(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局から基地局にアクセスする方法において、
第１のリバースリンク共通制御チャネルを、コンテンションを受けている１セットのランダムアクセスチャネルからランダムに選択する工程と、
アクセスプローブのリクエスト部分を、前記第１のリバースリンク共通制御チャネルを介して送信する工程であって、当該リクエスト部分が前記移動局を準一意的に識別するＩＤを具備する工程と、
チャネル割当メッセージを、前記ＩＤおよび予約アクセスチャネルを示す前記基地局から受信する工程であって、当該予約アクセスチャネルが低確率のコンテンションを通信に与える工程と、
前記予約アクセスチャネルを介して、前記アクセスプローブのメッセージ部分を送信する工程と、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記メッセージ部分を送信する工程は、単一の基地局に関係する複数のセクタによって、前記メッセージ部分の受信を容易にすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記メッセージ部分を送信する工程は、複数の基地局によって、前記メッセージ部分の受信を容易にすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記メッセージ部分はオーバーヘッドメッセージを具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記メッセージ部分はユーザデータを具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記メッセージ部分を送信する工程は、利用可能なデータレートセットのうちの１つで生じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記メッセージ部分は通話発信メッセージを具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記メッセージ部分は前記リクエスト部分よりも著しく長いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ハッシュ関数を使用して、前記移動局に関係する、前記一意的に識別する数から、前記移動局を準一意的に識別する前記ＩＤを決定する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記移動局を準一意的に識別する前記ＩＤをランダムに選択する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記チャネル割当メッセージは観測される待ち期間を特定し、前記方法は、前記待ち期間に応じて前記メッセージ部分を送信する工程を遅延させる工程をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記チャネル割当メッセージは電力制御補正量を特定し、前記方法は、前記電力制御補正量に応じて前記メッセージ部分を送信する電力レベルを決定する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記予約アクセスチャネルに関係するフォワードリンクチャネルを介して電力制御コマンドを受信する工程と、
前記移動局が前記メッセージ部分を送信する電力レベルを増減することによって前記電力制御コマンドに応答する工程と、をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記フォワードリンクチャネルは、前記チャネル割当メッセージに明確に指定されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電力制御コマンドは、単一の基地局に関係する複数のセクタから受信されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記電力制御コマンドは複数の基地局から受信されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
移動局から基地局にアクセスする方法において、
第１のリバースリンク共通制御チャネルを、コンテンションを受けている１セットのランダムアクセスチャネルからランダムに選択する工程と、
アクセスプローブのリクエスト部分を、前記第１のリバースリンク共通制御チャネルを介して送信する工程と、
低確率のコンテンションを通信に与える予約アクセスチャネルを示すチャネル割当メッセージを受信する工程と、
前記予約アクセスチャネルを介して、前記アクセスプローブのメッセージ部分を送信する工程と、
前記メッセージ部分を送信する工程が実行される電力レベルを増減することによって前記電力制御コマンドに応答する工程と、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１８】
移動局から基地局にアクセスする装置において、
第１のリバースリンク共通制御チャネルを、コンテンションを受けている１セットのランダムアクセスチャネルからランダムに選択する手段と、
アクセスプローブのリクエスト部分を、前記第１のリバースリンク共通制御チャネルを介して送信する手段であって、当該リクエスト部分が前記移動局を準一意的に識別するＩＤを具備する手段と、
チャネル割当メッセージを、前記ＩＤおよび予約アクセスチャネルを示す前記基地局から受信する手段であって、当該予約アクセスチャネルが低確率のコンテンションを通信に与える手段と、
前記予約アクセスチャネルを介して、前記アクセスプローブのメッセージ部分を送信する手段と、
を具備することを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記メッセージ部分を送信する手段は、単一の基地局に関係する複数のセクタによって、前記メッセージ部分の復調を許可することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記メッセージ部分を送信する手段は、複数の基地局によって、前記メッセージ部分の復調を許可することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記メッセージ部分を送信する手段は、利用可能なデータレートセットのうちの１つで作動することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記メッセージ部分は前記リクエスト部分よりも著しく長いことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
ハッシュ関数を使用して、前記移動局に関係する、前記一意的に識別する数から、前記移動局を準一意的に識別する前記ＩＤを決定する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記移動局を準一意的に識別する前記ＩＤをランダムに選択する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２５】
前記チャネル割当メッセージは待ち期間を特定し、前記装置は、前記待ち期間に応じて前記メッセージ部分の送信を遅延させる手段をさらに具備することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
前記予約アクセスチャネルに関係するフォワードリンクチャネルを介して電力制御コマンドを受信する手段と、
前記移動局が前記メッセージ部分を送信する電力レベルを増減することによって前記電力制御コマンドに応答する手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２７】
前記電力制御コマンドを受信する手段は単一の基地局に関係する複数のセクタから前記電力制御コマンドを受信する手段を具備することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記電力制御コマンドを受信する手段は複数の基地局から前記電力制御コマンドを受信する手段を具備することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
第１のリバースリンク共通制御チャネルを、コンテンションを受けている１セットのランダムアクセスチャネルからランダムに選択する制御部と、
前記制御部と結合していて、リクエスト部分が前記移動局を準一意的に識別するＩＤを具備していて、アクセスプローブの前記リクエスト部分を変調する変調器と、
前記変調器と結合していて、第1のフォワードリンク共通制御チャネルを介して前記リクエスト部分を送信し、前記ＩＤと予約アクセスチャネルとを示すチャネル割当メッセージを受信し、前記予約アクセスチャネルが低確率のコンテンションを通信に与える無線周波数信号処理部と、
前記無線周波数信号処理部と前記制御部と結合していて、前記チャネル割当メッセージを復調する復調器と、を具備し、
前記変調器は、さらに前記アクセスプローブのメッセージ部分を変調し、
前記無線周波数信号処理部は、さらに前記予約アクセスチャネルを介して前記メッセージ部分を送信することを特徴とする移動局。
【請求項３０】
前記制御部は、さらに、ハッシュ関数を使用して、前記移動局に関係する、前記一意的に識別する数から、前記移動局を準一意的に識別する前記ＩＤを引き出すことを特徴とする請求項２９に記載の移動局。
【請求項３１】
前記制御部は、さらに、前記移動局を準一意的に識別する前記ＩＤをランダムに選択することを特徴とする請求項２９に記載の移動局。
【請求項３２】
前記無線周波数信号処理部は、フォワードリンクチャネルを介して電力制御コマンドを受信し、前記移動局が前記メッセージ部分を送信する電力レベルを増減することによって前記電力制御コマンドに応答することを特徴とする請求項２９に記載の移動局。
【請求項３３】
前記無線周波数信号処理部は、さらに、単一の基地局に関係する複数のセクタから前記電力制御コマンドを受信することを特徴とする請求項３２に記載の移動局。
【請求項３４】
前記無線周波数信号処理部は、さらに、前複数の基地局から記電力制御コマンドを受信することを特徴とする請求項３２に記載の移動局。
【請求項３５】
システムアクセスの方法において、
コンテンションを受けている１セットのランダムアクセスチャネルの間から選択された第１のフォワードリンク共通制御チャネルを介してアクセスプローブのリクエスト部分を受信する工程であって、前記リクエスト部分が移動局を準一意的に識別するＩＤを具備する工程と、
前記ＩＤと予約アクセスチャネルとを示すチャネル割当メッセージを送信する工程であって、当該予約アクセスチャネルが低確率のコンテンションを通信に与える工程と、
前記移動局から前記予約アクセスチャネルを介して前記アクセスプローブのメッセージ部分を受信する工程と、
を具備することを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記メッセージ部分を受信する工程は、基地局に関係する複数のセクタによって行われることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記チャネル割当メッセージは、前記メッセージ部分を受信する工程が実行される前に、観測される待ち期間を特定することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記リクエスト部分が受信された信号特性レベルに基づいて電力制御補正量を決定する工程をさらに具備し、前記チャネル割当メッセージは、前記移動局によって前記メッセージ部分を送信するために使用される前記電力制御補正量を特定することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記メッセージ部分を受信する工程の間に、前記メッセージ部分が受信された信号特性レベルに基づいてフォワードリンクチャネルを介して電力制御コマンドを送信する工程をさらに具備することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記基地局に関係する複数のセクタを介して電力制御コマンドを送信する工程をさらに具備し、前記送信する工程は前記メッセージ部分が受信された信号特性レベルに応じて行われることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
システムアクセスを得るための装置において、
コンテンションを受けている１セットのランダムアクセスチャネルの間から選択された第１のフォワードリンク共通制御チャネルを介してアクセスプローブのリクエスト部分を受信する手段であって、前記リクエスト部分が移動局を準一意的に識別するＩＤを具備する手段と、
前記ＩＤと予約アクセスチャネルとを示すチャネル割当メッセージを送信する手段であって、当該予約アクセスチャネルが低確率のコンテンションを通信に与える手段と、
前記移動局から前記予約アクセスチャネルを介して前記アクセスプローブのメッセージ部分を受信する手段と、
を具備することを特徴とする装置。
【請求項４２】
前記メッセージ部分を受信する手段は、基地局に関係する複数のセクタを介して前記メッセージ部分を受信する手段を具備することを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記リクエスト部分が受信された信号特性レベルに基づいて電力制御補正量を決定する手段をさらに具備し、前記チャネル割当メッセージは、前記移動局によって前記メッセージ部分を送信するために使用される前記電力制御補正量を特定することを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記メッセージ部分が受信された信号特性レベルに基づいてフォワードリンクチャネルを介して前記移動局に電力制御コマンドを送信する手段をさらに具備することを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４５】
前記メッセージ部分が受信された信号特性レベルに基づいて、基地局に関係する複数のセクタを介して前記移動局に電力制御コマンドを送信する手段をさらに具備することを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４６】
コンテンションを受けている１セットのランダムアクセスチャネルの間から選択された第１のフォワードリンク共通制御チャネルを介してアクセスプローブのリクエスト部分を受信する信号処理部であって、前記リクエスト部分が移動局を準一意的に識別するＩＤを具備する信号処理部と、
前記ＩＤと予約アクセスチャネルとを示すチャネル割当メッセージを送信する信号生成部であって、当該予約アクセスチャネルが低確率のコンテンションを通信に与える信号生成部と、を具備し、
前記信号処理部は、前記移動局から予約アクセスチャネルを介して前記アクセスプローブのメッセージ部分を受信することを特徴とする基地局。
【請求項４７】
前記基地局内の複数のセクタに関係する複数の復調器をさらに具備し、各前記復調器は前記信号処理部と結合していて、前記メッセージ部分は前記複数の復調器の１以上を介して受信されることを特徴とする請求項４６に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般にワイヤレス通信に関するものである。より詳細には、この発明は、ワイヤレス通信システムの多重アクセスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
典型的なワイヤレス通信システムでは、複数の移動局は共通の基地局を介して通信する。基地局は使用可能な有限のリソースを有しているために、移動局は、基地局リソースへのアクセスで競合する。図１は、典型的な最新ワイヤレス通信システム１０を示すブロック図である。このシステムは一連の基地局１４で構成されている。移動局１２のセットは、基地局１４と通信する。この移動局１２は、フォワードリンクチャネル１８およびリバースリンクチャネル２０を介して基地局と通信する。ここに示されるように、用語「チャネル」は、基地局と特定の移動局との間の単一通信リンクならびに一般的には共通機能を有する通信リンクのグルーピングの両方を指す。図１は、いろいろの種類の移動局を示している。例えば、図１は、ハンドヘルドポータブル電話、自動車装着移動電話および固定位置ワイヤレスローカルループ電話を示している。このようなシステムは、音声およびデータのサービスを提供する。他の最新の通信システムは、地上基地局を介してよりもむしろワイヤレス衛星リンクを介して作動する。
【０００３】
符合分割多元接続（ＣＤＭＡ）を使用するワイヤレスシステムのための業界標準規格は、その内容も参照してここに組み込まれる名称が「移動局‐デュアルモード広域スペクトル拡散セルラシステム」のＴＩＡ／ＥＩＡの暫定標準規格（ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ‐４５）およびその所産（ひとまとめにしてここではＩＳ‐９５と呼ばれる）に詳述されている。他のチャネルの中で、ＩＳ‐９５は、基地局と通信するために移動局によって使用されるリバースリンクランダムアクセスチャネルを規定する。このアクセスチャネルは、通話発信、ページへの応答および登録のような短い信号メッセージ交換のために使用される。例えば、長い双方向通信に対して、専用フォワードリンクトラフィックチャネルおよびリバースリンクトラフィックチャネルの対は、移動局と基地局との間で確立される。アクセスチャネルは、トラフィックチャネルが確立を容易にするために確立される前に情報を移動局から基地局へ転送するために使用できる。
【０００４】
ＩＳ‐９５によって規定されたアクセスチャネルは、それを介してアクセスプローブを送信するアクセスチャネルリソースの一部をランダムに選択する。アクセスチャネルのランダム特性により、単一移動局だけが選択部分へのアクセスを試行するとの保証は全くない。したがって、アクセスプローブが送信される場合、アクセスプローブは、いくつかの理由の中の１つのために基地局によって受信できなくてもよい。基地局で受信された電力レベルは現在の干渉レベルに比べてあまりにも低いためにアクセスプローブは失敗してもよい。他の移動局は、衝突を生じると同時にアクセスチャネルリソースの同じ部分を使用することを試行するためにアクセスプローブは失敗してもよい。いずれにしても、アクセスプローブが基地局で受信されない場合、移動局は、アクセスチャネルリソースの他の部分をランダムに選択し、多分より高い信号レベルを使用してシステムへのアクセスを試行する。最初の衝突後の２つの移動局間の一連のロック工程の失敗を避けるために、再送信処理もランダム化される。
【０００５】
ＩＳ‐９５によるアクセスチャネルリソースの一部を選択するために、移動局は、ＣＤＭＡ技術によって規定された１つあるいはそれ以上のセットの中の１つを選択する。一旦アクセスチャネルが選択されると、移動局は、再発生スロット境界のセットの１つのアクセスプローブの送信をし始めるように束縛される。移動局は、スロット境界をランダムに選択し、送信し始める。このような動作は、スロットアロハ動作と呼ばれ、当技術で周知である。
【０００６】
ランダムアクセスシステムの１つの主要な態様はロード制御である。ロード制御は、アクセスプローブが基地局で受信されるレートを統計的に制御するために使用される。スロットアロハシステムのロード制御は、アクセス試行数が増加するときに、衝突数も増加するために重要である。ローディングがさらに増加すると、成功したアクセス試行数は、実際に衝突で消費されるシステムリソースにより減少し始める。したがって、スロットアロハシステムでは、システムローディングを全ロード容量の１８％未満に保持することは有利なことであり、そうでないシステムでは特に不安定な働きを生じ得る。
【０００７】
ローディングはシステムの干渉量の関数でもある。システムの使用可能な処理能力は、干渉が増加するときに減少する。ランダムアクセスチャネルのロードが増加するとき、このロードは、トラフィックチャネルのようなシステムの他のチャネルに著しい干渉を生じ得る。ＩＳ‐９５によれば、アクセスチャネルのローディングは、失敗したアクセス試行と追従試行との間のランダム遅延（アクセスプローブバックオフと呼ばれる）の挿入によって制御される。しかしながら、ＩＳ‐９５は、ローディングを制御するためにアクセスチャネルへのアクセスを迅速に作動および非作動にするいかなる機構も欠いている。
【０００８】
ＩＳ‐９５によれば、移動局がアクセスプローブを送信する場合、移動局は、プリアンブルの他の情報とともに移動局の電子シリアル番号（ＥＳＮ）のような一意的に識別する番号を送信する。さらに、アクセスプローブは、プローブの目的を指定するかあるいはユーザデータを伝送するメッセージを含む。例えば、メッセージは、通話発信において使用するための電話番号を示してもよい。アクセスプローブは、一般的には持続時間が８０〜１５０ミリ秒（ｍｓｅｃ）である。
【０００９】
ＩＳ‐９５によれば、移動局は最初に第１のレベルでアクセスプローブを送信する。基地局が所定の時間後肯定応答に応動しない場合、移動局は、ますますより高い電力レベルでアクセスプローブを反復し続ける。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このアクセス方法は、システムリソースの非常に有効な使用をもたらさない。まず第一に、アクセスプローブはかなり冗長であり、移動局は、たとえ基地局がアクセスプローブを受信できないとしても全アクセスプローブを送信し続けるので、役に立たないエネルギーをシステムに吐き出し、不経済に移動局リソースを費やし、システム処理能力を減少させる。ＩＳ‐９５によれば、一旦移動局が送信し始めると、基地局が送信電力を増加させるかあるいは減少させることをできる電力制御機構が全く存在しない。リバースリンクが深いフェードの影響を受ける場合、伝送は失敗してもよく、移動局は、フェードがない場合必要でなくてもよいより高い電力レベルでメッセージを再送信する。基地局は、深いフェード中より多くの電力を要求する手段もまたその後の再伝送中電力の減少を要求する手段も有しない。重要なシステムリソースを費やすのに加えて、ＩＳ‐９５によるアクセス方法は、システムに遅延を加えるかなりの時間をカバーするために利用できる。ＩＳ‐９５によれば、データは、データ量あるいは移動局と基地局との間の接続特性とは無関係に１つのデータレートだけでアクセスチャネルを介して送信される。
【００１１】
したがって、より少ない遅延を導入し、使用可能なシステムリソースのより有効な使用を行う多元接続システムを開発する技術の要求がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
予約多元接続（ＲｓＭＡ）は、複数の移動局への多元接続を行うために使用される。システムにアクセスするために使用されるアクセスプローブは、２つの異なる部分、すなわちリクエスト部分およびメッセージ部分に分割される。このリクエスト部分は、移動局を「外見上一意的に」識別する数を具備する。例えば、ハッシュＩＤは、ハッシュ関数を使用して移動局を一意的に識別するより長い数から得ることができる。リクエスト部分は検出を容易にするプリアンブルも具備する。リクエスト部分の長さは、メッセージ部分の長さに比較して小さい。
【００１３】
リクエスト部分はランダムアクセスチャネルを介して送信される。例えば、一実施形態では、リクエスト部分は、およそいくつかのリクエスト部分の長さのようなスロット境界が互いの後に接近して続くスロットアロハチャネルを介して送信される。
【００１４】
リクエスト部分が基地局によって適切に検出される場合およびリソースが使用可能である場合、基地局は、チャネル割当メッセージを使用して予約アクセスチャネルを割当てる。チャネル割当メッセージはハッシュＩＤを具備する。移動局は、予約アクセスチャネルを介してメッセージ部分を送信する。予約アクセスチャネルは、低確率のコンテンションを有する通信を行う。一実施形態では、メッセージ部分は、トラフィックチャネルに対するリクエストを具備していてもよいし、あるいはユーザ情報のデータグラムを含んでもよい。一実施形態では、メッセージ部分は、可変データレートのセットの中の１つをとることができる。
【００１５】
他の実施形態では、フォワードリンクチャネルは、電力制御情報を移動局に送信すると同時に予約チャネルを介して送信する。さらにもう一つの実施形態では、チャネル割当メッセージ、電力制御情報、あるいは両方は、複数のセクタ、基地局あるいは両方から送信される。
【００１６】
一実施形態では、基地局は、チャネル割当メッセージも伝達するフォワードリンクチャネル割当チャネルを介して待機メッセージを特定の移動局あるいは移動局のクラスに送信できる。待機メッセージは、主題移動局によるその後のアクセス試行を遅延する。他の実施形態では、待機メッセージは、ローディングを制御するためにシステムへのアクセスを迅速に非作動にするために使用できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
従来技術の制限を解決するために、この発明は、システムへのランダムアクセスを容易にするために予約多元接続（ＲｓＭＡ）フォーマットを使用する。効率を増加させるために、アクセスメッセージは、２つの異なる部分、リクエスト部分およびメッセージ部分に分割される。このリクエスト部分はランダムアクセスチャネルを介して送信される。応答中、予約アクセスチャネルは割当てられる。メッセージ部分は予約アクセスチャネルを介して送信される。予約アクセスチャネルの使用によって、一実施形態では、閉ループ電力制御は、アクセスプローブのメッセージ部分に加えられる。他の特徴とともに、この発明は、効率をアクセス処理に与える。
【００１８】
この発明は、例を用いて理解するのが最もよい。図２Ａおよび図２Ｂは、この発明によるＲｓＭＡシステムの移動局作動を例証するフローチャートである。図３は、図２Ａおよび図２Ｂの理解を容易にするために使用できるＲｓＭＡシステムの一連のチャネルおよびメッセージを示す表現図である。
【００１９】
図２Ａを参照すると、フローは開始ブロック１００で始まる。ブロック１０２において、シーケンス番号およびプローブ番号は０に設定される。ブロック１０４では、移動局は、フォワードリンク割当チャネル（Ｆ‐ＣＡＣＨ）をシステムによってサポートされたフォワードリンクチャネル割当チャネルのセットからランダムに選択する。例えば、移動局は、図３に示されたＦ‐ＣＡＣＨ（ｎ）２００のようなｎ番目のフォワードリンクチャネル割当チャネルを選択する。一実施形態では、フォワードリンクチャネル割当チャネル数は、プログラム可能であり、成功したアクセス数を減らすために１あるいはちょうど０に減少できる。
【００２０】
ブロック１０６では、移動局は、対応する基地局から受信されたパイロット信号の信号特性を推定する。例えば、移動局は、パイロット信号が受信されるキャリアのエネルギー対雑音電力密度比（ＥＣ／ＩＯ）を推定してもよい。ブロック１０８は、パイロット信号特性が所定の閾値を超えるか否かを決定する。超えない場合、移動局は、フォワードリンクチャネルがフェードしたと推測し、フローは、信号特性が改善するまで、ブロック１０６に戻り続ける。地上チャネルの急速なフェージング特性により、逆フェージング状態は、一般的には完全に迅速にこの状態それ自体を補正する。深いフェード中の送信を避けることによって、移動局は、下記により詳述されるようにＦ‐ＣＡＣＨの基地局応答を受信する可能性を増加できる。ブロック１０６および１０８は、任意であり、いくつかの実施形態はこの特徴を含んでもよい。
【００２１】
パイロット信号の信号特性が閾値を超えることがブロック１０８で決定される場合、フローは、移動局が選択Ｒ‐ＣＣＣＨに対応する逆リンク共通制御チャネル（Ｒ‐ＣＣＣＨ）をランダムに選択するブロック１１０に移動する。例えば、移動局は、図３に示されたＲ‐ＣＣＣＨ（ｃ）２０２のようなｃ番目のリバースリンク共通制御チャネルを選択する。一実施形態では、Ｆ‐ＣＡＣＨは、複数のＲ‐ＣＣＣＨに関係する。ブロック１１２では、移動局は、最初の電力レベル（ＩＰ）の送信電力を初期化する。一実施形態では、ＩＰの値は、パイロット信号の信号特性ならびに他の要因に基づいて決定される。他の実施形態では、ＩＰの値は、一定値あるいはプログラム可能な値である。フローは、オフページコネクタ１１４を通して図２Ｂのオフページ接続１１６に続く。
【００２２】
ブロック１１８では、移動局は、リクエストメッセージ２１０によって示されるようにプリアンブルおよびハッシュＩＤを含むアクセスプローブのリクエスト部分をＲ‐ＣＣＣＨ（ｃ）２０２を介して送信する。ハッシュＩＤは、送信移動局に固有である情報から得られる。複数の周知の技術の１つによれば、ハッシュ値は、多数のビットを含む入力数をより短い出力数にマッピングするハッシュ関数によって生成される。例えば、この発明の一実施形態では、ハッシュ関数のための入力情報は、ＩＳ‐９５によれば、移動局装置を一意的に識別する移動局メーカーによって割当てられた３２ビット数である移動局の電子シリアル番号（ＥＳＮ）を具備する。３２ビットを使用して、４０億以上の移動局は、一意的なＥＳＮを割当てることができる。ハッシュ関数の出力は、例えば、４０９６の異なる“外見上一意的な”ハッシュＩＤ値を規定する１２ビット数である。一意的でないけれども、ハッシュＩＤの長さは、基地局のカバレッジエリア内で作動する１つ以上の移動局が同じハッシュＩＤを生成し、アクセスプローブのリクエスト部分を同時に送信することを極端に見込のないようにするのに十分である。このハッシュＩＤの使用によって、この移動局を大多数の場合のエリアにおいて全て他とさらに区別している間、ＩＳ‐９５に比べてより少ない情報が送信できる。同じハッシュＩＤを使用する２つあるいはそれ以上の移動局間に衝突が同時に生じる場合、アクセス試行のいくつかあるいは全ては失敗するかもしれない。このような場合、成功しないリクエスト部分は、再度再送信され、ランダムバックオフ期間はその後の衝突の危険を減らす。
【００２３】
最終的には、アクセスの進行中、移動局は基地局のために一意的に識別されねばならない。しかしながら、このような一意的な識別は、この点でシステムアクセスとともに進行するために必要ない。ハッシュＩＤの使用は、アクセスプローブのリクエスト部分において送信されるデータ量を著しく減らす。この発明によれば、移動局の一意的な識別は、リクエスト部分においてよりもむしろアクセスプローブのメッセージ部分内で行われる。
【００２４】
ブロック１２０において、移動局は、アクセスプローブが基地局によって復号化されることに成功したか否かを決定するためにＦ‐ＣＡＣＨ（ｎ）２００を監視する。例えば、図３において、１つのシナリオでは、基地局は応答メッセージ２１２の送信によって応答する。応答メッセージは、向けられる移動局のハッシュＩＤを含む。応答メッセージは、巡回符合検査（ＣＲＣ）値あるいは他のエラー検出機構も含む。１つの実施形態では、Ｆ‐ＣＡＣＨ（ｎ）２００は、多数のＲ‐ＣＣＣＨ（ｃ）に関係し、その各々がＣＲＣ値を含む多数の異なる移動局向きのメッセージを伝送できる。ブロック１２２において、移動局は、Ｆ‐ＣＡＣＨ（ｎ）で伝送された応答メッセージを監視し、失敗がＣＲＣを当てにすることによって検出されるか否かを決定する。失敗が検出されると、以下に説明されるように、フローはブロック１２６に続く。一実施形態では、基地局は、移動局からの応答が全く検出されない場合、反復応答メッセージ２１２′を再送信する。図３において、応答メッセージは、移動局タイマＤ１が反復応答メッセージ２１２′の終了まで終了しないように最初の伝送の終了後Ｄ２秒繰り返される。一実施形態では、移動局は、最初の応答メッセージ２１２および反復応答メッセージ２１２′からのエネルギーを最初の応答メッセージ２１２および反復応答メッセージ２１２′にソフト結合し、周知の技術により性能を改善する。
【００２５】
失敗がブロック１２２で全く検出されない場合、処理はブロック１２４に移動し、Ｆ‐ＣＡＣＨ（ｎ）２００で伝送された応答メッセージ２１２で送信された特定のハッシュＩＤが移動局によって送信されたハッシュＩＤに一致するか否かを決定する。ハッシュＩＤが一致しないかあるいは失敗がブロック１２２で復号化された場合、フローはブロック１２６に続く。ブロック１２６は、Ｄ１タイマが失敗したか否かを決定する。Ｄ１は、アクセスプローブのリクエスト部分が送信された場合リセットされ、タイムアウトされるまでの時間を累算する。例えば、図３において、Ｄ１タイマの期間は、Ｄ１と示される二矢印線によって示され、アクセスプローブのリクエスト部分の終了から始まる。Ｄ１タイマが終了した場合、移動局は、ブロック１２０で始まるＦ‐ＣＡＣＨ（ｎ）２００を監視し続ける。
【００２６】
ハッシュＩＤが一致する場合、フローがブロック１２４からブロック１４６に続く。ブロック１４６は、応答メッセージ２１２が待機メッセージであるか否かを決定する。例えば、基地局は、いくらかの時間量の経過後アクセスを再度試行するために移動局に向ける待機メッセージを送信してもよい。このように、基地局は、これらのリバースリンクチャネルを使用して移動局によって生ぜられる基地局ローディングを制御できる。待ち時間を無限の時間に設定することによって、システムは、ローディングを制御するためにアクセスチャネルへのアクセスを迅速に非作動にする機構を有する。メッセージが待機メッセージである場合、フローは、オフページコネクタ１４８を通って図２Ａのオフページコネクタ１５８に続く。ブロック１６０では、移動局は、バックオフタイマのために使用される擬似乱数ＰＮ（ｂ）を生成する。ブロック１６２では、移動局は、他のアクセスを試行する再入力のフローの前にＰＮ（ｂ）スロット時間を待つ。一実施形態では、待機メッセージは、単に移動局にバックオフ期間を選択するルーチンに入るように導く。他の実施形態では、基地局は、移動局にランダムに選択された数によって指定された待ちに加えて付加量を待つように導く。さらにもう一つの実施形態では、基地局は、バックオフ期間が待ち期間を変えるために乗算される係数を特定できる。
【００２７】
再度図２Ｂに戻り、待機メッセージがブロック１４６で全然受信されない場合、フローはブロック１５０に続く。ブロック１５０は、チャネル割当メッセージが受信されるか否かを決定する。チャネル割当メッセージが全然受信されない場合、フローは、アクセス失敗が宣言され、移動局がシステム決定状態に入るブロック１５２に続く。他の実施形態では、他の種類の応答メッセージは、システムに含められ、失敗が宣言される前に検出される。
【００２８】
チャネル割当メッセージがブロック１５０で検出される場合、フローはブロック１５４に続く。チャネル割当メッセージは、図３に示されたＲ‐ＲＡＣＨ １  ２０４のような移動局による使用のためのリバースリンクの予約アクセスチャネル（Ｒ‐ＲＡＣＨ）を指定する。２つあるいはそれ以上の移動局が同じＩＤを有するシステムにアクセスする可能性が非常に小さいために高い確率を有するコンテンションを受けない。さらに、一実施形態では、予約チャネルは、後述されるように移動局のための閉ループ電力制御を行う、図３に示されたＦ‐ＰＣＣＨ １２０６のようなフォワードリンク電力制御チャネル（Ｆ‐ＰＣＣＨ）に関係している。一実施形態では、Ｒ‐ＲＡＣＨ １の割当に基づいて、移動局は関連Ｆ‐ＰＣＣＨを決定できる。他の実施形態では、チャネル割当メッセージは、Ｒ‐ＲＡＣＨおよびＦ‐ＰＣＣＨの両方を指定する。
【００２９】
一実施形態では、チャネル割当メッセージは待ち期間を指定できる。この実施形態では、基地局は、現在使用中であるある種のＲ‐ＲＡＣＨは将来のいつかに利用可能であることを決定する。基地局は、既に進行中のメッセージの基地の長さあるいはメッセージのための既知の最大の長さに基づいてこの決定を行ってもよい。本質的には、時間遅延したチャネル割当メッセージは、所定のフレーム数が供給された後、指定されたＲ‐ＲＡＣＨの伝送を開始するように移動局に知らせる。この種の動作は、他の移動局によって使用するためにＲ‐ＣＣＣＨを開放する長所を有するので、衝突数を減少させ、システムの全効率を増加させる。
【００３０】
ブロック１５４では、移動局は、下記により詳述されるように割当リバース予約アクセスチャネルＲ‐ＲＡＣＨ  １  ２０４でアクセスプローブのメッセージ部分２１４を送信し、関係したＦ‐ＰＣＣＨ  １  ２０６で電力制御コマンド２１６を受信する。このメッセージ部分は、ページの応答、トラフィックチャネルに対する通話発信リクエスト、ディジタルデータシステムにおいてユーザ情報を有するデータグラム、あるいは他の形式のメッセージを含んでもよい。ブロック１５６では、移動局はアクセス試行を完了し、アクセスルーチンはアイドル状態に入る。
【００３１】
再度、ブロック１２６に戻り、Ｄ１タイマが一致するハッシュＩＤが正しく受信された応答メッセージで検出される前に終了する場合、フローはブロック１２８に続く。ブロック１２８において、プローブカウントが増分される。ブロック１３０は、プローブカウントが閾値よりも小さいか否かを決定する。小さい場合、アクセスプローブの最大数は送信されなくて、フローは、移動局がバックオフ期間乱数ＰＮ（ｐ）を生成するブロック１４４に続く。ブロック１４２では、フローは、ＰＮ（ｂ）によって示された所定数のタイムスロット数間待つ。ブロック１４０では、移動局は、移動局の送信電力を増加し、フローは、続きアクセスプローブがＲ‐ＣＣＣＨ（ｃ）を介してより高い電力レベルで送信されるブロック１１８に戻る。
【００３２】
最大数のアクセスプローブが以前に選択されたＲ‐ＣＣＣＨを介して既に送信されたことがブロック１３０で決定される場合、フローは、ブロック１３０からブロック１３２まで続く。ブロック１３２では、シーケンス番号は増分される。ブロック１３４は、シーケンス番号が所定の閾値よりも小さいか否かを決定する。小さい場合、フローは続き、オフページコネクタ１３８を通って、ランダム遅延後、移動局は、それを介してシステムへのアクセスを試行する新しいＦ‐ＣＡＣＨとＲ‐ＣＣＣＨとの対をランダムに選択する図２Ａに戻る。シーケンス番号が最大シーケンス番号よりも大きいかあるいは最大シーケンス番号に等しいことがブロック１３４で決定される場合、フローは、ブロック１３４から、アクセス失敗が宣言され、移動局がシステム決定状態に入るブロック１３６まで続く。
【００３３】
今述べた動作は、ＩＳ‐９５で規定されたアクセス方式に関する多数の長所を有する。アクセスプローブのリクエスト部分は、ＩＳ‐９５のアクセスプローブと同様にスロットアロハチャネルを介して送信される。しかしながら、ＩＳ‐９５によれば、移動局は、５２０ｍｓｅｃと同じ持続時間を有してもよい冗長なＥＳＮおよびメッセージを含む全アクセスプローブを送信する。ＩＳ‐９５によれば、移動局は、次に、基地局からのトラフィックチャネル割当メッセージのために１３６０ｍｓｅｃに同じ時間ページングチャネルを監視する。トラフィックチャネル割当メッセージが受信されない場合、移動局は、８３２０ｍｓｅｃと同じ時間であってもよいバックオフ期間の挿入後再度全アクセスプローブを送信する。したがって、失敗の場合、９６８０ｍｓｅｃと同じ時間が、移動局が一般的には以前よりも高い電力レベルで全アクセスプローブを再送信する前に経過し、さらに多くのエネルギーをシステムに吐き出す。
【００３４】
したがって、ＩＳ‐９５によれば、一般的には１５０ｍｓｅｃあるいはそれ以上のエネルギーは、基地局が信号を検出できてもできなくてもリバースリンクアクセスチャネルを介して送信される。このように、著しいエネルギーが、移動局電力消費の効率を低下させ、システムの無用な干渉を生じる無駄なアクセス試行に費やされる。さらに、この種の動作は、初期の失敗の場合に著しい遅延を導入する。この発明はこれらの制限を解決する。
【００３５】
ＩＳ‐９５の下では、基地局は、全アクセスプローブが受信されるまで、移動局へのフォワードリンク接続を確立しない。したがって、基地局は、冗長なアクセスプローブの伝送中電力制御情報を移動局に転送する方法を全く有しない。少しの電力制御さえしないで、過剰電力発生（あまりも高い伝送電力レベルによる）の可能性および反復伝送（あまりも低い伝送電力レベルによる）の可能性の両方は増加されるので、システムへの干渉のレベルを増加させる。一実施形態では、この発明は、アクセスプローブのメッセージ部分のための閉ループ電力制御を行うことによってこの制御を解決する。
【００３６】
周知の捕捉技術によれば、基地局による移動局信号の検出は、従来のアクセスプローブで送信される非常にわずかなエネルギーだけを必要とする。したがって、それに反して、この発明は、基地局によって移動局信号の検出を容易にするためにアクセスプローブのリクエスト部分を使用する。アクセスプローブのリクエスト部分はＩＳ−９５におけるアクセスプローブよりも著しく短い。例えば、一実施形態では、全リクエスト部分は２．５ｍｓｅｃ送信できる。一般的には、リクエスト部分の持続時間対メッセージ部分の持続時間の比は約０．０１のように非常に小さい。
【００３７】
簡単なリクエスト部分の伝送後、移動局は送信を止める。基地局がリクエスト部分を受信する場合、基地局は、簡単なチャネル割当メッセージと応答する。さらに、メッセージは、全ＥＳＮよりもむしろハッシュＩＤを指定するとき比較的短くてもよい。例えば、一実施形態では、予約アクセスチャネル割当メッセージは、長さが３．７５ｍｓｅｃである。このように、予約アクセスチャネル割当メッセージの伝送はそれほどシステムリソースを費やさない。また、このように、移動局は、基地局が基地局の信号を検出できるか否かについてある程度迅速に知らされる。例えば、図３では、応答メッセージ２１２が移動局のためのチャネル割当メッセージである場合、移動局は、基地局がリクエスト部分の伝送の終了後約５ｍｓｅｃ基地局の信号を検出したことを承知している。この全トランザクションは、ＩＳ‐９５によりアクセスプローブを厳密に送信するのに必要な時間の約１／２０で生じ得る。
【００３８】
アクセスプローブのリクエスト部分の短い持続時間により、移動局がスロットアロハ動作により伝送し始めることが許可されるスロット境界は、互いに接近して続いてもよい。このように、衝突の確率を減らし、より多くの移動局がランダムアクセスチャネルによってサポートできる可能な伝送時間数が増加される。例えば、ＩＳ‐９５によれば、スロット境界は、毎秒１．９２〜１２．５の境界のレートで生じる。一実施形態では、この発明のスロット境界は、毎秒約８００の境界のレートで生じる。２つの移動局が同じスロット境界中送信するが、基地局がパス遅延による時間ダイバーシチのようなダイバーシチによるリクエスト部分の一方あるいは両方を検出でき、基地局は、ハッシュＩＤを参照することによって各競合移動局を異なるＲ‐ＲＡＣＨに割当ててもよいので、システムはいくつかの場合、競合移動局を捕捉することができる。
【００３９】
失敗が生じる場合、移動局では、一実施形態では、約４０〜６０ｍｓｅｃのオーダーである期間Ｄ１内の失敗が気づかれる。移動局は、続く迅速に生じるスロット境界の中の１つの追従リクエスト部分を送信できるので、失敗によって導入される遅延を減らす。さらに、リクエスト部分の短さにより、無駄にシステムに吐き出されたエネルギー量は、ＩＳ‐９５と比較して大いに減らされる。
【００４０】
一旦移動局が予約アクセスチャネルに割当てられると、トラフィックチャネル割当処理はＩＳ‐９５と同様に進行できる。移動局によってリクエストされたリソースを指定するメッセージ部分に加えて、移動局は、基地局が信号を検出し、コヒーレント復調を実行できるようにアクセスプローブのメッセージ部分の短いプリアンブルも送信する。一実施形態では、メッセージ部分のプリアンブルは約１．２５ｍｓｅｃの長さである。
【００４１】
予約多元接続方式の使用の１つの重要な長所は、基地局から移動局へのフォワードリンク接続がリバースリンク予約多元接続チャネルと並列に容易に確立されるということである。それに反して、ＩＳ‐９５の下での動作により、基地局は、全アクセスプローブが受信されるまで移動局を完全に検出しなくて、移動局は、全アクセスプローブが送信されて初めて、フォワードリンク信号を監視し始める。しかしながら、この発明によれば、基地局では、リクエスト部分の伝送後、移動局が気づかれる。Ｒ‐ＲＡＣＨの割当によって、移動局への並列フォワードリンク接続は容易に確立できる。基地局は、移動局によって行われたいかなる伝送も迅速に検出するために移動局に割当てられたＲ‐ＲＡＣＨを監視できる。
【００４２】
前述のように、一実施形態では、システムは、アクセスプローブのメッセージ部分の伝送中移動局送信電力の閉ループ電力制御を実行するために並列フォワードリンクチャネルを使用する。閉ループ電力制御は、基地局による移動局送信電力の制御を指す。基地局は、基地局の実際の作動状態に基づいて適切な伝送レベルを決定する。図３に示されるように、一実施形態では、単一のＦ‐ＰＣＣＨは複数のＲ‐ＲＡＣＨに関係している。複数の移動局のための電力制御コマンドは、移動局がＲ‐ＲＡＣＨに割当てられた場合、移動局は、Ｆ‐ＰＣＣＨ上のどの情報が移動局の自体の伝送に対応しているかを決定できるように所定のようにチャネル上に時間多重化される。他の実施形態では、電力制御パケットは、ＩＳ‐９５によるトラフィックチャネル動作と同様な方法におけるような別個のチャネル上のデータとインターリーブできる。一実施形態では、電力制御レートはプログラム可能である。例えば、電力制御コマンドは、０、２００、４００あるいは８００コマンド／秒で移動局に送られてもよい。電力制御レートは、メッセージの長さならびにシステムローディングのような他の要因によって決めてもよい。メッセージが短くて、メッセージが終了した後まで電力制御が実施されない場合、０コマンド／秒のレートは使用されてもよい。
【００４３】
次に、図４を参照すると、電力制御情報パケット２５０のストリームの例証構成が示されている。各電力制御情報パケット２５０は、Ｎ個の電力制御コマンド２５２Ａ〜２５２Ｎを伝送できる。このように、Ｎ個の異なるＲ‐ＲＡＣＨは、単一のＦ‐ＰＣＣＨに関係できる。図４に示された実施形態では、電力制御情報パケット２５０の各電力制御コマンド２５２は、単一のＲ‐ＲＡＣＨにマッピングし、このＲ‐ＲＡＣＨを介して通信する移動局の出力電力を制御するために使用される。したがって、電力制御コマンド２５２Ａは、Ｒ‐ＲＡＣＨ １で送信する移動局の出力電力レベルを制御し、電力制御コマンド２５２Ｂは、Ｒ‐ＲＡＣＨ ２等で送信する移動局の出力電力を制御する。前述のように、一実施形態では、システムは、電力制御情報パケット２５０のいくつかが単一移動局向きの２つ以上のコマンドを含むことができるかあるいはＦ‐ＰＣＣＨが、連続電力制御情報パケットの電力制御コマンドを時間多重化することによってＮ個以上のＲ‐ＲＡＣＨを制御できるように可変レート電力制御を可能にする。このような場合、関係したＲ‐ＲＡＣＨへの電力制御情報パケットのマッピングは、あまり一様にならないが、同じ原理の下では作動する。
【００４４】
一実施形態では、電力制御コマンドは長さが単一ビットであり、移動局は、ＩＳ‐９５のトラフィックチャネルと同様に単一ビット値に従って移動局の送信電力を上昇させるかあるいは低下させるかのいずれかである。移動局が特定のＲ‐ＲＡＣＨで送信し始める場合、移動局は、電力制御ビットストリーム２５０、および特に特定のＲ‐ＲＡＣＨにマッピングされる電力制御コマンド２５２を監視し始める。
【００４５】
次に、図５を参照すると、Ｆ‐ＰＣＣＨを介して受信された電力制御情報コマンドに従ってＲ‐ＲＡＣＨ上の移動局によって送信された電力を示すタイミング図が示されている。アクセスチャネルタイムスロットの開始で、移動局は、最初の電力レベルでアクセスプローブのメッセージ部分のプリアンブル部分を送信する。一般的には、移動局は、移動局信号を獲得し、電力制御ビットを移動局に送信し始める前に一連の信号特性指示を累算する。この遅延は、Ｄ３として図３および図５の両方に示される。図５の残りは、基地局から受信された一連の電力制御コマンドに応じて移動局出力電力の例証シーケンスを示している。
【００４６】
一実施形態では、Ｒ‐ＲＡＣＨ上の電力制御は、前述されたＩＳ‐９５のようなトラフィックチャネル上の電力制御と同様である。より詳細には、基地局は、受信信号の電力レベルを閾値と比較できる。受信レベルが閾値以下である場合、基地局は、電力制御情報パケットを使用し、単一ビット電源投入コマンドを移動局に送信する。さもなければ、基地局は、電力制御情報パケットを使用し、単一ビット電源遮断コマンドを移動局に送信する。一実施形態では、電力制御ビットの各々は、ＢＰＳＫ変調で変調されるので、３つの状態、すなわちオフ、０°および１８０°の中の１つをとる。電力制御に関するより多くの情報は、ＩＳ‐９５およびその両方が名称が「ＣＤＭＡセルラ電話システムの送信電力を制御する方法および装置」であり、この発明の譲受人に譲渡され、その全部がここに参照して組み込まれている米国特許第５，０５６，１０９号および米国特許第５，２６５，１１９号に見いだされる。
【００４７】
このような閉ループ電力制御は、周知の通信理論に従って移動ワイヤレス電話システム性能を最大化するために重要である。一旦基地局が移動局の伝送を獲得すると、閉ループ電力制御によって、必要とされるよりも多くの電力で移動局の信号を送信することによってＲ‐ＲＡＣＨアクセスを開始する移動局は所望の電力レベルに迅速に補正できるので、システムの不必要な干渉を減らす。一旦基地局が移動局の伝送を獲得すると、閉ループ電力制御によって、必要とされるよりも少ない電力で移動局の信号を送信することによってＲ‐ＲＡＣＨアクセスを開始する移動局は所望の電力レベルに迅速に補正できるので、失敗の確率を減らす。
【００４８】
メッセージ部分の伝送中の電力制御のための装備と同様にメッセージ部分の分離は、システムにも柔軟性を与える。例えば、ワイヤレスデータシステムでは、移動局は、著しく長いアイドル期間にばらまかれる短いバーストのデータをふつう生成する可能性が高い。トラフィックチャネルを確立するよりもむしろ、移動局がバーストのデータを有する度に、ユーザデータを持つために今述べたアクセス処理を使用することは有利であり得る。例えば、アクセスプローブのメッセージ部分はベアラトラフィックのデータグラムを含んでもよい。
【００４９】
この発明は、いくつかの理由のためにデータグラムの伝送に特に十分役に立つ。ＩＳ‐９５Ａによれば、単一データレートだけ、すなわち４８００ビット／秒がアクセスプローブの伝送に役立つ。この発明によれば、このシステムは、アクセスモード中、いろいろのデータレートをサポートできる。一般に、移動局が、たとえ各ビットの持続時間が減少されるとしても各ビットに向けられたエネルギー（Ｅｂ）がかなり一定のままであるように移動局の送信電力を増加できる場合、増加されたデータレートが可能にされる。例えば、一実施形態では、十分な送信電力が使用可能である場合、移動局は、移動局のデータレートを９６００ビット／秒、１９．２キロビット／秒あるいは３８．４キロビット／秒まで増加できる。より高いデータレートの使用によって、移動局は、メッセージがより少ない時間チャネルを費やし、システムの混雑を減らすようにより低いデータレートでよりも速いメッセージを転送できる。より高いデータレートの使用は、大きいデータグラムの転送に関係する時間遅延も減少する。Ｒ‐ＲＡＣＨ上で作動する閉ループ電力制御によって、移動局は、必要である範囲まで移動局の送信電力だけを増加できるために、より高いデータレートの使用は実用的である。
【００５０】
さらに、予約チャネルの使用はシステムのロード制御を可能にする。ロード制御は到来信号のデータレートを考慮に入れるために単純持続性よりもインテリジェント度が高い。予約チャネルが増加レートでデータを伝達する場合、予約チャネルはシステム処理能力のもっと重要な部分も費やす。一実施形態では、移動局は、リクエスト部分のプリアンブルの所望のデータレートの指示を含む。他の実施形態では、移動局は、メッセージ部分のプリアンブルの所望のデータレートの指示を含んでもよい。さらにもう一つの実施形態では、基地局は、移動局信号の暗黙の機能を参照することによってデータレートを決定する。基地局は、現システムローディングを決定するためにデータレートを使用する。システムローディングが所定の閾値に達する場合、基地局は、例えば、待機メッセージを特定あるいは全てのリクエスト移動局に送信し始めることができるかあるいは特定データレートを使用するために特定あるいは全ての移動局を向けることができる。
【００５１】
この発明の一実施形態では、システムは、フォワードリンク、リバースリンクあるいは両方上の擬似のよりソフトなハンドオフ動作を組み込む。図６は、マルチセクタ基地局のカバレッジエリアセクタを示す表現図である。マルチセクタ基地局２７０は、信号を３つの異なるセクタカバレッジエリア２７２Ａ〜２７２Ｃに送信する。セクタカバレッジエリア２７２Ａ〜２７２Ｃは、カバレッジ重複エリア２７４Ａ〜２７４Ｃにおいてある程度まで重なり、基地局に関係する連続カバレッジエリアをもたらす。カバレッジ重複エリア２７４Ａ〜２７４Ｃ内で、移動局に対するシステム信号レベルは、２つの交差するセクタを通して基地局と双方向通信を確立するのに十分である。このような動作は、名称が「共通の基地局のセクタ間のハンドオフを実行する方法および装置」であり、その譲渡人に譲渡され、その全部がこれを参照して組み込まれる米国特許第５，６２５，８７６号に詳述される。
【００５２】
図７は、マルチセクタ基地局２７０のブロック図である。アンテナ２８０Ａ〜２８０Ｃは、セクタカバレッジエリア２７２Ａ〜２７２Ｃから信号をそれぞれ受信する。一実施形態では、１つあるいはそれ以上のアンテナ２８０Ａ〜２８０Ｃは、２つあるいはそれ以上の別個のアンテナ要素を含むダイバーシチアンテナである。このアンテナ２８０Ａ〜２８０Ｃは、受信エネルギーを無線周波数（ＲＦ）処理ブロック２８２Ａ〜２８２Ｃのそれぞれに供給する。このＲＦ処理ブロック２８２Ａ〜２８２Ｃは、受信信号エネルギーをダウンコンバートし、量子化し、無数の周知の技術のいずれかを使用してディジタルサンプルを発生する。
【００５３】
復調器２８４Ａ〜２８４Ｃは、ディジタルサンプルを受信し、それに含まれた１つあるいはそれ以上のリバースリンク信号を復調する。一実施形態では、復調器２８４Ａ〜２８４Ｃは、名称が「スペクトル拡散多元接続通信システムのためのセルサイト復調アーキテクチャ」であり、その譲渡人に譲渡され、その全部がこれを参照して組み込まれる米国特許第５，６５４，９７９号に開示された要素のような復調器要素のセットおよびサーチャ要素を含む。第５，６５４，９７９号の米国特許によれば、各復調器は、その各々がリバースリンク信号の中の１つのマルチパス伝搬に割当てることができる復調要素のセットを含む。復調要素の出力は、結果として生じる信号を形成するように結合される。
【００５４】
移動局がよりソフトなハンドオフにある場合、２つあるいはそれ以上の復調器２８４は、移動局からの同じリバースリンクトラフィックチャネル信号を復調するために割当てられる。復調器２８４は、復調信号を２つ以上のセクタを通して受信されたトラフィックチャネル信号をさらに併合できる信号結合ブロック２８８に出力する。信号結合ブロック２８８の出力は、併合出力での他の信号処理を実行する信号処理装置２９０に結合される。
【００５５】
信号生成ブロック２９２はフォワードリンク信号を形成する。信号生成装置２９２は、移動局の位置に応じてフォワードリンク信号を１つあるいはそれ以上の変調器２８６Ａ〜２８６Ｃに供給する。確立された双方向通信を有するこれらのセクタだけはトラフィックチャネルを移動局に送信するので、移動局にサービスしないこれらのセクタの干渉を減らす。変調器２８６Ａ〜２８６Ｃは、ワイヤレスリンク伝送のための信号を変調し、この信号をＲＦ処理ブロック２８２Ａ〜２８２Ｃのそれぞれに送る。ＲＦ処理ブロック２８２Ａ〜２８２Ｃは、ディジタルビットをアナログ信号に変換し、この信号を所望の伝送周波数にアップコンバートする。アンテナ２８０Ａ〜２８０Ｃは、この信号を対応するカバレッジエリアセクタ２７２Ａ〜２７２Ｃに放射する。
【００５６】
従来技術によれば、よりソフトなハンドオフ技術は、保持された双方向通信が基地局と移動局との間に確立されるトラフィックチャネルにだけ関係している。ＩＳ‐９５によれば、アクセスプローブは、移動局がカバレッジ重複エリアにあるか否かにかかわらずマルチセクタ基地局の単一セクタによってのみ受信される。同様に、ＩＳ‐９５によれば、チャネル割当メッセージは、移動局がカバレッジ重複エリアにあるか否かにかかわらずマルチセクタ基地局の１つのセクタだけから送信される。
【００５７】
一般に、各Ｒ‐ＣＣＣＨは、ちょうど１つのセクタに関係し、アクセスプローブのリクエスト部分は１つのセクタだけによって検出される。基地局２７０は、いわゆるサイマルキャストモードで基地局の全てのセクタのＦ‐ＣＡＣＨを放送するように構成される。このようにカバレッジ重複エリア内にある移動局は、リクエストメッセージ２１０を１つのセクタに送信するが、２つ以上のセクタから応答メッセージ２１２を受信できるので、移動局によって検出される結合信号エネルギーを増加させ、移動局による成功した受信の確率を増加させる。アクセス処理中のこの種の擬似のソフトなハンドオフ動作は、フォワードリンクトラフィックチャネル上のよりソフトなハンドオフをまねる。したがって、図７では、信号生成ブロック２９２は、Ｆ‐ＣＡＣＨを形成し、これを応答メッセージが生成されるリクエスト部分の始まりとは無関係に変調器２８６Ａ〜２８６Ｃの各々に送る。これらの同じ原理は、多数のセクタからのＦ‐ＰＣＣＨの伝送に適用できる。他の実施形態では、移動局によるＦ‐ＣＡＣＨおよびＦ‐ＰＣＣＨの受信の信頼性は、送信ダイバーシチを使用することによってセクタ内で改善される。本実施形態では、同じ情報の複製は、直交符合ダイバーシチ、時間分割反復伝送、および遅延伝送のような１つあるいはそれ以上のダイバーシチ技術を使用して、所与のセクタ内の異なるアンテナ要素で送信される。
【００５８】
同様に、この原理は、同じエリアで作動する他の基地局まで拡張できる。したがって、移動局がアクセスプローブのリクエスト部分を送信する場合、検出基地局を囲むゾーンの基地局のセットは、応答メッセージの伝送に応動する。これらの原理は、複数の基地局からのＦ‐ＰＣＣＨの伝送に適用できる。アクセス処理中のこの種の擬似のソフトなハンドオフ動作は、フォワードリンクトラフィックチャネル上のよりソフトなハンドオフをまねる。
【００５９】
前述のように、ＩＳ‐９５によれば、基地局は、全部の多少冗長なアクセスプローブが基地局に受信されるまで移動局信号を完全に検出しない。したがって、ＩＳ‐９５によれば、トラフィックチャネルに適用されたよりソフトなハンドオフ技術は、アクセスプローブが向けられているセクタが、この技術が信号も検出できるように他のセクタの信号を識別できないために、アクセスプローブに適用できない。それと反対に、この発明によれば、多数のアクセスプローブは、容易に識別できるＲ‐ＲＡＣＨを介して送信される。したがって、一実施形態では、複数のセクタは、Ｒ‐ＲＡＣＨを復調し、対応する信号エネルギー出力を供給する。例えば、リクエスト部分２１０が、カバレッジエリアセクタ２７２Ａに関係したＲ‐ＣＣＣＨを介して受信される場合、復調器２８４Ａ〜２８４Ｃの各々は、移動局に割当てられたＲ‐ＲＡＣＨを復調することを試みる。このように、移動局がカバレッジ重複エリア２７４Ａ〜２７４Ｃの中の１つの内部にある場合、アクセスプローブのメッセージ部分は、対応するセクタの復調器２８４の各々によって受信される。結果として生じる信号は、信号通信ブロック２８８によって併合され、結合信号に基づいて単一電力制御指示が生成される。前述のように、電力制御指示は、サイマルキャストＦ‐ＰＣＣＨを介して２つ以上のセクタから送信できる。アクセス処理中この種の擬似のよりソフトなハンドオフ動作は、リバースリンクトラフィックチャネル上のよりソフトなハンドオフをまねる。
【００６０】
同じように、この原理は同じエリア内で作動する他の基地局まで拡張できる。したがって、移動局がアクセスプローブのリクエスト部分を送信する場合、検出基地局を囲むゾーンの基地局のセットはＲ‐ＲＡＣＨを復調することを試みる。アクセス処理中この種の擬似のソフトなハンドオフ動作は、リバースリンクトラフィックチャネル上のよりソフトなハンドオフをまねる。
【００６１】
リバースリンク上の擬似のよりソフトなハンドオフ、擬似のソフトなハンドオフあるいは両方の取り入れは、Ｒ‐ＲＡＣＨ上の電力制御の適切な動作を大いに容易にする。各基地局およびかなりのレベルで移動局信号を受信できるセクタが移動局に送信された電力制御コマンドに寄与できない限り、移動局信号は、非寄与基地局およびそれを通してのジャム通信で過剰になる可能性がある。したがって、一実施形態では、各囲む基地局およびセクタは、Ｒ‐ＲＡＣＨ上の移動局からの信号を復調することを試行し、移動局に送信された電力制御コマンドに寄与する。
【００６２】
図８は、例証移動局アーキテクチャのブロック図である。アンテナ３０２は、基地局へのワイヤレスリンクを介して信号を送信し、受信する。ＲＦ信号処理ブロック３０４は、アンテナに結合される。ＲＦ信号処理ブロック３０４は、受信信号エネルギーをダウンコンバートし、量子化し、無数の周知の技術のいずれかを使用してディジタルサンプルを発生する。ＲＦ信号処理ブロック３０４は、変調器／復調器（モデム）３０６に結合されている。モデム３０６は、制御装置３０８の制御の下で量子化されたエネルギーを受信し、到来信号を復調する。一実施形態では、モデム３０６は、その譲受人に譲渡にされ、その全部がこれを参照してここに組み込まれている名称が「スペクトル拡散多元接続通信システムのためのモバイル復調器アーキテクチャ」である米国特許第５，７６４，６８７号に従って作動する。モデム３０６は、制御部３０８の制御の下でワイヤレスリンクを介して伝送するために信号も変調する。変調信号は、ディジタルビットをアナログ信号に変換し、このアナログ信号をアンテナ３０２を介して送信するために所望の伝送周波数にアップコンバートするＲＦ信号処理ブロック３０４に結合される。一実施形態では、メモリ３１０に記憶され、制御部３０８によって実行された図２Ａおよび図２Ｂに示されたブロックは、一連の処理装置によって実行される。一実施形態では、移動局は、機能を実行する特定の用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。他の実施形態では、処理ブロックはプログラム可能な記憶装置に記憶される。
【００６３】
この発明は、ＣＤＭＡチャネルのいくつかが時分割技術を使用してさらにチャネル化されるＣＤＭＡシステムに関して記載されるけれども、他のチャネル化技術は、ここに示された一般的な原理から有利であり得る。例えば、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）チャネルおよび周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）チャネルは、この発明の原理に従って使用できる。さらに、チャネル上のメッセージは、符合化およびインターリーブできる。メッセージは繰り返すことができ、エネルギーは信頼性を改善するために結合される。直交技術は、データがチャネルを介して伝達されるレートを増加させるために使用できる。
【００６４】
図２Ａおよび図２Ｂに示されたブロックの簡単な再配置を含む他の代替実施形態は、ここに示された原理の検討に基づいて当業者に直ぐに明らかになる。例えば、リクエスト部分に送信された移動局ＩＤのサイズを減らすことによって得られる長所は、ハッシュ関数の使用は別にして他の方法でサイズを減らすことによって得ることができる。一実施形態では、移動局は、移動局の仮識別子として外見上一意的なＩＤをランダムに選択してもよい。１つの代替の実施形態では、一旦移動局がアクセスプローブのリクエスト部分を送信すると、移動局は、パイロット信号強度ならびにＦ‐ＣＡＣＨを監視する。パイロット信号強度が比較的高いが、Ｆ‐ＣＡＣＨが応答メッセージを伝達しない場合、移動局は、信号レベルがあまりにも低いために基地局がリクエスト部分を検出しないことを決定する。したがって、任意の遅延を挿入しないで、より高い信号レベルでリクエスト部分を再送信する。
【００６５】
一実施形態では、基地局は、放送アクセス制御メッセージを周期的に送信する。このアクセス制御メッセージは、システムのローディング状態を決定するために移動局によって使用される。アクセス制御メッセージは、このメッセージが全移動局による受信向きのアクセス制御メッセージであることを示す値を含むメッセージ形式フィールドを含む。アクセス制御メッセージは、バックオフタイマ値を決定するために移動局によって使用される値を含む持続性パラメータフィールドも含む。アクセス制御メッセージは、ロード／フロー制御のために持続性テストで使用される最小値を示す値を最小待機時間フィールドも含む。最小待機フィールドがその最大値に設定される場合、アクセスは遮断される。他のシステム構成および関連パラメータは、ＩＳ‐９５のページングチャネルのようなフォワードリンク共通制御チャネルで伝送できる。
【００６６】
他の実施形態では、移動局は、アクセスプローブのメッセージ部分とともにパイロットサブチャネルを送信する。パイロットサブチャネルの包含は、無数の周知の技術のいずれかによって実行されてもよい。このサブチャネルは、移動局がＦ‐ＰＣＣＨを受信している電力レベルに関する電力制御情報を基地局に供給するために移動局によって使用できる。すなわち、移動局は、そのＦ‐ＰＣＣＨサブチャネルに割当てられた電力がシステムリソースを保持するために最小許容レベルまで調整される。
【００６７】
さらにもう一つの実施形態では、移動局が転送するために短いメッセージを有する場合、付加データが直ぐに続き、チャネル割当が全然必要とされないことを基地局に示す全０（あるいはある他の予め選択された値）にセットされるハッシュＩＤを有するＲ‐ＣＣＣＨ上のリクエストメッセージを移動局は送信する。続くデータは、例えば、約５ｍｓｅｃ以内に転送されるので、閉ループ電力制御を使用することからいかなる顕著な長所も実現するにはあまりにも短い。このような場合、それは予約アクセスチャネルの割当てを待つよりもむしろランダムアクセスチャネル上でこの情報を通信することにより有効であり得る。リクエストメッセージは、Ｒ‐ＣＣＣＨ上で送信されているために電力制御を受けない。
【００６８】
一実施形態では、チャネル割当てメッセージは、アクセスする移動局に基地局が同じアクセススロットで複数のリクエスト部分のメッセージを受信したかを知らせるために使用される１ビット表示を有する。このように、Ｆ‐ＣＡＣＨ上の応答を待つ移動局は、より高い電力レベルあるいは同じ電力レベルでリクエスト部分を再送信するかあるいは割当メッセージを待ち続けるべきであるか否かをより迅速に決定する。この機能は伝送遅延を減らすために使用できる。
【００６９】
他の実施形態では、チャネル割当メッセージは、予約チャネル上で使用可能される閉ループ電力制御以前に移動局の電力を調整するために移動局によって使用される電力制御補正値を含んでもよい。この方式では、基地局は、例えば、リクエストされたデータレートあるいは割当てられたデータレートならびに移動局の伝送のリクエスト部分にわたって検出された受信エネルギーに基づいて信頼性のある通信をサポートするのに必要な調整を決定する。
【００７０】
さらにもう一つの実施形態では、クラス待機メッセージは、システムにアクセスすることを試行する一組の移動局の働きを行うために使用される。クラス待機メッセージは、クラスマーク閾値よりも小さいかあるいはこれに等しいクラスマークを有するこれらの移動局が異なる持続性のセットおよびバックオフパラメータを使用するかあるいはシステムにアクセスすることを試行し、アクセスパラメータを更新状態にするために適切なオーバーヘッドチャネルを監視することに戻るように試行することを中止するように強制される。クラスマーク閾値よりも大きいクラスマークを有するこれらの移動局は、既存あるいは更新持続性およびバックオフパラメータのいずれかを使用してシステムにアクセスし続けることが可能にされる。このように、システムは、ローディングを制御するために優先順位付けの方法でアクセスを迅速に非作動にする機構を有する。
【００７１】
さらにもう一つの実施形態では、システムにアクセスすることを望む移動局は、システムローディングの推定を得るためにＦ‐ＰＣＣＨ、Ｆ‐ＣＡＣＨあるいは両方上のアクティビティを監視できる。この推定は、持続性、バックオフ、データレートなどのような移動局のアクセスの働きに影響を及ぼすパラメータに作用するように使用できる。この方式は、所定の作動環境でリクエストチャネルの効率を増加させるために有効的に使用できる。
【００７２】
この発明は、その精神あるいは本質的な特徴から逸脱しないで、他の特定の形式で具体化されてもよい。記載された実施形態は、例示され、限定されないような全ての点のみで考察されるべきであり、したがって、この発明の範囲は、前述の説明よりもむしろ添付クレームによって示される。クレームの均等物の意味および範囲内にある全変更はその範囲内で受け入れられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  典型的な最新ワイヤレス通信システムを示すブロック図である。
【図２Ａ】  ＲｓＭＡの移動局動作を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】  ＲｓＭＡの移動局動作を示すフローチャートである。
【図３】  ＲｓＭＡシステムの一連のチャネルを示す表現図である。
【図４】  フォワード電力制御共通チャネルに対する例証データ構造を示す表現図である。
【図５】  閉ループシステムの移動局送信電力を示すグラフである。
【図６】  多重セクタ基地局のカバレッジ領域セクタを示す表現図である。
【図７】  多重セクタ基地局のブロック図である。
【図８】  例証する移動局アーキテクチャのブロック図である。
【符号の説明】
１２  移動局
１４  基地局
１８  フォワードリンクチャネル
２０  リバースリンクチャネル
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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