(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を増大させる要求を見つけるために、複数ユーザのアクセス通信チャネルを監視する工程と、
第１の所定時間内に電力を増大させる要求が見つけられない場合に、フォワードリンク放送チャネルの電力レベルを減じる工程とを具備する、ディスパッチシステムにおける基地局の電力制御と効果的なリソース割り当ての方法。
【請求項２】
前記電力を増大させる要求が見つけられた場合に、送信された前記フォワードリンク放送信号の電力レベルを増大する工程を備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電力を増大させる要求は、前記フォワードリンク放送信号を受信した遠隔端末における信号レベルの指示を含み、この指示に基づいて、前記増大する工程において前記電力レベルを増大させる電力の量を決定する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記指示は、前記フォワードリンク放送信号を構成する連続したフレームのフレーム削除率に基づいて生成されるものである請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記指示は、前記対応する遠隔端末によって受信される前記フォワードリンク放送信号の信号対雑音比を計測することにより生成されるものである請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記電力レベルが最大値に達する場合には、送信された前記フォワードリンク放送チャネルの前記電力レベルを増大する工程を無効にする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
密に連続して受信した、電力を増大させるための２つの要求のうち、１つのみに応じて、送信された前記フォワードリンク放送信号の前記電力レベルを増大する工程を備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記電力レベルが最小値に達する場合に、送信された前記フォワードリンク放送信号の前記電力レベルを減じる工程を無効にする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電力レベルが第２の所定時間の間、前記電力レベルが前記最小値と等しい場合に、前記フォワードリンク放送信号の送信を終了する工程を備える請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
続いて受信した、電力を増大させる要求に応じて、フォワードリンク放送信号の送信を再開する工程を備える請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アクセスチャネルを監視し、アクセスチャネルにて電力を増大させる要求が見つからない場合に、フォワードリンク放送信号の電力レベルを周期的に減じる基地局と、
前記フォワードリンク放送信号を受信し、前記フォワードリンク放送信号の信号レベルが閾値よりも低下した場合に、電力を増大する要求を送信する遠隔端末とを具備する、遠隔端末にサービスを提供するように形作られたディスパッチシステムにおける基地局のリソースを節約するシステム。
【請求項１２】
複数ユーザのアクセス通信チャネルを監視する手段と、
前記複数ユーザのアクセス通信チャネルの電力を増大させる要求を見つける手段と、
第１の所定時間内に電力を増大させる要求が見つけられない場合に、フォワードリンク放送チャネルの電力レベルを減じる手段とを具備する、ディスパッチシステムにおける基地局の電力制御と効果的なリソース割り当てのための装置。
【請求項１３】
前記電力を増大させる要求が見つけられた場合に、送信された前記フォワードリンク放送信号の電力レベルを増大する手段を備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記電力を増大させる要求は、前記フォワードリンク放送信号を受信した遠隔端末における信号レベルの指示を含み、この指示に基づいて、前記電力レベルを増大させる電力の量を決定する請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
密に連続して受信した、電力を増大させるための２つの要求のうち、１つのみに応じて、送信された前記フォワードリンク放送信号の前記電力レベルを増大する手段を備える請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
Ｉ．発明の分野
この発明は、多元接続システムにおける電力制御、とりわけフォワードリンクの放送チャネル信号の電力制御に広く関わる。
ＩＩ．関連技術の説明
無線電話通信システムにおいては、多くのユーザが無線チャネルを通じて、他の無線及び有線電話システムに接続される。無線チャネルを通じた通信は、種々の多元接続技術の１つである。これらの多元接続技術には、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）や周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）がある。このＣＤＭＡ技術は、多くの利点を持っている。ＣＤＭＡシステムの典型的な例が、“衛星または地上中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム”と題する米国特許第４，９０１，３０７号に開示されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込んだ。
上述した特許において、多元接続技術が、ＣＤＭＡスペクトラム拡散通信信号を用いた無線機を有する衛星中継器や、空中中継器、地球上の基地局を通じて通信する、多くの移動電話システムのユーザたちに公開されている。ＣＤＭＡ通信を用いる場合、周波数拡散は、複数の時間で再利用することでシステムのユーザの収容量を増大させることができる。
ＣＤＭＡセルラシステムでは、各基地局がそれぞれ制限された地理的な守備範囲を持ち、そして各基地局がその守備範囲内に位置する遠隔端末を、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）に交換接続するセルラシステムに接続する。遠隔端末が新たな基地局の守備範囲に移動するときは、遠隔端末のルーティングコールが新たな基地局に向け送信される。基地局から遠隔端末への信号伝送パスは、フォワードリンクと呼ばれ、遠隔端末から基地局への信号伝送パスは、リバースリンクと呼ばれる。
代表的なＣＤＭＡシステムにおいては、各基地局が、共通の疑似ランダム雑音（ＰＮ）拡散コードを有するパイロット信号を送信する。このパイロット信号は、他の基地局のパイロット信号と符号の位相がオフセットされている。システムの動作中、遠隔端末には、通信が確立された基地局を囲む近隣の基地局に対応する符号位相のオフセットのリストが供給される。遠隔端末は、近隣の基地局を含む基地局のグループからパイロット信号の強度を求める探索手段を備える。
遠隔端末を用いてハンドオフ処理時に１つ以上の基地局を通じて通信を行なう方法とそのシステムが、本発明の譲受人に譲渡された“ＣＤＭＡセルラ通信システムにおける移動体支援ソフトハンドオフ”と題された米国特許第５，２６７，２６１号に開示されている。このシステムを用いれば、遠隔端末とエンドユーザの間の通信は、後に起こりうる元の基地局から次の基地局へのハンドオフによって、とぎれることがない。このタイプのハンドオフは、元の基地局との通信が終了する前に、次の基地局との通信が確立するため、“ソフト”なハンドオフと見なすことができる。遠隔端末が２つの基地局と通信している際には、遠隔端末は、同じ基地局からのマルチパス信号が合成されているのと同様にして、２つの基地局からの受信した信号を合成する。
典型的なマクロセルラシステムにおいては、２つの基地局によってそれぞれ受信された信号から、エンドユーザのために単一の信号を生成するのに、システムコントローラが活用されることがある。各基地局において、共通の遠隔端末から受信した信号をデコードする前に合成し、こうして受信された多重信号の利点を最大に活用する。各基地局にてデコードした結果は、上記システムコントローラに供給される。一旦、信号がデコードされると、他の信号と合成することはできない。このようにして、上記システムコントローラは、互いに同じ遠隔端末と通信する複数の基地局によってそれぞれデコードされた複数の信号から、選択を行わなければならない。基地局にて受信した複数の信号のうち、最も有効にデコードされている信号が選択され、そして、選ばれなかった信号は、廃棄される。
遠隔端末は、複数の基地局からのパイロット信号の強度を計測して、ソフトハンドオフ処理を支援する。アクティブセットとは、実際に通信が確立された基地局のセットである。カンディデイトセットとは、通信を行なうのに十分な信号強度でパイロット信号が得られるネイバセットやリメイニングセットより選ばれたセットである。ネイバセットとは、通信を行なうのに十分な信号強度が得られる見込みが高いアクティブセットの基地局を囲む基地局のセットである。リメイニングセットとは、前述のアクティブセットでも、カンディデイトセットでも、ネイバセットでもない、その他すべての基地局である。
初めて通信が確立したとき、遠隔端末は、はじめの基地局と、はじめの基地局のみを含むアクティブセットを通じて通信を行なう。この遠隔端末は、アクティブセット、カンディデイトセット、ネイバセット、そしてリメイニングセットの基地局からのパイロット信号の強度をモニタする。ネイバセットあるいはリメイニングセットの基地局からのパイロット信号が予め設定した閾値レベルを超えた場合、その基地局をカンディデイトセットに加える。遠隔端末は、新たな基地局を見分けるために、はじめの基地局にメッセージを送信する。システムコントローラは、上記新たな基地局と遠隔端末の間に通信を確立するかどうかを決める。システムコントローラが確立することを決めたならば、上記新たな基地局に対して遠隔端末を見分けるための情報を含むメッセージを送信し、そしてそれとともに通信を確立するためのコマンドを送信する。メッセージはまた、上記はじめの基地局を通じて、遠隔端末にも送信される。このメッセージは、上記はじめの基地局と新たな基地局を含むアクティブセットを見分ける。遠隔端末は、情報信号を送信した新たな基地局と、上記はじめの基地局を通じてとぎれることなしに新たな基地局と確立した通信とを探索する。この処理は、付加的な基地局で継続することができる。
遠隔端末が複数の基地局と通信している際に、遠隔端末は、アクティブセット、カンディデイトセット、ネイバセット、そしてリメイニングセットの基地局からの信号強度をモニタし続ける。予め設定した期間の間に、アクティブセットの基地局についての信号強度が、予め設定した閾値を下回った場合には、遠隔端末は、このことに関して報告するメッセージを作成して送信する。システムコントローラは、少なくとも上記遠隔端末と通信している基地局の１つを通じて、上記メッセージを受信する。システムコントローラは、弱いパイロット信号しか得られない基地局とは、通信を終えることを決める。
基地局を通じた通信を終了することを決めたシステムコントローラは、新たなアクティブセットを見分けるためのメッセージを生成する。新たなアクティブセットには、通信が終了された基地局は含まれない。通信が確立された基地局は、上記遠隔端末にメッセージを送信する。システムコントローラは、また、上記遠隔端末と通信を終えた基地局に対して情報を送信する。このように、上記遠隔端末の通信は、新たなアクティブセットと見分けた基地局のみを通じて通信するように定められる。
遠隔端末は、ソフトハンドオフ処理において、常に少なくとも一つの基地局を通じてエンドユーザと通信しているから、遠隔端末とエンドユーザとの間の通信に中断が生じることはない。ソフトハンドオフは、他のセルラ通信システムで使用される“つなぐ前に切れる”といったありふれた技術を越えた、“切れる前につなぐ”といった独特で有効な効果を発揮する。
無線電話システムにおいて、同時に処理可能な呼の数を極限まで増大させることは、非常に重要である。もし各遠隔端末の送信電力を基地局の受信機に到達した段階で同じレベルとなるように制御するなら、スペクトラム拡散システムのシステム容量を極限まで増大させることが可能であろう。実際のシステムでは、各遠隔端末は、データ再生可能なＳ／Ｎ比となる最低のレベルで送信を行う。もし、遠隔端末より送信された信号が基地局の受信機においてあまりにも低いレベルであったなら、他の遠隔端末からの干渉のためにビットエラーレートがあまりにも高く、高い品質の通信を許容できないかもしれない。一方で、遠隔端末からの信号が基地局の受信機においてあまりにも高かったならば、この遠隔端末の通信は受け入れられても、他の遠隔端末の通信に対しての干渉となる。この干渉は、逆に他の通信に影響するであろう。
それゆえに、標準的なＣＤＭＡスペクトラム拡散システムにおいては、呼の許容量を極限まで増大させるために、同じ守備範囲内に位置する各遠隔端末の送信電力は、基地局において同じ電力で受信されるように、基地局によって制御される。理想的な場合においては、基地局において受信される信号電力の合計が、各遠隔端末の公称電力に上記基地局の守備範囲内に位置する遠隔端末の数を掛け、それに、近隣の基地局の守備範囲内に位置する遠隔端末から受信される電力を足したものと等しい。
無線チャネルにおけるパスロスは、平均パスロスとフェージングという２つの独立した現象によって特徴づけられる。基地局から遠隔端末へのフォワードリンクは、遠隔端末から基地局へのリバースリンクよりも、異なった周波数に影響する。しかしながら、フォワードリンクとリバースリンクの周波数は、同じ周波数帯にあるため、この２つのリンクの平均パスロスの間には重要な関係がある。一方、フェージングは、フォワードリンクとリバースリンクとで独立した現象で、時間の関数に正比例する。
典型的なＣＤＭＡシステムにおいては、各遠隔端末が、自己に入力される全電力に基づくフォワードリンクのパスロスを評価する。全電力とは、遠隔端末によって検出され、同じ周波数割り当てを行った複数の基地局からの電力の和である。フォワードリンクの平均パスロスの評価から、リバースリンクの信号の送信レベルを決める。２つのチャネルの独立したフェージングのために、同じ遠隔端末からのフォワードリンクチャネルに比べてリバースリンクチャネルが急に改善されたならば、基地局で受信される電力は増大するであろう。この電力の増大は、同じ周波数割り当てを分け合うすべての信号において、特別な干渉の原因となる。このように、このチャネルにおいて急速に遠隔端末の送信電力の改善するための迅速な応答は、システムのパフォーマンスを改善する。それゆえに、基地局が継続的に遠隔端末の送信電力制御の機構に、寄与することが重要である。
遠隔端末の送信電力はまた、１つあるいはそれ以上の基地局によって制御される可能性がある。遠隔端末と通信している各基地局は、それぞれ遠隔端末から受信した信号の強度を測定する。計測された信号強度は、特定の遠隔端末にて所望される信号強度と比較される。電力調整コマンドは、各基地局で生成され、フォワードリンクを通じて遠隔端末に送信される。基地局からの電力調整コマンドに応答して、遠隔端末は、予め設定された量の送信電力を増減する。この方法によれば、そのチャネルにおいて変換に対する迅速な応答は、効果的であり、システムパフォーマンスの平均は、改善される。典型的なセルラシステムにおいて注意しなければならないのは、基地局が密に接続されず、そして、システムの各基地局は、他の基地局が受信した遠隔端末の信号の電力レベルについては、わからない。
遠隔端末が１つ以上の基地局と通信しているとき、電力調整コマンドは、各基地局より供給される。遠隔端末は、これら基地局からの電力調整コマンドが多重化されたものに基づいて、逆に他の遠隔端末の通信を妨害するかもしれない送信電力となることを避け、少なくとも一つの基地局との通信を支えるのに十分な電力を供給する。この電力制御機構は、遠隔端末と通信するすべての基地局が電力レベルを増大させるように要求した場合にのみ、遠隔端末の送信信号レベルを増大させる。遠隔端末は、遠隔端末と通信するいずれかの基地局が電力レベルを減少させる要求があれば、送信信号のレベルを低下させる。基地局と遠隔端末のシステムの電力制御は、“ＣＤＭＡセルラ移動電話システムにおける送信電力制御に関する方法およびその装置”と題する米国特許第５，０５６，１０９号で詳細に説明されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡されている。
各遠隔端末によって送信される制御情報に応じて、基地局から送信される各データ信号で用いられる適切な電力に制御することが望ましい。このような制御を行う本来の理由は、ある場所においてフォワードリンクチャネルが著しく不利になるかもしれないという事実に適応するためである。不利な状態にある遠隔端末への電力を増大させなければ、信号品質は不適当なものになるだろう。このような場所の例としては、１つか２つの近隣の基地局に対するパスロスが遠隔端末と通信している基地局に対するパスロスとほぼ同じような場所である。このような場所においては、干渉の合計が、基地局に適当に近い位置にいる遠隔端末において見られる干渉の３倍以上であろう。加えて、近隣の基地局から到来する干渉は、接続している基地局からの干渉についての場合と同様に、接続している基地局からの信号と一致して減衰しない。このような状況における遠隔端末は、十分なパフォーマンスを得るために、接続している基地局から３から４ｄＢ付加した信号電力を要求するかもしれない。
その他、遠隔端末は、信号対干渉比が著しく良好な場所に位置することがある。このような場合、基地局は、システムより送信されている他の信号に対する干渉が減っているので、通常の送信電力よりも低い適当な信号を送信する。
上記の目的を達するために、信号対干渉の測定能力は、遠隔端末の受信機に備わっている。この測定は、干渉と雑音の合計の電力と所望の信号の電力を比較することでなされる。もし、この測定された比が予め設定された値以下ならば、遠隔端末は、フォワードリンクの信号で基地局に対し、電力の付加の要求を送信する。もし、この比が予め設定された値を越えるならば、遠隔端末は、電力を減じる要求を送信する。遠隔端末の受信機による、一つの方法では、生じた信号のフレームエラーレート（ＦＥＲ）を監視することによって、信号対干渉を監視することができる。他の方法としては、受信されたものとして申告されたものの抹消数を計測することによる。
基地局は、各基地局から電力調整要求を受信し、予め設定された量で通信するフォワードリンク信号に割り当てる電力を調整することにより応答する。この調整は、典型的に小さく、0.5ｄＢから1.0ｄＢのオーダか、あるいは12％ぐらいである。電力の変換率は、1/2秒くらいで、リバースリンクで用いるより幾分ゆっくりかもしれない。好ましい実施形態では、調整のダイナミックレンジは、一般に公称送信電力より4ｄＢから6ｄＢ以下の間で大きく範囲で制限される。
基地局は、またいくつかの特定の遠隔端末からの要求に応じるかどうか決めるのに、他の遠隔端末からの要求を考慮しなければならない。例えば、基地局は容量いっぱいならば、電力を付加する要求は、通常の12％に代わり6％以下の場合に限り許可されるであろう。この制度においては、電力を軽減する要求は、通常の12％の変化になるまで許可される。
初めのセルラ電話のライセンスが政府によって発行されたとき、スペクトラムを使用する制限の一つとして、通信事業者がディスパッチングシステムのサービスを提供することはできないとされた。しかしながら、ＣＤＭＡシステムの優れた利点や固有の出費や展開の問題や民間のディスパッチシステムの保守のために、政府はこの制約を再検証している。政府は、これらのサービスより大きな利益を得るであろう。
典型的な無線および有線電話サービスは、ポイントツーポイントサービスであるのに、ディスパッチングサービスは、１対多数のサービスである。ディスパッチサービスの共通の用途は、地方の警察無線システム、タクシーディスパッチシステム、連邦捜査局やシークレットサービスの作戦や陸軍の通信システムである。
ディスパッチシステムの基本モデルは、ユーザの放送網で成り立っている。各放送網のユーザは、共通の放送フォワードリンク信号を監視している。もし、上記網のユーザが話したければ、ＰＴＴ（Push To Talk）ボタンを押す。典型的なユーザの話し声は、リバースリンクから放送フォワードリンクを通じる。理想的にはこのディスパッチシステムは、地下通信線や無線がシステムに接続することを認める。
前述のポイントツーポイント遠隔端末についての機構は、ディスパッチシステムに直接適用できないことに注意せよ。ディスパッチシステムでは、多数の遠隔端末が同じフォワードリンク信号を聴いている。ディスパッチシステムでは、遠隔端末の多数がいつでも聴いている。遠隔端末が受信しているだけのとき、基地局への情報を送信するリバースリンクチャネルは確立されていない。それゆえに、この発明は、ディスパッチシステムにおいてフォワードリンクの電力制御を行う方法とその装置である。
発明の要約
この発明は、フォワードリンク放送チャネルを送信する基地局に対して待機中のディスパッチ端末が通信電力制御を要求する方法と装置である。遠隔端末は、信号品質が低くなった場合に、アクセスチャネルを通じた要求を行う。基地局は、電力要求アクセスメッセージを受信しない場合に、フォワードリンク放送チャネルの送信電力を頻繁に減じる。基地局は、フォワードリンク放送信号の電力レベルを最小レベルまで減じると、基地局は、フォワードリンク放送チャネルの送信を中断する。このように、基地局の守備範囲内に基地局が位置しない場合は、フォワードリンク放送チャネルの送信が終了される。もし、フォワードリンク放送チャネルをまだ送信していない基地局の守備範囲内に、遠隔端末が進入したならば、遠隔端末は標準的な電力要求アクセスメッセージをただ送信するだけである。基地局は、フォワードリンク放送チャネルを送信し始めることにより、応答する。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的、効果は、同じ参照文字が全体を通して対応するものを識別している図面とともに以下に述べられている詳細な説明からさらに明白になるであろう。
図１は、典型的なディスパッチシステムを図示している図である。
図２は、本発明のフォワード放送チャネルの電力制御を示したフローチャートである。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１に典型的なディスパッチシステムを示す。好ましい実施形態では、遠隔端末１０，２０，２２および２４は、それぞれディスパッチ端末であり、そしてポイントツーポイント電話機である。図１において、遠隔端末１０は、現在アクティブな話者であり、遠隔端末２０，２２および２４は、現在待機中の聞き手である。基地局３０，３２および３４は、遠隔端末２０．２２および２４に向けて放送フォワードリンクチャネルを供給する。基地局３０は、割り当てられたトラヒックチャネルを遠隔端末１０に供給する。上記割り当てられたトラヒックチャネルは、例えば遠隔端末１０が自分では受けられない自己の送話信号を除いたフォワードリンク放送チャネルに類似している。割り当てられたトラヒックチャネルはまた、電力制御とシグナリングする情報とからなる。基地局３０はまた、アクティブな遠隔端末１０からのリバースリンク信号を受信している。移動交換センタ３８は、各基地局で送受信されるシグナリングの整合を行う。通信管理局４０は、２つの遠隔端末にてＰＴＴボタンが同時に押下された場合に、要求を優先付けするように網を制御する。好ましい実施形態では、エアインターフェイスのシグナリングと変調は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５、あるいは単にＩＳ−９５と参照される、“デュアルモード広帯域スペクトラム拡散セルラシステムに関する移動局−基地局適合標準”で詳述されている符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）システムに従う。ＩＳ−９５では、上記遠隔端末は、移動局に属する。
基地局は、３つの扇形に区分けされて図示されることがよく知られている。基地局の項では、基地局全体や複数のセクタを有する基地局の一つのセクタについて言及した項が含まれている。
図１において、アクティブな遠隔端末１０は、基地局３０と双方向のリンクを確立する。遠隔端末１０は、アクティブになるために、基地局３０に対してトラヒックチャネルを要求するアクセスチャネルメッセージを送信する。このアクセスメッセージは、アクセスチャネルで送信される。このアクセスチャネルは、基地局と通信する遠隔端末によって使用されるリバースリンクチャネルである。アクセスチャネルは、開始を呼びかけるときや、呼び出しに応答するとき、そして登録のときのような短いシグナリングメッセージの交換に用いられる。アクセスアテンプトは、連続した接続試験で遠隔端末より送信される。各接続試験は、同じ情報を運ぶが、前回の電力レベルよりも高いレベルで送信される。この接続試験は、遠隔端末にて基地局からの承認が受信されるまで行われる。
アクセスチャネルは、スロット化されたランダムアクセスチャネルが割り当てられる。一度に一つの遠隔端末だけが、十分にアクセスチャネルを使用できる。また、連続的な接続試験は、前回に比べ増大した電力で送られ、そしてアクセスチャネルの電力は制御されないため、アクセスチャネルは、他のリバースリンク信号にとって干渉波となる。このような理由から、接続試験の数を最小に保つことが有効である。
遠隔端末１０が通信リンクを確立したとき、割り当てられたフォワードリンク放送チャネルで、フォワード放送チャネルのシグナリングを受信する。このように、遠隔端末１０は、フォワードリンク放送チャネルを監視せず、自己に割り当てられたフォワードリンクトラヒックチャネルでディスパッチシステムの情報をすべて受信する。遠隔端末１０は、割り当てられたリバースチャネルで基地局３０と折り返し通信する。好ましい実施形態としては、フォワードリンクとリバースリンクにおける電力制御は、前述のＩＳ−９５にあるように行われる。遠隔端末１０は、自己に割り当てられたフォワードリンク信号パスを持つから、遠隔端末の特有のメッセージングは、シグナリングに含まれる。例えば、もし遠隔端末１０が、ディスパッチシステムの端末とポイントツーポイント電話機として動作できるならば、遠隔端末１０は、ポイントツーポイントコールの到来が遠隔端末１０に直接届く、フォワードリンクトラヒックチャネルで通信する。
一方で、図１においては、待機中の遠隔端末２０，２２および２４は、どの基地局とも確立したリバースリンク信号を持たない。もし遠隔端末２０，２２および２４が完全に待機中ならば、個々の基地局は、遠隔端末が各基地局の守備範囲に位置するかどうか分からないであろう。
たとえ遠隔端末が基地局の守備範囲内に位置するときに基地局について記録していたとしても、基地局は遠隔端末が基地局の守備範囲を去っても、それを知る術もない。好ましい実施形態においては、待機中の遠隔端末２０，２２および２４は、フォワードリンク放送チャネルからもっと電力が必要であるならば、基地局に信号を送るためにアクセスチャネルを使用する。電力要求アクセスメッセージ内に、数個の信号レベルかあるいは、品質の指標が含まれる。例えば、遠隔端末が基地局からのパイロット信号を検出した強度を示すフィールドがあってもよい。あるいは、遠隔端末がフォワードリンク放送チャネルを検出した強度かあるいは品質を示すフィールドがあってもよい。パイロットチャネルとフォワードリンク放送チャネルの両方の信号強度や品質を示すフィールドがあってもよい。パイロット信号とフォワードリンク放送チャネル強度との差や、その比を示すフィールドがあってもよい。
標準的なセルラシステムでは、限定された守備範囲内に位置する遠隔端末とそれぞれ通信する多くの基地局を備える。同時に、複数の基地局でサービスエリア全体をカバーする。ディスパッチシステムは、リース組織によって貸される場合、リース組織はサービスエリア全体をカバーしたがる。しかしながら、もしフォワードリンク放送信号が常に各基地局から送信されるならば、システムのコストは極めて高くなる。もっと端から端まで容量をシステムに提供する、より効果的で経済的な方法は、遠隔端末の位置する基地局だけでフォワードリンク放送チャネルを送信し、そして確実な通信を行える最低限のレベルでフォワードリンク放送チャネルを送信する。
もし、フォワードリンク放送信号が送信されていなければ、対応するリソースが他のポイントツーポイントユーザや放送ユーザが利用可能である。加えて、フォワードリンク放送チャネルで送信していない基地局の守備範囲内の他のユーザは、そこから干渉の影響を被る。パイロット信号は、フォワードリンク放送チャネルが送信されているか否かを考慮することなしに、継続的に各基地局より送信されることを思い出して欲しい。
基地局間の通信のハンドオフは、遠隔端末がポイントツーポイント端末として動作するときと、放送モードでは異なる。前述にて詳述したように、遠隔端末がポイントツーポイント端末として動作する場合には、ハンドオフは、遠隔端末によって計測されたパイロット信号の強度のセットに基づいて制御される。アクティブセットは、確立されたアクティブな通信を通じて基地局のセットである。カンディデイトセットは、通信を確立するのに十分なレベルのパイロット信号強度を有するネイバセットかリメイニングセットから選ばれた基地局のセットである。ネイバセットは、通信を確立するのに十分な信号強度を有する高い可能性を持つ基地局を含むアクティブな基地局を囲む基地局のセットである。リメイニングセットは、アクティブセットでも、カンディデイトセットでも、ネイバセットでもない、すべての基地局である。
遠隔端末がポイントツーポイント端末として動作するとき、基地局のネイバセットは、リメイニングセットに対応するパイロット信号より高い周波数で探される、ネイバセットの基地局に対応するパイロット信号におけるリメイニングセット以上に好まれる。例えば、好ましい実施形態において、初めに、ネイバセット全体が探され、そしてリメイニングセットの一つが探される。二番目には、ネイバセット全体が再び探され、そしてリメイニングセットの次に連続するメンバが探される。この処理は、サイクリックに継続する。
遠隔端末がアクティブポイントツーポイント通信リンクを確立したときは、移動交換センタにあるシステムコントローラは、各遠隔端末にネイバセットを構成する基地局のリストを送信する。このネイバセットは、遠隔端末の位置による。このようなネイバセットは、他で行う場合に比べて、一つの遠隔端末内の異なった基地局で構成される。このシステムコントローラは、確立されたフォワードリンクトラヒックチャネルを通じて遠隔端末と通信するネイバセットに関する基地局の個別化したリストを送信する。
しかしながら、特に言及すれば、放送モードにおいては、フォワードリンク放送チャネルはすべての遠隔端末にとって同じで、各遠隔端末に対するネイバセット情報の送信は、放送モードでは洗練されていない。また、リバースリンクは、放送モードでは遠隔端末と確立されないから、システムコントローラは、ネイバセットを決定するために遠隔端末の場所がわからない。放送モードの好ましい実施形態としては、放送モードで動作している各遠隔端末のネイバセットが空である。このように、放送モードで動作する遠隔端末は、フォワードリンク放送チャネルを継続して監視するように、リメイニングセットから直接探す。もし、アクティブセットのメンバのパイロット信号の強度が指定した時間Ｔ＿ＴＤＲＯＰ以上の間、閾値Ｔ＿ＤＲＯＰを下回るまで低下したならば、アクティブセット内の対応するエントリは削除され、対応するエントリは、リメイニングセットに加えられる。遠隔端末は、対応する基地局からのフォワードリンク放送チャネルをもはや監視しない。この方法で特に言及すれば、カンディデイトセットの使用はまた、除かれる。
リメイニングセットのメンバの基地局のパイロット信号が、ある閾値Ｔ＿ＡＤＤを越えたときは、遠隔端末はアクティブセットに対応するエントリを加える。遠隔端末は、基地局からのフォワードリンク放送チャネルを復調する。遠隔端末は、受信した他の基地局からの信号と新たに加えられた基地局からの信号とをダイバーシチ合成し始める。もし、遠隔端末は、フォワードリンク放送チャネルを復調できないならば、基地局に電力要求アクセスメッセージを送信する。
基地局が、フォワードリンク放送チャネルが確立されないときに、電力要求アクセスメッセージを受信した場合には、初期の確立レベルでフォワードリンク放送チャネルを送信し始めるように基地局に対して指示することをシステムコントローラに知らせる。基地局は、スタートブロック５０から始まる図２に従って、電力制御を始める。図２のブロック５２は、予め設定された時間間隔で、実行される。ブロック５０で実行される時間間隔は、動作の電力制御率で設定される。ブロック５２では、基地局が、電力要求アクセスメッセージを受信したかどうか判定する。もし受信していなければ、ブロック５４にて、予め設定した量δだけ現在の送信電力を減じ、もし減じても予め設定した最小値ＭＩＮよりも小さい送信電力までは減じない。フローは、ブロック５６に続く。ブロック５６では、予め設定した時間間隔Ｔよりも長い間、基地局の送信電力が最低となったならば、ブロック５８に示すように、フォワードリンク放送チャネルの送信を終了し、ブロック６０に示すように図２の処理を終了する。このように、すべての待機中の遠隔端末が基地局の守備範囲を退去したならば、基地局は、最低レベルまで送信レベルを減じ、そして予め設定した持続時間Ｔの間、最低レベルで送信することにより、最後にはフォワードリンク放送チャネルの送信を止める。ブロック５６に再び戻ると、時間Ｔよりも長い間、送信電力レベルが最低レベルに等しくなかったならば、フローを継続してブロック５２に戻る。
もし、電力要求アクセスメッセージが受信されたならば、フローはブロック５２からブロック６６に移行する。もし送信電力が近いうちに（例えば直前のＸフレーム期間内で）増大していたならば、フローはブロック５２に戻り、そして、要求は無視される。このようにして、もし２つの遠隔端末が互いに近い提案で、電力を増大する要求をするなら、電力は一度だけ増大させられる。もし、いずれかの遠隔端末がまだ電力をさらに必要とするなら、別に要求を送信する。それゆえに、このシステムは、他のシステムユーザを害してまでフォワードリンク放送チャネルの電力レベルを過度に増大させることはない。
もし、送信電力レベルが直前のＸフレーム期間内で増大させられていなければ、ブロック６８にて、基地局が、基地局パイロット信号を受信した遠隔端末における強度に基づいて、Δだけ送信電力を増大することを決める。もし、遠隔端末が、守備範囲の端近くにいるならば、電力要求アクセスメッセージを電力を増大するべき基地局に送る。もし、サービスエリア外を移動している場合には、その遠隔端末に信号を送信する必要はもはやない。Δは、遠隔端末から送られる信号強度メッセージに基づく、Δ１とΔ２の間より選ばれる。例えば、もし遠隔端末が電力の増大を要求し、そして遠隔端末にて計測されたパイロット信号とフォワードリンク放送チャネルの電力差が小さい場合に、上記電力レベルの差が高いならばΔの大きさはより少ない。ブロック７０では、もし送信電力をΔだけ増大させるか、あるいは最大送信値ＭＡＸまで増大させていれば、どちらでもより低い電力レベルにされる。このように、基地局の最大送信電力は制限される。フローは、ブロック７０から継続してブロック５２に戻る。明らかに、この発明の範囲には、代わりにΔの値を固定した実施形態も入る。
システムのパラメータＴ，ＭＩＮおよびＭＡＸは、リース組織の要望や果たす能力に応じて設定されるものであることに注意されたい。例えば、米国中央情報局ＣＩＡが、重要な秘密や危険な計画を行うならば、一様な電力要求アクセスメッセージが送られないように、全ての遠隔端末の動作を待機中にしたいかもしれない。このような場合、ＭＩＮとＭＡＸは共に等しく最大に設定し、Ｔは無限に設定する。このように、システムのすべての基地局がフルパワーで継続的に送信すれば、守備範囲内の遠隔端末は、電力要求アクセスメッセージを送信する必要はないであろう。
より多くの電力を必要とすることを決めた遠隔端末の動作は、ＩＳ−９５に基づいて動作する遠隔端末に似ている。例えば、遠隔端末が閾値とフレーム削除率を比較することができる。遠隔端末がフレームのスライディングウインドウ内の削除数を数えることができる。遠隔端末が連続する削除部分の数を数えることができる。Ｓ／Ｎ比のような他のリンクの品質の計測結果が、遠隔端末がより多くの電力を必要としているかどうか決めるのに用いることができる。対応するパイロット信号の強度がＴ＿ＤＲＯＰを下回るならば、遠隔端末は電力要求アクセスメッセージを送信しない。
好ましい実施形態の先の説明は、当業者が本発明を生産または使用できるように提供されている。これらの実施形態に対するさまざまな修正は当業者にとって容易に明らかとなるであろう。ここに規定されている一般的な原理は発明力を使用することなく他の実施形態に対して適用することができる。したがって、本発明はここに示されている実施形態に制限されることを意図しているものでなく、ここに開示されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲に一致すべきものである。
【図１】
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【図２】
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