(57)【要約】ＩＳ−９５−Ｂに基く中間データレートシステムにおける最適な容量と安定性を達成するための新規な方法及び装置。基地局によるサービスを受ける各ユーザは、利用可能な送信電力の一定部分が割り当てられる。データはこの割り当てられた送信電力で各ユーザに送信され、データレートは、ユーザのチャネル状態に従って変化される。この方法は、ユーザが最大及び最小レート間を切り替わるときにおける送信電力の変化を除去し、これによって、システムの安定性と容量とを増大させる。容量はさらに、基地局の全利用可能な送信電力の一定部分を、基本フォワードチャネルについてのデータ送信のための電力と、補助フォワードチャネルについての送信のための電力に対して割り当てられる。各ユーザは１つの基本チャネルが割り当てられる。ユーザに対するデータの送信のレートは、通信リンクのＲＦ状態と、ユーザの各々の要求されたデータレートとに基いて、補助フォワードチャネルを割り当てることによって可変される。この割り当ては、スケジューリング方法により制御される。本発明の他の側面において、基地局は、固定電力に関して送信を行っており、長期間データスループットにおける変化を可能にするために、この固定電力を次第に調整することが可能である。
2004501549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて可変レートデータを送信する方法であって、
前記通信システムのユーザの間で中間データレートの送信電力を割り当てることと、
前記割り当てられた送信電力で、無線周波数リンクを介して前記ユーザの少なくとも一人にデータを送信すること、
を具備する方法。
【請求項２】
前記中間レートデータ送信電力は、全送信電力の不変の割り当てである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中間レートのデータ送信電力は、全送信電力の可変割り当てである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記可変割り当ては、送信すべきデータレートに対する要求に従って決定される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
中間データレート送信電力を割り当てることは、
基本フォワードチャネルに対する割り当てのための第１電力プールと、補助フォワードチャネルに対する割り当てのための第２電力プール間で、前記中間データレートの送信電力を分配することと、
前記ユーザの各々に対して少なくとも１つの基本フォワードチャネルを割り当てること、を具備する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの基本フォワードチャネルを割り当てることは、
前記第１電力プールから、前記基本フォワードチャネルを支持するのに要する第１電力を割り当てることと、
要求されたデータレートと前記第２電力プールからの利用可能な電力とに従って、補助チャネルの数を決定することと、
前記第２電力プールから、前記補助チャネルの数を支持するのに要する第２電力を割り当てることと、
を具備する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
補助チャネルの数を決定することは、
前記第１電力によって支持可能なデータレートで前記基本フォワードチャネルに関して送信局と受信局間での通信を開始することと、
前記第１電力に従って補助フォワードチャネル電力を決定することと、
前記決定された補助フォワードチャネル電力と、前記第２電力プールと、前記要求されたレートとに従って、前記補助フォワードチャネルの数を決定すること、とを具備する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
補助チャネルの数を決定することは、前記基本フォワードチャネルのユーザに割り当てられた補助フォワードチャネルの最大数に従ってさらに実行される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
中間レートのデータ送信電力を割り当てることは、
前記全中間データレートの送信電力の等しい部分を前記ユーザの各々に対して割り当てることと、
基本フォワードチャネルに対する第１電力と、補助フォワードチャネルへの割り当てのための第２電力プール間で前記等しい部分を配分することと、
前記基本フォワードチャネルと前記補助フォワードチャネルの少なくとも１つを前記ユーザの各々に割り当てること、とを具備する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記補助フォワードチャネルの少なくとも１つを割り当てることは、
要求されたデータレートと前記第２電力プールにおいて利用可能な電力に従って、補助フォワードチャネルの数を決定することと、
前記補助チャネルの数の間で前記第２電力プールからの全電力を割り当てることと、
前記数が零のときに、前記第２電力プールからの全電力を１つの補助フォワードチャネルに割り当てること、とを具備する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記補助フォワードチャネルの数を決定することは、
前記第１電力によって支持可能なデータレートで前記基本フォワードチャネルに関して送信局と受信局間での通信を開始することと、
前記第１電力に従って、最小補助フォワードチャネル電力を決定することと、　前記最小補助フォワードチャネル電力と前記第２電力プールに従って、最大数の補助フォワードチャネルを決定することと、
前記要求されたデータレートと、前記最大数の補助フォワードチャネルとに基づいて、前記補助フォワードチャネルの数を決定すること、
を具備する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
最大数の補助チャネルを決定することはさらに、前記基本フォワードチャネルの前記ユーザに割り当てられた補助フォワードチャネルの最大数に従って実行される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
データを送信することは、少なくとも１つのユーザのチャネル状態に従って、前記データのレートを調整することを含む請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項１４】
データを送信するステップは、
前記少なくとも１つのユーザのチャネル状態に従って、基本フォワードチャネル電力を調整することと、
前記基本フォワードチャネル電力と補助フォワードチャネル電力との和が、前記割り当てられた送信電力と等しくなるように、補助フォワードチャネル電力を調整すること、とを具備する請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
通信システムにおける可変レートデータを送信するための装置であって、
送信するべきデータを提供するデータ源と、
前記データを送信するための送信器と、
前記送信器に通信可能に結合された制御プロセッサであって、前記通信システムのユーザの間で中間レートデータ送信電力を割り当て、前記送信器に、前記割り当てられた送信電力で無線周波数リンクを介して前記ユーザの少なくとも１つに前記データを送信させる、機能を実行するように構成された制御プロセッサと、
を具備する装置。
【請求項１６】
前記中間レートデータ送信電力は、全送信電力の不変の割り当てである請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記中間データレート送信電力は、全送信電力の可変割り当てである請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記制御プロセッサはさらに、送信すべきデータレートに対する要求に従って、前記可変割り当てを変化させる機能を実行するように構成されている請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記制御プロセッサは、
基本フォワードチャネルに対する割り当てのための第１電力プールと、補助フォワードチャネルに対する割り当てのための第２電力プール間で、前記中間データレート送信電力を配分し、
少なくとも１つの基本フォワードチャネルを前記ユーザの各々に割り当てる、機能を実行することによって、中間データレート送信電力を割り当てる機能を実行するように構成されている請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記制御プロセッサは、
前記第１電力プールから、前記基本フォワードチャネルを支持するのに要する第１電力を割り当て、
要求されたデータレートと前記第２電力プールからの利用可能な電力に従って補助チャネルの数を決定し、
前記第２電力プールから、補助チャネルの前記数を支持するのに要する第２電力を割り当てる、機能を実行することによって少なくとも１つの基本フォワードチャネルを割り当てる機能を実行するように構成されている請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記制御プロセッサは、
前記第１電力によって支持可能なデータレートで、前記基本フォワードチャネルに関して送信局と受信局間で通信を開始し、
前記第１電力に従って補助フォワードチャネル電力を決定し、
前記決定された補助フォワードチャネル電力と、前記第２電力プールと、前記要求されたレートとに従って補助フォワードチャネルの前記数を決定する、機能を実行することによって補助チャネルの数を決定する機能を実行するように構成されている請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記制御プロセッサは、前記基本フォワードチャネルの前記ユーザに割り当てられた補助フォワードチャネルの最大数に従って、補助チャネルの数を決定する機能を実行するように構成されている請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記制御プロセッサは、
前記全中間データレート送信電力の等しい部分を前記ユーザの各々に配分し、　基本フォワードチャネルに対する第１電力と、補助フォワードチャネルへの割り当てに対する第２電力間で前記等しい部分を配分し、
前記基本フォワードチャネル及び前記補助フォワードチャネルの少なくとも１つを前記ユーザの各々に割り当てることによって、
中間データレート送信電力を割り当てる機能を実行するように構成されている請求項１５に記載の装置。
【請求項２４】
前記制御プロセッサは、
要求されたデータレートと前記第２電力プールにおいて利用可能な電力とに従って、補助フォワードチャネルの数を決定し、
前記補助チャネルの数の間で、前記第２電力プールからの全電力を割り当て、　前記数が零のときに、前記第２電力プールからの全電力を、１つの補助フォワードチャネルに割り当てること、によって
少なくとも１つの補助フォワードチャネルを割り当てる機能を実行するように構成されている請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記制御プロセッサは、
前記第１電力によって支持可能なデータレートで前記基本フォワードチャネルに関して送信局と受信局間での通信を開始し、
前記第１電力に従って最小補助フォワードチャネル電力を決定し、
前記最小補助フォワードチャネル電力及び前記第２電力プールとに従って、補助フォワードチャネルの最大数を決定し、
前記要求されたデータレートと前記最大数の補助フォワードチャネルとに従って補助フォワードチャネルの数を決定すること、によって、
前記補助フォワードチャネルの数を決定する機能を実行するように構成されている請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記制御プロセッサは、前記基本フォワードチャネルの前記ユーザに割り当てられた補助フォワードチャネルの最大数に従って補助チャネルの数を決定する機能を実行するように構成されている請求項１１に記載の装置。
【請求項２７】
前記制御プロセッサは、前記少なくとも１つのユーザのチャネル状態に従って、前記データのレートを調整することによってデータを送信する機能を実行するように構成されている請求項１５に記載の装置。
【請求項２８】
前記制御プロセッサは、
前記少なくとも１つのユーザのチャネル状態に従って基本フォワードチャネル電力を調整し、
前記基本フォワードチャネル電力と補助フォワードチャネル電力との和が前記割り当てられた送信電力に等しくなるように、補助フォワードチャネル電力を調整することによって、データを送信する機能を実行するように構成されている請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は通信に関するものである。より詳細には、本発明は、システムの容量と安定性を改善するためにＣＤＭＡ通信システムにおける中間データレート（ＭＤＲ）無線周波数電力を管理するための方法及び装置に関する。
【０００２】
２．関連技術の記述
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）変調技術は、多数のシステムユーザが存在する通信を促進するためのいくつかの技術の１つである。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）そして振幅圧伸された単一側波帯（ＡＣＳＳ）などのＡＭ変調方法などの他の技術が知られているが、ＣＤＭＡはこれらの他の技術と比べて大きな利点をもつ。多元接続通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用については、名称が“衛星または地上リピータを使用するスペクトラム拡散多元接続通信システム”であり、本発明の譲受人に譲渡され、ここにその全体が言及により組み込まれている、米国特許第４９０１３０７号公報に開示されている。多元接続通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける信号波形を生成するためのシステム及び方法”であり、本発明の譲受人に譲渡され、ここに言及により組み込まれている米国特許第５１０３４５９号にさらに開示されている。ＣＤＭＡシステムは、“二重モード広帯域スペクトラム拡散セルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局両立性標準”に適合するように設計される。以下ではＩＳ−９５標準と呼ぶことにする。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは、スペクトラム拡散通信システムである。スペクトラム拡散通信の利点は業界で良く知られており、上記の参考文献に対する言及により認識される。ＣＤＭＡは、広帯域信号であるという先天的性質により、信号エネルギを広帯域に渡って拡散することによって周波数ダイバーシチの一形態を提供する。したがって、周波数選択フェージングはＣＤＭＡ信号帯域のほんの一部のみに影響を与える。２つ以上の基地局を介した移動体ユーザまたは遠隔局に対して同時リンクを介して多元信号経路を提供することによって、空間またはパスダイバーシチが取得される。さらに、パスダイバーシチは、異なる伝搬遅延で到着する信号を別個に受信して処理することを可能にすることによって、スペクトラム拡散処理を通したマルチパス環境を活用することによって取得される。パスダイバーシチの一例は、“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ための方法及びシステム”を名称とする米国特許第５１０１５０１号、及び“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるダイバーシチ受信器”を名称とする米国特許第５１０９３９０号に開示されている。これら両方の特許は本発明の譲受人に譲渡され、言及によりここに組み込まれている。
【０００４】
符号分割多元接続通信システムは、遠隔通信工業協会ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ｂにおいて米国において標準化された。名称が“二重モード広帯域スペクトラム拡散セルラシステムのための移動局−基地局両立性標準”であり、言及によりここに組み込まれており、以下ではＩＳ−９５−Ｂと呼ぶ。
【０００５】
ＴＳＢ−７４及びＡＮＳＩ　Ｊ−ＳＴＤ−００８（ＩＳ−９５−Ａ）を有するＥＩＡ／ＴＩＡ　ＩＳ−９５−Ａは、基本レート音声及びデータトラフィックを運ぶ標準化されたＣＤＭＡ通信網を導入した。ＥＩＡ／ＴＩＡ　ＩＳ−９５−Ｂ（ＩＳ−９５−Ｂ）は、基地局が８パラレルフォワードリンクまで及び８パラレルリバースリンクまで使用する移動局と通信できるようにすることによって、この基本機能をＭＤＲに対する支持により強化した。ＩＳ−９５−Ｂシステムにおけるパケットデータの送信において使用される一連の手順の記述が以下になされる。“スペクトラム拡散システムのためのデータサービスオプション”を名称とする、遠隔通信工業協会中間標準ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−７０７−Ａは、以下ではＩＳ−７０７と呼ぶ。
【０００６】
無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）は、“スペクトラム拡散システムのためのデータサービスオプション：無線リンクプロトコルタイプ２”を名称とする、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−７０７−Ａ．８に記載されており、以下ではＲＬＰ２と呼ばれ、言及によりここに組み込まれている。ＲＬＰ２は、ＩＳ−９５−Ｂフレームレイヤを介したフレーム再送手順とともにエラー制御プロトコルを組み込む。ＲＬＰは、当業界でよく知られた、ＮＡＫに基くＡＲＱプロトコルとして知られるエラー制御手順のクラスである。ＩＳ−７０７ＲＬＰは、ＩＳ−９５−Ｂ通信システムを介して一連の音声フレームではなく、バイトストリームの送信を促進する。
【０００７】
いくつかのプロトコルレイヤは概して、ＲＬＰレイヤより上方に位置する。例えば、ＩＰデータグラムは概して、バイトストリームとしてＲＬＰプロトコルに提供される前に、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）バイトストリームに変換される。ＲＬＰレイヤがプロトコルより上位のプロトコルレイヤのフレーム処理（ｆｒａｍｉｎｇ）を無視するときには、ＲＬＰによって送信されたデータストリームは、“特徴のないバイトストリーム”と呼ばれる。
【０００８】
ＲＬＰはもともとワイヤラインの信頼性でもってＩＳ−９５チャネルを介して大きなデータグラムを送信するという要求を満足すべく設計された。例えば、５００バイトのＩＰデータグラムがそれぞれ２０バイトを運ぶＩＳ−９５−Ｂフレームで単に送信されるならば、ＩＰデータグラムは、２５個の連続するＩＳ−９５フレームを満たす。何らかのエラー制御レイヤがないならば、２５個すべてのこれらのＲＬＰフレームは、ＩＰデータグラムがより上位のプロトコルレイヤに対して有用性をもつためにはエラーなしで受信されなければならない。１％フレームエラーレートをもつＩＳ−９５チャネルについては、ＩＰデータグラム配送の効果的なエラーレートは、（１−（０．９９）２５）、すなわち２２％である。これは、インターネットプロトコルトラフィックを運ぶのに使用されるたいていのネットワークと比較して大変高いエラーレートである。ＲＬＰは、１０Ｂａｓｅ２イーサネットチャネルにおいて一般的なエラーレートと比較可能なＩＰトラフィックのエラーレートを低減するリンクレイヤプロトコルとして設計された。
【０００９】
国際遠隔通信協会は最近、ワイヤレス通信チャネルを介して高レートデータ及び高品質音声サービスを提供するために提案された方法の提出を要求した。これらの提案の第一のものは、“ｃｄｍａ２０００ ＩＴＵ−Ｒ  ＲＴＴ候補提出”を名称とする遠隔通信工業協会によって発行された。遠隔通信工業協会は現在、中間標準ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００としてｃｄｍａ２０００提案を開発しており、以下ではｃｄｍａ２０００として呼ぶ。これらの提案の第２のものは、“ＥＴＳＩ  ＵＭＴＳ地上無線接続（ＵＴＲＡ）  ＩＴＵ−Ｒ  ＲＴＴ候補提出”または、“広帯域ＣＤＭＡ”（以下ではＷ−ＣＤＭＡと呼ぶ）としても知られる欧州遠隔通信標準協会（ＥＴＳＩ）によって発行された。第３の提案は、“ＵＷＣ−１３６候補提出”（以下ではＥＤＧＥと呼ぶ）を名称とするＵ．Ｓ．  ＴＧ８／１によって提出された。これらの提出の内容は、公に記録されており当業界で良く知られている。
【００１０】
ＲＬＰ２は、ＩＳ−９５−Ｂとともに使用するように設計された。ｃｄｍａ２０００とともに使用するように設計された新たなＲＬＰは、“スペクトラム拡散システムのためのデータサービスオプション：無線リンクプロトコルタイプ３”を名称とするＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−７０７−Ａ−１．１０に記載されている。以下ではＲＬＰ３Ｅと呼ぶ、言及によりここに組み込まれている。
【００１１】
ＩＳ−９５−Ａ音声システムは、キャリアあたりセルあたりの多数の相関のないユーザと、無線周波数（ＲＦ）容量及びＲＦ安定性の両方に対する良くふるまうマルコフ音声統計とに依存する。多数の相関のないふるまいの良いユーザならば、予測可能に静的であり、ログ−ノーマル（ｌｏｇ−ｎｏｒｍａ１）分布を有する。このようなフォワードリンクＲＦ電力予測可能性がないならば、フォワードリンク電力制御及び移動体支援ハンドオフは不安定になりやすい。
【００１２】
不幸なことに、パケットデータトラフィックは、良いふるまいを呈さない。データトラフィックはしばしば、バースト状態で到来し、比較的長い期間の最大レート送信の後に比較的長い期間の最小レート送信が続く。ＩＳ−９５−Ｂにおける中間データレートの到来とともに、これらの影響はより顕著になってきた。中間レートユーザの多元リンクは相関がある。相関のない音声リンクとは異なり、データリンクは電力制御と同じように最大レートと最小レート間で切り替わる。このことはフォワードリンクＲＦ送信電力分布を決定的に非静的かつ非ログノーマルにさせ、結果的に不安定になる確率が大きくなる。
【００１３】
したがって、ＭＤＲが使用されるときに、ＩＳ−９５−Ｂエアインタフェースを変更することなしに、ネットワーク安定性と容量の問題を解決するニーズが存在する。
【００１４】
本発明の要約
本発明は、ＩＳ−９５−Ｂを基礎とする中間データレートシステムにおける最適な容量と安定性を達成するための新規な方法及び装置に関している。本発明によれば、基地局の全利用可能送信電力の一定部分は、各ユーザに割り当てられる。データはこの割り当てられた送信電力で各ユーザに送信され、データレートはユーザのチャネル状態に応じて変化される。
【００１５】
本発明の他の側面に従って、基地局の全利用可能送信電力の一定部分は、基本フォワードチャネルに関するデータ送信のための電力と、補助フォワードチャネルに関する送信のための電力とに割り当てられる。各ユーザは、１つの基本チャネルが割り当てられる。ユーザへのデータ送信のレートは、通信リンクのＲＦ状態と各ユーザの要求されたデータレートとに基づいて補助フォワードチャネルを割り当てることによって可変される。
【００１６】
本発明の他の側面において、固定電力に関して送信する基地局は、この固定電力を次第に調整して長期的なデータスループットを変化させることを可能にする。
【００１７】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１は、ユーザのＲＦリンク状態に応じて、ユーザあたり一定の電力レベルかあるいは可変のデータレートでのデータ送信を使用する、本発明の一実施形態を示す。これは、保証された最小の帯域と最大の遅延を必要とする音声サービスとは異なり、パケットデータユーザはそれほど厳しくないサービスグレード（ＧｏＳ）要求を有しているので、実行可能な選択肢である。一実施形態に従って、１つまたはそれ以上のフォワード符号チャネルが認可されていることに加えて、パケットデータ呼が固定された全電力が認可される。図１（Ａ）は、中間データレートＰＴＭＤＲでの送信に対して割り当てられた全電力を示す。この電力は、以下の式（１）を満足する。
【００１８】
【数１】
2004501549.tif 000003
ここで、ＰＴｕｉは、ユーザｉに割り当てられた全電力であり、Ｎはユーザの数である。
【００１９】
図１（Ｂ）は、基本フォワードチャネルＰＦＵに対して利用可能な電力と、補助フォワードチャネルＰＳＵに対して利用可能な電力間の全電力ＰＴＭＤＲである。その割り当ては、以下の式を満足する方法において実行される。
【００２０】
【数２】
2004501549.tif 000004
ここで、ＰＴＵは、ユーザｉに対する全電力であり、Ｍはユーザｉに対する補助フォワードチャネルの数である。
【００２１】
呼は、基本フォワードチャネル電力制御の変化が割り当てられたユーザ電力ＰＦＵを超えないことを確実にするのに十分低いデータレートで基本フォワードチャネルに関してユーザによって開始される。補助フォワードチャネルＰＳＵの電力レベルは次に、基本チャネル電力ＰＦＵに基いて設定される。式（２）は次に、使用可能な補助チャネルの最大数を決定するのに利用される。フォワードチャネル電力制御は、基本フォワードチャネルのみに対して行われるので、式（２）及び補助チャネルの最大数は、補助フォワードチャネルＰＳＵの電力レベルを調整するのに使用される。（十分な電力がないかあるいはすべてのデータが基本フォワードチャネルに関して送信可能なために）補助フォワードチャネルに関して送信されたデータが存在しないならば、空の補助フォワードチャネルが式（２）が満足されることを確実にするのに十分な電力で送信される。必要とする送信データレートが全ユーザ電力ＰＴＵを超える電力を要求するならば、要求された電力を全電力以下に維持するために低い十分なデータレートが送信される。低いデータレートは、まず、より少ない補助フォワードチャネルを使用することによって達成され、次に、フルレート基本フォワードチャネル以下のものを使用することによって達成される。無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）シーケンス番号は、移動局が補助フォワードチャネルの消去がパケットの消去によるものなのかパケットが送信されなかったことによるものなのかを決定することを可能にする。
【００２２】
“一定のユーザ電力”とともに送信することにより、電力制御とデータアクティビティにより引き起こされる基地局送信電力の変化を低減する。しかしながら、上記方法は、ユーザが送信すべきデータがないときに消費電力を送信することを要求するものなので、効率的ではない。最小ユーザデータレートと最大ユーザデータレート間の相違が大きければ大きいほど、非効率性が増大する。したがって、本発明の他の実施形態において、基地局は、フォワードリンク中間データレート電力ＰＴＭＤＲの時間共有を可能にする。基地局は、独自の基本フォワードチャネルを各中間レートパケットデータユーザに割り当てる。次に、基地局は、割り当て可能な補助フォワードチャネルの０から最大数までの数を、前記中間レートパケットデータユーザのそれぞれに割り当てる。一実施形態において、ユーザあたりの割り当て可能な補助フォワードチャネルの最大数は７である。補助フォワードチャネルは同じ時間で複数のユーザに割り当てられる。基地局は、特定のユーザのロングコードによって補助フォワードチャネルを包囲することによって補助フォワードチャネルの使用をスケジュールに入れる。したがって、特定のロングコードを利用しないすべてのユーザは、他のユーザのための補助チャネルのフレームを復号することができない。図２は、このような状況における電力割り当てを示す。図２（Ａ）は、中間データレートＰＴＭＤＲの送信に対して割り当てられた全電力を示す。この電力は、以下の式（３）を満足する。
【００２３】
【数３】
2004501549.tif 000005
ここで、ＰＴＶｉは、ユーザｉに割り当てられた全電力であり、Ｎはユーザの数である。
【００２４】
図２（Ｂ）は、補助及び基本フォワードチャネル間の中間データレートＰＴＭＤＲの送信のための全電力の割り当てを示す。Ｎユーザを想定しているので、基本フォワードチャネルＰＴＰに割り当てられた電力は、各ユーザに対する、基本フォワードチャネルＰＦＵに対して利用可能な電力の和からなる。各ユーザに対して、
【数４】
2004501549.tif 000006
これは、図２（Ｂ）のヒストグラムの右欄によって示される。図２（Ｂ）のヒストグラムの左欄は、補助フォワードチャネルＰＴＳに対して割り当てられた電力を示す。利用可能な電力を使用するためにデータレートを調整する原理に従って、Ｎユーザの間の補助フォワードチャネルＣＨｉ に対する電力ＰＴＳの所定の割り当てがない。Ｍ補助フォワードチャネルＣＨｉ は、必要に応じてすべてのユーザに利用可能である。すなわち、特定のユーザに対するデータレートに関する要求が増大するときに、ユーザは、補助フォワードチャネルＰＴＳに対する電力から割り当てられたさらなるチャネルが割り当てられる。しかしながら、ユーザは、当該ユーザに割り当てられたチャネル以上の補助フォワードチャネルを利用することができない。逆に、特定のユーザに対するデータレートに関する要求が増大するとき、ユーザは、他のユーザの使用に対する補助フォワードチャネルを解放するように指示される。割り当て及び割り当て解除の率は、電力制御を妨害しないように選択されなければならない。ユーザ間の電力割り当ては、以下の式（５）を満足しなければならない。
【００２５】
【数５】
2004501549.tif 000007
“一定のユーザ電力”かつ“共有された補助フォワードチャネル”とともに送信することにより、ユーザ電力制御あたり及びユーザデータアクティビティあたりによる基地局送信電力変化を低減する。しかしながら、それは、データアクティビティの変化による送信電力の短期的変化と、データに対する要求の変化によって引き起こされる送信電力の長期的変化を除去しない。本発明の他の実施形態に従って、データアクティビティの変化による送信電力の変化は、使用していないフォワードチャネルに関して、データ送信に要求された電力と、“固定”電力レベル間の相違に等しい電力を送信することによって、“固定”電力レベルで送信する基地局によって除去される。ユーザは異なるフレームオフセットを有するので、送信された余剰電力は、電力制御グループごとに調整されなければならない。電力制御についての説明は、上記したＩＳ−９５標準を参照せよ。データに対する要求による変化は、“固定”電力レベルを調整することによって相殺される。すなわち、データに対する要求が減少するときに、基地局はデータサービスに対して割り当てられた“固定”電力の量を減少させる。一実施形態において、“固定”電力における変化はたまたましだいに電力制御方法を妨害するのを防止する。本発明の一実施形態において、“固定”送信電力レベルは、外部の電力制御ループによって制御される。この外部電力制御ループは、固定レベルがすぐには飽和しないように固定送信電力レベルを調整する。“固定”電力の余剰の量を介してのそのような調整におけるさらなるマージンは、新たなユーザが基地局内に到着するのを可能にする。
【００２６】
図３は、地上ワイヤレス通信システムの例示的実施形態を示す。このシステムは、ＢＳ３０２からＲＳ３０４への情報を運ぶフォワードリンク３０６を介してかつ、ＲＳ３０４からＢＳ３０２への情報を運ぶリバースリンク３０８を介して通信を行なう、基地局（ＢＳ）３０２と遠隔局（ＲＳ）３０４とにより表わされる。各リンク３０６，３０８は、１つの基本フォワードチャネルと少なくとも１つの補助フォワードチャネルとを具備する。ＲＳ３０４は、セルラ電話、ワイヤレスローカルループ電話、パーソナルデジタルアシスタント、そしてワイヤレスモデムを含む（しかし、これらに限定されない）任意の数のワイヤレス通信装置である。
【００２７】
図４は、送信局の例示的な実施形態を示す。送信するべき情報は、データ源４０２によって生成されて、メモリ４０４に供給される。メモリ４０４はバッファとして機能し、データ源４０２が送信可能な量よりも多いデータを提供するときにおけるデータ損失を防止する。メモリ４０４からのデータは、分離器（デマルチプレクサ）４０６に供給されて、制御回路４１０によって供給された信号４０８に従って当該データが分離される。分離されたデータはチャネル要素４１２ａから４１２ｈに供給される。各チャネル要素４１２ａから４１２ｈは、当該データを分離し、当該データをＣＲＣ符号化し、システムによって要求されるとおり符号テールビットを挿入する。
【００２８】
チャネル要素４１２ａから４１２ｈは次にデータとＣＲＣパリティビットと符号テールビットを畳み込み符号化して、符号化されたデータをインタリーブし、ユーザのロング疑似ノイズ（ＰＮ）シーケンスでインタリーブされたデータをスクランブルし、そして、ウォルシュシーケンスでスクランブルされたデータを包囲（ｃｏｖｅｒ）する。チャネル要素４１２ａから４１２ｈは次に、包囲されたデータをそれぞれ拡散器４１４ａから４１４ｈに供給して、当該データをショート同位相疑似雑音（ＰＮＩ ）と直交位相疑似雑音（ＰＮＱ ）シーケンスで当該データを拡散する。詳細な情報については上記したＩＳ−９５標準を参照せよ。拡散されたデータは次にフィルタ４１６ａから４１６ｈにおいてろ波され、ろ波されたデータは利得段４１８ａから４１８ｈに供給される。利得段４１８ａから４１８ｈは、制御回路４１０からの信号４２０ａから４２０ｈに応答して、当該データを縮小（ｓｃａｌｅ）する。制御回路４１０は，信号４２０ａから４２０ｈを生成する機能を実行することが可能な任意のデバイスである。そのようなデバイスは、例えば、プログラマブルロジックアレイ、特定用途向け回路、デジタル信号プロセッサ、などを含む。縮小されたデータは加算器４２２で加算され、変調器４２４に供給されて当該データを同位相及び直交位相の正弦波でアップコンバートする。アップコンバートされた信号は、縮小のために利得段４３０に供給される。縮小された信号はブロック４３０においてろ波された後、増幅される。信号は、送信局がＢＳならばフォワードチャネル３０６を介して、送信局がＲＳならばリバースチャネルを使用してアンテナ４３２を介して送信される。
【００２９】
受信局（図示せず）からのフィードバック信号は、アンテナ４３４によって受信されて、受信器４３６に供給される。受信器４３６は、当該受信信号をろ波し、増幅し、ダウンコンバートし、直交復調し、そしてデジタル化する。デジタル化された信号は、復調器４３８に供給されて、ショートＰＮＩ 及びＰＮＱ シーケンスによって当該データを逆拡散し、逆拡散されたデータをユーザロングＰＮシーケンスによって分離（ｄｅｃｏｖｅｒ）する。
【００３０】
逆スクランブルされた（または復調された）データは復号器４４０に供給される。復号器４４０は、チャネル要素４１２内で実行された符号化の逆の処理を実行する。復号されたデータはデータシンク４４２及び制御回路４１０に供給される。
【００３１】
図５は、一実施形態に従った安定性及び容量制御を達成する処理を示すフローチャートである。
【００３２】
処理は、ステップ５００において開始され、送信局はユーザにサービスを提供するために準備の状態へと初期化される。初期化処理は、送信局の全送信電力の初期割り当てを含む。本発明の一実施形態に従って、全送信電力は、音声サービスとデータサービス間に永久的に割り当てられる。他の実施形態において、全送信電力の割り当ては、音声サービスとデータサービス間で動的に変化する。電力割り当ての説明のために、送信局はいくつかの音声呼及びいくつかのデータユーザを指示することを仮定している。
【００３３】
ステップ５０２において、送信局は、ステップ５０４に転送されるデータサービスに対する要求を受信する。ステップ５０４は、送信スケジューリング方法の例示的な実施形態を表わす。ステップ５０４２は、要求が承認されるべきかどうかについて決定をする。
【００３４】
要求が承認されないならば、当該要求はステップ５０４４におけるさらなる送信スケジューリング処理のために転送される。再スケジュール調整された要求はステップ５０６に転送される。
【００３５】
要求がステップ５０４２において承認されたならば、処理はステップ５０６に移行する。
【００３６】
ステップ５０６は、さらなるユーザを支持するのに十分な電力が利用可能かどうかについて問いただす。応答が否定応答ならば、フロー図はステップ５０８に移行する。
【００３７】
可変電力割り当ての実施形態において、ステップ５０８の機能は、図６（Ａ）に示されている。ステップ５０８０２において、音声サービスからデータサービスへ電力を再割り当てるかどうかについての質問が行われる。当該応答が肯定的ならば、再割当てがステップ５０８０４において実行され、フローは図５のステップ５０６に移行する。図６（Ａ）に戻って、応答が否定的ならば、ＢＳの最大送信電力に到達したかどうかについて、さらなる質問がステップ５０８０６において行われる。応答が否定的で電力が利用可能でないならば、当該要求はステップ５０４０４における処理に進む。応答が否定的ならば、ＢＳは全送信電力の一部をステップ５０８０８におけるデータサービスに割り当て、フローは図５のステップ５０６に移行する。
【００３８】
永久的な電力割り当ての実施形態において、ステップ５０８の機能は、図６（Ｂ）に示される。音声サービスに対して割り当てられた電力との共有は許可されないので、ＢＳの最大送信電力に到達したかどうかについてステップ５０８１０において質問がなされる。応答が肯定的ならば、電力が利用可能ではなく、当該要求は図５のステップ５０４における処理に転送される。図６（Ｂ）に戻って、応答が否定的ならば、ＢＳは全送信電力の一部をステップ５０８１２におけるデータサービスに送信し、フローは図５のステップ５０６に移行する。
【００３９】
電力の十分さに対する応答がステップ５０４において肯定的ならば、フロー図は、ステップ５１０に移行する。
【００４０】
図７は、補助フォワードチャネル共有の概念を組み込んでいない本発明の一実施形態に従ったステップ５１０の機能を示す。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に関して記載したように、データサービスユーザは、ステップ５１００２において、基本フォワードチャネル電力ＰＦＵと、補助フォワードチャネル電力ＰＳＵとからなる全ユーザ電力ＰＴＵが割り当てられる。ステップ５１００４において、基本フォワードチャネルフォワード電力制御変化が割り当てられた電力ＰＦＵを超えないことを確実にするのに十分低いデータレートで基本フォワードチャネルに関する呼が開始される。ステップ５１００６は、要求されたデータレートと送信されたデータレートとの比較を実行する。要求されたデータレートが送信されたデータレートよりも低いかあるいは等しいならば、空の補助フォワードチャネルＰＳＵの電力レベルは、全電力ＰＴＵが正しい、すなわち、式（１）が満たされる、ことを確実にするためにステップ５１００８において調整される。要求されたデータレートが送信されたデータレートよりも高いならば、さらなる補助フォワードチャネルがステップ５１０１０において利用される。補助フォワードチャネルＰＳＵの電力レベルは、全電力ＰＴＵが正しく、すなわち、式（１）が満足されることを確実にするために調整される。
【００４１】
図８は、補助フォワードチャネル共有の概念を組み込んだ本発明の一実施形態に従ったステップ５１０の機能を示す。図２に関連して説明したように、データサービスユーザは、ステップ５１０１２において基本フォワードチャネル電力ＰＦＵが割り当てられる。ステップ５１０１４において、基本フォワードチャネルフォワード電力制御変化が、割り当てられた電力ＰＦＵを超えないことを確実にするのに十分低いデータレートで基本フォワードチャネルに関する呼が開始される。ステップ５１０１６は、要求されたデータレートと送信されたデータレートとの比較を実行する。要求されたデータレートが送信されたデータレートよりも低いかあるいは等しいならば、補助フォワードチャネルＰＳＵのパワーレベルは、全電力ＰＴＵが正しく、すなわち、式（４）が満足されることを確実にするために、ステップ５１０１８において調整される。要求されたデータレートが送信されたデータレートよりも高いときに、さらなる補助フォワードチャネルがステップ５１０２０において補助フォワードチャネルのプールから割り当てられる。補助フォワードチャネルＰＳＵの電力レベルは、全電力ＰＴＵが正しく、すなわち、式（４）が満足されることを確実にするために調整される。
【００４２】
好ましい実施形態の前記の記述は、本発明を生産または使用するために当業者に提供される。これらの実施形態に対する種々の変形例は、当業者に容易に認識され、ここで規定される一般的な原理は、発明能力を使用することなしに、他の実施形態に適用される。すなわち、本発明は、ここに示された実施形態に限定されることはなく、ここに開示された原理と新規な特徴に適合した広い権利範囲が与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的及び利点は図面を参照した以下の詳細な説明からより明らかになる。同じ参照符号は明細書全体に渡って同じものを意味するものとする。
【図１】
ユーザへの電力割り当てを示すヒストグラムである。
【図２】
基地局への電力割り当てを示すヒストグラムである。
【図３】
地上ワイヤレス通信システムの例示的な実施形態を示す図である。
【図４】
一実施形態に従った基地局の例示的な実施形態を示す図である。
【図５】
一実施形態に従ったフローチャートの例示的な実施形態を示す図である。
【図６】
一実施形態に従ったフローチャートの例示的な実施形態を示す図である。
【図７】
一実施形態に従ったフローチャートの例示的な実施形態を示す図である。
【図８】
一実施形態に従ったフローチャートの例示的な実施形態を示す図である。
【符号の説明】
３０２  基地局（ＢＳ）
３０４  遠隔局（ＲＳ）
３０６  フォワードリンク
３０８  リバースリンク
４０２  データ源
４０４  メモリ
４０６  分離器
４１０  制御回路
４１２Ａ〜４１２Ｈ  チャネル要素
４１４Ａ〜４１４Ｈ  拡散器
４１６Ａ〜４１６Ｈ  フィルタ
４１８Ａ〜４１８Ｈ  利得要素
４２２  加算器
４２４  変調器
４２６  利得要素
４３０  増幅器／フィルタ
４３２  アンテナ
４３４  アンテナ
４３６  受信器
４３８  復調器
４４０  復号器
４４２  データシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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