(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）通信チャネルを、該第１のＳＤＭＡ通信チャネル上に第１の信号を最初に送信する第１のユーザー端末に割り当てる段階と、
第２のＳＤＭＡ通信チャネルを、該第２のＳＤＭＡ通信チャネル上に第２の信号を最初に送信する第２のユーザー端末に割り当てる段階と、
前記第１のユーザー端末が前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルで前記第１の信号を送信し、前記第２のユーザー端末が前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルで前記第２の信号を送信するチャネル・スワップの発生を見つけるために、前記第１の信号と前記第２の信号を解析する段階と
を含み、
次の（１）または（２）または（３）の場合に、前記チャネル・スワップが発生したと判定する方法。
（１）前記第１の信号と前記第２の信号は、特定の出力が無効である符号化方式を使用して符号化されており、
前記第１の信号のデータストリーム又は前記第２の信号のデータストリームが無効ビットを含み、かつ
前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルと前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルの両方の巡回冗長検査が通信チャネルエラーを示さない場合。
（２）前記第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第２のＳＤＭＡ通信チャネル上の第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致し、または、前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第１のＳＤＭＡ通信チャネル上の前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致する場合。
（３）前記第１の信号と前記第２の信号は、第１と第２の通信レイヤ上を伝達されるとともに該第１、第２の通信レイヤにおいて個別のエラー検出プロセスが実行されるデータ通信信号であり、
前記第１の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果が前記第２の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果と不整合である場合。
【請求項２】
前記第１のユーザー端末の前記第２のユーザー端末への接近によって、前記チャネル・スワップが発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルと前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルの１つ又は両方の不安定性によって、前記チャネル・スワップが発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネル・スワップを解消するために、前記第１の信号の通信チャネルを前記第２の信号の通信チャネルと交換する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記特定の出力が無効である符号化方式は、適応差分パルス符号変調方式であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記無効な特定の出力は、ゼロビットを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記チャネル・スワップが発生したとの決定の信頼性を高めるために、前記第１の信号と前記第２の信号を繰り返し解析する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の通信レイヤは物理レイヤであり、前記第２の通信レイヤはデータリンクレイヤであり、前記第１の通信レイヤでのエラー検出プロセスはエラーが無いことを示し、前記第２の通信レイヤでのエラー検出プロセスはエラーを示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の信号の通信チャネルを前記第２の信号の通信チャネルと交換するオペレーションは、物理レイヤ、データリンクレイヤ、または通信レイヤ階層の後続の通信レイヤで達成されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
第１の空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）通信チャネルを、該第１のＳＤＭＡ通信チャネル上に第１の信号を最初に送信する第１のユーザー端末に割り当てる手段と、
第２のＳＤＭＡ通信チャネルを、該第２のＳＤＭＡ通信チャネル上に第２の信号を最初に送信する第２のユーザー端末に割り当てる手段と、
前記第１のユーザー端末が前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルで前記第１の信号を送信し、前記第２のユーザー端末が前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルで前記第２の信号を送信するチャネル・スワップの発生を見つけるために、前記第１の信号と前記第２の信号を解析する手段と
を含み、
次の（１）または（２）または（３）の場合に、前記チャネル・スワップが発生したと判定する通信端末。
（１）前記第１の信号と前記第２の信号は、特定の出力が無効である符号化方式を使用して符号化されており、
前記第１の信号のデータストリーム又は前記第２の信号のデータストリームが無効ビットを含み、かつ
前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルと前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルの両方の巡回冗長検査が通信チャネルエラーを示さない場合。
（２）前記第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第２のＳＤＭＡ通信チャネル上の第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致し、または前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第１のＳＤＭＡ通信チャネル上の前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致する場合。
（３）前記第１の信号と前記第２の信号は、第１と第２の通信レイヤ上を伝達されるとともに該第１、第２の通信レイヤにおいて個別のエラー検出プロセスが実行されるデータ通信信号であり、
前記第１の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果が前記第２の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果と不整合である場合。
【請求項１１】
前記特定の出力が無効である符号化方式は、適応差分パルス符号変調方式であることを特徴とする請求項１０に記載の通信端末。
【請求項１２】
前記無効な特定の出力は、ゼロビットを含むことを特徴とする請求項１０に記載の通信端末。
【請求項１３】
前記チャネル・スワップが発生したとの決定の信頼性を高めるために、前記通信端末は、前記第１の信号と前記第２の信号を繰り返し解析することを特徴とする請求項１０に記載の通信端末。
【請求項１４】
前記第１の信号と第２の信号の解析が該第１の信号と第２の信号の物理的特性の解析を含むことを特徴とする請求項１０に記載の通信端末。
【請求項１５】
前記物理的特性は、周波数オフセット、基地局への到達時間、空間シグネチャ、信号スペクトル、信号の到達方向、変調エラーベクトル絶対値から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１４に記載の通信端末。
【請求項１６】
前記第１の通信レイヤは物理レイヤであり、前記第２の通信レイヤはデータリンクレイヤであり、前記第１の通信レイヤエラー検出プロセスは、エラーが無いことを示し、前記第２の通信レイヤエラー検出プロセスはエラーを示すことを特徴とする請求項１０に記載の通信端末。
【請求項１７】
デジタル処理システムによって実行されるとき、前記デジタル処理システムに方法を実行させる１つ又はそれ以上の実行可能な命令を記憶した機械可読記憶媒体であって、前記方法が、
第１の空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）通信チャネルを、該第１のＳＤＭＡ通信チャネル上に第１の信号を最初に送信する第１のユーザー端末に割り当てる段階と、
第２のＳＤＭＡ通信チャネルを、該第２のＳＤＭＡ通信チャネル上に第２の信号を最初に送信する第２のユーザー端末に割り当てる段階と、
前記第１のユーザー端末が前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルで前記第１の信号を送信し、前記第２のユーザー端末が前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルで前記第２の信号を送信するチャネル・スワップの発生を見つけるために、前記第１の信号と前記第２の信号を解析する段階と
を含み、
次の（１）または（２）または（３）の場合に、前記チャネル・スワップが発生したと判定する機械可読記憶媒体。
（１）前記第１の信号と前記第２の信号は、特定の出力が無効である符号化方式を使用して符号化されており、
前記第１の信号のデータストリーム又は前記第２の信号のデータストリームが無効ビットを含み、かつ
前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルと前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルの両方の巡回冗長検査が通信チャネルエラーを示さない場合。
（２）前記第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第２のＳＤＭＡ通信チャネル上の第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致し、または前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第１のＳＤＭＡ通信チャネル上の前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致する場合。
（３）前記第１の信号と前記第２の信号は、第１と第２の通信レイヤ上を伝達されるとともに該第１、第２の通信レイヤにおいて個別のエラー検出プロセスが実行されるデータ通信信号であり、
前記第１の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果が前記第２の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果と不整合である場合。
【請求項１８】
第１の空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）通信チャネル上に第１のユーザー端末への第１の信号を送信する段階と、
第２の空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）通信チャネル上に第２のユーザー端末への第２の信号を送信する段階と、
前記第１のユーザー端末が前記第２のＳＤＭＡ通信チャネル上で前記第１の信号を受信し、前記第２のユーザー端末が前記第１のＳＤＭＡ通信チャネル上で前記第２の信号を受信するチャネル・スワップの発生を見つけるために、前記第１の信号と前記第２の信号を解析する段階と
を含み、
次の（１）または（２）または（３）の場合に、前記チャネル・スワップが発生したと判定する方法。
（１）前記第１の信号と前記第２の信号は、特定の出力が無効である符号化方式を使用して符号化されており、
前記第１の信号のデータストリーム又は前記第２の信号のデータストリームが無効ビットを含み、かつ
前記第１のＳＤＭＡ通信チャネルと前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルの両方の巡回冗長検査が通信チャネルエラーを示さない場合。
（２）前記第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第２のＳＤＭＡ通信チャネル上の第１の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致し、または前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルが前記第１のＳＤＭＡ通信チャネル上の前記第２の信号のエラーベクトル絶対値または信号スペクトルの履歴データと一致する場合。
（３）前記第１の信号と前記第２の信号は、第１と第２の通信レイヤ上を伝達されるとともに該第１、第２の通信レイヤにおいて個別のエラー検出プロセスが実行されるデータ通信信号であり、
前記第１の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果が前記第２の通信レイヤでのエラー検出プロセスの結果と不整合である場合。
【請求項１９】
前記第１のユーザー端末の前記第２のユーザー端末への接近によって、前記チャネル・スワップが発生することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のＳＤＭＡ通信チャネル及び前記第２のＳＤＭＡ通信チャネルの１つ又は両方の不安定性によって、前記チャネル・スワップが発生することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記チャネル・スワップを解消するために、前記第１の信号の通信チャネルを前記第２の信号の通信チャネルと交換する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記特定の出力が無効である符号化方式は適応差分パルス符号変調方式であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の信号と前記第２の信号を解析する段階は、前記第１の信号と前記第２の信号の１つ又はそれ以上の物理的特性を解析する段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記１つ又はそれ以上の物理的特性は、周波数オフセット、基地局への到達時間、空間シグネチャ、信号スペクトル、信号の到達方向、変調エラーベクトル絶対値から成るグループから選択されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記チャネル・スワップが発生したとの決定の信頼性を高めるために、前記第１の信号と前記第２の信号を繰り返し解析する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、無線通信システムでの信号処理に適用され、特に、空間分割多重アクセスシステムでのチャネルスワップの検出及び訂正に適用される。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、各々のセルが地理的なエリアにほぼ対応するセルラー式アーキテクチャをもっている。各々のセルは基地局（ＢＳ）を含む。基地局は、多数の無線送信器／受信器ユニット（ユーザー端末（ＵＴ））が通信システムへアクセスするローカル中央サイトである。ＵＴは、例えば電話、ＰＤＡ、又は小型モデムボードなどである。ＵＴは、ＢＳを経由したシステムへのアクセスを要求することにより他のＵＴとの通信リンクを確立する。各々のＵＴは、他のＵＴとは区別される通信チャネル上で通信を行う。
【０００３】
所定数の利用可能な周波数に対して利用可能なチャネル数を増やすための種々の技術が存在する。例えば、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）は、単一の周波数を複数のタイムスロットに分割する。タイムスロットの各々は、次に、別々の通信チャネルに割り当てられる。他の公知の技術は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）と周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）を含み、これらはＴＤＭＡと同様に従来の多重アクセス方式と見ることができる。
【０００４】
無線通信システムは、ＢＳが所定数の利用可能な周波数に対して機能できるＵＴの数を増やすために、１つ又はそれ以上の従来の多重アクセス方式と共に空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）方式を用いることができる。ＳＤＭＡ方式は、受信器及び／又は送信器アンテナ素子のアレイをもつＢＳを使用して実現される。アンテナ素子は相互に離間し、種々の構成で配置される。アンテナ素子アレイは、所定の従来のチャネルに同時にアクセスする２つ又はそれ以上のＵＴを区別するのに使用できる空間次元を導入する。すなわち、ＳＤＭＡシステムの基礎は、複数のユーザーが、同じ搬送周波数（ＦＤＭＡ）、タイムスロット（ＴＤＭＡ）、又は拡散符号（ＣＤＭＡ）を共用する場合でもＢＳが複数のユーザーの各々に対して空間的に別個のＳＤＭＡチャネルを生成することにある。
【０００５】
２つのＵＴの割り当てられた空間チャネルが交換される場合に通信上の重大な問題が発生する可能性がある。チャネルスワップとして知られるこの現象は、いくつかの理由で発生する。
【０００６】
チャネルスワップはＳＤＭＡシステムの空間処理能力を越える場合に発生することがある。空間処理は、２つのＵＴ間の地理的位置の差に依存する。従って、２つのＵＴ（特に移動体の場合）は相互に物理的に非常に接近する可能性があるので、空間処理を使用した正確な識別のためにチャネルスワップの確率が高くなる。
【０００７】
また、チャネルスワップは、１つ又はそれ以上のＵＴの不安定な通信信号の結果として生じる場合がある。例えば、チャネルスワップは、１つ又はそれ以上のＳＤＭＡチャネルが強度のフェーディングを経験し、ＢＳとの通信が中断される場合に起こる場合もある。通信を再開すると、各々のＵＴ間の通信リンクが交換される場合もある。
【０００８】
チャネルスワップは、ＵＴ又はＢＳのいずれによっても検出できない。これは、データストリームだけが異なるＵＴから到来するからである。交換された信号は、特にビット構造、符号化、巡回冗長検査（ＣＲＣ）のような物理的特性の点で同じに見える。
【０００９】
チャネルスワップは、深刻な好ましくない結果をもたらす可能性がある。チャネルスワップは、各々のＵＴのユーザーを意図しない通信に巻き込む可能性がある。安全な通信方式（例えばデータストリーム暗号化方式）を実現するシステムでは、各々のＵＴは間違った暗号鍵を用いることになる。その結果、各々のユーザーは、このようなシステムのチャネルスワップ中に不愉快な「白色」雑音のみを受信する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施態様は、空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）チャネルスワップを検出するための種々の方法を提供する。第１のＳＤＭＡ通信チャネルが、信号を第１のＳＤＭＡ通信チャネル上に最初に送信する第１のユーザー端末に割り当てられる。第２のＳＤＭＡ通信チャネルは、信号を第２のＳＤＭＡ通信チャネル上に最初に送信する第２のユーザー端末に割り当てられる。第１のユーザー端末の信号と第２のユーザー端末の信号は、第１のユーザー端末が当該信号を第２のＳＤＭＡ通信チャネルで送信していること、及び第２のユーザー端末が当該信号を第１のＳＤＭＡ通信チャネルで送信していることを見つけるために解析される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態の他の特徴及び利点は、添付の図面及び以下の詳細な説明から明らかになるはずである。
【００１２】
本発明は、本発明の実施形態を説明するために使用される以下の記述及び添付の図面を参照することによって良く理解できるであろう。
【００１３】
概要
本発明の実施形態は、空間的に区別されたチャネルをもつ２つ又はそれ以上のＵＴからの信号を定期的に解析することによって、ＳＤＭＡチャネルスワップを検出するための方法を提供する。１つの実施形態において、各々のＵＴからの信号は、無効な（不正な）出力をもつ符号化方式を使用して符号化される。このような実施形態では、信号のデータストリームが無効な出力を含むと共にＣＲＣが通信リンクのエラーを示さない場合、チャネルスワップが指示される。他の実施形態において、信号のいくつかの物理的特性がチャネルスワップを見つけるために解析される。更に別の実施形態において、種々の通信レイヤのためのエラー検出プロセスの結果は、チャネルスワップを見つけるために比較される。
【００１４】
以下の説明では、多数の特定の詳細内容が説明されている。しかしながら、本発明の実施形態はこれらの特定の詳細内容がなくても実行できることを理解されたい。他の点では、公知の回路、構造、技術は、この説明の理解を容易にするために詳細には示されていない。
【００１５】
本明細書を通して「１つの実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書を通して種々の箇所での「１つの実施形態において」又は「ある実施形態において」の語句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態に言及するものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又はそれ以上の実施形態に任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００１６】
更に、本発明の態様は、単一の開示された実施形態の全ての特徴を満たすものではない。従って、各々が本発明の別々の実施形態としてそれ自体で独立している請求項は、詳細な説明に明示的に組み入れられる。
【００１７】
図１は、本発明の１つの実施形態によるＳＤＭＡ通信チャネルスワップが検出され訂正されるプロセスを示す。図１に示すプロセス１００は、２つのＵＴの各々に空間的に異なる通信チャネルを割り当てるオペレーション１０５で始まる。使用されるエアインターフェース（例えばＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、又はＣＤＭＡ）に応じて、これらの通信チャネルは、同じ搬送周波数、タイムスロット、又は拡散コードをもつことができる。各々のＵＴは、対応する基地局と通信するために、その信号を送信するためのその割り当てられたＳＤＭＡ通信チャネルを使用する。
【００１８】
オペレーション１１０において、１つ又は両方のＵＴから受信された信号は基地局で解析される。種々の形式の解析（以下に説明する）は別々に又は互いに一緒に使用できる。
【００１９】
オペレーション１１０の解析に基づいて、オペレーション１１５においてＳＤＭＡチャネルスワップが発生したか否かの決定が行われる。チャネルスワップが示されない場合、ＵＴ信号の解析が定期的に繰り返される。
【００２０】
オペレーション１１５においてチャネルスワップが示されると、オペレーション１２０において両方のＵＴのデータストリームは、アップリンク及びダウンリンクの両方に対して、基地局で交換され、結果的にチャネルスワップの訂正が行われる。
【００２１】
他の実施形態において、オペレーション１１５で行われた決定の信頼性を高めるために、オペレーション１１０の解析は、オペレーション１２０の訂正動作の前に１回又はそれ以上繰り返される。
【００２２】
図２は、本発明のある実施形態によるＳＤＭＡチャネルスワップ検出及び訂正機能を提供する例示的なセルラー式無線通信ネットワークを示す。図２に示されるネットワーク２００は、ＢＳ２０６Ａや２０６Ｂで示されるような複数のＢＳを含む。ＢＳは、ＢＳＣ２０４Ａや２０４Ｂで示されるような基地局コントローラ（ＢＳＣ）に接続される。各々のＢＳＣは複数のＢＳを扱う。また、ＢＳＣは、他のＭＳＣ及び公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）にインターフェース接続できるモバイル交換センター（ＭＳＣ）２０２に接続される。ＢＳ、ＢＳＣ、ＭＳＣはこれらでセルラー式無線ネットワークを形成している。
【００２３】
図２に示すように、ＢＳ２０６Ａのサービスを受けるＵＴ２０８Ａ１、２０８Ａ２は正常に作動している。すなわち、ＵＴ２０８Ａ１はその割り当てられたＳＤＭＡチャネル、すなわちＳＤＭＡチャネルＡ１上でデータを伝達し、ＵＴ２０８Ａ２は、その割り当てられたＳＤＭＡチャネル、すなわちＳＤＭＡチャネルＡ２上でデータを伝達している。しかしながら、ＢＳ２０６Ｂのサービスを受けるＵＴ２０８Ｂ１と２０８Ｂ２は、ＳＤＭＡチャネルスワップが起こっている。すなわち、ＵＴ２０８Ｂ１は、ＵＴ２０８Ｂ２に割り当てられたＳＤＭＡチャネル、すなわちＳＤＭＡチャネルＢ２上でデータを伝達し、ＵＴ２０８Ｂ２は、ＵＴ２０８Ｂ１に割り当てられたＳＤＭＡチャネル、すなわちＳＤＭＡチャネルＢ１上でデータを伝達している。ＳＤＭＡチャネルスワップは、図２に示すと共に前述したように、いずれか一方のＵＴの不安的な通信信号の結果として、又はＵＴ２０８Ｂ１のＵＴ２０８Ｂ２への接近の結果として発生するであろう。
【００２４】
本発明のある実施形態によれば、基地局２０６Ａと２０６Ｂの各々は、それぞれ２０９Ａ、２０９Ｂのラベルが付されたＤＭＡチャネルスワップ検出機能を含み、この機能は、ソフトウェア、ハードウェア、又は両方の組合せを含むことができる。代わりに又は付加的に、ＭＳＣ２０２や、２０４Ａ、２０４Ｂの各々のＢＳＣは、２１０−２１２でそれぞれ示された機能を含んでいてもよい。ＳＤＭＡチャネルスワップ検出機能は、図１を参照して前述したオペレーション、及び別の実施形態として以下に詳細に説明するオペレーションを行う。
【００２５】
ＳＤＭＡチャネルスワップが発生したか否かを決定するためにＵＴ信号を解析するには種々の方法がある。これらの方法は、使用される特定のエアインターフェースの特定の態様を利用できるので、特定のアプリケーションに特に好都合である。種々の方法は、ＳＤＭＡチャネルスワップが発生したという決定の信頼性を高めるために繰り返し使用できる。一般に、種々の方法は、信頼性を高めるために同様に互いに一緒に使用できる。
【００２６】
禁止データストリーム値法
いくつかのシステムは、データストリームの禁止出力値をもつ符号化方式を使用し、同様にスクランブリングコードを使用する。例えば、簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ）を用いるシステムは、一般に音声データストリームを符号化するために適応差分パルス符号変調方式（ＡＤＰＣＭ）を使用する。ＡＤＰＣＭを使用するシステムにおいて、０ビットを含む出力は不正な出力である。すなわち、エンコーダからのデータストリームは正常オペレーション時には０ビットを含まない。しかしながら、ＳＤＭＡチャネルスワップが発生する場合、間違ったスクランブルシーケンスがスクランブル解除のために使用されることがある。その結果、０が交換されたチャネルデータストリームに頻繁に現れる。このことは、ＳＤＭＡチャネルスワップを検出するために使用できる。
【００２７】
データストリームが０ビットを含む場合、これは一般に、通信リンクに障害があるか又はＳＤＭＡチャネルスワップが発生したかの２つの状況の内の１つを示す。障害のある通信リンクの可能性を無くすためにＣＲＣを検査する。
【００２８】
図３は、ＳＤＭＡチャネルスワップの発生を検出するために、データストリームの禁止値がＣＲＣと共に使用されるプロセスを示す。図３に示されるプロセス３００は、禁止出力を捜すために符号化（例えばＡＤＰＣＭ符号化）データストリームを検査するオペレーション３０５で始まる。
【００２９】
オペレーション３１０において、データストリームが禁止出力を含んでいない場合、ＳＤＭＡチャネルスワップは行われておらず、データストリームは再度定期的に（例えばデータバースト毎に）検査される。オペレーション３１０において、データストリームが禁止出力を含む場合、プロセスは、禁止出力の原因を決定するためにオペレーション３１５に進む。
【００３０】
オペレーション３１５において、ＣＲＣが通信リンクエラーを示すか否かを決定するためにＣＲＣを評価する。ＣＲＣが通信リンクエラーを示す場合、これはデータストリームでの禁止出力の原因であると決定される。通信リンクエラーは、オペレーション３１６で処置される。通信リンクエラーが発生していないことをＣＲＣが示す場合、オペレーション３２０において、データストリームの禁止出力の原因がＳＤＭＡチャネルスワップであると決定される。この時点で、各々のＵＴのデータストリームは、前述のようにＳＤＭＡチャネルスワップを正すためにＢＳで交換される。他の実施形態において、ＳＤＭＡチャネルスワップの決定をする前にその決定の信頼性を高めるために、別のデータバーストを評価することができる。
【００３１】
禁止出力が発生したか否かを決定するためのデータストリームの評価は、ＳＤＭＡチャネルスワップが発生したことの決定の信頼度の高い効率的な方法である。この方法は、禁止されたデータストリーム出力をもつ符号化方式を用いるシステムに適用できる。本発明の他の実施形態は、必ずしもこのような符号化方式を用いないシステムに適する方法を提供する。
【００３２】
信号フィンガープリント法
２つのＳＤＭＡ信号の各々の物理的特性は、それらを区別するために使用できる。１つの実施形態では、ＵＴにサービスを提供するＢＳは、各々のＳＤＭＡチャネルと設定されているリンクを認識するだけではなく、各々のＵＴからの信号の物理的特性も認識し、これらの特性の１つ又はそれ以上の履歴を保持する。信号を区別する能力は、ＳＤＭＡチャネルスワップの決定を行うために使用できる。例えば、ＳＤＭＡチャネルスワップの場合に２つのＵＴ間の物理的特性の不意の交換が起こることがあり、又、物理的特性が他の方法でＳＤＭＡチャネルスワップを示す場合がある。このような決定に使用できる物理的特性は多数あるが、２つのＳＤＭＡチャネル（例えば周波数又はタイムスロット）に関して同じであるこれらの特性を含まないであろう。複数の例示的な物理的特性を以下に説明する。
【００３３】
周波数オフセット
一般に、各々のＵＴでの局部発振器は、設定された搬送周波数からのわずかではあるがはっきりと識別できる周波数偏差をもつ。例えば、２つのＵＴには１．８９５ＭＨｚの共通搬送周波数が割り当てられ、一方のＵＴは実際には１．８９５３ＭＨｚを使用し、他方は１．８９５７ＭＨｚを使用する。割り当てられた周波数からのこの偏差は、周波数の不安定性又はハードウェアの許容誤差又は欠陥に起因するであろう。
【００３４】
ＢＳへの到達時間
２つのＵＴとそれらにサービスを提供するＢＳとの間の距離の差によって、各々のＵＴからの信号は、ＢＳで測定すると異なる到達時間をもつであろう。すなわち、ＢＳは、信号の送信からＢＳでの受信までの時間を決定する能力を有する。一般に、これらの時間は２つのＵＴで異なることになる。
【００３５】
空間シグネチャ
アンテナアレイを有する基地局を用いる一般的なＳＤＭＡシステムでは、各々のＵＴの信号は、別個の空間シグネチャを表わすことになる。各々の信号の空間シグネチャは、ＵＴの特定の位置とＵＴの特定の信号伝搬経路に依存する。
【００３６】
エラーベクトル絶対値
各々のＵＴは、ＵＴ構成要素の製造者許容誤差と欠陥によって異なる変調精度をもつ。一般に、エラーベクトル絶対値（ＥＶＭ）測定は、符号間干渉の低減と信号対雑音比（ＳＮＲ）の増加を助けるために行われる。
【００３７】
信号スペクトル
ＳＤＭＡチャネルスワップが発生した場合、ＵＴからの信号は、スペクトル解析時に特定の特性を表わす可能性がある。例えば、このような場合、ＵＴ信号は雑音のようなスペクトルを発生する可能性がある。
【００３８】
図４は、ＳＤＭＡチャネルスワップの発生を検出するために、ＵＴ信号の１つ又はそれ以上の物理的特性を使用するプロセスを示す。図４に示すプロセス４００は、ＵＴ信号の特定の物理的特性をＳＤＭＡチャネルスワップ検出解析のために選択するオペレーション４０５で始まる。特定の物理的特性は、特定のシステムにうまく適合するであろう。例えば、広帯域エアインターフェースシステム（例えばＣＤＭＡ）では、到達時間は、狭帯域エアインターフェース（例えばＰＨＳ）を用いるシステムよりも適切であろう。また、特定の物理的特性は、特定の状況下では適切でない場合がある。例えば、各々のＵＴが接近して配置されている場合、各々の信号の空間シグネチャは非常に類似しているので適切に区別できない場合がある。
【００３９】
オペレーション４１０において、オペレーション４０５で選択されたＵＴ信号の１つ又はそれ以上の物理的特性が解析される。この解析は、現時点で受信されている信号の選択された特性と、特定のチャネルに関するＢＳに保持されている物理的特性の履歴との比較を含む。すなわち、種々の実施形態において、ＢＳは、各々のＳＤＭＡチャネルで受信されたＵＴ信号の１つ又はそれ以上の物理的特性の履歴を保持する。解析時に、現時点で受信されているＵＴ信号の値はこれらの履歴と比較される。
【００４０】
他の実施形態において、解析は、現時点で受信されているＵＴ信号に限定される。例えば、前述のように、交換されたＳＤＭＡチャネル上で受信されたＵＴ信号の信号スペクトルは、指示的特性を表わす。
【００４１】
オペレーション４１５において、オペレーション４１０の解析は、ＳＤＭＡチャネルスワップが発生したか否かの決定を行うために使用される。例えば、特定のＳＤＭＡチャネル上で通信するＵＴの現時点で受信されている信号の物理的特性が、異なるＳＤＭＡチャネル上で通信するＵＴ信号の物理的特性に関する保持されている履歴と非常に一致する場合、ＳＤＭＡチャネルスワップが発生したという決定が保証される。この場合も同様に、このような解析をこのような決定の信頼性を高めるために繰り返すことができる。更に、任意数の適切な物理的特性を解析できる。
【００４２】
矛盾エラー検出方法
一般に、データは、レイヤ階層の複数のプロトコルレイヤ上を伝達される。各々のレイヤは、その直下のレイヤを使用し、上方のレイヤにサービスを提供する。例えば、一般に最下のプロトコルレイヤは、物理的な媒体への電気的又は機械的インターフェースをサポートする物理レイヤである。物理レイヤは、上方のレイヤ（すなわちデータリンクレイヤ）に関する物理的データストリーム構造を決定する。データリンクレイヤは、物理レイヤ上での送信のためにデータを断片化する（例えばデータをフレームに分割する）責任を負う。
【００４３】
一般に、物理レイヤで実行されるエラー検出プロセス（例えばＣＲＣ）が存在する。大多数のシステムは、１つ又はそれ以上の付加的なレイヤで個別のエラー検出プロセスを実行する。例えば、ＰＨＳシステムにおいて、ＰＨＳインターネットアクセスフォーラム規格（ＰＩＡＦＳ）が使用される場合、別の物理レイヤフレームにわたって、データリンクレイヤで実行される付加的なエラー検出プロセスが存在する。通常、各々のレイヤでのエラー検出プロセスの結果は、他のレイヤには伝達されない。別のレイヤで実行されるこのような別のエラー検出プロセスは、ＳＤＭＡチャネルスワップを検出するために使用できる。
【００４４】
データリンクレイヤでのエラーを指示することになる多くの状況は、同様に物理レイヤでのエラーを指示することになるが、これはＳＤＭＡチャネルスワップの場合ではない。ＳＤＭＡチャネルスワップは、物理的データストリーム構造やＣＲＣチェックサムが依然として正当なはずなので、ＣＲＣに物理レイヤでのエラーを指示させることはないはずである。しかしながら、ＳＤＭＡチャネルスワップは、データリンクレイヤのＣＲＣが複数の物理フレームに広がるので、データリンクレイヤでエラーを発生させることになる。従って、２つのレイヤでのエラー検出プロセスが一致しない場合、ＳＤＭＡチャネルスワップが発生したことになる。このような実施形態において、ＳＤＭＡチャネルは、物理レイヤ、又はその上方のいずれかのレイヤ（例えばデータリンクレイヤ、ネットワークレイヤ等）において訂正されるであろう。
【００４５】
図５は、複数の通信レイヤの各々で実行される個別のエラー検出プロセスをＳＤＭＡチャネルスワップの発生を検出するために使用するプロセスを示す。図５に示すプロセス５００は、エラー検出プロセスが物理レイヤで行われるオペレーション５０５で始まる。
【００４６】
オペレーション５１０において、個別のエラー検出プロセスはデータリンクレイヤで行われる。
【００４７】
オペレーション５１５において、エラー検出プロセスの結果が比較される。エラー検出プロセスの結果が一致してエラーを示す場合、オペレーション５１６においてエラーは必要に応じて処置される。エラー検出プロセスの結果が一致してエラーが無いことを示す場合、プロセスはオペレーション５０５で再度開始され、後続のエラー検出プロセスの結果が比較される。
【００４８】
エラー検出プロセスの結果が一致しない場合は、ＳＤＭＡチャネルスワップがオペレーション５２０で示される。
【００４９】
一般的事項
適切に設計されたＳＤＭＡシステムは、ＳＤＭＡチャネルスワップを検出し、「グレースフルに（ｇｒａｃｅｆｕｌｌｙ）」訂正できるべきである。本発明の実施形態は、ＳＤＭＡチャネルスワップを検出して訂正するために適用することができる。前述の各方法は、ＳＤＭＡチャネルスワップが発生したか否かを決定する場合の信頼性を高めるために、必要に応じて別々に又は互いに一緒に使用できる。
【００５０】
ＳＤＭＡチャネルスワップ検出プロセスは、全ての通信期間中に繰り返すことができ、例えば１つ又はそれ以上の方法は、データバースト毎に実行することができる。他の実施形態において、ＳＤＭＡチャネルスワップ検出プロセスは、ＢＳ、ＢＳＣ、ＭＳＣ、又はこれらの制御装置を組み合わせたもので実現できる。
【００５１】
ＳＤＭＡチャネルスワップの検出に基づいて、ＢＳ又は他の制御装置は、アップリンクとダウンリンクの各々のＳＤＭＡチャネル上で受信されたデータストリームを交換することによって訂正を行う。すなわち、ＢＳは、１つのＳＤＭＡチャネル上で受信されたＵＴデータストリームを他のＳＤＭＡチャネルに割り当てる。
【００５２】
いくつかの実施形態は、特定のエアインターフェース（例えばＰＨＳ、ＧＳＭ等）を用いるシステムへの適用に関連して説明されているが、本発明の実施形態は、同様に種々の他のシステムにも適用できる。
【００５３】
本発明は、種々のオペレーションを含む。本発明のオペレーションは、ハードウェア構成要素によって実行すること、又は、汎用プロセッサ又は専用プロセッサ又は命令がプログラムされた論理回路にオペレーションを実行させるために使用できる機械実行可能な命令に組み込むことができる。もしくは、オペレーションはハードウェアとソフトウェアの組合せによって実行することができる。本発明は、本発明によるプロセスを実行するためのコンピュータ（又は他の電子装置）をプログラムするのに使用できる、命令が記憶された機械可読媒体を含むことができるコンピュータプログラム製品として提供できる。機械可読媒体は、フロッピー（登録商標）ディスケット、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気又は光カード、フラッシュメモリ、又は電子命令を記憶するのに適した他の形式の媒体／機械可読媒体を含むことができるが、これらに限定されない。更に、本発明は、コンピュータプログラム製品としてダウンロードすることもでき、プログラムは、搬送波又は通信セル（例えばモデム又はネットワーク接続）経由の他の伝搬媒体に組み入れられたデータ信号によって遠隔コンピュータから要求元のコンピュータに転送できる。オペレーションは、ＢＳ、ＢＳＣ、ＭＳＣで実行でき、又はこれらの制御装置を組み合わせたもので実行できる。
【００５４】
本明細書ではセルラー式無線通信システムに関連して実施形態が説明されているが、データが交換される広範囲の種々のシステムに対して他の実施形態を適用することもできる。このようなシステムは、音声、映像、音楽、放送だけでなく、外部接続のない他の形式のデータシステムを含む。この方法の多くは、最も基本的な形態で説明されているが、オペレーションは、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、任意の方法に追加すること、又はそこから削除することができる。
【００５５】
本発明は複数の実施形態に関して説明されているが、当業者であれば、本発明が説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項の精神及び範囲内の修正及び変更して実行できることを理解できるはずである。従って、本記述は、限定的ではなく説明的なものと見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の１つの実施形態によるＳＤＭＡ通信チャネルスワップが検出され変更されるプロセスを示す。
【図２】本発明のある実施形態によるＳＤＭＡチャネルスワップ検出及び訂正機能をもたらす例示的なセルラー式無線通信ネットワークを示す。
【図３】ＳＤＭＡチャネルスワップの発生を検出するために、データストリームの禁止値がＣＲＣと共に使用されるプロセスを示す。
【図４】ＳＤＭＡチャネルスワップの発生を検出するために、ＵＴ信号の１つ又はそれ以上の物理的特性が使用されるプロセスを示す。
【図５】ＳＤＭＡチャネルスワップの発生を検出するために、複数の通信レイヤの各々で実行される別個のエラー検出プロセスが使用されるプロセスを示す。
【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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