(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重アクセスチャネルにアクセスしようとしている移動局が前記多重アクセスチャネルにアクセスしたかどうかを判断する方法であって、
ａ）前記移動局に固有の情報からハッシュ値を生成するステップと；
ｂ）前記ハッシュ値を前記移動局から前記多重アクセスチャネルを介して送信するステップと；
ｃ）受信信号を監視して、前記ハッシュ値が前記移動局に送り返されたかどうかを判断するステップと；
ｄ）その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックするステップと、
ｅ）前記ハッシュ値が所定の時間以内で前記移動局に送り返されていた場合、前記多重アクセスチャネルを介して送信を継続するステップと；
を含む方法。
【請求項２】
多重アクセスチャネルにアクセスしようとしている移動局が前記多重アクセスチャネルにアクセスしたかどうかを判断する方法であって、
ａ）送出元のアイデンティティを示すハッシュ値を含み、前記多重アクセスチャネルにアクセスする要求を受信するステップと；
ｂ）その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックするステップと、
ｃ）前記多重アクセスチャネルがビジーでない場合に限り前記多重アクセスチャネルを前記ハッシュ値に割り当てるステップと；
ｄ）前記要求と共に受信された前記ハッシュ値を含むメッセージを基地局から同報通信するステップと；
を含む方法。
【請求項３】
ａ）移動局からプリアンブルを受信するステップと；
ｂ）前記プリアンブルのパワーレベルに応答してサブミニスロットの事前割り当て済みビットを用いている初期パワー調整ワードを送信するステップと；を更に含み、前記初期パワー調整ワードの前記事前割り当て済みビットの内の少なくとも１つは前記ハッシュ値が一旦受信されると前記移動局から受信した前記ハッシュ値を送り返すため事前割り当てされる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
多重アクセスチャネルにアクセスする方法であって、
ａ）送出元のアイデンティティを示すハッシュ値を含み、前記多重アクセスチャネルにアクセスする要求を送信するステップと；
ｂ）その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックするステップと、
ｃ）前記要求と共に受信した前記ハッシュ値を含むメッセージを基地局から受信するステップと；
を含む方法。
【請求項５】
ａ）移動局からプリアンブルを送信するステップと；
ｂ）サブミニスロットの事前割り当て済みビットを用いている初期パワー調整ワードを受信するステップと；を更に含み、前記初期パワー調整ワードの前記事前割り当て済みビットの内の少なくとも１つは前記ハッシュ値が一旦受信されると前記移動局から受信した前記ハッシュ値を送り返すため事前割り当てされる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ａ）移動局からプリアンブルを送信するステップと；
ｂ）送信を停止するステップと；
ｃ）初期パワー制御調整ワードを受信するステップと；
ｄ）送信を再開するステップと；を更に含み、前記再開された送信のパワーが、前記受信された初期パワー制御調整ワードの値に応じて調整される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
送信を停止する前に速度ワードを送信するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
多重アクセスチャネルにアクセスしようとしている移動局が前記多重アクセスチャネルにアクセスしたかどうかを判断する装置であって、
前記移動局に固有の情報からハッシュ値を発生するロジック部と；
前記ハッシュ値を前記移動局から前記多重アクセスチャネルを介して送信するロジック部と；
受信信号を監視して、前記ハッシュ値が前記移動局に送り返されたかどうかを判断するロジック部と；
ｄ）その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックするロジック部と、
ｅ）前記ハッシュ値が所定の時間以内で前記移動局に送り返されていた場合、前記多重アクセスチャネルを介して送信を継続するロジック部と；
を含む装置。
【請求項９】
多重アクセスチャネルにアクセスしようとしている移動局が前記多重アクセスチャネルにアクセスしたかどうかを判断する装置であって
送出元のアイデンティティを示すハッシュ値を含み、前記多重アクセスチャネルにアクセスする要求を受信するロジック部と；
その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックするロジック部と、
前記多重アクセスチャネルが視聴中でない場合に限り前記多重アクセスチャネルを前記ハッシュ値に割り当てるロジック部と；
前記要求と共に受信された前記ハッシュ値を含むメッセージを基地局から同報通信するロジック部と；
を含む装置。
【請求項１０】
移動局からプリアンブルを受信するロジック部と；
前記プリアンブルのパワーレベルに反応してサブミニスロットの事前割り当て済みビットを用いている初期パワー調整ワードを送信するロジック部と、を更に含み、
前記初期パワー調整ワードの前記事前割り当て済みビットの内の少なくとも１つは前記ハッシュ値が一旦受信されると前記移動局から受信した前記ハッシュ値を送り返すため事前割り当てされる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
多重アクセスチャネルにアクセスする装置であって、
送出元のアイデンティティを示すハッシュ値を含み、前記多重アクセスチャネルにアクセスする要求を送信するロジック部と；
その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックするロジック部と、
前記要求と共に受信した前記ハッシュ値を含むメッセージを基地局から受信するロジック部と；
を含む装置。
【請求項１２】
移動局からプリアンブルを送信するロジック部と；
サブミニスロットの事前割り当て済みビットを用いている初期パワー調整ワードを受信するロジック部と；を更に含み、前記初期パワー調整ワードの前記事前割り当て済みビットの内の少なくとも１つは前記ハッシュ値が一旦受信されると前記移動局から受信した前記ハッシュ値を送り返すため事前割り当てされる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
移動局からプリアンブルを送信するロジック部と；
送信を停止するロジック部と；
初期パワー制御調整ワードを受信するロジック部と；
送信を再開するロジック部と；を更に含み、前記再開された送信のパワーが、前記受信された初期パワー制御調整ワードの値に応じて調整される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
送信を停止する前に速度ワードを送信するロジック部をさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
多重アクセスチャネルにアクセスしようとしている移動局が前記多重アクセスチャネルにアクセスしたかどうかを判断する装置であって、
前記移動局に固有の情報からハッシュ値を生成する手段と；
前記ハッシュ値を前記移動局から前記多重アクセスチャネルを介して送信する手段と；
受信信号を監視して、前記ハッシュ値が前記移動局に送り返されたかどうかを判断する手段と；
ｄ）その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックする手段と、
ｅ）前記ハッシュ値が所定の時間以内で前記移動局に送り返されていた場合、前記多重アクセスチャネルを介して送信を継続する手段と；
を含む装置。
【請求項１６】
多重アクセスチャネルにアクセスしようとしている移動局が前記多重アクセスチャネルにアクセスしたかどうかを判断する装置であって、
送出元のアイデンティティを示すハッシュ値を含み、前記多重アクセスチャネルにアクセスする要求を受信する手段と；
その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックする手段と、
前記多重アクセスチャネルが視聴中でない場合に限り前記多重アクセスチャネルを前記ハッシュ値に割り当てる手段と；
前記要求と共に受信された前記ハッシュ値を含むメッセージを基地局から同報通信する手段と；
を含む装置。
【請求項１７】
移動局からプリアンブルを受信する手段と；
前記プリアンブルのパワーレベルに反応してサブミニスロットの事前割り当て済みビットを用いている初期パワー調整ワードを送信する手段と、を更に含み、
前記初期パワー調整ワードの前記事前割り当て済みビットの内の少なくとも１つは前記ハッシュ値が一旦受信されると前記移動局から受信した前記ハッシュ値を送り返すため事前割り当てされる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
多重アクセスチャネルにアクセスする装置であって、
送出元のアイデンティティを示すハッシュ値を含み、前記多重アクセスチャネルにアクセスする要求を送信する手段と；
その存在が前記多重アクセスチャネルがビジーであることを示す受信パワー制御ビットをチェックする手段と、
前記要求と共に受信した前記ハッシュ値を含むメッセージを基地局から受信する手段と；
を含む装置。
【請求項１９】
移動局からプリアンブルを送信する手段と；
サブミニスロットの事前割り当て済みビットを用いている初期パワー調整ワードを受信する手段と；を更に含み、前記初期パワー調整ワードの前記事前割り当て済みビットの内の少なくとも１つは前記ハッシュ値が一旦受信されると前記移動局から受信した前記ハッシュ値を送り返すため事前割り当てされる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
移動局からプリアンブルを送信する手段と；
送信を停止する手段と；
初期パワー制御調整ワードを受信する手段と；
送信を再開する手段と；を更に含み、前記再開された送信のパワーが、前記受信された初期パワー制御調整ワードの値に応じて調整される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
送信を停止する前に速度ワードを送信する手段をさらに含む、請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は一般的には移動無線電話システムに関する。より特定的には、本発明は、移動無線電話システム内で多重アクセスチャネル上の基地局の移動局から送られた信号の出力送信パワーを迅速に制御し、また、多くの移動局の内のどの移動局が多重アクセスチャネルに対して適切にアクセスしたかを決定するシステムおよび方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５基準（ＩＳ−９５基準）に準拠して動作しているＣＤＭＡ無線電話システムにおいては、移動局がトラフィックチャネル（ＴＣＨ）などの専用チャネルに割り当てられていない場合には、アクセスチャネル（Ｒ−ＡＣＨ）を用いて、その移動局から基地局に通信する。Ｒ−ＡＣＨはページングチャネル上の基地局によって送られたメッセージに対して発信、ページ応答、登録及び肯定応答を搬送する。Ｒ−ＡＣＨは４８００ｂｐｓという一定速度で送信される。これは、可変速のトラフィックチャネルとは対照的である。例示のＣＤＭＡシステムの詳細は、本発明の譲受者に譲受されその全体を参照してここに組み込む、「人工衛星又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」という題名の米国特許第４，９０１，３０７号に見ることができる。ＩＳ−９５基準は、これまた参照してここに組み込む１９９３年７月付けのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５中にある「二重モード広帯域スペクトル拡散セルラーシステムのための移動局対基地局コンパティビリティ基準」という題名のＴＩＡ／ＥＩＡ暫定基準に記載されている。
【０００３】
Ｒ−ＡＣＨ上では、移動局は、基地局に固有の長コード拡散マスクを用いる。特に、基地局は最大で７つのページングチャネルを有することが可能である。各ページングチャネルとは、１つ以上の（最大で３２個の）Ｒ−ＡＣＨが関連している。Ｒ−ＡＣＨは各々が、拡散シーケンスを決定する長コードマスクを有している。このマスクは、チャネルと関連している基地局のアイデンティティ、Ｒ−ＡＣＨが関連しているページングチャネル及びＲ−ＡＣＨの数が含まれている。これによって、特定のＲ−ＡＣＨに対する一意の長コードマスク、従って一意の長コードシーケンスとなる。
【０００４】
確かに可能ではあるが、Ｒ−ＡＣＨはソフトハンドオフでは操作されない。これは、ソフトハンドオフで操作されるトラフィックチャネルとは異なっている。さらに、Ｒ−ＡＣＨは、ＩＳ−９５トラフィックチャネル上でのように高速パワー制御しない。トラフィックチャネル上では、基地局は移動局に対して８００ｂｐｓでパワー制御ストリームを送信する。このパワー制御ビットストリームに対してＢＰＳＫ変調が用いられる。ビットの１つの位相は、移動局が自身の送信パワーを増加させるべきであることを示しており；ビットの他の位相は、移動局が自身のパワーを減少させるべきであることを示している。基地局は、移動局に自身の送信パワーを増加させるか減少させるかということを、基地局における雑音対受信エネルギ密度をしきい値に調節することによって決定する。雑音対受信エネルギ密度がそのしきい値未満である場合、基地局は、移動局に対して自身の送信パワーを増加させ；雑音対受信エネルギ密度がそのしきい値より大きい場合は、基地局は移動局に対して自身の送信パワーを減少させる。これは、双方共が本発明の譲受人に譲受され、参照してここに組み込む「ＣＤＭＡセルラー電話システムにおいて送信パワーを制御する方法と装置」という題名の米国特許第５，０５６，１０９号及び第５，２６５，１１９号並びにＩＳ−９５に詳述されている。
【０００５】
Ｒ−ＡＣＨ上に高速パワー制御を有しない１つの理由は、複数の移動局が同じＲ−ＡＣＨ上で送信し、これによって、１つのパワー制御ストリームでは制御することが困難になることがあるからである。さらに、１つのチャネルを多くのパワー制御ストリームで制御すると、パワー制御ストリームを移動局にマッピングする方法が明瞭でなくなる。本出願者に対して譲受された米国特許第５，６０４，７３０号には、どのようにして１つのパワー制御ストリームを用いて、複数の移動局を制御するかその方法が記載されている。以下に記載するように、本出願で享受されている技法はまた、本書に記載する本発明にも適用可能である。
【０００６】
ＩＳ−９５基準に準拠して動作しているＣＤＭＡシステムにおいては、移動局は、Ｒ−ＡＣＨ上で送信するレベルを、１部のオーバーヘッドパラメータで調整されたオープンループパワー制御推定値に基づいて決定する。より特定的には、ＩＳ−９５基準のもとでは、移動局は、１つ以上のアクセスプローブを送出することによってＲ−ＡＣＨ上でアクセスすることを試行する。アクセスプローブとは、移動局が基地局に送出しようとするメッセージである。移動局は、アクセスプローブを送出することによって開始するが；移動局、このアクセスプローブに対する肯定応答を受信しないと、自身の送出パワーを（オーバーヘッドメッセージ中に与えられている値だけ）増加させて、そのプローブを再度送出する。これは、移動局が肯定応答を受信するか又は、移動局が、許容されているアクセスプローブの限界に達するまで継続する。
【０００７】
いかなる多重アクセスシステムにおいても、システム設計の１つの鍵となる側面は、輻輳制御である。Ｒ−ＡＣＨから見れば、輻輳制御によって、Ｒ−ＡＣＨに同時にアクセスする移動局の数を制御しなければならない。あまり多くの移動局がシステムにアクセスすると、システムはそれらを処理しきれないので輻輳制御は重要である。具体的には、基地局が受信できる以上の送信が逆リンク上で発生することがあり得るのである。これが物理的なハードウェア的限界である。第２に、逆ＣＤＭＡチャネルには、容量の限界がある。この容量限界に達すると、移動局の必要送信パワーが無限となり、このため、通信が許可されなくなる。したがって、チャネルに対する負荷を限界内に抑える必要がある。Ｒ−ＡＣＨは一般的には逆チャネルをトラフィックチャネルと共用するので、逆容量のある端数は一般にＲ−ＡＣＨに割り当てられる。Ｒ−ＡＣＨに負荷を与えすぎると、逆リンクにかなりの負荷が発生し、このため、トラフィックチャネルに既に割り当てられている移動局の性能が制限されることに注意すべきである。さらに、逆リンクに対する負荷がある値に達すると、Ｒ−ＡＣＨの実際のスループットが減少するため、Ｒ−ＡＣＨ自身が幾分不安定であることに注意すべきである。この負荷を制御するために、ＩＳ−９５では、いくつかの輻輳制御メカニズムがある。これらのメカニズムには、アクセスプローブバックオフ、アクセスシーケンスバックオフ、チャネルランダム化、ＰＮランダム化などがある。しかしながら、ＩＳ−９５には、輻輳を制御するためにＲ−ＡＣＨに対するアクセスを迅速にイネーブルしたりディスエーブルしたりするメカニズムが全く欠如している。
【０００８】
これらの問題と欠点は、以下に記載する方法で本発明によって認識され、解決される。
【０００９】
（発明の開示）
本発明の１つの態様は、複数のＭ多重アクセスチャネル上で１つ以上の移動局から基地局への信号の送信を制御する方法及び装置を目的とする。複数のパワー制御ビットから形成されるパワー制御情報パケットが基地局から１つ以上の移動局へ送信される。パワー制御情報パケット内の各パワー制御ビットは、選択されたアクセスチャネルへ及びその選択アクセスチャネル内の時間オフセットへマッピングされた位置を有する。パワー制御情報パケットは第１移動局で受信される。それからメッセージは第１アクセスチャネル上で及び第１アクセスチャネルに結びついた第１時間オフセット上で第１移動局から基地局へ送信される。そのメッセージはパワー制御情報パケット内の第１パワー制御ビットに応じて決定されるパワーレベルで第１移動局から送信される。第１パワー制御ビットはパワー制御情報パケット内の第１位置に位置付けされ、その第１位置は第１アクセスチャネル及び第１時間オフセットにマッピングされる。
【００１０】
本発明はそのさらなる態様によって、複数のＭ多重アクセスチャネル上で２つ以上の複数の移動局から基地局への信号の送信を制御するための方法及び装置に向けられている。複数のパワー制御ビットから形成されるパワー制御情報パケットが基地局から１つ以上の移動局へ送信される。パワー制御情報パケット内の各パワー制御ビットは選択されたアクセスチャネルにマッピングされた位置を持つ。パワー制御情報パケットは第１移動局及び第２移動局で受信される。それからメッセージは第１アクセスチャネル上で第１移動局及び第２移動局から基地局へ同時に送信される。第１及び第２移動局からのメッセージはパワー制御情報パケット内の第１パワー制御ビットだけに応じて決定されたパワーレベルで第１アクセスチャネル上を送信されるが、そこでは第１パワー制御ビットは、パワー制御情報パケット内の第１位置に位置付けられており、その第１位置は第１アクセスチャネルにマッピングされている。
【００１１】
本発明のさらなる態様は、１つ以上の複数の多重アクセスチャネル上で１つ以上の複数の移動局から基地局への信号の送信を制御するための方法及び装置に向けられている。複数のパワー制御ビットから形成されるパワー制御情報パケットが基地局から１つ以上の移動局へ送信される。パワー制御情報パケット内のパワー制御ビットは、パワー制御ビットの各々が第１、第２及び第３の状態であると想定できるような変調を用いて送信される。パワー制御情報パケットは第１移動局で受信され、第１移動局はそれから第１アクセスチャネルに関連した第１パワー制御ビットの状態を識別する。第１パワー制御ビットの状態が第１ステージに対応する場合は第１、第２及び第３動作の１つが第１移動局で実行されるが、このステージでは第１動作は第１アクセスチャネル上で第１移動局から基地局へのメッセージ情報の送信の開始に対応し、第２動作は第１アクセスチャネル上で第１移動局から基地局へのメッセージ情報の送信の禁止に対応し、第３動作は第１アクセスチャネル上で第１移動局から基地局へのメッセージ情報の送信の停止に対応する。第１アクセスチャネル上の第１移動局の出力パワーレベルは、第１パワー制御ビットの状態が第２状態に対応する場合に増大し、第３状態に対応する場合に減少する。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、複数のＭ多重アクセスチャネル上で１つ以上の移動局から基地局への信号の送信を制御するための方法及び装置に向けられている。複数のパワー制御ビットから形成されるパワー制御情報パケットが、基地局から１つ以上の移動局へ送信される。パワー制御情報パケット内のパワー制御ビットの各々は、選択されたアクセスチャネルへ及びその選択アクセスチャネル内の時間オフセットへマッピングされた位置を有している。次に基地局は、第１時間オフセットに対応する時間間隔内で移動局が第１アクセスチャネルにアクセスしたかどうかを判断する。第１時間オフセットに対応する時間間隔内で移動局が第１アクセスチャネルにアクセスした場合は、パワー制御情報パケット内の第１位置を有する第１パワー制御ビットは第１アクセスチャネル及び第１時間オフセットにマッピングされる。第１時間オフセットに対応する時間間隔内に基地局が第１アクセスチャネルへのアクセスに失敗した場合には、パワー制御情報パケット内の第１位置を有する第１パワー制御ビットが、第１アクセスチャネルへ及びその第１アクセスチャネルに関連する第２時間オフセットにマッピングされる。
【００１３】
本発明のなおさらに別の態様は、移動無線ユニットが移動無線電話システム内の第１セルから第２セルに移動する際に移動無線ユニット対するアクセスチャネルハンドオフを実行するための方法及び装置に向けられている。第１セルに関連する第１基地局からの少なくとも１つのパワー制御ビットが移動無線ユニットに送信される。第１基地局からのパワー制御ビットが、第１基地局に関連する第１アクセスチャネルに対応する第１時間間隔で送信される。第２セルに関連する第２基地局からの少なくとも１つのパワー制御ビットがまた移動無線ユニットに送信される。第２基地局からのパワー制御ビットが第２時間間隔で送信され、それは第１基地局によって用いられる第１時間間隔に対応する。第２基地局からのパワー制御ビットは第１基地局に関連するアクセスチャネル上で送信される。パワー制御情報パケット内のパワー制御ビットの各々は、選択されたアクセスチャネルへ及びその選択アクセスチャネルに関連する基地局にマッピングされる位置を有する。移動無線ユニットは第１基地局からパワー制御パケットを受信し、第２基地局からのパワー制御パケットは対応するパワー制御ビットを決定し、それからパワー制御ビットの状態を決定する。メッセージが送信されるべきであることを状態が指示しまた移動局が送信すべきメッセージを持っていれば、基地局は選択されたアクセスチャネル上でメッセージを送信する。所定の基地局のセットの各々は選択されたアクセスチャネル上での受信及び送信を試み、それから受信された信号対雑音比に従ってパワー制御情報パケット内の対応するビットを設定する。
【００１４】
（発明を実施するための最良の形態）
基本的な高速アクセスパワー制御
ここで図１を参照すると、そこには本発明による複数のパワー制御情報パケット１１０から形成されるビットストリーム１００の構造を表す図が示されている。後により完全に説明するように、本発明では、パワー制御情報パケット１１０に含まれる情報が無線電話システムにおける基地局から移動局へ送信されて、例えばＩＳ−９５基準に従って動作するＣＤＭＡセルラーシステム上の逆アクセスチャネル（Ｒ−ＡＣＨ）のような１つ以上の多重アクセスチャネル上で移動局から基地局への送信の出力パワーを制御する。さらに後述するように、パワー制御情報パケットに含まれる情報を用いて移動局による多重アクセスチャネルへのアクセスを調節する。パワー制御パケットは、図１に見られるように分離チャネル上で連続することができる、又は分離チャネル上のデータと混合することができる。この混合は当業者には容易に理解されよう。
【００１５】
各パワー制御情報パケット１１０はＮパワー制御ビット１２０から成る。図１に表される実施形態では、パワー制御情報パケット１１０内の各パワー制御ビット１２０は１つのＲ−ＡＣＨにマッピングして、そのＲ−ＡＣＨ上の出力パワーを制御するために用いられる。従って１とラベル付けされたパワー制御ビット１２０はＲ−ＡＣＨ（１）上で送信する移動局の出力パワーレベルを制御し、２とラベル付けされたパワー制御ビットはＲ−ＡＣＨ（２）上で送信する移動局の出力パワーレベルを制御する、等々。１つの実施形態では、パワー制御ビットの各々はＯＯＫ（オン／オフキーイング）及びＢＰＳＫ変調の組み合せによって変調され、従ってオフ、０度及び１８０度３つの状態を想定することができる。第２及び第３の状態（すなわち、０及び１８０度）を用いてパワーアップ及びパワーダウンコマンドを状況に応じて移動局に送出し、それに応じて移動局は例えば（パワーアップコマンドが受信された場合は）その出力送信パワーを１ｄＢだけ増大させ、又は（パワーダウンコマンドが受信された場合は）その出力送信パワーを１ｄＢだけ低下させる。他のパワー制御ステップの大きさはシステムを最適化するために用いることができる。本発明では第１状態（すなわち、０度）のパワー制御ビット１２０の送信を用いて、移動局によるパワー制御ビットに関連した（すなわち、マッピングされた）Ｒ−ＡＣＨへのアクセスを調節する。好ましい実施形態では各パワー情報制御パケット１１０は１．２５ミリ秒の持続時間を有し、また制御パケット１１０は前方リンクの通常制御又はパワー制御チャネル上の基地局によって基地局から移動局へ送信される。
【００１６】
本発明の簡単なバージョンでは、パワー制御ビット１２０はＢＰＳＫ変調された記号のストリームとして基地局から連続的に送信される。移動局が特定のＲ−ＡＣＨへのアクセスを開始すると、移動局はパワー制御ビットストリーム１００へ、特に移動局がアクセスし始めた特定のＲ−ＡＣＨへマッピングされたパワー制御ビット１２０へ注意を注ぎ始める。移動局によってアクセスされたＲ−ＡＣＨに対応するパワー制御ビット１２０が移動局にその送信パワーの増大を指示していれば、移動局はそのように実行し；同様にパワー制御ビット１２０が移動局にその送信パワーの低下を指示していれば、移動局はそのように実行する。１つの好ましい実施形態では、基地局がパワー制御ビットに関連したＲ−ＡＣＨ上でのいかなる送信も受信していないときは（すなわち移動局が特定のパワー制御ビット１２０に対応するＲ−ＡＣＨへアクセスしようとする前に）、基地局は増大出力コマンドとしてパワー制御ビット１２０を送信する。基地局がパワー制御ビットに関連したＲ−ＡＣＨ上でいかなる送信をも受信していないときにパワー制御ビット１２０を増大パワーコマンドとして送信すると、例えば基地局が過度に低いパワーレベルで送信していれば移動局はアクセスの始めにおいてそのパワーレベルを増大させることになる。
【００１７】
ここで説明される高速パワー制御を用いることによって、ＣＤＭＡシステムの逆トラフィックチャネル（Ｒ−ＴＣＨ）上で行われる制御に類似した、Ｒ−ＡＣＨ上での移動局の正確なパワー制御が可能になる。そのような高速パワー制御は、移動無線電話システムの能力を最大化するために重要である。高速制御の別の長所は、移動局がその信号を必要とされる以上のパワーで送信することによってＲ−ＡＣＨアクセスを開始し、それからひとたび基地局が移動局からの送信を獲得すれば急速に所望のパワーレベルに補正できるということである。
【００１８】
ここで図２を参照すると、本発明のパワー制御情報パケット１１０を用いる移動局によるＲ−ＡＣＨの例示のアクセスを表すタイミングダイアグラムが示されている。図２に示されるように、移動ユニットによるＲ−ＡＣＨへのアクセスはアクセスチャネルタイムスロットの間に行われる。好ましい実施形態はＲ−ＡＣＨにタイムスロットを用いる一方で、この革新は、Ｒ−ＡＣＨが時間スロッティングされる必要がなく従ってスロッティングされたシステムに適用可能であることを教示していることに注意されたい。
【００１９】
アクセスチャネルタイムスロットの開始部分で、移動局は初期パワーレベルＰ０でメッセージのプリアンブルを最初に送信する。１つの実施形態では、メッセージプリアンブルの送信中に用いられる初期パワーレベルは、他の場合にＩＳ−９５基準に基づくＲ−ＡＣＨへアクセスするために移動局によって用いられる第１アクセスプローブのパワーレベルよりも約３ｄＢ高いパワーレベルに相当する。メッセージプリアンブルの送信後移動局はパワー制御情報パケット１１０の復調を開始し、また移動局は特に、移動局で現在用いられているＲ−ＡＣＨに対応するパワー制御情報パケットの各々の中のパワー制御ビット１２０の値の監視を開始する。これらのパワー制御ビット内に記憶された値に応答して、移動局はそれにより用いられているＲ−ＡＣＨに関連する各パワー制御ビット１２０に応じてその送信の出力パワーを（例えば、プラス又はマイナス１ｄＢだけ）ＵＰ又はＤＯＷＮして調節する。
【００２０】
さらなる態様によれば、基地局が移動局からの送信を検出するまで基地局は待機し（すなわち、移動局はメッセージプリアンブルを検出するまで待機し）、またパワー制御ビットストリームをオンにする前に移動局からの送信を取得するまで待機する。基地局は移動局から受信した信号のパワーレベルに基づいて、パワーアップ又はパワーダウンするように移動局に命令する。具体的に言えば基地局は受信信号のパワーレベルをしきい値と比較して；受信信号がしきい値よりも低い場合は基地局はパワー制御情報パケットを用いてパワーアップコマンドを移動局に送出し、そうでない場合は基地局はパワー制御情報パケットを用いてパワーダウンコマンドを移動局に送出する。
【００２１】
前記の実施形態では、パワー制御情報パケット１１０内の各パワー制御ビット１２０は単一のＲ−ＡＣＨにマッピングされる。そのような実施形態では、各パワー制御情報パケット１１０内にＮ個のパワー制御ビット１２０がある場合、そのような情報パケットは各々が前記のように１つのＲ−ＡＣＨを制御するために用いることができるＮビットストリームを形成していると考えることができる。Ｒ−ＡＣＨのような多重アクセスチャネルの１つの態様では、複数の移動局がそのようなチャネル上で同時にアクセスし送信することができる。本発明の譲受人に譲渡されその全体を参照してここに組み込む米国特許第５，６０４，７３０号において、単一のパワー制御ビットストリームを用いて同時に動作する複数の移動局のパワーを制御する方法が説明されている。従って米国特許第５，６０４，７３０号の教示を、前記のパワー制御情報パケット１１０の実施形態（すなわちそこではパワー制御ビット１２０のＲ−ＡＣＨのそれへの１対１のマッピングが行われる）と組み合せることによって、同じＲ−ＡＣＨ上で動作する複数の移動局のパワーレベルを単一のパワー制御ビットストリームを用いて同時に迅速に制御することが可能になる。
【００２２】
上に説明された実施形態の代りに、１つ以上のパワー制御ビットストリームを用いて同じＲ−ＡＣＨ上で動作する複数の移動局の動作パワーを制御することができる。この代りの実施形態では、別のマッピング構造を用いてパワー制御ビット１２０を特定のＲ−ＡＣＨにアクセスする移動局へマッピングする。特にこの代りの実施形態では、移動ユニットによって送信に用いられるアクセスチャネルタイムスロットは、図３に見られるように各Ｒ−ＡＣＨ内の複数のオフセットによって時間的に食い違う。各オフセットは、移動局が特定のＲ−ＡＣＨ上で送信を開始できる時間を表している。連続する時間オフセット間の時間間隔を基地局から移動局への送信に関連する（最大多重経路遅延を含む）最大経路遅延範囲よりも大きくすることによって、どのパワー制御ビットストリームが特定のＲ−ＡＣＨ及びオフセットに対応するかを決定する際のあいまいさを回避することが望ましい。本発明の１つの実施形態では、アクセスチャネルスロットはＩＳ−９５において行われるようにフレームに分割される。ＩＳ−９５の場合、フレームは２０ミリ秒の持続時間を有する。従ってスロットがＳフレームから構成されていればそのスロットは２０×Ｓミリ秒の持続時間を有する。ここでＳは固定した値であるか、又はシステムオーバヘッド情報として移動局に送信される値である。システムの設計を簡潔にするために、時間オフセット間の時間間隔を、ＷをＳより小さい整数として、フレームの数Ｗに選択することが望ましい。
【００２３】
この実施形態では１つのパワー制御ビット１２０を用いて移動局のパワーを制御して、その移動局は第１アクセススロット内で（すなわちオフセット１の後に）所与のＲ−ＡＣＨ上で送信を開始し、別のパワー制御ビット１２０を用いて移動局のパワーを制御して、その移動局は第２アクセススロット内で（すなわちオフセット２の後に）同じＲ−ＡＣＨ上で送信を開始する、等々。図３には所与のＲ−ＡＣＨ上での４つの食い違うアクセスが表されているが、いかなる数の食い違うアクセスも単一のチャネル上で使用可能であることは当業者に理解されよう。
【００２４】
各Ｒ−ＡＣＨが複数のオフセットによって分割されて移動局による送信のための複数の食い違うアクセス時間を生成するような前段落で説明された実施形態をさらに参照すると、移動局が送信用に利用できる複数のＲ−ＡＣＨ及びそのような送信に利用できる食い違いのアクセス時間への、パワー制御ビット１２０の例示のマッピングが下の表Ｉに表されている。表Ｉに表されているマッピングでは、移動局に利用できるＭ個のＲ−ＡＣＨ及び各Ｒ−ＡＣＨ毎にＫ個の食い違い（又はオフセット）が存在し、また所与のＲ−ＡＣＨ内の各パワー制御ビット１２０及び各オフセットの間に１対１の対応が存在すると仮定されている。この１対１のマッピングが与えられれば、本発明のこの実施形態の各パワー制御情報パケット１１０内にはＭ×Ｋ個のパワー制御ビット１２０が必要になる。
【００２５】
【表１】
0004493852.tif 000002
好ましい実施形態では、前方リンクのローディングを減少させ容量をわずかに増大させるために、表Ｉに表されるマッピングに従うパワー制御システムを用いる基地局は、特定のＲ−ＡＣＨ及びオフセット上で移動局からの送信を受信するまで、特定のＲ−ＡＣＨ及び所与のオフセットに関連するパワー制御ビットの送信を控える。この状況では、基地局がＢＰＳＫ変調を用いてパワー制御ビットを送信している場合、基地局はそのパワー制御ビットに関連する特定のＲ−ＡＣＨ及びオフセット上で移動局からの送信を受信するまで、所与のパワー制御ビットに対する変調された記号を単に送信しないだけである。従って図２を参照すると、基地局はＲ−ＡＣＨ送信のプリアンブルを検出するまで、対応するパワー制御ビットの送信を開始しない。Ｒ−ＡＣＨプリアンブルは例えばＩＳ−９５基準のセクション６．１．３．２．２．１内で規定されている。
【００２６】
上の段落で説明された実施形態への小さな変更として、基地局はアクセスチャネルタイムスロットの初めにおいて特定のＲ−ＡＣＨ及びオフセットに関連するパワー制御ビットの送信を開始し；特定のＲ−ＡＣＨ及びオフセット上でのアクセスが基地局によって所与の時間間隔内に検出されない場合は、基地局はその特定のＲ−ＡＣＨ及びオフセットに関連するパワー制御ビットの送信を停止する。従ってこの実施形態によって基地局は、移動局にアクセスチャネルタイムスロット上での送信の初めにその送信パワーレベルを増大させるよう指示することが可能になる。特に基地局は、そのスロットの初めにおいてゼロ度の位相シフトを用いてパワーアップコマンドの送信を開始する。アクセスが検出された場合は、基地局は移動局へのアクセスのパワーを制御するのに必要な１連のパワーアップ及びパワーダウンコマンドを送信する。アクセスが検出されない場合は、基地局はパワー制御ビットの送信を停止しその送信パワーを減少させることによって容量を増大させる。
【００２７】
アクセスチャネルに対するアクセスをイネーブル／ディスエーブルするパワー制御ビットの使用方法
本発明のさらなる態様によれば、パワー制御情報パケット中のパワー制御ビット１２０を用いてＲ−ＡＣＨ上でのふさがりを制御することが可能である、すなわち、パワー制御ビットを用いて、Ｒ−ＡＣＨに対する移動局のアクセスをイネーブル／ディスエーブルすることが可能である。このような１つの実施形態では、所与のＲ−ＡＣＨに対してアクセスする移動局がない場合、基地局は、特定のＲ−ＡＣＨに対応するパワー制御ビットを送信することはなく、これで、そのチャネルがアイドル状態にあることを示す。受け入れ可能な数の移動局が所与のＲ−ＡＣＨにアクセスする場合、基地局は、所与のＲ−ＡＣＨと関連するパワー制御ビットを送信し始めて、それを用いて、システムにアクセスしている移動局に対して、これら移動局が自身の送信パワーを増大／減少させるべきであることを示す（すなわち、基地局がＢＰＳＫ変調を用いてパワー制御ビットを送信している場合、基地局は単に、所与のパワー制御ビットに対するプラス又はマイナス１８０度のＢＰＳＫ変調された記号を送信する）。例えば、あまり多くの移動局がチャネル上で動作しているために所与のＲ−ＡＣＨが塞がると、基地局は所与のＲ−ＡＣＨと関連するパワー制御ビットの送信を開始したり停止したりせずに、移動局に対して、自身がＲ−ＡＣＨ上での送信を停止すべきであることを示す。本発明のこの態様は、各Ｒ−ＡＣＨを複数のオフセットで分割する場合（図３に示すような場合）に容易に拡張することが可能である。この場合、所与のオフセットを用いている所与のＲ−ＡＣＨにアクセスしている移動局がない場合、基地局は特定のＲ−ＡＣＨとオフセットに対応するパワー制御ビットを送信せず、これによって、Ｒ−ＡＣＨとオフセットがアイドル状態にあることを示す。受け入れ可能な数の移動局が所与のＲ−ＡＣＨとオフセットにアクセスしている場合、基地局はその所与のＲ−ＡＣＨとオフセットに関連するパワー制御ビットの送信を開始し、それを用いて、システムにアクセスしている移動局に、この移動局が自身の送信パワーを増大／減少あっせるべきであることを示す。あまり多くの移動局がＲ−ＡＣＨ上で動作しているために所与のＲ−ＡＣＨとオフセットが塞がってしまう場合、基地局はその所与のＲ−ＡＣＨとオフセットと関連したパワー制御ビットの送信を停止して、移動局に対して、この移動局がＲ−ＡＣＨとオフセットに関する送信を停止すべきであることを示す。
【００２８】
上記のパラグラフで説明した実施形態の概括を図７と７Ａに示すが、図中、３つの互いに異なった状態を取り得るパワー制御ビットを用いてアクセスチャネルに対するアクセスを調節するシステムのフロー図を示す。ステップ７１０では、複数のパワー制御ビットから成るパワー制御情報パケットが、基地局から１つ以上の移動局に送信される。このパワー制御情報パケット中のパワー制御ビットは、パワー制御ビットの各々に対して第１，第２及び第３の互いに異なった状態（すなわち、状態１＝オフ度、状態２＝０度、状態３＝１８０度）の内の１つを取ることを可能とするＯＯＫとＢＰＳＫから成る変調を用いて送信される。ステップ７２０では、パワー制御情報パケットが移動局で受信され、ステップ７３０では、移動局は、所与のアクセスチャネルと関連するパワー制御ビットの状態を識別する。ステップ７４０では、パワー制御ビットの状態が、第１の動作が所与のアクセスチャネル上での基地局に対する移動局からのメッセージ情報の送信の始動に対応し、第２の状態が所与のアクセスチャネル上での基地局に対する移動局からのメッセージ情報の送信の始動の禁止に対応し、第３の状態が所与のアクセスチャネル上での基地局に対する移動局からのメッセージ情報の送信の停止に対応する第１の状態に対応する場合に、第１、第２及び第３の動作の内の１つが移動局で実行される。図７Ａ（ステップ７４１ａ〜７４３ａとラベル付けされている）に示す好ましい実施形態では、パワー制御ビットが第１の状態（送信されない）にあり、また、移動局が所与のアクセスチャネル上でまだ送信を開始していない場合、ステップ７４２ａで、移動局はチャネルにアクセスすることを許可され；そうでない場合、移動局は、所与のアクセスチャネル上での送信を停止するように命令される（ステップ７４３ａ）。再度図７を参照すると、移動局が所与のアクセスチャネル上で送信しており、また、基地局が第２又は第３の状態にあるチャネルに対してパワー制御ビットを送信する場合、パワー制御ビットの状態が第２の状態に対応していれば（ステップ７５０）、アクセスチャネル上の移動局の出力パワーレベルは増加し、パワー制御ビットの状態が第３の状態に対応していれば（ステップ７６０）、アクセスチャネル上の移動局の出力パワーレベルは減少する。
【００２９】
既に示したように、本発明のある代替例では、基地局は、アクセスチャネル送信のプリアンブル部分の間は送信する必要がない。したがって、図７Ａ（ステップ７４１ａ〜７４３ａとラベル付けされている）に示す好ましい実施形態では、パワー制御ビットが第１の状態（パワー制御ビットは送信されない）にあり、また、移動局は所与のアクセスチャネル上でまだ送信を開始していない場合、ステップ７４２ａで、移動局はチャネルにアクセスすることを許可され；パワー制御ビットが第１の状態（パワー制御ビットは送信されない）にあり、また、移動局が所与のアクセスチャネル上でプリアンブルを送信している場合、ステップ７４２ａで、移動局は所与のアクセスチャネル上での送信を継続することを許可され；そうでない場合、移動局は、所与のアクセスチャネル上での送信を停止するように命令される（ステップ７４３ａ）。図７を参照すると、移動局が所与のアクセスチャネル上で送信中であり、また、基地局が第２又は第３の状態にあるチャネルに対してパワー制御ビットを送信する場合、パワー制御ビットの状態が第２の状態に対応していれば（ステップ７５０）、アクセスチャネル上の移動局の出力パワーレベルは増加し、パワー制御ビットの状態が第３の状態に対応して入れば（ステップ７６０）、アクセスチャネル上の移動局の出力パワーレベルは減少する。
【００３０】
ここで図４を参照すると、さらなる態様によれば、短いアイドリング間隔を各アクセスチャネルタイムスロットの最後に含めて、基地局がパワー制御ビットをオフすることができ、これによって、そのチャネルがアイドリング状態にあり、また、移動局は次のスロットでチャネルにアクセスすることが可能であることを示すようにするのが望ましい。基地局が、このアイドリング間隔中にチャネルに対応するパワー制御ビットをオフしない場合、移動局は次のスロット間に送信することを許可されない。この実施形態では、基地局は通常は、アイドリング間隔中は所与のＲ−ＡＣＨに対してパワー制御ビットを送信せず、これによって、移動局に対して、次のスロット中ではＲ−ＡＣＨにアクセスすることが受け入れられることを信号通知する。１つ以上の移動局が次のアクセスチャネルタイムスロット中にＲ−ＡＣＨにアクセスし始めると、基地局はＲ−ＡＣＨに対応するパワー制御ビットの送信を開始し（例えば、基地局はパワー制御ビットに対するゼロ度又は１８０度のＢＰＳＫ記号を送信する）、これで、移動局に対して、自身の送信パワーを増加させたり減少させたりする。また図４を参照すると、基地局がＲ−ＡＣＨに対するアクセスを許可することを望まなかったような状況、又は、基地局が１つ以上の移動局に対して、Ｒ−ＡＣＨ上での送信を停止することを望んだような状況では、基地局は、アイドリング期間中にパワー制御ビットを送信し（例えば、基地局は、パワー制御ビットに対してゼロ度又は１８０度のＢＰＳＫ記号を送信する）、これによって、移動局に対して、これら移動局が次のスロット中ではＲ−ＡＣＨにアクセスすべきではないことを示す。本発明の本実施形態の概括を図８に示す。さらなる代替実施形態を図８Ａに示す。図８Ａの実施形態は、図８Ａで基地局がアイドリング間隔中にパワー制御ビットを送信し、これによって、移動局が次のタイムスロット中にＲ−ＡＣＨに対してアクセスすることを許可されることを示すことを除けば図８を同一である。
【００３１】
上記の実施形態で用いられるアイドリング間隔の長さは、少なくともいくつかのパワー制御情報パケットに対して、移動局がスロット中に自身が送信を許可されるがどうか判断できるような後続のアクセスチャネルタイムスロット前の幾分かの許容される処理時間をプラスした長さであるのが望ましい。この望ましい長さは、１つのパワー制御ビットが誤り訂正又は誤り検出の情報でエンコーディングされることなく比較的低パワーで送信されるとシステムの容量が高まるという事実に由来する。したがって、パワー制御ビットが１つでは送信の信頼性はあまり高くない。これは、メッセージ情報の送信が進行中（すなわち、アクセスチャネルタイムスロットの中心）にパワー制御機能を用いる場合に全く当てはまることであるが、その理由は、この期間中では１つのビット誤りによって、移動局が自身のパワーを誤った方向に変更してしまうとはいえ、この誤りは後続のパワー制御ビットによって迅速に訂正されるからである。しかしながら、移動局は１つのパワー制御ビットが送信されたかどうか信頼性高く検出することは不可能であるため、所与のＲ−ＡＣＨに対応する複数の制御ビットをアイドリング間隔中に蓄積し、これによって、移動局がＲ−ＡＣＨにアクセスすることを許可されているかどうか、または、Ｒ−ＡＣＨ上での送信を停止することを命令されているかどうかを信頼性高く判断するようにすべきである。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態によれば、図５に示すアクセスチャネルスロットの中心にＲ−ＡＣＨに対するアクセスをディスエーブルするシステムが提供される。基地局が処理することを希望するより多いアクセスがアクセスチャネルタイムスロット中に所与のＲＡ−ＣＨに対してなされる場合、基地局はタイムスロットの中心における時間間隔Ｔの後でＲ−ＡＣＨに対応するパワー制御ビットをオフするのが望ましい。この時間間隔Ｔは、希望するより多いアクセスが存在するかどうかを基地局が判断するに必要な時間である。このようなビットをいくつか蓄積したら、移動局は、基地局がＲ−ＡＣＨに対応するパワー制御ビットを送信してはいないと判断して、Ｒ−ＡＣＨ上での自身の送信を（タイムスロットの中心で）ディスエーブルする。
【００３３】
ある代替実施形態では、アイドリング間隔はプリアンブルの送信中でもよく、これによって、チャネル上ではいかなる不動作時間も必要としないようになることに注目すべきである。この場合、基地局は、プリアンブルの間に送信して移動局に対して自身が送信すると信号通知することはない。しかしながら、この実施形態は、移動局をプリアンブル間にパワー制御することはできないという欠点を有している。さらなる代替例では、移動局は、システムにアクセスできる場合には、プリアンブル間に送信させる。したがって、プリアンブル間に基地局が送信しないということは、移動局に対して、自身がタイムスロット中に送信を許可されないという指示である。
【００３４】
上記の実施形態は、単一パワー制御ビットの３つの状態、すなわちオフ状態、増加パワー状態及び減少パワー状態を用いている。加えて、別々の時間にパワー制御ビットを送信することによって、所与のＲ−ＡＣＨがアイドル状態にあって移動局がＲ−ＡＣＨにアクセスできるかどうか、移動局Ｒ−ＡＣＨ上で送信を停止すべであるかどうか、を示す。上記の実施形態では、ＢＰＳＫ変調は、上記のような単一パワー制御ビットの３つの状態を達成するために用いられていた。他の変調方式を用いて、これらの様々な状態を示すようにしてもよいことに注意すべきである。例えば、各パワー制御ビットをＱＰＳＫ変調を用いてエンコーディングすることが可能である。これによって最大で４つの互いに異なった指示が可能である。他の変調方式を代わりに用いて、パワー制御ビットをエンコーディングしてもよいことが当業者には理解されよう。さらなる代替実施形態では、単一パワー制御ビットを用いて、すべてのＲ−ＡＣＨを統御することが可能であり、また、どの移動局でもそれがシステムにアクセスすることを許可されているかどうか示すことができる。この単一ビットを用いてすべてのＲ−ＡＣＨを統御することが可能である。この方式を用いれば、上記のアイドリング時間の使用を避けることが可能である。
【００３５】
パワー制御ビットの再使用
図３（前述）は食い違うＲ−ＡＣＨを使用した配列を示した。これらの食い違うＲ−ＡＣＨでは、各Ｒ−ＡＣＨのために各々の食い違うスロットに対してパワー制御ビットを指定（またはマッピング）することができるであろう。発明の更なる態様によれば、１つの食い違うタイムスロット（つまり、特定のオフセットに関連するタイムスロット）のために使用されないパワー制御ビットを、次の食い違うスロット（つまり、後のオフセットに関連するタイムスロット）に対するアクセスを制御するための再使用に利用できる。
【００３６】
図６は各Ｒ−ＡＣＨのために２つのパワー制御ビットと、そのＲ−ＡＣＨのために４つの可能な開始時間がある（つまり、各Ｒ−ＡＣＨが４つの関連する時間オフセット、つまり、オフセット１、オフセット２、オフセット３、オフセット４を有する）場合を示している。初期には、所定のＲ−ＡＣＨに対するパワー制御ビット１及び２が、Ｒ−ＡＣＨのオフセット１とオフセット２に各々指定される。移動局がオフセット１に対応する時間間隔の間に所定のＲ−ＡＣＨにアクセスする場合、所定のＲ−ＡＣＨのオフセット１のためにパワー制御ビット１を使用する。あるいは、移動局がオフセット１に対応する時間間隔の間に所定のＲ−ＡＣＨにアクセスしない場合、Ｒ−ＡＣＨに関連するオフセット３に関する送信の始まりを制御するためにパワー制御ビット１が使用される。同様に、オフセット２の間にＲ−ＡＣＨのアクセスがない場合、オフセット２のために使用されるパワー制御ビットを、オフセット４のために使用することができる。本発明のこの態様によれば、オフセット２において所定のＲ−ＡＣＨにアクセスすることを希望する移動局は、オフセット２に対応するパワー制御ビットが送信されているか否かを判断するために、オフセット２用のアイドルタイムの間にチェックするであろう。パワー制御ビットが送信中であれば（例えば、基地局がパワー制御ビットのためにゼロまたは１８０度のＢＰＳＫシンボルを送信している場合）、移動局はオフセット２の間にアクセスしないであろう。これは前述の規則の延長にすぎない、つまり、パワー制御ビットが送信されていない場合、移動局はオフセット２の間にアクセスすることが許容される。上述のパワー制御ビット再使用方法は図９においてフロー図の形態で包括的に示されている。
【００３７】
アクセス制御チャネルのソフトハンドオフ
ＩＳ−９５基準に従って機能するＣＤＭＡシステムにおいて、Ｒ−ＡＣＨは１つの基地局によって受信される。従って、このようなシステムでは、移動局が第１の基地局から第２の基地局へと移動する時にＣＤＭＡトラフィックチャネルで為されるような、幾つかの基地局がソフトハンドオフ方法で（つまり、メークビフォーブレークハンドオフで）特定の移動局からＲ−ＡＣＨを受信しないであろう。ＣＤＭＡトラフィックチャネルでソフトハンドオフを実施する例示的なＣＤＭＡシステムの詳細は、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここにそっくりそのまま組み込まれる、「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける通信においてソフトハンドオフを提供する方法及び装置」と題された米国特許第５，１０１，５０１号に記載されている。Ｒ−ＡＣＨのソフトハンドオフはＩＳ−９５基準によって禁じられてはいないが、実用化されたことは知られていない。Ｒ−ＡＣＨでソフトハンドオフを実行しないことに対しては２つの欠点がある。第１の欠点は、サイトダイバーシティが使用されず、従ってチャネルの性能を低下させることである。第２の欠点は逆パワー制御を多数のサイトが使用しないことである。その結果、移動局は必要以上の動力を送信するであろう。
【００３８】
Ｒ−ＡＣＨでソフトハンドオフを実施する際に幾つかの困難を伴う。その１つは、ハンドオフの間にシステムにアクセスしている移動局がどの基地局を必要とするかを、システムが先験的に知らないので、システムが現在の基地局を囲む領域内の全ての基地局にソフトハンドオフを支持させることが要求されるであろう。これが図１０に示されている。セクタＡ１における移動局に対するＲ−ＡＣＨのソフトハンドオフの場合を考えてみよう。このようなハンドオフを完成するために、セクタＢ３及びＣ２はおそらくＲ−ＡＣＨを受信しなければならないであろうし、Ｂ２、Ｃ３、Ｄ１、Ｅ１、Ａ２、Ａ３、Ｄ３およびＥ２はセクタＡ１のためにＲ−ＡＣＨを受信するかもしれないであろう。これは確かに、これらの他のセルサイトの各々におけるかなりの数の付加的な復調器であろうが、各セクタまたはそれらの或るサブセットに対して複数の復調器を備えることが可能である。それにもかかわらず、完全な恩恵を得るためには、これは順方向リンク上で非常に少ない数のパワー制御ビットを使用することを必要とするであろう。しかしながら、同じサイトのセクタ、例えばセクタＡ２とＡ３のために付加的なパワー制御ビットを必要としないことに注意すべきである。これは同じハードウエアがＲ−ＡＣＨを受信し、従ってセルサイトにおける受信に基づいて、１つのパワー制御ビット値を展開するからである。このように、セクタＡ１における基地局は、パワー制御ビットの位置と共にオーバヘッドメッセージにおいてパワー制御ビットが他のセクタからも送信されていることを示すことにより、こういう事情を示すことができる。例えば、図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに示されているパワー制御ビットストリームを考えてみよう。ここで、特定のＲ−ＡＣＨがセクタＡ１用の位置１においてパワー制御ビットを使用し、セクタＢ３用の位置２においてパワー制御ビットを使用し、またセクタＣ２用の位置４においてパワー制御ビットを使用している。これらのパワー制御ビットはデスキュー(deskew)されなければならないように、異なる時間に移動局に到着することに注意すべきである。これは全ての基地局から同じ時間に移動局に到達するＣＤＭＡシステム内のトラフィックチャネルのパワー制御ビットとは異なっている。
【００３９】
次に図１２において、本発明によるアクセスチャネルのソフトハンドオフ方法のフロー図が示されている。ステップ１２１０において、第１の基地局から少なくとも１つのパワー制御ビットが移動無線に対して送信される。第１の基地局に関連するものに対応するパワー制御情報パケット内の第１の時間間隔において、第１の基地局からのパワー制御ビットが送信される。ステップ１２２０において、第２の基地局から少なくとも１つのパワー制御ビットが移動無線ユニットに対して送信される。第１の基地局と同じアクセスチャネルに対応するが、第２の基地局に関連するパワー制御情報パケット内の異なる位置にある第２の時間間隔において、第２の基地局からのパワー制御ビットが送信される。第１のパワー制御パケットが第１の基地局から送信され、第２のパワー制御パケットが第２の基地局から送信される。ステップ１２３０において、移動無線ユニットは（図１１Ａに示されるような）パワー制御情報パケットにおいて第１の基地局からパワー制御ビットを受信し、（図１１Ｂに示されるような）第２のパワー制御情報パケットにおいて第２の基地局からパワー制御ビットを受信する。ステップ１２４０において、移動局はステップ１２３０において受信したビットをデスキューすることにより、パワー制御ビット結果を形成する。パワー制御ビットの多くは前述のように処理される。しかしながら、幾つかの違いがある。好ましい実施形態において、チャネルが送信中であるか否かを検出する移動局の場合、移動局は各々別のパワー制御ストリーム上でパワー制御ビットが送信されているか否かを個々に検出するべきである。これは前述のように、ビットシーケンスを考慮することによって行われる。（送信されていないパワー制御ビットによって）移動局が送信を許容されたことを全ての基地局が示している場合、移動局は前述の方法でその送信機を可能化してよい。好ましい実施形態では、移動局は各基地局からのパワー制御ストリームを別個に調べる必要がある。これは特定の基地局がＲ−ＡＣＨ上の移動局からの送信を受信できないかもしれないからである。例として、図１０において、移動局は基地局Ａ２によりカバーされるセルの中心付近にあるかもしれず、従って他の基地局（例えば、Ｂ３、Ｃ２、Ｂ２、Ｃ３、Ｄ１、Ｅ１、Ａ２、Ａ３、Ｄ３およびＥ２）によって受信できない。同様に、移動局がＲ−ＡＣＨ上で送信中である場合、特定の基地局はＲ−ＡＣＨに対応するビットを送信していないかもしれず、従って移動局はその基地局によって送信されているビットを組み合わせないであろう。この後者の考えはトラフィックチャネルに関するＩＳ−９５システムに対するものとは幾分異なっていることに注意すべきである。ＩＳ−９５システムでは、移動局はＲ−ＡＣＨ上で送信中である基地局のセットを確かに知っている。しかしながら、この場合、移動局はそのストリームが送信中であるか否かを検出しなければならないかもしれない。一旦移動局がデスキューして、パワー制御ビットの位相（及びそれらが送信されているか否か）を決定すると、移動局はその送信パワーを増大または減少させるか否かを決定する。これはＩＳ−９５方法に対する延長である。パワー制御ビットを送信中であるこれらの基地局が全て、移動局がその送信パワーを増大させるべきであることを示している場合、移動局はその送信パワーを増大させ、パワー制御ビットを送信中であるいずれかの基地局が、移動局がその送信パワーを低下させるべきであることを示している場合、移動局はその送信パワーを低下させる。ステップ１２６０において、ハンドオフの間にそのメッセージが移動無線ユニットから送信される。そのメッセージはアクセスチャネル上で第１と第２の基地局によって受信される。
【００４０】
システムの詳細
次に図１３において、本発明の高速アクセスチャネルパワー制御システムを実装するために使用される、例示的な移動局１３００の成分を示すブロック図が示されている。移動局はダイプレクサ１３３２を通してアナログ受信機１３３４と送信パワー増幅器１３３６に結合されるアンテナ１３３０を含む。アンテナ１３３０とダイプレクサ１３３２は標準デザインのものであり、１つのアンテナを通して同時受信・送信を許容する。アンテナ３０は１つ以上の基地局から移動局へと送信される信号を集め、その信号をダイプレクサ１３３２を通してアナログ受信機１３３４に提供する。受信機１３３４には、アナログ−デジタル変換器（図示せず）も設けられる。受信機１３３４はダイプレクサ１３３２からＲＦ信号を受信し、その信号を増幅して周波数逓降変換し、デジタル化された出力信号をデジタルデータ受信機１３４０・１３４２及びサーチ受信機１３４４に提供する。図１３の実施形態では、２個だけのデジタルデータ受信機が図示されているが、低性能移動局は１つだけのデジタルデータ受信機しか有していないかもしれない一方、高性能のユニットはダイバーシティ受信を可能にするために２個以上のデジタルデータ受信機を有しているであろう。受信機１３４０および１３４２の出力はダイバーシティ結合器回路１３３８に提供され、ダイバーシティ結合器回路１３３８は受信機１３４０および１３４２から受信したデータの２つのストリームを時間調節して、それらのストリームを共に加算してその結果を復号する。デジタル受信機１３４０、１３４２、サーチ受信機１３４４およびダイバーシティ結合器／デコーダ回路１３４８の操作に関する詳細は、「本発明の譲受人に譲渡され、参照してここにそっくりそのまま組み込まれる、「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける通信においてソフトハンドオフを提供する方法及び装置」と題された米国特許第５，１０１，５０１号に記載されている。
【００４１】
出力信号はデコーダ１３４８から制御プロセッサ１３４６へと提供される。この出力信号に答えて、制御プロセッサ１３４６は１つ以上の基地局から移動局に提供されたパワー制御ビット１２０の値を決定する。制御プロセッサ１３４６は本発明に従って受信したパワー制御ビットを使用して、Ｒ−ＡＣＨ上のパワー制御信号をイネーブル、ディスエーブルする。このように、移動局が（前述のように）パワーアップまたはパワーダウンすべきであることを示すパワー制御ビットの受信に答えて、制御プロセッサ１３４６は送信パワーコントローラ１３３８に対して、例えば、１ｄｂプラスするかマイナスするかによって送信増幅器１３３６の出力パワーレベルを増減させるようにコントローラ１３３８に指令する信号を送るであろう。
【００４２】
次に図１４において、本発明の高速アクセスチャネルパワー制御システムを実装するために使用される、例示的な基地局１４００の成分を示すブロック図が示されている。基地局において、２つの受信機システムが使用され、各々が別のアンテナとダイバーシティ受信用のアナログ受信機を有している。受信機システムの各々において、信号がダイバーシティ結合プロセスを経験するまで、信号が全く同様に処理される。点線内の成分は基地局と１つの移動局間の通信に対応する成分に相当する。なお図１４において、第１の受信機システムはアンテナ１４６０と、アナログ受信機１４６２と、サーチャ受信機(searcher receiver)１４６４と、デジタルデータ受信機１４６６、１４６８とにより構成される。第２の受信機システムはアンテナ１４７０と、アナログ受信機１４７２と、サーチャ受信機１４７４と、デジタルデータ受信機１４７６とにより構成される。セルサイト制御プロセッサ１４７８はハンドオフの間信号処理及び制御のために使用される。両受信機システムはダイバーシティ結合器／デコーダ回路１４８０に結合される。制御プロセッサ１４７８の制御下に、移動電話スイッチングオフィス（ＭＴＳＯ）から／へと信号を通信するために、デジタルリンク１４８２が使用される。
【００４３】
アンテナ１４６０で受信される信号はアナログ受信機１４６２に提供され、そこで移動局アナログ受信機との関連で説明したものと同じプロセスで、信号が増幅、周波数転換（frequency translated）およびデジタル化される。アナログ受信機１４６２からの出力はデジタルデータ受信機１４６６・１４６８及びサーチャ受信機１４６４に提供される。第２の受信機システム（つまり、アナログ受信機１４７２と、サーチャ受信機１４７４と、デジタルデータ受信機１４７６）は第１の受信機システムと同じ方法で受信した信号を処理する。デジタルデータ受信機１４６６、１４７６の出力は、ビタビアルゴリズムに従ってその信号を処理するダイバーシティ結合器／デコーダ回路１４８０に提供される。第１と第２の受信機システム及びダイバーシティ結合器／デコーダ１４８０の操作に関する詳細は、上記において組み込まれた「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける通信においてソフトハンドオフを提供する方法及び装置」と題された米国特許第５，１０１，５０１号に記載されている。移動ユニットへの送信用の信号は、プロセッサ１４７８の制御下に送信変調器１４８４に提供される。送信変調器１４８４は目的とする受け手の移動局に対する送信用のデータを変調する。とりわけ、送信変調器１４８４から出力されるデータ信号は、本発明の主題である、パワー制御情報ビット１２０を含むであろう。
【００４４】
上記において開示してきた様々な実施形態を、ＣＤＭＡ移動無線システム上のＲ−ＡＣＨチャネルに関連して説明してきたが、本発明の教示は多数のユーザによってアクセスできるアクセスチャネルを有するどのような移動無線電話システムにも適用可能であることを、当業者は理解するであろう。
【００４５】
図１５はパワー制御チャネルと多重アクセスチャネルが本発明の一実施形態に従って構成される方法を図示している。図１５は秒あたり９６００ビット（ｂｐｓ）で操作するパワーインヒビットセンス制御チャネル（“ＰＩＣＣＨ”）１５０１と、ＰＩＣＣＨ１５０１に関連する３つの多重アクセスチャネルの１つを示しており、その各々をここでは逆制御チャネル（“Ｒ−ＣＣＣＨ”）１５０３と称する。ＰＩＣＣＨ１５０１が動作する速度はデザイン選択の問題であることを理解すべきである。他のビット速度も使用することができ、ここで開示されるコンセプトを変更しないであろう。しかしながら、ＰＩＣＣＨ１５０１のビット速度と、特定のＲ−ＣＣＣＨ１５０３にアクセスしようと試みている移動局に対してパワー制御情報がＰＩＣＣＨ１５０１を通して伝えられる速度との間に好ましくは１つの関係が存在する。その関係によれば、１つの「ＰＩＣＣＨミニスロット」につき１つの整数ビットがあるためには、ビット速度はパワー制御速度の整数倍数であるべきである。ＰＩＣＣＨミニスロットはパワー制御速度の逆関数に等しい時間である。
【００４６】
例えば、（図１５に示すように）８００Ｈｚのパワー制御速度が、１／８００＝１．２５ミリセカンド（ｍｓ）の持続期間を有するＰＩＣＣＨミニスロット１５０５を生じさせる。図１５は１つのＲ−ＣＣＣＨ１５０３と１つのＰＩＣＣＨ１５０１を示している。しかしながら、図１５に示した実施形態によれば、ＰＩＣＣＨ１５０１は３つのＲ−ＣＣＣＨと関連する。１つのＰＩＣＣＨ１５０１と関連し得るこのようなＲ−ＣＣＣＨ１５０３の数はビット速度と、パワー制御速度と、ここで「Ｌ」と称されるパラメータとに依存する。Ｌは各々のＰＩＣＣＨミニスロット１５０５において特定のＲ−ＣＣＣＨ１５０３各々と関連するビット数である。例えば、図１５に示されたビット速度は９６００ｂｐｓに等しく、パワー制御速度は８００Ｈｚであり、図示されたビット数Ｌは４に等しい。従って、支持され得るＲ−ＣＣＣＨ１５０３の数は３に等しい。これはパワー制御速度が８００Ｈｚに等しいからである。従って、各ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の持続期間は１．２５ｍｓに等しい。更に、ビット速度は９６００ｂｐｓである。従って、１．２５ｍｓの期間（つまり、１つのＰＩＣＣＨミニスロット）内に１２ビットがあるであろう。各Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３と関連して４ビットがある場合、３Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３用の各ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５には充分なビットがある。
【００４７】
あるいは、Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３の数を使用してＬの値を決定することができる。図１５では、ＰＩＣＣＨ１５０１が９６００ｂｐｓで動作し、パワー制御速度が８００Ｈｚであると仮定されるので、各ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５には１２ビットがある。図１５においてＰＩＣＣＨ１５０１と関連する３つのＲ−ＣＣＣＨ（１つだけが図示されている）があるので、Ｌの値＝４＝１２／３である。つまり、各ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５は好ましくは、ＰＩＣＣＨ１５０１と関連するＲ−ＣＣＣＨの各々のために等しいビット数Ｌを提供する。図１５に図示した実施形態では、各ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５が３つの「サブミニスロット」１５０７を含む。サブミニスロット１５０７はＬビットに等しい。第１のサブミニスロット１５０７ａはＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の始まりにおいて開始する。各々次のサブミニスロット１５０７が前のサブミニスロット１５０７の最後のビットに続くビット位置において始まる。概して、各サブミニスロット１５０７は第１のパワー制御ビット１５０９を含み、その後にＬ−１「ハッシュ」値ビット１５１１が続く。ハッシュ値ビット(hash value bits)１５１１により支持されるハッシュ値の定義については後述する。ＰＩＣＣＨ１５０１は、システムの別のチャネルとの直角位相において変調されてもよいことに注意すべきである。
【００４８】
ＰＩＣＣＨ１５０１と関連する各Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３はＲ−ＣＣＣＨミニスロット１５０５（図示せず）に分割される。Ｒ−ＣＣＣＨミニスロットはＲ−ＣＣＣＨ内で特定の事象が発生し得る相対的な時間を示す。Ｒ−ＣＣＣＨミニスロットは好ましくはＰＩＣＣＨのＰＩＣＣＨミニスロット１５０５と整列する。しかしながら、ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の開始から各Ｒ−ＣＣＣＨミニスロットの開始をずらす整列遅延（Ｄ１）を実行することができる。更に、本発明の一実施形態によれば、各Ｒ−ＣＣＣＨはそのＲ−ＣＣＣＨと関連するサブミニスロット１５０７の開始に対して決定される時間に開始する。従って、第２のサブミニスロット１５０７と関連するＲ−ＣＣＣＨのタイミングは、第１のサブミニスロット１５０７と関連するＲ−ＣＣＣＨのタイミングから１つのサブミニスロットの持続期間だけずれるであろう。
【００４９】
Ｒ−ＣＣＣＨミニスロットはＰＩＣＣＨ１５０１のＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の持続期間に好ましくは等しい持続期間を有する。しかしながら、代替実施形態では、Ｒ−ＣＣＣＨミニスロットはＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の整数倍数に等しい持続期間を有する。幾つかのビットは他のビットより高いように図１５では示されていることに注意すべきである。高い方のビットはエネルギーが送信されていることを示すためのものである一方、低い方のビットは如何なるエネルギーも送信されていないことを示すためのものである。各々の相対的高さは、他のどのような方法でも、他のビットに対する１つのビットの相対的パワーを伝えるためのものではない。
【００５０】
サブミニスロット１５０７の各ビットの関数は関連するＲ−ＣＣＣＨの状態に依存する。本発明の一実施形態によれば、ビットはオン／オフ二相変位変調（ＢＰＳＫ）を使用して変調される。ＢＰＳＫとは、各ビット時間にエネルギーを送信できることを意味する。そのエネルギーは典型的に、正弦波位相基準に対して２つの位相関係（例えば、基準位相から０度、または基準位相から１８０度）のうちの１つを有するシヌソイドとして変調される。情報が「オン／オフ」ＢＰＳＫであるという事実は更に、ビット時間の間に如何なるエネルギーも送信されないことが可能であるという事実を示す。
【００５１】
サブミニスロットビット関数は以下のように定義される。各ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の第１サブミニスロット１５０７内の各ビットは、第１のＲ−ＣＣＣＨ１５０３に関連し、第１のＲ−ＣＣＣＨ１５０３専用である。各ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の第２サブミニスロット１５０７内の各ビットは、第２のＲ−ＣＣＣＨ１５０３に関連し、第２のＲ−ＣＣＣＨ１５０３専用である。各々の次に続くサブミニスロット１５０７が１つの関連するＲ−ＣＣＣＨ１５０３専用である。
【００５２】
初期には、関連するＲ−ＣＣＣＨ１５０３がどの移動局によっても使用されていない場合、サブミニスロット１５０７内の各ビットは「アイドル」である（つまり、そのビット時間の間に如何なるエネルギーも送信されていない）。サブミニスロット１５０７の第１ビット一１５０８内のアイドルビットの送信は、如何なる移動局もまだその関連するＲ−ＣＣＣＨ１５０３へのアクセスを得ようとしていないという事実を示している。
【００５３】
Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３へのアクセスを得るために、移動局はＲ−ＣＣＣＨ１５０３に関連するサブミニスロット１５０７の第１ビットがアイドルであるか否かを決定する。本発明の一実施形態によれば、移動局は、制御ビットに対して軟判定の絶対値を加え、結果的に生じるエネルギー対全干渉比を計算し、これをシステムの指定したしきい値と比較することにより、そのチャネルがアイドルであるか、ビジーであるかを決定する。測定された比率がしきい値を超えている場合、そのチャネルは「ビジー」であると考えられる。
【００５４】
Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３に関連するサブミニスロット１５０５内の第１ビットがビジーである（そのビット位置でエネルギーが伝達されている）場合、移動局はアクセスするために別のＲ−ＣＣＣＨ１５０３を探す。一実施形態によれば、システムパラメータにより選択されるランダムバックオフ時間の間、移動局は何もしないで、その後Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３の１つの選択により開始されるアルゴリズムを繰り返す。
【００５５】
Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３に関連するサブミニスロット１５０５内の第１ビットがアイドルである場合、移動局は移動局がアクセスを得たいと思うＲ−ＣＣＣＨ１５０３を通して初期プリアンブル１５１０を送信する。本発明の一実施形態によれば、初期プリアンブルはＲ−ＣＣＣＨ１５０３がアイドルであると決定される度に送信されるものではない。そうではなくて、移動局はその時間の所定のパーセンテージだけ（つまり、「ｐ」の確率で、ｐはシステムパラメータとして決定される）プリアンブルを送信する。これは持続性-ｐ方式(persistence-p scheme)と一般に称される。このような持続性−ｐ方式は１つ以上の移動局が同じ時間にプリアンブルを送信しようとする可能性を低下させる。プリアンブルは「チップ」の乱数（つまり、情報ユニット）だけ遅延された疑似乱数（ＰＮ）でコード化される。一実施形態では、遅延は５１２チップに等しい。プリアンブルは好ましくは固定された公知のパターンである。一実施形態では、プリアンブルはデータ速度の指摘を含む。移動局が持続性決定に答えて送信しない場合、移動局は次のミニスロットのビジー状態を調べて、プリアンブルを送信するべきか否かを決定するであろう。次のミニスロット１５０５のサブミニスロット１５０７内の第１ビットがアイドルである場合、移動局は次のＲ−ＣＣＣＨミニスロットの間にｐの可能性で送信するであろう。送信が発生するまでこのプロセスを繰り返す。Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３と関連するサブミニスロット１５０７内の第１ビットがビジーであると移動局が決定すると、移動局はＲ−ＣＣＣＨ１５０３が始めてビジーであると決定されたなら行動するであろう方法と同じ方法で行動する。
【００５６】
本発明の一実施形態によれば、プリアンブルはバーストで送信されてよい（つまり、プリアンブルが多数の分離した部分として、このような部分の各々の間に遅延を伴って送られてよい）。あるいは、プリアンブルは各繰り返しの送信の間に遅延を伴ってそっくりそのまま繰り返されてもよい。
【００５７】
本発明の一実施形態によれば、レートワード(rate word)１５１６がプリアンブル１５１０の直後に送信される。レートワード１５１６は、基地局に対して、Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３へのアクセスが認められた場合、移動局が情報の送信を要請しているレートを支持する。レート決定は多数の他に取り得る方法で行うことができ、またレートワードの送信タイミングは、レートワード１５１６がプリアンブル１５１０の直後に続くようなものである必要がないことを理解すべきである。レート決定を行うことができる１つの代替方法は、特定のレートに独特であるコードでプリアンブルをコード化することによってである。別の方法は基地局が間違ったレートでプリアンブルをデコードしようとしている場合、エラー率を大きくするような方法で、プリアンブルをコード化する。基地局は移動局がプリアンブルをコード化した各々のレートを使用して、プリアンブルをデコードしようとするであろう。最善のエラーレートを生じさせる、プリアンブルをデコードしようとする試みが、正しいレートであると決定される。
【００５８】
移動局がＲ−ＣＣＣＨ１５０３を通して初期プリアンブル１５１０を基地局に送信する場合、基地局はそのエネルギーを受信する。移動局がＲ−ＣＣＣＨ１５０３を通してデータ送信を要請しているレートを基地局が決定することができれば、移動局がＲ−ＣＣＣＨ１５０３を通して情報の送信を要請しているビット速度に対して、受信したエネルギー量が適切であるか否かを決定することによって基地局が応答する。つまり、基地局は、所望のエラー率で要請されたレートでのデータ送信を支援するために、プリアンブルのＳＮ比が適切である（大きすぎず、また低すぎない）か否かを決定する。受信したパワーレベルが要請されたデータ率に対する所望のパワーレベルより大きいか、あるいは低い場合、基地局はパワーレベルを適切にするために必要な調整量を計算する。本発明の一実施形態において、パワー制御がパイロット信号に対して実施され、トラフィック信号に対しては実施されないことに注意すべきである。移動局がそのメッセージを送信中である速度に基づいて、初期動力調整ワードの値を調整する移動局によって、データ送信レートが考慮される。
【００５９】
一旦基地局が基地局から送信される信号のパワーレベルにおいてどれくらいの調整（つまり、移動局により送信されるべきエネルギー量）が望ましいかを決定すると、基地局は「事前指定されている」ビットを使用して、ＰＩＣＣＨ１５０１を通して初期動力調整ワード１５０７ｂを送信するであろう。ビットの事前指定とは、サブミニスロット１５０７内の相対的位置におけるビットの重要性が予め決定されることを意味する。図１５に示した実施形態では、初期動力調整ワードを運ぶために、サブミニスロット１５０７ｂの４つ全てのビットが予め決定される。しかしながら、代替実施形態では、初期動力調整ワード１５０７ｂはＬを超えない長さのビット数である。ビット数が数Ｌ以下に均等に分かれる場合、本発明の一実施形態によれば、初期動力調整ワード１５０７ｂがサブミニスロット１５０７のＬビットにおいて可能な限り多く繰り返される。サブミニスロット１５０７の第１ビット１５０８内のエネルギーの存在が、ＰＩＣＣＨ１５０１を受信するであろう移動局に対して、そのサブミニスロット１５０７ｂに関連するＲ−ＣＣＣＨ１０５３がビジーであることを指摘する。１つ以上のビットが好ましくは初期動力調整を指摘するために使用されることに注意すべきである。従って、更に下記の説明から解るように、初期動力調整ワードに対して事前指定されたビットの少なくとも一部が、ハッシュワード(hash word)が受信された後、ハッシュ値を反響させるために後で事前指定される。
【００６０】
「ベース検出遅延」（Ｄ２）と称される遅延が移動局における初期プリアンブルの終了と、初期動力調整ワード１５０７ｂの開始との間に発生する。この遅延はＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の整数倍数である。本発明の一実施形態では、ベース検出遅延は持続期間において０から１５のＰＩＣＣＨミニスロットの間である。初期プリアンブル１５１０を送信し、初期パワー制御調整ワード１５０７ｂを取り返すために待つことによって、所望のビット速度での情報の送信前に、基地局が移動局のパワーレベルを設定することができる。これは、プリアンブルのビットパターンが公知であり反復するという事実のために、情報より低いパワーレベルでプリアンブルを送信できるので、好都合である。これは、プリアンブルが首尾一貫して受信されるという事実と組み合わせて、プリアンブルの持続期間を通してエネルギーを首尾一貫して統合できるようにする。
【００６１】
プリアンブル、及び使用した場合はレートワードを送信後、移動局は要請されたＲ−ＣＣＣＨ１５０３に関連するサブミニスロットをデコードしようとするであろう。図１５に示すように、（好ましくは所定のシステムパラメータである）ベース検出遅延Ｄ２の終了前に発生するサブミニスロット１５０５ｃにおいて、送信されるパワーがあるべきではない。従って、移動局がベース検出遅延Ｄ２の間に発生するサブミニスロット１５０５ｃ内でパワーを検出した場合、移動局は別の移動局がサブミニスロット１５０７に関連するＲ−ＣＣＣＨへのアクセスを認められたと仮定するであろう。
【００６２】
ベース検出遅延Ｄ２の後、移動局は初期動力調整ワードを検出できるべきである。移動局が初期動力調整ワード１５０７ｂを検出できない場合、移動局は好ましくは、アクセスの企てが失敗したと仮定し、移動局が送信したいと望むＲ−ＣＣＣＨ１５０３を選択することから始めて、再びアクセスを試みるであろう。プロセスの各々の他の段階における場合のように、その企てが失敗したと移動局が判断した場合、移動局は好ましくは無作為量の時間の間引き下がり、再びアクセスを試みるであろう。
【００６３】
移動局が初期動力調整ワードを検出できる場合、移動局は移動局によって送信されたプリアンブル１５１０を基地局が検出したと仮定する。しかしながら、別の移動局によって送信されたプリアンブル１５１０が基地局によって検出されることも可能である。この状態は下記に詳述するように改善される。いずれの場合にも、初期動力調整ワード１５０７ｂを含むＰＩＣＣＨミニスロット１５０５ｄの終了時に、移動局は好ましくはチャネル概算プリアンブル１５１３の送信を開始する。移動局がチャネル概算プリアンブルを送信するパワーは、受信された初期動力調整ワードの値に反応する。更に、移動局はＲ−ＣＣＣＨ１５０３上で使用されるべきデータ率に答えてその送信パワーを調整する。ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５ｄの終了と、チャネル概算プリアンブル１５１３の開始との間で経過する時間量は、図１５においては持続期間において１つのＰＩＣＣＨミニスロットであると示されている。しかしながら、代替実施形態では、ＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の持続期間の整数倍数である持続期間を有する「移動保留遅延」（Ｄ３）が課されてもよい。同様に、チャネル概算プリアンブル１５１３は、持続期間において１つのＰＩＣＣＨミニスロット１５０５と等しいものとして示されている。しかしながら、代替実施形態では、チャネル概算プリアンブル１５１３の持続期間はＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の整数倍数の持続期間と等しい。
【００６４】
チャネル概算プリアンブルの送信後、「ハッシュ」ワード１５１４が送信され、それは送信中の移動局に独特のものである情報から引き出されたハッシュ値を有している。このハッシュ値は、第１の長さの独特な入力情報を、入力情報の長さより短い長さの出力ハッシュ値にマッピングするハッシュ関数によって発生される。例えば、本発明の一実施形態では、入力情報が移動局の電子通し番号（ＥＳＮ）を含む。ＥＳＮは各移動局に独特のものである。しかしながら、ＥＳＮは比較的長い。ハッシュ関数は、ＥＳＮより短い（より少ないビットを必要とする）ハッシュ値にＥＳＮをマッピングする。ハッシュワード１５１４はどの移動局にＲ−ＣＣＣＨ１５０３へのアクセスを認めるかを決定する際に、移動局と基地局を助ける。
【００６５】
ハッシュ値は移動局にとって独特である情報から引き出されるので、各移動局は「擬似独特の」ハッシュ値を発生させるであろう。ハッシュワード１５１４の長さは、世界全体で操業している移動局全てを収容するのに充分な数の独特のハッシュ値を容認するには短かすぎることが好ましいので、ハッシュ値は各異動局にとって擬似独特であろう。それにも関わらず、ハッシュワード１５１４の長さは、同じ操業領域にある（つまり、同じ基地局と通信する）１つ以上の移動局が同じ値を発生させることがありそうもないようにするのに充分である。このハッシュワード１５１４の使用は、ほとんどの場合にその領域内の他の全てからその移動局を区別する一方で、世界全体で現在操業している他の全ての移動局から、Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３へのアクセスを得た移動局を一意的に区別するのに必要であるより少ない情報が送信されるようにする。本発明の一実施形態では、移動局によって正しくデコードされることを保証するために、ハッシュ値が繰り返される。ハッシュワードの繰り返しの間の如何なる時間にも、移動局は受信中のハッシュ値がその移動局によって送信されたハッシュ値ではないと決定した場合、移動局はＲ−ＣＣＣＨ１５０３での送信を止め、アクセスの企てが失敗したと仮定する。移動局によって受信されたパワーレベルに応じて、移動局はハッシュ値の各ビットが如何に信頼できるか、またハッシュ値内のエラーで受信されているビットに答えて、Ｒ−ＣＣＣＨ上の送信を終了するべきか否かに関する決定を行うことができる。同じ時点で、受信されたハッシュ値が送信されたハッシュ値ではない場合、移動局は送信を終了するであろう。一実施形態によれば、ハッシュワードを抑制することができる（つまり、Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３内で送信しない）。
【００６６】
ハッシュワード１５１４が送信された後、移動局はメッセージを送信する。このメッセージは移動局と基地局との間で送信すべきユーザの内容を含む。
【００６７】
「パワー制御遅延」（Ｄ４）の間に送信されたサブミニスロット１５０７ｃ、１５０７ｄの各々が「ダミー」ビットであることに注意すべきである。ダミービットは、場所所有者としての移動局以外の移動局によって受信され、Ｒ−ＣＣＣＨ１５０３がビジーであることを示す場合は重要性を持たない。パワー制御遅延Ｄ４はチャネル概算プリアンブルの始まりとパワー制御情報の開始との間の時間である。基地局において適当なパワー制御値を決定するための時間が必要であるために、この遅延が好ましくは存在する。従って、移動局により使用される第１のパワー制御ビット１５１２は、パワー制御遅延Ｄ４の後で発生するサブミニスロット１５０７ｅの間に送られる。
【００６８】
本発明の一実施形態によれば、上述の初期パワー制御ビット１５０８を除いて、各サブミニスロット１５０７内に１つだけのパワー制御ビットがある。図１５に示した実施形態では、サブミニスロット内の第１ビットがパワー制御ビットである。しかしながら、代替実施形態では、パワー制御ビットはサブミニスロット１５０７内のビットのどの１つであってもよい。更に、代替実施形態では、移動局がＲ−ＣＣＣＨ１５０３上で送信されるべき動力をどの程度調整すべきであるかを指示するために、１つ以上のパワー制御ビットが使用される。１つだけのパワー制御ビットがある実施形態では、サブミニスロット１５０７ｅが送信される時間にはハッシュ値が知られていないので、サブミニスロット１５０７ｅの残りのビットの各々のためにパワー制御ビットの値が繰り返されることが好ましい。
【００６９】
ハッシュワード１５１４全体が受信された後、「ハッシュコード遅延」Ｄ５が発生する。このハッシュコード遅延Ｄ５はＰＩＣＣＨミニスロット１５０５ｇの残りに等しいと図示されている。しかしながら、代替実施形態では、ハッシュコード遅延は、ＰＩＣＣＨミニスロットの整数倍数の持続期間に等しい持続期間だけ、次のＰＩＣＣＨミニスロットの始まりを越えて伸びる。従って、ハッシュコード遅延Ｄ５は、ハッシュワード１５１４全体が受信された後に開始するＰＩＣＣＨミニスロット１５０５の始まりまで続くように指定されてよい。
【００７０】
ハッシュワード１５１４の受信に答えて、またそのハッシュワード１５１４を送信した移動局にＲ−ＣＣＣＨ１５０３へのアクセスが与えられることを基地局が決定したことに答えて、基地局はパワー制御ビットを送信する。パワー制御ビットは、サブミニスロット１５０７に関連するＲ−ＣＣＣＨ１５０３がビジーであること、及びＲ−ＣＣＣＨ１５０３上で送信される出力パワーを上か下のいずれに調整すべきであるか否かを指示する。図１５に示すように、パワー制御ビット１５１５ａはサブミニスロット１５０７ｆ内の第１ビットとして送信される。上記において触れたように、代替実施形態では、パワー制御ビットはサブミニスロット１５０７ｆ内の第１ビット位置以外のビット位置に置かれる。図１５に示した実施形態では、ハッシュ関数の一部を表すビット１５１７ａのストリームがパワー制御ビットに続く。このビット１５１７ａのストリームは好ましくは、サブミニスロット−１（つまり、パワー制御ビットをマイナスする）に等しい長さである。従って、パワー制御ビットと、ハッシュ関数を表すビットストリームの組み合わせが完全なサブミニスロット１５０７ｆから構成される。
【００７１】
図１５に示した実施形態では、ハッシュワード１５１４の長さは１つのサブミニスロット１５０７内のビット数より長い。従って、ハッシュ値の最初の３ビット１５１７ａだけがサブミニスロット１５０７ｆ内のパワー制御ビット１５１５ａに続く。ハッシュ値の次の３ビット１５１７ｂが、サブミニスロット１５０７ｆと同じＲ−ＣＣＣＨ１５０３に関連する次のサブミニスロット１５０７ｇ内のパワー制御ビット１５１５ｂに続く。各々次に続くサブミニスロット１５０７は、全ハッシュ値が送られてしまうまで、３つの付加的なビットを運ぶ。１つの実施形態によれば、ハッシュワード１５１４を運ぶサブミニスロットに関連するＲ−ＣＣＣＨ１５０３へのアクセスが全ての移動局に認められたか否かを、全ての移動局が知ることを保証するために、ハッシュ値が繰り返される。ＰＩＣＣＨ内のハッシュ値を繰り返すこのプロセスは、ハッシュ値の「反響」として知られている。
【００７２】
本発明の一実施形態では、パワー制御遅延Ｄ４の終了前に、ハッシュワード１５１４が完全に受信されなくてもよい。従って、１つのこのような実施形態では、ハッシュコード遅延Ｄ５後まで、ハッシュワードを反響させることができない。
【００７３】
本発明の代替実施形態では、ＰＩＣＣＨ内の各サブミニスロットは、異なる直交コードを使用して、全体のミニスロット１５０５を通してコード化される。それに加えて、各サブミニスロットに関連するＲ−ＣＣＣＨは、特定のビット速度専用である。従って、どのＲ−ＣＣＣＨでの送信を移動局が希望しているかを選択する際の決定要素の１つは、所望されるビット速度であろう。更に、本発明の１つの実施形態では、システムパラメータの一部または全てがプログラム可能であってよい。これらのパラメータは、（１）持続性と、（２）再送信遅延（つまり、チャネルがビジーであることを移動局が見出してから、送信が再予定される時間の間の時間量）と、（３）システム内のＰＩＣＣＨチャネルの数と、（４）特定のサブミニスロットに対してどのように支持されたＲ−ＣＣＣＨがマッピングするかを示すマッピングコードと、（５）Ｒ−ＣＣＣＨミニスロットオフセット（ＰＩＣＣＨミニスロットとＲ−ＣＣＣＨミニスロット間の差）と、（６）プリアンブルの長さと、（７）使用された場合のレートワード長と、（８）ベース検出遅延Ｄ２と、（９）初期動力調整ワード長と、（１０）移動保留遅延Ｄ３と、（１１）チャネル概算プリアンブル持続期間と、（１２）ハッシュワード長と、（１３）ハッシュワードエコーの数と、（１４）パワー制御遅延Ｄ４と、（１５）ハッシュコード遅延Ｄ５と、（１６）最大メッセージ長とを含む。
【００７４】
本発明の別の実施形態では、ＰＩＣＣＨミニスロットの長さを変更するために、パワー制御速度を変更することができる。別の代替実施形態では、サブミニスロット内の１つ以上のパワー制御ビットの使用が、１ビットにつき更に少ないエネルギーを使用するパワー制御ビット値をより良く決定するために、１ビット以上のエネルギーが時間をかけて首尾一貫して統合され得るようにする。
【００７５】
図１６は本発明による移動局１６００の簡略化されたブロック図である。移動局１６００はアンテナ１６０１と、無線周波数（ＲＦ）フロントエンドセクション１６０３と、プロセッサ１６０５と、メモリ１６０７とを含む。基本的に、本発明の全ての機能はプロセッサ１６０５によって実施され、プロセッサは好ましくはＲＦフロントエンド１６０３からデジタル情報を受信する。メモリ１６０７はシステムパラメータと、プロセッサ１６０５によって実行される指令とを格納する。更にプロセッサ１６０５はＲ−ＣＣＣＨ１５０３上から情報を送信する。その情報はプロセッサ１６０５によって発生される。
【００７６】
セルのセクタ（ペアまたは全てのセクタ）上で、同時放送の方法で、Ｆ−ＰＩＣＣＨの特定のサブチャネルを送信することにより、移動局においてよりソフトなハンドオフが促進されてよい。システムはどのＦ−ＰＩＣＣＨサブチャネル（及び対応するＲ−ＣＣＣＨ）を同時放送モードで支持するかを指定する必要があるであろう。一つまたは複数の同時放送サブチャネルがセルにおいて支持されうる。移動局は好ましくは、セクタの特異的なパイロット強度に基づいて同時放送チャネルを使用する決定をする。このよりソフトなハンドオフゾーン内のユーザの性能が大いに改善されるであろう。
【００７７】
１つの実施形態によれば、セルの他のセクタ上で使用するために、特殊な補助Ｆ−ＰＩＣＣＨが定義される。それに関する第１のビジーが通信され、その後直ちに再びアイドルになる。従って、負荷は非常に低く、正しい時間にチャネルを使用中であるかどうかを決定しようとするユーザによってのみ使用されるであろう。初期アイドルのためにチャネルを監視するユーザは、補助Ｆ−ＰＩＣＣＨを使用しないであろう。
【００７８】
好ましい実施形態についての前述の説明は、当業者が本発明を形成または使用できるようにするために提供された。これらの実施形態に対する様々な変更は当業者には容易に自明であろうし、またここに定義された共通の原則は発明的な才能を使用することなく、他の実施形態にも適用することができる。このように、本発明をここで示された方法及び装置に制限することは意図しておらず、下記に記載するクレームと一致する最も幅広い範囲と一致するものである。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的及び長所は、全般にわたって同様の参照符号が同様の部品を示している次に示す図面を参照して以下の詳細な説明を読めばより明らかであろう：
【図１】  本発明による、複数のパワー制御情報パケットから形成されたビットストリームの構造を示す図である。
【図２】  本発明による、パワー制御情報パケットを用いる移動局によるチャネルに対する例示のアクセスを示すタイミング図である。
【図３】  本発明による、互いに異なったオフセットを持つアクセスチャネル内のアクセスチャネルタイムスロットの食い違いを示すタイミング図である。
【図４】  本発明による、アイドル間隔を有するアクセスチャネルタイムスロットの構造を示す図である。
【図５】  本発明による、アクセスチャネルに対する移動局によるアクセスをディスエーブルする方法を示すタイミング図である。
【図６】  本発明による、様々な食い違うアクセスチャネルタイムスロットに対するアクセスを調節する、各々が自身と関連のアイドル時間期間を有する複数の食い違うアクセスチャネルタイムスロットを示すタイミング図である。
【図７】  本発明による、互いに異なった３つの状態を取り得るパワー制御ビットを用いるアクセスチャネルに対するアクセスを調節するシステムのフロー図である。
【図７Ａ】  本発明による、互いに異なった３つの状態を取り得るパワー制御ビットを用いるアクセスチャネルに対するアクセスを調節するシステムのフロー図である。
【図８】  本発明による、互いに異なった３つの状態を取り得るパワー制御ビットを用いるアクセスチャネルに対するアクセスを調節するシステムのフロー図である。
【図８Ａ】  本発明による、互いに異なった３つの状態を取り得るパワー制御ビットを用いるアクセスチャネルに対するアクセスを調節するシステムのフロー図である。
【図９】  本発明による、パワー制御ビットを再使用するシステムのフロー図である。
【図１０】  本発明による、各々が複数のセグメントに分割されたセルラー電話システム中にある複数のセルを示す図である。
【図１１Ａ】  本発明による、第１の基地局から第２の基地局に対するハンドオフアクセスチャネル送信に用いられる複数のパワー制御情報パケットから形成されたビットストリームの構造を示す図である。
【図１１Ｂ】  本発明による、第１の基地局から第２の基地局に対するハンドオフアクセスチャネル送信に用いられる複数のパワー制御情報パケットから形成されたビットストリームの構造を示す図である。
【図１１Ｃ】  本発明による、第１の基地局から第２の基地局に対するハンドオフアクセスチャネル送信に用いられる複数のパワー制御情報パケットから形成されたビットストリームの構造を示す図である。
【図１２】  本発明による、第１の基地局から第２の基地局に対するハンドオフアクセスチャネル送信の方法のフロー図である。
【図１３】  本発明による高速アクセスチャネルパワー制御システムを実現するために用いられる例示の移動局の構成部品を示すブロック図である。
【図１４】  本発明による高速アクセスチャネルパワー制御システムを実現するために用いられる例示の基地局の構成部品を示すブロック図である。
【図１５】  本発明の１実施形態に従ってパワー制御チャネルと多重アクセスチャネルを構成する方法を示す図である。
【図１６】  本発明による移動局１６００の簡略化されたブロック図である。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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