(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォワード・リンク・フレーム・データが少なくとも１つのアクティブな基地局からリモート・ユニットに送信され、リバース・リンク・フレーム・データが前記リモート・ユニットから前記少なくとも１つのアクティブな基地局に送信されるシステムにおける集中化された電力制御を提供する方法であって、第一のアクティブな基地局から前記リモート・ユニットへ第一のフォワード・リンク・フレームのデータを第一の電力レベルで送信し、パイロット信号を第一の基地局のパイロット電力レベルで送信するステップと、前記リモート・ユニットにおいて前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータを受信し、前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータをデコードして第一のフォワード・リンク評価フレームのデータ又は削除ビットを生成するステップと、前記リモート・ユニットから前記第一のアクティブな基地局に対し、前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータが削除されたものとしてデコードされたかどうかを示す削除表示ビットを送信するステップと、前記第一のアクティブな基地局において前記削除表示ビットを受信し、前記削除表示ビットを無線リンク管理装置に渡すステップと、前記無線リンク管理装置において第二のフォワード・リンク・フレームのデータの電力レベルとパイロット電力レベルとの望ましい比であって、前記削除表示ビットの論理値に基づく望ましい比を計算するステップと、前記無線リンク管理装置から前記少なくとも１つの基地局に対し、前記望ましい比及び前記第二のフォワード・リンク・フレームのデータを送信するステップと、前記第一のアクティブな基地局から前記第二のフォワード・リンク・フレームのデータを、前記第一の基地局のパイロット電力レベルに前記望ましい比を乗じて得られる値に等しい第二の電力レベルで送信するステップとを備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記第二のフォワード・リンク・フレームのデータが所定のタイプのフレームのものであった場合には、前記無線リンク管理装置における前記望ましい比を増加する方法。
【請求項３】
リモート・ユニットと通信する少なくとも１つのアクティブな基地局を有するシステムにおいて該システム内で送信される電力を制御するための方法であって、
第一のアクティブな基地局から前記リモート・ユニットへ第一のフォワード・リンク・フレームのデータを第一の電力レベルで送信し、パイロット信号を第一の基地局のパイロット電力レベルで送信するステップと、
前記リモート・ユニットにおいて前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータを受信して、第一のフォワード・リンク・フレームの品質表示を生成するステップであって、該第一のフォワード・リンク・フレームの品質表示が（１）前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータに関連するフォワード誤り率、もしくは（２）前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータに関連する削除表示ビットの論理値のいずれかに基づいて決定されるステップと、
前記リモート・ユニットから前記第一のアクティブな基地局に対し、前記第一のフォワード・リンク・フレームの品質表示を送信するステップと、
前記第一のアクティブな基地局において前記第一のフォワード・リンク・フレームの品質表示を受信するステップと、
システムコントローラにおいて、前記第一のフォワード・リンク・フレームの品質表示に基づいて、第二のフォワード・リンク・フレームのデータの電力レベルとパイロット電力レベルとの望ましい比を計算するステップと、
前記システムコントローラから、前記パイロット電力レベルと前記望ましい比に基づいて決定される電力レベルで第ニのフォワード・リンク・フレームを送信するステップと、
を有する方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記第一のアクティブな基地局から前記リモート・ユニットに、リバース・リンクの性能レベルと前記第一のアクティブな基地局におけるリモート・ユニット信号の品質測定とに基づいて、電力調整コマンドを与えるステップと、
第ニのアクティブな基地局から前記第二のフォワード・リンク・フレームを、前記第２の基地局のパイロット電力レベルと前記望ましい比とに従って決定した電力レベルで送信するステップとを備える方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法であって、前記第一のフォワード・リンク・フレームの品質表示を生成するステップは、
前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータをデコードするステップと、
前記第一のフォワード・リンク・フレームのデータが削除としてデコードされたときには、前記リモート・ユニットによって送信されるリバースリンクパケットにおいて、削除表示ビットを所定の論理値に設定するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
［発明の背景］
Ｉ．発明の技術分野
本発明は、通信システム、より詳細には、通常の基地局の２つのセクタ間におけるハンドオフを実行するための方法及び装置に関する。
II．関連する技術の説明
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）（符号分割多重接続）セルラー電話、無線ローカル・ループ又はパーソナル通信システムにおいては、システムの中のすべての基地局との通信に共通の周波数帯域を使用している。共通の周波数帯域を使用することにより、リモート・ユニットと複数の基地局の間での同時通信が可能となる。この共通の周波数帯域に割り当てられる信号は、高速の擬似ノイズ（pseudonoise）（ＰＮ）コードを使用するスプレッド・スペクトラムＣＤＭＡ波形の特性によって受信局において識別される。高速のＰＮコードは、基地局とリモート・ユニット（remote unit）の双方から送信される信号を変調するために使用される。異なるＰＮコード又は時間的なオフセットを持ったＰＮコードを使用する送信局では、受信局において分離して受信することのできる信号を生成する。高速のＰＮ変調によれば、受信局において、無線チャンネルのマルチパス特性又は意図的に導入されたダイバーシティのために信号がいくつかの別個の伝播経路を通過した場合に、１つの送信局から送信された信号と同一の信号について複数の受信結果を得ることができる。
無線チャンネルのマルチパス特性により、送信局と受信局の間においていくつかの別個の伝播経路を経由したマルチパス信号が生成される。マルチパス・チャンネルの特性の１つとして、チャンネルを経由した信号に時間軸上での拡散が生じる。例えば、理想的なインパルスがマルチパルス・チャンネルを経由して伝送されると、受信信号は連続したパルス列として観測される。マルチパスのもう１つの特性としては、チャンネル内の各経路ごとに異なった減衰特性を与えることがある。例えば、理想的なインパルスがマルチパスのチャンネルを経由して伝送されると、受信パルス列の各パルスは、一般的に他の受信パルスと異なった信号の強度を持っている。マルチパス・チャンネルのもう１つの特性として、チャンネル内の各経路によって信号に位相差を生じさせることがある。例えば、理想的なインパルスがマルチパス・チャンネルを経由して伝送されると、受信されたパルス列の各パルスは、一般的に、他の受信パルスと異なった位相を持つ。
無線チャンネルでは、マルチパスは、その環境の中に含まれる建造物、樹木、自動車、人物などの障害物からの信号の反射によって生成される。一般的に、無線チャンネルは、マルチパスを生成する構造物の相対的な移動によって時間とともに変化するようなマルチパス・チャンネルである。例えば、理想的なインパルスがこのように時間とともに変化するマルチパスを経由して伝送されると、受信されるパルス列は、時刻、減衰特性、それにその理想的なインパルスが伝送された時刻の関数としてのフェーズによって変化を受けることになる。
チャンネルのマルチパスの特性は、信号のフェーディング（fading）を生じさせることがある。フェーディングは、マルチパス・チャンネルの位相特性によって生じるものである。フェードは、マルチパスのベクタ（vector）が打ち消し合う方向で加算されることにより、受信信号が各ベクトルのどれよりも小さくなった場合に発生する。例えば、正弦波が、減衰係数ＸｄB、遅延時間δ、位相シフトθラジアンの第１の経路と、減衰係数ＸdB、遅延時間δ、位相シフト（θ＋π）ラジアンの第２の経路の２つの経路を有するマルチチャンネルを経由して伝送された場合には、チャンネルの出力側においては信号は受信されない。
従来の無線電話システムにおいて採用されたアナログＦＭ変調のような狭帯域変調システムにおいては、無線チャンネルに複数の経路が存在することにより、著しいマルチパス・フェーディングを生じていた。しかしながら広帯域のＣＤＭＡでは、前述したように、異なる経路は、受信局における復調のプロセスの中で識別することができる。このようにしてマルチパス信号を識別することにより、マルチパス・フェーディングの影響を大幅に削減することができるのみならず、ＣＤＭＡシステムに利点をもたらすことができる。
基本的なＣＤＭＡシステムでは、各基地局は他の基地局のパイロット信号の符号フェーズとの間にオフセットを有する共通のＰＮ拡散符号（ＰＮ spreading code）を持ったパイロット信号を送信する。システムの動作中には、リモート・ユニットは、通信を行っている基地局に隣接する基地局ごとの符号フェーズ・オフセットのリストを受け取る。リモート・ユニットは、隣接する基地局を含む一群の基地局からのパイロット信号の強度を探知するための検索エレメントを備えている。
ハンドオフ・プロセスの中で１つのリモート・ユニットと複数の基地局との間で通信をするための方法とシステムについては、本発明の譲受人に譲渡された1993年11月30日発行の米国特許No.5,267,261、"MOBILE ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"に開示されている。このシステムを使用することにより、元の基地局から次の基地局へのハンドオフが発生した場合でも、リモート・ユニットとエンド・ユーザの間における通信が妨げられることはない。この種類のハンドオフは、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されることから、ソフトなハンドオフであるということができる。リモート・ユニットが２つの基地局と通信しているときには、リモート・ユニットは、各基地局から受信した信号を、１つの基地局からのマルチパス信号を組み合わせるのと同じ要領で組み合わせる。
典型的なマクロセルラー（macrocellular）システムでは、システム・コントローラを設けて各基地局によって受信された信号の中から他のエンドユーザへの信号を生成させることができる。各基地局では、同じリモート・ユニットから受信された信号を、デコードする前に組み合わせることができる。これにより、複数信号の受信による利点を最大限に利用することができる。各基地局でのデコード結果は、システム・コントローラに供給される。信号は、一旦デコードされると、他の信号と‘組み合わせる’ことができない。このため、システム・コントローラは、１つのリモート・ユニットとの間で通信が確立された各基地局により生成された複数のデコード信号の中から任意の信号を選択しうるものでなければならない。複数の基地局の中から最も状態の良いデコード信号が選択され、他の信号は破棄される。
リモート・ユニットによって実現されるソフト・ハンドオフは、リモート・ユニットによって計測される何組かの基地局のパイロット信号の強度に基づいて行われる。アクティブ・セット（Active Set）は、アクティブ(active)な通信が確立される基地局の組み合わせである。ネイバー・セット（Neighbor Set）は、アクティブな基地局の周囲の基地局の組み合わせであり、通信を確立するために十分な信号強度を持っている可能性が高いものにより構成される。キャンディデイト・セット（Candidate Set）は、通信を確立するために十分な信号レベルにあるパイロット信号強度を持っている基地局の組み合わせである。
通信が初めて確立されると、リモート・ユニットは最初の基地局を通じて通信を行い、この時アクティブ・セットはその最初の基地局のみを含む。リモート・ユニットは、アクティブ・セット、キャンディデイト・セット、ネイバー・セットの基地局のパイロット信号の強度を監視する。ネイバー・セットに含まれている基地局のパイロット信号が予め定められたしきい値レベルを超えると、その基地局は、リモート・ユニットにおいてキャンディデイト・セットに加えられるとともに、ネイバー・セットから削除される。リモート・ユニットは、新しい基地局を特定するメッセージを最初の基地局に送出する。セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラは、新しい基地局とリモート・ユニットとの間で通信を確立するかどうかを決定する。セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラが通信の確立を決定すると、セルラー又はパーソナル通信のコントローラは、新しい基地局にリモート・ユニットを特定するための情報及びそのリモート・ユニットと通信を確立するためのコマンドとともにメッセージを送出する。メッセージは、最初の基地局を通じてリモート・ユニットにも送信される。このメッセージは、最初の基地局と新しい基地局を含む新しいアクティブ・セットを特定する。リモート・ユニットは、新しい基地局の送信情報信号（transmitted information signal）を検索し、最初の基地局との通信を終了することなく新しい基地局との通信を確立する。このプロセスは、さらに多くの基地局との間でも継続して行うことができる。
リモート・ユニットは、複数の基地局と通信を行っているときには、アクティブ・セット、キャンディデイト・セット、ネイバー・セットの基地局の信号強度を継続的に監視する。アクティブ・セットの基地局に対応する信号強度が予め定められたしきい値を予め定められた期間にわたって下回ると、リモート・ユニットは、イベントの発生を告知するためのメッセージを生成して送信する。セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラは、リモート・ユニットが通信を行っている基地局の中の少なくとも１つからこのメッセージを受信する。セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラは、パイロット信号強度の弱い基地局を通じた通信の終了を決定することができる。
セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラは、ある基地局を通じた通信の終了を決定すると、直ちに基地局の新しいアクティブ・セットを特定するメッセージを生成する。新しいアクティブ・セットは、通信が終了されようとしている基地局を含まない。通信が確立された基地局は、リモート・ユニットに対してメッセージを送出する。セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラは、また、リモート・ユニットとの通信を終了するために基地局に対して情報を送信する。したがって、リモート・ユニットの通信は、新しいアクティブ・ユニットに含まれている基地局を通じてのみ行われる。
リモート・ユニットは、常にソフト・ハンドオフのプロセスを通じて少なくとも１つの基地局を介してエンドユーザとの通信を行うため、リモート・ユニットとエンドユーザとの間の通信が途切れることはない。ソフト・ハンドオフによれば、他のセルラー通信システムで用いられている“ブレーク・ビフォア・メーク”（接続前に切断）」（break before make）に対して、本質的に有利な“メーク・ビフォア・ブレーク”（切断前に接続）」（make before break）形式の通信により、重要な多くの利点をもたらすことができる。
セルラー又はパーソナル通信システムでは、システムの容量を最大限のものとし、同時に通話が可能な呼数をより多く確保することが極めて重要である。スペクトラム拡散通信システム（spread spectrum system）では、各リモート・ユニットの送信電力を各送信信号が基地局の受信器に同じレベルで届くように調節することによってシステムの容量を最大にすることができる。実際のシステムでは、各リモート・ユニットは、データの再生が受容可能なものであるような信号対雑音比を達成できるような最小限の信号レベルにより送信を行うように設定することができる。リモート・ユニットから送信された信号の基地局の受信器でのレベルが低すぎる場合には、他のリモート・ユニットからの妨害により、ビットエラー率が高すぎて高品質の通信を行うことができない。逆に、リモート・ユニットにより送信された信号の電力レベルが基地局の受信時に高すぎる場合には、そのリモート・ユニットとの通信には支障を生じないが、高い信号電力によって他のリモート・ユニットへの妨害を生じることとなる。この妨害により、他のリモート・ユニットとの通信に悪い影響が出ることになる。
このため、基本的なＣＤＭＡスペクトラム拡散通信システムにおいて容量を最大化するためには、基地局のカバー・エリア内の各リモート・ユニットの送信出力を基地局によって制御することにより、その基地局における公称受信信号電力（nominal received signal power）を等しくする。この理想的なケースでは、基地局でにおける公称受信電力の合計値は、各リモート・ユニットから受信される公称電力に基地局のカバー・エリアで送信を行っているリモートユニットの数を乗じたものに、隣接する基地局のカバー・エリアにいるリモート・ユニットから受信される電力を加えたものとなる。
無線チャンネルにおける経路損失は、２つの異なる現象である平均経路損失とフェーディングによって表すことができる。基地局からリモート・ユニットへのフォワード・リンクでは、リモート・ユニットから基地局へのリバース・リンクとは異なった周波数で動作している。ところが、フォワード・リンクとリバース・リンクの周波数は、同様な周波数帯域にあるため、２つのリンクの平均経路損失は強い相関を持っている。これに対して、フェーディングは、フォワード・リンクとリバース・リンクのそれぞれに独立した現象であり、時間の関数として変化する。
基本的なＣＤＭＡシステムでは、各リモート・ユニットは、リモート・ユニットに入力される電力の総計に基づいてフォワード・リンクの経路損失の評価を行う。電力の総計は、同じ周波数割り当てによって動作しているすべての基地局の電力を合計したものであり、リモート・ユニットによって把握される。フォワード・リンクの平均経路損失の評価から、リモート・ユニットは、リバース・リンクの信号の送信レベルを設定する。１つのリモート・ユニットに対するリバース・リンク・チャンネルが、同じリモート・ユニットに対するフォワード・リンク・チャンネルに比較して、２つのチャンネルでの独立したフェーディングによって急激に改善された場合には、基地局において受信されるリモート・ユニットからの信号の電力が増大することになる。この電力の増大は、同じ割り当て周波数を共有するすべての信号への妨害となる。このように、チャンネルの急激な改善に対してリモート・ユニットの送信電力を迅速に変化させることによってシステムの性能を向上させることができる。したがって、基地局を、常時、リモート・ユニットの電力制御メカニズムに関与させておくことが必要である。
リモート・ユニットの送信電力は、１つあるいはそれ以上の基地局によっても制御することができる。リモート・ユニットとの通信を行っている各基地局は、リモート・ユニットから受信した信号の強度を測定する。測定された信号の強度は、そのリモート・ユニットに対して最適な信号強度レベルと比較される。各基地局は、電力調整コマンドを生成し、フォワード・リンクを通じてリモート・ユニットに送出する。基地局から電力調整コマンドを受け取ると、リモート・ユニットは、送信電力を予め定められた量だけ増加させ又は減少させる。この方法によれば、チャンネルの変化に対して迅速に応答することができ、平均的なシステムの性能を向上させることができる。典型的なセルラー・システムでは、基地局間は密接に接続されてなく、システム中の各基地局は、他の基地局でのリモート・ユニットの信号の受信レベルを把握していないことに注意する必要がある。
リモート・ユニットが、複数の基地局と通信しているときには、電力調整コマンドは、各基地局から供給される。リモート・ユニットは、これらの複数の基地局からの電力調整コマンドに基づいて動作を決定することにより、他のリモート・ユニットの通信の妨害となるような電力レベルを避けながら、リモート・ユニットから少なくとも１つの基地局に対する通信をサポートするために十分な電力を維持する。この電力制御のメカニズムは、リモート・ユニットが通信を行っている基地局のすべてが電力の増加を要求するときにだけ、リモート・ユニットの送信信号レベルを増加させることによって実現される。リモート・ユニットは、通信を行っている基地局のいずれかが電力の減少を要求する場合には、送信信号レベルを減少させる。基地局とリモート・ユニットによる電力制御のシステムは、本発明の譲受人に譲渡された1991年10月８日発行の米国特許No.5、056、109、"METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM"に開示されている。
リモート・ユニットにおける基地局のダイバーシティは、ソフト・ハンドオフのプロセスにおいては、重要な検討事項である。前述した電力制御の方法によれば、リモート・ユニットが通信の可能な個々の基地局と通信を行っている場合には、電力の制御を最適に行うことができる。このためには、リモート・ユニットは、リモート・ユニットからの信号がレベルが高すぎるために基地局との通信が妨害されているが、そのリモート・ユニットとの通信が確立されていないため、電力制御コマンドを送ることができないという事態に陥ることがないようにしなければならない。
典型的なセルラー又はパーソナル通信のシステムでは、複数のセクタを持った基地局をいくつか含んでいる。複数セクタの基地局は、複数の独立した送信及び受信のアンテナにより構成される。同じ基地局の２つのセクタを使用した同時通信のプロセスは、ソフター・ハンドオフ（softer handoff）と呼ばれる。ソフト・ハンドオフのプロセスとソフター・ハンドオフのプロセスは、リモート・ユニットの立場から見ると同じである。ところが、ソフター・ハンドオフにおける基地局の動作は、ソフト・ハンドオフのものとは異なる。リモート・ユニットが同一の基地局の２つのセクタと通信しているときは、両方のセクタの復調されたデータ信号は、セルラ又はパーソナル通信のシステム・コントローラに受け渡される前に、基地局の内部でこれらを組み合わせることができる。１つの基地局の中に２つのセクタは、回路及び制御機能を共有しているため、１つの基地局の中の２つのセクタでは、別々の基地局の間では利用できないような様々な情報をいつでも利用することができる。また、１つの基地局の中の２つのセクタは、リモート・ユニットに対して、同じ電力制御情報を送る（以下にその様子を述べる）。
ソフター・ハンドオフにおける組み合わせのプロセスは、異なるセクタからの復調されたデータをデコードする前に組み合わせて、１つのソフト決定による出力値を生成することができる。組み合わせのプロセスを各信号の相対信号レベルに基づいて行うことにより、組み合わせのプロセスを最も信頼できる形で行うことができる。
上述のとおり、基地局は、同じリモート・ユニット信号の複数のインスタンス（instance）を受信することができる。受信信号に対応する個々の復調されたインスタンスは、復調エレメントに割り当てられる。復調エレメントの復調出力は、組み合わされる。組み合わされた信号は、デコードされる。復調エレメントは、単一のセクタに割り当てるのではなく、基地局のセクタのいずれか１つの組からの信号に割り当てることとしてもよい。このようにして、復調エレメントを利用可能な信号のうち最も強いものに割り当てることにより、基地局の資源を効率よく使用することができる。
同一の基地局の複数のセクタからの信号を組み合わせることにより、セクタ化された基地局では、リモート・ユニットの電力制御のための単一の電力制御コマンドを生成させるようにすることもできる。このように、１つの基地局の中の各セクタからの電力調整コマンドは同一のものとなる。このような電力制御における同一性によって、リモート・ユニットにおけるセクタのダイバーシティが電力制御プロセスにとってクリティカルなものではなくなるという点において、ハンドオフの動作に柔軟性を与えることができる。ソフター・ハンドオフのプロセスの詳細については、本発明の譲受人に譲渡されている1993年10月30日出願の米国特許出願シリアル番号No.08/144,903、"METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE STATION"に開示されている。ソフター・ハンドオフの利点と応用例の詳細については、いずれも本発明の譲受人に譲渡されている、1993年10月30日出願の米国特許出願シリアル番号No.08/144,901、"METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING THE AVERAGE TRANSMIT POWER GROM A SECTORIZED BASE STATION"及び1994年９月30日出願の米国特許出願シリアル番号No.08/316,155、"METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING THE AVERAGE TRANSMIT POWER OF A BASE STATION"に開示されている。
セルラー・システムの各基地局は、フォワード・リンク・カバーエリアとリバース・リンク・カバーエリアを持っている。これらのカバーエリアはリモート・ユニットとの通信が劣化する物理的な境界を示すものである。言い換えれば、リモート・ユニットが基地局のカバーエリアの中にあれば、リモート・ユニットは基地局との通信を行うことができるが、リモート・ユニットがカバーエリアの外にあれば、通信の品質は低下する。基地局は、１つあるいは複数のセクタを持っている。１セクタの基地局は、ほぼ円形のカバーエリアを有している。複数セクタの基地局は、基地局から放射されるローブを形成する独立したカバーエリアを有している。
基地局のカバー・エリアには、２つのハンドオフ境界がある。ハンドオフ境界とは、リモート・ユニットが第一又は第二の基地局のどちらと通信しているかに関係なく、リンクが同一の動作をするような２つの基地局の間の物理的位置と定義される。各基地局は、フォワード・リンクのハンドオフ境界と、リバース・リンクのハンドオフ境界を持っている。フォワード・リンクのハンドオフ境界は、どちらの基地局から受信しているかに関係なく、リモート・ユニットの受信器が同一の動作をするような位置と定義される。リバース・リンクのハンドオフ境界は、２つの基地局の受信器がリモート・ユニットに対して同一の動作をするようなリモート・ユニットの位置と定義される。
理想的には、これらの境界は、バランスしている、すなわち同じ物理的位置であることが求められる。これらがバランスしていない場合には、電力制御のプロセスが乱され又はハンドオフの領域が不当に拡大するため、システムの容量が減少する。ハンドオフ境界は、リモート・ユニットの数が増加するにつれてリバース・リンクのカバーエリアが縮小するという点において、時間の関数であることに注意しなければならない。リバース・リンク電力は、リモート・ユニットの数に従って増大するが、リバース・リンクのカバーエリアと反比例する。受信電力が増加すると、基地局のリバース・リンク・カバーエリアの実効的なサイズが減少し、リバース・リンクのハンドオフ境界が基地局に向かう内側に移動する。
ＣＤＭＡ又は他のセルラー・システムにおいて高い性能を達成するためには、システムの中の基地局とリモート・ユニットの送信電力レベルの制御を注意深くかつ正確に行う必要がある。送信電力の制御は、システムによって発生する自己妨害の量を制限する。さらに、フォワード・リンクにおいては、送信電力を正確に調整することによって、１つの基地局又は複数セクタの基地局の１つのセクタのフォワード及びリバース・リンクのハンドオフ境界をバランスさせることができる。このようにしてバランスの調整をすることによって、ハンドオフの領域のサイズを減少させ、システム全体の容量を増加させ、ハンドオフ領域のリモート・ユニットの性能を向上させることができる。
既存のネットワークに新しい基地局を追加する前に、新しい基地局のフォワード・リンク（即ち、送信）電力とリバース・リンク（即ち、受信）信号電力がほとんど０となっている。新しい基地局を追加するプロセスを開始するには、新しい基地局の受信経路のアッテネータ（attenuator）を高い減衰値に設定して、人工的に雑音受信電力が高い状態を作り出す。送信経路のアッテネータも高い減衰値に設定して、低い送信レベルとする。人工的な雑音受信電力が高いレベルにあるため、新しい基地局のリバース・リンク・カバーエリアは非常に小さいものとなる。同様に、フォワード・リンク・カバーエリアは、送信電力に比例するため、送信電力レベルを非常に低く設定すると、フォワード・リンク・カバーエリアも非常に小さくなる。
次に、受信及び送信経路のアッテネータを同時に調節してプロセスを続行する。受信経路にあるアッテネータの減衰レベルは減少され、それによって人工的な雑音受信電力は減少し、本来の信号のレベルが上昇し、リバース・リンク・カバーエリアのサイズが増大する。送信経路にあるアッテネータの減衰レベルは減少され、それによって新しい基地局の送信電力レベルが上昇し、フォワード・リンク・カバーエリアが広がる。新しい基地局をシステムに追加し又はこれを削除するときには、送信電力の増加と人工的な雑音受信電力の減少は、新しい基地局と周囲の基地局の間での呼のハンドオフを可能とするために、十分にゆるやかに行わなければならない。
システムの中の各基地局は、ロードされていない受信経路のノイズと希望するパイロット電力の合計が一定の値となるように、初期設定時に較正される。較正定数は、システムの基地局のすべてについて共通である。システムがロードされた状態になる（即ち、リモート・ユニットが基地局と通信を始めると）、補償ネットワークが基地局によって受信されるリバース・リンク電力と基地局から送信されるパイロット電力の関係を一定に保つ。基地局をロードすると、リバース・リンクのハンドオフ境界は基地局の方向に移動する。このため、フォワード・リンクにおいて同様の操作を行うには、ロードが増加するにつれてパイロット電力を減少させる。フォワード・リンクのハンドオフ境界をリバース・リンクのハンドオフ境界にバランスさせるプロセスは、基地局のブリージング（breathing）と呼ばれ、本発明の譲受人に譲渡されている1996年発行の米国特許"METHOD AND APPARATUS FOR BALANCING THE FORWARD LINK HANDOFF BOUNDARY TO THE REVERSE LINK HANDOFF BOUNDARY IN A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM"に開示されている。システムに基地局を追加し又はこれを削除する場合にフォワード・リンクのハンドオフ境界をリバース・リンクのハンドオフ境界とバランスさせるプロセスは、基地局のブラッサミング（blossoming）とウィルティング（wilting）と呼ばれ、本発明の譲受人に譲渡されている1995年12月12日発行の米国特許No.5,475,870、"APPARATUS AND METHOD FOR ADDING AND REMOVING A BASE STATION FROM A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM"に詳細が開示されている。
基地局によって送信される各フォワード・リンク信号の中で使用される相対電力については、各リモート・ユニットによって送信される制御情報に応じた制御を行うことが望ましい。このような制御を行う主な理由としては、フォワード・リンクが場所によって非常に悪い条件となるという事実に対応するためである。不利な条件にあるリモート・ユニットに送信される電力を増加しなければ、信号の品質は受容できないものとなる。このような位置の例としては、隣接する１つ又は２つの基地局に対する経路損失がリモート・ユニットが通信している基地局への経路損失とほぼ等しい地点が挙げられる。このような位置では、総合的な妨害の量は、基地局に比較的近い位置でのリモート・ユニットにおける妨害の３倍にまで増加する。さらに、隣接する基地局からの妨害は、アクティブな基地局からの妨害の場合とは異なり、アクティブな基地局からの信号に同調して減少するわけではない。このような状態にあるリモート・ユニットについては、十分な動作を行うために、アクティブな基地局からの信号電力を３から４dB程度増加させる必要があるかも知れない。
別の状況では、信号対妨害比が非常に良い位置にリモート・ユニットが置かれる場合も考えられる。このようなケースでは、基地局は、公称送信器出力よりも低い信号出力によって対応するフォワード・リンク信号を送信することにより、システムによって送信される他の信号への妨害を減少させることができる。
上記の目的を達成するために、リモート・ユニットの受信器に信号対妨害比の測定能力を持たせることができる。信号対妨害比の測定は、対象となる信号の電力を妨害及び雑音電力の合計値と比較することにより行うことができる。測定された比の値が予め定めておいた値より小さい場合には、リモート・ユニットは、基地局へフォワード・リンクでの電力を増加するリクエストを送信する。比が予め定めておいた値を超える場合には、リモート・ユニットは、電力減少のリクエストを送信する。リモート・ユニットの受信器により信号対妨害比を監視する方法の１つとして、再生される信号のフレーム誤り率（frame error rate）（ＦＥＲ）を監視する方法がある。
基地局は、各リモート・ユニットから電力調整のリクエストを受信し、対応するフォワード・リンクの信号に割り当てられている電力を予め定められた量だけ調節することによってこれに応答する。調整量は、ほとんどの場合微量であり、典型的には０．５dBから１．０dBのオーダー、即ち１２％程度である。電力の変化率は、リバース・リンクにおける変化よりも幾分遅い程度とし、場合により毎秒１回程度とする。好ましい実施例においては、フォワード・リンク調整のダイナミック・レンジは、典型的には、公称値の４dB下から公称送信電力の６dB上までのように制限されている。
ＣＤＭＡの基地局は、送信電力レベルに対して正確な制御を行うことができる。電力の制御を正確に行うためには、基地局の送信チェイン（transmit chain）を構成する様々な部品におけるゲインのばらつきを補償する必要がある。このようなゲインのばらつきは、典型的には、温度や劣化の問題から、時間の経過により、装置を配備する際の簡単な較正の手順によっては正確な出力送信レベルを保証することができなくなることにより発生する。ゲインのばらつきは、送信チェインの全体としてのゲインを、基地局の実際の送信電力が計算された希望する送信電力に一致するように調整することによって補うことができる。基地局の各セクタは、様々なデータレートと相対的な信号レベルで動作する複数のシグナリング（signaling）チャンネルを形成し、それらの組み合わせによって生の無線周波数送信信号を生成する。チャンネル・エレメント変調器は、それぞれが１つのチャンネルに対応しており、各チャンネルの信号について予想される電力を計算する。基地局は、また、基地局トランシーバー・システム・コントローラ（base station transceiver system controller）（ＢＴＳＣ）を有している。ＢＴＳＣは、各チャンネルの予想電力を合計することにより、セクタの希望出力電力を生成する
上述したように、典型的なセルラー・システムは、互いに間隔を置いて配置され、それぞれが１セットの分配アンテナ（a set of associated collocated antennas）を有する基地局によって構成される。典型的なセルラー基地局は、３つ又はこれを超えるセクタを含むものであってもよい。セクタは、基地局を細分化したものであって互いに密接な関係を持っている。各セクタは、同じ基地局の他のセクタによって送信される信号の組とは異なる信号の組を送信する。セクタの回路は並列に配置されているため、セクタ間における共有と相互接続を容易に行うことができる。典型的な３セクタからなる基地局のアンテナ・パターンを図１に示す。図１では、カバー・エリア３００Ａは、最も細い線で示されている。カバー・エリア３００Ｂは、中間の太さの線で示されている。カバー・エリア３００Ｃは、最も太い線で示されている。図１に示す３つのカバー・エリアの形は、それぞれ、標準的な指向性ダイポール・アンテナによって生成される形状である。カバー・エリアの端は、リモート・ユニットの受信器がそのセクタを介した通信をサポートするための必要最小限の信号レベルを受信できる位置に対応する。リモート・ユニットがセクタの内部に移動するにつれ、基地局から受信される信号の強度は、リモート・ユニットからみてより大きなものとなる。位置３０２にあるリモート・ユニットは、セクタ３００Ａを介して通信を行うことができる。位置３０３にあるリモート・ユニットは、セクタ３００Ａ及び３００Ｂを介して通信を行うことができる。位置３０４にあるリモート・ユニットは、セクタ３００Ｂを介して通信を行うことができる。リモート・ユニットがセクタの端を超えて移動すると、そのセクタを介する通信の品質は劣化する。図１に示されている基地局と図１に示されていない基地局との間でソフト・ハンドオフ・モードでの動作をしているリモート・ユニットは、セクタの１つの端の近くに位置している場合が多いと考えられる。
図２は、標準的なセルラー・システムの基本的な実施例を示したものであり、３つの単一セクタの基地局３６２、３６４及び３６８により構成される。図２においては、アンテナ３１０、３２６、及び３４４のそれぞれは、それぞれ基地局３６２、３６４及び３６８の受信アンテナに対応する。基地局３６２、３６４及び３６８は互いに近接して設置されており、アンテナ３１０、３２６及び３４４は互いにオーバーラップしたカバー・エリアを持っていて、１つのリモート・ユニットの信号が同時に３つの基地局との間でソフト・ハンドオフの状態となりうるような構成となっている。
アンテナ３１０、３２６及び３４４は、それぞれ受信信号を受信処理部３１２、３２８及び３４６に供給する。受信処理部３１２、３２８及び３４６は、ＲＦ信号を処理し、その信号をディジタルのビットに変換する。また、受信処理部３１２、３２８及び３４６は、ディジタル・ビットをフィルタすることもできる。受信処理部３１２は、フィルタ処理されたディジタル・ビットを復調エレメント３１６Ａ−３１６Ｎに供給する。受信処理部３２８は、フィルタ処理されたディジタル・ビットを復調エレメント３３２Ａ−３３２Ｎに供給する。同様に、受信処理部３４６は、フィルタ処理されたディジタル・ビットを復調エレメント３５０Ａ−３５０Ｎに供給する。
復調エレメント３１６Ａ−３１６Ｎは、相互接続３２０を介してコントローラ３１８によって制御される。コントローラ３１８は、復調エレメント３１６Ａ−３１６Ｎを基地局３６２によって同じリモート・ユニットであると認識されるリモート・ユニットからの情報信号の１つのインスタンスに割り当てる。環境のマルチパス特性によって、信号のはっきりしたインスタンスが生成されることがある。復調エレメント３１６Ａ−３１６Ｎは、データ・ビット３２２Ａ−３２２Ｎを生成し、これらはシンボル・コンバイナ３２４の中で組み合わされる。シンボル・コンバイナ３２４の出力は、ビタビ・デコーディングに適したソフト判定データの集合である。組み合わされたデータは、デコーダ３１４によってデコードされ、メッセージ１として出力され、セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラ３７０に受け渡される。
復調エレメント３１６Ａ−３１６Ｎによって復調されたすべての信号の信号強度の組み合わせに従って、基地局３６２からリモート・ユニットへの電力調整コマンドが、コントローラ３６２によって生成される。コントローラ３１８は、リモート・ユニットへ中継される電力制御情報を基地局３６２の送信回路（図示せず）に受け渡すことができる。
復調エレメント３３２Ａ−３３２Ｎは、相互接続３３６を通じてコントローラ３３４により制御される。コントローラ３３４は、復調エレメント３３２Ａ−３３２Ｎを同じリモート・ユニットからの情報信号の１つのインスタンスに割り当てる。復調エレメント３３２Ａ−３３２Ｎは、シンボル・コンバイナ３４０の中で組み合わされるデータビット３３８Ａ−３３８Ｎを生成する。シンボル・コンバイナ３４０の出力は、ビタビ・デコーディングに適したソフト判定データの集合であっても良い。組み合わされたデータは、デコーダ３４２によってデコードされ、メッセージ２として出力され、セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラ３７０に受け渡される。
リモート・ユニットへの電力調整コマンドは、復調エレメント３３２Ａ−３３２Ｎによって復調されたすべての信号の信号強度の組み合わせに従ってコントローラ３３４によって生成される。コントローラ３３４は、リモート・ユニットへ中継される電力制御情報を基地局３６４の送信回路（図示せず）に受け渡すことができる。
復調エレメント３５０Ａ−３５０Ｎは、相互接続３５２を介してコントローラ３５２によって制御される。コントローラ３５２は、復調エレメント３５０Ａ−３５０Ｎを基地局３６８によって同じリモート・ユニットであると認識されるリモート・ユニットからの情報信号の１つのインスタンスに割り当てる。復調エレメント３５０Ａ−３５０Ｎは、シンボル・コンバイナ３５８の中で組み合わされるデータビット３５６Ａ−３５６Ｎを生成する。シンボル・コンバイナの出力は、ビタビ・デコーディングに適したソフト判定データの集合であっても良い。組み合わされたデータは、デコーダ３６０によってデコードされ、メッセージ３として出力され、セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラ３７０に受け渡される。
リモート・ユニットへの電力調整コマンドは、復調エレメント３５０Ａ−３５０Ｎによって復調されたすべての信号の信号強度の評価信号に従ってコントローラ３５２によって生成される。コントローラ３５２は、リモート・ユニットへ中継される電力制御情報を基地局３６８の送信回路（図示せず）に受け渡すことができる。
システムの中でソフト・ハンドオフのモードで動作している各リモート・ユニットに対し、セルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラ３７０は、少なくとも２つの基地局からデコードされたデータを受信する。例えば図２では、セルラー又はパーソナル通信システムのコントローラ３７０は、それぞれ基地局３６２、３６４及び３６８から、共通リモート・ユニットからのメッセージ１、２及び３の形でデコードされたデータを受信する。デコードされたデータを組み合わせることによって、データをデコード処理の前にデータを組み合わせることによって達成することのできる非常に有利な効果を得ることはできない。このため、典型的なセルラー又はパーソナル通信システムのシステム・コントローラ３７０は、各基地局からのデコードされたデータを組み合わせることはしないで、メッセージ１、２又は３の中から最も高い信号品質のインデックスを持っているものを選択して残りの２つを破棄する。図２では、セレクタ３７２がフレーム毎に選択処理を実行し、その結果をボコーダ又はその他のデータ処理ユニットに供給する。選択処理の詳細については、1995年８月25日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された出願中（co-pending）の米国特許出願シリアル番号08/519、670、"COMMUNICARTION SYSTEM USING REPEATED DATA SELECTION"に説明されている。
シンボル・コンバイナ３２４、３４０及び３５８からの組み合わされているがデコードされていないデータ出力が、それぞれ基地局３６２、３６４及び３６８からシステム・コントローラ３７０に送られない理由は、復調処理では、データが非常に速いレートで生成されるためである。大きなデータのブロックは、デコード処理の中で使用されて、デコードされたシンボルを生成する。１つのデータ・シンボルをデコードするために必要なデータの量とデコードされたシンボル及び品質インデックスの指定に使用されるデータの量の比は、１０００対１にもなる。この複雑さに加えて、このような大量のデータを転送する場合に不可欠な時間遅れは、非常に高速なリンクを使用しないかぎり、妨げることはできない。このため、システムの中の数百の基地局（このうちほとんどは、図２に示されていない）とシステム・コントローラ３７０の間を相互接続するシステムは、組み合わせに適したデコードされていないデータのかわりにデコードされたデータと品質表示のみを送出することによって、大幅に簡略化される。
組み合わされているがデコードされていない大量のデータを送信する複雑さに加えて、コストの面でもほとんど実現不可能なものとなる。システムの基地局は、一般的にシステム・コントローラから離れたところにある。基地局からシステム・コントローラのまでの経路は、一般的にＴ１インターフェイス・ラインのようなリースされた回線によって構成される。これらのラインのコストは、ほとんど搬送するデータの量によって決定される。このため、基地局からシステム・コントローラに送信されるデータの量を増加することは、コスト面から実現を困難なものとし、技術的にも実現を難しくする。
最適化されていないシステムでは、図２に関して説明されたソフト・ハンドオフの選択方法は、同じ基地局の各セクタを別個の独立した基地局として扱うことにより、セクタ化されている基地局にそのまま応用することができる。基地局の各セクタは、同じリモート・ユニットからのマルチパス信号を組み合わせ、デコードする。デコードされたデータは、基地局の各セクタによって直接にセルラ又はパーソナル通信システムのシステム・コントローラに送ることができ、あるいはデータの比較と選択を基地局において行い、結果をセルラー又はパーソナル通信のシステム・コントローラに送ることもできる。しかしながら、同一の基地局のセクタ間でのハンドオフの取扱いにおいてさらに有利な方法は、前述した米国特許出願シリアル番号No.08/144,903に説明されている。ソフター・ハンドオフを提供するための回路は、図３との関係で説明する。
図３では、アンテナ２２２Ａ−２２２Ｃは、それぞれ各セクタに対する受信アンテナであり、アンテナ２３０Ａ−２３０Ｃは、１つのセクタに対する送信アンテナである。アンテナ２２２Ａとアンテナ２３０Ａは、共通するカバー・エリアに対応し、理想的な状態では同じアンテナパターンを持っている。同様に、アンテナ２２２Ｂと２３０Ｂ、それにアンテナ２２２Ｃと２３０Ｃは、それぞれ、共通のカバー・エリアに対応する。図３は、アンテナ２２２Ａ−２２２Ｃがオーバーラップしたカバー・エリアを持っており、単一のリモート・ユニットの信号が同時に２以上のアンテナで受信されるような一般的な基地局を示したものである。アンテナ２２２Ａ−２２２Ｃは、図１に示すようなアンテナ・パターンを持っていても良いし、あるいはアンテナ２２２Ａ−２２２Ｃのうちの１つ又は複数が分配アンテナであっても良い。
二度、図３を参照すると、アンテナ２２２Ａ、２２２Ｂ及び２２２Ｃは、それぞれ受信した信号を受信処理部２２４Ａ、２２４Ｂ及び２２４Ｃに供給する。受信処理部２２４Ａ、２２４Ｂ及び２２４Ｃは、ＲＦ信号を処理し、その信号をディジタル・ビットに変換する。受信処理部２２４Ａ、２２４Ｂ及び２２４Ｃは、ディジタル・ビットをフィルタ処理し、その処理結果であるディジタル・ビットをインターフェース・ポート２２６に供給するような構造としてもよい。インターフェイス・ポート２２６は、相互接続２１２を介したコントローラ２００による制御の下で、３つの入力信号経路の１つを復調エレメント２０４Ａ−２０４Ｎに接続してもよい。
復調エレメント２０４Ａ−２０４Ｎは、相互接続２１２を通じてコントローラ２００によって制御される。コントローラ２００は、復調エレメント２０４Ａ−２０４Ｎを単一のリモート・ユニットからの情報信号の１つのインスタンスに割り当てる。復調エレメント２０４Ａ−２０４Ｎは、それぞれが単一のリモート・ユニットからのデータの評価を示すデータ・ビット２２０Ａ−２２０Ｎを生成する。データ・ビット２２０Ａ−２２０Ｎは、シンボル・コンバイナ２０８によって組み合わせられ、リモート・ユニットからのデータについての単一の評価を生成する。シンボル・コンバイナ２０８の出力は、ビタビ・デコーディングに適したソフト判定データの集合であっても良い。組み合わされたシンボルは、デコーダ２２８に受け渡される。
復調エレメント２０４Ａ−２０４Ｎは、また、相互接続２１２を介して複数の出力制御信号をコントローラ２００に供給する。コントローラ２００に渡されるデータには、特定の復調エレメントに割り当てられた信号の信号強度の評価が含まれる。復調エレメント２０４Ａ−２０４Ｎのいずれかは、復調している信号の信号強度評価を測定し、その評価をコントローラ２００に供給する。
シンボル・コンバイナ２０８は、１つのセクタだけからの信号を組み合わせて出力を生成し又はインターフェース・ポート２２６により選択された複数のセクタからのシンボルを組み合わせることができる点に注意すべきである。単一の電力制御コマンドは、信号が受信されたすべてのセクタからの信号強度の評価に従ってコントローラ２００によって生成される。コントローラ２００は、電力制御情報を基地局の各セクタの送信回路に受け渡す。このように、基地局の各セクタは、単一のリモート・ユニットに対して同じ電力制御情報を送信する。
シンボル・コンバイナ２０８は、１つ以上のセクタを通じて通信を行っているリモート・ユニットからの信号を組み合わせているときは、そのリモート・ユニットはソフタ・ハンドオフの状態にある。基地局は、デコーダ２２８の出力をセルラー又はパーソナル通信システム・コントローラに送るような構造であっても良い。セルラー又はパーソナル通信システムのシステム・コントローラでは、この基地局又は他の基地局からのリモート・ユニットに対応する信号は、前述した選択処理を用いることによって、単一の出力を生成するために使用しても良い。
図３に示す送信プロセスは、エンド・ユーザからセルラー又はパーソナル通信システムのシステム・コントローラを通じたリモート・ユニットへのメッセージを受信する。このメッセージは、アンテナ２３０Ａ−２３０Ｃのうちの１つ又は複数によって送出することができる。インターフェイス・ポート２３６は、このリモート・ユニットへのメッセージをコントローラ２００による設定により、復調エレメント２３４Ａ−２３４Ｃのうちの１つ又は複数に接続する。変調ユニット２３４Ａ−２３４Ｃは、このリモート・ユニットへのメッセージを適当なＰＮ符号によって変調する。変調エレメント２３４Ａ−２３４Ｃによって変調されたデータは、送信処理部２３２Ａ−２３２Ｃにそれぞれ受け渡される。送信処理部２３２Ａ−２３２Ｃは、メッセージをＲＦ周波数に変換し、その信号をアンテナ２３０Ａ−２３０Ｃからそれぞれ適当な信号レベルで送信する。インターフェイス・ポート２３６とインターフェイス・ポート２２６は、特定のリモート・ユニットからの信号をアンテナ２２２Ａ−２２２Ｃのいずれかを介して受信することは、必ずしも対応する送信アンテナ２３０Ａ−２３０Ｃがその特定のリモート・ユニットへの送信を意味するものではないということから、独立に動作するといえることに注意しなければならない。また、各アンテナを通じて送られる電力制御コマンドは同じものであり、同一の基地局からのセクタ・ダイバーシティは、最適な電力制御動作にとってクリティカルなものではないということにも注意しなければならない。これらの優位性は、さらに、送信ゲーティング（transmit gating）と呼ばれる処理を通じて、前述した米国特許出願シリアル番号08/144,901及び08/316,155に示すように、システムの優位性とすることができる。
前述した電力制御の複雑さに加えて、２つの基地局が異なるスイッチによって制御されているときに、２又はそれ以上の基地局の間でのソフトなハンドオフを試みる場合には、電力制御の処理は一層複雑なものとなる。ブリージングの処理もまた、従来の電力制御の機構を複雑なものにする。本発明は、ブリージングを行っている１連の基地局を通じて、これらの基地局が異なるスイッチによって制御されている場合も含めて、電力制御の管理を提供するための方法と装置に関するものである。
［発明の概要］
集中化された電力制御方法及び装置によって一連の基地局に対する集中化された電力制御が実現される。集中化された電力制御は、無線リンク・管理装置（radio link manager）（ＲＬＭ）によって行われる。リモート・ユニットがトラフィック・チャンネルを確立している各基地局は、各リバース・トラフィック・フレームに対応するパケットをセレクタに送出する。各フレームについては、利用可能な場合には、リモート・ユニットによって受信された最後のフォワード・リンク・フレームが削除されたもの（an erasure）としてデコードされたかどうかを示す削除表示ビット（erasure indication bit）（ＥＩＢ）を含む。ＲＬＭは、フォワード・リンク電力制御計算システムを動作させフレーム毎の計算結果を得る。このフレーム毎の計算結果は、トラフィック・チャンネル利得（traffic channel gain）とパイロット・チャンネル利得（pilot channel gain）の望ましい比、ＧTc／Ｇpilot、を与える。このように計算される比は、リモート・ユニットとの間で通信を確立しているすべての基地局に送信される。
本発明では、リバース・リンクの電力制御の管理についての集中化も行っている。本発明の好ましい実施の形態においては、ＲＬＭは、選択処理の出力における合計フレーム誤り率（aggregate frame error rate）を計算する。ＲＬＭは、絶対リバース・スレッショルド値（absolute reverse threshold value）を算出し、リモート・ユニットとの間で通信を確立している各基地局に受け渡す。このリバース・スレッショルド値は、フレーム毎に受け渡すことができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的、優位性は、以下に示す詳細な説明を、全体を通して対応する部分には同じ参照記号を付した付す空の図面に照らして解釈することによって、さらに明白なものとなろう。ここで、図面には、以下の内容が含まれている。
図１は、典型的な３セクタ基地局のアンテナ・パターンを示す図である。
図２は、３つの単一セクタ基地局からなる標準的なセルラー・システム（cellular system）の基本的な実施例を示す図である。
図３は、標準的なセルラー・システムの３セクタ基地局の基本的な実施例を示す図である。
図４は、それぞれが異なるスイッチによって制御される２つの異なる動作領域により構成される、基本的なＣＤＭＡ通信システムを示す図である。
図５は、同一のスイッチによって制御される２つの異なる動作領域により構成される、基本的なＣＤＭＡ通信システムを示す図である。
［好ましい実施の形態の詳細説明］
図４は、それぞれが異なるスイッチによって制御される２つの異なる動作領域により構成される、基本的な無線符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）通信システムを示す。動作領域３６は、無線通信システムを公衆電話網（public switch telephone network）（ＰＳＴＮ）に接続するスイッチ３２によって制御される。動作領域３８は、無線通信システムを公衆電話網（ＰＳＴＮ）に接続するスイッチ３４によって制御される。動作領域３６は、複数の基地局によって構成されるが、図４には、そのうち基地局１４及び基地局１６の２つのみが示されている。ＣＤＭＡ相互接続サブシステム（CDMA interconnect subsystem）（ＣＩＳ）６は、動作領域３６の基地局とセレクタのバンク（bank）並びに図４に示されていない他の装置とを相互接続する機能を実現する。特に、ＣＤＭＡ相互接続サブシステム６は、リモート・ユニット１０及びリモート・ユニット１０に対応する呼出信号（call signal）を処理するセレクタ２４との間での接続を確立することのできる基地局間での接続を提供する。
リモート・ユニット１０が基地局１４のみを介してアクティブ（active）なトラフィック・チャンネル通信リンクを確立しているときには、基地局１４は、ＣＩＳ６を介してデコードされたフレーム・データをセレクタ２４に受け渡す。セレクタ２４は、ボコードされたフレームをパルス・コード変調された（pulse code modulated）（ＰＣＭ）データに変換するボコーダにより構成され、ＰＣＭデータをスイッチ３２に受け渡す。基地局１４からセレクタ２４に到達するデータ・パケットは、基地局１４とリモート・ユニット１０の間の無線リンクについての情報を構成することもできる。セレクタ２４は、無線リンクについての情報を無線リンク管理装置（ＲＬＭ）２２に受け渡す。
公衆電話網（ＰＳＴＮ）からリモート・ユニット１０へのＰＣＭエンコードされたデータは、スイッチ３２からセレクタ２４に受け渡される。ＰＣＭデータは、セレクタ２４によってボコーダ・フレーム・データに変換される。ボコードされたフレームは、ＣＩＳ６を介して基地局１４に受け渡される。ＲＬＭ２２により、制御データをボコードされたフレームに付加（append）することもできる。リモート・ユニット１０は、自動車電話（a vehicle based telephone）、携帯型ユニット（a hand-held portable unit）、ＰＣＳユニット又は固定的な無線ローカル・ループ・ユニット（a fixed location wireless local loop unit）若しくはその他の音声（voice）あるいはデータ通信装置とすることができる。
動作領域３６では、ＲＬＭ２２がリモート・ユニット１０と、リモート・ユニット１０との間でアクティブな通信を確立している任意の基地局との間における無線リンクの無線インターフェイス（air interface）を制御する。本実施例では、ＲＬＭ２２の主要な機能の１つは、フォワード・リンクの電力制御及びリバース・リンクの電力制御の双方の動作を制御することである。フォワード・リンクの電力制御は、基地局が、リモート・ユニットによって測定されるフォワードフォワード・リンクの性能（performance）に基づいてリモート・ユニットに送信するフォワード・リンク・トラフィック・チャンネル信号のレベルを制御することによって行われる。リバース・リンクの電力制御は、リモート・ユニットが、リバース・リンクの性能に基づいて基地局に送信するリバース・リンク・トラフィック・チャンネル信号のレベルを制御することによって行われる。
リモート・ユニットは、ビット・エネルギーとノイズ電力密度との比（Ｅｂ／Ｎｏ）の定期的な測定又は削除されたもの（an erasure）としてデコードされたフレームの数がスレッショルド値を超える毎にメッセージを送出する等のいくつかの方法のいずれかによってフォワード・リンクの性能を測定することができる。好ましい実施の形態では、リモート・ユニットからのフォワード・リンク電力制御情報は、一般的に単にＩＳ−９５と呼ばれる”Mobil Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”、TIA/EIA/ＩＳ−95に基づいている。
ＩＳ−９５においては、基地局がフォワード・トラフィック・チャンネル電力制御をイネーブル（enable）すると、リモート・ユニットは、電力測定報告メッセージ（Power Measurement Report Message）を使用してフレーム誤り率（ＦＥＲ）の統計結果を基地局に報告する。基地局は、リモート・ユニットが特定の時間間隔におけるフレーム誤り率の統計結果を報告するように、周期的な報告動作をイネーブルすることができる。基地局は、また、リモート・ユニットがフレーム誤り率が所定のスレッショルド値に達した場合にフレーム誤り率の統計結果を報告するように、スレッショルド報告動作をイネーブルすることができる。これは、ＩＳ−９５のセクション７．６．４．１．１、the base station may use the reported frame error rate statistics to adjust the transmit power on the forward traffic channel"に基づく。注目すべき事実として、ＩＳ−９５は、基地局がフレーム誤り率に基づいてフォワード・リンクの電力制御を行う際の具体的な方法を規定していないため、基地局を設計する各製造業者は、フォワード・リンクの電力制御を行うために異なる方法を自由に設計することができることである。
好ましい実施の形態では、リモート・ユニットからのフォワード・リンク電力制御情報は、また、一般的にＪ−Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８と呼ばれる”Personal Station-Base Station Compatibility Requirements for 1.8 to 2.0 GHz Code Division Multiple Access（ＣＤＭＡ）Personal Communication Systems”ＡＮ−ＳＩ  Ｊ−ＳＴＤ−００８又は一般的にＩＳ−９５−Ａと呼ばれる”Mobil Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System + Telecommunication System Bulletin: Support for 14.4kbps Data Rate and PCS Interaction for Wideband Spread Spectrum Cellular Systems”TIA/EIA/ＩＳ−95-A + TSB74に対応させることができる。ＩＳ−９５−Ａにおいては、リモート・ユニットは、モービル・ステーション（a mobile station）と呼ばれる。J-Standard８では。リモート・ユニットは、パーソナル・ステーション（personal station）と呼ばれる。
ＩＳ−９５−Ａ及びJ-Standard８では、リモート・ユニットは、２つのモードのうちのいずれかで動作する。第一のモードは、ＩＳ−９５標準におけるリモート・ユニットの動作に基づくものであり、レート・セット１（Rate Set１）と呼ばれる。動作の第二の形式は、異なるデータ・レート（date rate）のセットでの動作に基づくものであり、レート・セット２（Rate Set２）と呼ばれる。レート・セット２のデータ・レートは、レート・セット１のデータ・レートよりも高い。リモート・ユニットがレート・セット２で動作しているときは、リバース・リンクで送信される各フレームは、削除表示ビット（ＥＩＢ）を構成する。このＥＩＢビットは、削除されたものとしてデコードされるフォワード・リンク・フレームを受信した後に‘１’にセットされる。その他のすべての場合には、ＥＩＢは‘０’にセットされる。表Ｉに、２つのレート・セットのそれぞれの４つのレート・セットについて、フレーム当りの情報ビットの数を示す。リバース・トラフィック・チャンネルにおける削除には、情報ビットは割り当てられない。
0004057061.tif 000002
フォワード・リンク電力レベルを制御するための一般的に用いられる従来技術においては、各基地局が、リモート・ユニットとの間で通信を行っている可能性のある他の基地局によって使用されるレベルを参照することなく、各トラフィックチャンネル信号のフォワード・リンク電力レベルの絶対値を個別に決定する。従来技術による典型的なシステム構成では、リモート・ユニットによって報告されるＦＥＲをスレッショルド値と比較して、ＦＥＲがスレッショルド値を僅かに上回るように対応するトラフィック・チャンネル信号の電力レベルを更新する。
従来技術における典型的な例としては、図４に示すＲＬＭ２２のような無線リンク・管理装置がスレッショルド値を制御する。このため、リモート機器の‘スーパー・ユーザ’（super user）について他のシステム・ユーザより低いＦＥＲが保証された場合には、そのリモート・ユニットとの通信を確立している各ベース・ステーションに対して無線リンク管理装置からメッセージを送出することによってスレッショルド値を変更することができる。
リモート・ユニットがハンドオフの状態にあるときには、図２に示す基地局のセクタと関連して説明されている方法に非常によく似た方法により、複数の基地局からのマルチパス信号の数を組み合わせることによって生成される総合計信号（total aggregation signal）に基づいてＦＥＲを測定する。基地局における変復調の動作とリモート・ユニットにおける変復調の動作の違いは、リモート・ユニットは、ハンドオフの間２つの異なる信号源（source）からの信号を受信するのに対し、基地局は、リモート・ユニットがハンドオフの状態にあるかどうかにかかわらず、同一のリモート・ユニットからの複数のマルチパス伝達信号（multipath propagation signal）を受信するという点にある。リモート・ユニットは、信号を生成した基地局の別に関係なく信号の各マルチパス・インスタンス（instance）に対応するパイロット信号の相対信号強度に基づいて復調エレメントの出力を組み合わせる。このように、ＩＳ−９５では、リモート・ユニットは、合計デコード信号に基づいて１つのＦＥＲ測定を実行して、このＦＥＲ測定結果をリモート・ユニットが通信を行っている各基地局に送信する。ＩＳ−９５−Ａ及びJ-Standard８では、リモート・ユニットは、ＦＥＲ測定結果ではなく合計信号に基づいて、単に、各フレームと共にＥＩＢを送出することとすることができる。
リモート・ユニットとの通信を行っている各基地局は、ＦＥＲをスレッショルド値と比較して、対応するフォワード・リンク・トラフィック・チャンネルの送信電力レベルを増大させ、減少させ、又はこれをそのまま維持する。ここで、このようなシステムの欠点に留意されたい。各基地局が同じ計算方法と同じスレッショルド値を用いている場合でも、リモート・ユニットのサービスに対して同じ優先順位を持った２つの基地局は、そのリモート・ユニットに対して異なるレベルで信号を送信する場合がありうる。このような異なるレベルは、各基地局の出力の絶対電力レベルが、計算システムの動作が開始される際の初期値に依存していることにより発生する。リモート・ユニットが動作領域の中を移動すると、ハンドオフがランダムな時間間隔によって開始し、新しく追加された基地局のトラフィック・チャンネル電力レベルの初期絶対値は、リモート・ユニットがすでに通信を行っている他の基地局によって用いられているトラフィック・チャンネル電力レベルとは無関係である。ここで、新しい基地局が追加された時点で、リモート・ユニットがすでに適正なＦＥＲで動作している場合を考える。新しく追加された基地局のトラフィック・チャンネル電力レベルの初期値が低い場合には、新しく追加された基地局の信号電力がリモート・ユニットのＦＥＲに与える影響は最小限のものとなる。リモート・ユニットにおけるＦＥＲがすでに受容可能なものであるため、新しく追加された基地局の送信電力は初期値のままである。このように、もとの基地局の優先順位が新しく追加された基地局と同じ優先順位を持っており、もとの基地局が新しく追加された基地局によって使用される初期値よりも高い電力レベルで送信を行っている場合には、これらの基地局の双方における送信レベルは一定であるが異なる値となる。このように、あるリモート・ユニットに対して同じ優先順位を持った２つの基地局が、２つの異なる絶対電力レベルでトラフィック・チャンネル信号を生成する場合がありうる。システム的な観点からは、このようなバランスを欠いた動作によって、最も高いレベルで信号を送信する基地局から他のリモート・ユニットに対する不当な妨害を引き起こすことが考えられる。
２つの異なるトラフィック・チャンネルが異なる値を持っている場合でも、リモート・ユニットへのサービスについて同じ優先順位を持っている場合には、各基地局のパイロット信号強度は、リモート・ユニットによって測定されるものと同じになる。リモート・ユニットでは、パイロット信号の相対信号強度に基づいて組み合わせ動作が行われる。組み合わせ処理は、同じ強度を持ったパイロット信号に基づいて強度の異なるトラフィック・チャンネル信号を組み合わせる場合には、最適状態には及ばない状態において（in a suboptimal fashion）行われる。
また、上述した理由から、各セクタによって送信される相対電力を適正に制御することによってハンドオフの境界が各基地局の間で適正に配置されるようにすることが重要である。このバランスを保持するための処理は、“基地局ブリージング”（base station breathing）の処理によって実現される。前述した米国特許に詳述されているように、基地局ブリージングの処理の間では、基地局の総出力電力は送受信電力にもとづいて制御される。ブリージング処理は、基地局の総合計出力電力に基づいて行われるため、任意のトラフィック・チャンネルに対して電力制御機能（power control mechanism）によって生成される‘絶対値’は、基地局によって実際に送信されるレベルの評価にすぎない。ブリージングによる優先順位処理効果（overriding effect）のため、電力制御機能によって返される同一の‘絶対値’は、基地局の負荷状態に応じて随時変化する実際の送信電力レベルの変動を反映する。
このシステムのもう１つの優位性は、大規模な通信システムに様々な最大信号レベルを持った基地局が含まれている場合に発揮される。例えば、大きな基地局では合計２０ワットの送信を行うことができるのに対し、小さな基地局では１ワット又はそれ以下の出力のみを送信可能な小さなカバー・エリアに対するサービスを行っている。このように、‘絶対的な’レベルを算出するための計算システムは、さらに不明確なものとなる。
本発明による構成のさらなる優位性としては、電力制御機能を集中化し、システム全体を通じてパイロット信号強度に関連した統一的な電力制御を行うことによって、従来技術の欠点を克服できることが挙げられる。
前述したように、各基地局から送信される合計フォワード・リンクＣＤＭＡ信号の電力は、合計フォワード・リンク・信号を生成するために組み合わされる信号の数とその相対電力の関数となる。例えば、合計フォワードリンク信号には、ページング・チャンネル、パイロット信号、同期チャンネル及び複数のトラフィック・チャンネルを含めてもよい。このように、システム中の各セクタは、そのセクタが送信する信号の数、相対信号強度及びデータ・レートに基づいて独立した合計信号強度を持っている。好ましい実施の形態では、フォワード・リンク信号出力を生成する各変調エレメントは、その生成する信号レベルを示すディジタル信号を出力する。各変調エレメントの出力表示は、他の出力表示に加算される。このような方法により、合計信号レベルの表示が生成される。合計信号強度を示すフォワード・リンク・ゲイン信号を生成するするための方法及び装置については、本発明の譲受人に譲渡された１９９５年９月８日出願の米国特許出願シリアル番号No.08/525,899、”APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM”に詳述されている。
このような電力制御構造により、基地局から送信されたパイロット信号のレベルに対して、各トラフィック・チャンネル信号の電力を相対的に定めることが容易となる。例えば、基地局についてトラフィック・チャンネル利得（ＧTc）対パイロット・チャンネル利得（Ｇpilot）の値が与えられている場合には、基地局は、そのように与えられた比の値にパイロット・チャンネル電力を乗じてトラフィック・チャンネル電力の計算値を得ることができる。このように、基地局は、電力制御のアルゴリズムを実行せずに、単に、比に送信しているパイロット信号電力を乗ずる。
本発明では、集中化された電力制御はＲＬＭによって制御される。ＲＬＭは、電力制御計算システムを動作させる。ここで再び図４を参照すると、動作領域３６においてリモート・ユニット１０との間でトラフィック・チャンネルを確立している各基地局は、各フレームに対応するパケットをセレクタ２４に送出する。パケットは、使用中のデータ・セット、複数の基地局からのアライニング・データ（aligning data）のシーケンス番号及びフレームに対応するデータ・レートを含んでいる。対応するフレームがレート・セット１で動作している場合には、リモート・ユニットは、ＦＥＲを含むメッセージを繰り返し送出する。対応するフレームがレート・セット２で動作している場合には、ＥＩＢが含められる。
リモート・ユニットがレート・セット１で動作している場合には、セレクタ２４は、ＦＥＲ情報をＲＬＭ２２に受け渡す。ＲＬＭ２２は、フォワード・リンク電力制御計算システムを動作させて、フレームあたり１つの計算結果を得る。フレーム当たりの計算結果は、望ましいＧTc/Ｇpilotの比である。この望ましい比は、リモート・ユニット１０との間で通信を確立している基地局に送信される。リモート・ユニットによるＦＥＲの測定結果は、実際にはフレームのセットにわたるＦＥＲの平均値である。このため、このような電力制御システムにおいては、本質的に遅延が存在する。
リモート・ユニットがレート・セット２で動作している場合には、セレクタ２４は、ＥＩＢ情報をＲＬＭ２２に受け渡す。ＲＬＭ２２は、フォワード・リンク電力制御計算を実行してフレームあたり１つの計算結果を得る。このフレーム当たりの計算結果もまた、望ましいＧTc/Ｇpilotを与えるものである。計算された比は、リモート・ユニット１０と通信を確立している基地局に送信される。ＥＩＢは、リモート・ユニットからフレーム毎に送出される。このため、ＦＥＲの測定に固有の遅延を取り除くことができる。ＥＩＢを用いる場合の他の利点としては、１ビットの長さを持つに過ぎないため、パケット内でのより効率的なビット割り当てが可能になるという点がある。
本発明の優位性は、システム全体としての容量を制御しうる点にある。また、最小動作ＦＥＲを選択することによってもシステムの容量を設定することができる。より高いＦＥＲを用いる場合には、より小さなＦＥＲを用いる場合よりも多くの容量で動作することができるため、より多くのユーザに対応することができる。システムのＦＥＲが集中的に制御されるため、システム全体のＦＥＲの値は、ＲＬＭによって使用される計算のシステムを変更することによって制御することができる。このようにして、大きなトラフィックが要求される場合には、その領域内でおいて対応するＦＥＲの値を一時的に大きな値とすることにより、すべてのユーザについての信号品質の劣化と引き換えにより多くのユーザに対応することができる。
また、本発明によれば、ある基地局の動作点（operating point）を他の基地局との関係において変更することが容易である。例えば、ネットワーク計画の不備により、ある基地局が要求カバー・エリアを提供できない場合がある。また、基地局が、例えばアンテナが損傷すると、一時的に障害を発生する場合がある。ＧTc/Ｇpilotの値を隣接する基地局における値に比べて大きく設定することにより、その基地局の相対的な性能を向上させ、リモート・ユニットにおける隣接基地局からの信号への依存度を低下させることができる。
本発明の他の大きな優位性は、各フレームの利得を独立に調整できることである。シーケンスの中の特定のフレームが、他のフレームよりも重要度が大きい場合を考える。例えば、あるフレームが他のシステムへのハード・ハンドオフの表示を含んでいる場合には、リモート・ユニットによってメッセージが受信されなければならず、受信が行われない場合には、通信は維持されない。受信を確実に行うためには、このようなメッセージをリモート・ユニットに供給する際の相対電力を増加させることが有利である。本発明では、特定のフレーム又はフレームのセットについての電力の増加を比較的容易に行うことができる。ＲＬＭは、問題とされるフレームに対応するＧTc/Ｇpilotの比を増加させ、問題とされるフレームが終了した後にＧTc/Ｇpilotの比を通常の動作状態におけるレベルに戻す。
各基地局が、その送信するパイロット信号に比較して同じ相対レベルでトラフィック・チャンネルを送信しているときには、同じ優先順位を持った基地局がリモート・ユニットに異なる信号レベルを持つ場合の問題は解消される。また、この場合には、トラフィック・チャンネル及びパイロット・チャンネル利得は基地局間で一定の比を持っているため、最適化されない組み合わせ動作（suboptimal combining）の問題も解消される。ブリージング及びブラッサミングの処理は、ブリージング及びブラッサミングの動作の双方が基地局の合計送信電力に基づいて行われ、トラフィック・チャンネル利得対パイロット・チャンネル利得の比を変更しないものであるため、本発明とよく整合する。
集中化された電力制御は、リバース・リンクの電力制御動作においても大きな優位性を持っている。図２は、基地局３６２、３６４及び３６８がボコーダ・データのフレームをセレクタ３７２に供給する典型的な構成を示したものである。好ましい実施の形態では、図４では、図２に示した構造を組み込んでいる。図４では、選択の処理は、好ましい実施の形態では、前述した米国特許出願シリアル番号No.08/519,670に対応するセレクタ２４によって実行される。
リモート・ユニットとの間で通信を行っている各基地局は、各フレーム毎に、評価データ・レート（estimated data rate）、評価データ（estimated data）及び信頼性ファクタ（confidence factor）を含むデータ・パケットを供給する。セレクタ２４は、最も大きな信頼性ファクタを持ったフレームを選択して、これをボコーダに受け渡す。セレクタ２４は、受信した評価データの残りを破棄する。セレクタ２４の出力における誤り率が算出される。リモート・ユニットがソフト・ハンドオフの状態にあるときには、選択処理に対してデータを供給する複数の基地局が存在するため、各基地局からの入力ＦＥＲは、選択処理の出力において得られる望ましいＦＥＲを遥かに超えたものとなる。例えば、典型的なＣＤＭＡシステムにおいて、３つの基地局が選択処理にフレームを供給している場合には、各基地局はＦＥＲの値として３０％もの値を持っていたとしても、選択処理の出力ではＦＥＲとして１％程度の望ましい値を得ることができる。各基地局からのＦＥＲの値は、最も好ましいＥb/Ｎoの値を持ったリモート・ユニット信号を受信する基地局においてＦＥＲの平均値が最低となる場合には、他の基地局からの値とは一般的に異なったものになる。
リバース・リンクにおける電力制御は、リモート・ユニットが通信を行っている相手方の基地局によって制御されるリモート・ユニットからのリバース・リンク信号の送信電力レベルによって設定される。各基地局は、受信するマルチパス信号を組み合わせる。基地局がソフト・ハンドオフの機能を有する場合には、基地局は、異なるセクタからの信号を組み合わせることによってデコーダへ入力する１つの信号を生成することができる。デコーダは、合計復調データを受信してリモート・ユニットによってエンコードされる信号のデータ・レート、実際のデータの評価及び信頼性ファクタの決定を試みる。信頼性ファクタは、デコーダがそれによって評価データを選択する、信頼性を羽根医する。このようなデコーダの動作についての情報は、本発明の譲受人に譲渡された１９９４年４月２６日出願の米国特許出願シリアル番号No.08/233,570、”METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING DATA RATE OF TRANSMITTED VARIABLE RATE DATE IN A COMMUNICATIONS RECEIVER”に開示されている。
各基地局のデコーダ出力においては、ＦＥＲが計算される。従来技術によるリバース・リンク電力制御ループでは、フレーム毎にＦＥＲをスレッショルド値と比較する。ＦＥＲがＦＥＲのスレッショルド値を超えると、基地局は、リモート・ユニットに送信電力レベルを増加させるためのコマンドを送出する。ＦＥＲがＦＥＲのスレッショルド値より小さい場合には、基地局はリモート・ユニットに送信電力レベルを減少させるためのコマンドを送出する。リモート・ユニットは、そのリモート・ユニットが通信を行っているすべての基地局が電力レベルの増加を要求する場合に限り、送信信号レベルを増加させる。リモート・ユニットは、そのリモート・ユニットが通信を行っている基地局のいずれかが電力レベルの減少を要求する場合には、送信信号レベルを減少させる。一般的には、リモート・ユニットと通信を行っている１つの基地局が、そのリモート・ユニットに対する最も優位な通信経路を持っている。他の基地局は、そのリモート・ユニットからの電力レベルの増加を絶え間なく要求するであろう。このように最も有利な接続を有する基地局は、増加の要求を他の要求とともに送出し、リモート・ユニットはその送信電力を増加させる。したがって、通常のハンドオフ動作では、最も有利な接続を持った基地局が、リモート・ユニットの出力電力を実際に制御する。
従来技術によるフォワード・リンク構成と同様に、従来技術によるリバース・リンクの電力制御構成では、ＦＥＲスレッショルド比較値は、ＲＬＭ２２によって制御される。ＲＬＭ２２は、各基地局に対して選択処理の出力における合計ＦＥＲに基づいてその使用しているスレッショルド値を増加又は減少させるコマンドを伝送する。従来技術によるフォワード・リンク制御機構と同様に、各基地局が同じアルゴリズムによって動作している場合には、各基地局は計算システムの動作を同時に開始せずあるいはスレッショルド値を共通とするための関連付けもなされていないため、スレッショルド値は基地局ごとに異なる場合がある。このため、同じＦＥＲを持ったリモート・ユニットからの信号を受信する２つの基地局は、ＦＥＲを異なるスレッショルド値と比較することがある。リモート・ユニットからの信号をより大きなスレッショルド値と比較する基地局が、実際にリモート・ユニットの電力レベルを制御することとなる。より小さなＦＥＲのスレッショルド値を持つ基地局は、リモート・ユニットに対してその送信電力レベルを増加させるためのコマンドを連続して送信する場合があるが、リモート・ユニットは、少なくとも他の１つの基地局が送信電力レベルの増加を要求していない限りこのようなコマンドには応答しない。選択処理の出力における合計ＦＥＲが受容可能なものである限り、ＲＬＭは、いずれの基地局においてもスレッショルド値を変更しない。
このような構成においては、より高いＦＥＲのスレッショルド値を持っており、リモート・ユニットの電力レベルを実際に適正なレベルに制御している基地局が、リモート・ユニットとの接触（contact）を失った場合に問題を生じる。この場合には、より小さなＦＥＲのスレッショルド値を用いている基地局が、リモート・ユニットの動作を制御することを開始する。このようにして、リモート・ユニットは、その送信電力を増加させ始める。しかしながら、リモート・ユニットは、すでに、セレクタの出力側で適正なＦＥＲを生成するように動作しているため、一般には電力の増加は必要とされない。このように、リモート・ユニットは、ＲＬＭスレッショルド値制御ループがＦＥＲの不適当な減少を検出するまで、その送信電力を不必要に増加させ、そのような不適切な動作をしている基地局（offending base station）を含むすべての基地局のＦＥＲのスレッショルド値を増加させる。ＦＥＲのスレッショルド値が増加してリバース・リンク電力制御ループが応答するまで、システム中で動作する他のリモートユニットに不当な妨害を与え、また、これにより、これらのユニットからの誤り率を高いものとする。不適当な動作をする基地局でのスレッショルド値が必要なＦＥＲのスレッショルド値に比べて非常に高い場合には、ループの応答時間は、かなり長いものとなる。このように電力制御動作が最適に行われない場合には、システム全体としての容量が減少する。
この問題を緩和するために、本発明では、電力制御の機能を再びＲＬＭに移行させる。好ましい実施の形態では、ＲＬＭ２２は、選択処理の出力での合計ＦＥＲを計算する。合計ＦＥＲは、リモート・ユニット１０との間でアクティブな通信が確立されている各基地局によって使用される絶対リバース・スレッショルド値を計算するシステムに入力される。再び、このリバース・スレッショルド値は、フレーム毎に渡される。セレクタ２４及びＲＬＭ２２に渡される情報は、従来技術と本発明において同一であることに注意されたい。本発明のもう１つの優位性として、システム全体の容量を制御できる点がある。選択された最小動作ＦＥＲも、システムの容量を設定する。より高いＦＥＲのレートが使用される場合には、低いＦＥＲを使用した場合に比べて容量が大きくなるため、同じシステムでより多くのユーザに対応することができる。システムのＦＥＲは、計算システムによって制御されるため、システム全体のＦＥＲは、ＲＬＰによって使用される計算システムを変更することによって制御することができる。このように、トラフィックが大きい時には、その領域内の対応するＦＥＲを一時的に増加させることによって、すべてのユーザの信号品質の劣化と引き換えにより多くのユーザに対応することができる。
基地局において、リモート・ユニットからのデコードされたフレームのＦＥＲを計算して、その結果を絶対ＦＥＲの形で与えられるリバース・スレッショルド値と比較することとしてもよい。しかしながら、絶対スレッショルド値は、必ずしもＦＥＲスレッショルド値の形をとる必要がないことに注意されたい。例えば、好ましい実施の形態では、リバーズ・スレッショルド値は、対応するリモート・ユニットによって生成される復調されたウォルシュ・シンボル（Walsh symbol）のエネルギーとＲＦチャンネルにおける総合電力スペクトル密度の比である。リバース・リンクの性能の測定としては、任意のものを使用することができる。
システムの各基地局がリバース・スレッショルドを用いて動作しており、１つの基地局との間における通信が失われた場合には、残りの基地局は、直ちにそのリモート・ユニットへの有効な電力制御コマンドの供給を開始する。このようにして、電力制御が最適な状態から外れることはなく、また、システム全体としての容量は維持される。
他の優位性としては、新しい基地局がリモート・ユニットとの通信を開始すると、これらの基地局に対して適正な動作レベルが渡されることである。従来技術による方法では、新しい基地局がリモート・ユニットとの通信を開始してからその基地局がリバース・リンク動作のための適正なリバース・スレッショルド値に追従するまでの間に、固有の遅延時間が存在していた。本発明では、絶対及び適正な値が、動作が開始するときに直ちにリモート・ユニットに伝送される。
集中化された電力制御の簡潔性は、相互接続動作が行われるときにより明白となる。再び図４を参照すると、動作領域３８は、第二のシステムに対応する。動作領域３８は、ことなるキャリアによって動作するものでもよい。動作領域３８は、異なる会社によって製造された設備を含んでいてもよく、動作領域３６の設備と異なる方法で動作をするものであってもよい。
動作領域３８は、複数の基地局を含むものであり、図４には、このうち基地局１８及び２０の２つのみが示されている。ＣＤＭＡ相互接続システム（ＣＩＳ）８は、動作領域３８の基地局とセレクタのバンク並びに図４に示されていない他の装置とを相互に接続する機能を提供する。特に、ＣＩＳ８は、リモート・ユニット１２との接続を確立しうる基地局とリモート・ユニット１２に対応する呼出信号を処理しうるセレクタ２８との間の接続を提供する。
リモート・ユニット１２が基地局１８のみを介してアクティブなトラフィック・チャンネル通信を確保したときは、基地局１８は、デコードされたフレーム・データをＣＩＳ８を介してセレクタ２８へ渡す。セレクタ２８は、ボコードされたフレームをパルス・コード変調（ＰＣＭ）データに変換するボコーダにより構成され、ＰＣＭデータをスイッチ３４に受け渡す。基地局１８からセレクタ２８に到達するデータ・パケットは、基地局１８とリモート・ユニット１２の間の無線リンクについての情報を含むこともできる。セレクタ２８は、無線リンクについての情報を無線リンク管理装置（ＲＬＭ）２６に受け渡す。
ＰＣＭエンコードされたデータは、スイッチ３４からセレクタ２８へ渡される。ＰＣＭデータは、セレクタ２８内でボコードされたフレーム・データに変換される。ボコードされたフレームは、ＣＩＳ８を介して基地局１８に渡される。ＲＬＭ２６により、無線リンク制御データをボコードされたフレームに付加することもできる。
リモート・ユニット１２は、好ましい実施の形態では、ＩＳ−９５、J-Standard、ＩＳ-９５-A又はその他の技術基準に基づいて動作するリモート・ユニット１０と同様な動作をする。リモート・ユニット１２は、自動車電話、携帯型ユニット、ＰＣＳユニット又は固定的な無線ローカル・ループ・ユニットあるいはその他の音声もしくはデータ通信装置とすることができる。
動作領域３８の中だけで動作するときには、ＲＬＭ２８は、リモート・ユニット１２と、リモート・ユニット１２との間でアクティブな通信を確立している任意の基地局との間の無線インターフェイスを制御する。再び、ＲＬＭ２６の主要な機能の１つは、フォワード・リンクの電力制御機能及びリバース・リンクの電力制御機能の双方の動作を制御することである。
相互接続動作は、リモート・ユニット１２が動作領域３８にある基地局１８との間でアクティブな通信の状態にあり、動作領域３６に近づいたときに開始する。リモート・ユニット１２が基地局１６のカバー・エリアに入ると、リモート・ユニットはこれを基地局１８に通知する。この時点では、理想的なシステムにおいては、リモート・ユニット１２は、基地局１６と基地局１８との間でのソフトなハンドオフの状態となる。しかしながら、異なる動作領域にある基地局の間でのソフトなハンドオフには、いくつかの問題点がある。
第１の問題点は、ＣＩＳ８が基地局１６に対して直接に接続されない点である。この問題点は、いくつかの方法のいずれかによって克服できる。ＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−４１Ｃ、”Cellular Radio Intersystem Operations”は、一般にＩＳ−４１と呼ばれる。ＩＳ−４１は、異なる動作領域のスイッチ間における通信に対して、ハードなハンドオフをサポートするための技術標準を定義する。ＩＳ−４１では、現在のところシステム間におけるソフトなハンドオフをサポートするためのプロトコルを提供していない。ある実施例においては、リモート・ユニット１２からの必要な情報は、セレクタ２４、スイッチ３２を介して基地局１６からＣＩＳ６へ渡すことができる。スイッチ３２からは、この情報は、ＩＳ−４１のような接続又はその他の接続を用いてスイッチ３４に渡される。スイッチ３４からは、この情報はセレクタ２８に渡すことができる。ここに説明した経路のミラー処理を行うリバース経路は、リモート・ユニット１０へ送信するために、情報をセレクタ２８から基地局１６へ返送する。このようなスイッチ・トゥ・スイッチ接続（switch−to−switch connection）における引き伸ばされた特質は、不必要な遅延時間を発生し、不必要な資源の消費にもつながる。
第二の接続の方法を図５に示す。ＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−６３４、”MSC-BS Interface for Public 800MHz”ＩＳ−６３４は、動作領域間における接続の技術基準を定めるものであり、ソフトなハンドオフをサポートする。ＩＳ−６３４の基本的な実施例を図５に示す。図５では、図４に示したのと同様のエレメントには同様の参照識別子を用いている。スイッチ３４は取り除かれ、スイッチ３２により、動作領域３８にある基地局とＰＳＴＮの間及び動作領域３６にある基地局とＰＳＴＮとの間の接続を行っている。
基地局１６とセレクタ２８の接続を行うためのより効率的な第三の方法は、ＣＩＳ６をＣＩＳ８に接続することである。ＣＩＳ６とＣＩＳ８の間の接続も図５に示す。この接続は便利であるが、異なるシステムにおいてアーキテクチャが大きく異なるため、現実の産業界においては効果的な方法ではない。接続４０のような接続を設けることができるのは、動作領域３６と動作領域３８が非常によく似た構造となっている場合に限られる。しかしながら、このような効率的な接続を利用できる場合には、本発明の原理を直接に適用することができる。
第二の問題は、電力制御のパラメータを算出するために用いられる方法が２つの動作領域において異なることである。本発明では、２つのシステムの間で３つの電力制御制御情報、即ち、ＥＩＢ（又はＦＥＲ）、ＧTc/Ｇpilot及びリバース・スレッショルド値が伝送される。これらの３つの情報から、いくつかの方法の１つが、電力制御ループを制御するために用いることができる。従来技術における値は、２つのシステムの間で伝送されるパラメータを本発明の電力制御プロトコルにしたがって積算することによって得られることに注意されたい。
例えば、リモート・ユニット１２が基地局１６のカバー・エリアに入る上述の例を再び参照し、動作領域３８が、従来技術に基づいてモデル化された電力制御方法を使用しているものとする。また、リモート・ユニット１２は、レート・セット２によって動作しているものとする。このようなケースでは、フォワード・リンクの電力制御ループを制御するために、ＲＬＭ２６は、各基地局が用いているスレッショルドを認識しないままに、その制御の基でターン・アップ（turn-up）及びターン・ダウン（turn-down）スレッショルド表示を基地局に送出し、リモート・ユニット１２は、各フレームとともにＥＩＢを送出する。動作領域３６は、本発明の電力制御プロトコルにしたがって（また、動作領域３６が集中化された電力制御で動作しているかどうかに関係なく）動作するため、ＲＬＭ２６は、ＩＳ−６３４リンクを介して基地局１６からＥＩＢ表示を受け取る。ＲＬＭ２６は、動作領域３８にある基地局で用いられているものと類似の又は異なる計算システムを用いて基地局１６に対して対応するＧTc/Ｇpilotの値を計算することができる。ＲＬＭ２６は、さらに、ＧTc/Ｇpilotの値をＩＳ−６３４リンクを介してＣＩＳ−６に渡す。
動作領域３６が本発明に対応する電力制御機能を使用している場合には、基地局１６は、ＧTc/Ｇpilotの値を用いて、対応するフォワード・リンク・トラフィック・チャンネルの電力レベルを直接に設定することができる。動作領域３６が従来技術による電力制御機能を使用している場合には、基地局１６は、リモート・ユニット１２に対して送信している信号の電力レベルを増加又は減少すべきことを示すコマンドの受信を待つ。この場合には、基地局１６又はＲＬＭ２２が、最後のＧTc/Ｇpilotの値を現在のＧTc/Ｇpilotの値と単に比較し、適正な増加又は減少のコマンドを生成する。このように、本発明の電力制御プロトコルによれば、従来技術による電力制御システムとの強調動作を容易に行うことができる。
上述の類似の機能は、リバース・リンクの電力制御において実現可能なことに留意されたい。本発明の電力制御プロトコルは、通信がＩＳ−６３４リンク、ＩＳ−４１リンク又は他のリンクのいずれにおいて行われる場合でも等しく良好に動作する。現実のアーキテクチャでは、本発明の電力制御プロトコルを使用する場合でも、機能の割り当てと通信リンクの経路は２つの動作領域の間でかなり異なったものとなる。
本発明の電力制御プロトコルのもう１つの特徴は、動作システムの間で３つのデータを転送するために使用される実際のビット割り当てとフォーマットである。データのフォーマットは、動作システム間で一致していなければならず、したがって通信業界において標準化されるべきものである。ＩＳ−６３４は、それによって統一したシステム間の通信が定義される機能を提供するものである。
一般的には、動作領域は、標準的な６４キロビット毎秒（kbit）又は５６kbitのディジタル・チャンネルであるＤＳΦリンクによって接続される。ＤＳΦリンクは、物理インターフェイス層又はレイヤ１と呼ばれる。各ディジタル・チャンネルは、ソフト・ハンドオフで単一のリモート・ユニットをサポートするために使用される。６４kbitのディジタル・チャンネルは、４つの１６kbitサブレート・チャンネル（subrate channel）に分割される。５６kbitディジタル・チャンネルは、３つの１６kbitサブレート・チャンネルに分割される。サブレート・チャンネルは、例えば、各サブレート・チャンネルがＤＳΦの８ビットのうちの２ビットを占めるといった方法でディジタル・チャンネルの上にマルチプレクス（multiplexed）される。１つのディジタル・チャンネルは、そのリモート・ユニットが通信を行っている最大４つまでの異なる基地局からの単一のリモート・ユニットへの対応するデータを伝送するために使用される。
好ましい実施の形態では、レイヤ２のフレーム構造は３２０ビットを占める。最初の１６ビットによってフラグが指定される。このフラグは、データ・フレームの開始を示す。好ましい実施の形態では、フラグの値は１６進において０６Ｂ９である。次のビットのセットによって、情報フィールドが構成される。情報フィールドの中の情報ビットの数は、以下に説明するようにレート・セットとデータ・レートによって異なったものとなる。情報フィールドに続いて、フレーム・チェック・シーケンスが置かれる。このフレーム・チェック・シーケンスは、標準的なＬＡＰフレーム・チェック・シーケンスにより構成される。ＬＡＰとは、リンク・アクセス手順（Link Access Procedure）の意味であり、レイヤ２において、データ・リンクの確立、フレーム・アライメント（frame alignment）、フレーム・シーケンシング（frame sequencing）、フロー・コントロール（flow control）、フレーム・エラー検出及び再送のために使用される。ＬＡＰフレーム・チェック・シーケンス（ＦＣＳ）は、たいていの場合、ＬＡＰフレームの全体（例えば、スタート・フラグとＦＣＳ自身の間にあるものすべて）をカバーするＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）である。最後に、レイヤ２の３２０ビットフのレームを完了するためのフィル・ビット（fill bits）のセットが置かれる。表IIは、フォワード及びリバースのレイヤ２のフレームそれぞれに対する４つのデータ・レートにおけるフレーム当たりのフィル・ビット数とリバースのレイヤ２のフレームに対しての削除表示（erasure indication）及びアイドル表示（idle indication）を示す。“アイドル”の状態は、基地局が、リモート・ユニットからの情報信号をデコードするためのコマンドを受け取っているが、まだそのリモート・ユニットからの情報信号を受け取っていないような場合に発生する。
0004057061.tif 000003
レート・セット２、フル・レートフレームを除く各レイヤ２のフレームの同期動作のために８８個の同期ビットが使用される。選択された同期ビットの数により、同期ビットがフラグ・フィールド・ビットの先行し、集合シーケンス（aggregate sequence）がそれ自体と比較されるとき、ビットの値が一致しているビットの数がビットの数１０４と等しくなる。理想的には、フラグ及びそれに先行する同期ビットが任意のビット数のオフセットを与えられた状態でそれら自身と比較されるとき、オフセットされたシーケンスが一致するビット位置の数は、オフセットされたシーケンスが一致しないビット位置の数に等しい。現実には、オフセットされたシーケンスが一致する位置の数とオフセットされたシーケンスが一致しない位置の数との間の差異は１０４に比べて小さい。好ましい実施の形態では、７次の生成多項式ｇ（ｘ）＝ｘ7＋ｘ4＋ｘ3＋ｘ2＋１によって生成された１２７ビット長の長さの最大長シーケンスのは、切り捨てられて次の８８ビットの同期パターンのシーケンスを生成する。
００１１００００１１１１０１１１１１０１０１１０１０１００１１０１１００１１１０１１０１１１０１００１００１０１１０００１１１００１００００１０１１１０００００１１０１００００
可変長の情報フィールドは、本発明に従った情報を含む。情報ビットは、レイヤ３の情報と呼ばれる。レイヤ３の情報の好ましい実施の形態を表IIIに示す。表IIIのコラム２に、フォワード・リンク、レート・セット２、フルレート・フレームについてのビット・フォーマットを示す。表IIIのコラム１に、他のすべてのフォワード・リンク・フレームについてのビット・フォーマットを示す。表IIIのコラム４に、リバース・リンク、レートセット２、フルレート・フレームについてのビット・フォーマットを示す。表３のコラム３に、他のすべてのリバース・リンク・フレームについてのビット・フォーマットを示す。
0004057061.tif 000004
４種類のフレームのそれぞれの最初のビットは、そのパケットがフォワードのパケットであるかリバースのパケットであるかを示す。フォワード／リバースの表示を最初に置くことにより、パケット全体を受け取る前にパケットの処理を直ちに開始することができる。次の３ビットは、フレームを時間的に整列させるために使用するシーケンス番号である。シーケンス番号は、ＣＤＭＡのシステム時間であり８の剰余系である。シーケンス番号は、ＣＤＭＡのフレームの空中における（over the air）送信時間に対応する。シーケンス番号を２番めに置くことにより、アライメント（alignment）及びアサイメント（assignment）を、そのシーケンス番号に対応する他のフレームを待つための適当な格納位置に置くことができる。シーケンス番号を始めの部分に置くことにより、全パケットの到達が遅すぎた場合にこれを無視することもできる。
フォワード・リンク・フレームの次の８ビットであるビット５−１２は、フォワード・トラフィック・チャンネル利得と呼ばれるＧTc/Ｇpilotの比である。フォワード・トラフィック・チャンネル利得比は、次のように計算される。
フォワード・トラフィック・チャンネル・利得比
＝Ｍｉｎ（［（Ａt／Ａp）＊１２８］，２５５）
ここで、Ａt＝フルレート・フォワード・トラフィック・チャンネル利得
Ａp＝パイロット・チャンネル利得
［Ｘ］＝Ｘを超えない最大の整数
Ｍｉｎ（Ｘ，Ｙ）＝Ｘ又はＹのうちより小さいもの
を示し。
フォワード・フレームの次の８ビットであるビット１３−２０は、リバース・トラフィック・チャンネルＥW／ＮTである。リバース・スレッショルド値は、ＥWを合計復調ウォルシュ・シンボルのエネルギーの比、ＮTをＲＦチャンネルの合計受信電力スペクトル密度としたときに、ＥW／ＮTで示される。リバース・スレッショルド値ＥW／ＮTのフィールドは、０．１dB単位で０から２５５までの範囲を持っており、それぞれ０から２５．５dBに対応する。
ビット位置２１は、トラフィック・チャンネル情報がレート・セット２のフルレートに対応するかどうかを示す。トラフィック・チャンネル情報がレート・セット２のフルレートに対応する場合には、コラム２に示すように、トラフィック・チャンネル情報はビット２２から始まる。フレームがレート・セット２のフルレートでない場合には、次の３ビットによって、表IVに示すように、データのエンコードに使用されたその他のデータ・レートを指定する。ビット位置２５から、実際のトラフィック・チャンネル情報が開始する。
0004057061.tif 000005
表IIIのコラム２は、ビット２１が示すとおり、レート・セット２のフルレートにのみ使用されることに注意されたい。このレートセットは、接続が確立したときに、サービスについてのネゴシエーション（negotiation）の結果として選択される。接続が確立された後に、レート・セットが変更されることは殆どない。レート・セットが通信の途中で変更される場合には、そのレートの変更はサービスについての再度のネゴシエーションの結果として行われる。これ以外の実施の形態においては、レート・セットが固定された既知のものであるため、ビット効率の観点から各フレーム内にレート・セットの指定は送出されない。
最後に、レイヤ３のフィル・ビットがレイヤ３のフレームを完了するために使用される。表Ｖにフォワード方向の各レート・セットについての４つのデータ・レートにおけるフレーム当たりレイヤ３のフィル・ビットの数を示す。
0004057061.tif 000006
フォワード・トラフィック・チャンネル情報は、基地局からリモート・ユニットに送出される情報である。好ましい実施の形態では、ＩＳ−９５又はＩＳ−９５Ａに従って、この情報ビットは、マルチプレクス・オプション・サブレイヤ（multiplex option sublayer）から供給される。ＩＳ−９５及びＩＳ−９５Ａにおいては、情報内でのビットの配列をも規定する。
コラム３及び４に示すリバース・フレームの最初の４ビットは、フォワード・リンクのフレームの場合と同じである。ビット５−９は、クロック微調整のためのものである。クロック微調整は、フォワード方向のレイヤ２のフレームが基地局に到達すべき時間についての要求された変更を１２５マイクロ秒（μsec）の単位で指定する。クロック微調整の値が正の値をとる場合にはフォワード方向のレイヤ２のフレームが早く到達することを要求し、一方負の値をとる場合には遅く到達すべきことを示す。次のビットであるビット１０は、将来の指定のために予約されている。
次の８ビットであるビット１１−１８は、リバース・トラフィック・チャンネルの品質を示す。８ビットのうち７ビットは基地局によって計算されるシンボル誤り率（symbol error rate）を、１ビットは基地局によって計算されるＣＲＣを示すために使用される。シンボル誤り率及びＣＲＣは、これに続く処理において、最も有利なリバース・リンク・フレームを選択する選択処理によって使用される。リバース・フレームがこれに関連するＣＲＣを持っており、そのＣＲＣが渡されると、基地局はビット１１を‘１’に設定する。フレームのＣＲＣが異常である場合又はフレームがＣＲＣと関連がない場合には、基地局はビット１１を‘０’に設定する。シンボル誤り率は、次の７ビットであるビット１２−１８を占める。シンボル誤り率の２進数における値は、以下のように計算される。
１２７−［Ｍｉｎ（Re-Encoded Symbol Error Rate＊α，２５５）／２］
ここで、Re-Encoded Symbol Error Rate＝畳み込みコード・デコーダの入力における受信シンボルと畳み込みコード・再デコーダの出力における再エンコードされたシンボルを比較した際に検出されたエラーの数
α＝１、各レート・セットのフルレート・フレームに対応
α＝２、各レート・セットのハーフレート・フレームに対応
α＝４、各レート・セットのクォーターレート・フレームに対応
α＝８、各レート・セットのエイツレート・フレームに対応
［Ｘ］＝Ｘを超えない最大の整数
Ｍｉｎ（Ｘ，Ｙ）＝Ｘ又はＹのうちより小さいもの
を示す。
再エンコードされたシンボル誤り率（Re-Encoded Symbol Error Rate）の計算は、利用可能であれば削除表示ビット、情報ビット、利用可能であればフレーム品質表示ビット及びエンコーダ終端ビットを含む。これらの情報ビットについての詳細は、ＩＳ−９５を参照されたい。再エンコードされたシンボル誤り率についての詳細は、前述した米国特許出願シリアル番号No.08/233,570、”METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING DATA RATE OF TRANSMITTED VARIABLE RATE DATE IN A COMMUNICATIONS RECEIVER”を参照されたい。
ビット位置１９は、トラフィック・チャンネル情報がレート・セット２のフルレート・フレームに対応するかどうかを示す。ビット２０は、削除表示ビット（Erasure Indicator Bit）である。削除表示ビットは、レート・セット１が使用されている場合には、削除表示ビットは‘０’に設定される。レート・セット２が使用されている場合には、リモート・ユニットから受信された削除表示ビットが‘１’であれば、基地局はビット２０を‘１’に設定し、これ以外であれば、ビット２０を‘０’に設定する。
トラフィック・チャンネル情報がレート・セット２、フルレートのフレームに対応する場合には、そのトラフィック・チャンネル情報は、コカラム４に示すように、ビット２２から開始する。フレームがレートセット２、フルレートでない場合には、次の４ビットが、表VIに示すように、データをエンコードするために残りのデータ・レートの中のどれかを指定する。ＩＳ−９５によれば、レート決定のアルゴリズムは、レート・セット１、フルレートのフレームが受信された可能性が高いことを示す表示を返す。対応するレートの表示は、表VIの最後の列に示されている。ビット位置２５から、実際のトラフィック・チャンネル情報が開始する。
0004057061.tif 000007
リバース・トラフィック・チャンネル情報は、基地局がリモート・ユニットから受信した評価情報に設定される。基地局は、リバース・トラフィック・チャンネル・フレームの送信レートに対応する情報の中のレイヤ３のフィル・ビットの数を持っている。基地局は、この情報ビットを、ＩＳ−９５及びＩＳ−９５Ａに説明されているように、マルチプレクス・サブレイヤに対応するリモート・ユニットから受信した情報ビットに設定する。リバース・チャンネルの各データ・レートでのビット数は、フォワード・チャンネルの場合と同じであり、表VIIに示されている。
0004057061.tif 000008
フルレートのフレームを含まないパケットでは、そのパケットのフォーマットは、対応するリモート・ユニットがレート・セット１又は２のいずれで動作しているかにかかわりなく同じであることに留意されたい。好ましい実施の形態では、ＩＳ−９５のレート・セット１で動作するリモート・ユニットは、パケットのデータ・ペイロード（payload）の中にあるＦＥＲデータを送出する。他のレート情報ビットによりリバース・パケットがレート・セット１のフレームを搬送するときには、ＥＩＢビットであるビット２０は、ＥＩＢがレート・セット１のデータに関連しないという理由により単に無視される。
本発明については、簡単なアーキテクチャの変更を含め様々な修正を加えることができる。前述したように、本発明の優位性は、異なる動作領域の様々なアーキテクチャの間で実施しうることにある。例えば、選択とボコーディングの機能をスイッチに含めることとしてもよい。あるいは、ボコーダーを、特定のセレクタに対して割り当てられない資源のバンクに配置することとしてもよい。本発明は、音声接続と同様に、データ接続についても良好に動作するものである。データ接続では、選択されたフレーム・データをＰＣＭデータに変換し、またスイッチからのＰＣＭデータをフレーム・データに変換するためにボコーダではなくモデムを使用する。データ接続における基本的な実施例については、１９９５年１２月２６日に付与された米国特許No.5,479,475、”METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING COMMUNICATION BETWEEN STANDARD TERMINAL EQUIPMENT USING A REMOTE COMMUNICATION UNIT”を参照されたい。
本発明は、また、様々の異なる通信システムにおいて使用できるものである。例えば、本発明の集中化された電力制御の機能は、パイロット信号を用いないシステムにも容易に組み込むことができる。さらに、様々な異なるパラメータを用いて同じ機能を実現することもできる。例えば、ＥＩＢを単一ビットの復調又は変調の品質表示（quality index）で置き換えることができる。
好ましい実施の形態についてのこれまでの説明は、この分野における技術を有する者が、本発明を実現し又はこれを利用することができるように提供されている。これらの実施例に対して様々な修正を加えることは、この分野における技術を有する者にとっては容易に明らかである。ここに定義された一般的な原理は、発明の能力を要することなく、他の実施例に適用することができる。このように、本発明は、ここに示した実施例に限定して解釈されるべきものではなく、ここの開示された原理と新規な特徴に反しない限り最も広い範囲を与えられるものと解釈すべきである。
【図１】
0004057061.tif 000009
【図２】
0004057061.tif 000010
【図３】
0004057061.tif 000011
【図４】
0004057061.tif 000012
【図５】
0004057061.tif 000013