(57)【要約】可変レートでデータを伝送することができるＣＤＭＡデータ通信システムにおいて、時分割の電力割当ては、少なくとも１つのセクターへ送られる搬送波の電力レベルを周期的に低減して、隣り合うセクターの干渉を低減する。基地局は、各セクターごとに時分割の電力割当てを判断し、電力割当てにしたがって信号を生成する。移動体（７００）は、各電力レベルに対応するフィルタ係数を生成する。移動体は、搬送波信号−対−干渉（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ， Ｃ／Ｉ）を推定して、各電力レベルのデータレートを判断する。等化器（７１０）において以前に行われた反復は記憶され、将来の推定値を向上するために使用される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおける通信方法であって、通信システムには第１のセルが構成されていて、第１のセルには第１のセクターおよび第２のセクターが構成されていて、
第１の時間スロット中に、第１の電力レベルの信号を第１のセクターへ送ることと、
第１の時間スロット中に、第２の電力レベルの信号を第２のセクターへ送ることとが含まれている方法。
【請求項２】
第２の電力レベルが、第１の電力レベルよりも低い請求項１記載の方法。
【請求項３】
第２の時間スロット中に、第２の電力レベルの信号を第１のセクターへ送ることと、
第２の時間スロット中に、第１の電力レベルの信号を第２のセクターへ送ることとがさらに含まれている請求項１記載の方法。
【請求項４】
第２の時間スロット中に、第１の電力レベルの逆方向電力制御信号を第１のセクターへ送ることがさらに含まれる請求項３記載の方法。
【請求項５】
通信システムにおける通信方法であって、通信システムには第１のセルが構成されていて、第１のセルには第１のセクターおよび第２のセクターが構成されていて、
第１のセクターおよび第２のセクターにおける時分割電力割当てを判断することと、
電力割当てにしたがって、第１のセクターおよび第２のセクターへの信号を生成することとが含まれている方法。
【請求項６】
セルラ通信システムは、符号分割多重アクセス（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ， ＣＤＭＡ）システムである請求項５記載の方法。
【請求項７】
電力割当てにしたがって逆方向電力制御信号を調節することがさらに含まれている請求項６記載の方法。
【請求項８】
電力割当てにしたがってパイロット信号を調節することがさらに含まれている請求項６記載の方法。
【請求項９】
移動体であって、
アンテナと、
アンテナに接続されている等化器であって、
複数のタップであって、各タップは第１と第２の関係する係数を有し、第１の関係する係数は第１の時間スロットに対応し、第２の関係する係数は第２の時間スロットに対応し、第１の時間スロット中は第１の関係する係数によって第１の組の入力符号を基準化するように動作し、第２の時間スロット中は第２の関係する係数によって第２の組の入力符号を基準化するように動作し、さらに加えて、タップ出力を生成するように動作する複数のタップ、
複数のタップに接続されていて、かつタップ出力を加算するように動作する加算ノード、および、
関係する係数を調節するための係数調節情報を記憶するようにされているメモリ記憶ユニットが含まれている等化器とが構成されている移動体。
【請求項１０】
加算ノードが、各時間スロット中にＣ／Ｉを生成するようにさらに動作する請求項９記載の移動体。
【請求項１１】
各時間スロットごとにＣ／Ｉの推定値に基づいてデータレート決定を生成するように動作する決定ノードがさらに構成されている請求項１０記載の移動体。
【請求項１２】
決定ノードには、Ｃ／Ｉ推定値とデータレートとを相関させるルックアップテーブルが構成されている請求項１１記載の移動体。
【請求項１３】
等化器であって、
第１の時間スロット中は第１の組の関係する係数を使用し、第２の時間スロット中は第２の組の関係する係数を使用して、入力符号を基準化するように動作する複数のタップと、
複数のタップに接続されていて、かつ第１の時間スロット中は第１の組の関係する係数を適用し、第２の時間スロット中は第２の組の関係する係数を適用するように動作する係数調節ノードとが構成されている等化器。
【請求項１４】
等化器は適応等化器である請求項１３記載の等化器。
【請求項１５】
Ｃ／Ｉの推定値を生成するように動作し、かつ（２Ｌ＋１）の係数を有する等化器であって、“ｎ”を、サンプルの組の指数とし、各サンプルの組は複数の入力符号から構成されていて、“ｘ”をサンプルの組内の入力符号とし、“Ｔ”を入力符号ｘの期間とするとき、時間スロット“ｉ”におけるＣ／Ｉの推定値は、
【数１】
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によって求められる請求項１４記載の等化器。
【請求項１６】
Ｃ／Ｉの推定値を受信し、かつ対応するデータレートを判断するように動作するデータレート決定ノードがさらに構成されている請求項１５記載の等化器。
【請求項１７】
移動体であって、
第１の伝送信号電力の第１のＣ／Ｉの推定値と、第２の伝送信号電力の第２のＣ／Ｉの推定値とを計算するようにされている等化器と、
等化器からＣ／Ｉの推定値を受信し、第１のＣ／Ｉの推定値に対する第１のデータレート決定と、第２のＣ／Ｉ推定値に対する第２のデータレート決定とを生成するように動作するデータレート決定ノードとが含まれている移動体。
【請求項１８】
第１の伝送信号電力が第１の時間スロット中に受信され、第２の伝送信号電力が第２の時間スロット中に受信される請求項１７記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連する同時係属出願の参照
本特許出願は、Ａｈｍａｄ Ｊａｌａｌｉ、他によって２０００年６月２９日に出願され、譲受け人に譲渡された同時出願（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＢＥＡＭ ＳＷＩＴＣＨＩＮＧ ＩＮ Ａ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ”）（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ ＰＡ０００３３１）に関係している。
【０００２】
分野
本発明は、無線データ通信に関する。とくに、本発明は、無線通信システムにおける時分割電力割当ての新規で向上した方法および装置に関する。
【０００３】
背景
現在の通信システムには、種々のアプリケーションをサポートすることが求められている。１つのこのような通信システムは、符号分割多重アクセス（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ， ＣＤＭＡ）システムであり、ＣＤＭＡシステムは、“ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ − Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｄｕａｌ−Ｍｏｄｅ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ”（以下では、ＩＳ−９５の標準規格と呼ぶ）に準拠している。ＣＤＭＡシステムは地上回線によってユーザ間の音声およびデータ通信を可能にしている。ＣＤＭＡ技術を多重アクセス通信システムに使用することについては、米国特許第４，９０１，３０７号（“ＳＰＲＥＡＤ ＳＰＥＣＴＲＵＭ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＡＣＣＥＳＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＵＳＩＮＧ ＳＡＴＥＬＬＩＴＥ ＯＲ ＴＥＲＲＥＳＴＲＩＡＬ ＲＥＰＥＡＴＥＲＳ”）および米国特許第５，１０３，４５９号（“ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ ＳＹＳＴＥＭ”）に開示されており、両文献は本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。
【０００４】
本明細書では、基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）は、加入者局と通信するハードウエアを示す。セル（ｃｅｌｌ）は、使用されている文脈に依存して、ハードウエアまたは地理的受信可能領域を示す。セクター（ｓｅｃｔｏｒ）は、セルを区分したものである。サブセクター（ｓｕｂ−ｓｅｃｔｏｒ）は、セクターを分割したものである。ＣＤＭＡシステムのセクターおよびサブセクターはセルの属性をもつので、セルに関して記載した教示は、セクターおよびサブセクターに容易に拡張される。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムでは、ユーザ間の通信は、基地局を介して行われる。１つの加入者局上の第１のユーザは、基地局との逆方向リンク上でデータを送ることによって、第２の加入者局上の第２のユーザと通信する。基地局はデータを受信し、前記データを別の基地局へルート設定することができる。前記データは、前記別の基地局、すなわち第２の基地局との順方向リンク上で第２の加入者局へ送られる。順方向リンク（ｆｏｒｗａｒｄ ｌｉｎｋ）は、基地局から加入者局への伝送を示し、逆方向リンク（ｒｅｖｅｒｓｅ ｌｉｎｋ）は、加入者局から基地局への伝送を示す。ＩＳ−９５のシステムでは、順方向リンクおよび逆方向リンクには異なる周波数が割当てられている。
【０００６】
加入者局は、通信中に少なくとも１つの基地局と並行して通信する。ＣＤＭＡの加入者局は、ソフトなハンドオフ中に多数の基地局と通信することができる。ソフトなハンドオフは、前の基地局とのリンクを中断する前に、新しい基地局とのリンクを設定するプロセスである。ソフトなハンドオフは、呼をドロップする可能性を最小にする。ソフトなハンドオフのプロセス中に１つの加入者局が２以上の基地局と通信する方法およびシステムは、米国特許第５，２６７，２６１号（“ＭＯＢＩＬＥ ＡＳＳＩＴＥＤ ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ ＳＹＳＴＥＭ”）に開示されており、この文献は本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。よりソフトなハンドオフは、同一基地局が多数のセクター上で通信を行うプロセスである。よりソフトなハンドオフのプロセスは、米国特許第５，６２５，８７６号（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ ＨＡＮＤＯＦＦ ＢＥＴＷＥＥＮ ＳＥＣＴＯＲＳ ＯＦ Ａ ＣＯＭＭＯＮ ＢＡＳＥ ＳＴＡＴＩＯＮ”）に詳しく開示されており、この文献は本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。
【０００７】
無線データアプリケーションの需要が増大しているので、非常に効率的な無線データ通信システムに対する必要性は、益々大きくなってきている。ＩＳ−９５の標準規格では、順方向リンクおよび逆方向リンク上でデータトラヒックおよび音声トラヒックを送ることができる。固定サイズのコードチャンネルフレームにおいてデータトラヒックを送るための方法は、米国特許第５，５０４，７７３号（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＴＨＥ ＦＯＲＭＡＴＴＩＮＧ ＯＦ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ”）に記載されており、これは本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。ＩＳ−９５の標準規格にしたがうと、データトラヒックまたは音声トラヒックは、幅が２０ミリ秒で、かつデータレートが１４．４キロビット秒のコードチャンネルフレームへ分割される。
【０００８】
順方向リンクおよび逆方向リンク上で高レートでデータトラヒックおよび音声トラヒックを送ることについては、高データレートの標準規格に提案されている。提案されている高データレートの標準規格にしたがうと、データトラヒックまたは音声トラヒックは、可変期間の時間スロットに分割される。１つのコードチャンネルフレームは、１ないし１６個の時間スロットから構成されている。基地局から隣り合うセル内の加入者局へ伝送することによって発生する干渉を低減するためのビーム形成技術は、１９９９年９月１日に出願された米国特許出願第０９／３８８，２６７号（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＢＥＡＭＦＯＲＭＩＮＧ ＩＮ Ａ ＷＩＥＲＬＥＳＳ ＳＹＳＴＥＭ”）に詳しく開示されており、この文献は本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。
【０００９】
音声サービスとデータサービスとの間の重要な相違点は、音声サービスには、厳格で一定の遅延要件が課されていることである。通常は、音声フレームの一方向の全遅延は、１００ミリ秒未満でなければならない。対照的に、データの遅延は、データ通信システムの効率を最適化するのに、可変パラメータを使用してもよい。とくに、より効率的な誤り訂正コード化技術には、音声サービスによって許容できる遅延よりも相当により大きい遅延を許容できることが必要であり、データサービスでは、このような誤り訂正コード化技術を利用できる。効率的なコード化方式の例は、１９９６年１１月６日に出願された米国特許出願第０８／７４３，６８８号（“ＳＯＦＴ ＤＥＣＩＳＩＯＮ ＯＵＴＰＵＴ ＤＥＣＯＤＥＲ ＦＯＲ ＤＥＣＯＤＩＮＧ ＣＯＮＶＯＬＵＴＩＯＮＡＬＬＹ ＥＮＣＯＤＥＤ ＣＯＤＥＷＯＲＤＳ”）に開示されており、この文献は本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。
【００１０】
音声サービスとデータサービスとの間の別の重要な相違点は、音声サービスでは、固定で共通のサービス程度（ｇｒａｄｅ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ， ＧＯＳ）が全ユーザに必要なことである。通常は、音声サービスを提供するディジタルシステムでは、言語フレームを、伝送レートについては全ユーザにとって固定の等しく、誤り率については最大許容値へ変換する。対照的に、データサービスでは、ＧＯＳはユーザごとに異なり、データ通信システムの全効率を高めるために最適化されたパラメータになる。データ通信システムのＧＯＳは、通常は、所定量のデータ（以下では、データパケットと呼ぶ）を転送する際に生じる全遅延として定義される。
【００１１】
音声サービスとデータサービスとの間のさらに別の重要な相違点は、音声サービスには信頼できる通信リンクが必要なことであり、信頼できる通信リンクは、例示的なＣＤＭＡの通信システムでは、ソフトなハンドオフによって得られる。ソフトなハンドオフでは、２以上の基地局からの伝送を重複させて、信頼性を向上する。しかしながら、このようにして信頼性を高めると、誤って受信したデータパケットを再伝送してしまうので、データ伝送には不要である。データサービスでは、ソフトなハンドオフをサポートするのに使用される伝送電力で、追加のデータを送って、伝送電力をより効率的に使用することができる。
【００１２】
データ通信システムの品質および効率を測定するパラメータには、データパケットを転送するのに必要な伝送遅延と、システムの平均スループットレートとがある。伝送遅延は、音声通信ほどには、データ通信に影響を与えないが、データ通信システムの品質を測定するための重要な尺度（ｍｅｔｒｉｃ）である。平均スループットレートは、通信システムのデータ伝送能力の効率の基準（ｍｅａｓｕｒｅ）である。
【００１３】
セルラシステムでは、所与のユーザの搬送波−対−干渉比（ｃａｒｒｉｅｒ − ｔｏ − ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｒａｔｉｏ， Ｃ／Ｉ）が、受信可能領域内のユーザの位置の関数であることはよく知られている。所与のサービスレベルを維持するために、ＴＤＭＡシステムおよびＦＤＭＡシステムでは周波数再使用技術を使い、したがって各基地局では周波数チャンネルまたは時間スロット、あるいはこの両者の全てを使用するわけではない。ＣＤＭＡシステムでは、システムの全てのセルにおいて、同じ周波数割当てを再使用することによって、全体的な効率を向上する。所与のユーザの加入者局が達したＣ／Ｉから、基地局からユーザの加入者局へのこの特定のリンクをサポートできる情報レートが判断される。特定の変調および誤り訂正方法を伝送に使用するならば、所与の性能レベルはＣ／Ｉの対応するレベルにおいて得られる。六角形のセルのレイアウトをもち、かつ各セルにおいて共通の周波数が使用されているといった理想的なセルラシステムでは、理想的なセル内で得られるＣ／Ｉの配分を計算できる。無線通信システムにおいて高レートでディジタルデータを伝送するための例示的なシステムは、１９９７年１１月３日に出願された同時係属出願の米国特許出願第０８／９６３，３８６号（“ＭＥＨＴＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＨＩＧＨＥＲ ＲＡＴＥ ＰＡＣＫＥＴ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ”）に開示されており、この文献は本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。
【００１４】
ロードされたＣＤＭＡシステムにおける信号干渉のほとんどは、同一ＣＤＭＡシステムに属している（複数の）送信機によって発生することも、よく知られている。干渉を低減することによって容量およびデータレートを増加しようとするとき、しばしば、セルを、より少ない電力で動作するセクターおよびより小さいサブセクターへ分割する。しかしながら、従来の方法はコスト高であり、かつ信号の伝搬特性が大きく変化する領域に適用するのは困難である。さらに加えて、従来の方法では、通常は、セクターの境界近くの信号品質は不良である。システム内の素子間の相互干渉を低減し、一方でシステム容量およびデータレートを増加する簡単な方法が必要とされている。
【００１５】
要約
開示されている実施形態では、加入者局において測定された搬送波−対−干渉比（Ｃ／Ｉ）を最大にすることによって、ＣＤＭＡのデータ通信システムの容量およびデータレートを増加する新規で向上した方法を提供する。ビーム切換え技術を使用すると、基地局から、１つのセルのセクター内、および隣り合うセル内の加入者局へ伝送することによって発生する干渉が低減する。基地局は多数の伝送アンテナを使用し、各アンテナは、振幅および位相を制御した信号を送って、セクターの分割部（ｄｉｖｉｓｉｏｎ）、すなわちサブセクターに対応する伝送信号ビームを形成する。データおよび基準信号は、セクター分割ビームに沿って送られ、セクター分割ビームは、隣り合うビームから干渉されることなく、固定時間スロットにしたがって、加入者局にエネルギーを交互に集中させる。
【００１６】
したがって、本発明の１つの態様では、所与の時間スロット中に各セクターへデータを送るための信号電力を調節し、連続する時間スロットにおいて所与のセクターの電力レベルを有効電力レベルで循環させるための方法を提供する。
【００１７】
本発明の１つの態様では、無線通信システムのための方法であって、無線通信システムには、多数のセクターを有する第１のセルが構成されていて、第１の時間スロット中に第１の電力レベルの信号を第１のセクターへ送ることと、第１の時間スロット中に第２の電力レベルの信号を第２のセクターへ送ることとが含まれている方法を提供する。
【００１８】
本発明の別の態様にしたがうと、移動体にはアンテナが構成されていて、アンテナは等化器に接続されている。等化器には、複数のタップまたは増幅器、加算ノード、およびメモリ記憶ユニットがさらに構成されている。各増幅器は、第１および第２の関係する係数を有し、第１の関係する係数は第１の時間スロットに対応し、第２の関係する係数は第２の時間スロットに対応し、複数の増幅器は、第１の時間スロット中は第１の関係する係数によって第１の組の入力符号を基準化するように動作し、第２の時間スロット中は第２の関係する係数によって第２の組の入力符号を基準化するように動作し、さらに加えて、タップ出力を生成するように動作する。加算ノードは、複数の増幅器に接続されていて、かつ増幅器の出力を加算するように動作する。メモリ記憶ユニットは、多数のセクターを調節するための係数調節情報を記憶するように動作する。
【００１９】
本発明のさらに別の態様にしたがうと、等化器には、複数の増幅器と係数調節ノードとが含まれている。増幅器は、第１の時間スロット中は第１の組の関係する係数を使用して、第２の時間スロット中は第２の組の関係する係数を使用して、入力符号を基準化するように動作する。複数の増幅器は係数調節ノードに接続され、係数調節ノードは、第１の時間スロット中は第１の組の関係する係数を適用し、第２の時間スロット中は第２の組の関係する係数を適用するように動作する。
【００２０】
本発明のさらに別の態様にしたがうと、移動体には等化器が含まれていて、等化器は、第１の伝送信号電力における第１の容量推定値と、第２の伝送信号電力における第２の容量推定値とを計算するように動作し、データレート決定ノードは、等化器から容量推定値を受信して、第１の容量推定値における第１のデータレート決定値と、第２の容量推定値における第２のデータレート決定値とを生成するように動作する。
【００２１】
本発明のさらに別の態様では、少なくとも１つの基地局と高速データ通信をするための移動体には、第１の時間スロット中に第１の信号電力でデータパケットを受信し、かつ第２の時間スロット中に第２の信号電力でデータパケットを受信するように構成されているエンコーダと、第１および第２の時間スロット中に送られた受信データパケットから得たチャンネル状態情報に応答して生成されるデータレート制御メッセージをコード化するように構成されているデータレート制御エンコーダとが含まれている。
【００２２】
ここで開示される方法および装置の特徴、目的、および長所は、一致する参照符号で全体的に対応して同定している添付の図面に関連付けて、後述の詳細な説明を参照することによって、より明らかになるであろう。
【００２３】
好ましい実施形態の詳細な説明
開示されている実施形態では、強力な順方向リンク信号を宛先の加入者局へ供給し、一方で他の加入者局への干渉を最小にすることによって、ＣＤＭＡシステムの効率を向上している。開示されている実施形態では、地上無線アプリケーションで使用される固定ビーム切換え技術を採用することによって、高データレートの無線システムの容量を最大化するためのアプローチを提供している。開示されている実施形態では、各基地局に多数の伝送アンテナを有するセルラシステムが記載されている。各基地局は同じ信号であるが、相対位相のずれと電力レベルとをそれぞれ相違させた信号を各アンテナを介して送り、サブセクター、すなわち加入者局が位置しているセクターの一部分にエネルギーを集中させる。信号の意図された受信機（通常は単一の加入者局）の搬送波−対−干渉比（Ｃ／Ｉ）を最大にするために、各伝送アンテナから送られる信号の振幅および位相は、適切に設定されなければならない。
【００２４】
信号品質の尺度は推定Ｃ／Ｉに基づいて生成され、加入者局は、これを基地局へのフィードバックとして使用する。米国特許出願第０８／９６３，３８６号に記載されている例示的な高データレートの無線通信システムでは、加入者局は、推定Ｃ／Ｉに基づいてパケットを正常に受信できるデータレートを判断する。基地局へは、Ｃ／Ｉの測定値ではなく、データレートが、データレート制御（Ｄａｔａ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ＤＲＣ）信号の形態で送られる。ＤＲＣ情報は、加入者局によって送られる逆方向リンクの信号内に埋め込まれる。さらに加えて、基地局はＤＲＣ信号の変化を使用して、データを加入者局へ送る時間スロットを判断する。
【００２５】
従来は、単一のビームがセクター内で伝送され、セクター内の受信者の位置に関係なく全セクターをカバーしていた。加入者局が単一のビームを受信できないとき、その単一のビームのエネルギーは無駄になり、他のユーザを干渉する。開示されている実施形態では、セクターをサブセクターに分割し、加入者局が位置している各サブセクターへ固定ビームを直接に送り、また隣り合っていないサブセクターへ交互に送って、干渉を低減することによって、加入者局の搬送波−対−干渉比（Ｃ／Ｉ）を最大にする。
【００２６】
図１は、地上基地局が、３つのセクターを有する１つのセル内に構成されていることを示している。セル１００は、３つのセクター１０２、１０４、１０６から構成されている。例示的な実施形態では、基地局１０８は、セル１００の各セクター内に位置している。別の実施形態では、１つの基地局は、セル内の２以上のセクターへ送信する。基地局１０８は４本の伝送アンテナ１１０を介して固定ビームを送る。各基地局１０８には４本の伝送アンテナ１１０が備えられているように示されているが、開示されている実施形態では、１本以上の伝送アンテナ、例えば指向性アンテナアレイを使用した基地局に応用することができる。さらに加えて、当業者には、種々のタイプおよび偏波方向のアンテナ、例えば全方向性アンテナおよび方向性アンテナを使用できることが分かるであろう。さらに加えて、基地局が伝送に使用する１本のアンテナは、前記基地局が使用する残りのアンテナとは、タイプが異なる。
【００２７】
アンテナ素子１１０は、各セクター１０２、１０４、１０６ごとにフェーズアレイを形成し、フェーズアレイは、セクター１０２、１０４、１０６ごとに多数の固定ビームを生成するように構成されている。開示している特定の実施形態では、セクター１０２、１０４、１０６ごとに、固定ビームは４本ある。単一の基地局１０８の複数のアンテナ１１０を介して送られる信号は、伝送の振幅および位相が異なることを除いて、同じであることが好都合である。基地局１０８は、信号を伝送するとき、アンテナ１１０を介して送られる信号の振幅および位相を調節して、固定信号ビームを形成し、基地局１０８が送信するセクター１０２、１０４、１０６の一定の分割部、すなわちサブセクターへ方向付ける。
【００２８】
一般的に、基地局１０８がビーム切換えを使用して、サブセクター部分へ伝送すると、基地局１０８が単一のアンテナを介して全セクター１０２、１０４、１０６へ送るよりも、隣り合うサブセクター内の加入者局に対する干渉は低減する。
【００２９】
図２は、セル２００が３つのセクター２０２、２０４、２０６から構成されていることを例示的に示している。図２では、セクター２０４は４つのサブセクター０ ２０７、１ ２０９、２ ２１１、および３ ２１３に分割されている。各サブセクター２０７、２０９、２１１、および２１３は、セクター２０４へ送信する基地局（図示されていない）のアンテナ素子が生成する固定伝送ビーム２０８、２１０、２１２、および２１４によってそれぞれカバーされている。交互のサブセクター２０７、２０９、２１１、および２１３は、偶数または奇数で示すことが好都合である。サブセクター０ ２０７および２ ２１１を偶数のサブセクターとして、サブセクター１ ２０９および３ ２１３を奇数のサブセクターとして示す。データ伝送スロットも、偶数および奇数で識別することが好都合である。サブセクターの伝送ビーム２０８、２１０、２１２、２１４は、セクター２０４内の加入者局２１６の位置に関係なく、固定されたままである。加入者局２１６は、有効なパイロットのＣ／Ｉを測定することによって、最良のビーム２０８、２１０、２１２、２１４を選択する。開示されている実施形態では、ＣＤＭＡで信号が伝送され、受信側の加入者局２１６が経験する干渉の大半は、基地局が他の加入者局およびセル領域へ伝送するときに発生することが多い。開示されている実施形態では、各加入者局２１６は、Ｃ／Ｉ、すなわち搬送波−対−干渉比を推定する。求められたＣ／Ｉの測定情報は、データレート制御（ＤＲＣ）信号へ変換される。したがって各加入者局２１６は、Ｃ／Ｉの測定値ではなく、ＤＲＣを、加入者局２１６が送信している基地局へ送る。基地局は、固定電力レベルで伝送するが、各加入者局２１６へ送るのに使用するデータレートは、その加入者局２１６から受信したＤＲＣ情報にしたがって変更する。加入者局２１６はＣ／Ｉを測定して、基地局へＤＲＣ情報を送り、ＤＲＣ情報は、順方向リンクの伝送データレートを選択するのに使用される。基地局は、加入者局２１６への干渉量が大きいときは、加入者局２１６へ低データレートで伝送する。対照的に、基地局は、加入者局２１６への干渉が小さいときは、加入者局２１６へ高データレートで伝送する。
【００３０】
従来のセルラ通信システムにおける加入者局２１６への干渉は、ビームがオーバーラップするセルおよびセクターの境界においてより大きい。従来は、サブセクターの境界に位置する加入者局２１６は、何れかのサブセクターの伝送ビームと通信するが、隣り合うビームは互いに干渉して、Ｃ／Ｉを低くする。開示されている実施形態では、奇数および偶数の伝送時間スロット中に偶数のサブセクタービーム２０８、２１２および奇数のサブセクタービーム２１０、２１４へ交互に伝送するといった簡単な方法を使用して、サブセクターの境界近くの干渉をなくす。偶数の時間スロット中は、偶数のビーム２０８、２１２のみが送られる。奇数の信号ビーム２１０、２１４の振幅および位相係数は、偶数の時間スロット中はゼロに設定される。奇数の伝送時間スロット中は、奇数のビーム２１０、２１４のみが送られる。偶数の信号ビーム２０８、２１２の振幅および位相の係数は、奇数の伝送時間スロット中はゼロに設定される。所与の時間スロット内では、４組中の２組のビームが活動状態である。干渉（Ｉ）がなくなると、Ｃ／Ｉが高くなり、したがってシステムの容量およびデータレートが増加する。開示されている実施形態の交互のビーム切換え方法では、所与の時間スロット中に、１２個のサブセクターから成るセルの中の、６個のサブセクターへ伝送し、この方法では、従来の６個のセクターから成るセル構成よりも、境界の干渉について性能が向上する。開示されている実施形態の交互のビーム切換え方法では、境界近くに位置している加入者局２１６が受信する信号の品質を良好にし、加入者局２１６はより高いデータレートを要求することができる。
【００３１】
当業者は、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、セルをセクターへ任意に分割できるか、またはセクターおよびサブセクターの並び替えができることが分かるであろう。
【００３２】
図３ａ、３ｂ、３ｃは、固定のサブセクターの分割ビームが固定の伝送時間スロットにしたがって交互に送られることを示すタイミング図である。図３ａは、所与の時間において、偶数の時間スロットが活動状態であり、奇数の時間スロットが非活動状態である例を示している。図３ｂは、基地局が、所与の偶数の伝送時間スロットが活動状態である間に、偶数番号のビーム０および２を伝送することを示している。図３ｃは、基地局が、所与の偶数の伝送時間スロットが活動状態である間に、奇数番号のビーム１および３を伝送しないことを示している。
【００３３】
開示されている実施形態では、偶数および奇数の伝送時間スロットと、対応する偶数および奇数のサブセクターの伝送ビームとが識別されることが好都合である。偶数番号の伝送ビームは、偶数番号の伝送時間スロット中にのみ送られる。奇数番号の信号ビームは、奇数番号の伝送時間スロット中にのみ送られる。所与の時間スロット中は、サブセクター伝送ビームの半分は活動状態になるが、サブセクター伝送ビームの残りの半分は非活動状態になる。開示されている実施形態の交互のビーム切換え方法を使用すると、隣り合う伝送ビームからの干渉がなくなることが好都合である。
【００３４】
基地局は、加入者局から受信したＤＲＣメッセージを使用して、サブセクターの受信可能領域内に位置している加入者局についての知識を維持する。加入者局の位置に関係なく、セクターの全サブセクターへ同じ信号が送られる。開示されている実施形態は簡潔であるので、Ｃ／Ｉを向上するための複雑な追跡方法およびスマートなアンテナ方式は必要ない。
【００３５】
図４は、１つの実施形態にしたがう方法ステップを示している。既に記載したように、加入者局において測定されるＣ／Ｉを最大にすることによって、システムの容量およびデータレートは増加する。Ｃ／Ｉは、ビーム切換え方法を使用して最大にされる。
【００３６】
ステップ４０２では、奇数の時間スロット中に、奇数番号のサブセクターのビームが基地局から順方向リンク上を送られる。データを受信する加入者局（図示されていない）は、奇数番号の伝送スロット中に、データパケットを受信し、受信したデータのＣ／Ｉに基づいてＤＲＣを生成する。各伝送時間スロットにおいて、パイロット信号、または１バーストの既知の信号が順方向リンク上を送られる。加入者局はパイロット信号を使用して、データのＣ／Ｉを予測し、次の時間スロット中に、この予測値を受信する。加入者局は、サポートできるデータレートを推定Ｃ／Ｉに基づいて判断する。所与のＣ／Ｉには、加入者局がサポートできる最大データレートが含まれる。加入者局は、各活動状態の時間スロット中に送られたパイロット信号を使用して、次に活動状態になるスロットにおいてＣ／Ｉを予測し、ルックアップテーブルを使用して、最大データレートを検出する。
【００３７】
ステップ４０４では、偶数番号の伝送スロット中にデータを受信した加入者局は、逆方向リンクの奇数番号の時間スロット中に、逆方向リンク上で基地局へＤＲＣを送る。全ての奇数の時間スロットにおいて、偶数番号の伝送スロット中にデータを受信した加入者局は、加入者局が受信できるデータレートを示すＤＲＣメッセージを基地局へ送る。次に基地局は、次の偶数番号の時間スロット中に、指示されたレートで加入者局へ送る。
【００３８】
ステップ４０６では、偶数番号のサブセクターのビームは、偶数番号の時間スロット中に、基地局から順方向リンク上を送られる。偶数番号の伝送スロット中にデータを受信する加入者局は、データパケットを受信し、受信したデータのＣ／Ｉに基づいてＤＲＣを生成する。
【００３９】
ステップ４０８では、奇数番号の伝送時間スロット中にデータを受信した加入者局は、逆方向リンクの偶数番号の時間スロット中に、基地局への逆方向リンク上でＤＲＣメッセージを送る。奇数番号の伝送スロット中にデータを受信した加入者局は、偶数番号の全時間スロット中に、加入者局が受信できるデータレートを示すＤＲＣメッセージを基地局へ送る。基地局は、次の奇数番号の時間スロット中に指示されたレートで加入者局へ伝送する。
【００４０】
図５は、ＣＤＭＡの基地局が、交互のサブセクタービーム信号を多数の伝送アンテナを介して加入者局へ送るのに使用される例示的な実施形態のブロック図を示している。提案されている第３世代のＣＤＭＡシステムでは、４相シフトキー（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｅｄ， ＱＰＳＫ）変調を使用して、信号を変調する。提案されている高データレートシステムでは、ＱＰＳＫ変調に加えて、８相シフトキー（Ｅｉｇｈｔ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｅｄ， ８ＰＳＫ）変調および１６直角振幅変調（Ｓｉｘｔｅｅｎ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ， １６ＱＡＭ）を使用して変調される。ＱＰＳＫ信号の同相分（ｉｎ−ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ， Ｉ）および直角分（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ， Ｑ）への負荷を平衡化させるために、複合のＰＮ拡散方法が採用されている。複合のＰＮ拡散技術は、１９９７年５月１４日に出願された米国特許第０８／８５６，４２８号（“ＲＥＤＵＣＥＤ ＰＥＡＫ−ＴＯ−ＡＶＥＲＡＧＥ ＴＲＡＮＳＭＩＴ ＰＯＷＥＲ ＨＩＧＨ ＤＡＴＡ ＲＡＴＥ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＷＩＲＷＬＥＳＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ”）に記載されており、これは本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げている。
【００４１】
送られるデータは、インバンド（ｉｎ−ｂａｎｄ， Ｉ）のサンプル流および直角（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ， Ｑ）のサンプル流の形態で生成され、複合形疑似雑音（ｐｓｅｕｄｏｎｏｉｓｅ， ＰＮ）拡散器５０２へ入力として供給される。複合形ＰＮ拡散器５０２は、ＩサンプルおよびＱサンプルを、短いＰＮコード生成器５０４によって生成された短いＰＮコードサンプルと混合する。生成されたＰＮ拡散サンプル流は、ベースバンドの有限インパルス応答（ｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ−ｒｅｓｐｏｎｓｅ， ＦＩＲ）フィルタ５０６によってフィルタされ、ベースバンドの複合サンプル流を生成し、生成されたサンプル流はアップコンバートされて、加入者局（図示されていない）へ送られる。米国特許出願第０８／８５６，４２８号にしたがって、ベースバンドのＦＩＲ５０６へ供給される信号の拡散は、Ｉをディジタル形式の同相のサンプルとし、Ｑをディジタル形式の直角位相のサンプルとし、ＰＮＩを同相の短いＰＮ系列とし、ＰＮＱを直角位相の短いＰＮ系列とし、ＸＩおよびＸＱを同相チャンネルおよび直角位相チャンネル上へそれぞれ変調される信号として、次の式にしたがって行われる：
ＸＩ＝Ｉ＊ＰＮＩ−Ｑ＊ＰＮＱ                （１）
ＸＱ＝Ｑ＊ＰＮＩ−Ｉ＊ＰＮＱ                （２）
式（１）によって表わされる信号はＦＩＲフィルタ５０６Ａによってフィルタされ、式（２）によって表わされる信号はＦＩＲフィルタ５０６Ｂによってフィルタされる。ＦＩＲフィルタ５０６は、割当てられたバンド幅に整合し、かつ符号間干渉を最小にするような伝送波形を形成するように働く。
【００４２】
ＦＩＲフィルタ５０６によって出力された信号は、アンテナ伝送サブシステム５２４へ供給され、各アンテナ伝送サブシステム５２４には単一の伝送アンテナ５２２が構成されている。スロット時分割多重化（ｔｉｍｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ， ＴＤＭ）タイミング生成器５０７は、各伝送スロット内の種々のＴＤＭの伝送期間に対応するタイミング信号を生成する。スロットＴＤＭタイミング発生器５０７は出力信号をビーム形成制御プロセッサ５０８へ供給し、ビーム形成制御プロセッサ５０８はこの信号を使用して、偶数および奇数のＴＤＭ期間に対応する信号を、偶数および奇数のサブセクターの信号ビームにおいて交互に送る。
【００４３】
当業者には、ビーム制御プロセッサ５０８には、ディジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ， ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ， ＡＳＩＣ）、ディスクリートなゲート論理、ファームウエア、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ， ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ， ＰＬＤ）、または従来のプログラマブルソフトウエアモジュール、およびマイクロプロセッサが含まれることが分かるであろう。ソフトウエアモジュールは、プロセッサ、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、レジスタ、または従来技術において知られている他の形態の記憶媒体内に構成されていてもよい。その代わりに、従来のプロセッサ、制御装置、状態機械、または必要な振幅および位相制御信号を生成および調節できる他のデバイスを、マイクロプロセッサと置換してもよい。当業者には、送信機内に既に構成されている別のプロセッサ内で、ビーム形成制御プロセッサ５０８の機能を実行してもよいことが分かるであろう。
【００４４】
スロットＴＤＭタイミング生成器５０７からの信号に基づいて、ビーム形成プロセッサ５０８は、別々の位相および振幅の制御信号を、各アンテナ伝送サブシステム５２４へ供給する。ビーム形成制御プロセッサ５０８は、各アンテナ伝送サブシステム５２４ごとに位相および振幅制御信号の係数を調節することによって、サブセクターのビームを生成して、偶数および奇数の時間スロットにしたがって、基地局のサブセクターの伝送ビームをオンおよびオフに切換える。位相および振幅の係数の一定の組は、サブセクタービームを形成する。活動状態の時間スロット中は、ビーム係数を使用して、集束（ｆｏｃｕｓｅｄ）したサブセクタービーム信号を形成する。非活動状態の時間スロット中は、時間係数はゼロに設定されて、サブセクタービームはオフになる。図示されているように、ビーム形成制御プロセッサ５０８は、振幅制御信号α１および位相制御信号φ１をアンテナ伝送サブシステム５２４Ａへ供給し、振幅制御信号αｎおよび位相制御信号φｎをアンテナ伝送サブシステム５２４Ｎへ供給する。
【００４５】
１つの実施形態では、ビーム形成制御プロセッサ５０８は、基地局の受信可能領域内の各サブセクタービームごとに最適のビーム形成パラメータのデータベースを維持する。各アンテナ伝送サブシステム５２４には、アップコンバージョン、位相制御、増幅、および１つの伝送アンテナ５２２を介しての信号伝送に必要な構成要素が含まれている。ベースバンドＦＩＲ５０６Ａによって供給される信号は、位相制御発振器５１０Ａによって供給される混合信号と、ミキサー５１２Ａ内で混合される。ベースバンドＦＩＲ５０６Ｂによって供給される信号は、位相制御発振器５１８Ａによって供給される混合信号と、ミキサー５１４Ａ内で混合される。図示されているように、位相制御発振器５１０および５１８は、ビーム形成制御プロセッサ５０８から振幅および位相制御信号を受信し、これを使用して、出力混合信号の位相および振幅を変化させる。ミキサー５１２Ａおよび５１４Ａの出力信号は、加算器５１６Ａ内で一緒に加算され、増幅器５２０Ａへ供給され、伝送アンテナ５２２Ａへ送られる。当業者には、伝送サブシステム５２４Ｎおよび他の伝送サブシステム（図示されていない）は、伝送サブシステム５２４Ａと同様に機能することが分かるであろう。
【００４６】
各アンテナ伝送サブシステム５２４には、増幅して伝送する前に、ディジタル信号をアナログ形式に変換するのに必要な、ディジタル−対−アナログコンバータ（ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ， ＤＡＣ）が示されていない。当業者には、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、アナログフォーマットへの変換が多くの場所で行われることが分かるであろう。
【００４７】
１つの実施形態では、各アンテナ伝送サブシステム５２４には、ＤＡＣが加算器５１６と増幅器５２０との間の位置に構成されている。この実施形態では、ミキサー５１２および５１４はディジタルミキサーであり、位相制御発振器５１０および５１８はディジタルの発振器信号を生成する。各ＤＡＣは、加算器５１６のディジタル形式の出力をアナログ信号に変換するように働き、変換された信号は増幅器５２０によって増幅されて、伝送される。
【００４８】
代わりの実施形態では、アンテナ伝送サブシステム５２４へ供給される入力信号は、既にアナログ形式である（すなわち、アンテナ伝送サブシステム５２４へ供給される前に、アナログ形式に変換されている）。この代わりの実施形態では、位相制御発振器５１０および５１８はアナログ混合信号を生成し、ミキサー５１２および５１４はアナログミキサーであり、加算器５１６はアナログ加算器である。
【００４９】
当業者には、各アンテナを通って送られる信号の振幅制御は種々のやり方で行われることも分かるであろう。例示的な実施形態では、ビーム形成プロセッサ５０８は、各アンテナ伝送サブシステム５２４の各個々の増幅器５２０へ振幅制御信号を供給する。
【００５０】
当業者には、位相制御発振器５１０および５１８が種々のやり方で実行されることが分かるであろう。例示的な実施形態では、位相制御の直接ディジタル合成器（ｄｉｒｅｃｔ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ， ＤＤＳ）を使用して、超微細な位相分解能をもつディジタル正弦波信号を生成する。別の実施形態では、加算器５１６と増幅器５２０との間に移相器が置かれている。
【００５１】
図５には、２つのアンテナ伝送サブシステム５２４Ａ、５２４Ｎが示されているが、ビーム形成基地局内に構成されるアンテナ伝送サブシステムは１つ以上である。一般的な構成では、各基地局は、４つのサブセクターへ分割されている１つのセクターへ送信し、基地局には、４つのアンテナ伝送サブシステム５２４が構成されている。
【００５２】
図６は、１つの実施形態にしたがって構成されている例示的な逆方向リンクアーキテクチャのブロック図である。データはデータパケットに分割されて、エンコーダ６１２へ供給される。各データパケットごとに、エンコーダ６１２は巡回冗長検査（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ， ＣＲＣ）のパリティビットを生成し、コードテールビットを挿入し、データをコード化する。１つの実施形態では、エンコーダ６１２は、上述の米国特許出願第０８／７４３，６８８号に開示されているコード化フォーマットにしたがって、パケットをコード化する。他のコード化フォーマットも使用できる。エンコーダ６１２からのコード化されたパケットはインターリーバ６１４へ供給され、インターリーバ６１４はパケット内のコード符号を再順序付けする。インターリーブされたパケットは乗算器６１６へ供給され、乗算器６１６はウオルシュカバー（Ｗａｌｓｈ ｃｏｖｅｒ）でデータをカバーし、カバーされたデータを利得素子６１８へ供給する。利得素子６１８は、データレートに関係なく、データを基準化して、一定のビットエネルギー（ｅｎｅｒｇｙ−ｐｅｒ−ｂｉｔ， Ｅｂ）を維持する。利得素子６１８からの基準化されたデータは乗算器６５０ｂおよび６５０ｄへ供給され、乗算器６５０ｂおよび６５０ｄは、ＰＮ Ｑ系列およびＰＮ Ｉ系列でデータをそれぞれ拡散する。乗算器６５０ａないし６５０ｄからの拡散データはフィルタ６５２ａないし６５２ｄへそれぞれ供給され、フィルタ６５２ａないし６５２ｄはデータをフィルタする。フィルタ６５２ａおよび６５２ｂからのフィルタされた信号は加算器（ＳＵＭ）６５４ａへ供給され、フィルタ６５２ｃおよび６５２ｄからのフィルタされた信号は加算器（ＳＵＭ）６５４ｂへ供給される。加算器６５４は、データチャンネルからの信号を、パイロット／ＤＲＣチャンネルからの信号と加算する。加算器６５４ａおよび６５４ｂからの出力はそれぞれＩＯＵＴおよびＱＯＵＴから構成されていて、ＩＯＵＴおよびＱＯＵＴは（順方向リンクのときと同様に）同相正弦波ＣＯＳ（ｗ，ｔ）および直角正弦波ＳＩＮ（ｗｃ，ｔ）でそれぞれ変調され、伝送される前に加算される（図示されていない）。例示的な実施形態では、データトラヒックは、同相の正弦波と直角位相の正弦波の両者で送られる。
【００５３】
例示的な実施形態では、データは、長いＰＮコードと短いＰＮコードとで拡散される。長いＰＮコードでは、データをスクランブルして、受信側の基地局が送信側の加入者局を識別できるようにする。短いＰＮコードは、システムのバンド幅全体に信号を拡散する。長いＰＮ系列は、長いコード生成器６４２によって生成され、乗算器６４６へ供給される。短いコード生成器６４４は、短いＰＮＩおよびＰＮＱの系列を生成して、乗算器６４６ａおよび６４６ｂへそれぞれ供給し、乗算器６４６ａおよび６４６ｂは２組の系列を乗算して、ＰＮ Ｑ信号およびＰＮ Ｉ信号をそれぞれ形成する。タイミング／制御回路６４０は、タイミング基準をＰＮコード生成器６４２、６４４へ供給する。ＰＮ系列の生成および使用については、当業者に知られており、米国特許第５，１０３，４５９号に記載されている。
【００５４】
図６に示したデータチャンネルアーキテクチャの例示的なブロック図は、逆方向リンク上でのデータのコード化および変調をサポートする多数のアーキテクチャの１つである。高速データ伝送では、多数の直交チャンネルを使用する順方向リンクのアーキテクチャに類似したアーキテクチャを使用することもできる。ＩＳ−９５の標準規格に準拠するＣＤＭＡシステムにおける他のアーキテクチャ、例えば逆方向リンクのトラヒックチャンネルのためのアーキテクチャも、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５５】
例示的な実施形態では、逆方向リンクのデータチャンネルは、テーブル１に示されているように、４つのデータレートをサポートする。追加のデータレートまたは異なるデータレート、あるいはこの両者もサポートすることができる。例示的な実施形態では、テーブル１に示されているように、逆方向リンクにおけるパケットのサイズは、データレートに依存する。既に記載した米国特許出願第０８／７４３，６８８号に記載されているように、より大きいサイズのパケットを使用すると、デコーダの性能は向上する。したがって、テーブル１に示したパケットのサイズと異なるサイズを使用して、性能を向上させることができる。さらに加えて、パケットのサイズを、データレートとは無関係のパラメータにしてもよい。
【００５６】
【表１】
2004525532.tif 000003
【００５７】
テーブル１に示されているように、逆方向リンクは複数のデータレートをサポートする。例示的な実施形態では、基地局に登録するとき、各加入者局には９．６キロビット秒の最低データレートが割当てられる。例示的な実施形態では、加入者局は、基地局からの許可を求める必要なしに、任意の時間スロットにおいて最低レートのデータチャンネル上でデータを送ることができる。例示的な実施形態では、より高いデータレートでのデータ伝送は、選択された基地局によって、システムのローディング、公平性、および全スループットのような１組のシステムパラメータに基づいて許可される。高速データ伝送のための例示的なスケジューリング機構は、１９９７年２月１１日に出願された米国特許出願第０８／７９８，９５１号（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＦＯＲＷＡＲＤ ＬＩＮＫ ＲＡＴＥ ＳＣＨＤＵＬＩＮＧ”）、および１９９７年８月２０日に出願された米国特許出願第０８／９１４，９２８号（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＲＥＶＥＲＳＥ ＬＩＮＫ ＲＡＴＥ ＳＣＨＤＵＬＩＮＧ”）に詳しく記載されており、両文献は本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として取り上げている。
【００５８】
図６には、パイロット／ＤＲＣチャンネルのブロック図の例が示されている。ＤＲＣメッセージはＤＲＣエンコーダ６２６へ供給され、ＤＲＣエンコーダ６２６は所定のコード化フォーマットにしたがってメッセージをコード化する。順方向リンクのデータレートを誤って判断すると、システムのスループットの性能に影響を与えるために、ＤＲＣメッセージの誤り率は十分に低いことが必要があるので、ＤＲＣメッセージをコード化することは重要である。例示的な実施形態では、ＤＲＣエンコーダ６２６はレート（８．４キロビット秒）のブロックエンコーダであり、ＤＲＣメッセージをコードワードへコード化する。コード化されたＤＲＣメッセージは乗算器６２８へ供給され、乗算器６２８は、ＤＲＣメッセージが送られる宛先基地局をユニークに識別するウオルシュコードで、メッセージをカバーする。ウオルシュコードは、ウオルシュ生成器６２４によって供給される。カバーされたＤＲＣメッセージは、マルチプレクサ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ， ＭＵＸ）６３０へ供給され、ＭＵＸ６３０はパイロットデータでメッセージを多重化する。ＤＲＣメッセージおよびパイロットデータはマルチプレクサ６５０ａおよび６５０ｃへ供給され、６５０ａおよび６５０ｃはデータをＰＮ Ｉ信号およびＰＮ Ｑ信号でそれぞれ拡散する。したがって、パイロットおよびＤＲＣメッセージは、同相の正弦波と直角位相の正弦波の両者で送られる。
【００５９】
例示的な実施形態では、ＤＲＣメッセージは選択された基地局へ送られる。これは、選択された基地局を識別するためのウオルシュコードで、メッセージをカバーすることによって実現する。例示的な実施形態では、ウオルシュコードの長さは、１２８チップである。１２８チップのウオルシュコードの求め方は、この技術において知られている。ユニークなウオルシュコードは、加入者局と通信している各基地局へ、１つづつ割当てられている。各基地局は、ＤＲＣチャンネル上の信号を、割当てられたウオルシュコードでデカバーする。選択された基地局は、ＤＲＣメッセージをデカバーすることができ、デカバーしたことに応答して、要求している加入者局へ順方向リンク上でデータを送る。基地局は異なるウオルシュコードを割当てられているので、他の基地局は、自分には要求データレートが当てられないと判断することができる。
【００６０】
例示的な実施形態では、データ通信システム内の全基地局のための逆方向リンクの短いＰＮコードは同じであり、異なる基地局を識別するための短いＰＮ系列は、ずれていない。データ通信システムは、逆方向リンク上でソフトなハンドオフをするのに好都合である。ずれていない同じ短いＰＮコードを使用すると、多数の基地局は、加入者局から同じ逆方向リンクの伝送をソフトなハンドオフ中に受信することができる。したがって、短いＰＮコードではスペクトル拡散を行うが、基地局を識別できないことが好都合である。
【００６１】
例示的な実施形態では、ＤＲＣメッセージは、加入者局が要求するデータレートを保持している。代わりの実施形態では、ＤＲＣメッセージは、順方向リンクの品質の表示（例えば、加入者局によって測定されたＣ／Ｉ情報）を保持している。加入者局は、収集中に、サブセクターのビームから順方向リンクのパイロット信号を同時に受信して、受信したパイロット信号ごとにＣ／Ｉを測定する。加入者局は、収集中に、偶数番号および奇数番号の時間スロット上で、パイロットをサーチして、測定する。加入者局は、最高のＣ／Ｉをもつビームを選択する。加入者局は、加入者局がデータを受信する順方向リンクの時間スロットとは反対の逆方向リンクの時間スロット中に、逆方向リンク上でＤＲＣメッセージを送る。加入者局は、新しいサブセクターへ渡るとき、偶数番号の時間スロットから奇数番号の時間スロットへ（あるいは、その逆へ）切り換わる。米国特許第５，５０４，７７３号に記載されているように、Ｃ／Ｉは、加入者局によって収集中に推定されるが、Ｃ／Ｉは、データが受信されるときの、交互の、偶数または奇数の時間スロット上でのみ測定されることをが異なる。加入者局は、現在および以前のＣ／Ｉの測定値から構成されている１組のパラメータに基づいて、最良のサブセクタービームを選択する。幾つかの実施形態の１つでは、レート制御情報はＤＲＣメッセージへフォーマット化されて、基地局へ送られる。
【００６２】
第１の実施形態では、加入者局は、要求データレートに基づいてＤＲＣメッセージを送る。要求データレートは最高のサポートデータレートであり、加入者局によって測定されたＣ／Ｉで、満足のいく性能を示す。加入者局は、Ｃ／Ｉの測定値から、最高のデータレートを測定し、満足のいく性能を求める。最高のデータレートは、サポートされているデータレートの１つへ量子化されて、要求データレートとして示される。要求データレートに対応するデータレートの指標は、選択された基地局へ送られる。サポートされているデータレートと対応するデータレートの指標との例示的な組は、テーブル１に示されている。
【００６３】
別の実施形態では、加入者局は、順方向リンクの品質の表示を選択された基地局へ送る際に、Ｃ／Ｉの指標、すなわちＣ／Ｉの測定値を量子化した値を送る。Ｃ／Ｉの測定値をテーブルにマップして、Ｃ／Ｉの指標と関係付ける。Ｃ／Ｉの指標を表わすのにより多くのビットを使用すると、Ｃ／Ｉの測定値をより細かく量子化することができる。さらに加えて、マッピングは線形に行うことも、または事前に歪ませて行うこともできる。線形のマッピングでは、Ｃ／Ｉの指標がインクリメントするたびに、Ｃ／Ｉの測定値は対応して増加する。例えば、Ｃ／Ｉ指標の各ステップは、Ｃ／Ｉの測定値における２．０デシベルの増加を表わす。事前に歪ませてマッピングするときは、Ｃ／Ｉ指標の各インクリメントに対する、Ｃ／Ｉの測定値の増加量は異なる。例えば、事前に歪ませたマッピングを使用するとき、Ｃ／Ｉの測定値を、Ｃ／Ｉの分布についての累積分布関数（ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ， ＣＤＦ）の曲線に整合するように、量子化することができる。加入者局から基地局へレート制御情報を伝える他の実施形態は、本発明の技術的範囲内において作成することができる。さらに加えて、レート制御情報を表わすのに種々のビット数が使用されることも、本発明の技術的範囲内である。
【００６４】
例示的な実施形態では、ＣＤＭＡシステムで使用されているのと類似したやり方で、順方向リンクのパイロット信号のＣ／Ｉを測定することができる。Ｃ／Ｉ測定するための方法および装置は、１９９６年９月２７日に出願された米国特許出願第０８／７２２，７６３号（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＥＳＵＲＩＮＧ ＬＩＮＫ ＱＵＡＬＩＴＹ ＩＮ Ａ ＳＰＲＥＡＤ ＳＰＥＣＴＲＵＭ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ”）に記載されており、これは本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げられる。パイロット信号のＣ／Ｉは、受信信号を短いＰＮコードで逆拡散することによって求められる。
【００６５】
代わりの実施形態では、順方向リンクのトラヒックチャンネル上でＣ／Ｉを測定することができる。トラヒックチャンネル信号は、最初に長いＰＮコードと短いＰＮコードとで逆拡散して、ウオルシュコードでデカバーする。より大きい割合の伝送電力がデータ伝送に割当てられているので、データチャンネル上の信号のＣ／Ｉはより正確に測定できる。加入者局が受信した順方向リンク信号のＣ／Ｉを測定する他の方法も、本発明の技術的範囲内で考えることができる。
【００６６】
例示的な実施形態では、ＤＲＣメッセージは時間スロットの前半で送られる。１．６６７ミリ秒の例示的な時間スロットでは、ＤＲＣメッセージは、時間スロットの最初の１０２４チップまたは０．８３ミリ秒に構成されている。時間スロットの残りの１０２４チップは、基地局がＤＲＣメッセージを復調してデコードするのに使用される。時間スロットの前の方の部分でＤＲＣメッセージを送ると、基地局は同じ時間スロット内でＤＲＣメッセージをデコードすることができ、恐らくは、直ぐ後の時間スロット中に要求データレートでデータを送ることもできる。通信システムは、短い処理遅延により、動作環境の変化に迅速に適応することができる。
【００６７】
代わりの実施形態では、絶対基準および相対基準を使用することによって、要求データレートを基地局へ伝える。この実施形態では、要求データレートを含む絶対基準が、定期的に送られる。基地局は、加入者局が要求する正確なデータレートを絶対基準から判断することができる。絶対基準が送られる各時間スロットにおいて、加入者局は相対基準を基地局へ送り、次の時間スロットにおける要求データレートが、前の時間スロットにおける要求データレートと比較して、より速いか、より遅いか、あるいは同じであるかを示す。加入者局は絶対基準を定期的に送る。データレートの指標を定期的に送ることによって、要求データレートを既知の状態に設定することができ、誤って受信した相対基準が累積されないことを保証する。絶対基準と相対基準とを使用することにより、基地局へのＤＲＣメッセージの伝送レートを低減することができる。要求データレートを送るための他のプロトコルも、本発明の技術的範囲内で考えることができる。
【００６８】
ユーザは通信システムへサービス品質を要求するので、Ｃ／Ｉが特定のビットレートとビット誤り率とに対応して制約されると、システム内の各ユーザの伝送電力が制約されることを理解することがさらに望ましい。一方のユーザへのデータ信号は、他方のユーザへのノイズまたは干渉であることに注意すべきである。全ての時間スロットの使用を最適化するだけでなく、各個々のユーザのＣ／Ｉを増加することも望ましい。全セクターが伝送信号をフル電力で受信するとき、セクター“ｉ”のＣ／Ｉは式（３）から求められる。
【００６９】
【数２】
2004525532.tif 000004
【００７０】
分子は、セクターｉへの伝送電力であり、分母は、他のセクターまたはセル、あるいはこの両者内のユーザへの伝送電力の和である。一般的に、伝送電力レベルがＰＦＵＬＬで、ユーザ数が“Ｚ”であるシステムでは、上述の関係を式（４）に示すように簡略化することができる。
【００７１】
【数３】
2004525532.tif 000005
【００７２】
式（４）は電力を効率化するための関係を示しており、システム内のユーザ数が増加すると、Ｃ／Ｉが低くなり、したがって個々のユーザおよび潜在的に全ユーザのサービス品質が下がる。したがって、（Ｚ−１）のユーザへの少なくとも一部へ電力レベルを低減して伝送することによって、分母を小さくすることが望ましい。例えば、１つの例示的な実施形態では、セルの基地局は、時分割の電力レベル割当てにしたがって、各セクターへ伝送する。例示的な実施形態では、セクターｉのＣ／Ｉは、式（５）のように計算される。
【００７３】
【数４】
2004525532.tif 000006
【００７４】
基地局はセクター“ｊ”へフル電力で伝送し、セクター“ｋ”へは低減電力ＰＲｅｄｕｃｅｄで伝送する。各セクター内の全ての移動体は、対応する電力レベルで伝送された信号を受信する。事実上、この関係式に含まれる電力レベル数は任意である。低減電力の項を取入れることにより、セクターｉ内の移動体のＣ／Ｉは対応して高くなり、したがってこれらの移動体のサービス品質は向上し、一方で他のセクター内の移動体も情報を受信し続けることが好都合である。他のセクターの電力が低減すると、セクターｉが受ける干渉が低減する。例示的な実施形態では、伝送信号は、周期的に反復する所定数の時間スロットに分割される。各セクターは、１周期ごとに少なくとも１つの時間スロットにおいてフル電力で伝送信号を受信する。代わりの実施形態では、容量および使用度にしたがって信号電力を調節する。例えば、１つのセクターにおいて通信が行われていないときは、このセクターへは高い電力の信号を送らず、高い電力の時間スロットは、通信トラヒックをもつ他のセクターへ割当てられる。このようなシステムでは、実時間のトラヒックに基づいて、時分割の電力割当てを適応させる。
【００７５】
例示的な実施形態にしたがうと、多数の隣り合うセクター内では単一の周波数が使用される。伝送信号は、１周期当りの所定数の時間スロットにしたがって生成され、時間スロット数はセクター数に等しい。所与の時間スロットごとに各セクターに電力レベルが割当てられ、電力割当ては、そのセクターへ送られる搬送波信号の電力レベルを示す。例示的な実施形態では、電力レベル数は、１周期当りの時間スロット数に等しい。次の時間スロットでは、電力割当ては変更される。１つのセクターのみが高い電力の信号を受信するとき、時分割の電力割当てを使用して、伝送信号間の干渉を低減する。代わりの実施形態では、時間スロット数とセクター数とを不等数に構成し、少なくとも１つの伝送信号に対する干渉を低減するように、時間スロット数を構成する。例えば、時間スロット数を、セクター内のサブセクター数と同数にしてもよい。その代わりに、時間スロット数を、セクター数またはサブセクター数、あるいはこの両者の数よりも多くして、多数の時間スロット上で電力制御ができるようにしてもよく、したがって所定の平均電力値になるような割当てパターンを生成するか、もしくはセクター間またはサブセクター間、あるいはこの両者の間の干渉を低減するように電力を制御する他のアルゴリズムを生成する。
【００７６】
図７は、単一のセルが、ラベル“Ａ”、“Ｂ”、および“Ｃ”と表示された３つのセクターから構成されている例示的な実施形態を示している。単一の基地局（図示されていない）は、個々の信号を各セクターＡ、Ｂ、Ｃへ送る。基地局からの３つの伝送の各々は、“１”、“２”、および“３”と表示された３つの時間スロットにしたがって制御される。時間スロット１、２、３の周期は連続的に反復する。基地局の伝送は時間スロット方式にしたがって行われるので、３つのセクターのタイミングは同期する。したがって、セクターＡの時間スロット１は、セクターＢおよびＣの時間スロット１と一致する。
【００７７】
図７では、フル電力をＰＦで、より低い電力レベルをＰＲ１およびＰＲ２でそれぞれ示している。高い電力レベルとより低い電力レベルとで一方のセクターから隣り合うセクターへ送ることによって、高い電力のセクター内の干渉が低減される。代わりの実施形態では、１つの低減電力レベルの信号を多数のセクターへ送るように構成されている。
【００７８】
例示的な実施形態にしたがうと、各セクターは、各時間スロット中に伝送信号を受信する。代わりの実施形態では、非活動の時間スロットが構成されているか、または構成されている電力レベル数がより少なく、１つの電力レベルが多数のセクターに割当てられるか、あるいはこの両者が可能である。例示的な実施形態では、基地局は、伝送信号の時分割を判断する。基地局からの全ての信号は、このタイミングにしたがって生成される。基地局は、このタイミングにしたがう循環方式にしたがって、各伝送信号の電力を調節する。例えば、図７に示されているように、第１の時間スロット中に、セクターＡには、高い電力レベルが割当てられ、なお高い電力レベルはフル電力でも、または調節された電力レベルでもよく、セクターＢには、低い電力レベルが割当てられ、セクターＣには、中域の電力レベルが割当てられる。電力レベルの割当ては、時間スロット全体において有効である。次の順番の時間スロット２の間は、電力割当ては変更され、セクターＡには中域の電力レベルが割当てられ、セクターＢには高い電力レベルが割当てられ、セクターＣには低い電力レベルが割当てられる。セクターへの電力割当ては、電力レベルを周期的に循環する。例示的な実施形態では、所与のセクターへの電力割当ての順番は変わらないことに注意すべきである。例えば、セクターＡの電力割当ての順番は、高い、中位、低いである。セクターＣの電力割当ての順番は、中位、低い、高いである。所与の時間スロット中に、１つのセクターのみに高レベルの電力が割当てられると、この所与の時間スロットにおいて、そのセクターへの干渉は低減し、Ｃ／Ｉは高くなる。例示的な実施形態では、高いＣ／Ｉをもつ１時間スロットを各セクターに割当てることによって、符号間干渉（ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ， ＩＳＩ）を低減することが好都合である。
【００７９】
例示的な実施形態にしたがうと、各時間スロット中に、各セクターは、連続的に維持されるユニークな電力レベルを割当てられる。代わりの実施形態では、割当て、および電力割当ての順番とは、通信システムに依存して調節される。代わりの実施形態では、セクターへの電力割当ての順番を変更し、少なくとも１つのセクターが、高い電力レベルの伝送信号を受信するようにする。例えば、１つのセクターへの電力レベルの割当ては、他のセクターと関係して、他のセクターの干渉状態にしたがって調節される。したがって、基地局は動的な電力割当て方式にしたがって伝送することができる。
【００８０】
セクター内の各移動体は、各時間スロット中に送信機へＤＲＣ情報を供給する。例えば、１周期当り３つの時間スロットをもつように時分割されていて、かつ３つの電力レベルをもつシステムの場合には、各移動体は、各電力レベル、すなわち各時間スロットごとに１つのＤＲＣを基地局へ供給するやり方で、少なくとも３つのＤＲＣを供給する。ＤＲＣ情報は所与の時間スロットにおけるＣ／Ｉの推定値に基づき、時間スロットは電力レベルに関係付けられている。別途記載するディジタルフィルタリング処理では、以前の周期からのフィードバックを含めて計算する適応方法にしたがってＣ／Ｉの推定値を反復的に供給する。所与の時間スロット中にディジタルフィルタリングを反復的に行って、時間スロット中に送られる符号をフィルタする。ディジタルフィルタリングは、所定数の符号から構成されているサンプルの組に対して行なわれる。Ｃ／Ｉの推定値は反復のたびに生成される。各Ｃ／Ｉの推定値には、同じ電力レベルの以前の時間スロットからの計算が含まれ、すなわち時間スロット１の計算には、以前の時間スロット１の計算からの履歴情報、などが含まれる。代わりの実施形態では、電力割当ての順番は維持されず、したがって各電力レベルに対応する履歴情報は異なる時間スロットによって表わされることに注意すべきである。例示的な実施形態では、セクターＡに対して、時間スロット１のＣ／Ｉの推定値は、少なくとも１つの前の時間スロット１の計算と平均をとられる。推定値を判断するのに使用される以前の時間スロットの数は任意であり、履歴情報量が増加すると、推定値の精度が高まる傾向がある。反復的なＣ／Ｉ測定の各々から構成される履歴情報の量は、電力レベル数または時間スロット数、あるいはこの両者と、以前の情報を記憶するシステムの能力とによって制限される。以前のＣ／Ｉの結果は、バッファまたは他のメモリ記憶デバイス内に記憶される。同様に、Ｃ／Ｉの推定情報は行列形式で記憶され、成分ベクトルは、特定のセクターに割当てられた特定の電力レベルに対応する。例示的な実施形態では、行列には、３つのセクターと３つの電力レベルに関するＣ／Ｉ情報、すなわち少なくとも９つのベクトルが含まれる。
【００８１】
移動体は、各割当てられた電力レベルに対応するＤＲＣ情報を基地局へ戻す。したがって、移動体は、各活動状態の時間スロット中にＣ／Ｉの平均推定値に基づいてＤＲＣ情報を送る。基地局は、ＤＲＣから、所与の時間スロット中に移動局へデータを送るデータレートを判断する。例示的な実施形態では電力レベル数と時間スロット数とは等しいが、この事例に厳密にしたがわなくてもよい。説明を理解し易くするために、ＤＲＣは特定の電力レベルと関係付けられていることを認識すべきである。既に記載したように、ＤＲＣは、基地局が伝送する値の範囲として、または特定のレートとして与えられる。同様に、移動体は、Ｃ／Ｉの推定値を直接に与えて、基地局が適切なＤＲＣを判断できるようにする。
【００８２】
１つの実施形態では、移動体はＣ／Ｉを計算し、平均値をとり、ルックアップテーブルからＤＲＣを選択する。代わりの実施形態では、移動局はＣ／Ｉの推定値を基地局へ送り、基地局は適切なデータレートを判断する。各反復では、受信信号を等化するか、またはフィルタすることによって、Ｃ／Ｉの推定値を計算する。等化は、伝送チャンネルによってもち込まれるＩＳＩを低減するために行われる。したがって等化により、チャンネルにより生じた歪みは補正される。
【００８３】
図８には、無線通信システム内のセルのセクターの１つの中で実行される受信機回路７００が示されている。受信機回路７００はＣ／Ｉを推定して、対応するＤＲＣメッセージを基地局（図示されていない）へ戻す。受信機７００にはアンテナ７０２、ＲＦ／ＩＦプロセッサ７０４、バンド幅フィルタ７０６、およびサンプラー７０８が含まれていて、サンプラー７０８は等化器７１０に接続されている。例示的な実施形態では、等化器７１０は、個別の一連の入力値を平均化するための有限インパルス応答（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ， ＦＩＲ）フィルタである。例示的な等化器は、２０００年７月２４日に出願された米国特許出願（“ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ａ ＭＯＤＵＬＡＴＥＤ ＳＩＧＮＡＬ ＵＳＩＮＧ ＡＮ ＥＱＵＡＬＩＺＥＲ ＡＮＤ ＲＡＫＥ ＲＥＣＥＩＶＥＲ”）に記載されており、これは本発明の譲受け人に譲渡され、ここでは参考文献として、とくに取り上げられている。
【００８４】
再び図８を参照すると、等化器７１０はＦＩＲフィルタとして示されているが、無限インパルス応答（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ， ＩＩＲ）フィルタまたは他のフィルタアーキテクチャを使用して構成されていてもよい。等化器７１０は、順番に受信した入力符号のサンプルの組の平均を出力する。サンプルの組は、所定数の連続する符号から構成されている。サンプルの組内の符号数は、（２Ｌ＋１）として与えられる。等化器７１０には、一連の遅延素子７１２ないし７１６が含まれている。遅延素子間にはタップがあり、タップは個々のサンプル値を乗算器７１８ないし７２４へ供給する。タップからの出力は増幅されて、加算器７２８で加算される。各乗算器７１８ないし７２４は、個々のサンプル値を基準化または増幅するためのフィルタ係数値を受信する。タップの数は、各サンプルの組の符号数、すなわち（２Ｌ＋１）に等しい。ＦＩＲのアーキテクチャでは、フィルタ係数値およびサンプルの組の畳込みを効率的に行う。
【００８５】
遅延素子数はタップ数よりも１つ少なく、したがって１つのタップは、遅延前の、最近受信した符号のためにある。各遅延素子は、符号の継続期間に等しく遅延し、Ｔを符号期間とし、Ｍをサンプルの部分的な構成要素とするとき、遅延はＴ／Ｍで求められる。通常は、Ｍ＝１とすると、サンプリングは、各符号期間Ｔごとに１回行われる。代わりの実施形態では、Ｍ＝２に設定し、各符号期間Ｔ内で２つのサンプルをとる。例示的な実施形態では、セクター数に対応して、３つの時間スロットがある。
【００８６】
図７に示されているように、各時間スロットは、より小さい時間間隔にさらに分割され、より小さい時間間隔を符号（ｓｙｍｂｏｌ）と呼ぶ。１つの時間スロット内には、Ｎ個の符号があり、各符号期間をＴとする。等化器７１０は、１時間スロット内のＮ個の符号のサブセットに対して動作する。時間スロットはフレームと呼ばれることに注意すべきである。等化器７１０は、時間スロット“ｉ”の間に連続するサンプルを受信し、“ｎ”を１時間スロット内のサンプルの組における時間指数の整数列とし、ｎ＝１，２，．．．，（２Ｌ＋１）とするとき、連続するサンプルはｘｉ（ｎ）で求められる。例示的な実施形態において、サンプルの組では、等化器７１０の遅延素子７１２ないし７１６を介して、符号が１つづつインクリメントされる。
【００８７】
各遅延素子７１２ないし７１６の出力は、対応するタップ係数Ｃｉ，（−Ｌ），Ｃｉ，（−Ｌ＋１），Ｃｉ，（Ｌ）によって増幅される。第１の係数の指数は、伝送信号の時間スロット、すなわち電力レベルを示す。第２の係数の指数は、遅延素子７１２ないし７１６内のタップの位置を示し、数列｛−Ｌ，（−Ｌ＋１），．．．，０，．．．，（Ｌ−１），Ｌ｝によって求められる。
【００８８】
【数５】
2004525532.tif 000007
【００８９】
等化器７１０は適応等化器であり、伝送データから係数を連続的に調節する。反復係数ｎは反復値（ｎ−１）の関数であり、すなわちｃｉ（ｎ）＝ｆ（ｃｉ（ｎ−１））である。代わりの実施形態では、事前設定された等化方法を実行し、事前設定方法では訓練用の数列（ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を使用して、係数を調節する。事前設定方法では、初期設定時に訓練用のセッションが必要であるといった欠点があり、チャンネルが時間の経過と共に劣化するときは効果的ではない。その代わりに、事前設定された初期設定の後に、適応反復を組合せて、等化に使用してもよい。
【００９０】
適応等化器７１０では、各反復において推定されたＣ／Ｉをフィードバックして、次の反復におけるタップ係数を調節し、さらに加えて、受信機の適切なデータレートとそれに関係するＤＲＣとを判断するための情報を与える。等化器７１０は、式（６）にしたがって所与の反復における推定値を求める。
【００９１】
【数６】
2004525532.tif 000008
【００９２】
代わりの実施形態では、タップの一部を使用するか、またはタップ数を動的に変更して、推定値を評価する。
【００９３】
例示的な実施形態では、１組の係数が、各時間スロットに対応して生成される。計算は各時間スロットごとに行われるので、式（６）の推定値ｙ（ｎ）は各時間スロットｉごとに生成される。一般的な式は、指数ｉを時間スロットとすると、式（７）として与えられる。
【００９４】
【数７】
2004525532.tif 000009
【００９５】
例示的な実施形態では、時間スロットは３つあり、すなわちｉ＝｛１，２，３｝である。代わりの実施形態では、所与の通信システムおよび所与の構成において望ましい数の時間スロットが構成される。
【００９６】
【数８】
2004525532.tif 000010
【００９７】
係数調節ユニット７３０は、現在の時間スロットを判断して、対応する組の係数を調節する。係数はメモリ記憶装置（図示されていない）内に記憶され、各時間スロット中に、計算に必要なときに検索される。例えば、第１の時間スロット中のセクターＡの計算は、第１の時間スロット中に同報通信されるフル電力の信号を反映している。セクターＡにおいて、電力が低減されたときは、第２または第３の時間スロット中よりも、第１の時間スロット中の方が、Ｃ／Ｉは大きい。係数調節ユニット７３０には、Ｃ／Ｉの推定値を関係するＤＲＣに相関させるルックアップテーブルが含まれている。移動体は、各時間スロットごとに、対応する時間スロットにおける平均のＣ／Ｉに基づくＤＲＣを送ることに注意すべきである。
【００９８】
各時間スロットの等化プロセスは、前の対応する時間スロット、すなわち電力レベル中に終了したところから、続けて再開される。例えば、時間スロットがＮ個の符号から構成されていて、かつ等化サンプルの組には（２Ｌ＋１）個の符号が含まれているとする。時間スロット１が最初に現れるとき、反復指数ｎは、ｎ＝｛１，２，３，．．．（Ｎ−２Ｌ）｝である。時間スロット１の最後に、時間スロット１が次に現れるときのために、係数値が記憶される。チェックサムのような他の形態の情報を記憶するため、あるいは必要な係数および／またはＣ／Ｉの推定値の情報が得られる他の結果を記憶するためのアルゴリズムを使用してもよいことに注意すべきである。時間スロット１が２回目に現れたときは、記憶されている値を使用して、等化器７１０の反復を開始する。各時間スロットは同様に取扱われるので、記憶されている情報は次の対応する時間スロット中に検索される。代わりの実施形態では、２以上の電力レベルからの情報を使用して、セクターごとのＣ／Ｉの推定値を生成する。
【００９９】
基地局がビーム切換えに時分割の電力割当てを使用して、セクター部分へ送るとき、基地局は１つのセクターを除く全てのセクターの電力を低減して、残りのセクターのＣ／Ｉを高めることによって、隣り合うセクター内の加入者局に対する干渉を低減する。
【０１００】
１つの実施形態にしたがうと、等化器７１０は、有限トランスバーサルフィルタ（ｆｉｎｉｔｅ ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ ｆｉｌｔｅｒ）として実現され、チャンネルの適応等化に使用される。係数調節では、出力のノイズとＩＳＩとを最小にするように、係数を適応させる。出力は、通常は、スライサーまたは決定機構へ供給され、等化ステップはデータ品質に直接的に関係する。係数調節には、推定Ｃ／Ｉと実際の値との比較が含まれる。例示的な実施形態では、最小二乗平均（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ， ＬＭＳ）アルゴリズム、または極小二乗平均エラー（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ， ＭＳＥ）アルゴリズムを使用する。しかしながら、代わりの実施形態では、履歴情報に基づいて推定値を生成するアルゴリズムを使用する。このようなアルゴリズムには、例えば二乗平均誤差勾配（Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ Ｇｒａｄｉｅｎｔ， ＭＳＥＧ）、反復最小二乗（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅｓ， ＲＬＳ）、直接行列インバージョン（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ， ＤＭＩ）が含まれる。通常は、推定値ｙｉ（ｎ）はスライサー（図示されていない）へ出力され、スライサーでは符号値に関する決定を行う。誤差の項は、等化値、すなわち加算ノード７２８の出力と、スライスされた値とを比較することによって計算される。その結果は推定誤差である。
【０１０１】
【数９】
2004525532.tif 000011
【０１０２】
このやり方では、各係数は、推定誤差に基づいて調節される。基地局は、低減電力で伝送する間は一部の信号を送らないか、または低減電力ではオーバーヘッド信号を送る。信号には、パイロット信号と、逆方向電力制御（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ＲＰＣ）信号とが含まれるが、これらに制限されない。低減電力の時間スロット中に電力制御が非活動であるときは、ｉ＝｛１，２，．．．，Ｓ｝とすると、電力制御の頻度は、時間スロット数に等しい要素“Ｓ”だけ低減される。移動体において、電力制御の頻度を低減すると、電力制御は粗になる。制御信号が送られる頻度が低減されると、制御調節が行われる頻度も対応して低減する。言い換えると、移動体は、電力制御の高い頻度よりも速くは電力調節を行なわない。制御が粗であると、通信システムへ電力を過剰に供給してしまい、すなわち干渉を発生させるだけでなく、移動体の電力消費量を増加し、再充電間のバッテリ寿命に影響を与えることになる。とくに、ＣＤＭＡシステムでは、精密な電力制御調節を行うために、各時間スロット中に電力制御をしばしば行うことが望ましい。例示的な実施形態では、各時間スロット中に多数の電力信号を送り、低減電力の時間スロット中でさえ、ＲＰＣ信号はフル電力で送られる。パイロット信号は、低減電力レベルの時間スロットで送られる。移動体は、受信したパイロットの低減された強度を考慮して、低減電力の時間スロット中にＣ／Ｉ推定値の重み付けをする。基地局は、各時間スロットの電力割当てに関する情報を各移動体へ与える。このやり方では、移動体は低減電力を予測して、それにしたがって応答する。移動体は、多数の基地局から信号を受信するとき、各基地局の電力割当てを検討することに注意すべきである。
【０１０３】
例示的な実施形態では、全時間スロット中に信号を送るが、代わりの実施形態では、時間スロットの一部を使用し、少なくとも１つの時間スロットは、フル電力の信号を受信するセクターを除く全セクターに対して非活動である。同様に、電力割当ては適応式に行われ、基地局は、移動体からのフィードバック（ＤＲＣ情報が含まれるが、これに制限されない）に基づいて、電力割当てを変更し、誤り訂正のデータを再伝送することを要求する。基地局は、低減電力レベルを変更して、システム内の移動体に適応する。例えば、移動ユーザが過剰な量のデータ誤差を経験すると、低減電力レベルが多くなる。同様に、電力レベルは最適動作の値の範囲にしたがって調節され、範囲から外れて調節された電力レベルは削除され、すなわちこの電力レベルは非活動にされる。１つの実施形態では、信号電力は、３ないし６デシベルで供給される。代わりの実施形態では、一方のセクターでは高い電力レベルが使用され、別のセクターでは少なくとも１つの低減電力レベルが使用されるといった、任意の電力レベルが構成される。
【０１０４】
本明細書に記載した実施形態では、サブセクターのビーム切換え技術を使用して、基地局から、１つのセル内、および隣り合うセル内の加入者局への伝送によって発生する平均干渉を低減する方法を提供している。
【０１０５】
以上では、改良形の順方向リンクのデータ伝送のための新規で向上した方法および装置を記載した。当業者には、上述で全体的に参照したデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、符号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁粒、光のフィールドまたは粒子、あるいはその組み合わせによって都合よく表わされることが分かるであろう。さらに加えて、当業者には、本明細書に開示されている実施形態に関連して記載した種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムのステップが、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエア、またはこの両者の組合わせとして構成されることも分かるであろう。種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、その機能の点から概略的に記載した。機能がハードウエアとして構成されるか、またはソフトウエアとして構成されるかは、全システムに課された個々のアプリケーションおよび設計上の制約に依存する。熟練した職人には、これらの環境下におけるハードウエアまたはソフトウエアの互換性、および記載した機能を各個々のアプリケーションにおいて実行することがどのくらい最良であるかが分かるであろう。例として、種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、本明細書に記載した機能を実行するように設計されたディジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ， ＤＳＰ）；特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ， ＡＳＩＣ）；フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ， ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス；ディスクリートのゲートまたはトランジスタ論理；ディスクリートのハードウエア構成要素、例えばレジスタおよびＦＩＦＯ；１組のファームウエアの命令を実行するプロセッサ；従来のプログラマブルソフトウエアモジュールおよびプロセッサ；あるいはその組み合わせで構成または実行される。プロセッサは、マイクロプロセッサであることが好都合であるが、その代わりに、プロセッサは従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態機械であってもよい。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはこの技術において知られている他の形態の記憶媒体内に構成されてもよい。プロセッサはＡＳＩＣ（図示されていない）内に構成されていてもよい。ＡＳＩＣは電話装置内に構成されていてもよい。その代わりに、プロセッサは電話装置内に構成されていてもよい。プロセッサは、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合わせとしてか、またはＤＳＰのコアなどと接続された２つのマイクロプロセッサとして構成されていてもよい。
【０１０６】
上述の好ましい実施形態の説明は、当業者が本発明を生成または使用できるように与えられている。これらの実施形態の種々の変形は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義されている全体的な原理は、発明の能力を使用せずに他の実施形態に応用できる。したがって、本発明は、本明細書に示した実施形態に制限されることを意図されていないが、本明細書で開示した原理および新規な特徴に一致する最も幅広い技術的範囲に一致することを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】１つの実施形態にしたがって構成されている地上基地局の図。
【図２】１つの実施形態にしたがう細分割されたセクターを示す図。
【図３】固定時間スロットにしたがって交互に送られるセクター分割ビームを示す図。
【図４】加入者局において測定された搬送波−対−干渉比（Ｃ／Ｉ）を最大化することによって、システムの容量およびデータレートを高めるための方法を示すフローチャート。
【図５】１つの実施形態にしたがって構成された基地局装置のブロック図。
【図６】１つの実施形態にしたがって構成されたＣＤＭＡの逆方向リンクの加入者局装置の一部分を示す図。
【図７】１つの実施形態にしたがって、セル内の３つのセクターに対する時間スロットの分割を示すＣＤＭＡの通信システム内のセルの図。
【図８】図７のＣＤＭＡの通信システムの受信機内の等化器回路の模式図。
【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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