(57)【要約】【課題】高データレート通信システムにおいて符号化利得を改良すること。【解決手段】可変レート伝送が可能なデータ通信システムにおいて、高レートパケットデータ伝送は順方向リンクの利用を改良し、伝送遅延を減少する。順方向リンク上のデータ伝送は時間多重化され、基地局（４）は順方向リンクによりサポートされる最高データレートで１つの移動局（６）に伝送する。データレートは、移動局（６）において測定される順方向リンク信号の最大Ｃ／Ｉ測定により決定される。エラーで受信したデータパケットを判断すると、移動局（６）はＮＡＣＫメッセージを基地局（４）に伝送する。ＮＡＣＫメッセージはエラーで受信したデータパケットの再伝送を生じる。データパケットは、データパケット内の各データユニットを識別するためにシーケンス番号の使用により順序が狂って伝送することができる。逆方向リンク上で、逆方向レートインジケータシンボルは移動局（６）において符号化され、異なるコードワード間の最大距離を得る。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコードワードを発生するためにデータをブロック符号化し；および
各コードワードを所定回数反復する；
ことから構成されるデータを符号化する方法。
【請求項２】
前記ブロック符号化は３行および３２列の行列としてデータを符号化することから構成される請求項１の方法。
【請求項３】
前記所定回数は４である、請求項１の方法。
【請求項４】
前記ブロック符号化は３行および３２列のマトリクスとしてデータを符号化することから構成され、前記所定回数は４である、請求項１の方法。
【請求項５】
前記行列の各行２つのゼロと２４９２ＤＢＢＦの１６進値を有する、請求項４の方法。
【請求項６】
前記行列の第１行は左から右に２４９２ＤＢＢＦの１６進値を有する２進数であり、２つのゼロが続き、前記行列の第２行は左から右に、２つのゼロの１番目であり、それに続いて２４９２ＤＢＢＦの１６進値を有する２進数が続き、その後に前記２つのゼロの２番目が続き、および前記行列の３行目は２つのゼロでありそれに続いて２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数が続く、請求項５の方法。
【請求項７】
前記ブロック符号化は３行および８列の行列としてデータを符号化することから構成され、前記所定回数は１６である、請求項１の方法。
【請求項８】
前記ブロック符号化は３行および１６列の行列としてデータを符号化することから構成され、前記所定回数は８である、請求項１の方法。
【請求項９】
前記ブロック符号化は３行および６４列の行列としてデータを符号化することから構成され、前記所定回数は２である、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記ブロック符号化は３行および１２８列の行列としてデータを符号化することから構成され、前記所定回数はゼロである、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記ブロック符号化は３行および７列の行列としてデータを符号化し、前記所定回数は１１であり、反復されたコードワードの各セットは５つのロケーションでパンクチャリングすることをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項１２】
前記データは、データ通信システムの加入者装置からの伝送データレートインジケータから構成される、請求項１の方法。
【請求項１３】
符号化された、反復されたレートインジケータデータを、符号化されたレート要求メッセージおよびパイロット信号と多重化し、多重化された信号を発生する、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記多重化された信号を直交コードでカバーすることをさらに具備する、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記直交コードは８チップを有するウオルシュ関数である、請求項１４の方法。
【請求項１６】
データをブロック符号化し、複数のコードワードを発生する手段と；および
各コードワードを所定回数反復する手段と；
から構成される加入者装置。
【請求項１７】
前記ブロック符号化手段は、３行および３２列の行列としてデータを符号化する手段から構成され、前記所定回数は４であり、前記行列の第１行は左から右に２４９２ＤＢＢＦの１６進値を有する２進数であり、その後に２つのゼロが続き、前記行列の第２行は左から右に第１のゼロであり、その後に２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数が続き、その後に第２のゼロが続き、前記行列の第３行は左から右に２つのゼロであり、その後に２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数が続く、請求項１６の加入者装置。
【請求項１８】
プロセッサと；および
前記プロセッサと接続され、前記プロセッサにより実行可能な命令セットを含み、データをブロック符号化し、複数のコードワードを発生し、各コードワードを所定回数反復する記憶媒体と；
から構成される加入者装置。
【請求項１９】
前記命令セットはさらに、各コードワードを４回反復し、３行×３２列の行列としてデータを符号化するために前記プロセッサによりさらに実行可能であり、前記行列の第１行は左から右に２４９２ＤＢＢＦの１６進値を有する２進数であり、その後に２つのゼロが続き、前記行列の第２行は左から右に第１のゼロであり、その後に２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数が続き、その後に第２のゼロが続き、前記行列の第３行は左から右に、２つのゼロであり、その後２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数が続く。
【請求項２０】
ブロックエンコーダと；および
前記ブロックエンコーダに接続されたコードワード反復ジェネレータと；
から構成されるデータ伝送システム。
【請求項２１】
前記ブロックエンコーダは、３行および３２列の行列としてデータを符号化することにより少なくとも１つのコードワードを発生するように構成された（３２，３）線形ブロックエンコーダから構成され、前記コードワード反復ジェネレータは各コードワードを所定回数反復するように構成される、請求項２０のデータ伝送システム。
【請求項２２】
前記コードワード反復ジェネレータは各コードワードを４回反復するように構成される、請求項２１のデータ伝送システム。
【請求項２３】
前記行列の各行は２つのゼロと２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数から構成される、請求項２２のデータ伝送システム。
【請求項２４】
前記行列の第１行は左から右に２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数であり、その後の２つのゼロが続き、前記行列の第２行は左から右に２つのゼロの第１であり、その後に、２４９２ＤＢＢＦの１６進値の２進数が続き、その後に２つのゼロの第２が続き、前記行列の第３行は左から右に２つのゼロであり、その後に２４９２ＤＢＢＦの１６進値を有する２進数が続く、請求項２３のデータ伝送システム。
【請求項２５】
前記ブロックエンコーダは、３行および８列の行列としてデータを符号化することにより少なくとも１つのコードワードを発生するように構成される（８、３）線形ブロックエンコーダから構成される、請求項２０のデータ伝送システム。
【請求項２６】
前記ブロックエンコーダは、３行および１６列の行列としてデータを符号化することにより少なくとも１つのコードワードを発生するように構成される（１６，３）線形ブロックエンコーダから構成され、前記コードワード反復ジェネレータは各コードワードを８回反復するように構成される、請求項２０のデータ伝送システム。
【請求項２７】
前記ブロックエンコーダは３行および６４列の行列としてデータを符号化することにより少なくとも１つのコードワードを発生するように構成される（６４，３）線形ブロックエンコーダから構成され、前記コードワード反復ジェネレータは各コードワードを２回反復するように構成される、請求項２０のデータ伝送システム。
【請求項２８】
前記ブロックエンコーダは３行および１２８列のマトリクスとしてデータを符号化することにより少なくとも１つのコードワードを発生するように構成される（１２８，３）線形ブロックエンコーダから構成され、前記コードワード反復ジェネレータは各コードワードをゼロ回反復するように構成される。請求項２０のデータ伝送システム。
【請求項２９】
前記ブロックエンコーダは３行および７列の行列としてデータを符号化することにより少なくとも１つのコードワードを発生するように構成される（７，３）線形ブロックエンコーダから構成され、前記コードワード反復ジェネレータは、少なくとも１つのコードワードを１９回反復することにより少なくとも１つの反復コードワードセットを発生するように構成され、前記データ伝送システムはさらに、前記コードワード反復ジェネレータと接続され、前記少なくとも１つの反復コードワードセットを５つのロケーションにパンクチャするように構成されるシンボルパンクチャリングエレメントをさらに具備する、請求項２０のデータ伝送システム。
【請求項３０】
前記データは、データ通信システムの加入者装置からの伝送データレートインジケータから構成され、前記データ伝送システムは前記加入者装置に駐在する、請求項２１のデータ伝送システム。
【請求項３１】
前記コードワード反復ジェネレータに接続され、符号化され、反復されたレートインジケータデータを符号化されたレート要求メッセージおよびパイロット信号と多重化し、多重化された信号を発生するマルチプレクサをさらに具備する、請求項３０のデータ伝送システム。
【請求項３２】
前記マルチプレクサと接続され、多重化された信号の各ビットを直交コードと乗算するように構成された乗算器をさらに具備する、請求項３１のデータ伝送システム。
【請求項３３】
前記直交コードは８チップを有するウオルシュ関数である、請求項３２のデータ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はデータ通信に関し、特に高レートパケットデータ通信システムで使用する最大距離、レート３／１２８ブロック符号化方式に関する。
【０００２】
【関連出願の記載】
近年の通信システムはいろいろなアプリケーションをサポートする必要がある。そのような通信システムの１つは、「デュアルモード広帯域スペクトル拡散通信システムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局互換規格」（以下ＩＳ−９５規格と呼ぶ）に準拠する符号分割多元接続システムである。ＣＤＭＡシステムは地上リンクを介してユーザー間で音声通信およびデータ通信を可能にさせる。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる米国特許第４，９０１，３０７号（発明の名称：「衛星または地上リピーターを用いたスペクトル拡散多重アクセス通信システム」）および米国特許第５，１０３，４５９号（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて波形を発生するためのシステムおよび方法」）に開示されている。
【０００３】
この明細書において、基地局は移動局が通信するハードウエアに言及する。セルは用語が使用する文脈に依存してハードウエアまたは地理的なカバーエリアに言及する。セクタはセルのパーティションである。ＣＤＭＡシステムのセクタはセルの属性を有するので、セルの観点から記載される開示はすでにセクタに拡張されている。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムにおいて、ユーザ間の通信は１つ以上の基地局を介して行なわれる。第１の移動局の第１のユーザは逆方向リンクを介して基地局にデータを伝送することにより第２の移動局の第２のユーザと通信する。基地局はそのデータを受信し、そのデータを他の基地局に配信することができる。データは同じ基地局または第２の基地局の順方向リンクを介して第２の移動局に伝送される。順方向リンクは基地局から移動局への伝送に言及し、逆方向リンクは移動局から基地局への伝送に言及する。ＩＳ−９５システムにおいて、順方向リンクと逆方向リンクには別々の周波数が割当てられる。
【０００５】
通信の期間、移動局は少なくとも１つの基地局と通信する。ソフトハンドオフの期間、ＣＤＭＡ移動局は複数の基地局と同時に通信することができる。ソフトハンドオフは以前のリンクを切断する前に新しい基地局とのリンクを確立するプロセスである。ソフトハンドオフは落とされた通話の確率を最小にする。ソフトハンドオフの期間に１つ以上の基地局を介して移動局との通信を供給するための方法およびシステムは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる米国特許第５，２６７，２６１号（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムの移動援助ソフトハンドオフ」）に開示される。ソフタハンドオフ（ｓｏｆｔｅｒ ｈａｎｄｏｆｆ）は同じ基地局によりサービスされる複数のセクタを介して通信が生じるプロセスである。ソフタハンドオフのプロセスは、この発明の譲受人に譲渡され参照することによりここに組み込まれる１９９９年８月３日に発行された同時係属米国特許第５，９３３，７８７（発明の名称：「共通基地局のセクタ間でハンドオフを実行するための方法および装置」）に詳細に記載されている。
【０００６】
無線データアプリケーションの需要が高まるにつれ、非常に効率のよい無線通信システムの必要性がますます重要になってきた。ＩＳ−９５規格は順方向リンクおよび逆方向リンクを介してトラヒックデータおよび音声データを伝送することができる。固定サイズの符号チャネルフレームでトラヒックデータを伝送するための方法は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる米国特許第５，５０４、７７３（発明の名称：「伝送のためのデータのフォーマッティングのための方法および装置」）に詳細に記載されている。ＩＳ−９５規格に従って、トラヒックデータまたは音声データは１４．４Ｋｂｐｓのデータレートを有する２０ｍｓｅｃ幅の符号チャネルフレームに分割される。
【０００７】
音声サービスとデータサービスとの間の著しい違いは前者は厳しい固定の遅延要件を課すという事実である。一般に音声フレームの全体の一方向の遅延は１００ｍｓｅｃ未満でなければならない。それにひきかえ、データ遅延は、データ通信システムの効率を最適化するために使用される可変パラメータになることができる。特に、音声サービスにより許容可能な遅延よりも著しく大きな遅延を必要とするより効率的なエラー訂正符号化技術を利用することができる。データのための例示的な能率的な符号化方式は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、１９９９年８月３日に発行された米国特許第５，９３３，４６２（発明の名称：「たたみこみ符号化コードワードを復号するためのソフト決定出力デコーダー」）に開示されている。
【０００８】
音声サービスとデータサービスの他の著しい違いは前者はすべてのユーザに対して固定かつ共通のサービス程度（ＧＯＳ）を必要とすることである。一般に、音声サービスを提供するデジタルシステムの場合、これはすべてのユーザに対して固定かつ等しい伝送に変換し、音声フレームのエラーレートに対して最大許容値に変換する。それにひきかえ、データサービスの場合、ＧＯＳはユーザ毎に異なることができ、データ通信システムの全体の効率を増大するために最適化されたパラメータであり得る。データ通信システムのＧＯＳは一般に所定のデータ量（以下データパケットと呼ぶ）の伝送において被る合計遅延として定義される。
【０００９】
音声サービスとデータサービスとの間のさらに他の著しい違いは、前者は、例示ＣＤＭＡ通信システムにおいて、ソフトハンドオフにより提供される信頼できる通信リンクを必要とすることである。ソフトハンドオフは信頼度を改善するために２以上の基地局から冗長な伝送を生じる。しかしながら、このさらなる信頼度はデータ伝送においては必要ない。何故ならエラーで受信したデータパケットは再送信することができるからである。データサービスの場合、ソフトハンドオフをサポートするために使用される送信電力はさらなるデータを伝送するためにより効率的に使用することができる。
【００１０】
データ通信システムの品質と有効性を測定するパラメータはデータパケットを伝送するために必要とされる伝送遅延とシステムの平均スループットである。伝送遅延は、音声通信の場合と同じデータ通信の影響力を持たないが、データ通信システムの品質を測定するための重要な測定基準である。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性の測定値である。
【００１１】
セルラシステムにおいて、所定のユーザの信号対雑音および干渉比Ｃ／Ｉはそのカバーエリア内のユーザのロケーションの関数である。所定レベルのサービスを維持するために、ＴＤＭＡシステムおよびＦＤＭＡシステムは周波数再使用技術の手段を取る。すなわち、すべての周波数チャネルおよび／またはタイムスロットが各基地局において使用されるわけではない。ＣＤＭＡシステムにおいては、システムのセルごとに同じ周波数割当てが再使用され、それにより全体の効率を改善する。所定のユーザの移動局が得るＣ／Ｉは基地局からユーザの移動局へのこの特定のリンクのためにサポートできる情報レートを決定する。伝送のために使用される特定の変調とエラー訂正方法が与えられると、これはこの発明がデータ伝送のために最適化することを求めているものだが、所定レベルの性能が対応するレベルのＣ／Ｉにおいて得られる。六角形のセルレイアウトを有し、セルごとに共通の周波数を利用する理想的なセルラシステムの場合に、理想的なセル内で得られるＣ／Ｉの分配を計算することができる。
【００１２】
所定のユーザにより得られるＣ／Ｉは伝送路損失の関数であり、これは地上セルラシステムの場合にｒ３乃至ｒ５に増大する。ただし、ｒは放射源までの距離である。さらに伝送路損失は、無線波の伝送路内の人工的なまたは自然の障害によりランダムな変化を受けやすい。これらのランダムな変化は一般に８ｄＢの標準偏差を有した対数正規のシャドウイング（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）ランダムプロセスとしてモデル化される。無指向性の基地局アンテナ、ｒ４伝搬法則、および８ｄＢ標準偏差を有した理想的な六角形のセルラレイアウトのために得られる結果として生じるＣ／Ｉ分布は図１０に示される。
【００１３】
得られたＣ／Ｉ分布は、いつでもおよびいかなるロケーションにおいても、各基地局への物理的距離に関係なく、最大のＣ／Ｉ値を得るものとして定義される最良の基地局によって移動局がサービスされる場合にのみ達成することができる。上述したように伝送路損失のランダムな性質のために、最大Ｃ／Ｉ値を有する信号は、移動局からの最小物理距離以外の信号であり得る。それにひきかえ、移動局が最小距離の基地局を介してのみ通信していたならば、Ｃ／Ｉは実質的に品位を落とすことになり得る。それゆえ、いつでも移動局が最良のサービスをする基地局と通信することは有利であり、それにより最適なＣ／Ｉ値を得る。また、上述した理想的なモデルであって図１０に示すモデルにおいて、得られたＣ／Ｉの値のレンジは、最大値と最小値との間の差分が１０，０００となり得るようなレンジである。実用的な実施においては、このレンジは一般的にほぼ１：１００または２０ｄＢに制限される。それゆえ、以下の関係式が適用できるので、ＣＤＭＡ基地局は、１００の因数と同量だけ変化できる情報ビットレートを有した移動局にサービスすることが可能である。
【００１４】
【数１】
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ただし、Ｒｂは特定の移動局に対する情報レート、Ｗはスペクトル拡散信号により占有される合計帯域幅、Ｅｂ／Ｉｏは所定のレベルの性能を得るために必要な干渉密度に対するビットあたりのエネルギーである。例えば、スペクトル拡散信号が１．２２８８ＭＨｚの帯域幅を占有し、信頼できる通信が３ｄＢに等しい平均値Ｅｂ／Ｉｏを必要とするなら、最良の基地局に対して３ｄＢのＣ／Ｉ値を得る移動局は１．２２８８Ｍｂｐｓのデータレートで通信することができる。一方、移動局が隣接する基地局からの実質的干渉を受け、−７ｄＢのＣ／Ｉしか得ることができないなら、信頼できる通信は１２２．８８Ｋｂｐｓより大きなレートでサポートすることはできない。それゆえ、平均スループットを最適化するように設計された通信システムは、最良にサービスしている基地局からの各移動ユーザに、移動ユーザが確実にサポートできる最も高いデータレートＲｂで、サービスしようと試みるであろう。上述した特性を利用し、ＣＤＭＡ基地局から移動局へのデータスループットを最適化するデータ通信システムを提供することが都合がよいであろう。
【００１５】
データを伝送している逆方向リンクデータレートを示している時使用する移動局のためのより堅固なチャネルを提供することはさらに都合がよいであろう。データ通信システムにおいて、逆方向リンクデータレートインジケータは、例えばパイロットチャネルが伝送される時間の一部においてのみ伝送を必要とする、有利に相対的に「遅い」チャネルである。現在反復を有した相対的に高いレートの直交符号化方式が使用される。符号化利得を改良するために、そのような符号化方式において、異なるエンコーダー出力コードワード間で最小距離（異なるエンコーダー出力コードワードにおけるシンボルの数）を増大させることは望ましいであろう。従って、高データレート通信システムにおいて、符号化利得を改良する方法の必要性がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は高データレート通信システムにおいて符号化利得を改良する方法に向けられている。従って、この発明の１つの観点において、データを符号化する方法が提供される。この方法は有利にデータをブロック符号化して複数のコードワードを発生し、各コードワードを所定回数反復することを含む。
【００１７】
一実施形態において、この方法は有利に３行および３２列のマトリクスとしてデータをブロック符号化し各コードワードを４回反復することを含む。マトリクスの第１行目は左から右に２４９２ＤＢＢＦに２つのゼロが続く１６進値を持つ２進数である。マトリクスの第２行目は左から右に、ゼロの後に２４９２ＤＢＢＦの１６進値を持つ２進数が続きその後に別のゼロが続き、マトリクスの３行目は左から右に、２つのゼロの後に２４９２ＤＢＢＦの１６進値を持つ２進数が続く。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の特徴、目的および利点は、同一部に同符号を付した図面とともに以下に述べる詳細な記述からより明らかになるであろう。
【００１９】
データ通信システムの例示実施形態に従って、順方向リンクおよびシステムによりサポート可能な最大データレートまたはその付近のデータレートで１つの基地局から１つの移動局に順方向リンクデータ伝送が生じる（図１参照）。逆方向リンクデータ通信は１つの移動局から１つ以上の基地局に生じることができる。順方向リンク伝送のための最大データレートの計算は以下に記載される。データは複数のデータパケットに分割され、各データパケットは１つ以上のタイムスロット（またはスロット）を介して伝送される。各タイムスロットにおいて、基地局はその基地局と通信している移動局にデータ伝送を指示することができる。
【００２０】
初めに、移動局は所定のアクセス手続きを用いて基地局と通信を確立する。この接続状態において、移動局は基地局からのデータおよび制御メッセージを受信することができ、データおよび制御メッセージを基地局に伝送することができる。移動局は次に、移動局のアクティブセット（ａｃｔｉｖｅ ｓｅｔ）において、基地局からの伝送のために順方向リンクを監視する。アクティブセットはその移動局と通信する基地局のリストを含む。特に、移動局は、その移動局において受信した、アクティブセットにある基地局からの順方向リンクパイロットの信号対雑音および干渉比（Ｃ／Ｉ）を測定する。受信したパイロット信号が所定の加算しきい値を越える場合または所定の降下しきい値より少ない場合、移動局はこれを基地局に報告する。基地局からのその後のメッセージは移動局にそれぞれ基地局をアクティブセットに追加したり、アクティブセットから基地局を削除したりするように指示する。移動局の種々の動作状態を以下に記載する。
【００２１】
送信すべきデータが無い場合、移動局はアイドル状態に戻り基地局（基地局群）へのデータレート情報の伝送を中止する。移動局がアイドル状態にある間、移動局はメッセージをページングするためにアクティブセットにある１つ以上の基地局からの制御チャネルを監視する。
【００２２】
移動局に伝送すべきデータがある場合には、そのデータは中央コントローラによって、アクティブセットにあるすべての基地局に送信され各基地局においてキューに記憶される。次に、ページングメッセージは各制御チャネルを介して１つ以上の基地局により移動局に送信される。移動局が基地局間を切り替わっている間でも受信を保証するために基地局はいくつかの基地局間で同時にそのようなすべてのページングメッセージを送信することができる。移動局は１つ以上の制御チャネル上の信号を復調しかつ復号してページングメッセージを受信する。
【００２３】
ページングメッセージを受信すると、データ伝送が完了するまでの各タイムスロット毎に、移動局は、移動局において受信した、アクティブセットにある基地局からの順方向リンク信号のＣ／Ｉを測定する。順方向リンク信号のＣ／Ｉは各パイロット信号を測定することにより得ることができる。次に、移動局はパラメータの組に基づいて最良の基地局を選択する。パラメータの組は現在のＣ／Ｉ測定値、以前のＣ／Ｉ測定値およびビットエラーレートまたはパケットエラーレートから構成し得る。例えば、最良の基地局は最大のＣ／Ｉ測定値に基づいて選択することができる。次に、移動局は、その最良の基地局を識別し、選択された基地局に、データ要求チャネル（以下、ＤＲＣチャネルと呼ぶ）を介してデータ要求メッセージ（以下、ＤＲＣメッセージと呼ぶ）を伝送する。ＤＲＣメッセージは要求されたデータレート、または二者択一的に順方向リンクの品質の表示（例えばＣ／Ｉ測定値自体、ビットエラーレートまたはパケットエラーレート）を含むことができる。例示実施形態において、移動局は、固有に基地局を識別するウオルシュコードの使用により特定の基地局にＤＲＣメッセージの伝送を指示することができる。ＤＲＣメッセージは固有のウオルシュコードとイクスクルーシブＯＲ（ＸＯＲ）される。移動局のアクティブセットにある各基地局は固有の識別コードにより識別されるので、移動局により行なわれたＸＯＲ演算と同一のＸＯＲ演算を実行する選択された基地局のみが、正しいウオルシュコードを用いて、ＤＲＣメッセージを正しく復号することができる。基地局は各移動局からのレート制御情報を用いて最高の可能なレートで順方向リンクデータを効率的に伝送する。
【００２４】
各タイムスロットにおいて、基地局はデータ伝送のためにページングされた移動局を選択することができる。次に、基地局は、移動局から受信したＤＲＣメッセージの最も最近の値に基づいて、選択された移動局にデータを伝送するデータレートを決定する。さらに、基地局は、その移動局に固有な拡散コードを用いて特定の移動局への伝送を固有に識別する。例示実施形態において、この拡散コードはＩＳ−９５規格により定義される長い擬似雑音（ＰＮ）コードである。
【００２５】
データパケットが送られる移動局はデータ伝送を受信し、データパケットを復号する。各データパケットは複数のデータユニットから構成される。例示実施形態において、データユニットは８情報ビットから構成される。しかしながら、異なるデータユニットサイズを定義することができ、この発明の範囲内である。例示実施形態において、各データユニットは、シーケンス番号と相関され、移動局は、失ったまたは重複する伝送を識別することができる。そのような場合には、移動局は、逆方向リンクチャネルを介して失ったデータユニットのシーケンス番号を通信する。移動局からデータメッセージを受信する基地局コントローラは、この特定の移動局と通信するすべての基地局に、どのデータユニットが移動局により受信されなかったかを示す。基地局は次に、そのようなデータユニットの再送信をスケジュールする。
【００２６】
データ通信システムの各移動局は、逆方向リンクを介して複数の基地局と通信することができる。例示実施例において、この発明のデータ通信システムは幾つかの理由で逆方向リンクを介してソフトハンドオフおよびソフタハンドオフをサポートする。第１にソフトハンドオフは逆方向リンクのさらなる収容能力を消費せず、少なくとも１つの基地局が確実にデータを復号できるように移動局が最小電力レベルでデータを伝送することを可能にする。第２により多くの基地局による逆方向リンク信号の受信は伝送の信頼性を増大し、基地局にさらなるハードウエアが必要のみである。
【００２７】
例示実施形態において、データ伝送システムの順方向リンク収容能力は移動局のレート要求により決定される。順方向リンク収容能力のさらなる利得は指向性アンテナおよび／または適応空間フィルタを使用することにより得ることができる。指向性伝送を供給するための例示方法と装置は、共にこの発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、１９９９年１月５日に発行された同時係属米国特許番号第５，８５７，１４７、（発明の名称：「マルチユーザ通信システムにおける伝送データレートを決定するための方法および装置」）および１９９７年９月８日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／９２５，５２１、（発明の名称：「直交スポットビーム、セクタおよびピコセルを供給するための方法および装置」）に記載されている。
【００２８】
Ｉ．システム記述
図面を参照すると、図１は複数のセル２ａ−２ｇを構成する一実施形態に従って例示データ通信システムを表す。各セル２は対応する基地局４によりサービスされる。種々の移動局６がデータ通信システムの全体に渡って分散される。例示実施形態において、各移動局６は各タイムスロットにおいて、順方向リンクを介して多くても１つの基地局４と通信するが、移動局６がソフトハンドオフ状態にあるかどうかににより逆方向リンクを介して１つ以上の基地局４と通信することができる。例えば、基地局４ａは独占的にデータを移動局６ａに伝送し、基地局４ｂは独占的にデータを移動局６ｂに伝送し、および基地局４ｃはタイムスロットｎにおいて準方向リンクを介して独占的にデータを移動局６ｃに伝送する。図１において、矢を有した実線は基地局４から移動局６へのデータ伝送を示す。矢を有した破線は
移動局６がパイロット信号を受信しているが、基地局４からのデータ伝送は無いことを示している。簡単のために、逆方向リンク通信は図１には示されていない。
【００２９】
図１によって示されるように、各基地局４はいつなんどきでも１つの移動局６にデータを伝送することが好ましい。移動局、特にセル境界付近に位置する移動局は複数の基地局４からパイロット信号を受信することができる。パイロット信号が所定のしきい値を越えていれば、移動局６は、移動局６のアクティブセットに基地局４を追加することを要求することができる。例示実施形態において、移動局６はアクティブセットのゼロまたは１メンバからデータ伝送を受信することができる。
【００３０】
図１のデータ通信システムの基本サブシステムを示すブロック図が図２に示される。基地局コントローラ１０はパケットネットワークインタフェース２４、ＰＳＴＮ３０、およびデータ通信システムのすべての基地局４とインターフェースする（簡単のために１つの基地局４のみが図２に示されている）。基地局コントローラ１０はデータ通信システムの移動局６とパケットネットワークインタフェース２４に接続された他のユーザおよびＰＳＴＮ３０との間の通信を調節する。ＰＳＴＮ３０は標準電話機回路網（図２には示していない）を介してユーザとインターフェースする。
【００３１】
基地局コントローラ１０は、簡単のために図２には１つしか示していないが、多くのセレクタエレメント１４を含む。１つのセレクタエレメント１４は１つ以上の基地局４と１つの移動局６との間の通信を制御するために割当てられる。セレクタエレメント１４が移動局６に割当てられていなかったならば、呼制御プロセッサ１６には、移動局６をページングする必要性が知らされる。
【００３２】
データソース２０は移動局６に伝送されるデータを含む。データソース２０はデータをパケットネットワークインタフェース２４に供給する。パケットネットワークインタフェース２４はデータを受信し、そのデータをセレクタエレメント１４に供給する。セレクタエレメント１４はデータを移動局と通信している各基地局４に送信する。各基地局４は移動局６に伝送すべきデータを含むデータキュー４０を維持する。
【００３３】
例示実施形態において、順方向リンクを介して、データパケットはデータレートに関係無く所定のデータ量に言及する。データパケットは他の制御および符号化ビットでフォーマット化され符号化される。データ伝送が複数のウオルシュチャネルを介して生じるならば、符号化されたパケットは並列ストリームに逆多重化され、各ストリームは１つのウオルシュチャネルを介して伝送される。
【００３４】
データはデータパケットで、データキュー４０からチャネルエレメント４２に送られる。各データパケットに対して、チャネルエレメント４２は必要な制御フィールドを挿入する。データパケット、制御フィールド、フレームチェックシーケンスビット、および符号テールビットはフォーマット化されたパケットを構成する。次に、チャネルエレメント４２は１つ以上のフォーマット化されたパケットを符号化し、符号化されたパケット内のシンボルをインターリーブ（並べ替えする）。次に、インターリーブされたパケットはスクランブリングシーケンスを用いてスクランブルされ、ウオルシュカバーを用いてカバーされ、長いＰＮコードと短いＰＮＩおよびＰＮＱコードを用いて拡散される。拡散データはＲＦユニット４４内の送信器により直交変調され、濾波され、増幅される。順方向リンク信号は順方向リンク５０上のアンテナ４６を介して放送で伝送される。
【００３５】
移動局６において、順方向リンク信号はアンテナ６０により受信されフロントエンド６２内の受信器に送られる。受信器は信号を濾波し、増幅し、直交変調し、および量子化する。２値化された信号は復調器（ＤＥＭＯＤ）６４に供給され、長いＰＮコードおよび短いＰＮＩコードおよびＰＮＱコードでデスプレッド（ｄｅｓｐｒｅａｄ）され、ウオルシュカバーでデカバーされ、同一スクランブリングシーケンスでデスクランブルされる。復調されたデータはデコーダー６６に供給され、デコーダー６６は基地局４においてなされた信号処理機能の逆、特に、デインターリービング、デコーディングおよびフレームチェック機能を行う。復号されたデータはデータシンク６８に供給される。上述したように、ハードウエアはデータ、メッセージング、音声、ビデオの伝送および順方向リンクを介した他の通信をサポートする。
【００３６】
システム制御およびスケジューリング機能は多くの実施により成就可能である。チャネルスケジューラー４８のロケーションは集中的または分散制御／スケジューリング処理が望ましいかどうかに依存する。例えば、分散処理の場合にチャネルスケジューラー４８は各基地局４内に配置できる。逆に、集中的処理の場合には、チャネルスケジューラー４８は基地局コントローラー１０内に配置可能であり、複数の基地局４のデータ伝送を調節するように設計することができる。上述した機能の他の実施を検討することができ、この発明の範囲内である。
【００３７】
図１に示すように、移動局６はデータ通信システム全体に渡って分散され、順方向リンクを介してゼロまたは１つの基地局４と通信可能である。例示実施形態において、チャネルスケジューラー４８は１つの基地局４の順方向リンクデータ伝送を調節する。例示実施形態において、チャネルスケジューラー４８は基地局４内のデータキュー４０とチャネルエレメント４２内に接続し、移動局６に伝送するデータ量を示すキューサイズおよび移動局６からのＤＲＣメッセージを受信する。チャネルスケジューラー４８は最大データスループットのシステムゴールが最小伝送遅延が最適化されるように高レートデータ伝送をスケジュールする。
【００３８】
例示実施形態において、データ伝送は、ある程度通信リンクの品質に基づいてスケジュールされる。リンク品質に基づいて伝送レートを選択する例示通信システムは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、１９９６年９月１１日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／７４１，３２０（発明の名称：「セルラ環境において高速データ通信を供給するための方法および装置」）に開示されている。現在開示された実施形態において、データ通信のスケジューリングは、ユーザのＧＯＳ、キューサイズ、データの種類、すでに経験した遅延量、およびデータ伝送のエラーレートのようなさらなる考慮に基づくことが出来る。これらの考慮はともに、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、１９９７年２月１１日に出願された米国特許出願番号第０８／７９８，９５１（発明の名称：「順方向リンクレートスケジューリングのための方法および装置」）および１９９７年８月２０日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／９１４，９２８（発明の名称：「逆方向リンクレートスケジューリングのための方法および装置」）に記載されている。他の要因をデータ伝送をスケジューリングする際に考慮することができ、この発明の範囲内である。
【００３９】
ここに開示される実施形態のデータ通信システムは有利に逆方向リンク上のデータおよびメッセージ伝送をサポートする。移動局６内において、コントローラ７６はデータソース７０からのデータまたはメッセージをエンコーダー７２に供給することにより、データまたはメッセージ伝送を処理する。コントローラ７６はマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッシング（ＤＳＰ）チップ、またはここに記載した機能を実行するようにプログラムされたＡＳＩＣで実現することができる。
【００４０】
例示実施形態において、エンコーダー７２は上述した米国特許第５，５０４，７７３に記載されたブランクおよびバーストシグナリングデータフォーマットに一致するメッセージを符号化する。次に、エンコーダー７２はＣＲＣビットの組を発生して付加し、コードテイルビット（ｃｏｄｅ ｔａｉｌ ｂｉｔ）の組を付加し、データおよび付加されたビットを符号化し、符号化されたデータ内でシンボルを並び替える。インターリーブされたデータは変調器（ＭＯＤ）７４に供給される。
【００４１】
変調器７４は多くの実施形態において実現することができる。例示実施形態において（図６参照）、インターリーブされたデータはウオルシュコードでカバーされ、長いＰＮコードで拡散し、さらに短いＰＮコードで拡散する。拡散データはフロントエンド６２内の送信器に供給される。送信器は逆方向リンク信号を変調し、濾波し、増幅し、逆方向リンク５２を介してアンテナ６０を介して放送で逆方向リンク信号を伝送する。
【００４２】
例示実施形態において、移動局６は長いＰＮコードに従って逆方向リンクデータを拡散する。各逆方向リンクチャネルは共通の長いＰＮシーケンスの時間的オフセットに従って定義される。２つの異なるオフセットにおいて、結果として得られる変調シーケンスは無相関である。移動局６のオフセットは移動局の固有の数値の識別番号に従って決定される。これは、ＩＳ−９５移動局６の例示実施形態において、移動局特定識別番号である。従って、各移動局６は固有の電子シリアル番号に従って決定された１つの無相関の逆方向リンクチャネルを介して伝送する。
【００４３】
基地局４において、逆方向リンク信号はアンテナ４６により受信され、ＲＦユニット４４に供給される。ＲＦユニット４４は信号を濾波し、増幅し、復調し、量子化し、２値化された信号をチャネルエレメント４２に供給する。チャネルエレメントは短いＰＮコードおよび長いＰＮコードで２値化された信号をデスプレッド（ｄｅｓｐｒｅａｄ）する。チャネルエレメント４２はまたウオルシュコードデカバリングおよびパイロットおよびＤＲＣ抽出を行なう。次に、チャネルエレメント４２は復調されたデータの並び替えを行い、デインターリーブされたデータを復号し、ＣＲＣチェック機能を実行する。復号されたデータ、例えばデータまたはメッセージはセレクタエレメント１４に供給される。セレクタエレメント１４はデータとメッセージを適当な送信先に送る。チャネルエレメント４２はまた、受信したデータパケットの条件を示す品質インジケーターをセレクタエレメント１４に送ることができる。
【００４４】
例示実施形態において、移動局６は３つの動作状態の１つを取り得る。移動局６の種々の動作状態間の遷移を示す例示状態図は図９に示される。アクセス状態９０２において、移動局６はアクセスプローブを送信し、基地局４によるチャネル割当てを待つ。チャネル割当ては、電力制御チャネルおよび周波数割り当てのようなリソースの割当てから構成される。移動局６が呼び出されデータ送信があると注意を促されるなら、または移動局６がデータを逆方向リンクを介して伝送するなら、移動局６はアクセス状態９０２から接続状態９０４に遷移することができる。接続状態９０４において、移動局６はデータを交換（例えば送信または受信）し、ハンドオフ動作を行なう。リリース手続きが完了すると、移動局６は接続状態９０４からアイドル状態９０６に遷移する。移動局６はまた、基地局４との接続が拒絶されると、アクセス状態９０２からアイドル状態９０６に遷移することができる。アイドル状態９０６において、移動局６は順方向制御チャネル上のメッセージを受信して復号することによりオーバーヘッドおよびページングメッセージを聞き、アイドルハンドオフ手続きを行なう。移動局６はアクセス手続きを開始することによりアクセス状態９０２に遷移することができる。図９に示す状態図は説明のために示される例示状態定義に過ぎない。他の状態図も利用可能であり、この発明の範囲内である。
【００４５】
ＩＩ．順方向リンクデータ伝送
例示実施形態において、移動局６と基地局４との間の通信の開始はＣＤＭＡシステムの場合と同様に生じる。呼のセットアップが完了すると、移動局６はページングメッセージのために制御チャネルを監視する。接続状態の間、移動局６はパイロット信号の送信を逆方向リンクに開始する。
【００４６】
順方向リンク高レートデータ伝送の例示フロー図を図５に示す。基地局４が移動局６に伝送するデータを有しているなら、基地局４はブロック５０２において移動局６にアドレス指定されたページングメッセージを制御チャネルに送信する。ページングメッセージは移動局６のハンドオフ状態に応じて、１つまたは複数の基地局４から送信することができる。ページングメッセージを受信すると、移動局６はブロック５０４においてＣ／Ｉ測定プロセスを開始する。順方向リンク信号のＣ／Ｉは以下に記載する方法の１つまたは組合せから計算される。次に、移動局６はブロック５０６において、最良のＣ／Ｉ測定値に基づいて要求されたデータレートを選択し、ＤＲＣメッセージをＤＲＣチャネルに伝送する。
【００４７】
同じタイムスロット内において、基地局４はブロック５０８において、ＤＲＣメッセージを受信する。次のタイムスロットがデータ伝送のために利用できるなら、基地局４はブロック５１０においてデータを要求されたデータレートで移動局６に伝送する。移動局６はブロック５１２においてデータ伝送を受信する。次のタイムスロットが利用可能であるなら、基地局４はブロック５１４においてパケットの残りを伝送し、移動局６はブロック５１６においてそのデータ伝送を受信する。
【００４８】
一実施形態において、移動局６は１つ以上の基地局４と同時に通信することができる。移動局により取られる行動は移動局６がソフトハンドオフ状態にあるかないかに依存する。これら２つの場合を以下に別個に述べる。
【００４９】
ＩＩＩ．ハンドオフなしの場合
ハンドオフなしの場合、移動局６は１つの基地局４と通信する。図２を参照すると、特定の移動局６に向けられたデータは、移動局６との通信を制御するように割当てられたセレクタエレメント１４に供給される。セレクタエレメント１４はデータを基地局４内のデータキュー４０に送る。基地局４はデータをキューイングし、ページングメッセージを制御チャネルに伝送する。次に、基地局４は移動局６からのＤＲＣメッセージのために逆方向リンクＤＲＣチャネルを監視する。ＤＲＣチャネルにおいて信号が検出されなければ、基地局４はＤＲＣメッセージが検出されるまでページングメッセージを再送信する。所定数の再送信の試みの後、基地局４はそのプロセスを終了することができる、または移動局６との呼を再開始することができる。
【００５０】
例示実施形態において、移動局６は要求されたデータレートを、ＤＲＣメッセージの形態で、ＤＲＣチャネル上の基地局４に伝送する。他の実施形態において、移動局６は順方向リンクチャネルの品質の表示（例えばＣ／Ｉ測定値）を基地局４に伝送する。例示実施形態において、３−ビットＤＲＣメッセージは基地局４によりソフト決定を用いて復号される。例示実施形態において、ＤＲＣメッセージは各タイムスロットの最初の半分内で伝送される。そのタイムスロットが、この移動局６へのデータ伝送のために利用可能であるならば、次に基地局４はそのタイムスロットの残りの半分を使ってＤＲＣメッセージを復号し、次の連続するタイムスロットにおいてデータ伝送のためのハードウエアを構成する。次の連続するタイムスロットが利用できない場合、基地局４は次の利用可能なタイムスロットを待ち、新しいＤＲＣメッセージのためにＤＲＣチャネルを監視する。
【００５１】
第１の実施形態において、基地局４は要求されたデータレートを送信する。この実施形態はデータレートを選択するという重要な判断を移動局６と協議する。要求されたデータレートで常に伝送することは移動局６がどのデータレートを期待するかを知るという利点を有する。従って、移動局６は要求されたデータレートに従ってトラヒックチャネルを復調し復号するのみである。基地局４はどのデータレートが基地局４により使用されているかを知らせるメッセージを移動局６に伝送する必要がない。
【００５２】
第１の実施形態において、ページングメッセージの受信の後、移動局６は要求されたデータレートで連続的にそのデータを復調しようと試みる。移動局６は順方向トラヒックチャネルを復調し、ソフト決定シンボルをデコーダーに供給する。デコーダーはそのシンボルを復号し、復号されたパケットにフレームチェックを施し、パケットが正しく受信されたかどうかを判断する。パケットがエラーで受信された場合またはパケットが他の移動局６に向けられていた場合、フレームチェックはパケットエラーを表示するであろう。あるいは、第１の実施形態において、移動局６は、スロット毎にデータを復調する。例示実施形態において、移動局６は以下に記載するように、各伝送されるデータパケット内に組み込まれるプリアンブルに基づいて、データ伝送がその移動局に向けられているかどうかを判断することができる。従って、移動局６はその伝送が他の移動局６に向けられていると判断したならば、その復号プロセスを終了することができる。いずれの場合にも、移動局６はネガティブアクノレジメント（ＮＡＣＫ）メッセージを基地局４に伝送し、データユニットの正しくない受信を認識する。ＮＡＣＫメッセージを受信すると、エラーで受信したデータユニットは再伝送される。
【００５３】
ＮＡＣＫメッセージの伝送は、ＣＤＭＡシステムのエラーインジケータービット（ＥＩＢ）の伝送と同様に実現することができる。ＥＩＢ伝送の実現と使用は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる米国特許第５，５６８，４８３（発明の名称：「伝送のためのデータのフォーマッティングのための方法および装置」）に記載されている。あるいはＮＡＣＫをメッセージとともに伝送することができる。
【００５４】
第２実施形態において、データレートは移動局６からの入力に従って基地局４により判断される。移動局６はＣ／Ｉ測定を実行し、リンク品質の表示（例えばＣ／Ｉ測定値）を基地局４に伝送する。基地局４はキューサイズおよび利用可能な伝送電力のような基地局に利用可能なリソースに基づいて要求されたデータレートを調節することができる。調節されたデータレートは、調節されたデータレートでのデータ伝送以前またはデータ伝送と同時に移動局６に伝送することができ、または、データパケットの符号化時にその情報を含めることができる。データ伝送前に調節されたデータレートを移動局６が受信する第１の場合、移動局６は第１の実施形態に記載した態様で受信したパケットを復調し復号する。調節されたデータレートがデータ伝送と同時に移動局６に伝送される第２の場合、移動局６は順方向トラヒックチャネルを復調し、復調されたデータを記憶することができる。調節されたデータレートを受信すると、移動局６は調節されたデータレートに従ってそのデータを復号する。そして、調節されたデータレートが符号化されたデータパケットに含まれる第３の場合に、移動局６はすべての候補レートを復調し復号し、復号されたデータの選択のために伝送レートを帰納的に判断する。レート判断を実行するための方法および装置は、共にこの発明の譲受人に譲渡され参照することによりここに組み込まれる、１９９８年５月１２日に発行された米国特許第５，７５１、７２５号（発明の名称：「可変レート通信システムにおける受信されたデータのレートを決定するための方法および装置」）および１９９７年８月８日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／９０８，８６６（発明の名称：「可変レート通信システムにおいて受信したデータのレートを決定するための方法および装置」）に記載されている。上述した両ケースの場合、移動局６は、フレームチェックの結果がネガティブの場合上述したＮＡＣＫメッセージを伝送する。
【００５５】
以降の説明は、別段の表示が無い場合、移動局６が基地局４に、要求されたデータレートを示すＤＲＣメッセージを伝送する第１の実施形態に基づいている。しかしながら、ここに記載した発明概念は、移動局６がリンク品質の表示を基地局４に伝送する第２実施形態に等しく適用することができる。
【００５６】
ＩＶ．ハンドオフの場合
ハンドオフの場合、移動局６は複数の基地局４と逆方向リンクを介して通信する。例示実施形態において、順方向リンクを介して特定の移動局６へのデータ伝送は１つの基地局４から生じる。しかしながら、移動局６は同時に複数の基地局４からのパイロット信号を受信することができる。基地局４のＣ／Ｉ測定値が所定のしきい値を越えているなら、基地局４は移動局６のアクティブセットに追加される。ソフトハンドオフ指示メッセージの期間、新しい基地局４は移動局６を、以下に記載する逆方向電力制御（ＲＰＣ）ウオルシュチャネルに割当てる。移動局６とソフトハンドオフ状態にある各基地局４は、逆方向リンク伝送を監視し、各ＲＰＣウオルシュチャネルにＲＰＣビットを送信する。
【００５７】
図２を参照すると、移動局６との通信を制御するために割当てられたセレクタエレメント１４はデータを移動局６のアクティブセットにある全ての基地局４に送る。セレクタエレメント１４からデータを受信するすべての基地局４は各制御チャネルを介してページングメッセージを移動局６に伝送する。移動局６が接続状態にあるとき、移動局６は２つの機能を実行する。第１に、移動局６は最良のＣ／Ｉ測定値になり得るパラメータの組に基づいて、最良の基地局４を選択する。次に、移動局６はＣ／Ｉ測定値に対応するデータレートを選択し、ＤＲＣメッセージを選択された基地局４に伝送する。移動局６はＤＲＣメッセージをその特定の基地局４に割当てられたウオルシュカバーでカバーすることにより特定の基地局４へのＤＲＣメッセージの伝送を指示することができる。第２に、移動局６は各連続するタイムスロットにおいて、要求されたデータレートに従って、順方向リンク信号を復調しようと試みる。
【００５８】
ページングメッセージを伝送した後、アクティブセット内のすべての基地局４は、移動局６からのＤＲＣメッセージのためにＤＲＣチャネルを監視する。再びＤＲＣメッセージがウオルシュコードでカバーされるので、同じウオルシュカバーで割当てられた選択された基地局４はＤＲＣメッセージをデカバーすることができる。ＤＲＣメッセージを受信すると、選択された基地局４は次の利用可能なタイムスロットで移動局６にデータを伝送する。
【００５９】
例示実施形態において、基地局４は要求されたデータレートで複数のデータユニットからなるパケットのデータを移動局６に伝送する。データユニットが不正確に移動局６により受信されたなら、ＮＡＣＫメッセージが逆方向リンクを介して、アクティブセット内の全ての基地局４に伝送される。例示実施形態において、ＮＡＣＫメッセージは基地局４により復調されおよび復号され、処理のためにセレクタエレメント１４に送られる。ＮＡＣＫメッセージを処理すると、上述した手続きを用いてデータユニットが再伝送される。例示実施形態において、セレクタエレメント１４はすべての基地局４から受信したＮＡＣＫ信号を１つのＮＡＣＫメッセージに結合し、このＮＡＣＫメッセージをアクティブセット内のすべての基地局４に送る。
【００６０】
例示実施形態において、移動局６は最良のＣ／Ｉ測定値の変化を検出することができ、効率を改善するために各タイムスロットにおいて異なる基地局４からのデータ伝送を動的に要求することができる。例示実施形態において、データ伝送はいかなるタイムスロットにおいても唯一つの基地局４から生じるので、アクティブセット内の他の基地局４はもしあれば、どのデータユニットが移動局６に伝送されたかを知らないかもしれない。例示実施形態において、伝送している基地局４はセレクタエレメント１４にデータ伝送を通知する。次に、セレクタエレメント１４はメッセージをアクティブセット内のすべての基地局４にメッセージを送信する。例示実施形態において、伝送されたデータは移動局６により正しく受信されたとみなされる。それゆえ、移動局６がアクティブセット内の異なる基地局４からのデータ伝送を要求するなら、新しい基地局４が残りのデータユニットを伝送する。例示実施形態において、新しい基地局４はセレクタエレメント１４からの最後の伝送更新に従って伝送する。あるいは、新しい基地局４は平均伝送レートのような測定基準に基づく予測方式を用いてかつセレクタエレメント１４からの更新前に伝送すべき次のデータユニットを選択する。これらの機構は、効率の損失を生じる、異なるタイムスロットで複数の基地局４による同一データの重複した再伝送を最小にする。以前の伝送がエラーで受信されたなら、各データユニットは上述したように固有のシーケンス番号により識別されるので、基地局４はこれらのデータユニットを順序が狂って再伝送することができる。例示実施形態において、穴（すなわち伝送されないデータユニット）が作られたなら（例えば、一方の基地局４から他方の基地局４間のハンドオフの結果として）、失ったデータユニットは、あたかもエラーで受信されたかの如くに考えられる。移動局６は失われたデータユニットに対応してＮＡＣＫメッセージを伝送し、これらのデータユニットが再伝送される。
【００６１】
例示実施形態において、アクティブセット内の各基地局４は移動局６に伝送されるデータを含む独立したデータキュー４０を保持する。選択された基地局４はエラーで受信したデータユニットの再伝送およびシグナリングメッセージを除いて、連続した順番でデータキュー４０に存在するデータを伝送する。例示実施形態において、伝送されたデータユニットは伝送後キュー４０から削除される。
【００６２】
Ｖ．順方向リンクデータ伝送のための他の考察
現在開示される実施形態のデータ通信システムにおける重要な考察は将来の伝送のためにデータレートを選択する目的のためのＣ／Ｉ推定値の精度である。例示実施形態において、Ｃ／Ｉ測定は基地局４がパイロット信号を伝送する時間間隔にＣ／Ｉ測定がパイロット信号に行なわれる。例示実施形態において、パイロット信号のみがこのパイロット時間間隔に伝送されるので、マルチパスと干渉の効果は最小である。
【００６３】
ＩＳ−９５システムの場合と同様にパイロット信号が直交コードチャネルに連続的に伝送される他の実施において、マルチパスと干渉の効果はＣ／Ｉ測定値を歪ませることができる。同様にパイロット信号の代わりにＣ／Ｉ測定を実行すると、マルチパスおよび干渉は、またＣ／Ｉ測定を低下させる。これらの両方の場合に、１つの基地局４が１つの移動局６に伝送しているとき、他の干渉信号が存在しないので、移動局６は順方向リンク信号のＣ／Ｉを正確に測定することができる。しかしながら、移動局６がソフトハンドオフ状態にあって、複数の基地局４からパイロット信号を受信するとき、移動局６は基地局４がデータを伝送していたかどうかを識別することができない。最悪のシナリオの場合、移動局６は、基地局４がいずれの移動局６にもデータを伝送していないとき第１のタイムスロットにおいて高いＣ／Ｉを測定することができ、すべての基地局４がデータを同じタイムスロットで伝送しているとき、第２スロットにおいてデータ伝送を受信する。データ通信システムのステータスが変わっているので、すべての基地局４がアイドルのとき、第１のタイムスロットにおけるＣ／Ｉ測定は第２タイムスロットにおいて順方向リンク信号品質の偽の表示を与える。事実、第２タイムスロットにおける実際のＣ／Ｉは、要求されたデータレートで確実な復号ができない程度まで低下し得る。
【００６４】
移動局６によるＣ／Ｉ推定が最大干渉に基づくとき、逆の極端なシナリオが存在する。しかしながら、実際の伝送は選択された基地局のみが伝送しているときに生じる。この場合、Ｃ／Ｉ推定値と選択されたデータレートは控えめであり、確実に復号できるレートよりも低いレートで伝送が生じるので、伝送効率を低下させる。
【００６５】
Ｃ／Ｉ測定が連続したパイロット信号またはトラヒック信号上で行なわれる実施において、第１タイムスロットにおけるＣ／Ｉの測定に基づく第２タイムスロットにおけるＣ／Ｉの予測は３つの実施形態により、さらに正確に行なうことができる。第１の実施形態において、基地局４からのデータ伝送は制御されるので、基地局４は連続するタイムスロットにおいて、伝送状態とアイドル状態の間で絶えずトグルしない。これは、移動局６への実際のデータ伝送前に十分なデータ（例えば、所定数の情報ビット）をキューイングすることにより達成することができる。
【００６６】
第２の実施形態において、各基地局４は次の半フレームにおいて伝送が生じるかどうかを示す順方向活動ビット（以下ＦＡＣビットと呼ぶ）を伝送する。ＦＡＣビットの詳細は以下に詳細に記載される。移動局６は各基地局４からの受信したＦＡＣビットを考慮してＣ／Ｉ測定を実行する。
【００６７】
リンク品質の表示が基地局４に伝送され、基地局４は中央スケジューリング方式を使用する方式に相当する第３の実施形態において、各タイムスロットにおいてどの基地局４がデータを送信したかを示すスケジューリング情報がチャネルスケジューラー４８に利用可能である。チャネルスケジューラー４８は移動局６からＣ／Ｉ測定値を受信し、データ通信システムの各基地局からのデータ伝送の有無の知識に基づいてＣ／Ｉ測定値を調節することができる。例えば、移動局６は、隣接する基地局４が伝送していないとき第１のタイムスロットにおいてＣ／Ｉを測定することができる。測定されたＣ／Ｉはチャネルスケジューラー４８に供給される。チャネルスケジューラー４８は、チャネルスケジューラー４８により何もスケジュールされなかったので、隣接する基地局４は第１タイムスロットにおいてデータを伝送しなかったことを知る。第２タイムスロットにおいてデータ伝送をスケジューリングする際に、チャネルスケジューラー４８は１つ以上の基地局４がデータを伝送するかどうかを知る。チャネルスケジューラー４８は、隣接する基地局４によるデータ伝送により第２タイムスロットにおいて、移動局６が受信するであろうさらなる干渉を考慮するために、第１タイムスロットにおいて測定したＣ／Ｉを調節することができる。隣接する基地局が伝送しているときであって、これら隣接する基地局４が第２タイムスロットにおいて伝送していないとき、Ｃ／Ｉが第１タイムスロットで測定されるなら、チャネルスケジューラー４８はさらなる情報を考慮してＣ／Ｉ測定を調節することができる。
【００６８】
他の重要な考察は冗長な再伝送を最小にすることである。冗長な再伝送は、連続するタイムスロットにおいて、異なる基地局４からのデータ伝送を移動局６が選択可能にすることにより生じる。移動局６がこれらの基地局４に対してほぼ等しいＣ／Ｉを測定するなら、連続する対スロットに対して２以上の基地局４間で最良のＣ／Ｉ測定がトグルすることができる。このトグルはＣ／Ｉ測定の偏差および／またはチャネル条件の変化によるものである。連続するタイムスロットにおいて、異なる基地局４によるデータ伝送は効率の損失を生じる。
【００６９】
トグルの問題はヒステリシスの使用により解消することができる。ヒステリシスは信号レベル方式を用いて、タイミング方式を用いて、または信号レベル方式とタイミング方式の組合せを用いて実現することができる。例示信号レベル方式において、アクティブセット内の異なる基地局４のさらに良いＣ／Ｉ測定値は、現在伝送している基地局４のＣ／Ｉ測定値を少なくともヒステリシス量だけ超えない限り、選択されない。一例として、ヒステリシスが１．０ｄＢであり、第１基地局４のＣ／Ｉ測定値が３．５ｄＢであり、第２基地局４のＣ／Ｉ測定値は第１タイムスロットにおいて３．０ｄＢであると仮定する。次のタイムスロットにおいて、第２基地局４はそのＣ／Ｉ測定値が第１基地局４のＣ／Ｉ測定値よりも少なくとも１．０ｄＢ高くなければ選択されない。従って、第１基地局４のＣ／Ｉ測定値が次のタイムスロットにおいて以前として３．５ｄＢであるならば、Ｃ／Ｉ測定値が少なくとも４．５ｄＢでなければ第２基地局は選択されない。
【００７０】
例示タイミング方式において、基地局４は所定数のタイムスロットに対してデータパケットを移動局６に伝送する。移動局６は所定数のタイムスロット内で異なる伝送基地局４を選択することはできない。移動局６は各タイムスロットにおいて現在の伝送基地局４のＣ／Ｉを連続して測定し、このＣ／Ｉ測定値に応答してデータレートを選択する。
【００７１】
さらに他の重要な考察はデータ伝送の効率である。図４Ｅおよび４Ｆを参照すると、各データパケットフォーマット４１０および４３０はデータおよびオーバーヘッドビットを含む。例示実施形態において、オーバーヘッドの数はすべてのデータレートに対して固定されている。最も高いデータレートにおいて、オーバーヘッドのパーセンテージはパケットサイズに対して小さく、効率は高い。より低いデータレートにおいて、オーバーヘッドビットはより大きなパーセンテージのパケットを構成することができる。より低いレートにおける非能率は可変長のデータパケットを移動局６に伝送することにより改善することができる。可変長データパケットは分割することができ、複数のタイムスロットに対して移動局６に伝送することができる。有利に、可変長データパケットは処理を簡単にするために連続するタイムスロットに対して移動局６に伝送される。現在開示される実施形態は、種々のサポートされるデータレートに対して種々のパケットサイズの使用に向けられており、全体の伝送効率を改良する。
【００７２】
ＶＩ．順方向リンクアーキテクチャ
例示実施形態において、基地局４は基地局に利用可能な最大電力で、かつデータ通信システムによりサポートされる最大データレートでいかなるスロットにおいても単一の移動局６に伝送する。サポート可能な最大データレートは動的であり、移動局６により測定される順方向リンク信号のＣ／Ｉに依存する。有利に、基地局４はいかなるタイムスロットにおいても唯一の移動局６に伝送する。
【００７３】
データ伝送を容易にするために、順方向リンクは４つの時間多重化チャネルから構成される：すなわちパイロットチャネル、電力制御チャネル、制御チャネルおよびトラヒックチャネルである。これらのチャネルの各々の機能と実現を以下に記載する。例示実施形態において、トラヒックチャネルおよび電力制御チャネルは各々多数の直交的に拡散するウオルシュチャネルから構成される。一実施形態において、トラヒックチャネルはトラヒックデータとページングメッセージを移動局６に伝送するために使用される。ページングメッセージを伝送するために使用するとき、トラヒックチャネルはこの明細書では制御チャネルとも呼ばれる。
【００７４】
例示実施形態において、順方向リンクの帯域幅は１．２２８８ＭＨｚに選択される。この帯域幅の選択は、ＩＳ−９５規格に一致するＣＤＭＡシステムのために設計された既存のハードウエア部品の使用を可能にする。しかしながら、この発明のデータ通信システムは、容量を改善しおよび／またはシステ用件に準拠するために異なる帯域幅に使用するように採用することができる。例えば容量を増大するために５ＭＨｚの帯域幅を使用することができる。さらに、必要に応じてより接近してリンク容量を一致させる順方向リンクの帯域幅と逆方向リンクの帯域幅を異ならせることができる（例えば、順方向リンクを５ＭＨｚ帯域幅として逆方向リンクを１．２２８８ＭＨｚ帯域幅とする）。
【００７５】
例示実施形態において、ショートＰＮＩコードおよびＰＮＱコードはＩＳ−９５規格により規定される同じ長さの２１５ＰＮコードである。１．２２８８ＭＨｚチップレートにおいて、ショートＰＮシーケンスは２６．６７ｍｓｅｃ｛２６．６７ｍｓｅｃ＝２１５・１．２２８８×１０６｝毎に反復する。例示実施形態において、同じショートＰＮコードがデータ通信システム内のすべての基地局４により使用される。しかしながら、各基地局４はベーシックショートＰＮシーケンスの固有のオフセットにより識別される。例示実施形態において、オフセットは６４チップの増分内にある。他の帯域幅とＰＮコードを利用することができ、この発明の範囲内である。
【００７６】
ＶＩＩ．順方向リンクトラヒックチャネル
例示順方向リンクアーキテクチャのブロック図を図３Ａに示す。データはデータパケットに分割され、ＣＲＣエンコーダー１１２に供給される。データパケットごとに、ＣＲＣエンコーダー１１２はフレームチェックビット（例えばＣＲＣパリティビット）を発生し、コードテールビットを挿入する。ＣＲＣエンコーダー１１２からのフォーマット化されたパケットは、データ、フレームチェックおよびコードテールビット、および以下に記載する他のオーバーヘッドビットから構成される。フォーマット化されたパケットはエンコーダー１１４に供給される。エンコーダー１１４は、例示実施形態において、上述した米国特許第５，９３３，４６２に開示される符号化フォーマットに従ってパケットを符号化する。他の符号化フォーマットも使用することができ、この発明の範囲内である。エンコーダー１１４からの符号化されたパケットは、パケットのコードシンボルを並び替えするインターリーバー１１６に供給される。インターリーブされたパケットはフレームパンクチャーエレメント１１８に供給される。フレームパンクチャーエレメント１１８は以下に記載するような態様でパケットの一部を取り除く。パンクチュアドされたパケットは乗算器１２０に供給される。乗算器１２０はスクランブラー１２２からのスクランブリングシーケンスを用いてデータをスクランブルする。パンクチャーエレメント１１８とスクランブラー１２２は以下に詳細に記載する。乗算器１２０からの出力はスクランブルされたパケットを構成する。スクランブルされたパケットは可変レートコントローラ１３０に供給される。可変レートコントローラ１３０はパケットをＫ個の並列同相チャネルおよび直交チャネルに逆多重化する。ただしＫはデータレートに依存する。例示実施形態において、スクランブルされたパケットは最初に同相（Ｉ）ストリームおよび直交（Ｑ）ストリームに逆多重化される。例示実施形態において、Ｉストリームは偶数インデックス付きシンボルから構成され、Ｑストリームは奇数インデックス付きシンボルから構成される。各ストリームはさらに、各チャネルのシンボルレートはすべてのデータレートに対して固定であるようにＫ個の並列チャネルに逆多重化される。各ストリームのＫチャネルはウオルシュカバーエレメント１３２に供給される。ウオルシュカバーエレメント１３２は各チャネルをウオルシュ関数でカバーし直交チャネルを供給する。直交チャネルデータは利得エレメント１３４に供給される。利得エレメント１３４はすべてのデータレートに対してチップあたりの一定のトータルエネルギー（それゆえ一定の出力電力）を維持するためにデータに倍率をかける。利得エレメント１３４からの倍率のかけられたデータは、データをプリアンブルと多重化するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１６０に供給される。プリアンブルは以下に詳細に記載する。ＭＵＸ１６０からの出力は、トラヒックデータ、電力制御ビット、およびパイロットデータを多重化するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１６２に供給される。ＭＵＸ１６２の出力はＩウオルシュチャネルとＱウオルシュチャネルから構成される。
【００７７】
データを変調するために使用される例示変調器のブロック図は図３Ｂに示される。ＩウオルシュチャネルとＱウオルシュチャネルはそれぞれ加算器２１２ａ、２１２ｂに供給される。加算器２１２ａ、２１２ｂはＫ個のウオルシュチャネルを加算し、それぞれ信号ＩｓｕｍおよびＱｓｕｍを供給する。Ｉｓｕｍ信号とＱｓｕｍ信号は複素乗算器２１４に供給される。複素乗算器２１４はまた、それぞれ乗算器２３６ａ、２３６ｂからＰＮ＿Ｉ信号およびＰＮ＿Ｑ信号を受け取り、以下の式に従って２つの複素入力を乗算する。
【００７８】
【数２】
2004513536.tif 000004
ただし、ＩｍｕｌｔおよびＱｍｕｌｔは複素乗算器２１４からの出力であり、ｊは複素表示である。Ｉｍｕｌｔ信号およびＱｍｕｌｔ信号はそれぞれ信号を濾波するフィルタ２１６ａおよび２１６ｂに供給される。フィルタ２１６ａおよび２１６ｂからの濾波された信号はそれぞれ乗算器２１８ａおよび２１８ｂに供給される。乗算器２１８ａおよび２１８ｂは信号を、それぞれ同相シヌソイドＣＯＳ（ｗｃｔ）および直交シヌソイドＳＩＮ（ｗｃｔ）と乗算する。Ｉ変調された信号およびＱ変調された信号は、信号を加算して順方向変調された波形Ｓ（ｔ）を供給する加算器２２０に供給される。
【００７９】
例示実施形態において、データパケットはロングＰＮコードおよびショートＰＮコードを用いて拡散される。ロングＰＮコードは、パケットが向けられる移動局６のみがそのパケットのスクランブルを解くことができるようにパケットをスクランブルする。例示実施形態において、パイロットおよび電力制御ビットおよび制御チャネルパケットは、すべての移動局６がこれらのビットを受信できるようにロングＰＮコードではなくショートＰＮコードで拡散される。ロングＰＮシーケンスはロングコードジェネレータ２３２により発生され、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２３４に供給される。ロングＰＮマスクはロングＰＮシーケンスのオフセットを決定し、送信先移動局６に固有に割当てられる。ＭＵＸ２３からの出力がデータ部分の伝送である場合にはロングＰＮシーケンスであり、そうでない場合はゼロである（例えばパイロットおよび電力制御部分の期間）。ＭＵＸ２３４からのゲートされたロングＰＮシーケンスおよびショートコードジェネレータ２３８からのショートＰＮＩシーケンスおよびＰＮＱシーケンスはそれぞれ乗算器２３６ａおよび２３６ｂに供給される。乗算器２３６ａ、２３６ｂは２つの組のシーケンスを乗算し、それぞれＰＮ＿Ｉ信号およびＰＮ＿Ｑ信号を形成する。ＰＮ＿Ｉ信号およびＰＮ＿Ｑ信号は複素乗算器２１４に供給される。
【００８０】
図３Ａおよび図３Ｂに示す例示トラヒックチャネルのブロック図は順方向リンクを介してデータの符号化と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。ＩＳ−９５規格に準拠するＣＤＭＡシステムにおける順方向リンクトラヒックチャネルのためのアーキテクチャのような他のアーキテクチャも利用することができ、この発明の範囲内である。
【００８１】
例示実施形態において、基地局４によりサポートされるデータレートはあらかじめ決められており、各サポートされるデータレートには固有のレートインデックスが割当てられる。移動局６はＣ／Ｉ測定値に基づいてサポートされたデータレートの１つを選択する。要求されたデータレートでデータを伝送するように基地局４に指示するために、要求されたデータレートを基地局４に伝送する必要があるので、サポートされるデータレートの数と、要求されたデータレートを識別するために必要なビットの数との間でトレードオフがなされる。例示実施形態において、サポートされるデータレートの数は７であり、要求されたデータレートを識別するために３ビットレートインデックスが使用される。サポートされるデータレートの例示定義は表１に示される。サポートされるデータレートの異なる定義も検討することができ、この発明の範囲内である。
【００８２】
例示実施形態において、最小データレートは３８．４Ｋｂｐｓであり、最大データレートは２．４５７６Ｍｂｐｓである。最小データレートは、システムの最悪の場合のＣ／Ｉ測定値、システムの処理利得、エラー訂正コードの設計、および所望のレベルの性能に基づいて選択される。例示実施形態において、サポートされるデータレートは、サポートされるデータレート間の差分が３ｄＢであるように選択される。この３ｄＢの増分は、移動局６により得ることのできるＣ／Ｉ測定値の精度、Ｃ／Ｉ測定値に基づいてデータレートの量子化から生じる損失（非能率）、および要求されたデータレートを移動局６から基地局４に伝送するのに必要なビット数（またはビットレート）を含むいくつかの要因のうちの妥協案である。それ以上のサポートされたデータレートは要求されたデータレートを識別するためにより多くのビットを必要とするが、計算された最大データレートとサポートされたデータレートとの間のより小さな量子化エラーのために順方向リンクのより効率的な使用を可能にする。この発明はいかなる数のデータレートの使用および表１に記載されたデータレート以外のデータレートの使用に向けられている。
【００８３】
【表１】
2004513536.tif 000005
この発明の順方向リンクフレーム構造の例示図面は図４Ａに示される。トラヒックチャネル伝送は、例示実施形態において、ショートＰＮシーケンスの長さすなわち２６．６７ｍｓｅｃに定義されるフレームに分割される。各フレームはすべての移動局６にアドレス指定された制御チャネル情報（制御チャネルフレーム）、特定の移動局６にアドレス指定されたトラヒックデータ（トラヒックフレーム）を運ぶことができ、または空（アイドルフレーム）であり得る。各フレームの内容は伝送している基地局４により実行されるスケジューリングにより決定される。例示実施形態において、各フレームは１６タイムスロットから構成され、各タイムスロットは１．６６７ｍｓｅｃの持続時間を有する。１．６６７ｍｓｅｃのタイムスロットは、移動局６が順方向リンク信号のＣ／Ｉ測定を実行可能にするのに適当である。１．６６７ｍｓｅｃのタイムスロットはまた効率的なパケットデータ伝送のための十分な時間量も表している。例示実施形態において、各タイムスロットはさらに４つの１／４スロットに分割される。
【００８４】
一実施形態において、各データパケットは表１に示すように１つ以上のタイムスロットを介して伝送される。例示実施形態において、各順方向リンクデータパケットは１０２４または２０４８ビットから構成される。従って、各データパケットを伝送するのに必要なタイムスロットの数はデータレートに依存し、３８．４Ｋｂｐｓレートの場合の１６タイムスロットから１．２２８８Ｍｂｐｓレートおよびそれ以上の場合の１タイムスロットまで広がっている。
【００８５】
例示順方向リンクスロット構造の図を図４Ｂに示す。例示実施形態において、各スロットは４つの時間多重化チャネル、トラヒックチャネル、制御チャネル、パイロットチャネル、および電力制御チャネルのうちの３つから構成される。例示実施形態において、パイロットチャネルおよび電力制御チャネルは、各タイムスロットの同じ位置に配置された２つのパイロットバーストおよび電力制御バーストで伝送される。パイロットバーストおよび電力制御バーストは以下に詳細に記載される。
【００８６】
例示実施形態において、インターリーバー１１６からインターリーブされたパケットはパイロットバーストおよび電力制御バーストに適応させるためにパンクチュアド（ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ）される。例示実施形態において、各インターリーブされたパケットは４０９６コードシンボルから構成され、最初の５１２コードシンボルが、図４Ｄに示すようにパンクチュアドされる。残りのコードシンボルは、トラヒック伝送区間に合わせるために時間的にずらす。
【００８７】
パンクチュアドされたコードシンボルは、直交ウオルシュカバーを適用する前にデータをランダム化するためにスクランブルされる。ランダム化は変調された波形Ｓ（ｔ）上のピークツーアベレージ包絡線を制限する。スクランブルシーケンスは、技術的に知られた方法で線形フィードバックシフトレジスタを用いて発生することができる。例示実施形態において、スクランブラー１２２には各スロットの開始時にＬＣ状態がロードされる。例示実施形態において、スクランブラー１２２のクロックはインターリーバー１１６のクロックと同期しているが、パイロットバーストと電力制御バーストの期間遅らせる。
【００８８】
例示実施形態において、（トラヒックチャネルおよび電力制御チャネルのための）順方向ウオルシュチャネルは、１．２２８８Ｍｃｐｓの固定チップレートで１６ビットウオルシュカバーを用いて直交的に拡散される。同相かつ直交信号あたりの並列直行チャネルの数Ｋは表１に示すようにデータレートの関数である。例示実施形態において、低いデータレートの場合、同相かつ直交ウオルシュカバーは復調器位相推定エラーへのクロストークを最小にするために直交の組であるように選択される。例えば、１６ウオルシュチャネルの場合、例示ウオルシュ割当ては同相信号に対してＷ０ないしＷ７が割当てられ、直交信号に対してＷ８乃至Ｗ１５が割当てられる。
【００８９】
例示実施形態において、１．２２８８Ｍｂｐｓ以下のデータレートの場合、ＱＰＳＫ変調が使用される。ＱＰＳＫ変調の場合、各ウオルシュチャネルは１ビットから構成される。例示実施形態において、２．４５７６Ｍｂｐｓの最大データレートにおいて、１６−ＱＡＭが使用され、スクランブルされたデータは各々２ビット幅の３２の並列ストリームに逆多重化され、同相信号の場合１６並列ストリームに逆多重化され、直交信号の場合１６並列ストリームに逆多重化される。例示実施形態において、各２ビットシンボルのＬＳＢはインターリーバー１１６からのより早い出力である。例示実施形態において、（０，１，３，２）のＱＡＭ変調入力はそれぞれ（＋３、＋１、−１、−３）の変調値に割当てる。ｍ進位相シフトキーイングＰＳＫのような他の変調方式の使用を検討することができ、この発明の範囲内である。
【００９０】
データレートと無関係な一定のトータル伝送電力を維持するために変調前に同相および直行ウオルシュチャネルに倍率がかけられる。利得の設定は変調されていないＢＰＳＫに等しいユニティリファレンス（ｕｎｉｔｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）に正規化される。ウオルシュチャネル（またはデータレート）の数の関数として正規化されたチャネル利得Ｇが表２に示される。また、表２には、トータルの正規化された電力が１に等しいようにウオルシュチャネル（同相または直交）あたりの平均電力がリストアップされている。１６−ＱＡＭのためのチャネル利得はウオルシュチップあたりの正規化エネルギーはＱＰＳＫの場合１であり、１６−ＱＡＭの場合５であるという事実を説明していることに留意する必要がある。
【００９１】
【表２】
2004513536.tif 000006
一実施形態において、移動局６が各可変レート伝送の最初のスロットに同期するのを補助するためにプリアンブルが各トラヒックフレームにパンクチュアドされる。例示実施形態において、プリアンブルは全てゼロのシーケンスであり、このシーケンスはトラヒックフレームの場合ロングＰＮコードで拡散されるが、制御チャネルフレームの場合ロングＰＮコードで拡散されない。例示実施形態において、プリアンブルはウオルシュカバーＷ１で直交的に拡散される変調されないＢＰＳＫである。単一直交チャネルの使用はピークツーアベレージの包絡線を最小にする。また、非ゼロウオルシュカバーＷ１の使用は、トラヒックフレームの場合、パイロットはウオルシュカバーＷ０で拡散されパイロットとプリアンブルはロングＰＮコードで拡散されないので、偽のパイロット検出を最小にする。
【００９２】
プリアンブルはデータレートの関数である期間パケットの開始時にトラヒックチャネルストリームに多重化される。プリアンブルの長さは偽の検出の確率を最小にしながらすべてのデータレートに対してプリアンブルオーバーヘッドがほぼ一定であるような長さである。データレートの関数としてのプリアンブルの概要を表３に示す。プリアンブルはデータパケットの３．１パーセント以下を構成する。
【００９３】
【表３】
2004513536.tif 000007
ＶＩＩＩ．順方向リンクトラヒックフレームフォーマット
例示実施形態において、各データパケットはフレームチェックビット、コードテールビット、および他の制御フィールドの加算によりフォーマット化される。この明細書において、オクテットは８情報ビットとして定義され、データユニットは単一オクテットであり８情報ビットから構成される。
【００９４】
例示実施形態において、順方向リンクは図４Ｅおよび４Ｆに示される２つのデータパケットフォーマットをサポートする。パケットフォーマット４１０は５フィールドで構成され、パケットフォーマット４３０は９フィールドで構成される。パケットフォーマット４１０は移動局６に伝送されるデータパケットがＤＡＴＡフィールド４１８にすべての利用可能なオクテットを充填するのに十分なデータを含むとき使用される。伝送されるデータ量がＤＡＴＡフィールド４１８の利用可能なオクテット未満なら、パケットフォーマット４３０が使用される。未使用のオクテットはすべてゼロでパディングされ、ＰＡＤＤＩＮＧフィールド４４６として指定される。
【００９５】
例示実施形態において、フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）フィールド４１２および４３２は所定のジェネレータ多項式に従ってＣＲＣジェネレータ１１２（図３Ａ参照）により発生されるＣＲＣパリティビットを含む。例示実施形態において、ＣＲＣ多項式はｇ（ｘ）＝ｘ１６＋ｘ１２＋ｘ５＋１であるが、他の多項式を使用することができ、この発明の範囲内である。例示実施形態において、ＣＲＣビットはＦＭＴフィールド、ＳＥＱフィールド、ＬＥＮフィールド、ＤＡＴＡフィールドおよびＰＡＤＤＩＮＧフィールドに対して計算される。これは、順方向リンク上のトラヒックチャネルを介して伝送される、ＴＡＩＬフィールド４２０および４４８のコードテールビットを除く、すべてのビットに対してエラー検出を供給する。他の実施形態において、ＣＲＣビットはＤＡＴＡフィールドに対してのみ計算される。例示実施形態において、ＦＣＳフィールド４１２および４３２は１６ＣＲＣパリティビットを含む。しかしながら、異なる数のパリティビットを供給する他のＣＲＣジェネレータを使用することができ、この発明の範囲内である。現在開示する実施形態のＦＣＳフィールド４１２および４３２はＣＲＣパリティビットとの関連で記載したが、他のフレームチェックシーケンスを使用することができ、この発明の範囲内である。例えば、パケットに対してチェックサムを計算することができ、ＦＣＳフィールドに供給することができる。
【００９６】
例示実施形態において、フレームフォーマット（ＦＭＴ）フィールド４１４および４３４は、データフレームがデータオクテット（パケットフォーマット４１０）のみを含むかまたはデータおよびパディングオクテットおよびゼロまたはより多くのメッセージ（パケットフォーマット４３０）を含むかどうかを示す１制御ビットを含む。例示実施形態において、ＦＭＴフィールド４１４に対する低い値がパケットフォーマット４１０に対応する。あるいはＦＭＴフィールド４３４に対する高い値がパケットフォーマット４３０に対応する。
【００９７】
シーケンス番号（ＳＥＱ）フィールド４１６および４４２はそれぞれデータフィールド４１８および４４４の第１データユニットを識別する。シーケンス番号は、例えばエラーで受信したパケットの再伝送のために、データを順序が狂って移動局６に伝送することを可能にする。データ単位レベルでのシーケンス番号の割当ては、再伝送のためにフレーム分解プロトコルの必要性を無くす。シーケンス番号はまた移動局６が二重のデータユニットを検出可能にする。ＦＭＴフィールド、ＳＥＱフィールドおよびＬＥＮフィールドを受信すると、移動局６は特別なシグナリングメッセージの使用なしに、どのデータユニットが各タイムスロットにおいて受信されたかを判断することができる。
【００９８】
シーケンス番号を表すために割当てられるビット数は１タイムスロットで伝送可能なデータユニットの最大数および最悪の場合のデータ再伝送遅延に依存する。例示実施形態において、各データユニットは２４ビットシーケンス番号で識別される。２．４５７６Ｍｂｐｓにおいて、各スロットで伝送可能なデータユニットの最大数はほぼ２５６である。各データユニットを識別するために８ビットが必要である。さらに、より悪い場合のデータ再伝送遅延が５００ｍｓｅｃ未満であることが計算できる。再伝送遅延は、移動局６によるＮＡＣＫメッセージに必要な時間、データの再伝送、およびより悪い場合のバーストエラーラン（ｂｕｒｓｔ ｅｒｒｏｒ ｒｕｎｓ）により生じた再伝送の試みの数を含む。それゆえ、２４ビットはあいまいさを伴わずに、移動局６が、受信したデータユニットを正しく識別することを可能にする。ＳＥＱフィールド４１６および４４２のビット数はＤＡＴＡフィールドのサイズおよび再伝送遅延に応じて増大または減少することができる。ＳＥＱフィールド４１６および４４２に対して異なるビット数を使用することはこの発明の範囲内である。
【００９９】
基地局４が、ＤＡＴＡフィールド４１８で利用可能な空間よりも少ないデータを移動局６に伝送するとき、パケットフォーマット４３０が使用される。パケットフォーマット４３０は、最大数の利用可能なデータユニットまで、いかなる数のデータユニットをも移動局６に伝送可能にする。例示実施形態において、ＦＭＴフィールド４３４に対して高い値は基地局４がパケットフォーマット４３０を伝送していることを示す。パケットフォーマット４３０において、ＬＥＮフィールド４４０はそのパケットで伝送されているデータユニットの数の値を含む。例示実施形態において、ＤＡＴＡフィールド４４４は０乃至２５５オクテットの範囲であるので、ＬＥＮフィールド４４０は８ビットの長さである。
【０１００】
ＤＡＴＡフィールド４１８および４４４は移動局６に伝送されるデータを含む。例示実施形態において、パケットフォーマット４１０の場合、各データパケットは１０２４から構成され、そのうち９９２ビットがデータビットである。しかしながら、可変長データパケットを使用して情報ビット数を増大させることができ、この発明の範囲内である。パケットフォーマット４３０の場合、ＤＡＴＡフィールド４４４のサイズはＬＥＮフィールド４４０により決定される。
【０１０１】
例示実施形態において、パケットフォーマット４３０はゼロ以上のシグナリングメッセージを伝送するために使用することができる。シグナリング長（ＳＩＧ　ＬＥＮ）フィールド４３６は次のシグナリングメッセージの長さをオクテットで含む。例示実施形態において、ＳＩＧ　ＬＥＮフィールド４３６は８ビット長である。ＳＩＧＮＡＬＩＮＧフィールド４３８はシグナリングメッセージを含む。例示実施形態において、各シグナリングメッセージは以下に記載するように、メッセージ識別フィールド（ＭＥＳＳＡＧＥ　ＩＤ）フィールド、メッセージ長（ＬＥＮ）フィールド、およびメッセージペイロードから構成される。
【０１０２】
ＰＡＤＤＩＮＧフィールド４４６は、例示実施形態において、０ｘ００（ｈｅｘ）に設定されるパディングオクテットを含む。ＰＡＤＤＩＮＧフィールド４４６が使用されるのは、基地局４がＤＡＴＡフィールド４１８で利用可能なオクテット数よりも少ないデータオクテットを移動局６に伝送するかもしれないからである。これが起きると、ＰＡＤＤＩＮＧフィールド４４６は未使用のデータフィールドを充填するために十分なパディングオクテットを含む。ＰＡＤＤＩＮＧフィールド４４６は可変長でありＤＡＴＡフィールド４４４の長さに依存する。
【０１０３】
パケットフォーマット４１０および４３０の最後のフィールドはそれぞれＴＡＩＬフィールド４２０および４４８である。ＴＡＩＬフィールド４２０および４４８は各データパケットの終わりでエンコーダ１１４（図３Ａ参照）を既知の状態にさせるために使用されるゼロ（０ｘ０）コードテールビットを含む。コードテールビットにより、エンコーダ１１４は１つのパケットからのビットのみが符号化プロセスにおいて使用されるように、パケットを簡潔に分割することができる。コードテールビットはまた、移動局６内のデコーダが復号プロセス中にパケット境界を決定可能にする。ＴＡＩＬフィールド４２０および４４８のビット数はエンコーダ１１４の設計に依存する。例示実施形態において、ＴＡＩＬフィールド４２０および４４８はエンコーダ１１４を既知の状態にさせるのに十分長い。
【０１０４】
上述した２つのパケットフォーマットはデータおよびシグナリングメッセージの伝送を容易にするために使用することができる例示フォーマットである。特定の通信システムのニーズに合うように種々の他のパケットフォーマットを作ることができる。また、通信システムは上述した２つのパケットフォーマット以上に適応するように設計することができる。
【０１０５】
ＩＸ．順方向リンク制御チャネルフレーム
一実施形態において、トラヒックチャネルはまた基地局４から移動局６にメッセージを伝送するためにも使用される。伝送されるメッセージの種類は：（１）ハンドオフ指示メッセージ、（２）ページングメッセージ（例えばその移動局のキューにデータがある移動局を呼び出す、（３）特定の移動局のためのショートデータパケット、および（４）逆方向リンクデータ伝送（後でここに記載する）のためのＡＣＫまたはＮＡＣＫ。他のタイプのメッセージも制御チャネルを介して伝送することができ、この発明の範囲内である。呼のセットアップが完了すると、移動局６はページングメッセージのために制御チャネルを監視し、逆方向リンクパイロット信号の伝送を開始する。
【０１０６】
例示実施形態において、制御チャネルは図４Ａに示すように、トラヒックチャネル上のトラヒックデータと時間多重化される。移動局は所定のＰＮコードでカバーされたプリアンブルを検出することにより制御メッセージを識別する。例示実施形態において、制御メッセージは取得中に移動局６により決定される固定レートで伝送される。好適実施形態において、制御チャネルのデータレートは７６．８Ｋｂｐｓである。
【０１０７】
制御チャネルはメッセージを制御チャネルカプセルに伝送する。例示制御チャネルカプセルの図は図４Ｇに示される。例示実施形態において、各カプセルはプリアンブル４６２、制御ペイロード、およびＣＲＣパリティビット４７４から構成される。制御ペイロードは１つ以上のメッセージから構成され、必要であれば、パディングビット４７２から構成される。各メッセージはメッセージ識別子（ＭＳＧ　ＩＤ）４６４、メッセージ長（ＬＥＮ）４６６、オプショナルアドレス（ＡＤＤＲ）４６８（例えばメッセージが特定の移動局６に向けられているなら）、およびメッセージペイロード４７０から構成される。例示実施形態において、メッセージはオクテット境界に合わせられる。図４Ｇに示す例示制御チャネルカプセルはすべての移動局６に向けられた２つのブロードキャストメッセージと特定の移動局６に向けられた１つのメッセージから構成される。ＭＳＧ　ＩＤフィールド４６４はメッセージがアドレスフィールドを必要とするかどうかを決定する（例えばそれがブロードキャストか特定のメッセージか）。
【０１０８】
Ｘ．順方向リンクパイロットチャネル
例示実施形態において、順方向リンクパイロットチャネルは、初期取得、位相リカバリ（ｒｅｃｏｖｅｒｙ）、タイミングリカバリ、および比率結合のために移動局６により使用されるパイロット信号を供給する。これらの使用は、ＩＳ−９５規格に準拠するＣＤＭＡ通信システムの使用に類似する。例示実施形態において、パイロット信号もＣ／Ｉ測定を行なうために移動局６により使用される。
【０１０９】
順方向リンクパイロットチャネルの例示のブロック図は図３Ａに示される。パイロットデータはすべてゼロ（または全て１）のシーケンスから構成され乗算器１５６に供給される。乗算器１５６はパイロットデータをウオルシュコードＷ０でカバーする。ウオルシュコードＷ０はすべてゼロのシーケンスなので、乗算器１５６の出力はパイロットデータである。パイロットデータはＭＵＸ１６２により時間多重化され、複素乗算器２１４（図３Ｂ参照）内のショートＰＮＩコードにより拡散されるＩウオルシュチャネルに供給される。例示実施形態において、パイロットデータはロングＰＮコードで拡散されず、ＭＵＸ２３４によるパイロットバースト中にゲートオフ（ｇａｔｅｄ ｏｆｆ）され、すべての移動局６による受信を可能にする。従ってパイロット信号は変調されないＢＰＳＫ信号である。
【０１１０】
パイロット信号を示す図は図４Ｂに示される。例示実施形態において、各タイムスロットは、タイムスロットの第１の１／４および第３の１／４の終わりで生じる２つのパイロットバースト３０６ａおよび３０６ｂから構成される。例示実施形態において、各パイロットバースト３０６は６４チップの持続期間（Ｔｐ＝６４チップ）である。トラヒックデータまたは制御チャネルデータが無い場合に、基地局４はパイロットバーストと電力制御バーストしか伝送せず、１２００Ｈｚの周期的なレートでバーストする不連続な波形を生じる。パイロット変調パラメータは表４に示される。
【０１１１】
ＸＩ．逆方向リンク電力制御
現在開示される実施形態において、順方向リンク電力制御チャネルは、移動局６から逆方向リンク伝送の伝送電力を制御するために使用される電力制御コマンドを送信するために使用される。逆方向リンクを介して、各伝送している移動局６はネットワーク内の他の全ての移動局６に対して干渉源として動作する。逆方向リンク上の干渉を最小にし容量を最大にするために、各移動局６の送信電力は２つの電力制御ループにより制御される。例示実施形態において、電力制御ループは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる米国特許第５，０５６，１０９（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ移動電話システムにおいて伝送電力を制御するための方法および装置」）に開示されたＣＤＭＡシステムの電力制御ループと同様である。他の電力制御機構も検討することができ、この発明の範囲内である。
【０１１２】
第１の電力制御ループは、逆方向リンク信号品質が設定されたレベルに維持されるように移動局６の伝送電力を調節する。信号品質は、基地局４において受信した逆方向リンク信号のビットあたりのエネルギー対雑音プラス干渉比Ｅｂ／Ｉｂとして測定される。設定レベルはＥｂ／Ｉｏ設定ポイントと呼ばれる。第２の電力制御ループは、フレームエラーレート（ＦＥＲ）により測定される所望レベルの性能が維持されるように設定ポイントを調節する。電力制御は逆方向リンクに関して重要である。なぜなら、各移動局６の伝送電力はその通信システム内の他の移動局６に対して干渉であるからである。逆方向リンク伝送電力を最小にすると干渉が低減され、逆方向リンク容量が増大する。
【０１１３】
第１の電力制御ループ内において、逆方向リンク信号のＥｂｎ／Ｉｏは基地局４において測定される。次に、基地局４は測定されたＥｂ／Ｉｏを設定されたポイントと比較する。測定されたＥｂ／Ｉｏが設定されたポイントより大きければ、基地局４は電力制御メッセージを移動局６に伝送し、伝送電力を減少する。あるいは、測定されたＥｂ／Ｉｏが設定されたポイント未満であるならば、基地局４は電力制御メッセージを移動局６に伝送し、電力を増大する。例示実施形態において、電力制御メッセージは１電力制御ビットで実現される。例示実施形態において、電力制御ビットの高い値は、移動局６に伝送電力を増大するように指示し、低い値は移動局６に伝送電力を減少するように指示する。
【０１１４】
一実施形態において、各基地局４と通信している全ての移動局６のための電力制御ビットは電力制御チャネルを介して伝送される。例示実施形態において、電力制御チャネルは１６ビットウオルシュカバーで拡散される最大３２の直交チャネルから構成される。各ウオルシュチャネルは１つの逆方向電力制御（ＲＰＣ）ビットまたは１つのＦＡＣビットを定期的な間隔で伝送する。各動作中の移動局６にはその移動局６に向けられたＲＰＣビットストリームの伝送のためにウオルシュカバーとＱＰＳＫ変調位相（例えば同相または直交）を定義するＲＰＣインデックスが割当てられる。例示実施形態において、０のＲＰＣインデックスがＦＡＣビットのために予約される。
【０１１５】
例示電力制御チャネルのブロック図は図３Ａに示される。ＲＰＣビットは、各ＲＰＣビットを所定回数反復するシンボルリピーター１５０に供給される。反復されたＲＰＣビットはウオルシュカバーエレメント１５２に供給される。ウオルシュカバーエレメント１５２はそのビットをＲＰＣインデックスに対応するウオルシュカバーでカバーする。カバーされたビットは利得エレメント１５４に供給される。利得エレメント１５４は一定のトータル伝送電力を維持するように変調前にビットに倍率をかける。例示実施形態において、ＲＰＣウオルシュチャネルの利得は正規化されるので、トータルＲＰＣチャネル電力はトータル利用可能伝送電力に等しい。ウオルシュチャネルの利得は、動作中のすべての移動局６に対する信頼できるＲＰＣ伝送を維持しながら、トータル基地局伝送電力の有効な利用のために、時間の関数として変化することができる。例示実施形態において、動作していない移動局６のウオルシュチャネル利得はゼロに設定される。ＲＰＣウオルシュチャネルの自動電力制御は移動局６からの対応するＤＲＣチャネルからの順方向リンク品質測定の推定値を用いて可能である。利得エレメント１５４からの倍率のかけられたＲＰＣビットはＭＵＸ１６２に供給される。
【０１１６】
例示実施形態において、０乃至１５のＲＰＣインデックスはそれぞれウオルシュカバーＷ０乃至Ｗ１５に割当てられ、スロット内の第１パイロットバースト（図４ＣのＲＰＣバースト）の周囲に伝送される。１６乃至３１のＲＰＣインデックスはそれぞれウオルシュカバーＷ０乃至Ｗ１５に割当てられ、スロット内の第２パイロットバースト（図４ＣのＲＰＣバースト３０８）の周囲に伝送される。例示実施形態において、ＲＰＣビットは、同相信号上で変調された偶数ウオルシュカバー（例えばＷ０，Ｗ２、Ｗ４など）でＢＰＳＫ変調されるとともに、直交信号上で変調された奇数ウオルシュカバー（例えばＷ１、Ｗ３、Ｗ５など）でＢＰＳＫ変調される。ピークツーアベレージ包絡線を低減するために、同相および直交電力をバランスすることが望ましい。さらに、復調器位相推定エラーによるクロストークを最小にするために、同相信号および直交信号に直交カバーを割当てることが望ましい。
【０１１７】
例示実施形態において、最大３１のＲＰＣビットが各タイムスロットにおいて、３１のＲＰＣウオルシュチャネル上に伝送される。例示実施形態において、１５ＲＰＣビットは第１のハーフスロット上に伝送され、１６ＲＰＣビットは第２のハーフスロット上に伝送される。ＲＰＣビットは加算器２１２（図３Ｂ参照）により結合され、電力制御チャネルの複合波形は図４Ｃに示す如くである。
【０１１８】
電力制御チャネルのタイミング図は図４Ｂに示される。例示実施形態において、ＲＰＣビットレートは６００ｂｐｓであり、タイムスロットあたり１ＲＰＣビットである。各ＲＰＣビットは時間多重化され、図４Ｂおよび４Ｃに示すように２つのＲＰＣバースト（例えばＲＰＣバースト３０４ａおよび３０４ｂ）を介して伝送される。例示実施形態において、各ＲＰＣバーストは３２ＰＮチップ（または２ウオルシュシンボル）の幅（Ｔｐｃ＝３２チップ）であり、各ＲＰＣビットのトータル幅は６４ＰＮチップ（または４ウオルシュシンボル）である。他のＲＰＣビットレートはシンボル反復の数を変えることにより得ることができる。例えば、（最大６３の移動局６をサポートするためにまたは電力制御レートを増大させるために）１２００ｂｐｓのＲＰＣビットレートは第１の組の３１ＲＰＣビットをＲＰＣバースト３０４ａおよび３０４ｂに伝送し、第２の組の３２ＲＰＣビットをＲＰＣバースト３０８ａおよび３０８ｂに伝送することにより得ることができる。この場合、すべてのウオルシュカバーは同相信号および直交信号に使用される。ＲＰＣビットのための変調パラメータは表４に要約される。
【０１１９】
【表４】
2004513536.tif 000008
各基地局４と通信している移動局６の数は利用可能なＲＰＣウオルシュチャネルの数未満であり得るので、電力制御チャネルはバースト的な性質（ｂｕｒｓｔｙ ｎａｔｕｒｅ）を有する。この状況において、いくつかのＲＰＣウオルシュチャネルは利得エレメント１５４の利得の適切な調節によりゼロに設定される。
【０１２０】
例示実施形態において、ＲＰＣビットは、処理遅延を最小にするように符号化またはインタリーブなしに移動局６に伝送される。さらに電力制御ビットの誤った受信はこの発明のデータ通信システムに有害ではない。何故ならエラーは次のタイムスロットにおいて、電力制御ループにより訂正可能だからである。
【０１２１】
現在開示した実施形態において、移動局６は逆方向リンクを介して複数の基地局４とソフトハンドオフ状態になることができる。ソフトハンドオフ状態にある移動局の６の逆方向リンク電力制御のための方法および装置は上述した米国特許第５，０５６，１０９、およびこの発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる米国特許第５，２６７，２６１に記載されている。ソフトハンドオフ状態にある移動局６はアクティブセットにある基地局４ごとにＲＰＣウオルシュを監視し、上述した米国特許第５，０５６，１０９および５，２６７，２６１に開示された方法に従ってＲＰＣビットを結合する。第１の実施形態において、移動局６は電力降下コマンドの論理ＯＲを実行する。受信したＲＰＣビットのいずれかが移動局６に伝送電力を低減するように指示すると、移動局６は伝送電力を低減する。第２実施形態において、ソフトハンドオフ状態にある移動局６は硬判定を行なう前にＲＰＣビットの軟判定を結合することができる。受信したＲＰＣビットを処理するための他の実施形態も検討することができ、この発明の範囲内である。
【０１２２】
一実施形態において、ＦＡＣビットは相関するパイロットチャネルのトラヒックチャネルが次のハーフフレームに伝送するかどうかを移動局６に示す。ＦＡＣビットを使用することにより、移動局によるＣ／Ｉ推定が改良され、それゆえ干渉活動の知識をブロードキャストすることによりデータレート要求が改良される。例示実施形態において、ＦＡＣビットはハーフフレーム境界で変化するだけであり、８つの連続するタイムスロットに対して反復され、７５ｂｐｓのビットレートを生じる。ＦＡＣビットのためのパラメータは表４に記載されている。
【０１２３】
ＦＡＣビットを用いて、移動局は以下のようにＣ／Ｉ測定を計算することができる。
【０１２４】
【数３】
2004513536.tif 000009
ただし、（Ｃ／Ｉ）ｉはｉ番目の順方向リンク信号のＣ／Ｉ測定値であり、Ｃｉはｉ番目の順方向リンク信号のトータル受信電力であり、Ｃｊはｊ番目の順方向リンク信号の受信電力であり、Ｉはすべての基地局４が伝送しているならトータルの干渉であり、αｊはｊ番目の順方向リンク信号のＦＡＣビットであり、ＦＡＣビットに応じて０または１を取り得る。
【０１２５】
ＸＩＩ．逆方向リンクデータ伝送
現在開示した実施形態において、逆方向リンクは可変レートデータ伝送をサポートする。可変レートにより柔軟性が与えられ、移動局６は、基地局４に伝送されるデータ量に応じて幾つかのデータレートの１つで伝送可能である。例示実施形態において、移動局６はいつでも最も低いデータレートでデータを伝送することができる。例示実施形態において、より高いデータレートでのデータ伝送は基地局４による許可が必要である。この実施は、逆方向リンクリソースの効率的な利用を供給しながら逆方向リンクの伝送遅延を最小にする。
【０１２６】
逆方向リンクデータ伝送のフロー図の例示を図８に示す。初めに、ブロック８０２において、スロットｎにおいて、移動局６は、上述した米国特許第５，２８９、５２７に記載されるようなアクセスプローブを実行し逆方向リンク上に最も低いレートデータチャネルを確立する。ブロック８０４において同じスロットｎにおいて基地局４はアクセスプローブを復調しアクセスメッセージを受信する。ブロック８０６において、基地局４はデータチャネルのための要求を許可し、スロットｎ＋２において、その許可と、割当てられたＲＰＣインデックスを制御チャネルに伝送する。ブロック８０８において、スロットｎ＋２において、移動局６はその許可を受信し基地局４により電力制御される。スロットｎ＋３に始まり、移動局６はパイロット信号の伝送を開始し、逆方向リンク上の最も低いレートデータに迅速にアクセスする。
【０１２７】
移動局６がトラヒックチャネルを有し、高レートデータチャネルを要求するなら、移動局はブロック８１０においてその要求を開始することができる。ブロック８１２において、スロットｎ＋３において、基地局４は高速データ要求を受信する。ブロック８１４において、スロットｎ＋５において、基地局４は許可を制御チャネル上に伝送する。ブロック８１６において、スロットｎ＋５において、移動局６はその許可を受信し、ブロック８１８において、スロットｎ＋６で始まる逆方向リンク上の高速データ伝送を開始する。
【０１２８】
ＸＩＩＩ．逆方向リンクアーキテクチャ
現在開示される実施形態のデータ通信システムにおいて、逆方向リンク伝送はいくつかの点で順方向リンク伝送とは異なる。順方向リンクに関して、データ伝送は一般に１つの基地局４から１つの移動局６に生じる。しかしながら、逆方向リンクに関しては、各基地局４は複数の移動局６からのデータ伝送を同時に受信することができる。例示実施形態において、各移動局６は、基地局４に伝送すべきデータ量に応じていくつかのデータレートの１つで伝送することができる。このシステム設計はデータ通信の非対称な特性を反映する。
【０１２９】
例示実施形態において、逆方向リンク上の時間軸ユニットは順方向リンク上の時間軸ユニットと同一である。例示実施形態において、順方向リンクデータ伝送と逆方向リンクデータ伝送は、１．６６７ｍｓｅｃの持続時間であるタイムスロットを介して生じる。しかしながら、逆方向リンク上でのデータ伝送は一般により低いデータレートで生じるので、効率を改善するためにより長い時間軸ユニットを使用することができる。
【０１３０】
例示実施形態において、逆方向リンクは２つのチャネルをサポートする：すなわちパイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネルとデータチャネルである。これらのチャネルの各々の機能と実施を以下に記載する。パイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネルを用いてパイロット信号、ＤＲＣメッセージ、およびＲＲＩシンボル（以下に記載）を伝送し、データチャネルを用いてトラヒックデータを伝送する。ＲＲＩ（リバースレートインジケータ）は逆方向リンクトラヒックチャネルのレートを示す。
【０１３１】
例示逆方向リンクフレーム構造の図を図７Ａに示す。例示実施形態において、逆方向リンクフレーム構造は図４Ａに示す順方向リンクフレーム構造と類似している。しかしながら、逆方向リンクに関しては、パイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩデータおよびトラヒックデータは同時に同相チャネルおよび直交チャネルに伝送される。一実施形態において、各スロットは２０４８チップの長さであり、パイロット信号は、６４チップの時間間隔ごとにＤＲＣメッセージと時間多重化される。ＲＲＩチャネルシンボルはパイロットシンボルの１／１６に対するパイロット（スロットの１／３０秒）または、スロットあたり１つの６４チップ時間間隔にパンクチュアド（ｐｕｎｃｕｔｕｒｅｄ）される。
【０１３２】
例示実施形態において、移動局６は、移動局６が高速データ伝送を受信しているときはタイムスロットごとにパイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネル上にＤＲＣメッセージを伝送する。あるいは、移動局６が高速データ伝送を受信していないとき、パイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネル上の全体のスロットはパイロット信号を構成する。パイロット信号は受信している基地局により多数の機能のために使用される：すなわち、初期取得のための補助として、パイロット／ＤＲＣおよびデータチャネルのための位相基準として、および閉ループ逆方向リンク電力制御のための源として使用される。
【０１３３】
例示実施形態において、逆方向リンクの帯域幅は１．２２８８ＭＨｚであるように選択される。この帯域幅を選択することによりＩＳ−９５規格に準拠するＣＤＭＡシステムの既存のハードウエアが使用可能である。しかしながら、他の帯域幅を利用して容量を増大したりおよび／またはシステム要件に準拠することができる。例示実施形態では、ＩＳ−９５規格により規定されるものと同じロングＰＮコードおよびショートＰＮＩコードおよびＰＮＱコードを用いて逆方向リンク信号を拡散する。例示実施形態において、逆方向リンクチャネルはＱＰＳＫ変調を用いて伝送される。あるいは、ＯＱＰＳＫ変調を用いて変調された信号のピークツーアベレージ振幅変化を最小にすることができ、性能を改良することができる。異なるシステム帯域幅、ＰＮコードおよび変調方式の使用を検討することができ、この発明の範囲内である。
【０１３４】
例示実施形態において、基地局４において測定された逆方向リンク信号のＥｂ／Ｉｏが上述した米国特許第５，５０６、１０９で述べられたＥｂ／Ｉｏ設定ポイントに維持されるように、パイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネルおよびデータチャネル上の逆方向リンク伝送の伝送電力が制御される。電力制御は、移動局６と通信している基地局４により維持され、コマンドは上述したようにＲＰＣビットとして伝送される。
【０１３５】
ＸＩＶ．逆方向リンクデータチャネル
例示逆方向リンクアーキテクチャのブロック図を図６に示す。データはデータパケットに分割されエンコーダ６１２に供給される。各データパケットに対して、エンコーダ６１２はＣＲＣパリティビットを発生し、コードテールビットを挿入し、データを符号化する。例示実施形態において、エンコーダ５１２は、上述した米国特許出願シリアル番号第０８／７４３，６８８に開示された符号化フォーマットに従ってパケットを符号化する。他の符号化フォーマットも使用することができ、この発明の範囲内である。エンコーダ６１２から符号化されたパケットはブロックインターリーバ６１４に供給され、インターリーバ６１４はパケット内のコードシンボルを並び替えする。インターリーブされたパケットは乗算器６１６に供給される。乗算器６１６はデータをウオルシュカバーでカバーし、カバーしたデータを利得エレメント６１８に供給する。利得エレメント６１８はデータレートに関係なく一定のビットＥｂあたりのエネルギーを維持するためにデータに倍率をかける。利得エレメント６１８からの倍率のかけられたデータは、データをそれぞれＰＮ＿ＱシーケンスおよびＰＮ＿Ｉシーケンスに拡散する乗算器６５０ｂおよび６５０ｄに供給する。乗算器６５０ｂおよび６５０ｄからの拡散データはそれぞれデータを濾波するフィルタ６５２ａおよび６５２ｄに供給される。フィルタ６５２ａおよび６５２ｂからの濾波された信号は加算器６５４ａに供給され、フィルタ６５２ｃおよび６５２ｄからの濾波された信号は加算器６５４ｂに供給される。加算器６５４はデータチャネルからの信号をパイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネルからの信号と加算する。加算器６５４ａおよび６５４ｂの出力はそれぞれＩＯＵＴおよびＱＯＵＴを構成し、これらは、（順方向リンクのように）同相シヌソイドＣＯＳ（ｗｃｔ）および直交シヌソイドＳＩＮ（ｗｃｔ）により変調され、加算される（図６には示していない）。例示実施形態において、トラヒックデータはシヌソイドの同相および直交位相の両方に伝送される。
【０１３６】
例示実施形態において、データはロングＰＮコードおよびショートＰＮコードで拡散される。ロングＰＮコードは、受信している基地局４が送信している移動局６を識別することができるようにデータをスクランブルする。ショートＰＮコードはシステム帯域幅に対して信号を拡散する。ロングＰＮシーケンスはロングコードジェネレータ６４２により発生され乗算器６４６に供給される。ショートＰＮＩシーケンスおよびＰＮＱシーケンスはショートコードジェネレータ６４４により発生され、それぞれ乗算器６４６ａおよび６４６ｂに供給される。乗算器６４６ａおよび６４６ｂは２つの組のシーケンスを乗算して、それぞれＰＮ＿Ｉ信号およびＰＮ＿Ｑ信号を形成する。タイミング制御回路６４０はタイミング基準を供給する。
【０１３７】
図６に示すデータチャネルアーキテクチャの例示ブロック図は逆方向リンク上でデータの符号化および変調をサポートする多くのアーキテクチャの１つである。高レートデータ伝送の場合、複数の直交チャネルを利用した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クも使用することができる。ＩＳ−９５規格に準拠するＣＤＭＡシステムにおいて逆方向リンクトラヒックチャネルのような他のアーキテクチャも検討することができ、この発明の範囲内である。
【０１３８】
例示実施形態において、逆方向リンクチャネルは表５に示す４つのデータレートをサポートする。さらなるデータレートおよび／または異なるデータレートをサポートすることができ、この発明の範囲内である。例示実施形態において、逆方向リンクのためのパケットサイズは、表５に示すようにデータレートに依存する。上述した米国特許第５，９３３、４６２に記載されているように、より大きなパケットサイズに対して改善されたデコーダ性能を得ることができる。従って、表５に記載したパケットサイズと異なるパケットサイズを用いて性能を改善することができ、この発明の範囲内である。さらに、パケットサイズをデータレートに関係ないパラメータにすることができる。
【０１３９】
【表５】
2004513536.tif 000010
表５に示すように、逆方向リンクは複数のデータレートをサポートする。例示実施形態において、基地局４で登録すると、９．６Ｋｂｐｓの最も低いデータレートが各移動局に割当てられる。例示実施形態において、移動局６は基地局４からの許可を要求する必要なしに最も低いレートデータチャネル上にデータを伝送することができる。例示実施形態において、より高いデータレートにおけるデータ伝送は、システムローディング、公平、トータルスループットのようなシステムパラメータの組に基づいて選択された基地局４により許可される。高速データ伝送のための例示スケジューリング機構は上述した米国出願シリアル番号第０８／７９８，９５１に詳細に記載されている。
【０１４０】
ＸＶ．逆方向リンクパイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネル
パイロット／ＤＲＣ／ＲＲＩチャネルの例示ブロック図は図６に示される。ＤＲＣメッセージはＤＲＣエンコーダ６２６に供給される。ＤＲＣエンコーダ６２６は所定の符号化フォーマットに従ってメッセージを符号化する。正しくない順方向リンクデータレートの決定はシステムスループット性能に影響を与えるので、ＤＲＣメッセージのエラー確立は十分低くする必要があるのでＤＲＣメッセージの符号化は重要である。例示実施形態において、ＤＲＣエンコーダ６２６は３ビットＤＲＣメッセージを８ビットコードワードに符号化するレート（８、４）直交ブロックエンコーダである。符号化されたＤＲＣメッセージは乗算器６２８に供給される。乗算器６２８は、ＤＲＣメッセージが向けられた送信先基地局４を固有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ジェネレータ６２４により供給される。カバーされたＤＲＣメッセージはマルチプレクサ（ＭＵＸ）６３０に供給される。ＭＵＸ６３０はＤＲＣメッセージをパイロットデータと乗算し、次に８チップウオルシュカバー（図示せず）により乗算される。ＭＵＸ６３０により乗算された後、パイロットデータはまた同じ８チップウオルシュカバー（図示せず）により乗算される。ＲＲＩシンボルはＲＲＩエンコーダ６２７に供給される。ＲＲＩエンコーダ６２７は図１１を参照して以下に記載する一実施形態に従ってＲＲＩシンボルを符号化する。符号化されたＲＲＩシンボルはＭＵＸ６３０に供給される。ＭＵＸ６３０はＲＲＩシンボルをＤＲＣメッセージおよびパイロットデータで多重化し、次に同じ８チップウオルシュカバー（図示せず）により乗算される。ＲＲＩメッセージ、ＤＲＣメッセージ、およびパイロットデータは乗算器６５０ａおよび６５０ｃに供給される。乗算器６５０ａおよび６５０ｃはデータをそれぞれＰＮ＿Ｉ信号およびＰＮ＿Ｑ信号で拡散する。従って、パイロットデータ、ＲＲＩシンボル、およびＤＲＣメッセージはシヌソイドの同相および直交位相に伝送される。８チップウオルシュカバーは有利にあらかじめ定義されたウオルシュ関数である。一実施形態において、オールゼロのウオルシュ関数が使用される。他の実施形態において、８チップウオルシュカバーは、パイロットデータ、ＲＲＩシンボル、およびＤＲＣメッセージ信号がＭＵＸ６３０により乗算される前にパイロットデータ、ＲＲＩシンボル、およびＤＲＣメッセージと乗算することができる。
【０１４１】
例示実施形態において、ＤＲＣメッセージは選択された基地局４に伝送される。これは、ＤＲＣメッセージを、選択された基地局４を識別するウオルシュコードでカバーすることにより達成される。例示実施形態において、ウオルシュコードは１２８チップの長さである。１２８チップウオルシュコードの導出は技術的に知られている。移動局６と通信している各基地局４に１つの固有のウオルシュコードが割当てられる。各基地局４はＤＲＣチャネル上の信号をその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４はＤＲＣメッセージをデカバーすることができ、ＤＲＣメッセージに応答して順方向リンクを介して要求している移動局６にデータを伝送する。他の基地局４は、これらの基地局４には異なるウオルシュコードが割当てられているので、要求されたデータレートが自分達に向けられたものではないことを判断することができる。例示実施形態において、データ通信システム内のすべての基地局４に対する逆方向リンクショートＰＮコードは同じであり、異なる基地局４を識別するためにショートＰＮシーケンスにオフセットは無い。データ通信システムは逆方向リンクを介してソフトハンドオフを有利にサポートする。オフセットなしの同じショートＰＮコードを用いることにより、複数の基地局４はソフトハンドオフの期間移動局６から同じ逆方向リンク伝送を受信する。ショートＰＮコードはスペクトル拡散を供給するが、基地局４の識別を可能にしない。
【０１４２】
例示実施形態において、ＤＲＣメッセージは移動局６により、要求されたデータレートを運ぶ。他の実施形態において、ＤＲＣメッセージは順方向リンク品質（例えば、移動局６により測定されたＣ／Ｉ情報）の表示を運ぶ。移動局６は１つ以上の基地局４からの順方向リンクパイロット信号を受信し、各受信したパイロット信号について、Ｃ／Ｉ測定を行なう。次に、移動局６は現在および以前のＣ／Ｉ測定値を構成することのできるパラメータの組に基づいて最良の基地局４を選択する。レート制御情報は、いくつかの実施形態の１つにおいて基地局４に運ぶことのできるＤＲＣメッセージにフォーマット化される。
【０１４３】
第１の実施形態において、移動局６はＤＲＣメッセージを要求されたデータレートに基づいて伝送する。要求されたデータレートは最高のサポートされたデータレートであり、移動局６により測定されるＣ／Ｉにおいて満足のいく性能を生じる。このＣ／Ｉ測定から、移動局６は最初に満足のいく性能を生じる最大データレートを計算する。次に、最大データレートはサポートされたデータレートのうちの１つに量子化され、要求されたデータレートとして指定される。要求されたデータレートに対応するデータレートインデックスは選択された基地局４に伝送される。サポートされたデータレートの例示組および対応するデータレートインデックスは表１に示される。
【０１４４】
移動局６が順方向リンク品質の表示を選択された基地局４に伝送する第２実施形態において、移動局６はＣ／Ｉ測定の量子化された値を表すＣ／Ｉインデックスを伝送する。Ｃ／Ｉ測定値は表にマッピングすることができ、Ｃ／Ｉインデックスと相関させることができる。Ｃ／Ｉインデックスを表すためにより多くのビットを用いることによりＣ／Ｉ測定値のより細かい量子化が可能となる。また、マッピングは線形または非線形であり得る。線形マッピングの場合、Ｃ／Ｉインデックスの各増分は対応するＣ／Ｉ測定値の増分を表す。例えば、Ｃ／Ｉインデックスの各ステップはＣ／Ｉ測定値の２．０ｄＢ増分値を表すことができる。非線形マッピングの場合には、Ｃ／Ｉインデックスの各増分はＣ／Ｉ測定値の異なる増分を表すことができる。一例として、非線形のマッピングを用いてＣ／Ｉ測定値を量子化し、図１０に示すようにＣ／Ｉ分布の累積分布関数（ＣＤＦ）に一致させることができる。
【０１４５】
移動局６から基地局４にレート制御情報を運ぶ他の実施形態を検討することができ、この発明の範囲内である。さらにレート制御情報を表すために異なるビット数を使用することもこの発明の範囲内である。明細書の大部分において、現在開示されている実施形態は第１の実施形態、すなわち要求されたデータレートを運ぶためにＤＲＣメッセージを使用することに関連して記載され、簡便化を図っている。
【０１４６】
例示実施形態において、Ｃ／Ｉ測定はＣＤＭＡシステムで使用される方法と同様の方法で順方向リンクパイロット信号を介して実行することができる。Ｃ／Ｉ測定を行なうための方法および装置は、この発明の譲受人に譲渡され，参照することによりここに組み込まれる、１９９９年５月１１日に発行された米国特許第５，９０３，５５４（発明の名称：「スペクトル拡散通信システムにおいてリンク品質を測定するための方法および装置」）に開示されている。要約すれば、パイロット信号についてのＣ／Ｉ測定値は受信した信号をショートＰＮコードでデカバーすることにより得ることができる。Ｃ／Ｉ測定の時間と実際のデータ伝送の時間との間でチャネル条件が変化するなら、パイロット信号のＣ／Ｉ測定は不正確さを含み得る。一実施形態において、ＦＡＣビットを使用することにより、移動局６は要求されたデータレートを判断するとき順方向リンク活動を考慮することができる。
【０１４７】
他の実施形態において、Ｃ／Ｉ測定は順方向リンクトラヒックチャネル上で実行することができる。トラヒックチャネル信号は最初にロングＰＮコードおよびショートＰＮコードで逆拡散され、ウオルシュコードでデカバーされる。データチャネル上の信号についてのＣ／Ｉ測定はより正確である。なぜなら、大きなパーセンテージの伝送した電力がデータ伝送のために割当てられるからである。移動局６による受信した順方向リンク信号のＣ／Ｉを測定するための他の方法も検討することができ、この発明の範囲内である。
【０１４８】
例示実施形態において、ＤＲＣメッセージはタイムスロットの最初の半分で伝送される（図７Ａ参照）。１．６６７ｍｓｅｃの例示タイムスロットの場合、ＤＲＣメッセージは最初の１０２４チップまたはタイムスロットの０．８３ｍｓｅｃから構成される。残りの１０２４チップの時間は基地局４がメッセージを復調し復号するために使用される。タイムスロットの早期の部分でのＤＲＣメッセージの伝送により基地局４は同じタイムスロット内でＤＲＣメッセージを復号し、恐らくすぐ隣の連続したタイムスロットで要求されたデータレートでデータを伝送することができる。短い処理遅延により、この発明の通信システムは動作環境の変化に迅速に対応することができる。
【０１４９】
他の実施形態において、要求されたデータレートは絶対参照および相対参照の使用により基地局４に運ばれる。この実施形態において、要求されたデータレートからなる絶対参照は周期的に伝送される。絶対参照は、基地局４が移動局６により要求された正確なデータレートを判定することを可能にする。絶対参照の伝送間のタイムスロット毎に、移動局６は、次のタイムスロットに対する要求されたデータレートが以前のタイムスロットの要求されたデータレートより高いか、低いか、同じかを示す相対参照を基地局４に伝送する。周期的に移動局６は絶対参照を伝送する。データレートインデックスを周期的に伝送することにより、要求されたデータレートを既知の状態に設定可能であり、相対参照の誤った受信が堆積しないことを保証する。絶対参照および相対参照の使用は、基地局６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。要求されたデータレートを伝送するための他のプロトコルも検討することができ、この発明の範囲内である。
【０１５０】
ＸＶＩ．逆方向リンクＲＲＩ符号化
例示実施形態において、ＲＲＩエンコーダ６２７はコードワード反復ジェネレータ１００４に接続されたエンコーダ１００２を含む。１６スロットパケットあたり１つの３−ビットＲＲＩシンボルがエンコーダ１００２に供給される。一実施形態において、エンコーダ１００２は（３２，３）線形ブロックエンコーダである。エンコーダ１００２は以下に記載するようにパケットあたり３２バイナリＲＲＩシンボルを発生し、符号化されたＲＲＩシンボルをコードワード反復ジェネレータ１００４に供給する。一実施形態において、コードワード反復ジェネレータ１００４は符号化されたＲＲＩシンボルの因数４反復を実行し、それによりパケットあたり１２８バイナリＲＲＩシンボルを発生する。符号化され、反復されたＲＲＩシンボルはＭＵＸ６３０に供給される。ＭＵＸ６３０はＲＲＩシンボルをパイロットシンボルとＤＣＲシンボルで多重化する。ＭＵＸ６３０から出力された多重化されたデータストリームは信号ポイントマッピングロジック１００６に供給される。信号ポイントマッピングロジック１００６は、一実施形態に従って、デジタルゼロを＋１値に、デジタル１をー１値にマッピングする。シグナルポイントマッピングロジック１００６は多重化されたパイロット、ＤＲＣ、およびＲＲＩ値を乗算器１００８に供給する。乗算器１００８はまた８チップウオルシュ関数も受信する。８チップウオルシュ関数は８プラス１値の有利にあらかじめ定義されたウオルシュ関数である。一実施形態において、乗算器１００８はウオルシュ関数を多重化されたパイロット、ＤＲＣ、およびＲＲＩ値と乗算し、１．２２８８メガチップ／秒のチップレートで出力データストリームを出力する。
【０１５１】
従って、ＲＲＩエンコーダ６２７は、（３２，３）線形符号化からなる（１２８，３）符号化を行い、その後で４の因数を有したコードワード反復を行なう。有利に、パンクチャリングは必要ない。すべての反復はコードワード反復である。（３２，３）コードは重みゼロの１コードワード、重み１８の６コードワード、および重み２０の１コードワードを有した重量分布を有する。４回の反復の後、重量は４倍になっている。当業者は、（ｎ、ｋ）符号化（または（ｎ、ｋ）コーディング）は、ｋビットが符号化されｋ／ｎのコードレートを有したｎシンボル（ｎはｋより大きい）を出力することを理解するであろう。さらに、当業者は、所定のコードワードの重みはコードワードのデジタル１の数の合計に等しいことを理解する。（３２，３）線形コードは、以下の３×３２ジェネレータマトリクス、Ｇ：の観点から記載することができる。
【０１５２】
【数４】
2004513536.tif 000011
ジェネレータマトリクスＧにおいて３つの行のいずれかにある３０のシンボルｇ２９乃至ｇ０（左から右）はｇと表示することができる。ジェネレータマトリクス、Ｇの１行目は単にｇ００である。２行目は０ｇ０である。３行目は００ｇである。一実施形態において、ｇのバイナリ値は１６進表示で２４９２ＤＢＢＦに等しい。８コードワードはジェネレータマトリクス、Ｇの８つの全組合せであり、行のビット毎のイクスクルーシブＯＲ（ＸＯＲ）結合（すなわち、ｓｕｍｍｉｎｇ ｍｏｄ ２）を有し、適当な行が３ビット入力ＲＲＩシンボル値に基づいてオンまたはオフされる。一実施形態に従って、マッピングを下記表６に示す。左列は３ビット入力ＲＲＩシンボル値を示し、右列はエンコーダ１００２から出力された相関するコードワードを示し、ジェネレータマトリクス、Ｇの最下行はｇとして使用することができる。
【０１５３】
【表６】
2004513536.tif 000012
ｇの特定値は異なるコードワード間で最大の可能な距離を得るように有利に選択される。コードワード間の距離は２つのコードワードが異なる出力シンボル位置の数である。より大きな距離は雑音が存在する場合に２つのコード間を区別するのをより容易にする。（３２，３）線形ブロックコードの場合、異なるコード間の最大の可能な距離は、Ａ．Ｅ． Ｂｒｏｕｗｅｒ ＆ Ｔ．Ｖｅｒｈｏｅｆｆ著「バイナリコードのための最小距離境界の更新された表」ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ， Ｖｏｌ． ３９， Ｎｏ． ２， Ｍａｒ． １９９３の６６２頁乃至６７７頁に記載されているように１８である。４回の反復の後、距離は（１２８，３）コードで７２である。（上述した（３２，３）コードは、４回のコードワードの反復の後、重みゼロを有した１コードワード、重み７２（１８×４）を有した６コードワード、および重み８０（２０×４）を有した１コードワード重量分布を有することを思い起こす）。
【０１５４】
当業者は、他のブロックサイズおよび反復因子を採用することができる（より小さな反復因子を有したより大きなブロックサイズまたはより大きな反復因子を有したより小さなブロックサイズ）ことを認識するであろう。一実施形態において、（１２８，３）コードは（８，３）線形ブロックコードおよび１６の反復因子を用いて形成され、６４の距離を生じる。他の実施形態において、（１２８，３）コードは（８，３）線形ブロックコードおよび８の反復因子を用いて形成され、６４の距離を生じる。図１１を参照して上述した実施形態において、（１２８，３）コードは（３２，３）線形ブロックコードおよび４の反復因子を用いて形成され、７２の距離を生じる。他の実施形態において、（１２８，３）コードは（３２，３）線形ブロックコードおよび４の反復因子を用いて形成され、７２の距離を生じる。他の実施形態において、（１２８，３）コードは（６４，３）線形ブロックコードおよび２の反復因子を用いて形成され、７２の距離を生じる。他の実施形態において、（１２８，３）コードは反復を用いずに形成され、７２の距離を生じる。他の実施形態において、以下に記載するように、（１３３，３）コードは（７，３）線形ブロックコードおよび１９の反復因子を用いて形成され、（７６の最小距離を生じる）。次に、（１３３，３）コードが５つの指定されたシンボルロケーションにおいてパンクチュアドされ（１２８，３）を生成する。
【０１５５】
上述した最後の他の実施形態において、ＲＲＩシンボルは（７，３）シンプレックスエンコーダ（ｓｉｍｐｌｅｘ ｅｎｃｏｄｅｒ）に供給される。（７，３）シンプレックスエンコーダはコードワード毎の最初のシンボルをパンクチャ（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）することにより直交コードから有利に構成される。次に符号化されたシンボルは、１９の反復因子を有するコードワード反復ジェネレータに供給される。コードワード反復ジェネレータからの出力はシンボルパンクチャリングロジックに供給される。シンボルパンクチャリングロジックは各コードワードのあらかじめ選択されたシンボルに関して５シンボルパンクチャリングを実行する。この実施形態の不利点はパンクチャリング（およびそれゆえより大きなコーダの複雑さ）が、（１２８，３）コードを得るために必要となることである。
【０１５６】
ＸＶＩＩ．逆方向リンクアクセスチャネル
アクセスチャネルは登録フェーズの期間基地局４にメッセージを伝送するために移動局６により使用される。例示実施形態において、アクセスチャネルは図７Ｂに示すように、スロットを有した構造を用いて実現される。各スロットは移動局６により無作為にアクセスされる。例示実施形態において、アクセスチャネルは、ＤＲＣチャネルと時間多重化される。
【０１５７】
例示実施形態において、アクセスチャネルはメッセージをアクセスチャネルカプセルで伝送する。例示実施形態において、アクセスチャネルフレームフォーマットはＩＳ−９５規格により規定されるものと同じである。ただし、タイミングは、ＩＳ−９５規格では２０ｍｓｅｃフレームであるが、本発明の実施形態では２６．６７ｍｓｅｃフレームである。例示アクセスチャネルカプセル７１２の図を図７Ｂに示す。例示実施形態において、各アクセスチャネルカプセル７１２はプリアンブル７２２、１つ以上のメッセージカプセル７２４、およびパディングビット７２６から構成される。各メッセージカプセル７２４はメッセージ長（ＭＳＧ　ＬＥＮ）フィールド７３２、メッセージ本体７３４、およびＣＲＣパリティビット７３６から構成される。
【０１５８】
ＸＶＩＩＩ．逆方向リンクＮＡＣＫチャネル
一実施形態において、移動局６はＮＡＣＫメッセージをデータチャネルに伝送する。ＮＡＣＫメッセージは移動局６によりエラーで受信された各パケットに対して発生される。例示実施形態において、ＮＡＣＫメッセージは上述した米国特許第５，５０４，７７３に開示されたブランクアンドバーストシグナリングデータフォーマット（Ｂｌａｎｋ ａｎｄ Ｂｕｒｓｔ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｆｏｒｍａｔ）を用いて伝送することができる。
【０１５９】
現在開示される実施形態はＮＡＣＫプロトコルとの関連で記載したが、ＡＣＫプロトコルの使用を検討することもでき、この発明の範囲内である。
【０１６０】
ＸＩＸ．結論
従って、新規で改良された、最大距離およびレート３／１２８ブロックコーディング方式について述べた。ここに記載した実施形態において、移動局６は加入者装置と呼ぶこともできる。加入者装置は、例えば無線電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、コンピュータに接続された電話、ハンズフリーカーキットに接続された受話器、または何らかの既知の形態のアクセス端末であり得る。当業者は、上述した記載を通して参照されるかもしれないデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは有利に、電圧、電流、電磁波、磁界または磁気粒子、オプティカルフィールド（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ）またはオプティカル粒子またはそれらの組合せにより表されることを理解するであろう。当業者はさらに、ここに開示された実施形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは電子ハードウエア、コンピュータソフトウエアまたはその両方の組合せとして実現可能であることを理解するであろう。種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路およびステップは一般にそれらの機能の観点から記載した。機能性がハードウエアとしてまたはソフトウエアとして実現されるかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課せられた設計制約に依存する。熟練工は、これらの環境下でのハードウエアとソフトウエアの互換性を認識し、各特定のアプリケーションに対して記載した機能性をどのように最善に実現するかを認識する。例として、ここに開示した実施形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、例えばレジスタおよびＦＩＦＯのようなディスクリートハードウエアコンポーネント、ファームウエア命令セットを実行するプロセッサ、何らかの一般的な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、または、ここに記載した機能を実行するように設計されたいずれかの組合せを用いて実現または実行できる。プロセッサは有利にマイクロプロセッサで有り得るが、別の方法では、プロセッサは、何らかの一般的なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。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、着脱可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に知られている何らかの他の形態の記憶媒体に常駐させることができる。例示プロセッサは有利に記憶媒体と接続され、記憶媒体から情報を読み、記憶媒体に情報を書き込む。別の方法では、記憶媒体はプロセッサと一体化することができる。プロセッサと記憶媒体をＡＳＩＣに駐在させることができる。ＡＳＩＣは電話に駐在させることができる。別の方法では、プロセッサと記憶媒体を電話に駐在させることができる。プロセッサはＤＳＰとマイクロプロセッサの��合せとして、またはＤＳＰコアと連動して２つのマイクロプロセッサとして、等実現可能である。
【０１６１】
好適実施形態の上述した記載は技術的に熟達した人がこの発明を作成し使用可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変形例は当業者には即容易であり、発明力の使用なしに他の実施形態に適用可能である。従って、この発明は、ここに示した実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲に一致する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は複数のセル、複数の基地局および複数の移動局から構成されるデータ通信システムの図である。
【図２】
図２は図１のデータ通信システムのサブシステムの例示ブロック図である。
【図３Ａ】
図３Ａは例示順方向リンクアーキテクチャのブロック図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは例示順方向リンクアーキテクチャのブロック図である。
【図４Ａ】
図４Ａは例示順方向リンクフレーム構造の図である。
【図４Ｂ】
図４Ｂは例示順方向トラヒックチャネルの図である。
【図４Ｃ】
図４Ｃは例示電力制御チャネルの図である。
【図４Ｄ】
図４Ｄはパンクチュアドパケットの図である。
【図４Ｅ】
図４Ｅはそれぞれ２つの例示データパケットフォーマットおよび制御チャネルカプセルの図である。
【図４Ｆ】
図４Ｆはそれぞれ２つの例示データパケットフォーマットおよび制御チャネルカプセルの図である。
【図４Ｇ】
図４Ｇはそれぞれ２つの例示データパケットフォーマットおよび制御チャネルカプセルの図である。
【図５】
図５は順方向リンクでの高レートパケット伝送を示す例示タイミング図である。
【図６】
図６は例示逆方向リンクアーキテクチャのブロック図である。
【図７Ａ】
図７Ａは例示逆方向リンクフレーム構造の図である。
【図７Ｂ】
図７Ｂは例示逆方向リンクアクセスチャネルの図である。
【図８】
図８は逆方向リンクでの高レートデータ転送を示す例示タイミング図である。
【図９】
図９は移動局の種々の動作状態間の遷移を示す例示状態図である。
【図１０】
図１０は理想的な六角形セルラレイアウトのＣ／Ｉ分布の累積分布関数（ＣＤＦ）の図である。
【図１１】
図１１は図６の逆方向リンクアーキテクチャの逆方向レートインジケータ（ＲＲＩ）のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際公開パンフレット】
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2004513536.tif 000105
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004513536.tif 000106
【国際調査報告】
2004513536.tif 000107
2004513536.tif 000108
2004513536.tif 000109