及びクリアされるときに割当て及び解除される必要が有る。従来技術の音声指向型バック・ホール（voice-oriented back haul）はまた、回線交換データ・サービスを供するために使用され、またパケット・データ・サービスに利用されている。既存の音声指向型バック・ホールをパケット・データ・サービスに使用するための基本的理由は、大部分の既存の構造及び動作を再利用することができるので開発コスト及び時間を節約するためである。それにも関わらず、その不利な点は、高速パケット・データ・サービスにまでに渡って実行され、パケット・データ・サービス中に再開時間の増大に結果する多くの立ち上げ動作、クリア動作及び同期動作のために、高速パケット・データ・サービスに必要以上の遅延を強いることである。
【００１６】
パケット・データ・サービスに既存のバック・ホール・アーキテクチャ（back haul architecture）を使用することに伴う問題
バック・ホール伝送のための既存の回路指向型の技術が、それらが処理するように設計されている音声及び回路モード・データ用途よりもむしろパケット・データをサポートするために使用されるときに以下の問題が発生する。
【００１７】
１．モバイル呼が最初に設定されるとき、呼へのサービスを行うための無線通信システム・ソフトウエアによってフレーム選択／分配機能要素が選ばれ、ＦＳＤ機能要素とその呼にサービスを行っている基地局との間に初期化及び同期プロシージャが行われる。その同期プロシージャは、同期が達成されるまで２０ミリ秒間隔で数回ＦＳＤ機能要素及び（主）セルとの間に空白（無情報）パケットをやり取りすることに関与する。同期が達成可能になる前に主セルとＦＳＤ機能要素との間でタイミング調整メッセージがやり取りされる必要が有る。
【００１８】
これらのプロシージャは、それがパケット・データ呼に適用されるとき、不必要な遅延を増加させる。パケット・データ呼は一般的には音声及び回路モード・データ呼での場合よりも伝送遅延にずっと許容性が有る。もし回路指向型の初期化プロシージャがパケット・データ呼に適用されると、ユーザを、さもなければ無線インターフェース・チャネルがユーザに割当てられていない停止状態から、少なくとも１つの無線インターフェース・チャネルが割当てられ、且つ、モバイル・ユーザがＦＳＤ機能要素へのユーザ・メッセージの送信を開始出来るアクティブ状態へもたらすために掛かる時間に過度な遅延が加わる。
【００１９】
２．副レッグが呼に加えられるとき、ユーザ・メッセージが副レッグからＦＳＤ機能要素へ転送可能になる前に副セルとＦＳＤ機能要素との間にやり取りが行われる必要が有る。それ故、レッグが呼に加わると、バック・ホール機構上でのこれらの回路指向型プロシージャによって遅延が加わる。
【００２０】
３．セルへのＦＳＤ機能伝送は無線インターフェース伝送の２０ミリ秒（msce）境界に同期される。この構成はとりわけセルでの競合及び遅延を回避し、さもなければ無線インターフェースを介するそれらの伝送の前にユーザ・メッセージをバッファするために必要になるメモリを節約する。ユーザ・メッセージは、ほぼそれらが無線インターフェースを介して伝送されるために必要になる時にセルに達する。そのような同期は音声呼に必要であるが、データ呼の順方向リンクが同期を必要とする多数の呼レッグを持たない限り、レッグは全て所定のユーザ・メッセージを無線インターフェースを介して正確に同一時点に伝送しなければならないから、そのような同期はデータ呼には必要ではないかもしれない。また、全ての回路指向型プロシージャのように、統計的にバースト状態で着信するパケット・データを伝送するために使用されるとき、バック・ホール帯域に無駄が生じる。
【００２１】
４．現在標準規格（例えば、暫定標準規格ＩＳ−７０７）に定義されているような無線リンク・プロトコルはネットワークとモバイル・ユニットとの間におけるユーザ・メッセージのやり取りを確実にする機能を実行する。それは間違って受信されたデータ或いは受信者が無くしたデータを再送し、また複製受信メッセージを棄却するための備えを有する。このプロトコルに対する従来技術は、ＲＬＰ機能要素のネットワークをベースとする端末が基地局へのその情報伝送を、ユーザ・メッセージを無線で伝送するために使用されるレートとフォーマットに連携して動作させるようになっている。回路モード・データに対しては、そのレートとフォーマットがその呼が確立されるときに決定され、その呼の間は変化しないのでこの構成は旨く動作する。しかし、高いデータ・レートのパケット・モード・データ・サービスに対しては、モバイル・ユーザとやり取りするためのデータが存在するときのみ乏しい無線インターフェース資源が割当てられる。無線インターフェース・チャネルは様々なパケット・データ通信ユーザが必要とするときに配分及び配分解除される。それ故、従来技術はネットワークをベースとするＲＬＰ機能要素がデータを基地局へ送信する前にそのデータ伝送を基地局と連携して動作することが必要である。この連携動作は、ユーザ・データがＲＬＰ機能要素に達するときとデータがユーザへ無線で伝送するために基地局へ送信されるときとの間に遅延が生じることを意味する。更に、もしパケット・データ・ユーザが比較的に長期間（パラメータは各サーバ（vendor）毎に決められるが、３０秒台であろう）に渡ってイナクティブ（inactive）であると、従来技術はモバイル・ユーザからＲＬＰ機能要素を遮断されることとなろう。それ故、データが再びモバイル・ユーザとやり取りされる必要が有るときは、ＲＬＰ機能要素を有するモバイル・ユニットを再初期化するために更なる時間遅延を招来する。
【００２２】
列挙されたこれらの問題は従来技術の回路モード・バック・ホール・プロシージャ（circuit mode back haul procedure）を高速パケット・データ（high-speed packet data；ＨＳＰＤ）サービスに適用することによって高速パケット・データ・サービスに相当な長さの遅延が引き起こされることを指摘している。従って、（ａ）パケット・データ・サービスのために最適化され、且つ、（ｂ）バック・ホール・プロシージャによるユーザの再開時間を最小にするバック・ホール・アーキテクチャを設計することが望ましい。
【００２３】
パワー・コントロール
ｃｄｍａ２０００標準規格に依れば、各基地局１１０がモバイル・ユニット１１２によって伝送された順方向リンク・チャネル信号の受信パワー・レベルを監視する。各基地局からモバイル・ユニットへ伝送された各異なる順方向リンクＦＣＨ（または順方向リンクＤＣＣＨ）は基地局がモバイル・ユニットを信頼してその順方向リンク・チャネル信号の送信パワー・レベルを高めるべきか低下させるべきかを表示する周期的に反復するパワー制御（power control；ＰＣ）ビットを包含する。もし順方向リンクＦＣＨ内の現在のＰＣビットが、モバイル・ユニットがその送信パワー・レベルを低下させるべきであることを表示すると、たとえソフト・ハンドオフの他のレッグからの他の順方向リンクＦＣＨの全てにおける現在のＰＣビットがモバイル・ユニットがそのパワー・レベルを高めるべきであることを表示していても、モバイル・ユニットはその送信パワー・レベルを低下させることとなろう。それら全てのレッグからの順方向リンクＦＣＨ内の現在のＰＣビットがモバイル・ユニットがその送信パワー・レベルを高めるべきであることを表示するときのみ、モバイル・ユニットはそのようにすることとなろう。このパワー制御技術はモバイル・ユニットが、そのモバイル・ユニットで利用可能なパワーが有れば、その限られたパワーを有効に使用し、且つ、基地局で他のモバイル・ユニットから伝送された逆方向リンク信号との間で干渉が起きる蓋然性を低減させながら通信を維持するための最小許容パワー・レベルで伝送することを可能にする。
【００２４】
図３はモバイル・ユニットからの従来の逆方向リンク・データ伝送中における、２個の基地局とソフト・ハンドオフにあるモバイル・ユニット３０２を示す。従来技術のＩＳ−９５標準規格に依れば、順方向リンク及び逆方向リンクによって対称アクティブ集合が維持されなければならない。換言すると、順方向リンクの方向で特定のモバイル・ユニットとソフト・ハンドオフで現在関係している一組の基地局は逆方向リンクの方向でその同じモバイル・ユニットとソフト・ハンドオフで現在関係している一組の基地局と同一でなければならない。
【００２５】
図３に図示されているソフト・ハンドオフ状況はこの要件を満足する。特に、順方向リンクでは、各基地局が順方向専用制御チャネル（forward dedicated control channel；F−ＤＣＣＨ）か順方向基本チャネル（forward fundamental channel；Ｆ−ＦＣＨ）の何れかを使用して順方向リンクの方向に同時に伝送する。同時に、モバイル・ユニット３０２は逆方向リンクＤＣＣＨ、逆方向リンクＦＣＨ及び／または逆方向補助チャネルを使用して逆方向リンクの方向に伝送し、これらの逆方向リンク信号は両方の基地局で同時に受信され並列に処理される。従って、順方向リンクのアクティブ集合、即ち基地局Ａ及びＢは逆方向リンクのアクティブ集合と同一である。アクティブ状態中、各基地局は対応するF−ＤＣＣＨか対応するＦ−ＦＣＨの何れかにどのチャネルが存在しているかに依存して、多重、即ちパンクチャ（puncture）されているパワー制御サブ・チャネルを構成するパワー制御ビットを生成する。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はＣＤＭＡワイヤレス通信システムにおいて、順方向リンクと逆方向リンクのデータ伝送の両方に対し反応時間を低下させる逆送（back haul architecture）に関し、この低減は、フレーム選択（分配）（frame selection/distribution;FSD）機能部分と順方向リンクデータと逆方向リンクのデータの両方に対する適宜の基地局との間の逆送を介してのパッケットモードの伝送に依存する。特に順方向に対しては、ＦＳＤ機能部分は順方向リンクデータのみを基地局に（すなわち主基地局）に送信し、この基地局が対応する移動装置と順方向リンクエアーインタフェイスを制御する責任をもっぱら有する。かくして順方向リンクは、データ伝送に対してシンプレックスモードで常に動作し、これは如何なる数の基地局が同一の移動局と逆方向リンクに対してソフトハンドオフ状態で動作していることとは無関係である。逆方向に対しては、移動局から逆方向リンクデータのフレームを受領した各基地局は、そのフレームに対しタイムタグ（time tag）を割り当て、このふれーむをデータパッケットに分割し、異なる順番を各データパッケットに割り当て、そしてこのデータパッケットを逆送アーキテクチァを介してＦＳＤ機能部分に送るが、これらは全て移動局と逆方向リンクのソフトハンドオフ状態で動作している全ての他の基地局等は、最初に第１の同期時間なくして行われる。ＦＳＤ機能部分（好ましくは無線リンクプロトコール（radio link protocol;RLP）機能部分)がその後後続の処理（接続のネットワーク端末への送信）に対し逆方向リンクデータのパッケットの選択に責任を持つ。順方向リンクデータ伝送をシンプレックスモードに制限し、逆方向リンクデータに対し、パッケットモードの伝送を用いることにより様々な基地局間の第１の同期タイミングを取る必要が順方向リンクと逆方向リンクのデータ伝送の両方に対し無くすことができる。その結果反応遅延は大幅に低減する。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施例においては、本発明は、請求項１に記載した特徴を有する。すなわち、（Ａ）ワイヤレス通信システムの第１基地局でエアーインタフェイスを介して、逆方向リンクデータのフレームを受信し、（Ｂ）前記第１基地局においてタイムタグを各逆方向リンクデータのフレームに割り当て、（Ｃ）第１基地局において逆方向リンクユーザーデータの各フレームを逆方向リンクデータパッケットに分け、（Ｄ）第１基地局でシーケンス番号を各逆方向リンクデータパッケットに割り当て、（Ｅ）第１基地局からの逆方向リンクデータパッケットをワイヤレス通信システムのデータ選択機能部分に送信し、（Ｆ）前記データ選択機能部分が第１基地局から受信した各逆方向リンクデータパッケットを前記割り当てられたタイムタグと割り当てられたシーケンス番号の少なくとも一方に基づいて逆方向リンクデータの再構成されたフレームに含ませるかを決定するワイヤレス通信方法である。本発明はさらに請求項８に記載した特徴を有する。すなわち、（Ｇ）ワイヤレス通信システムのデータ分配機能部分で順方向リンクデータを受信し、（Ｈ）前記データ分配機能部分からの順方向リンクデータをパッケットモードの伝送を介して第１基地局にのみ送信し、（Ｉ）第１基地局で基本チャネルあるいは補充チャネルを用いてエアーインタフェイスを介して順方向リンクデータを送信すべきかを決定する。
【００２８】
本発明の他の実施例においては、請求項１２に記載した特徴を有する。すなわち、第１基地局を有するワイヤレス通信システムにおいて、前記第１基地局は、（Ａ）エアーインタフェイスを介して逆方向リンクデータのフレームを受信し、（Ｂ）前記逆方向リンクデータのフレームにタイムタッグを割り当て、（Ｃ）逆方向リンクユーザーデータの各フレームを逆方向リンクデータパッケットに分け、（Ｄ）シーケンス番号を前記逆方向リンクデータパッケットに割り当てる特徴を有するワイヤレス通信システムである。本発明のさらに別の実施例においては、請求項２４に記載した特徴を有する。すなわち、データ選択機能部分をさらに有し、前記データ選択機能部分は、（Ａ）第１基地局から逆方向リンクデータパッケットを受信し、（Ｂ）前記第１基地局から受信した逆方向リンクデータパッケットを、各逆方向リンクデータパッケットに対応して割り当てられたシーケンス番号とタイムタグの少なくとも一方に基づいて逆方向リンクデータの再構成されたフレームに含ませるかを決定する特徴を有するワイヤレス通信システムである。
【００２９】
本発明のさらに別の実施例においては、請求項３３に記載した特徴を有する。すなわち、（Ａ）ワイヤレス通信システムのデータ分配機能部分で順方向リンクデータを受信するステップと、（Ｂ）前記データ分配機能部分からの順方向リンクデータをパッケットモードの伝送を介して第１基地局にのみ送信するステップと、（Ｃ）第１基地局から順方向リンクデータをエアーインタフェイスを介して送信するステップとを有し、エアーインタフェイスを介して順方向リンクデータの再伝送の機能は、データ分配機能部分と第１基地局との間の通信リンクのネットワークサイドで実現され、前記エアーインタフェイスを介して順方向リンクデータの送信を制御する機能は、第１基地局で実行される特徴を有するワイヤレス通信方法である。
【００３０】
本発明のさらに別の実施例においては、請求項３７に記載した特徴を有する。すなわち、第１基地局と通信するデータ分配機能部分を有するワイヤレス通信システムにおいて、前記データ分配機能部分は、（Ａ）順方向リンクデータを受信し、（Ｂ）順方向リンクデータをパッケットモードの伝送を用いて第１基地局にのみ送信し、前記第１基地局は、順方向リンクデータをエアーインタフェイスを介して送信しエアーインタフェイスを介して順方向リンクデータの再伝送の機能は、データ分配機能部分と第１基地局との間の通信リンクのネットワークサイドで実現され、前記エアーインタフェイスを介して順方向リンクデータの送信を制御する機能は、第１基地局で実行される特徴を有するワイヤレス通信方法である。
【００３１】
本発明のさらに別の実施例においては、請求項４１に記載した特徴を有する。すなわち、（Ａ）順方向リンクデータを受信し、（Ｂ）エアーインタフェイスを介して前記順方向リンクデータを送信し、前記順方向リンクデータのエアーインタフェイスを介しての送信の制御機能は、第１基地局で実行される特徴を有するワイヤレス通信システムの基地局。
【発明の目的】
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の通信システムは、パケット・データの１バーストを送信するために補助チャネルが呼に設定されるときに無線通信パケット・データによるアプローチを実行する。このアプローチにより、モバイル・ユニットがさもなければソフト・ハンドオフで動作しているときに順方向補助チャネル（forward supplemental channel；Ｆ−ＳＣＨ）は順方向リンク伝送のための多数のソフト・ハンドオフ・レッグを有しては設定されず、むしろ１個のレッグを使用して単方向モードでユーザ・データの高速順方向リンク伝送を実行する。逆方向リンク・ソフト・ハンドオフ送信の場合、ユーザ・データはフレーム選択／分配（ＦＳＤ）機能要素への多数の各レッグ上の逆方向ＳＣＨ（reverse SCH；Ｒ−ＳＣＨ）によって搬送される。このアプローチは１個のＦＳＤ機能要素を信号通信及びＳＣＨデータ・パケットの双方を処理するように定義し、またそのＦＳＤ機能要素をそれら呼レッグへ接続するためのパケット指向型意味構文（packet-oriented semantics）を定義する。このアプローチにより、ＩＳ−９５Ｂ／ＣのようなＣＤＭＡ無線通信標準規格によって順方向リンク信号チャネル、即ち、Ｆ−ＦＣＨまたはF−ＤＣＣＨの何れかで搬送されるように先に特定されているパワー制御情報が代わりに他のモバイル・ユニットと共有されている共通パワー制御チャネル（common power control channel；ＰＣＣＨ）上で搬送される。
【００３３】
本発明のアプローチは、パケット・データ・サービスをサポートするために従来技術のＩＳ−９５無線通信システムの音声指向バック・ホール・アーキテクチャを使用することに関連して先に述べた問題に対処する。本発明に依る通信システムは逆方向リンクのみでソフト・ハンドオフをサポートし、順方向リンクではそれをサポートしない。なお、更に高度なソフト・ハンドオフ（softer handoff）、即ち、同一セル・サイトの異なるセクター間のソフト・ハンドオフは、その更に高度なソフト・ハンドオフが個々の基地局で独立に実行されるので、順方向リンクで許可される。本発明に依る通信システムは中央集中化されたＦＳＤ機能要素を有 する無結線バック・ホール機構を使用するが、順方向での従来のＲＬＰ機能要素は２つに分割され、基地局のＦＳＤ機能要素と媒体アクセス制御（medium access control；ＭＡＣ）機能要素との間に分配される。特に、従来のＲＬＰ再送機能要素はＦＳＤ機能要素で処理されるのに対して、伝送レートのスケジューリング及び決定は勿論として、物理層フレーミング及び再セグメント化機能、ＣＲＣ（error detection and correction；エラー検出及び訂正）、チャネル符号化、多ストリームの多重化及び何らかの暗号化機能は全て基地局のＭＡＣ機能要素で処理される。
【００３４】
図４は本発明に依る無線通信システムのためのプロトコル・スタックを示す図であり、ＡはＦＳＤ機能要素、ＲＬＰ機能要素及びＩＷＦ機能要素を、Ｂは基地局を、そしてCはモバイル・ユニットをそれぞれ示す。プロトコル・スタックは特定のシステム・コンポーネントで実行される機能の階層構成を表している。図４のＡ乃至Ｃは以下の各プロトコルを示す。
【００３５】
Ｔ１は、ＦＳＤ機能要素と基地局との間の物理接続（例えば、ハードワイヤードＴ１リンク）を介する信号の変調／復調、符号化／復号及び送信／受信を制御するプロトコルを意味する。
【００３６】
Ｐｈｙは、基地局とモバイル・ユニットとの間の物理接続（即ち、無線リンク）を介する信号の変調／復調、符号化／復号及び送信／受信を制御するプロトコルを意味する。
【００３７】
ＢＨＬは、Ｔ１リンクを介するユーザ情報の伝送を直接的に制御するバック・ホール・リンク・プロトコル（back haul link protocol）を意味する。
【００３８】
同様に、MAC及びＭＬＣはそれぞれ媒体アクセス制御機能要素及びＭＡＣ層コントローラを意味し、それらが集合的に且つ直接的に上記Ｐｈｙプロトコルを制御する。特に、ＭＡＣ機能要素は物理層フレーム化及び再セグメント化を制御し、その一方でＭＬＣはスケジューリング及びＭＡＣメッセージ通信を制御する。
【００３９】
ＲＯＬＰＣ（reverse outer-loop power control function）は逆方向外側ループ・パワー制御機能を意味する。各基地局はモバイル・ユニットから受信された逆方向リンク信号の品質に基づいてサービス品質（quality-of-service；ＱｏＳ）データを生成する。ＲＯＬＰＣ機能要素はそのＱｏＳデータを処理して、基地局へ通信されこれら基地局がＲＩＬＰＣ（reverse inner-loop power control）機能を実行してモバイル・ユニットへ伝送するためのパワー制御ビットを生成するときに基地局によって使用されて、設定点を確立する。
【００４０】
ＲＬＰは、本発明の幾つかの実施例により、やはりＦＳＤ機能要素によって実行される順方向リンク及び逆方向リンク・ユーザ・メッセージ再送ファンクションを意味する。モバイル・ユニットでのＲＬＰは、他の従来の全てのＲＬＰ機能要素（例えば、やはりＦＳＤ機能要素でのＲＬＰ機能要素によって為されるユーザ・メッセージのセグメント分割及び）だけでなく、順方向リンク及び逆方向リンク・ユーザ・メッセージ再送ファンクションを意味する。
【００４１】
ＰＰＰはＦＳＤ機能要素及びモバイル・ユニットの双方における最高レベルのプロトコルであるポイント・ツー・ポイント・プロトコルを意味する。モバイル・ユニットでのＰＰＰはユーザがモバイル・ユニットで無線送信信号を送受信出来るようにするサービス・プロバイダのユーザ・インターフェースを含む。
【００４２】
本発明の好適な実施例では、モバイル・ユニットでのプロトコル・スタックは従来技術のＩＳ−９５システムにおけるモバイルズ・プロトコル・スタック（mobile's protocol stack）と同一である。
【００４３】
本発明の通信システムでは、ＦＳＤ機能要素は順方向リンク・パケットを対応するモバイル・ユニットとアクティブ集合を成している主基地局へ転送する。順方向リンクＲＬＰ転送機能（forward-link RLP transmit functionality）は基地局でのそれ（ＢＳ／ＲＬＰと表される）とＦＳＤ機能要素でのそれ（ＦＳ／ＲＬＰと表される）とに分配された方法で実行される。ＦＳ／ＲＬＰ機能要素は入信順方向リンク・データをＲＬＰデータ・ユニット・サイズの大きさに分割し、各セグメントに独特のＲＬＰ一連番号を割当てる。続いてＦＳ／ＲＬＰ機能要素は順方向リンク・データをこの一連番号情報と一緒にＢＳ／ＲＬＰ機能要素へ転送する。物理層フレーム化はＢＳ／ＲＬＰ機能要素によってなされる。このフレーム化は基地局のＭＡＣ層によって割当てられるレートに依存する。順方向リンクにはソフト・ハンドオフが無いから、データ・バーストの資源は１個のセルのみに配分される必要が有る。このことによってソフト・ハンドオフで補助チャネルを立ち上げる際に伴う複雑さ及び遅延が削減される。
【００４４】
【従来の技術】
の項で述べた問題は本発明のアプローチで以下の如く対処される。
【００４５】
１．ＦＳＤ機能サーバ：立ち上げ動作及び解除動作を必要とする呼毎にＦＳＤ機能要素を確立する代わりに、少数のＦＳＤ機能サーバが確立される。呼のために最初に選択されたＦＳＤ機能要素は、たとえ主転送が行われても、即ち、主セルの識別コードは１つの基地局から別の基地局へ変更されても移動されない。
【００４６】
２．順方向リンク上の同期：順方向リンク上の１個のレッグからの伝送は多数のセルからの伝送を同期させる必要性を回避する。これにより、従来技術での場合と同様に、ＦＳＤ機能要素と各基地局との間の伝送に対し、厳格なタイミング制約を維持する必要性が除去される。順方向同期を確立することに起因する遅延は回避される。
【００４７】
３．逆方向リンク上の同期：音声とは違って、到達時点がフレーム選択のために使用される。ＲＬＰ一連番号はパケット・データの応用分野に使用される。データ通信ユーザはより多くのジッターを容認するので、このことは逆方向リンク上での同期の必要性を除去する。また、ＲＬＰ機能要素は複製メッセージを削減（drop）することにより同等のフレーム選択機能を供するので、フレーム選択機能要素は逆方向リンク上で除去することが出来る。
【００４８】
４．基地局へのＦＳＤ機能伝送は、順方向リンク上にはソフト・ハンドオフが存在しないので、また音声通信ユーザとは違ってデータ通信ユーザはより大きなジッターを容認することが出来るので、同期化される必要は無い。
【００４９】
５．現在、アクティブ・データ伝送モードにないモバイル・ユニットは停止状態に保持され、順方向リンク及び逆方向リンクのためのＲＬＰ状態情報、モバイル性能、サービス・オプション及び現アクティブ集合情報は維持される。ユーザの移動状況が追跡され、且つ、現アクティブ集合情報が更新される、中断（追跡）状態（suspended (tracking) state）と呼ばれる副状態（sub-state）が定義される。このことにより、ユーザがアクティブ状態に戻るときの立ち上げ遅延が最小になる。これらのプロシージャにより、頻繁にアクティブになるモバイル・ユニットに対するＲＬＰ同期のための諸掛かりが除去される。
【００５０】
６．セグメント化機能はＲＬＰ機能要素から分離されている。このことにより、従来技術の回路指向型アーキテクチャに課されていたＦＳ／ＲＬＰ同期要件及び補助チャネルを立ち上げる際の対応する遅延が除去される。
【００５１】
上記アーキテクチャをサポートするために、本発明の通信システムは以下の要素を付与される。
【００５２】
（ａ）基地局のバッファのオーバフローを防止するための基地局とＦＳＤ機能要素との間のフロー制御。
【００５３】
（ｂ）基地局で（ｉ）信号通信、（ｉｉ）旧ＲＬＰデータの再送、及び、（ｉｉｉ）新しいＲＬＰデータの再送のために使用される様々な優先度の待ち行列。
【００５４】
（ｃ）モバイル・ユニットが現在は主基地局ではない基地局からもっと強いパイロット信号を受信する場合に或るレッグから別のレッグへ有効に制御を転送するメカニズム。
【００５５】
（ｄ）従来技術のＲＯＬＰＣ機能要素が様々なレッグに渡る同期を維持するアーキテクチャに基づいているので、多数の呼レッグからのユーザ・メッセージがＦＳＤ機能要素に同時に達する新ＲＯＬＰＣメカニズム。本発明の実施例では、基地局は受信された各逆方向フレームに現ＧＰＳ（global positioning system）タイムをスタンプする。多数のレッグから受信されたフレーム上のタイムスタンプは次にフレーム消去を決める際、及び、ＲＯＬＰＣ設定点を更新する際に使用される。
【００５６】
（ｅ）各モバイル・ユニットに関するレコードをアクティブまたは停止状態に保持する、以下の情報を持つ新パケット・モードＦＳＤ機能要素。
【００５７】
モバイル・ユニットを一意的に識別する番号である、モバイル・ユニット登録番号。
ＲＬＰ機能要素及びＩＷＦ機能要素の各アドレス。
ＲＯＬＰＣ状態。
各呼レッグのアドレス。
アクティブ集合、即ち、モバイル・ユニットと現在ソフト・ハンドオフで動作しているそれら基地局の識別コード。
【００５８】
次に、本発明の一実施例による無線通信システムのアーキテクチャについて述べる。
【００５９】
パケット登録：パケット・データ登録時、例えば、モバイル・ユーザがモバイル・ユニットの電源を入れるとき、或いはモバイル・ユニットがアイドル状態で新基地局のサービス・エリアに入るとき、ＩＷＦ機能要素は該ＩＷＦ機能要素内で特有の登録番号（登録ＩＤ；reg_ID）を選択する。この登録ＩＤには、登録に関する以下の情報、即ち、ＩＷＦ機能要素、ＦＳ／ＲＬＰサーバ、使用された最後の一連番号及びモバイル性能（例えば、最高伝送レート等）が関連付けられている。ＩＷＦ機能要素では、登録ＩＤがＦＳ／ＲＬＰの例に写像する。ソフトウエアによる機能の「例（instance）」は、コンピュータ上で実行し、且つ、サービスを供するように構成されるソフトウエアの特定の複製である。ＦＳＤ機能要素の例では、登録ＩＤが現アクティブ集合、現主レッグ、基地局アドレス、ＲＬＰ機能要素及びＲＯＬＰＣの例に写像される。基地局では、登録ＩＤがＦＳＤ機能要素の例のアドレスに写像する。
【００６０】
ＦＳＤ機能サーバのＲＬＰ機能要素：ＦＳＤ機能要素が最初に新しい登録ＩＤを設定されるとき、それは呼へのサービスを行うための一例のＲＬＰ機能要素を立ち上げる。ＲＬＰ機能要素はデータ・セグメントに同等なフレーム選択機能を供する。
【００６１】
主セルで処理される信号通信（Signaling）のためのフレーム選択：ＦＳＤ機能要素によって全てのレッグの逆方向リンクに受信された、ＲＬＰの否定応答（negative acknowledgment；ＮＡＫ）を除く信号用メッセージ、例えばパイロット強度測定メッセージ（pilot strength measurement message；ＰＳＭＭＳ）、補助チャネル・リクエスト・メッセージ（supplemental channel requests message；ＳＣＲＭ）は、従来技術のシステムで為されるのと同様に、主セルへそのまま返信（echo）される。ＲＬＰＮＡＫはＦＳＤ機能要素のＲＬＰ機能要素によって処理される。
【００６２】
アクティブ状態（ＤＣＣＨに伴う）：再開遅延を最小にするために、モバイル・ユニットは停止状態から抜け出て最小の立ち上げ遅延を持つ専用制御チャネル（ＤＣＣＨ）上へ伝送し、データ・トラヒックが無くても或る時間、ＤＣＣＨ上に留まる。
【００６３】
無線リンク・プロトコル
本発明のＣＤＭＡパケット・データ・サービスに対する無線リンク・プロトコル（radio link protocol；ＲＬＰ）機能要素は下記の条件を満足する。
【００６４】
ＲＬＰフレーム化のための一連番号付け（RLP framing sequence numbering）及び復旧は物理層フレーム・サイズ及び無線インターフェースのデータ・レートに依存しない。
【００６５】
ＲＬＰ機能要素はモバイル・ユニットが停止状態から再開されるとき、初期化を必要としない。登録ＩＤは停止状態中、記憶されており、且つ、ＲＬＰ機能要素ではモバイル・ユニットがアクティブ状態であるか或いは停止状態であるかは分かっていない。ＲＬＰ機能要素がモバイル・ユニットに対する順方向リンク・データを獲得すると、データを主レッグへ送信する。更に、ＲＬＰ機能要素は何れかのアクティブ状態のレッグからパケットを何時でも受信できる態勢が整っている。
【００６６】
これらの条件は順方向におけるＲＬＰ機能要素を２つに分割することによって達成される。再送機能要素はＦＳ／ＲＬＰ機能要素で処理される。伝送レートのスケジューリング及び決定だけでなく、物理層フレーム化、CRC、チャネル符号化、多ストリームの多重化及び、若し在れば暗号化機能も基地局のＲＬＰ機能要素で処理される。
【００６７】
ＲＬＰデータ・ユニット（単位、以下同じ）・サイズ（RLP_unit_size）は小さい整数番号Lのオクテット（即ち、８ビット・バイト）となるように選ばれる。より大きなデータ・ユニット・サイズは無線インターフェース上で低効率のパッキングが生じる可能性が有るので、Ｌ＝１であることが望ましい。各ＲＬＰデータ・ユニットは２０ビットの一連番号を割当てられる。全一連番号は高速パケット・データ・サービス・ホール・リンクで且つ無線インターフェース上で更に高いデータ・レートでの伝送時に使用される。無線インターフェース上で低データ・レートで伝送するときは一連番号の進行が遅いので、低い順位の１６ビットの一連番号が使用される。曖昧さが有るときは、全一連番号をキャリーするために再送措置が取られる。
【００６８】
ＲＬＰセグメントは連続する一連番号を持つ数個のＲＬＰデータ・ユニットを具備する。ＲＬＰセグメントは最初のデータ・ユニットの一連番号と連続するデータ・ユニット全体の長さ（連続するデータ・ユニットの数）によって識別される。
【００６９】
ＲＬＰ制御フレームは否定応答（NAK-ed）されつつある（或いは、もしＲＬＰ機能要素が標準規格によって定義され、また肯定応答を与える場合には肯定応答（ACK-ed）されつつある）一連番号の範囲を識別する。再送されるＲＬＰデータ・セグメントはＮＡＫに応答してＲＬＰ機能要素により生成される。ＲＬＰ機能要素は後続する新データの喪失を把握するメカニズムを有する。ポーリング（poll）が、ＢＳ／ＲＬＰ機能要素にそのＢＳ／ＲＬＰ機能要素がＦＳ／ＲＬＰ機能要素へ肯定応答ＡＣＫを与えることができる、送信された最終一連番号を知らせるために使用される。
【００７０】
新データ・セグメント及び再送されるべきデータ・セグメントはＦＳ／ＲＬＰ機能要素によって高速パケット・データ・サービス・ホール・リンク の主レッグへ 転送される。逆方向リンクでは、データ・セグメントはＦＳ／ＲＬＰ機能要素でアクティブ集合の多数のレッグから受信される。
【００７１】
ＭＡＣ：再セグメント化及び物理層フレーム化
基地局で実行されるＭＡＣ機能要素（即ち、ＢＳ／ＲＬＰ）は再送されたデータ（ＳＡＰ値１）及び新データ （ＳＡＰ値０）に対して別々の待ち行列を維持し、且つ、再送されたセグメントに優先性を与える。基地局は、それがＳＡＰ値１での伝送のために待ち行列に組み入れられた再送されたセグメントの複製を有するかどうかをチェックすることが出来る。その場合、基地局はその後の複製を棄却することになる。
【００７２】
ＲＬＰデータ・セグメントは無線インターフェースを介してＳＣＨか７個のＤＣＣＨの何れかへ伝送される。なお、ＤＣＣＨは信号通信または少量のユーザ・データをモバイル・ユニットへ送信するために使用することが出来る。ＲＬＰデータ・セグメントはＳＣＨ及びＤＣＣＨへ同時に送信されないものと想定されている。ＲＬＰ制御フレーム（即ち、ＮＡＫ）と、ＭＡＣ及び物理層メッセージ（例えば、パイロット強度測定メッセージ（ＰＳＭＭ）、拡張ハンドオフ方向メッセージ（ＥＨＤＭ）、基地局からの補助チャネル割当てメッセージ（ＳＣＡＭ）、モバイル・ユニットからの補助チャネル・リクエスト・メッセージ（ＳＣＲＭ）がＤＣＣＨ上で処理され、物理層フレーム上では決してユーザ・データに多重されることは無い。ＤＣＣＨ上へ送信されたメッセージはＲＬＰデータ・セグメントがＳＣＨ上へ伝送されるとき同時に伝送される。
【００７３】
多数の無線インターフェース・レートに渡る動作のために、物理層フレーム化構成は必ず順列中にある新データと多数の再送されたＲＬＰセグメントの多重化を可能にする。新データに対し、データの残りが順列中にあるので、最初のＲＬＰデータ・ユニットを識別する一連番号が使用される。再送のために、無線インターフェース・フレーム・フォーマットは再送された各セグメントに対して一連番号及び８ビット長インジケータを識別する。再送された多数のセグメント及び１個の新データ・セグメントまでがこのフォーマットを使用している無線インターフェース・フレームに収容される。
【００７４】
暗号化はＲＬＰ整列がセル.に明白（transparent）であるようにした方法で為されなけならない。それにはセルでの暗号化またはＲＬＰ機能要素上での暗号化が実現性が有る。ＲＬＰ機能要素上での暗号化及び圧縮はＩＷＦ機能要素で為すことが出来る。１６ビットのＣＲＣが物理層フレーム全体に渡って計算される。
【００７５】
バック・ホール・リンク・プロトコル（back haul link protocol）
バック・ホール・リンク（back haul link；ＢＨＬ）プロトコルはＦＳ／ＲＬＰ機能要素と基地局との間にＲＬＰセグメントのフレーム化を供する。ＲＬＰ一連番号がセグメントを識別するために使用され、１個のＢＨＬフレームに順列内セグメント（in-sequence segment）が１個だけ包含される。ＢＨＬ上の最大セグメント・サイズに依存して、無線インターフェース物理層フレームは多数のＢＨＬフレームにセグメント分割することが出来る。
【００７６】
ＲＬＰセグメント一連番号、メッセージ長及びアドレスだけが順方向リンクの方向で必要とされるヘッダー・フィールドである。その他のヘッダー・フィールドが、副一連番号、消去フィールド及びフレーム・レート・フィールドとして使用されるときのＧＰＳタイムを含み、逆方向リンクの方向だけで使用するためにＲＯＬＰＣ機能要素に対して定義される。
【００７７】
ＢＨＬプロトコルは順方向でモバイル・ユニット毎のフロー制御及び復旧を規定する。簡単な、受信者が即対応可／受信者が即対応不可（receiver ready/receiver not ready；ＲＲ／ＲＮＲ）メカニズムから「完全自立の水漏れするバケツ」（full-fledged leaky-bucket）フロー制御までの、或る範囲のフロー制御オプションが可能である。もし本システムが何れかのサービス品質（quality of service；ＱｏＳ）保証を与えるものであれば厳格なフロー制御が必要であるが、しかしＲＬＰ機能要素はバック・プレッシャ（back pressure）を与えることは出来ないから、基地局でのフロー制御が単にバック・ホール・リンク上での輻輳を回避するのに有効である。
【００７８】
再送されたセグメントはより高い優先度を有するから、各再送は別々のフロー制御ウインドーを与えられる。
【００７９】
一連番号ロール・バック（sequence number roll-back）（GO Back N）メカニズムを有するＢＨＬ復旧が定義される。このＢＨＬ復旧は新主レッグへ切り換えるメカニズムだけでなく、バッファー・オーバフローからの復旧を規定する。もしＲＬＰ機能要素が再同期化すると、そのことによって基地局にそれらのバッファをクリアするように通知される。基地局で新データ用バッファの中の新データは共通一連番号（common sequence number）へのロール・バックを使用することによってサルベージ（salvage）することが出来る。
【００８０】
再開及び主レッグの転送遅延を最小にするため、別々のアドレスがＢＨＬ上の信号通信に対して供される。更に、ＦＳＤ機能要素のＢＨＬは以下の事項のために基地局中継機能要素を供する。
【００８１】
副レッグから主レッグへ無線通信インタフェース逆方向信号用メッセージをそのまま返信する（echoing）こと。
逆方向リンクへのバースト状流入を制御するために基地局間メッセージをルーティングすること。
アクティブ集合管理のために基地局間メッセージをルーティングすること。
主転送メッセージをルーティングすること。
【００８２】
実施例に依存して、本発明のバック・ホール機構（back haul facility）は、Ｔ１ラインのような物理的ケーブルではなく、ＦＳＤ機能要素と基地局との間の無線リンクに対応することが出来る。
【００８３】
逆方向外方ループ・パワー制御
バック・ホール機構に対するタイミング要求基準はＦＳＤ機能要素で逆方向外方ループ・パワー制御（reverse outer loop power control；ＲＯＬＰＣ）アルゴリズムを実行することによって簡素化される。ＲＯＬＰＣ機能要素はアクティブ集合の中の全基地局からのフレーム・レート及びフレーム・エラーの表示に依拠する。そのフレーム・レートは、副一連番号としてＧＰＳタイムの使用することによって関連付けられている何れかのレッグから受信された良好なフレームから決定される。主セルには逆方向リンクのバーストがアクティブであるときが常に認識されている。もし主セルによってＦＳＤ機能要素へ消去がレポートされ、且つ、他の何れのレッグからもそのＧＰＳタイムの間に良好なフレームが無いとき、エラー発生無線インターフェース・フレーム、即ち消去が宣言される。
【００８４】
バースト状パケット・データ（bursty packet data）に対する外方ループ・パワー制御技術は、数秒間持続するトランザクション中のデータ・フローに良好に作用することが可能である。本発明のアプローチでは、ＲＯＬＰＣ機能要素は、設定点がフローが持続しているアクティブ状態にある間、記憶される。設定点は、もしその値が例えば数秒に設定されている期間から外れた時に逆方向リンク・データが受信されない場合は終了する。
【００８５】
バック・ホール上の通常データ・フロー動作
セル逆方向リンク：無線インターフェース・フレームが正しく受信されると、基地局は１つ以上のＢＨＬフレームをフォーマットし、それらをＦＳＤ機能要素へ送信する。そのヘッダーはフレーム・レート、ＲＬＰセグメント一連番号及び副一連番号としてのＧＰＳタイムを含む。無線インターフェース・フレームが多数のＢＨＬセグメントに分割されると、各セグメントに同じＧＰＳ副一連番号が使用される。その他のセグメントが存在することを表示するために、ＢＨＬヘッダーに「更に多くの」ビットを用いることが出来る。もし主セルで無線インターフェース・フレームが誤って受信されると、ＢＨＬフレームが消去を表示し、且つ、副一連番号としてＧＰＳタイムを包含するヘッダーと共にＦＳＤ機能要素へ伝送される。
【００８６】
ＦＳＤ機能要素逆方向リンク：無エラーで受信されたセグメントは全てＲＬＰ機能要素へパスされる。ＲＬＰ機能要素は受信された何れかの複製オクテットを棄却する。フレーム・レート、消去及び副一連番号（ＧＰＳタイム）はＲＯＬＰＣ機能要素へパスされる。
【００８７】
ＦＳＤ機能要素順方向リンク：ＦＳＤ機能要素はＲＬＰセグメントをフロー制御を受ける主基地局のみへ転送する。もし現在の主レッグ基地局が直前の一連番号（roll-back sequence number）に関して復旧を要求すると、直前の一連番号から始まるデータが再び転送される。
【００８８】
セル順方向リンク：新データ及びＦＳＤ機能要素から受信された再送データに対応するＲＬＰセグメントが新データ用バッファ及び再送されたデータ用バッファへそれぞれ転送される。受信されたセグメントに対応付けられたＲＬＰ一連番号が記憶される。無線インターフェースでの伝送のため、セグメント一連番号と共に１個または多数のセグメントが物理層フレームに包含される。
【００８９】
再開ソフト・ハンドオフ及び主転送の動作シナリオ
図５のＡ、Ｂは、それぞれアクティブ状態及び停止状態にあるモバイル・ユニットに対する順方向リンク・データ転送シナリオを図示し、図中、時間軸が上から下へ伸びている。図５のＡのアクティブ状態では、データがＦＳ／ＲＬＰ機能要素により主基地局のみへ転送され、データ転送はＤＣＣＨで直ぐに開始することが可能である。補助チャネル（supplemental channel；ＳＣＨ）が割当てられ、モバイル・ユニットへＳＣＨ割当てを知らせるために高速（即ち、無線インターフェースを介してメッセージを伝送するのに要する時間が２０ミリ秒未満の）補助チャネル割当てメッセージ（supplemental channel assignment message；ＳＣＡＭ）が送信された後、主基地局は補助チャネル上でユーザ・データの転送を開始することができる。図５のＢの中断（追跡）状態では、ＦＳＤ機能要素にそれが新データを転送する主レッグが認識されているものと想定されている。主基地局は適宜ＤＣＣＨまたはＳＣＨを割当て、その割当てられたチャネルでデータの伝送を開始する前に、チャネル割当てをモバイル・ユニットへ対応するCAMまたはＳＣＡＭメッセージを使用して送信する。ネットワーク上の再開遅延は主基地局でチャネル割当てを行ない、専用チャネル上でメッセージを送出しそれに続いてデータを送出するために要する時間である。この再開遅延は３０ミリ秒未満とすることが出来る。
【００９０】
逆方向リンクがソフト・ハンドオフに有るとき、処理は図５のＢの下部に図示されているシナリオで継続する。特に、モバイル・ユニットはパイロット強度測定メッセージ（pilot strength measurement message；ＰＳＭＭ）を伝送して、逆方向リンク・アクティブ集合（reverse-link active set）に加えられている新基地局、即ち、新副基地局へ主基地局がパケット・データ・ハンドオフ要求（packet data handoff request；ＰＤＨＯＲＥＱ）メッセージを伝送するようにする。図５のＢ中、破線矢印は幾つかの実施例においてメッセージがＦＳＤ機能要素を介して実際に伝送されることを意味する。その他の実施例では、基地局は中央集中ＦＳＤ機能要素を通ることを必要とせずに互いに直接通信出来るかも知れない。それに呼応して、新副基地局は主基地局へパケット・データ・ハンドオフ肯定応答（packet data handoff acknowledgment ；ＰＤＨＯＡＣＫ）メッセージを伝送し、その結果主基地局はモバイル・ユニットへ拡張ハンドオフ方向メッセージ（ＥＨＤＭ）メッセージを返信する。再開遅延を最小にするため、順方向リンク上のデータ転送は新副レッグが逆方向リンクに加えられる前に開始することが出来る。主基地局でＰＳＭＭを受信する十分に高い蓋然性を達成するために、モバイル・ユニットは高パワーを使用するかまたはＰＳＭＭの伝送を反復し、或いはその双方を行うことが必要となるかも知れない。
【００９１】
図６は順方向リンク主転送シナリオを図示する。主転送はモバイル・ユニットがＰＳＭＭメッセージを用いて別のレッグ即ち副レッグが或る差で最も強いパイロット信号を有することを主レッグへレポートするときに始まる。旧主基地局は、主転送動作中はＦＳ／ＲＬＰ機能要素が新データを主基地局へ送信しないように防止するためにフロー・コントロール「ＯＮ」メッセージをＦＳＤ機能要素へ送信し、且つ、主転送メッセージ（ＰＤ＿ＰＲＩＭ＿ＸＦＥＲ）を新主基地局へ送信する。ＰＤ＿ＰＲＪＭ＿ＸＦＥＲメッセージはモバイル・ユニットに対する登録ＩＤ及び逆方向リンクの現アクティブ集合を包含する。新主基地局は続いてＦＳ／ＲＬＰ機能要素へその新主基地局（ＦＳ＿ＮＥＷ＿ＰＲＩＭＡＲＹ）としての現況を知らせ、且つ、ＦＳ／ＲＬＰ機能要素へ制御をＯＦＦするするように指示するメッセージを送信する。それで現在は何れかの新データがＦＳ／ＲＬＰ機能要素によって新主基地局へ送信される。更に、旧主基地局は、順方向リンク通常制御チャネル（forward common control channel；Ｆ−ＣＣＣＨ）で新主基地局からの伝送を受け（listen）、モバイル・ユニットへＣＡＭメッセージを送信し、モバイル・ユニットにその緒動作を中断（追跡）状態へ転送するように指示する。その結果モバイル・ユニットは新データがＦＳ／ＲＬＰ機能要素によって新主基地局へ転送されるまで中断（追跡）状態に留まり、そのとき新主基地局が適当なチャネルを割当て、高速ＣＡＭ／ＳＣＡＭメッセージを介してモバイル・ユニットへチャネル割当てを知らせ、その割当てられたチャネルでデータ転送を開始する。
【００９２】
旧主基地局がモバイル・ユニットからＰＳＭＭメッセージを受信するときに順方向バースト（forward burst）が進行中であると、旧主基地局はそれがそのバーストを終端させ、新主基地局で再開させるまでそのバーストを継続することが出来る。このことは次のようにして達成される。旧主基地局はＦＳ／ＲＬＰ機能要素へ送信されたＰＤ＿ＰＲＩＭ＿ＸＦＥＲメッセージ中の新データ待ち行列のヘッドにＲＬＰセグメント一連番号、即ち直前の一連番号を包含する。新データ待ち行列中の何れかのデータと同様に、旧主レッグで再送待ち行列中に残されているデータは棄却されるべきものと見なされる。再送待ち行列は再送が優先性を持っているから短くなければならない。旧主基地局は、順方向リンク通常制御チャネル（Ｆ−CCCH）で新主基地局からの信号を受け、モバイル・ユニットに現バースト（current burst）が終了していることを知らせ、且つ、モバイル・ユニットに中断（追跡）状態に転送するように指示する。新主基地局はそのアドレスを表示しているＦＳＤ機能要素へ新規の主メッセージ （ＦＳ＿ＮＥＷ＿ＰＲＩＭＡＲＹ）及び直前の一連番号を送信し、フロー制御をＯＦＦするする。ＦＳＤ機能要素は直前の一連番号から開始する全ての新データを新主レッグへ送信する。新主基地局は、それが未処理分を見出すと高速ＣＡＭ（quick CAM）または高速ＳＣＡＭ（quick SCAM）を実行してモバイル・ユニットへのバースト伝送を再開する。
【００９３】
主転送は基地局及びバック・ホール機構での小数のメッセージの処理に関与する。遅延は２０ミリ秒未満でなければならない。更に、新データが新主基地局へ転送される。最初の１キロバイトのデータは１０ミリ秒未満内に達することができる。ＰＳＭＭが受信された後の主転送遅延は３０乃至５０ミリ秒の間に達成することができる。
【００９４】
図７は逆方向リンク転送シナリオを図示する。中断（追跡）状態にあるモバイル・ユニットは主基地局でランダム・アクセス・チャネル（random access channel；ＲＡＣＨ）へのアクセスを行う。主基地局は、データがＤＣＣＨ 上でのフローを開始でき、且つ、モバイル・ユニットがアクティブ状態へ移行出来るように、即時チャネル割当て（immediate channel assignment；ＣＡＭ）を行う。なお、再開後のデータ転送はソフト・ハンドオフを設定する前に出来することが出来ることに注目する必要がある。ＲＡＣＨ上でメッセージが受信された後の再開遅延は、無線インターフェースでのフレーム・タイミング遅延込みで３０ミリ秒未満である。
【００９５】
初期のランダム・アクセス要求に基づき或いはアクティブ状態の遅くにモバイル・ユニットが逆方向リンク上にソフト・ハンドオフの追加レッグを有すること必要とされると、基地局間ハンドオフ要求／許可シナリオが出来する。レッグを加えるために、主基地局は登録ＩＤ、ＦＳＤ機能要素のアドレス、ＲＯＬＰＣ設定点、モバイル擬似雑音（pseudo-noise；ＰＮ）コード、及び、もしバーストが進行中であればバースト終了時点（burst end time）並びにバースト・レート（burst rate）の情報を包含するＰＤＨＯＲＥＱ専有メッセージ（proprietary message）を新副基地局へ送信する。従って新副基地局は受信された逆方向リンク・フレームをＢＨＬ上へ単に送信するだけで参加することが出来る。副基地局はモバイル・ユニットに対して逆方向リンク内方ループ・パワー制御ストリームを立ち上げることによってハンドオフ要求を肯定応答して情報 をＰＤＨＯＡＣＫメッセージで主基地局へ供し、主基地局は続いてこの情報を拡張ハンドオフ方向メッセージ（ＥＨＤＭ）でモバイル・ユニットへ与える。ＰＤＨＯＡＣＫメッセージで、副基地局は進行中のバーストを終了させることを要求することが出来る。副基地局とＦＳＤ機能要素との間のＢＨＬ上での初期化は将来ＲＯＬＰＣ設定点へ更新するために必要であるだけであり、従ってクリティカルなタイミング要求基準は存在しない。或るレッグが主基地局により指示されたときに呼から外れるとき、それは単にＦＳＤ機能要素への逆方向フレームの送信を停止する。時間的にクリティカルではない簡単なＦＳＤ機能要素切断プロシージャが使用される。
【００９６】
この最後に、図７にバースト受け入れシナリオが図示されている。バック・ホール機構上の要求／許可シナリオはアクティブ集合の基地局によって処理される。バースト・モード要求／許可プロシージャ（burst request/grant procedure）は基地局での４個のメッセージの処理及びバック・ホール機構上の３個のメッセージの伝送に関与する。ＳＣＲＡＭが受信された後ＳＣＡＭを伝送するまでの総バースト許可遅延（total burst grant delay）は５０ミリ秒未満にすることが出来る。
【００９７】
パワー制御
従来技術のＩＳ−９５標準規格は、順方向リンク及び逆方向リンクの双方に対するアクティブ集合、即ち、特定 モバイル・ユニットと現に通信しているそれら基地局は同一である。即ち、通信チャネル（traffic channel）及び制御チャネルは対称に設定される。このことは逆方向リンク上の専用通信チャネルがモバイル・ユニットの送信パワー・レベルを制御するために順方向リンク中に関連する専用パワー制御チャネルを持つことを意味する。
【００９８】
従来技術のｃｄｍａ２０００標準規格では逆方向リンク送信パワーは順方向リンク・パワー制御サブ・チャネルが存在すればそれによって制御される。アクティブ状態にある間、パワー制御サブ・チャネルは順方向専用制御チャネル（forward dedicated control channel；Ｆ−ＤＣＣＨ）かまたは順方向基本チャネル（Ｆ−ＦＣＨ）の何れかに多重、即ち、パンクチャされる。これには、対称アクティブ集合が図３に図示 されるような順方向リンク及び逆方向リンクによって維持される必要がある。換言すれば、もし逆方向リンクがソフト・ハンドオフにあれば、順方向リンクはたとえそれがそれ以外では必要とはされないとしてもソフト・ハンドオフになければならない。
【００９９】
高速データ通信ユーザが存在することで、トラヒックが非対称な性質であることにより、システム設計に特別な課題が存在している。効率的に動作するパケット・モード・サービスを行うために、順方向及び逆方向のアクティブ集合に対して非対称サポートを持つことが望ましい。従来技術のＩＳ−９５標準規格はこのモードの動作にはパワー制御サポートを供しない。
【０１００】
本発明のアプローチは順方向リンク及び逆方向リンクが異なるアクティブ集合を有するときのパワー制御フィードバックの問題に対処する。例えば、順方向リンクが一方向接続、即ち、単方向モードにあるか、或いは全く接続されない状態にあることが出来、その一方で逆方向リンクが双方向接続（ソフト・ハンドオフ）にあることが出来る。
【０１０１】
非対称アクティブ集合動作を満足するために、本発明のアプローチはモバイル・ユニットがアクティブ状態にあるとき、パワー制御サブ・チャネルをF−ＤＣＣＨ及びＦ−ＦＣＨの双方から切り離し、それに代えて共通パワー制御チャネル（common power control channel；ＰＣＣＨ）を使用して逆方向リンク・パワーを制御することに関与する。従来技術のｃｄｍａ２０００標準規格に定義されているように、順方向リンク共通パワー制御チャネル（forward-link common power control channel；Ｆ−ＰＣＣＨ）は１個の物理チャネルに時間多重されている一組のパワー制御サブ・チャネルである。ｃｄｍａ２０００標準規格の下では、Ｆ−ＰＣＣＨ上の各パワー制御サブ・チャネルは、Ｆ−ＰＣＣＨを伝送する基地局のサービスを受けている別のモバイル・ユニットに対する逆方向リンク・エンハンスト・アクセス・チャネル（reverse-link enhanced access channel；Ｒ−ＥＡＣＨ）のパワーまたは逆方向リンク共通制御チャネル（reverse-link common control channel；Ｒ−ＣＣＣＨ）のパワーを制御する。Ｒ−ＥＡＣＨは休止状態か停止状態の何れかにあるモバイル・ユニットによって使用され、専用通信チャネルの割当てを要求する。休止状態及び停止状態はモバイル・ユニットが割当てられた専用無線インターフェース・チャネルを持たない状態に似ている。停止状態では、モバイル・ユーザ・データ・セッションに関する幾つかの情報が基地局に維持されるが、休止状態ではそのようなことは無い。Ｒ−ＣＣＣＨは休止状態にあるモバイル・ユニットによって使用され、専用通信チャネルを要求する必要も、それを割当てられることも無く、比較的に短いバーストのデータを送信する。
【０１０２】
従来技術のｃｄｍａ２０００標準規格は、Ｆ−ＰＣＣＨに逆方向リンク専用制御チャネル（reverse-link dedicated control channel；Ｒ−ＤＣＣＨ）のパワーまたは逆方向リンク通信チャネル（Ｒ−ＦＣＨまたはＲ−ＳＣＨ）のパワーの制御を許可しない。本発明のアプローチはその制約を除去し、その結果Ｆ−ＰＣＣＨはモバイル・ユニットがアクティブ状態にある間、逆方向リンク送信パワーを制御することが出来る。このアプローチにより、順方向リンク及び逆方向リンクが異なるアクティブ集合を持つときモバイル・ユニットでパワー制御を与える。
【０１０３】
図８は、順方向リンクが単方向モード（一方向接続）にあり、逆方向リンクが双方向ソフト・ハンドオフにある例を図示する。順方向リンク上では、基地局Ａがアクティブ状態にあるＦ−ＦＣＨまたはＤＣＣＨを有する。逆方向リンク上では、モバイル・ユニットは基地局Ａ及びＢとソフト・ハンドオフにある。モバイル・ユニットの送信パワーは双方の基地局によって、それぞれ共通パワー制御チャネルＦ−ＰＣＣＨａ及びＦ−ＰＣＣＨｂを介して制御される。基地局Ａによって伝送されるＰ−ＰＣＨまたはＦ−ＤＣＣＨにパンクチャされるパワー制御サブ・チャネルは無い。或いは、基地局Ａからのパワー制御サブ・チャネルはＦ−ＦＣＨまたはＦ−ＤＣＣＨ上でパンクチャされることが出来、その一方で基地局Ｂがそのパワー制御サブ・チャネルをＦ−ＰＣＣＨｂを介して伝送することも可能である。図８の例を更に拡張するために、基地局ＡはＦ−ＤＣＣＨまたはＦ−ＦＣＨに加えて順方向リンク上にアクティブ状態の補助チャネル（supplemental channel；Ｆ−ＳＣＨ）を持つことが出来る。何れの場合も、このアプローチの下ではパワー制御を供するために双方の基地局からＦ−ＤＣＣＨまたはＦ−ＦＣＨを確立する必要は無い。
【０１０４】
図９は、順方向リンクが全くアクティブではく、且つ、逆方向リンクが双方向ソフト・ハンドオフにある例を図示する。順方向リンク上では、アクティブ状態にあるＦ−ＦＣＨまたはＦ−ＤＣＣＨ或いはＦ−ＳＣＨは無い。逆方向リンク上では、モバイル・ユニットはＲ−ＤＣＣＨ、Ｒ−ＦＣＨ及び／またはＲ−ＳＣＨを使用している基地局Ａ及びＢとソフト・ハンドオフにある。モバイル・ユニットの送信パワーは双方の基地局によって、それぞれＦ−ＰＣＣＨａ及びＦ−ＰＣＣＨｂを介して制御される。
【０１０５】
その最も基本において、ここに記載される技術はパケット・データ・ユーザをユーザが或る時間イナクティブになっていた状態から再開するとき、基地局とＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素との間のバック・ホール・インターフェース（back haul interface）上の遅延を殆ど全て除去し、且つ、高速無線インターフェース・チャネルはユーザによる使用のために再確立される必要が有る。従来技術はバック・ホール・インターフェースに回路指向型の技術及びプロシージャを使用しており、それらではユーザを開始（activating）または再開（reactivating）させるとき、基地局とＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素との間に多くのやり取りが行われる。
【０１０６】
本発明によるＣＤＭＡシステムでは、ネットワークをベースとするＲＬＰ機能要素が２つに、即ち、ネットワークの中央で実行可能な部分と基地局で実行する部分とに分割される。或いは、両方の部分とも基地局で実行することも可能である。中央に在る部分、即ち、基地局から隔たった箇所で実行出来る部分は再送を制御する機能を実行する。基地局に配置されている部分はユーザ・メッセージを無線で送信する機能を実行する。これらの機能には物理層フレーム化及び再セグメント化、無線通信インターフェース・メッセージのエラー検出及び訂正、チャネル符号化、多数のフレームの多重化、暗号化、無線伝送レートの決定、及び無線伝送のスケジューリングが包含される。この分離によって、ユーザ・メッセージが最良の機会に基地局へ即座に転送されるように可能にされ、モバイル・ユニットとの良好な通信が供される。基地局とＲＬＰ機能要素のことによると遠隔に在る部分との間には時間同期連携動作は必要とされず、且つ、所定の呼に対して所定の時点に基地局へ送信されることが出来るデータ量に無線インターフェース制限が課されることは無い。
【０１０７】
ネットワークをベースとするＲＬＰ機能要素の中央に在る部分はネットワークから１つのしかもたった１つの呼レッグ、即ちモバイル・ユーザへの最良の信号を有する呼レッグへユーザ・データを送信する。その呼レッグはユーザ・メッセージをモバイル・ユニットへ無線インターフェースを介して転送する方法及び時点を決定する。
【０１０８】
どの基地局がモバイル・ユーザへの最良の信号を有するかの決定は基地局によって実行され、この「主」基地局に関する情報（knowledge）はネットワークをベースとするＲＬＰ機能要素の中央に在る部分へパスされる。この概念は「高速パケット・データ・サービスのための主転送（primary transfer）」と称されるこことが有る。
【０１０９】
無線でモバイル・ユーザへ送信される必要が有るユーザ・メッセージを処理するために２つの待ち行列が主基地局に保持される。１つの待ち行列は「新データ」待ち行列と呼ばれ、新しいユーザ・メッセージ、即ち、前にユーザへ送信されたことが無いメッセージを保持する。他の待ち行列は「再送」待ち行列と呼ばれ、前にモバイル・ユニットへ送信されたことは有るが受信されたことが無いか、或いはモバイル・ユニットによってエラーで受信されたことが有るユーザ・メッセージを保持する。無線伝送の優先性は再送待ち行列上のユーザ・メッセージへ与えられる。
【０１１０】
無線伝送は再送待ち行列からの多数のユーザ・メッセージ・セグメントの他に新データ待ち行列からの１個のメッセージ・セグメントを包含することが可能である。この能力により、無線インターフェース容量の使用が最良になる。再送待ち行列からのそれらメッセージは最初無線インターフェース・フレームにパックされ、且つ、ＲＬＰ一連番号の他にそのＲＬＰ一連番号の増分単位に配分されたバイト単位での長さを有する。新データ待ち行列からのユーザ・メッセージ・セグメントはＲＬＰ一連番号を包含し、無線インターフェース・フレームの終わりまで継続する。
【０１１１】
主転送が出来すると、現主レッグはバック・ホール機構上でフロー制御を使用して遠隔に在る部分のＲＬＰ機能要素がデータを、その現況を主呼レッグである状態から副呼レッグである状態へ変化する処理中にある呼レッグへ送信するのを防止する。現主呼レッグは新主呼レッグへ新データ待ち行列の中にまだ残っている全ての新ユーザ・データを表しているＲＬＰ一連番号をパスする。主転送動作が完了すると、新主呼レッグは遠隔部のＲＬＰ機能要素にそのアドレスを知らせ、且つ、バック・ホール・フロー制御（back haul flow control）を除去する。この処理中、新主呼レッグはまた遠隔部のＲＬＰ機能要素に新しいユーザ・メッセージの送信を開始するための一連番号を知らせる。従って、実際上遠隔部のＲＬＰ機能要素は新主呼レッグへ旧主呼レッグによって未だ伝送されたことが無いユーザ・データを送信する。この特性によって旧主レッグが送信されなかったデータを新主レッグへ送信させる必要性が回避され、それにより伝送時間及び利用度が節減される。そのようなセル間伝送はネットワークをベースとするＲＬＰ機能要素の両方の部分が基地局で実行した場合に必要となるであろう。主転送特性は実施例の一部ではなく、且つ、その解法には概ねセル間ユーザ・データ伝送が出来することが必要となるか、或いは、主転送特性が実施例の設計に盛り込まれるかし、セル間の追加のやり取り及びフレーム選択／分配機能要素が該システムを機能させるために必要となろう。
【０１１２】
順方向（モバイル・ユニットへの方向）の無線インターフェースを介しての信号通信及びユーザ・メッセージ送信の双方が１個の呼レッグから単方向モードで実行される。それとも、逆方向の信号通信及びユーザ・メッセージの転送が概ねソフト・ハンドオフで多数の呼レッグを使用して出来する。モバイル逆方向リンク送信パワーを制御するためにパンクチャされたパワー制御サブチャネルは上述のように、専用順方向リンク無線インターフェース・チャネルから切り離される必要が有る。
【０１１３】
ＦＳＤ機能要素は、ネットワークをベースとするＲＬＰ機能要素の遠隔に在る部分と一緒に、呼が最初に確立されるとき高速パケット・データ呼に割当てられるサーバ・アプリケーションを形成する。この例のサーバは、モバイル・ユーザが長期間イナクティブに留まっているかどうか、或いは主転送が出来するかどうかに関わらず、変化されない。このサーバは何時でもネットワークからデータを受理し、モバイル・ユーザへの伝送のために主レッグへ分配することが出来、且つ、呼の一部であるソフト・ハンドオフ・レッグの何れかからユーザ・メッセージを何時でも受信することが出来る。最初の初期化の後は、アイドル期間が長く続いた後のユーザが再開されるときでもモバイル・ユニットによって初期化するのに時間は掛からない。
【０１１４】
モバイル・ユニットからの逆方向リンク・ユーザ・メッセージは、互いに広く隔たっている時に多数のレッグからＦＳＤ／ＲＬＰサーバ（即ちＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素）に達することが出来る。何れかのレッグに正しく受信した何れかのユーザ・メッセージは、ＲＬＰ機能要素が複製メッセージを棄却するのでＦＳＤ機能要素に受理される。
【０１１５】
呼レッグから送信された逆方向リンク・ユーザ・メッセージは、ＲＬＰ一連番号とそれらメッセージに取り込まれているＧＰＳタイムの一部の値との双方を有する。ＲＬＰ一連番号はＲＬＰ機能要素により紛失メッセージまたは複製メッセージを検出するために使用される。ＧＰＳタイムはＦＳＤ機能要素によって１つ以上のバック・ホール情報パケット（back haul information packet）を無線インターフェースを介する情報の伝送時点に対応付けるために使用される。バック・ホール・パケット送信（back haul packet transmission）の最大サイズは２０ミリ秒の無線インターフェース・フレームに組み込むことが出来るユーザ情報要素数（即ち、バイト数）とは一般に違っている。従って、ユーザ・データに相当する１個の無線インターフェース・フレームはそれがＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素へ転送されるときにバック・ホール機構上の２つ以上のパケットを専有することが出来る。無線インターフェース・フレームのレート指標及び品質指標は、所謂ＲＯＬＰＣ値である設定点の値を計算するためにＦＳＤ機能要素で使用され、全ての呼レッグへ返送される。その結果、それら指標はモバイル・ユニットによって伝送されたパワーを制御することが出来る。
【０１１６】
ＲＯＬＰＣ設定点の値を適切に計算するために、その計算は何時全てのレッグが誤って同一の無線インターフェース・フレームを受信したかを判定しなければならない。回路モード・サービスのため、トラヒック搬送無線インターフェース・チャネル上の情報が常に存在するが、高速パケット・データ・サービスではユーザ・メッセージの伝送がバースト状（bursty）に為される。主呼レッグは常に何時補助チャネルが割当てられたかが分かっており、従ってそのレッグは消去インジケータ、即ち、無線インターフェース・フレームが期待されたが受信されなかったか或いは誤って受信されたことを表示する指標と、その他にＧＰＳタイムスタンプを有するバック・ホール・フレームを生成することが出来る。他に同一ＧＰＳタイムを有する正常な無線通信インターフェース・メッセージをバック・ホール機構を介して配信するレッグが無い場合は、ＦＳＤ機能要素のＲＯＬＰＣ計算機能がその消去を使用して計算を実行する。
【０１１７】
基地局とＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素との間のホール・バックで使用されるプロトコルは、ユーザ・メッセージを転送するためと基地局間通信のため、及びモバイル・ユニット信号通信のための別々のアドレスを有する。もしＦＳＤ機能要素がモバイル・ユニット信号通信のために使用されるアドレスを有するバック・ホールパケットを受信すると、メッセージは主基地局へ転送される。なお、主基地局はモバイル・ユニットからの信号用メッセージを解釈（interpreting）し、且つ応答する役割を担っている。また、それらのメッセージは全てのレッグで無線インターフェースを介して受信されるが、主レッグでモバイル・ユニットからの無線インターフェース伝送が誤って受信された場合は主レッグへ反射（echo）される必要が有る。もしＦＳＤ機能要素が基地局間通信のために使用されるアドレスを持つバック・ホールパケットを受信すると、その機能要素はメッセージを呼レッグまたはメッセージ本体に特定されているレッグへ転送する。もしＦＳＤ機能要素がユーザ・メッセージを転送するために使用されるアドレスを持つバック・ホール・メッセージを受信すると、その機能要素はメッセージをその関連ＲＬＰ機能要素へパスする。
【０１１８】
もし信号通信のためにモバイル・ユニットに割当てられている無線インターフェース・チャネル、即ち、Ｆ−ＦＣＨかＦ−ＤＣＣＨの何れかが有る場合は、ＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素から主レッグへ転送されたデータは、ユーザ・メッセージを搬送するようになっているＦ−ＳＣＨのコード・ポイントを含み、コントロール・メッセージがモバイル・ユニットへ送信されるようにする。ＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素がユーザ・メッセージを送信する前は、主レッグとの連携動作は必要ではないから、この順方向リンク伝送のための再開時間が最小にされる。進行中のユーザ・メッセージやり取りが無いときに、もし他の基地局がモバイル・ユニットの位置で最も強い信号を有する基地局になると、モバイル・ユニットは主基地局へのそのパイロット強度測定のレポートを続ける。もし必要であれば、主転送が出来し、且つ、モバイル・ユーザへ新データを送信するための再開時間が再び最小にされる。
【０１１９】
もしモバイル・ユーザが逆方向へ送信するためのデータを有し、且つ、ユーザが現に逆方向リンク上でそれら呼レッグに割当てられている無線インターフェース信号チャネルを有する場合は、ユーザはどちらか割当てられているＲ−ＰＣＨまたはＲ−ＤＣＣＨを使用してデータの送信を直ちに開始するか、或いは、より高速の無線インターフェース・チャネルが割当てられるように要求する信号用メッセージを送信することが出来る。モバイル・ユニットは信号チャネルを、そのチャネルによって更に高速の無線インターフェース・チャネル割当て情報が受信されるまでユーザ・データを転送するために続けて使用することが出来る。この仕組みにより、モバイル・ユニットが割当てられた無線インターフェース信号チャネルを有するとき、逆方向リンクのやり取りに対する再開遅延を最小にする。
【０１２０】
モバイル・ユニットが何れかの無線インターフェース・チャネル上でアクティブでなく、且つ、主レッグがＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素からユーザ・メッセージを受信するとき、主レッグは順方向共通無線インターフェース信号チャネルを使用してモバイル・ユニットにＦ−ＳＣＨを割当てる。その結果、モバイル・ユーザへの伝送が行われる。主レッグとＦＳＤ／ＲＬＰ機能要素との間には折衝やり取りが行われず、且つ、呼レッグ間でも、これらでは順方向の伝送が主レッグからだけの単方向であり、折衝やり取りが行われないから、再開時間が最小にされる。
【０１２１】
モバイル・ユニットが何れかの無線インターフェース・チャネル上でアクティブでなく、且つ、モバイル・ユーザがネットワークへ送信するデータを有するとき、モバイル・ユニットは逆方向共通信号チャネル上へ、そのデータを送信するための逆方向無線インターフェース・チャネルの割当てを要求する信号用メッセージを送信する。一旦、これらのチャネルが割当てられると、モバイル・ユニットは上記したように、そのデータ伝送を開始することが出来る。ＦＳＤ機能要素との同期を実行することは要求されず、且つ、初期化も要求されない。従って、バック・ホール通信によってユーザが活動再開に要する時間に遅延が付加されることは無い。
【０１２２】
【発明の効果】
本発明はＩＳ−９５ＣＤＭＡ無線通信システムの状況で記載されたが、当然本発明をＩＳ−９５標準規格系列以外の標準規格に準拠するＣＤＭＡ無線通信システム、例えば、ヨーロッパ電気通信標準協会（European Telecommunications Standard Institute；ＥＴＳＩ）標準規格系列で実行することが可能である。同様に、本発明はＣＤＭＡシステム以外の、ＦＤＭＡ（frequency division multiple access）システムまたはＴＤＭＡ（time division multiple access）システムのような無線通信システムで実行することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＣＤＭＡ無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】３個の基地局とソフト・ハンドオフで動作するモバイル・ユニットに対する図１の通信システムの一部を示す機能ブロック図である。
【図３】モバイル・ユニットからの従来の逆方向リンク・データ伝送中に２個の基地局とソフト・ハンドオフにあるモバイル・ユニットを示す図である。
【図４】本発明に依る無線通信システムに対するプロトコル・スタックを示す図であり、図４のＡはフレーム選択／分配機能要素、無線リンク・プロトコル機能及び相互作用機能要素（interworking function；ＩＷＦ）を示し、図４のＢは基地局を示し、図４のＣはモバイル・ユニットを示す。
【図５】モバイル・ユニットの順方向リンク・データ転送シナリオを示す図であり、図５のＡはアクティブ状態を示し、図５のＢは停止状態を示す。
【図６】順方向リンク主転送シナリオを示す図である。
【図７】逆方向リンク転送シナリオを示す図である。
【図８】順方向リンクが単方向（一方向接続）であり、逆方向リンクが双方向ソフト・ハンドオフである例を示す図である。
【図９】順方向リンクが完全にアクティブではなく、逆方向リンクが双方向ソフト・ハンドオフである例を示す図である。
【符号の説明】
１００  CDMA無線通信システム
１０２  相互作用（ＩＷＦ）機能要素  （ＰＰＰ）
１０４  無線リンク・プロトコル（ＲＬＰ）機能要素
１０６  フレーム選択機能／分配（ＦＳＤ）機能要素
１０８  バック・ホール機構
１１０  基地局
１１２  モバイル・ユニット
３０２  モバイル・ユニット
３０４  基地局
【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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【図８】
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【図９】
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