(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の遠隔装置、複数の基地局、及び一つの移動システム制御装置を含むディスパッチシステムにおけるプッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージ呼び出しに対する加速された応答提供するための方法であって、
前記複数の基地局のそれぞれで、プッシュ・ツー・トゥク接続を支持するための第１の設備のセットを事前割り振りすること、
前記移動システム制御装置で、前記プッシュ・ツー・トゥクボタン接続を支持するための第２の設備のセットを事前割り振りすること、
第１の基地局で、第１の遠隔装置からのプッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージを受信すること、
前記第１と第２の設備のセットを介して通信を確立するために、前記第１の遠隔装置に向けられた前記第１の遠隔装置にページを、前記プッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージに応答して、直ちに、前記第１の基地局から送信すること、を具備する前記方法。
【請求項２】
前記第１の設備のセットを割り振るステップは、前記複数の基地局それぞれで、前記第１の遠隔装置との通信のために使用されるべき順方向放送リンク及び逆方向トラフイックリンクに対応する前記複数の基地局における変調器／復調器を事前選択するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の設備のセットを事前割り振りすることは、交換機とＣＤＭＡ相互接続サブシステムとの間の呼び出しを送るために、少なくとも一つの移動システム制御装置セレクタを事前選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記事前選択された移動システム制御装置セレクタの一つから前記交換機への通信経路と、前記交換機から前記移動システム制御装置セレクタの少なくとも別の一つへの通信経路とを、事前選択するステップを更に具備する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の遠隔装置にパワー制御信号を提供するステップを更に具備する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数の遠隔装置、複数の基地局、及び一つの移動システム制御装置を含むディスパッチシステムにおけるプッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージに対して加速された応答を提供するための装置であって、
第１の遠隔装置との通信のための事前割り振りされた第１の設備のセットと、
前記移動システム制御装置で、前記プッシュ・ツー・トゥク接続を支持するための事前割り振りされた第２の設備のセットと、
前記プッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージを受信し、直ちに応答して、それを介して通信するための前記事前割り振りされた変調器／復調器の支持する前記第１の遠隔装置へページを送信する第１の基地局と、
前記複数の基地局と前記移動システム制御装置との間の呼び出しを送るためのＣＤＭＡ相互接続サブシステムと、
前記複数の基地局のそれぞれに配された前記変調器／復調器を事前割り振りするための、前記移動システム制御装置に配された、中央呼び出しプロセッサと、
を具備する上記装置。
【請求項７】
前記事前割り振りされた第１の設備のセットは、前記第１の遠隔装置に対して、順方向放送リンク及び逆方向トラフイックリンクを提供するための、前記複数の基地局のそれぞれに配された変調器／復調器である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記事前割り振りされた第２の設備のセットは、交換機と前記ＣＤＭＡ相互接続サブシステムとの間の呼び出しを送るための少なくとも一つの事前割り振りされたセレクタである、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
第１の事前割り振りされたセレクタと少なくとも一つの別の事前割り振りされたセレクタとの間で通信を送るための事前割り振りされた交換機を更に具備する請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
複数の遠隔装置、複数の基地局、及び一つの移動システム制御装置を含むディスパッチシステムにおけるプッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージに対して加速された応答を提供するための方法であって、
前記複数の基地局のそれぞれで、前記複数の遠隔装置に対する順方向放送リンクを提供すると共に、第１の遠隔装置に対する逆方向トラフィックリンクを提供するための第１の変調器／復調器を事前割り振りすること、
前記移動システム制御装置で、前記加速された応答を支持するための第１の設備のセットを事前割り振りすること、
第１の基地局で、前記第１の遠隔装置からの前記プッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージを受信すること、
前記プッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージに応答して、直ちに、前記事前割り振りされた第１の変調器／復調器と前記第１の設備のセットとを介して通信リンクを確立するために前記第１の遠隔装置に向けて、前記第１の基地局から前記第１の遠隔装置に対してページを送信すること、
前記第１の基地局で第２の変調器／復調器を割り振ると共に、前記移動システム制御装置で第２の設備のセットを割り振ること、
前記通信リンクを前記第２の変調器／復調器と前記第２の設備のセットに転送して、前記事前割り振りされた第１の変調器／復調器と前記第１の設備のセットに対する前記通信リンクを終結すること、
を具備する上記方法。
【請求項１１】
前記設備のセットを事前割り振りするステップは、交換機とＣＤＭＡ相互接続サブシステムとの間で呼び出しを送るための少なくとも一つの移動システム制御装置セレクタを事前選択するステップを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記事前選択された移動システム制御装置セレクタの一つから交換機への通信経路と、前記交換機から前記移動システム制御装置セレクタの少なくとも別の一つへの通信経路とを、事前選択するステップを更に具備する請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
上記送信するステップは、
前記事前割り振りされた変調器／復調器を使用して前記第１の遠隔装置に対してパワー制御情報を送くること、
前記パワー制御情報を前記第１の遠隔装置を除いた前記遠隔装置の全てにより無視すること、
を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載された方法であって，さらに，
前記通信リンクが前記第２の変調器／復調器と前記第２の設備のセットに転送された後で，前記第２の変調器／復調器を使用して前記第１の遠隔装置にパワー制御情報を送るステップを具備する前記方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載された方法であって，該転送ステップは，さらに，
そこを介して通信する第２の変調器／復調器が表わす前記第１の遠隔装置にチャネル割当メッセージを送ること；
前記事前割り振りされた変調器／復調器と前記第１のセットの設備から，前記第２の変調器／復調器と前記第２のセットの設備へ，前記通信リンクを切り換えること；
前記事前割り振りされた変調器／復調器を介したパワー制御情報を中断すること；
を備える前記方法。
【請求項１６】
ディスパッチシステム中のプッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージに対して加速された応答を供するための装置にして，前記ディスパッチシステムは複数の遠隔装置，複数の基地局，及び１つの移動システム制御装置を有する前記装置であって，
順方向放送リンクを前記複数の遠隔装置に供するため，及び第１の遠隔装置による使用のために逆方向トラフイックリンクを供するために前記複数の基地局の各々における事前割り振りされた変調器／復調器と；
前記プッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージに対する前記加速された応答を支持するために前記移動システム制御装置における事前割り振りされたセットの設備；
前記複数の基地局の各々に位置され，前記第１の遠隔装置と前記事前割り振りされた変調器／復調器の間の推移中で通信を受信するための第２の変調器／復調器と；
前記第１のセットの設備から前記通信を受信するための，前記移動システム制御装置における第２のセットの設備と；
前記プッシュ・ツー・トゥクオリジナルなメッセージの受信時に，前記第２の変調器／復調器と前記第２のセットの設備とを要求するために前記第１の遠隔装置との通信中の第１の基地局と；
前記事前割り振りされた変調器／復調器を事前割り振りするための，及び第２の変調器／復調器を前記第１の基地局からの要求上時に割当てるための，中央呼び出しプロセッサと；及び
前記第１の変調器／復調器と前記事前割り振りされたセットの設備から前記第２の変調器／復調器と前記第２のセットの設備に通信を切り換えるための手段と，
を具備する前記装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載された装置であって，前記事前割り振りされたセットの設備が前記交換機とＣＤＭＡ相互接続サブシステムとの間で呼び出しを送るための前記移動システム制御装置に位置された少なくとも一つのセレクタを具備する前記装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載された装置であって，さらに前記セレクタの一つから前記交換機への，及び前記交換機から前記セレクタの中の別の少なくとも一つへの通信経路を具備する前記装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載された装置であって，前記第２のセットの設備は，変換機とＣＤＭＡ相互接続サブシステムとの間で呼び出しを送るために，前記移動システム制御装置に位置された少なくとも一つのセレクタを具備する前記装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載された装置であって，さらに前記セレクタの一つから前記交換機への，及び前記交換機から前記セレクタの他の少なくとも一つへの通信経路を具備する前記装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
Ｉ．技術分野
本発明は一般に発送システムの資源分配、もっと、具体的言うと、遠隔装置からの資源分配要求に対する即時(rapid)応答することである。
ＩＩ．関連技術の説明
無線通信電話システムには、数多くのユーザは他の無線及び有線電話システムに連絡するために、無線チャンネルで通信する。無線チャンネルでの通信はいろいろな多元アクセス技術の中の一つであり得る。これらの多元アクセス技術は時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、および符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）等がある。ＣＤＭＡ技術は多く利点がある。典型的なＣＤＭＡシステムは１９９０年２月１３日付けＫ．Ｇｉｈｏｕｓｅｎｅｔ  ａｌで公報されたアメリカ特許４，９０１，３０７号、題目は“衛星或いは地上中継機を使用する多重スペクトラム  アクセス通信システム（SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SISTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS）”、本発明の代理人に譲渡され、参考のため、ここに編入される。
上記の特許は、一つ多重アクセス技術が公開され、この中に、数多くの携帯電話システムユーザの各々はトランシーバーを有し、CDMAスペクトラム拡散通信信号を使用する地上基地局、機上中継機あるいは衛星中継機を介して通信する。CDMA通信の場合、周波数スペクトラムは、ユーザシステムの容量を複数倍に増やすことができる。
CDMAセルラシステムには、それぞれの基地局は限られたエリア有効エリアをカバーし、およびそのエリア内の遠隔装置をセルラシステム交換を介して、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）にリンクエリア遠隔装置する。一つ遠隔装置が新しい基地局の管轄エリアに入ると、この遠隔装置の呼び出し信号は新しい基地局に転送される。基地局基地局から遠隔装置までの信号送信経路は順方向リンク、遠隔装置から基地局基地局までの信号送信経路は逆方向リンクと呼びだす。
典型的CDMAシステムにおいて、各基地局は他の基地局のパイロット信号からの符号位相のオフセットである共通の擬似ランダム雑音（ＰＮ）拡散コードを持つパイロット信号を送信する。システム動作中、遠隔装置には、通信が確立される基地局の周囲の近隣基地局に対応する符号位相オフセットのリストが提供される。遠隔装置は、それが近隣基地局を含む基地局のグループからのパイロット信号の信号強度を追跡する捜査要素を備える。
ハンドオフプロセス中、一つ以上の基地局を介して遠隔装置との通信を提供する方法および装置がＵ．Ｓ特許５，２６７，２６１号、題目は“CDMAセルラー通信システムにおける移動支援ソフトハンドオフ(MOBILE ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM)”１９９３年１１月３０日で公開され、本発明の譲受人に譲渡された。このシステムを使うと、遠隔装置とユーザ端末の間の通信は、オリジナルの基地局から続くの基地局への結果としてのハンドオフにより妨害されない。このタイプのハンドオフは、オリジナルの基地局との通信が終結する前に、続く基地局との通信が確立されるソフトハンドオフと考えることができる。遠隔装置が二つの基地局と通信中の場合、遠隔装置は各基地局から受信した信号を、共通の基地局からのマルチパス信号が結合される方法と同じ方法で結合する。
典型的マイクロセルラシステムにおいて、一つシステム制御装置を導入し、各基地局により受信された信号からエンドユーザのための単一信号を形成する。各基地局内において、共通の遠隔装置から受信した信号は、それらが複合される前に結合されることができ、受信した多重信号の全利点を得ることができる。各基地局からの複合された結果はシステム制御装置に送られる。一つ信号が複合されると、他の信号と結合されることができない。それで、システム制御装置は、通信が単一の遠隔装置により確立されている各基地局により提供された複数の複合された信号間を選択しなければならない。最も有利な複合された信号は、基地局からの信号のセットから選択され、選択されない信号は単に捨てられる。
ソフトハンドオフを支援された遠隔装置は、この遠隔装置により測定された時のいくつかのセットの基地局装置のパイロット信号に基づいて動作する。このアクティブセットアクティブセットは通信活動のある複数の或いは一セットの基地局である。候補のセットは通信するため十分な信号レベルのあるパイロット信号強度を有する周辺のセットあるいは他のセットから選択された複数の或いは一セットの基地局である。周辺のセットは通信に十分なレベル信号強度を有することの高い確率を有する基地局を備えるアクティブ中の基地局の周辺の基地局のセットである。残りのセットは、アクティブセット、候補、或いは周辺のセット以外のメンバーであるシステム中の全ての基地局を有する。
通信が最初に確立されると、遠隔装置は第１の基地局を介して通信し、アクティブセットは第１の基地局だけを有する。遠隔装置はアクティブセット、候補のセット、周辺のセットおよび残りのセットの基地局のパイロット信号の強度を監視する。周辺のセットおよび残りのセットにおける基地局のパイロット信号が所定の閾値レベルを超えると、当該基地局は候補のセットに追加される。遠隔装置は第１の基地局に新基地局を特定するメセッジを通信。システム制御装置は新基地局と遠隔装置間に通信を確立するか否かを決定する。システム制御装置は、そのようにすることを決定すべき場合、システム制御装置は、遠隔装置に関する特定情報とともに新しい基地局にメッセージを送る。また、そこで通信を確立する命令を送る。メセッジは、第１の基地局を介して遠隔装置に転送される。該メッセージは、第１の及び新しい基地局を含む新しいアクティブのセットを特定する。遠隔装置は新情報信号を送信した基地局を捜査して、第１の基地局を介する通信を終結することなく、新しい基地局と通信する。
このプロセスは追加の基地局と継続される。
遠隔装置が多数の基地局を介して通信する際、引き続き、アクティブセット、候補のセット、周辺のセットおよび残りのセットの基地局の信号の強度を監視し続ける。アクティブセットの基地局に対応する信号の強度が、所定の時間期間に対する所定の閾値より下がると、遠隔装置はアクティブセット当該事象を報告するメセッジを生成し、送信する。システム制御装置は遠隔装置が通信している基地局の少なくとも１つを介してこのメセッジを受け。システム制御装置は弱いパイロット信号強度を持つ基地局を介する通信を終結することを決定できる。
基地局を通じた通信の終結をしようとする場合、システム制御装置は、基地局の新規のアクティブセットを識別するメッセージを発生する。当該新規のアクティブセットは、終結された通信を介した基地局を含んでいない。通信を確立した当該基地局は、遠隔装置へメッセージを送信する。前記システム制御装置は、遠隔の装置によって当該基地局へ通信を終結するために、情報を通信する。
このように、新規アクティブセット中の識別された基地局を介してのみ、遠隔装置通信は行われる。
ソフトハンドオフ処理時の全てにおいて、遠隔装置は、少なくとも１つの基地局を介してユーザ側と通信を行っているので、遠隔装置とユーザ側間において、通話の中断が起こることはない。ソフトハンドオフは、他のセルラ通信システムにおいて採用されている技術である、従来の「接続前の切断」に勝って、「切断前の接続」という固有の重要な利益を提供する。
無線電話システムにおいて、同時に扱い得る電話の呼びだしの数における当該システムの容量を最大化することは、極めて重要である。仮に、各遠隔装置の送信パワーが制御され、各通信された信号が同レベルで基地局の受信機に届くようであれば、スペクトラム拡散システムにおけるシステム容量は、最大化されうる。実際のシステムにおいて、各遠隔装置は、受信可能データの回復を可能とする信号対雑音の比を生成する最小の信号レベルを送信してもよい。仮に、遠隔装置から送信された信号が、低すぎるパワーレベルで、基地局の受信機に届くようであれば、ビット誤り率は、高くなりすぎてしまい、その結果、他の遠隔装置からの妨害のため、高品質の通信を実行することができない。一方、仮に、遠隔装置によって送信された信号が、基地局での受信において高すぎるパワーレベルである場合、特定の遠隔装置での通信は受信可能であるが、このハイパワーな信号は、他の遠隔装置に対して干渉として作用してしまう。この干渉は、反対に、他の遠隔装置との通信に影響する結果となり得る。
従って、典型的なＣＤＭＡスペクトラム拡散システムにおいて、容量を最大化するために、基地局の有効エリア(coverage area)での各遠隔装置の送信パワーは、当該基地局において、同じ正規に受信された信号のパワーを生成するために、当該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した全部の受信パワーが、基地局の有効エリア内における遠隔装置の送信の数によって多元化された各遠隔装置からの通常の受信パワーと、近接した基地局の有効エリアで遠隔装置から基地局において受信したパワーとを足し合わせたものが等しいことである。
無線チャネルにおける経路の損失は、平均経路損失とフェージングの二経路の現象よって特徴づけることができる。基地局から遠隔装置への順方向リンクは、遠隔装置から基地局への逆方向リンクよりも異なる周波数に作用する。しかしながら、順方向リンク及び逆方向リンクは、同じ一般的な周波数帯を使用しているので、前記二通りの平均経路損失間において、重要な相関関係が存在する。その一方で、フェージングは順方向リンク及び逆方向リンクに対して独立な現象であり、時間の関数として変化するものである。
典型的なＣＤＭＡスペクトラム拡散システムにおいて、各遠隔装置は、遠隔装置への入力における全体のパワーに基づいた順方向リンクの経路損失を推定する。この全体のパワーは、当該遠隔装置によって受信されたと同一の周波数割り当てにおいて作用する全基地局からのパワーの和である。前記平均順方向リンク経路損失の推定値より、遠隔装置は逆信号リンク信号の送信レベルの設定を行う。ある遠隔装置に対する逆方向リンクチャネルは、２チャンネルの独立なフェージングに起因して、同一の遠隔装置に対する順方向リンクチャネルと比較して、急激に好転するから。この遠隔装置からの基地局で受信される信号のパワーは増加するであろう。このパワーの増加は、同一の周波数割り当てを共有している全ての信号に対して、付加的な干渉を引き起こす。従って、該チャネルにおける急激な好転に対する遠隔装置の送信パワーの迅速な反応により、システムの実行処理は、さらに良いものとなる。ただし、継続的に遠隔装置のパワー制御機構に寄与する基地局を具備することが必要である。
遠隔装置送信パワーは、一個若しくはそれ以上の基地局によって制御されていてもよい。遠隔装置が通信している各基地局は、当該遠隔装置からの受信信号の強さを測定する。この測定された信号の強さは、ある特定の遠隔装置に対して望ましい信号の強さと比較される。パワー調整コマンドは、各基地局によって生成され、順方向リンクによって遠隔装置に送信される。この基地局パワー調整コマンドに対して、遠隔装置は、遠隔装置の送信パワーを所定量で増加若しくは現象させる。当該方法によれば、チャネルにおける変化への迅速な対応は達成され、平均システムの実行処理は改善される。なお、典型的なセルラシステムにおいて、基地局同士は密接に結び付いていないものとし、また、当該システムにおける各基地局は、他の基地局が遠隔装置の信号を受信するパワーレベルを検知していないものとする。
遠隔装置が一若しくはそれ以上の基地局と通信を行っている時、パワー調整コマンドは、各基地局より供給される。遠隔装置は、これらの多数の基地局パワー調整コマンドに作用し、逆に他の遠隔装置通信を干渉する可能性のある送信パワーを避け、遠隔装置から少なくとも基地局の一つへの通信を支持するために十分なパワーを、依然として供給する。このパワー制御機構は、遠隔装置と通信している全ての基地局が、パワーレベルの増加を要求した場合のみ、遠隔装置が送信信号レベルを増加させて実行されるものである。また、遠隔装置と通信しているいずれかの基地局がパワーを減少させることを要求をした場合、遠隔装置は、送信信号レベルを減少させる。基地局と遠隔装置パワー制御に対するシステムは、アメリカ特許Ｎｏ．５，０５６，１０９、名称「ＣＤＭＡセルラ移動電話システムにおける送信パワー制御装置及び当該送信パワー制御方法」、特許証発行日１９９１年１０月８日において公開されている。
また、各遠隔装置によって送信された情報の制御に応答して、基地局が送信した各データ信号に使用される相対的なパワー(relative power)を制御するものであることが望ましい。前記制御を与える第一の理由は、ある状況において、順方向チャネルリンクが異常に不利に成り得ることがあるという実状に対応させてのことである。不利な遠隔装置に対して送信されるパワーが減少しなければ、信号の品質は、受け入れ難いものになりかねないからである。このような状況の一例として、一つ又は二つの近接した基地局への経路損失は、遠隔装置と通信している基地局への経路損失とほぼ同様であることが挙げられる。このような状況において、全ての干渉は、その基地局に相対的に近接した場所にある遠隔装置による干渉を三倍に増加することがある。加えて、近接した基地局から来る干渉は、アクティブ基地局からの干渉に対して起こるケースであり、アクティブ基地局からの信号との一致においては、フェードしない。そのような状況での遠隔装置は、適切な実行処理を達成するために、アクティブ基地局から３から４デシベルの付加的な信号パワーを要求してもよい。
その他、遠隔装置は、信号と干渉の比が非常に良い場所に置かれていてもよい。この場合、基地局は、通常の送信パワーよりも低いパワーを使用して望ましい信号を送信することができ、その結果、このシステムによって通信されている他の信号の干渉を減らすことができる。
上記目的を達成するために、信号と干渉の測定能力が遠隔装置受信機に共されることができる。この測定は、望ましい信号パワーと、干渉全体及びノイズパワーとを比較することによって成し遂げることができる。測定した比が所定の値よりも小さい場合、遠隔装置は、基地局に対して順方向リンク信号上の付加的なパワーの要求を送信する。また、該比が所定量を越えてる場合、遠隔装置はパワー減少の要求を送信する。遠隔装置受信機が信号と干渉の比を監視できる一つの方法は、結果としての信号のフレームエラーレートを監視することによる。他の方法としては、受信された消失の数を測定することである。
基地局は、それぞれの遠隔装置からのパワー調整要求を受信し、対応する順方向リンク信号に割り当てられたパワーを所定の量だけ調整することにより応答する。この調整は、例えば０．５から１．０ｄＢのオーダー、または約１２％と小さい。パワーの変化率は、逆方向リンクにおけるそれよりも比較的緩慢(slower)で、おそらく毎秒一回の割合であろう。望まし実施例においては、調整のダイナミックレンジは、典型的には公称よりも４ｄＢ少ない値から、公称(nominal)送信パワーよりも約６ｄＢ大きいような範囲に制限される。
基地局は、いずれかの特定の遠隔装置の要求に従うか否かの判断において、他の遠隔装置により為されるパワー要求もまた考慮しなくてはならない。例えば、基地局がその能力(capacity)にまで負荷がかけられた状態では、パワー追加の要求は、公称１２％のところ６％以下でしか許容されない。この制度では、パワー下げの要求に対しては、公称１２％の変化が許容される。
最初のセルラ電話ライセンスが政府により交付された時には、スペクトラム使用時の制限の１つは、キャリヤはディスパッチングシステムサービスを供与できないことであった。しかしながら、ＣＤＭＡシステムの大きな利点と、ブライベートのディスパッチシステムの配設および保守に係わる諸問題及び潜在するコストとに鑑み、政府は上記交付の見直しに着手した。政府もこのようなサービスにより大きな利益を受けることになる。
典型的な無線及び有線電話サービスがポイント・ツー・ポイント(point-to-point)でのサービスであるのに対し、ディスパッチングサービスは一対多のサービスである。
ディスパッチサービスは、ローカル  ポリス  ラジオ  システムや、タクシー分配システムや、連邦政府の知的機関およびシークレットサービスや、軍用通信システムなどにおいて普通に使用されている。
ディスパッチシステムの基礎となるモデルは、ユーザへの放送ネットである。各放送ネットユーザは、共通の放送順方向リンク信号をモニタする。ネットユーザが会話を希望する場合、プッシュ・ツー・トゥク（ｐｕｓｈ−ｔｏ−ｔａｌｋ）（ＰＴＴ）ボタンを押下する。典型的に、ユーザの話し声は放送順方向リンク上の逆方向リンクから辿る。理想的には、ディスパッチシステムはシステムへの無線アクセスと地上線（landline）アクセスを可能とするものである。
ディスパッチシステムの一部をなす遠隔装置にてｐｕｓｈ−ｔｏ−ｔａｌｋボタンが押下されると、ユーザは急いで話し始めなければならない。しかしながら従来の無線システムでは、ユーザが話し始めることができるようになるまでのリンクの確立にかかる時間は、知覚できるほどに長い。この発明は、リンクの確立にかかる時間を、許容エリアにまで短くするための解決策を与えるものである。
ディスパッチシステムの一部である遠隔装置がプッシュ・ツー・トゥクトウーとオーク  ボタンを押す時、彼は直ちに話し始めることを希望する。しかし、従前の無線システムにおいては、ユーザが話し始める前にリンクを確立するために認識できる程度の時間が必要である。本願発明はリンクを確立するために必要な認識できる時間を受容可能なレベルに減ずるための解である。
本願発明の要約
本発明は、ディスパッチシステムにおいて、オリジナルなメッセージを通話するための押下に対して、加速された応答を提供するための装置と方法である。基地局および制御装置における一連のリソースは、基地局から順方向リンク放送信号を生成する機器への通信コネクションを生成するために事前に分配されている。遠隔装置においてＰＴＴボタンが押下された場合、基地局は直ちに既存の経路(path)に対応するページメッセージで応答する。
【図面の簡単な説明】
図１は、ディスパッチシステムの典型例を示す図。
図２は、典型的なディスパッチシステムの構成をより詳細に示すブロック図。
発明の実施の形態
図１に、ディスパッチシステムの典型例を示す。好ましい実施例では、遠隔装置１０、２０、２２、２４は、ディスパッチ装置およびポイント・ツ・ポイントの電話機としての両方を機能できるものである。図１において、現時点で遠隔装置１０がアクティブな話者であり、遠隔装置２０、２２、２４はパッシブ（待ち受け状態）なリスナーである。基地局３０、３２、３４は、遠隔装置２０、２２、２４に対して順方向リンクチャネルを提供できる。放送基地局３０は、専用の順方向及び逆方向トラフィックチャネル遠隔装置１０に接続する。この専用のトラフィックチャネルは、例えば遠隔装置１０が他の遠隔装置から受信できるパワー制御コマンドのような、特定のシグナリング情報を受信することを除いて、順方向リンク放送チャネルと類似である。またこの専用トラフィックチャネルには、パワー制御およびシグナリング情報が載せられている。また基地局３０は、アクティブの遠隔装置１０からの逆方向リンク信号を受信している。好ましい実施例では、遠隔装置１０との間での専用トラフィックチャネルにおけるパワー制御は、上述の手法により実現される。移動交換センタ（Mobile Switching Center：ＭＳＣ）３８は、（複数の）基地局から及びへシグナリングの調整を行う。通信マネージャ４０は、二つの遠隔装置が“ｐｕｓｈ−ｔｏ−ｔａｌｋ（ＰＴＴ）”ボタンを同時に押下される際には、要求に優先順位を付けるなどといったネット制御を行う。好ましい実施例では、エアインタフェースにおけるシグナリシグおよび変調は、一般にＩＳ−９５と簡略して称される符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式である。ＣＤＭＡ方式は、“Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｄｕａｌ−Ｍｏｄｅ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ”ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５に述べられている。ＩＳ−９５では、遠隔装置は移動局と称される。
当分野で良く知られているように、基地局は３つのセクタのようにセクター化されることができる。ここで“基地局”なる語は、統合基地局(entire)、またはマルチセクタ(multisectored)基地局における一つのセクタという意味も含む。
図１のアクティブの遠隔装置１０は、基地局３０との間で確立された双方向リンクを有している。アクティブ(active)となるために、遠隔装置１０はトラフィ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基地局３０に対して送出する。このアクセスメッセージはアクセスチャネルで送出される。このアクセスチャネルは、遠隔装置が基地局との通信を行うために使用される逆方向リンクチャネルである。このアクセスチャネルは、呼び出し（call origination）、ページへの応答、登録（registration）などといった短いシグナリングメッセージ交換に使用される。アクセス試行は、遠隔装置において一連のアクセスプローブ（access probes）において送出される。いずれのアクセスプローブには同じ情報が載せられているが、先のアクセスプローブよりもより高いパワーレベルで送信される。アクセスプローブは、遠隔装置にて基地局からの受信通知を受けるまで連続して送出される。
アクセスチャネルは、共有されスロット化されたランダムアクセスチャネルである。ただ一つの遠隔装置が一度にアクセスチャネルを成功裏に使用できる。ここで、各成功したアクセスプローブは先行するそれよりも増加されたパワーレベルで送出され、またアクセスチャネルのパワーはコントロールされていないため、アクセスチャネルは他の逆方向リンク信号への干渉を引き起こす。これらの理由から、アクセス試行の回数を最小限にしておくと都合が良い。
遠隔装置１０が通信リンクを確立した時、専用の順方向リンクトラフィックチャネル上の順方向放送チャネルのシグナリングを受信する。このようにして、遠隔装置１０は、順方向リンク放送チャネルをモニタせず、自己に割り当てられた順方向リンクトラフィックチャネル上でディスパッチシステム情報の全てを受信する。遠隔装置１０は、専門の逆方向チャネル上で基地局３０に通信する。好ましい実施例では、順方向および逆方向リンク上でのパワー制御はＩＳ−９５に基づきなされる。遠隔装置１０は、自己に割り当てられた順方向リンクの信号経路を有するため、シグナリングに遠隔装置固有のメッセージングを含ませることができる。例えば、もし遠隔装置１０がディスパッチシステムの遠隔装置としておよびポイント・ツ・ポイントの電話機としての両機能できるものであれば、遠隔装置１０は、呼び出し順方向リンクトラフィックチャネル上で知らされることができる。
一方、図１において、パッシブな(passive)遠隔装置２０，２２及び２４は、基地局のいずれかにに対する非確立の逆方向信号を有しない。遠隔装置２０，２２及び２４が完全にパッシブならば、個別の基地局は、遠隔装置がそれらに対応する有効エリア内にあるかどうかを知らない可能性が有る。遠隔装置は、それが基地局の有効エリアに入ったときを基地局で登録するとしても、基地局は、遠隔装置が基地局の有効エリアから去った時を知る方法を有さない。
たとえ遠隔装置２０，２２及び２４がパッシブでも、それらはいまだ基地局と通信するためのアクセスチャンネルを使用し得る。好適な実施例において、受動遠隔装置２０，２２及び２４は、順方向リンク放送チャンネルからより多くのパワーを必要とするときは、基地局にシグナルするためのアクセスチャンネルを用いる。パワー要求アクセス・メッセージの内に、幾つかの信号レベル又はクオリティーの指標が含まれ得る。例えば、遠隔装置が基地局から受けるパイロット信号を受ける強度を示すフィールドが存在するであろう。
標準的なセルラーシステムは複数の基地局を備え、その各々は限定された有効エリア内に置かれた遠隔装置に対し通信する。複数の基地局は一緒になって全体的なサービスエリアをカバーする。ディスパッチシステムがリース(leasing)パーティーによりリースされているとき、前記リースパーティーは、全体的なサービスエリアをカバーすることを望むであろう。しかしながら、順方向リンク放送信号は、常時、システムにおける全ての基地局から送信されるならば、システムのコストは、非常に高くなり得る。システムに、より高いオーバーオールな能力を提供するより効果的且つ経済的な方法は、遠隔装置が配されたそれらの基地局からのみ順方向リンク放送チャネルを送信すること、及び信頼できる通信を提供することを要求される最少レベルで順方向リンク放送チャンネルを送信することである。
もし、順方向リンク放送チャンネルが送信されていないとき、対応するリソースは、他のポイント  ツ  ポイント又は放送ユーザに利用可能である。加うるに、順方向リンク放送チャネルを送信していない基地局の有効エリアにおける他のユーザは、そこからの干渉にさらされない。前に述べたように、順方向リンク放送チャンネルが送信されているかどうかに拘わらず、各基地局から連続的にパイロット信号が送信される。
本発明は、プッシュ  ツー  トーク  ボタンを押す前の経路を事前生成する方法である。事前割り付りされた経路は、交換機を通って空中インターフェースからの接続及び順方向リンク放送チャンネルを生成するリソースに戻ること、のために必要とする全てのリソースを備えることができる。事前割り付りされた経路は、全ての必要なリソースのサブセットのみを備えることができる。例えば、典型的には、交換機へ及びから接続及び切り離しは、直ちに割り振り可能である。従って、交換機へ及びから接続及び切り離すリンク部分は十分に低いレスポンスタイムを有するための事前割り付を必要としないことができる。以下に説明される好適実施例において、用いられる用語は、基地局及び移動体交換センターを実施するための特別の装置及び方法と関係する。しかしながら、本発明は、リソースの事前割り付りに一般的に関係し、種々の異なるアーキィクチャ及びオペレーティングシステムに適用可能である。
遠隔装置がポイント  ツ  ポイント接続を開始するとき、トランザクション列(series of transactions)は、リソースの割付を開始いなければならない。例えば、図２は典型的なディスパッチシステムのより詳細な例を示している。図２において、ＣＤＭＡ相互接続サブシステム１１６は、呼び出しコントロールプロセッサ１２４及びシステム制御装置１１８は内部に図１のＭＳＣ３８を含む。遠隔装置１００は、ディスパッチ装置及びポイント  ツ  ポイント装置の両方の動作をすることができる。ポイント  ツー  ポイントの接続の開始のために、遠隔装置１００は、アクセスチャネル上で、呼び出しが接続されるべきパーティ、リクエストされたサービスの形態、遠隔装置の特定を指定する開始を送出する基地局１１０Ａはメッセージを受け取り、メッセージをＣＤＭＡ相互接続サブシステム１１６を介してシステム制御装置１１８に送る。システム制御装置１１８は、基地局１１０にメッセージを返し、基地局１１０Ａはそれに応えてアクセスメッセージの受領を確認した遠隔装置１１０に対してページングチャネル上でメッセージを送る。システム制御装置１１８は、呼び出しを監督する呼び出しコントロールプロセッサ（ＣＣＰ）１２４に必ず通報する。呼び出しコントロールプロセッサ（ＣＣＰ）１２４は、リクエストされたいろいろなサービス（例えば、ポイント  ツー  ポイント、プッシュ・ツー  トークサービス、データサービス、又は安全ボイスサービス）を管理する。呼び出しコントロールプロセッサ（ＣＣＰ）１２４は、多様なリクエストをする実在物間においてシステムリソースを割り付けする。ハードウェア及びソフトウエアの双方は、呼び出しを取り扱うべく割り付けされる。例えば、変調器／復調器ペア１１２は、基地局１１０Ａに割り付けられる。ＣＤＭＡ相互接続サブシステム１１６は、システム制御装置１１８に変調器／復調器ペア１１２を接続する。システム制御装置１１８内で、セレクタ１２０Ａは、呼び出しを取り扱うべく割り付けされる。セレクタ１２０Ａから、交換機１２６は、ＰＳＴＮへ呼び出しを接続するために又はシステム制御装置１１８にコールバック(call back)を接続するために使用される。割りつけされるリソースとコントロール情報のアドレス指定は、遠隔装置１００からＰＳＴＮへの経路を確立するために、種々の実在物(entities)経路間を通過しなければならない。３０以上のメッセージがポイント  ツ  ポイント  トラフィク  チャンネルを確立するために送られる。
メッセージ通信及びリソースの割付は、１〜３秒必要とする。ノーマルなポイント  ツー  ポイント呼び出しのために、たとえ、３秒の時間遅れは、エンドユーザには我慢でき多分気づかれない。典型的に、ユーザがポイント  ツー  ポイント呼び出しを与えるとき、該ユーザはホーンが鳴る間は待たなければならない。付加的な３秒は、ユーザにとって返答のために待つ時間として大きくない。
従前のディスパッチシステムにおいて、遠隔装置がプッシュ・ツー・トゥクボタンを最初に押したときには、アナログのトランザクション列は、接続を保持するためにリソースを割り付け始めなければならない。ポイント  ツ  ポイントシステムの動作をプッシュ・ツー・トウクシステムの動作と対比して、遠隔装置のユーザがプッシュ・ツー・トーク  ボタンを押したときディスパッチシステムにおいて、直ちに該ユーザは会話可能となる。３秒の遅延は該ユーザには容認できない。典型的なディスパッチシステムは、最大３００又は４００ミリ秒の遅延時間である。しかし、他の異なるディスパッチシステム及びポイント  ツー  ポイントの間の他の相違に注意する。ポイント  ツー  ポイント接続では、呼び出しオリジナルなメッセージが遠隔装置から受信される前に、メッセージを受けない。要求された接続におけるディスパッチシステムは、プッシュ・ツー・トゥク  ボタンの前から知られている。また、ディスパッチシステムにおける各受動遠隔装置は登録され、従って遠隔装置はプッシュ  ツー  トーク  ボタンを押す。ユーザは、既にコールコントロールプロセッサ１２４を了解している。
例えば、図２のディスパッチシステム、遠隔装置９８は、基地局１１０Ｂのアンテナ１０６Ｂの有効エリアに配置された部材である。また、遠隔装置９６は、ネットの構成要素であり、基地局１１０Ｘのアンテナ１０６Ｘの有効エリア内に配置される。さらに、遠隔装置１００は、ネットの構成要素であり、基地局１１０Ａのアンテナ１０６Ａの有効エリア内に配置される。従って、順方向リンク放送チャンネルは、基地局１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｘから送信されることは既知である。
さらに、アンテナ１１２Ａ上で変調器／復調器１１２Ａを介して、ＣＩＳ１１６を介して、セレクタ１２０Ａを介して、交換機１２６からの接続が確立され、基地局１１０Ａの有効エリアで順方リンク放送チャンネルを送信すると仮定する。なぜならば、変調器／復調器１１２Ａを介した送信された信号は、共通の順方向放送信号であり、変調器／復調器１１２Ａの変調部のみが使用されるからである。放送の場合、いずれの対応する放送リターンリンクチャンネルも確立されない。従って、変調器／復調器１１２Ａの復調器の復調器部分はセレクタ１２０Ａの逆方向リンク処理要素と同様に休止にある一つ以上の遠隔装置が基地局１１０Ａの有効エリアにおける共通の順方向リンク放送信号をモニタリングするならば、各遠隔装置は、同じ順方向リンク放送信号をモニタし、付加的なリソースはマルチプルな遠隔装置の保持のためには要求されない。
アナログ経路が遠隔装置９６、９８の各々のために存在する。変形例として、順方向リンク放送信号が全ての受動遠隔装置に対して同じであるから、信号セクタは異なる基地局にある複数の異なる変調器／復調器を駆動することができる。例えば、セクタ１２０Ｂは、基地局１１０Ｘにある変調／復調器及び基地局１１０Ｂにある変調器／復調器を駆動することができる。ＣＩＳ１１６は、セクタ１２０Ｂから入来する信号を基地局１１０Ｂ及び１１０Ｘに接続する。
遠隔装置１００がプッシュ・ツー・トークボタンを押す場合には、遠隔装置１００から交換機１２６への接続が確立されなければならない。遠隔装置１００からの信号は、交換機１２６から順方向リンク放送信号が作られるセクタ或いは複数のセクタに戻される。遠隔装置１００がプッシュ・ツー・トーク押す前であっても、この経路を決定できることを付け加えておく。
最も一般的な実施例では、専用の経路が事前割り振りされている。例えば、基地局１１０Ａでは、変調器／復調器１１２Ｂが割り当てられ、ＣＩＳを介してセクタ１２０Ｃに接続される。上述したように、セクタ１２０Ｃから交換機１２６への接続が確立されても良い。付加的な接続は、交換機１２６から、順方向リンク放送チャネルが形成されるセクタ或いは複数のセクタ（即ち、セクタ１２０Ａ及びセクタ１２０Ｂ）に事前割り振りされても良い。これらの事前割り振りされたリソースは、基地局１１０Ａの有効エリア内のいずれかの遠隔装置がプッシュ・ツー・トゥクボタンが押されたことを示すアクセスメッセージを送出まで、休止に置かれる。リソースのセットを割り当てるに必要とされる３秒長(three-second-long)の一連のトランズアクションを開始するに代えて、基地局１１０Ａは、事前割り振りされたリソースに対応するトラフィックチャネルを指定するページングチャネル上で遠隔装置に応答を即座に送る。この事前割り振りされた順方向リンクリソースは、対応する順方向リンクトラフィックチャネル上で変調された順方向リンク放送チャネルを即座に送り始める。
専用されるトラフィックチャネル上でアクティブな遠隔装置へ送信された信号は、幾つかの観点において順方向リンク放送チャネルから変調される。例えば、話し手が大気中接続からその自らの声を聞くことを望まない場合がある。また、専用される順方向トラフィックチャネルは、逆方向リンクパワー制御情報を他のシグナリング情報と同様に遠隔装置に送出する。上述したように、各遠隔装置からのパワーレベルが基地局によって精度良く制御される際には、システムは最高の能力で動作する。典型的に、順方向リンク放送チャネルをモニターしている遠隔装置が送信しない、それ故、逆方向リンクパワー制御情報が必要とされない。専用されるトラフィックチャネルで送信される順方向リンク信号は、アクティブ遠隔装置の適切な動作の為に必要とされる最小レベルとなるように、アクティブ遠隔装置によってパワー制御される。
遠隔装置がプッシュ・ツー・トゥクボタンを押す時、上述したようにリソースのセットが割り当てられる。遠隔装置がプッシュ・ツー・トゥクボタンを解放する際には、リソースは、ある時間の間この遠隔装置に専用される状態となる。ユーザがプッシュ・ツー・トゥクボタン押さない時間の間に、遠隔装置は一連の低レート無効メッセージを送り、リンクパワー制御を維持する。このように、遠隔装置のユーザがプッシュ・ツー・トゥクボタンを引き続き押す場合には、リンクは完全に確立され、即座に応答可能となる。このタイプの動作は、デイスパッチシステム(dispatch system)の一般的使用に便宜を図ることとなる。このディスパッチシステムの一般的使用は、１つの遠隔装置が対話を開始することである。遠隔装置が接続を開始した後には、ユーザは、一連のプッシュ・ツー・トゥク  メッセージを送る。押しプッシュ・ツー・トゥクがアクティブである間の休止期間が閾値を越えた場合には、リソースは解放される。リソースが解放された後においては、遠隔装置は、アクセスチャネル上でオリジナルなメッセージを送って再度接続を確立しなければならない。
もし、遠隔装置１００がアクティブの間、基地局１１０Ａの有効エリア内に１以上の遠隔装置があれば、事前割り振りされた新たなリソースのセットが確立されても良い。確かに、いつでもただ１つの遠隔装置が話し中であれば、１以上の遠隔装置がアクティブであることとなる。オリジナルなアクセスメッセージに対するシステムの即座の応答が保存されるのであれば、新たなリソースのセットは、同一の基地局中の後に続くアクティブな遠隔装置を適応するために割り当てられなければならない。
順方向リンク放送チャネルを送信する各基地局の各セクタの為の独立した固有のリソースのセットを割り当てることは、実質的なリソースの量を消費する。他の変形例では、独立した固有のリソースのセットに代えて、重複する多様な経路が確立される。例えば、各基地局１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｘが変調器／復調器の対を割り当てても良い。しかしながら、システム制御装置１１８内の単一のセクタが３つの接続のそれぞれに対する事前割り振されたリソースとして指定されても良い。基地局１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｘの１つのみが実際にリソースをアクティブな遠隔装置に指定しても良い。基地局１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｘの始めの１つが、事前割り振りされたリソースを遠隔装置の接続に指定する場合には、異なるセクタを用いて、事前割り振りされた新たな接続が確立される。
更に改善された他の実施例では、順方向リンク放送チャネルを提供する変調器／復調器の対に関係した予備復調器を使用する。この更に改善された他の実施例では次の動作が行われる。順方向リンク放送チャンネルが確立されると、対応する逆方向リンク経路が事前割り付りされるが、これは休止(idle)である。プッシュ・ツー・トーク(push-to-talk)の表示が遠隔装置から受信されると、対応する基地局はページメッセージを送信することでそれに即座に応答する。このページングメッセージは、遠隔装置が順方向リンク放送チャネルに関連する逆方向リンクトラフィックチャネルにて送信を開始すべきことを示している。遠隔装置はアクティブ装置になる承認を用いて、指定された逆方向リンクチャンネルにて送信を即座に開始する。この新たなアクティブな遠隔装置は順方向リンク放送チャンネルをモニタする。基地局は遠隔装置に対してパワー制御情報を順方向リンク放送チャンネルにて提供し始める。この基地局からの順方向リンク放送チャンネルをモニタできる他のいずれの遠隔装置も、このパワー制御情報を単に無視する。なぜなら、それら遠隔装置は、逆方向リンクパワー制御コマンドを適用する逆方向リンク信号を現在持っていないからである。同時に、基地局は前述の３秒間処理(three second-long process)と同様な処理によりアクティブな遠隔装置にリソース(resources)を要求する。リソースが利用できるようになると、基地局はチャンネル割り付けメッセージを順方向リンク放送チャンネルを介して遠隔装置に送信する。遠隔装置はチャンネル対交換機(channel pair switch)を実行し、新たな専用の順方向及び逆方向リンクトラフィック  チャンネルを使用し始める。順方向リンク放送チャンネルは、既に逆方向リンクパワー制御情報を含む必要はない。この順方向リンク放送チャンネルリソースに関連する逆方向リンクリソースは、再び休止となり、次のプッシュ・ツー・トークオリジナルなメッセージのサービスに利用できるようになる。
新たなアクティブな遠隔装置が順方向リンク放送チャンネルに関連する逆方向リンク  トラフィック  チャンネルを介して送信している間、話し手が位置する特定セクターにおける順方向リンク放送チャンネルのパワーレベルを自主的に減少させる基地局内のいずれのパワー制御機構も一時的に不能にされることが必要である。例えば、本発明と同一の出願人による米国特許第5,844,885号の発明によるパワー制御が行われる場合、基地局はパワー増加コマンド用のアクセスチャンネルをモニタする。受動遠隔装置が順方向リンク放送チャンネルから更なるパワーを要求した場合、それはパワー要求アクセスメッセージをそのアクセスチャンネルを介して基地局に送信する。基地局は、そのセクタ内の順方向リンク放送チャンネルのパワーレベルを増加することにより、そのパワー要求アクセスメッセージに応答する。パワー要求アクセスメッセージが受信されない場合、基地局は順方向リンク放送チャンネルを送信するパワーを徐々に減少する。新たにアクティブとなった遠隔装置はトラフィックチャンネル上で通信を行い、アクセスメッセージを同時に送信することはできない。遠隔装置が適当なパワーレベルを確実に受信し続けるために、基地局は、その順方向リンク放送チャンネルに関連する逆方向リンク  トラフィック  チャンネル上で新たなアクティブな遠隔装置が送信を行っている間、ゆっくりとしたパワーの減少を中断できる。勿論、パワー要求アクセスメッセージが同一サービスエリア内の他の遠隔装置から受信された場合は、パワー制御処理は依然としてパワーレベルの増加で応答する。
以上説明した好適実施例の説明は、この発明分野の当業者に対して提供された。当業者にとって、この発明に変更又は修正を加えることは容易である。ここで定義された原則は、発明的な発想によらず他の実施例に適用することができる。従って、本発明の範囲はここで説明された実施例に制限されることはなく、前述した原則及び新規な特徴により構成される最も広い範囲である。
【図１】
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【図２】
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