(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信リンクを確立する方法であって、
a)  要求側移動局から選択された基地局へトラフィックチャネル要求を送信するために逆方向チャネルを無作為に選択することと;
b)  ステップ(a)で選択された逆方向チャネルのうちの選択されたアクセスチャネルを使用して前記選択された基地局へ前記トラフィックチャネル要求を送信することと、なお、前記トラフィックチャネル要求を送信するステップは、前記選択された逆方向チャネルの前記選択されたアクセスチャネルでアクセスプローブを前記選択された基地局へ送信することを備え、前記トラフィックチャネル要求は、前記選択された基地局が前記要求側移動局を識別するための識別データを含む；
c)  前記要求側移動局が前記トラフィックチャネル要求を前記選択された基地局へ送信した直後に、前記識別データによって識別されたトラフィックチャネルを使用して、前記選択された基地局へ情報を通信することと；
を備えた方法。
【請求項２】
前記トラフィックチャネル要求を送信した後に、前記選択された逆方向チャネルおよび関連する対応する順方向チャネルの両方を使用して前記選択された基地局と通信することをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記アクセスプローブは、パイロットプリアンブル、トラフィックチャネル要求およびパイロット/データ要求チャネル(DRC)フィールドを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パイロットプリアンブルは、前記選択された基地局によって容易に検出されるデータの既知のシーケンスを備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記トラフィックチャネル要求は、トランザクション識別子、基準パイロット、パイロット強度インジケータおよびタイマステータスフィールドを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記DRCは、前記要求側移動局が確実に復調できる前記選択された基地局から最大データ転送速度を要求するために、前記要求側移動局によって使用されるトラフィックチャネルデータ転送速度情報を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記移動局は、アクセスプローブテールによって定義された時間期間、前記パイロット/DRCフィールドを送信し続ける、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記プローブテールによって定義された期間は、前記選択された基地局によって、関連する対応する順方向チャネル上で広告される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
関連する対応する順方向チャネル上で前記選択された基地局によって送信されるトラフィックチャネル割当てメッセージを受信するステップをさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記トラフィックチャネル割当てメッセージは、前記要求側移動局によって決定され前記DRCフィールド中で定義されたデータ転送速度で送信される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アクセスプローブは、アクセスチャネルカバーおよび移動局識別子(MSI)カバー符号を備える長いコードカバーを使用してマスクされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記要求側移動局は、前記トラフィックチャネル要求の試みが成功するか、あるいは前記トラフィックチャネル要求の試みが終端するかのどちらかまで、増加する電力のアクセスプローブのシーケンスを送信する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記識別データは、登録手順中に要求側移動局に以前に割り当てられた移動局識別子(MSI)を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記無線データ通信システムは、高速CDMAシステムを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項１５】
前記高速CDMAシステムは、複数の基地局と複数の移動局間でのパケットデータ接続性を提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記要求側移動局は、最強の受信パイロット信号を要求側移動局に送信している基地局に前記トラフィックチャネル要求を送信する、請求項1に記載の方法。
【請求項１７】
前記選択された基地局は、さらに、利用可能なトラフィックチャネルおよび関連付けられかつ対応する利用可能な電力制御サブチャネルのリストを広告し、前記要求側移動局は、前記選択された基地局とのその後の通信で使用するために、前記利用可能なトラフィックチャネルおよびサブチャネルのうちの1つを選択する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
複数の基地局および複数の移動局を有する無線データ通信システムにおいて移動局と基地局の間で通信リンクを確立する方法であって、前記基地局から前記移動局への送信は順方向無線チャネルを介して行われ、前記移動局から前記基地局への送信は逆方向無線チャネルを介して行われ、各逆方向チャネルは1対1の関係で関連付けられかつ対応する順方向チャネルを有し、
各順方向チャネルは制御チャネルおよび複数の順方向トラフィックチャネルを含み、各逆方向チャネルは少なくとも1つのアクセスチャネルおよび複数の逆方向トラフィックチャネルを含み、
a)  選択された移動局のページング半径内のすべての基地局に対して、前記選択された移動局へ前記制御チャネルを介してページメッセージを送信するよう命令することと、なお、前記ページメッセージは前記選択された移動局を識別するための識別データを含む;
b)  前記選択された移動局によって受信される前記制御チャネルページメッセージを監視することと;
c)  前記識別データが含まれた前記ページメッセージが前記選択された移動局に向けて出されるかどうかを検出することと;
d)  ステップ(c)で前記選択された移動局がそれに向けて出されたページメッセージを検出するとすぐに、トラフィックチャネル要求の送信に使用する逆方向トラフィックチャネルを選択することと；
e)  ステップ(d)で選択された前記逆方向トラフィックチャネルを使用して、選択された基地局へトラフィックチャネル要求を送信することと、なお、前記トラフィックチャネル要求を送信するステップ(e)は、前記選択された逆方向チャネルのアクセスチャネルを使用して、前記選択された基地局へアクセスプローブを送信することを備える;
f)  ステップ(e)で前記トラフィックチャネル要求が送信された直後に、前記選択された逆方向トラフィックチャネルと、関連付けられかつ対応する順方向トラフィックチャネルの両方を使用して、前記選択された基地局と通信することと；
を備えた、通信リンクを確立する方法。
【請求項１９】
前記アクセスプローブは、パイロットプリアンブル、トラフィックチャネル要求およびパイロット/データ要求チャネル(DRC)フィールドを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記選択された基地局は利用可能な電力制御サブチャネルのグループを広告し、前記選択された移動局は、前記選択された基地局とのその後の通信での使用のために、前記利用可能な電力制御サブチャネルのうちの1つを選択する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記選択された基地局は、利用可能なトラフィックチャネルおよび関連付けられかつ対応する利用可能な電力制御サブチャネルのリストを広告し、前記選択された移動局は、前記選択された基地局とのその後の通信での使用のために、前記利用可能なトラフィックチャネルおよびサブチャネルのうちの1つを選択する、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
１．発明の分野
本発明はデジタル無線通信システムに関し、さらに特定するとデジタル無線通信システムにおいてトラフィックチャネルを高速で割り当てるデジタル無線通信のトラフィックチャネルを高速で割り当てるための方法に関する。
２．関連技術の説明
無線通信システムは、複数の加入者移動無線局つまり「移動局」と固定ネットワークインフラストラクチャ間の双方向通信を容易にする。典型的には、移動局は、複数の固定局を介して固定ネットワークインフラストラクチャと通信する。例示的なシステムは、時分割多重アクセス方式（ＴＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、および周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）システムなどの移動セルラ電話システムを含む。これらのデジタル無線通信システムの目的とは、移動局ユーザを固定ネットワークインフラストラクチャ（通常、有線システム）と接続するために、移動局と基地局間でオンデマンドで通信チャネルを提供することである。
【０００２】
移動局は、典型的には、接続の両方向での情報の交換に対処する二重化（ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）方式を使用し、基地局と通信する。ＣＤＭＡ通信システムでは、基地局から移動局への伝送は「順方向リンク」伝送と呼ばれる。移動局から基地局への伝送は「逆方向」リンク伝送と呼ばれる。基本無線システムパラメータおよび例示的な従来の技術のＣＤＭＡシステムのための呼処理手順は、これ以降「ＩＳ−９５」と呼ばれる、米国電気通信工業会によって１９９５年５月に出版された「二重モード広帯域スペクトル拡散セルラシステム用の移動局−基地局互換性規格（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｄｕａｌ−Ｍｏｄｅ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）」ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ａと題されているＴＩＡ仕様によって説明されている。
【０００３】
音声サービスとデータサービスの両方とも、ＩＳ−９５に従って作られたＣＤＭＡ通信システムを使用して利用することができる。しかしながら、不利なことに、データ呼は、音声呼によって使用されているのと同じエアリンク（ａｉｒｌｉｎｋ）プロトコル、トラフィックチャネル、物理層、シグナリング方法、呼処理方式およびエアリンクプロトコルを使用する。従来の技術の呼処理方式およびシグナリング方法は、音声サービスにとって効率的かつ効果的である一方、それらはデータサービス、特にデータサービスが非常に短い通話時間の呼（ｃａｌｌ）を備えるときには不十分である。さらに詳細に後述されるように、従来の技術の呼処理体系を使用して平均的な音声トラフィックチャネルを確立つまり「セットアップ」するには、２秒と３秒の間を要することがある。このセットアップ時間は、平均して１００秒と３００秒の間の期間を有することがある音声呼には許容可能である可能性があるが、数秒以下にすぎない期間を有するデータ呼には許容不可能である。したがって、ＣＤＭＡ通信システムでデータトラフィックチャネルを割り当てるには、改善された技法が必要とされる。従来の技術によるシステムでのトラフィックチャネル割当て遅延の原因は、ＣＤＭＡ呼フロー例をレビューすることによって明らかとなる。したがって、従来の技術によるＣＤＭＡ呼のフロー例が、ここで説明される。
【０００４】
ＣＤＭＡ呼フローの例
表１は、ＩＳ-９５で述べられているような単純な呼フローの例を示す。表１は、以下の規約を使用する。
・すべてのメッセージはエラーなく受信される。
・メッセージの受信は（ハンドオフ例でを除き）図示されていない。
・肯定応答は図示されていない。
・オプションの認証手順は示されていない。
・オプションの専用長コード遷移は示されていない。
【表１】
0004579418.tif 000002
【０００５】
表１は、単純な呼フロー例を示し、そこでは移動局が呼を発信する。基地局によって発呼された呼は同様な手順に従う。メッセージは、アクセスチャネルを使用して移動局から基地局へ送信される。メッセージは、ページングチャネルを使用して基地局から移動局に送信される。表１に示されているように、移動局は、最初にユーザによって開始された呼を検出してから、ＣＤＭＡアクセスチャネルを介して「発信」メッセージを送信する。アクセスチャネルは、スロットランダムアクセスチャネルである。移動局は、ランダムアクセス手順を使用してアクセスチャネルで送信する。ランダムアクセス手順の多くのパラメータは、アクセスパラメータメッセージで基地局によって供給される。１つのメッセージを送信し、そのメッセージに対する肯定応答を受信する（あるいは受信できない）という全体的なプロセスが、「アクセス試み」と呼ばれる。アクセス試みの中では、アクセスプローブがアクセスプローブシーケンスに分類される。各アクセスプローブシーケンスは、固定数のアクセスプローブを備える。各アクセスプローブシーケンスの第１アクセスプローブは、公称開ループ電力レベルを基準にして指定された電力レベルで送信される。それぞれのそれ以降のアクセスプローブは、過去のアクセスプローブより高い指定量である電力レベルで送信される。
【０００６】
通常のＣＤＭＡ動作においては、移動局ユーザが電話呼を開始するとき、移動局がアクセスプローブを基地局に送信する。アクセスプローブが基地局によって適切に受信されると、移動局は基地局から肯定応答を受信し直しているはずである。いったん肯定応答が移動局によって受信されると、移動局は、基地局によって待機し、追加のアクセスプローブを基地局に送信するのを停止するように命令される。これは、アクセスプローブが通信チャネルで干渉を生じさせるので必要である。したがって、移動局は、それが基地局によってトラフィックチャネルを割り当てられるまで待機する。それから、基地局は、トラフィックチャネルに対するこの要求および移動局についての情報を基地局制御装置（ＢＳＣ）に通信する。ＢＳＣは、おそらく移動局の認証を含む、複数の管理機能を実行する。それから、ＢＳＣは、使用可能なリソースのプールをレビューし、要求側移動局のための要素を割り当てる。
【０００７】
表１に示されているように、基地局は、ページングチャネルを介してチャネル割当てメッセージを送信することによって、トラフィックチャネル割当てを移動局に知らせる。いったん移動局がそのチャネル割当てを基地局から受信すると、それはその受信周波数と送信周波数を、その他の関連パラメータに加えて、割り当てられたトラフィックチャネルに合わせて変更する。それから、移動局は、トラフィックチャネルを確立する、つまり「セットアップする」ことによって割り当てられたトラフィックチャネルでの通信を開始しようと試みる。トラフィックチャネル初期化が無事終了すると、移動局がトラフィックチャネルを取得する。それから、移動局は、基地局が移動局を取得できるようにするために、逆方向トラフィックチャネルでプリアンブルを送信し始める。表１で示されているように、基地局は逆方向トラフィックチャネルを取得し、逆方向トラフィックチャネルが適切に取得された場合に、基地局肯定応答順序を移動局に送信する。この時点で、移動局および基地局は交渉サービスを開始する。通信リンクは、この交渉プロセスの間の任意の時点で失敗することができる。しかしながら、交渉プロセスが無事終了すると、通信が開始し、電話会話が後に続く。移動局が複数の基地局を受信する場合、それは、その他の基地局から追加トラフィックチャネルの割当てを要求してよい。
【０００８】
表１に示されている従来の技術のトラフィックチャネル割当て手順は、実行するには、相対的に長い時間期間を要する。例えば、基地局がトラフィックチャネル要求をアクセスチャネルを介して移動局から受信したときから、トラフィックチャネルが割り当てられ、基地局肯定応答順序が移動局に送信される前に、典型的には２秒と３秒の間を要する。前記に注記されたように、このサービスの遅延は、音声呼の期間が典型的には１００秒と３００秒の間である音声サービスでは許容できる。しかしながら、このサービス遅延は、データ呼の期間が典型的には数秒以下に過ぎないデータサービスでは許容できない。さらに、トラフィックチャネルの割当ては、特定の基地局ハードウェア、限られた数の符号チャネル、および（データが送信されないときにも、追跡調査と電力制御の両方のために必要とされる）伝送帯域幅などの少ないシステムリソースを活用する。したがって、システム容量およびスループットを改善するには、ユーザ端末が休眠するときは必ず、トラフィックチャネルを高速で割当て解除（ｄｅ−ａｓｓｉｇｎ）することが有利である。すなわち、ユーザ端末および基地局が交換する情報がなくなったときは必ず、移動局に関連付けられたトラフィックチャネルを高速で割当て解除し、さらに多くのデータが伝送のために提示されると、トラフィックチャネルを迅速に割当てし直すことが所望される。
【０００９】
（サービスが音声であるのか、データをベースにしているのかに関係なく）ユーザに対するサービスの遅延に加えて、トラフィックチャネルの割当てと関連付けられた遅延は、ユーザ端末（典型的にはセルラ電話）の電力制御を提供する上で追加遅延を生じさせる。ユーザ端末の伝送電力は大幅に変化することがあるため、システム容量を削減し、トラフィックチャネルの損失を生じさせることのある不必要な共チャネル（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ）干渉を回避するために、可能な限り迅速にユーザ端末の電力を制御することが重要である。したがって、トラフィックチャネルの割当てに関連付けられる遅延を削減し、可能な限り迅速にユーザ端末を監督することの両方が所望される。本発明は、無線通信システムにおいて移動局にトラフィックチャネルを高速で割り当てることによってこれらのニーズに対処する方法および装置を提供する。本発明は、要求側移動局の伝送力を高速でかつ効率的に制御するための機構も提供する。
【００１０】
（発明の概要）
本発明は、無線高速パケットデータ通信システムにおいてトラフィックチャネルを高速で割り当てるための新規方法および装置である。方法および装置は、パイロットプリアンブル、トラフィックチャネル要求、およびパイロット／データ要求チャネル（ＤＲＣ）フィールドを備えるアクセスプローブを使用する。アクセスプローブは、移動局がトラフィックチャネル割当て要求を開始すると必ず、逆方向リンクアクセスチャネルを介して選択された基地局に送信される。移動局は、アクセスチャネルを無作為に選択する。アクセスプローブは、アクセスチャネルカバーコードに等しい長コードカバーを使用してマスクされる。すべての移動局は、選択されたアクセスチャネルで送信するときに同じアクセスチャネルカバーを使用する。移動局は、アクセス試みが無事に終了するか、あるいは終端するかのどちらかまで、増加する電力のアクセスプローブのシーケンスを送信する。移動局は、それが基地局にアクセスプローブを送信している間に順方向リンク制御チャネルおよび順方向リンクトラフィックチャネルを監視する。
【００１１】
アクセスプローブのパイロットプリアンブルは、選択された基地局が、アクセスプローブ伝送を容易に検出できるようにする。本発明の方法および装置に従って、移動局は、パイロットプリアンブルの伝送の直後にトラフィックチャネル要求を送信する。トラフィックチャネル要求は、基地局に対する要求側移動局を識別するデータを含む。典型的には、この識別するデータは、それが無線パケットデータシステムで登録されたときに、移動局に過去に割り当てられたＭＳＩを備える。そのＭＳＩの伝送に加えて、移動局は、信号強度、および所定の閾値を超える受信信号強度を有するそれ以外のすべての基地局のアイデンティティを識別するデータも送信する。移動局は、トラフィックチャネル要求を送信した直後に、それは選択された基地局に有効なデータを送信するために逆方向リンクトラフィックチャネルの使用を開始することができる。１つの実施形態においては、移動局が、パイロット／ＤＲＣフィールドを、それが受信する最良の基地局（つまり、移動局によって受信される最強の信号のある基地局）に送信する。ＤＲＣは、トラフィックチャネルデータ転送速度情報を含み、それが確実に復調できる最大データ転送速度を要求するために移動局によって使用される。移動局は、アクセスプローブテールによって定義される期間、パイロット／ＤＲＣフィールドを送信し続ける。
【００１２】
基地局が、移動局に対してトラフィックチャネルを認証し、割り当てるのを待機するよりむしろ、移動局は（そのＭＳＩによって識別される）トラフィックチャネルで、アクセスプローブの伝送直後に通信を開始する。本質においては、トラフィックチャネルは移動局に事前に割り当てられる。無線パケットデータ通信システムにおけるトラフィックチャネルの割当てを加速することに加えて、本発明の方法および装置は、基地局が、アクセスプローブの伝送直後に、移動局の伝送電力レベルの監督を開始することを可能にする。１つの実施形態においては、移動局は、使用可能な電力制御サブチャネルのグループから選択する。移動局は、それが逆方向通信リンクでデータを送信し始めると、選択された電力制御サブチャネルを使用する。基地局は、それ以降、移動局のＭＳＩを選択された電力制御サブチャネルに関連付ける。移動局は、それ以降、順方向チャネルを監視し、そのＭＳＩが、それが過去に選択した電力制御サブチャネルと関連付けられているかどうかを判断する。
【００１３】
基地局による高速電力レベル監督を可能にすることによって、不良な（ｒｏｇｕｅ）あるいは制御されていない移動局により引き起こされただろう潜在的な干渉が劇的に削減される。さらに、トラフィックチャネル割当てプロセスを加速することによって、本発明の方法および装置は、短期間データ呼を容易にし、システム容量およびスループットを増加し、休眠移動局にまつわるシステムコストを削減する。本発明の別の実施形態は、チャネル選択プロセスの無作為度を削減し、それによって衝突の確率を削減する。この代替実施形態に従って、基地局は、順方向リンク制御チャネルを介して使用可能なトラフィックチャネル（および使用可能な電力制御サブチャネル）のアイデンティティを広告する。この実施形態にしたがって、そのＭＳＩに基づくトラフィックチャネルを無作為に選択するよりむしろ、移動局は、基地局によって広告される使用可能なチャネルリストから使用可能なチャネル（および関連付けられた電力制御サブチャネル）を選択する。使用可能なチャネルおよび電力制御サブチャネルを選択した後、移動局は、第１実施形態に記述されているアクセスプローブを使用してチャネル割当てプロセスを開始する。移動局ではなく基地局がトラフィックチャネル要求を開始する別の代替実施形態が記述される。この実施形態は、基地局が選択された移動局に識別されたデータを有するときに使用される。本実施形態に従って、基地局が基地局に現在接続されていない特定の移動局に対して識別されるデータを有するときは必ず、基地局制御装置は、順方向リンク上で移動局に「ページ」メッセージを送信するために、選択された移動局のページング半径内ですべての基地局を向ける。基地局は、特定の移動局に向けられるようなページメッセージを識別するために移動局のＭＳＩを使用する。移動局は、制御チャネルを連続して監視し、その関連付けられたＭＳＩにアドレス指定されたページに応答する。移動局がそれにアドレス指定されたページ（つまり、そのＭＳＩを含むページ）を検出すると、それは、トラフィックチャネル割当てプロセスを完了するために前述された方法の１つを使用する。
【００１４】
しかも別の代替実施形態においては、基地局は、選択された移動局のアイデンティティと順方向リンク制御チャネル上の関連付けられた電力制御サブチャネルの両方を広告することによって、トラフィックチャネル割当てを開始する。移動局は、順方向リンク制御チャネルを連続して監視し、その関連付けられたＭＳＩを含むページを検出する。移動局はそのページを識別するとき、それは前述されたようにトラフィックチャネル要求メッセージを送信する。しかしながら、移動局は、ただちに、ページメッセージで識別された電力制御サブチャネルの監視も開始する。
【００１５】
本発明の好ましいおよび代替の実施形態の詳細は、添付図面および以下の説明に述べられている。本発明の詳細がいったん既知となると、多数の追加の革新および変更が当業者に明らかになるだろう。
【００１６】
（発明の詳細な説明）
本説明を通して、好ましい実施形態および示されている例は、本発明に関する制約としてよりはむしろ、模範と見なされるべきである。
【００１７】
本発明の高速トラフィックチャネル割当て方法および装置を使用するように適応された例示的な広帯域高速パケットデータ通信システム
本発明の方法および装置は、固定端末と移動端末の両方に広域高速パケットデータ接続性を与える高速セルラ／パーソナル通信システム（ＰＣＳ）ＣＤＭＡシステムで使用するために意図されている。このような例示的なパケットデータ通信システムのブロック図が、図１に示されている。図１に示されているように、セルラ／ＰＣＳパケットデータ通信システム１００は、少なくとも１つの移動局１０２、少なくとも１つの基地局１０４、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）ルータ１０６として図１に図示されているなんらかの型のデータルータとのインタフェースを含む。移動局１０２は、典型的には、端末装置（ＴＥ）ブロック１０８および移動終端（ＭＴ）ブロック１１０を含む。ＴＥブロック１０８は、人間のオペレータにインタフェースを提供する装置を備える。典型的には、ＴＥ１０８は、ラップトップ計算装置、携帯情報通信端末（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）（ＰＤＡ）、携帯計算機等を備える。ＭＴブロック１１０は、セルラ／ＰＣＳ  ＣＤＭＡシステム１００により使用されているエアインタフェースと互換性のある無線周波数信号にデータを変調（し、復調）することができる変調器／復調器（モデム）を備える。ＭＴブロック１１０は、典型的には、ＰＣＭＣＩＡ互換性カード、外付けモデム、またはＴＥブロック１０８内のモジュールを使用して実現される。
【００１８】
図１に示されているように、移動局１０２は、エアインタフェースまたはエアリンク１１２を介して基地局１０４と通信する。基地局１０４は、典型的には、少なくとも１つのネットワークアクセスポイントまたは基地局トランシーバサブシステム（ＢＴＳ）１１４、および少なくとも１つの無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）およびシグナリングマネージャ（ＲＳＭ）１１６を備える。ＢＴＳ１１４は、複数の無線周波数（ＲＦ）移動局１０２と１つの固定された（典型的には有線）データ通信ネットワーク間の通信インタフェースを提供する。ＲＳＭ１１６は、シグナリングおよび無線リンクプロトコル管理機能を実行する。さらに、ＲＳＭは、データルータ（例えば、図１に図示されているように、ＩＰルータ１０６）によって提供されるユーザアドレスを移動局識別子に、およびその逆にマッピングする。基地局１０４あたり１つのＲＳＭ１１６だけを含むシステムもある。ＢＴＳ１１４ごとにＲＳＭ１１６を含むシステムもある。移動局１０２、基地局１０４、およびＩＰルータ１０６によって実行される動作および機能のさらに詳細な説明は、本発明の範囲を超えている。
【００１９】
パケットデータ通信システム１００は、追加の、既存のＩＳ−９５システムによって使用されているものとは別個のＲＦチャネルチャネル（つまり、異なるＲＦチャネル）を使用する。ＲＦチャネルは、複数の移動局１０２と複数の基地局１０４間のエアリンク１１２上でのパケットデータ送信の伝送をサポートする。トラフィックチャネルは、典型的には、電力制御サブチャネル（Ｐｉ）およびチャネル識別子（Ｗｉ）を含む。チャネル識別子は、移動局ｉから発信するおよび移動局ｉを宛先とする伝送を識別するために使用される。パケットデータ通信システム１００内でのすべての基地局１０４は、好ましくは、パイロット、制御チャネル、および逆方向リンク電力制御情報を、バースト連続方法で移動局１０２に伝送する。基地局１０４は、好ましくは、移動局１０２に対してシステム全体のパラメータを一斉送信、つまり「広告する」ために制御チャネルを使用する。さらに、制御チャネルは、トラフィックチャネルをまだ割り当てられていない移動局にデータを提供するために、あるいはデータ通信のためにトラフィックチャネルを使用することの代替策として使用することができる。移動局１０２は、順方向リンク制御チャネルを連続して監視する。
【００２０】
図１のパケットデータ通信システム１００は、オプションで既存のＩＳ−９５に準拠するＣＤＭＡ通信システムといっしょに、またはそれとは無関係に配備してよい。既存のＩＳ−９５システムとは無関係に配備されるとき（あるいはＩＳ−９５システムが存在しない場所に配備するとき）には、システム１００はＩＳ−９５システムによって提供される根元的な音声サービスとの対話はない。対照的に、既存のＩＳ−９５システムとともに配備されるときには、制御チャネルは、システム１００からＩＳ−９５システムへのハンドオフをサポートするために、ＩＳ−９５システムに関係する情報を搬送する。さらに、システム１００制御チャネルで搬送される情報は、ＩＳ−９５システムと図１のパケットデータ通信システム１００の間での情報の交換を促進する。例えば、他のメッセージに加えて、移動終端された短メッセージサービス（ＳＭＳ）の送達およびＩＳ−９５システムから図１のシステム１００への呼送達通知もサポートされる。
【００２１】
システム１００は、重要な点においてＩＳ−９５順方向リンクとは異なる。例えば、システム１００順方向リンクは、時間における指定された瞬間に単一移動ステーション１０２に完全に専用となる。つまり、時間における指定された瞬間では、基地局１０４は１対１の通信リンクで移動局１０２への順方向チャネル上で送信し、それによって使用可能な順方向リンクの容量のすべてを移動局に提供することができる。対照的に、ＩＳ−９５システムにおいては、基地局は、複数の移動局に送信してよく、１つの移動局は複数の基地局から伝送を受信してよい。システム１００においては、順方向リンクで使用されている伝送速度は、逆方向リンクで移動局によって要求される伝送速度に一致する。
【００２２】
システム１００の順方向リンク上で基地局１０４によって伝送されるパイロットチャネルもＩＳ−９５順方向リンクで伝送されるものと異なる。ＩＳ−９５通信システムにおいては、基地局は、未変調の直接シーケンススペクトル拡散信号を備えるパイロットチャネルを連続して送信する。ＩＳ−９５パイロットチャネルにより、移動局は、順方向チャネルのタイミングを取得することができ、コヒーレントな復調に位相基準を提供し、ハンドオフ動作を実行するときを判断するための基地局間での信号強度比較のための手段を提供する。対照的に、システム１００で使用されるパイロットチャネルは、順方向リンクトラフィックストリームに埋め込まれたバースト伝送を備える。移動局１０２は、基地局１０４によって伝送されるパイロットチャネルの相対強度を連続して監視、測定する。
【００２３】
移動局は、好ましくは、最強のパイロットチャネル信号を送信している基地局に登録する。電源投入後、あるいは新しいセル領域に入った後、移動局１０２が、移動局１０２に最強のパイロット信号を送信している基地局１０４に登録メッセージを送信する。移動局１０２は、それが基地局１０４に送信する第１登録メッセージ内で、無作為に生成された識別番号を使用してそれ自体を識別する。基地局１０４は、それが移動局１０２から登録メッセージを受信するときに、システム生成移動局識別呼（ＭＳＩ）を移動局に割り当てる。それから、基地局１０４は、順方向リンク制御チャネルを介してＭＳＩ割当てメッセージの中の移動局１０２にＭＳＩを送信する。基地局と移動局の両方とも、（トラフィックチャネル要求を含む）任意のそれ以降のメッセージで移動局を識別するためにＭＳＩを使用する。
【００２４】
本発明の方法および装置の１つの実施形態においては、移動局は、エアリンク１１２の逆方向通信リンク内のアクセスチャネルを使用する基地局にアクセスプローブを伝送することによって基地局との通信を開始する。移動局は、基地局からトラフィックチャネル割り当てを要求するときにアクセスチャネルを無作為に選択する。移動局はアクセスチャネルでランダムアクセス送信を使用するため、アクセスチャネルは、好ましくは、衝突検出および解決のための機構をサポートする。移動局は、アクセスチャネルを使用し、選択された基地局にトラフィックチャネル要求を送信する。トラフィックチャネル要求を容易にすることに加え、アクセスチャネルは、移動局から選択された基地局への登録メッセージを送信するために登録プロセスの間でも使用される。アクセスチャネルは、短メッセージを搬送するためにも使用されてよい。
【００２５】
移動局によって開始されるトラフィックチャネル割当て
本発明および装置の１つの実施形態において、移動局は、アクセス試みが無事終了するか、あるいはアクセス試みが終端するかのどちらかまで、増加する電力のアクセスプローブを送信することによって、選択された基地局からデータトラフィックチャネルの割当てを要求する。本発明および装置に従って、移動局は、図２に図示されているフォーマットを有するアクセスプローブのシーケンスを送信する。シーケンスの中の各プローブ２００は、プローブ内に含まれているメッセージが肯定応答されるか、あるいはシーケンスが経過するかのどちらかまで増加電力レベルで送信される。移動局は、それがアクセスチャネルでアクセスプローブを送信している間に、典型的には、順方向リンク制御チャネルおよび（移動局にすでにＭＳＩが割り当てられている場合には）順方向リンクトラフィックチャネルを監視する。
【００２６】
図２に図示されているように、アクセスプローブ２００は、パイロットプリアンブル２０２、トラフィックチャネル要求２０４、およびパイロット／データ要求チャネル（ＤＲＣ）フィールドつまり「プローブテール」２０６を備える。長符号カバー２０８は、移動局の伝送をカバーまたはマスクするために使用される。長符号カバーは、好ましくはアクセスチャネルカバー２１０および移動局識別子（ＭＳＩ）カバー２２を備える。長符号カバー２０８は、時間において指定された瞬間に移動局によって使用される通信チャネルを判断する。例えば、移動局は、それがその伝送をカバーするためにアクセスチャネルカバー２１０を使用するときに、アクセスチャネルで伝送する。同様に、移動局は、それがその伝送をカバーするためにＭＳＩカバーを使用するときにそのＭＳＩによって識別されるトラフィックチャネル上で伝送する。すべての局が、選択されたアクセスチャネルで送信中、同じアクセスチャネルカバー２１０を使用することに注意する。
【００２７】
パイロットプリアンブル２０２によって、選択された基地局は、アクセスプローブ伝送を容易に検出することができる。パイロットは、基地局によって容易に検出できるデータの既知のシーケンスである。動作のあるモードでは、移動局が基地局に接続され、データを送信するとき（つまり、移動局が「接続された」状態にあるとき）、移動局は、連続してパイロットチャネルを基地局に送信する。この状態では、基地局は移動局を追跡調査し、その電力伝送を制御するためにパイロットチャネルを使用する。加えて、基地局は、移動局によって送信されるデータをコヒーレントに復調するための位相基準としてパイロットチャネルを使用する。
【００２８】
本発明の方法および装置に従って、パイロットプリアンブル２０２の伝送直後に、移動局はトラフィックチャネル要求メッセージ２０４を送信する。トラフィックチャネル要求２０４は、基地局に対する移動局を識別するデータを含む。トラフィックチャネルを要求するとき、移動局は、基地局によって（過去の登録動作の結果として）ＭＳＩを過去に割り当てられおり、したがって、移動局は、好ましくはトラフィックチャネル要求２０４の一部としてそのＭＳＩを含む。ＭＳＩが過去に入手されなかった場合、移動局は、まず、トラフィックチャネル要求を開始する前に基地局に登録する必要がある。登録プロセス中、移動局は、ＭＳＩの代わりに無作為に作成された番号を使用する。基地局からＭＳＩを入手した後に、移動局はＭＳＩを使用し、それ以降の伝送中それ自体を識別する。その識別子の送信に加えて、移動局は、信号強度を識別する（トラフィックチャネル要求２０４内で）データも伝送し、所定の閾値を超える受信された信号強度を有する他のすべての基地局を識別する。
【００２９】
本発明の１つの実施形態においては、トラフィックチャネル要求は、トランザクション識別子、基準パイロット、パイロット強度インジケータ、およびタイマステータスフィールドを含む。トランザクション識別子は、要求側移動局と選択された基地局の間で各トランザクションを識別する。移動局は、選択された番号にトランザクション識別子を設定し、トランザクションに関連するそれ以外のメッセージの中でこの番号を使用する。基準パイロットは、移動局によって、ゼロオフセットパイロットＰＮシーケンスを基準にしてその時間基準（基準パイロット）を引き出すために移動局によって使用されるパイロットチャネルの擬似雑音（ＰＮ）シーケンスオフセットに設定される。パイロット強度インジケータは、基地局から受信されるパイロットチャネルの強度に基づいている計算値に移動局によって設定される。１つの実施形態においては、この強度概算は、多くてもｋ個のマルチパス構成要素の場合に（ここでｋは移動局によって並行して復調できるマルチパス構成要素の最大数である）、総受信スペクトル密度（「Ｉ０」）に対する「チップ」（「Ｅｃ」）あたりの受信パイロットエネルギーの割合の合計として計算される。タイマステータスフィールドは、移動局によって設定され、パイロットチャネルに一致するパイロットドロップタイマが期限切れとなったかどうかを示す。
【００３０】
本発明の方法および装置に従って、トラフィックチャネル要求２０４の送信直後に、移動局は、実際には逆方向リンクトラフィックデータであることを基地局に送信するためにＷｉによって定義される（つまり、そのＭＳＩによって識別される）逆方向リンクトラフィックチャネルの使用を開始することができる。移動局は、そのＭＳＩによって識別される逆方向リンクトラフィックチャネルでプローブテール２０６を送信する。パイロットテール２０６は、パイロットチャネル情報、およびデータ要求チャネル（ＤＲＣ）情報を備える。移動局は、好ましくは、それが受信できる「最良の」基地局（つまり、移動局によって受信される最強の信号を有する基地局）にそのＤＲＣを送信する。移動局は、移動局が確実に復調できる最大データ転送速度を有するデータチャネルを要求するために、ＤＲＣを使用する。移動局は、選択された基地局がそれを追跡調査し、移動局の伝送力を制御できるようにするために、パイロット／ＤＲＣチャネルを送信しなければならない。移動局は、プローブテール２０６によって定義される時間期間、パイロット／ＤＲＣチャネルを送信し続ける。この時間期間が、順方向リンク制御チャネル上で基地局によって広告されるパラメータである。
【００３１】
有利なことに、移動局は、それが前述されたように従来の技術のＣＤＭＡシステムでしなければならないため、トラフィックチャネル割当てを受信するのを待機する必要はない。むしろ、本発明の方法および装置に従って、そのアクセスプローブ２００を送信した直後に、移動局はそのＭＳＩによって識別される逆方向リンクトラフィックチャネルの使用を開始する。移動局は、逆方向リンクでのパイロットおよびＤＲＣの情報の送信をただちに開始する。さらに、移動局は、基地局が、従来の技術による呼処理方法によって必要とされるように、トラフィックチャネル要求を認証し、肯定応答するのを待機することなく、順方向リンクを介してただちにデータの入手を開始する。本質においては、トラフィックチャネルは、本方法および装置を使用して「事前に割り当てられる」。
【００３２】
基地局はアクセスプローブ２００を受信すると、それは、移動局によって予め送信されたＤＲＣメッセージで定義されるデータ転送速度で、順方向リンクトラフィックチャネルでトラフィックチャネル割当てメッセージを送信する。基地局は、移動局に第１トラフィックチャネル割当てを送信する前に（すべての必要なリソースの割当てを含む）移動局によって要求されるすべての基地局に対するトラフィックチャネルの割当てを完了することができる。あるいは、および特にトラフィックチャネル割当てプロセスがプローブテール２０６によって定義される期間を超える必要があるだろうケースでは、基地局は、移動局に対し第１トラフィックチャネル割当てを送信し、それによってそれにアクセスされた基地局によって使用される電力制御サブチャネルを割り当てることができる。それ以降、基地局は、いったんリソース割当てプロセスが完了すると、追加トラフィックチャネル割当てメッセージを送信することによってトラフィックチャネル割当てを完了することができる。トラフィックチャネル割当てプロセスを完了するために必要とされる唯一の追加パラメータが、電力制御サブチャネルのアイデンティティである。
【００３３】
１つの実施形態においては、基地局はトラフィックチャネル割当てメッセージの中で、指定された移動局にサービスを提供するために割り当てられるトラフィックチャネルのすべてのパラメータを指定する。例えば、１つの実施形態においては、トラフィックチャネル割当てメッセージは、トランザクション識別子、（移動局に割り当てられているチャネルを識別するために３２ビットの数を備える）チャネルレコード、およびパイロット擬似ランダム雑音（「ＰｉｌｏｔＰＮ」）フィールドの１回または複数回の発生、および電力制御ビットフィールドを含む。トランザクション識別子は移動局と基地局の間の各トランザクションを識別する。基地局は、トランザクション識別呼を選択された番号に設定し、この番号をトランザクション（例えば、トラフィックチャネル要求メッセージおよび登録メッセージ）に関連付けられた他のメッセージの中で使用する。チャネルレコードは、移動局によって使用されるシステムチャネルＲＦ周波数と関係するＣＤＭＡシステム型の両方を含む。ＰｉｌｏｔＰＮフィールドは、それ以降のトラフィックチャネル伝送を交換する目的で通信する基地局のＰＮオフセットを含む。ＰＮオフセットに関連付けられた基地局は、それ以降のトラフィックデータ交換中に移動局に電力制御ビットを送信する。加えて、移動局は、そのチャネルが送信することが可能とされる基地局を識別するために、ＰｉｌｏｔＰＮフィールドを使用する。このフィールドは、移動局に、移動局が監視するだろう制御チャネルおよび順方向トラフィックチャネルも知らせる。電力制御ビットフィールドは、移動局に割り当てられている電力制御サブチャネル番号を示すために、基地局によって設定される。
【００３４】
従来の技術のＣＤＭＡシステムに関して前述されたように、移動局は、幅広い範囲の伝送電力レベルで送信するため、移動局がシステムにアクセスしようと試みた後可能な限り早急に、基地局が移動局を監督できるようにすることが有利である。チャネル割当てプロセスで可能な限り早く移動局を監督することによって、基地局は、逆方向リンクを閉じるには十分であるが、それ以上大きくないレベルに移動局の送信電力を制限する。制御されていない送信電力レベルで送信する不良移動局によって引き起こされるだろう潜在的な干渉は、それによって削減または排除される。
【００３５】
本発明とともに使用するために設計されるＣＤＭＡシステム１００において、電力制御サブチャネルは、移動局の送信電力を制御するために基地局によって使用される。電力制御サブチャネルは、順方向リンクで送信される情報ビットを備える。基地局は、逆方向リンク信号品質の測定に基づき、「アップ／ダウン」電力制御ビットを移動局に連続して送信する。逆方向リンク信号品質が目標閾値を超える／下回る場合、「ダウン／アップ」ビットが送信され、移動がその送信機電力を、制御ビットによって示される方向で分離した量調整する。このようにして、電力制御サブチャネルは、移動局に知らせ、その送信機電力を増大または減少するために使用される。本発明との使用に熟慮されるシステムにおいて、制限された数の電力制御サブチャネルグループを移動局が使用することができる。例えば、１つの例示的なシステムにおいては、３２の電力制御チャネルだけが使用できる。
【００３６】
移動局が、アクセスプローブの送信直後に逆方向リンク上のデータの送信を開始するために、移動局は使用可能な電力制御グループの中から一つを選択しなければならない。本発明の一つの実施形態に従って、基地局は順方向リンク上の使用可能な電力制御グループの範囲を広告する。移動局は使用可能な電力制御グループの１つを無作為に選択し、アクセスプローブにおいて選択されたグループを要求する。その後、移動局は選択された電力制御グループを使用し、逆方向チャネル上のデータ送信を開始する。移動局が電力制御サブチャネルを選択するや否や、基地局は使用可能な電力制御サブチャネルリストから選択されたサブチャネルを除去する。電力制御グループの選択を検出し、選択されたグループを使用可能な電力制御グループの選択から除去するのに必要な時間は、呼発信間の平均時間と比較して非常に短い。従って、２つの移動局が同じ電力制御サブチャネルを無作為に選択する可能性はほとんどない。しかしながら、万が一２つの移動局が同じ電力制御ビットを選択した場合は、呼は呼セットアップ失敗に終わり、移動局は呼処理シーケンスを再初期化する。
【００３７】
移動局が電力制御サブチャネルを選択した後に、基地局は選択された電力制御サブチャネルに移動のＭＳＩを関連付ける。ＭＳＩおよび電力制御サブチャネルの関連は、それ以降、移動局によって検証される順方向リンクで送信される。移動局は、そのＭＳＩが、それがチャネル割当てプロセスの間に過去に選択した電力制御サブチャネルと一致するかどうかをチェックする。正しい一致が検出されると、移動局は、基地局とデータを交換するために呼を続行する。しかしながら、不正確な一致が検出され、それが選択した電力制御サブチャネルが何らかの他のＭＳＩと誤って関連付けられている場合には、移動局は呼を終端し、呼を開始し直そうと試みる。
【００３８】
このようにして、本発明によって提供される１つの優位点とは、いったん移動局がＣＤＭＡシステム１００にアクセスすると、基地局が移動局の伝送力の制御をただちに開始できるということである。移動局は、いったんそれがそのアクセスプローブを送信するとそのＭＳＩによって識別されるトラフィックチャネル上でただちに送信している。基地局は、それによって、移動局がトラフィックチャネル上でデータの送信を開始するとすぐに、ただちに移動局を監督する。
【００３９】
前述されたように、本発明は、移動局が、それがアクセスプローブを送信した後に、トラフィックチャネルを高速で入手できるようにすることによって、トラフィックチャネル割当てプロセスを改善する。チャネル割当て速度の向上は、部分的には、パケットデータＣＤＭＡシステム１００が移動局のＭＳＩを管理する方法のためである。さらに、逆方向リンク取得は、本方法および装置を使用して必要とされない。
【００４０】
前述された従来の技術の取り組み方と対照的に、本発明の方法および装置によって使用されるＭＳＩは、移動局がシステムに登録し、２地点間接続を開くときに無線パケットデータシステムによって移動局に割り当てられる無作為に生成される数である。ＭＳＩによって、システムは異なるユーザの間で区別化することができる。従来の技術のシステムは、ＰＮシステムを移動局のＥＳＮに基づかせる。しかしながら、本発明によって使用されるＭＳＩは、無線パケットデータシステムが、その実際の識別番号（例えば、そのＥＳＮ）を使用しなくても移動局をアドレス指定できるようにする。移動局のＥＳＮとは対照的に、ＭＳＩは、移動局と通信するためにシステムによって使用される一時的な識別子にすぎない。１つの実施形態においては、ＭＳＩは、各セッションの始まりに無作為に生成され、セッションが終端すると割当て解除される。この実施形態においては、許容できるほど低い衝突速度は、ＭＳＩが相対的に大きい数（例えば３２ビット）を備えるために生じる。衝突が（２つの移動局に無作為に同一のＭＳＩが割り当てられるときに）発生するまれな機会には、呼セットアップ失敗が発生する。しかしながら、ＭＳＩが大きい数であると、呼セットアップ失敗率は許容できるほど低いままとなる。
【００４１】
ＭＳＩは、ある特定の移動局に意図されている順方向トラフィックデータを識別するために順方向リンクで使用される。順方向リンクデータは、データプリアンブルで始められる（ｐｒｅｆａｃｅｄ  ｗｉｔｈ）。各プリアンブルは、適切なＭＳＩでカバーされ、カバーされたデータは順方向リンクで送信される。移動局は、その関連付けられたＭＳＩでカバーされるデータを探す順方向チャネルを監視する。一致するＭＳＩが検出されると、移動局は、関連データをデカバー（ｄｅ−ｃｏｖｅｒ）する。
【００４２】
本発明によって提供される別の優位点は、システム容量の増加である。本発明は、チャネル割当てプロセスを加速するため、移動局は間欠的に、あるいは短期間のデータトランザクションに対処するために必要に応じて短期間のサービスセッションの間に、通信システムを使用することができる。本発明を使用すると、移動局は、それらがデータを送信していないとき（例えば、移動局が休眠状態にあるとき）エアリンクから切断するまたはエアリンクを「破壊する」ことができる。対照的に、従来の技術のＣＤＭＡシステムでは、移動局は、それらが基地局とデータ交換していないときにもエアリンクを強制的に維持させられる。移動局が、エアリンクをさらに頻繁にリリースできるようにすることにより、貴重なリソースを解放し、他のアクティブな移動局が使用できるようにすることができる。このようにして、システム容量は、本発明を使用して増大される。移動局と基地局の両方が、リンクのどちらかの側で状態を維持し、送信する追加データがないときにエアリンクを破壊することができる。本発明は、このようにして、チャネル割当てプロセスを加速することによって短期間データ交換を容易にする。
【００４３】
本発明に従って、（従来の技術のシステムで必要とされるように）トラフィックチャネルを取得するのに２秒と３秒の間を要するよりむしろ、移動局は、プローブテール２０６（図２）によって定義される時間期間内にトラフィックデータを取得する。図に関して前述されたように、基地局は、順方向リンク制御チャネルを介してプローブテール期間を広告する。本発明の１つの実施形態においては、この時間期間は、いくつかの短い２６ミリ秒間隔だけを備える。例えば、図２に示されているプローブテール２０６は、４つの２６ミリ秒間隔、つまり０．１１秒を備える。このようにして、図２に示されている実施形態においては、移動局が、１秒の約１０分の１内でトラフィックチャネルを取得する。これは、従来の技術の技法に優るはなはだしいチャネル割当て速度の優位点を表す。
【００４４】
さらに、電力制御サブチャネルは、同じ短時間期間内に移動局に割り当てられる。前述されたように、基地局が、チャネル割当てプロセスにおいてできる限り早急に移動局の送信電力を制御できるようにすることはきわめて有利である。図２に関して前述された本発明の方法を使用し、移動局は、アクセスプローブが送信されたから約０．１１秒以内に基地局によって監督される。再び、これは、従来の技術の技法に優る多大な改善である。
【００４５】
有利なことに、本発明を使用すると、基地局は、トラフィックチャネル割当てメッセージを要求側移動局に送信するために、制御チャネルではなくトラフィックチャネルを使用できる。本発明とともに使用するために熟慮されるシステムにおいては、トラフィックチャネルは、制御チャネルが動作するよりはるかに高速な速度で動作する。したがって、トラフィックチャネル割当ては、従来の技術のシステムを使用して過去に使用可能であったよりもはるかに高い速度で移動局に送信される。つまり容量の優位点である。
【００４６】
使用可能なトラフィックチャネルの基地局広告
前述されたように、移動局はトラフィックチャネルを無作為に選択するため、および移動局は使用可能な電力制御サブチャネルも無作為に選択するため、衝突の相対的に少ない確率が存在する。すなわち、複数の移動局が同じトラフィックチャネルまたは同じ電力制御サブチャネルのどちらかを無作為に選択する相対的に少ない確率がある。しかしながら、衝突が無線通信システムによって許容できない場合、チャネル選択プロセスの無作為さを削減し、それによって衝突率を削減または排除する本発明の代替実施形態が使用できる。本代替実施形態に従って、基地局は、使用可能なトラフィックチャネルのアイデンティティを広告するために制御チャネルを使用する。
【００４７】
本実施形態に従って、使用可能なトラフィックチャネルは、チャネル識別子と関連電力制御サブチャネルの対または組として制御チャネル上で広告される。例えば、１つの実施形態においては、基地局は、（Ｗｉ，Ｐｉ）として定義されている複数の使用可能なチャネルの組を送信し、この場合Ｗｉは使用可能なトラフィックチャネルのアイデンティティを表し、Ｐｉはその関連電力制御サブチャネルのアイデンティティを表す。トラフィックチャネル要求および割当てプロセスは、そのＭＳＩに基づいて無作為にトラフィックチャネルを選択する代わりに、移動局が基地局によって広告される使用可能なチャネルリストからチャネル組を選択するという点を除き、図２に関して前述されたプロセスに類似している。基地局は、選択を検出し、使用可能なチャネルリストから選択された組を削除する。
【００４８】
使用可能なチャネル組（Ｗｉ、Ｐｉ）を選択した後、移動局は、図２に関して前述されたようにアクセスチャネルでアクセスプローブを送信する。基地局は、複数の移動局が同じトラフィックチャネル組を要求したかどうかを判断する。複数の移動局が同じトラフィックチャネル組の使用を試みた場合、基地局は、その後で呼を開始し直す１つまたは複数の移動局をリリースする。チャネル割当てプロセスの残りは、図２に関して前述されたように進む。
【００４９】
この代替実施形態は、完全に無作為なチャネル（および電力制御サブチャネル）選択プロセスを使用して発生してよい潜在的な衝突を削減する。この実施形態に従って、移動局には、移動局がトラフィックチャネルの使用を開始した瞬間から使用できる（Ｐｉによって定義される）電力制御サブチャネルが割り当てられる。このようにして、基地局は、それがトラフィックチャネル要求を受信するとすぐに選択された電力制御サブチャネルを使用して移動局をただちに監督する（つまり、その伝送電力を制御する）ことができる。前述されたように、使用可能であるものから同じ電力制御サブチャネルを選択する（つまり、衝突が発生する）確率がある。しかしながら、基地局は選択を検出し、呼を開始するために必要な時間と比較して非常に短い時間フレーム内で広告されたリストから選択された組を削除するため、衝突の確率は非常に小さい。しかしながら、衝突のケースでは、呼は、呼のセットアップ失敗で終端する。衝突が非常にまれにしか発生しないため、呼のセットアップ失敗率は、本発明を使用して許容できるほど低い。例えば、本発明のこの実施形態を使用すると、衝突は、同じ使用可能なトラフィックチャネル組（Ｗｉ、Ｐｉ）を同時に選択するときだけ発生するだろう。実際には、この実施形態は、有利なことに、トラフィックチャネル要求メッセージを搬送できる複数のアクセスチャネルを作成する。
【００５０】
基地局によって開始されるトラフィックチャネル割当て
本発明および装置の代替実施形態において、移動局ではなく、基地局がデータ呼およびそれ以降のトラフィックチャネル割当てを開始する。このケースは、ある特定の移動局への伝送を必要とする基地局に提示される（例えば、インターネットプロバイダは、ある特定の移動局呼と関連するデータを送信する）。この実施形態に従って、基地局は、現在基地局に接続されていない移動局（つまり、移動局が「アイドル」状態にある）への伝送のためにデータの提示を受けると必ず、基地局は、トラフィックチャネル割当てプロセスを開始する。データがある特定の移動局に送信されなければならないとき、基地局制御装置は、移動局のページング半径内（つまり、移動局は十中八九現在の位置にある）のすべての基地局に、順方向リンク制御チャネルで「ページ」メッセージを送信するように命令する。ページメッセージは、移動局のＭＳＩを使用して移動局のアイデンティティを広告する。ページメッセージは、（「カプセル」と呼ばれている）制御チャネル上で初期の伝送で送信される。移動局は、制御チャネルを連続して監視し、その関連ＭＳＩにアドレス指定されるページに応答する。いったん移動局がそのページメッセージを受け取ると、それは、好ましくは、トラフィックチャネル要求を開始するために前述された２つの本発明のトラフィックチャネル割当て方法のどちらかを使用する。
【００５１】
高速基地局によって開始されるトラフィックチャネル割当て
本方法および装置の別の代替実施形態においては、基地局が、（移動局のＭＳＩを識別子として使用する）宛先移動局のアイデンティティと関連する電力制御サブチャネルの両方を制御チャネル上で広告することによってトラフィックチャネル割当てを開始する。前述されたように、基地局は、データがある特定の移動局への伝送を必要とする基地局に提示されるときは必ずトラフィックチャネル割当てを開始する。前述された代替実施形態と同様に、宛先移動局のページング半径内のすべての基地局は、制御チャネルを介して移動局にページメッセージを送信する。しかしながら、この代替実施形態に従って、基地局は、移動局のＭＳＩを制御チャネルページメッセージ内で広告するだけではなく、関連電力制御サブチャネルも広告する。移動局は、順方向リンク制御チャネルを連続して監視し、それ以降、そのＭＳＩと関連するページメッセージを識別する。
【００５２】
移動局がページメッセージおよびその関連電力制御サブチャネルを検出すると、それは、そのＭＳＩによって定義される逆方向リンクトラフィックチャネルで基地局に対して（本発明のトラフィックチャネル割当て方法および装置に関して前述された方法で）トラフィックチャネル要求を送信する。移動局は、ページメッセージに定義されている順方向リンク電力制御サブチャネルの監視をただちに開始する。有利なことに、基地局は、選択された移動局の伝送電力を制御するために割り当てられた電力制御サブチャネルの使用をただちに開始してよい。
【００５３】
本発明の高速割当て方法は、好ましくは、移動局と基地局の両方の中のマイクロプロセッサまたはその他のデータ処理装置で実行する。移動局は、無線パケット通信システムでトラフィックチャネルを高速でかつ効率よく要求し、割り当てるために前述されたように、基地局と協調する。本発明の方法および装置は、代わりに、状態マシン、現在の状態−次の状態離散論理、またはフィールドプログラム可能ゲートアレイ装置などの任意の便利なまたは所望のシーケンス装置を使用して実現することができる。前述された高速チャネル割当て方法は、ハードウェアで実現できる（つまり「配線による」）またはプログラム可能な装置を使用して代わりに実現することができる。
【００５４】
要約すると、方法および装置は、ワイヤレス高速パケットデータ通信システム内の要求側移動局に高速でトラフィックチャネルを割り当てるための手段を含む。本方法および装置は、選択された基地局にトラフィックチャネル要求を送信した直後に、またはその後すぐに、移動局が選択された逆方向トラフィックチャネルの使用を開始できるようにする。本発明に従って、移動局は、無作為に選択されたアクセスチャネル上でアクセスプローブを選択された基地局に送信する。アクセスプローブは、パイロットプリアンブル、トラフィックチャネル要求、およびパイロット／ＤＲＣフィールドを備える。パイロットプリアンブルによって、基地局は、移動局からのアクセスプローブ伝送を容易に検出できるようになる。トラフィックチャネル要求は、基地局に対し移動局を識別するデータを含む。移動局は、基地局によって広告されるプローブテールパラメータによって定義される期間パイロット／ＤＲＣフィールドを送信し続ける。有利なことに、移動局には、従来の技法の割当て技法と比較して非常に短時間期間内でトラフィックチャネルが割り当てられる。さらに、移動局には、ほぼ即座に電力制御サブチャネルが割り当てられる。
【００５５】
有利なことに、本発明は、いままでのトラフィックチャネル要求および割当てプロセスと関連する時間遅延を削減する。本発明はシステム容量を改善し、貴重なシステムリソースを解放し、移動局の早期電力監督を可能にし、無線パケットデータセルラ通信システム内での短期間のデータトランザクションの使用を容易にする。呼セットアッププロセスと関連する総時間を削減することによって、本発明は、休眠移動局にまつわるシステム費用を削減する。本発明は、固定端末と移動端末の両方に広域高速パケットデータ接続性を提供するセルラ／ＰＣＳ  ＣＤＭＡシステム内で特に有効である。しかしながら、それは、トラフィックチャネルの移動局への高速割当てを必要とする広帯域無線データ通信システムでも実用性を見出す。
【００５６】
本発明の多くの実施形態が説明されてきた。それにも関わらず、本発明の精神および範囲から逸脱することなく多様な修正が加えられてよいことが理解されるだろう。例えば、アクセスプローブのある実施形態は、図２に示されるが、本発明は、多岐に渡るアクセスプローブフォーマットを活用できる。例えば、パイロットプリアンブル、トラフィックチャネル要求、およびパイロット／ＤＲＣフィールドの期間は、図２に図示されている期間とは異なることがある。移動局は、図２に示されている２６ミリ秒フレームを超える期間の間、パイロットプリアンブルを送信できる。同様に、代替実施形態においては、トラフィックチャネル要求は、何らかのその他の逆方向リンクデータの伝送後に送信できる。さらに、本発明は移動局を識別するために多岐に渡るシステムによって生成されたパラメータを使用してよい。例えば、本発明は、代わりに移動局連続番号、周知のインターネットドメイン名に類似する汎用移動局名、汎用移動局名のハッシュ機能およびＩＳ−９５で使用される識別子に類似する汎用移動局識別子を使用してよい。
【００５７】
したがって、本発明が、特定の示されている実施形態によって制限されるのではなく、添付クレームの範囲によってのみ制限されるべきであることが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明とともに使用するために適応された例示的な無線パケットデータ通信システムのブロック図である。
【図２】  本発明の高速トラフィックチャネル割当て方法および装置を実践するために使用されるアクセスプローブの例を示す。
多様な図面における類似する参照番号および名称は、類似する要素を示す。
【符号の説明】
１００…パケットデータ通信システム  １０２…移動局  １０４…基地局  １０６…インターネットプロトコルルータ  １０８…端末装置ブロック  １１０…移動終端ブロック  １１２…エアリンク  １１４…基地局トランシーバサブシステム  １１６…シグナリングマネージャ  ２００…アクセスプローブ  ２０２…パイロットプリアンブル  ２０４…トラフィックチャネル要求  ２０６…プローブテール  ２０８…長符号カバー  ２１０…アクセスチャネルカバー
【図１】
0004579418.tif 000003
【図２】
0004579418.tif 000004