(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変の数のデータ符号を備える、該データ符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て：
前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケットをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバーフローパケットに分割するためのチャネルパケット化手段；
前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送するためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のトラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを少なくとも１個のオーバーフローチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラフィックチャネルに対して直交しており、そして前記少なくとも１個のオーバーフローチヤネルは前記少なくとも１個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づいた複数のオーバーチャネルから選択される伝送手段、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
可変の数のデータ符号を具備するデータ符号の可変速度パケット伝送する方法が、
前記の可変速度パケットを受信する；
前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケットをトラフィック・パケットと少なくとも１個のオーバーフローパケットに分割する；
前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する；前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラフイックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネル上で伝送し、該少なくとも１個のオーバーフローチャネルの各々は該トラフィックチャネルに対して直交しており，そして前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記少なくとも１個のオーバフローチヤネルの統計的多重化に基づいた複数のオーバーチャネルから選択される，
段階を備えることを特徴とする方法。
【請求項３】
データ符号の可変速度パケットを伝送するための方法に於て：
入力を有しまた、前記の可変速度パケットの中の前記のデータ符号の数が閾値より少ないとき、前記の可変速度パケットを出力するためと、また前記パケットの中の前記のデータ符号の数が閾値より大きいとき、該可変速度パケットの一番目の部分を出力するための一番目の出力を有し、また前記の可変速度パケットの中の前記のデータ符号の数が閾値より大きいとき、前記の可変速度パケットの二番目の部分を出力するための二番目の出力を有するインターリーバ；
前記の一番目のインターリーバの出力に連結されている入力を有し、また出力を有する一番目の変調器；及び前記二番面のインターリーバの出力に連結されている入力を有し，及び出力を有する二番目の変調器であって、前記二番目の変調器の前記出力は少なくとも一つのオーバフローチヤネルの利用可能性に依存している，該二番目の変調器、とを備えることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信に関する。より具体的には、本発明は、ユーザーが、可変レート(rate)データを割り当てられたトラフィックチャネル上で送信するが、ユーザーの送信が、割り当てられたトラフィックチャネルの容量を超えたとき、ユーザーに、一時的に、割り当てられたトラフィックチャネルと関連して、オーバーフローチャネルの一時的な使用を提供する斬新で改善された通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
関連技術の説明
本発明は、衛星トランスポーダ(transponder)のような一つの通信源を利用する多重ユーザーに関する。具体的には、我々は、通信源の割当をより効率的にすることに関心を持っている。衛星トランスポーダの意味で、問題は、トランスポーダの限定された通信資源を、デジタル情報の通信を互いに、多様なビットレートと使用率で行うことを求めている多数のユーザーに効率的に割り当てることである。
【０００３】
符号分割多重アクセス(CDMA)変調技術の使用は、多数のシステム・ユーザーが存在する通信を容易にするための幾つかの技術の一つである。時割多重アクセス(TDMA)、周波数分割多重アクセス（FDMA）と、また振幅圧伸単側波帯（ACSSB）のようなAM変調方式のような他の多重アクセス通信システムは、公知の技術である。しかし、CDMAのスペクトル拡散変調技術は、多重アクセス通信システムのための前記の変調諸技術と比較して顕著な利点を有している。多重通信システムの中のCDMA技術は、本発明の譲受人に譲渡されまた、本出願に引用で組み込まれている、“衛星あるいは地上の中継器を使用するスペクトル拡散多重アクセス通信システム”の名称で米国特許4,901,307 で開示されている。多重アクセス通信システムの中のCDMA技術の使用は、更に、本発明の譲受人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれている、“CDMAセルラ電話システムの中の信号波形を作り出すためのシステムと方法”の名称の米国特許5,103,459 で開示されている。
【０００４】
CDMAは、広域周波数帯の信号であるというその本来の性格から、信号エネルギーを広域周波数帯にわたって広げることで、多様な周波数を持たせることができる。従って、周波数選択性フェージングの影響は、CDMA信号の帯域幅のほんの一部に限られる。２箇所あるいはそれ以上のセルラ基地局を経由する移動ユーザーからの同時リンクを経由する、多重信号通路を設けることで、空間あるいは通路ダイバーシチを確保することができる。更に、受信と処理が別個に行えるように、信号を異なる伝搬遅延で到着できる、スペクトル拡散処理を通じて多重通路環境を整備することで、通路ダイバーシチを確保できる。通路ダイバーシチの例は、双方とも本発明の譲受人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれている、並行出願中の“CDMAセルラ電話システムの中のソフト  ハンドオフ”の名称の米国特許5,101,501 と“CDMAセルラ電話システムの中のダイバーシチ受信機”の名称の米国特許5,109390の中で示されている。
【０００５】
通信資源の割当の効率を上げるために使用することができるもう一つの技術は、該資源のユーザーが、多様なレートでデータを送信できるようにすることであり、これによって、最低限度の量の通信資源を使用して、ユーザーのニーズに答えることができる。可変レートデータ資源の一つの例は、現在放棄された、本発明の譲受人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれる、“可変レートボコーダ”の名称の米国特許出願番号07/713,661の継続出願であるである。音声には、本来静寂の期間、即ちポーズが含まれているので、該期間を示すために必要なデータの量を短縮することができる。該静寂期間のデータレートを短縮することで、可変レート・ボコーディングは、この事実を最大限に活用している。
【０００６】
前記の米国特許出願番号08/004,484の中に詳細が記載されているタイプの可変レートボコーダの中で、音声パケットの約40% は、全レートで符号化されている。該特許出願の中で説明されているボコーダの中で、符号化レートは、パケットのエネルギーに従って選択されている。パケットのエネルギーが、全レート閾値を超えたときは、音声は全レートで符号化される。本発明の譲受人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれている、“可変レートボコーダの中の符号化レートを選択するための方法と装置”の名称の米国特許出願番号08/288,413の中で、品質の犠牲を最低限度に抑えた全レートパケットの数を短縮するための方法が、開示されている。
【０００７】
電話を掛けている者が現実に喋っているとき、可変レート音声符号器で、伝送パケットの容量をフルに活用して音声データを全レートで提供することができる。可変レート音声符号器が、音声データを、最大レート以下で送っているとき、伝送パケットの中に余分の容量が存在する。データパケットのためのデータ資源が可変レートでデータを提供する、固定サイズの伝送パケットの中で追加のデータを送信する方法は、現在放棄された、本発明の譲受人に譲渡され、また本出願に引用で組み込まれている、“伝送のためのデータのフォーマトのための方法と装置”の名称の米国特許出願番号07/822,164の継続出願である、米国特許出願番号08/171,146の中で、詳しく説明されている。前記の特許出願の中で、伝送のためのデータ・パケットの中の種々の資源から異なるタイプのデータを結合するための方法と装置が、開示されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
通信資源は、一般的に、通信チャネルに分割されている。一般的に、簡素化のために、これ等のチャネルの各々は、同じ容量を有している。伝送されるパケット毎に、通信システムがチャネルをユーザーに再割当することができる。該方法で、理論的には、最大限に効率的な通信資源の割当を行うことができる。しかし、この技術は、受信機と送信器の設計を、容認できないほど複雑化する可能性がある。
【０００９】
本発明の中で、可変レートデータを送受信する効率的な方法が、開示されている。本発明の中で、音声あるいはデータ・チャネルが、あるいはトラフィックとして引用されて、各ユーザーに割り当てられている。更に、各ユーザーは、通信資源の全てのユーザーが共有できるオーバーフローチャネルとして引用されている音声あるいはデータ・チャネルのプールに選択的にアクセスを行うことができる。
【００１０】
ユーザーの伝送レートが、割り当てられたトラフィックチャネルの容量を超えたとき、通信システムは、ユーザーがオーバーフローチャネルを利用できるかどうかを決定する。オーバーフローチャネルが利用できる場合は、伝送のために、一時的にユーザーに割当られる。実施例として示されている方法は、ユーザーが、最大限に割り当てられたトラフィックと単独のオーバーフローチャネルを使用している場合を説明している。しかし、本出願の中で説明されている方法は、ユーザーが、割り当てられたトラフィックチャネルの他に、１個以上のオーバーフローチャネルを求める場合に容易に拡張することができる。
【００１１】
オーバーフローチャネルのユーザーへの割当のための本発明の方法は、統計的多重化(multiplexing)として引用されているコンセプトを基本としている。統計的多重化の一般的な場合、オーバーフローチャネルの共有プールの中の何れのオーバーフローチャネルでも、何れのユーザーにも割り当てることができる。代案としてのオーバーフローチャネル割当戦略の中で、各ユーザーは、オーバーフローチャネルのサブセットしか使用できない。利用できるオーバーフローチャネルの数を減らすことで、受信機の設計を、簡素化できる。
【００１２】
オーバーフローチャネル割当情報は、オーバーフローチャネルが可能な受信機を識別するか、場合によっては、当該パケットに対して当該受信機に関連する情報が盛り込まれている。本発明は、オーバーフローチャネル割当情報を受信機に伝える二つのクラスの技術を説明している。一つの方法の中で、オーバーフローチャネル割当情報は、積極的に与えられる。積極的なオーバーフローチャネル割当の実施の中で、オーバーフローチャネル割当情報は、トラフィックチャネル上か、あるいは、代案として信号送信用の別のチャネル上にあるメッセージ・パケットの一部として受信機に伝えられる。積極的なオーバーフローチャネル割当情報は、現在のパケットに所属させるか、あるいは次のパケットに所属させることができる。オーバーフローチャネル情報を前もって送信する利点は、受信機に必要なバッファーの量を減らすことである。該利点は、送信機に追加のバッファーを取り付ける犠牲を払って達成される。
【００１３】
オーバーフローチャネル割当情報のもう一つの方法は、消極的である。消極的なチャネル割当技術の中では、オーバーフローチャネル割当情報は、トラフィックチャネル上で伝送されるメッセージ・パケットの一部としても送られないし、また該情報は別個のチャネルにも与えられない。消極的オーバーフローチャネル割当の実行の中では、受信機は、全ての可能なオーバーフローチャネルをテストしてから、オーバーフローチャネルの一つの中に、該利用のためのデータ入っているかどうかを決定する。該方法は、オーバーフローパケットの中の受信機識別情報の符号化、あるいは、受信機が検出できる方法で、トラフィック・パケットと、互いにリンクされる対応するオーバーフローパケットを組合せることにより達成される。
【００１４】
本発明のもう一つの目的は、バランスされた予め設定された割当表の設計を詳しく説明することである。予め設定された割当表は、どのオーバーフローチャネルが、どの受信機に情報伝達のために使用できるかを定めている。バランスされた予め設定された割当表の背後にあるアイディアは、全ての受信機に同様に伝送するために用意されているオーバーフローチャネルを発見する確率を作ることである。予め設定された割当表と矛盾しない事後の割当を完成する方法を説明することは本発明のもう一つの目的である。事後割当は、実際に、伝送のためのオーバーフローチャネルを割り当てる方法である。本発明の一つの利点は、本発明の方法が、容量とブロック化(blockage)の確率の意味で、ユーザーのニーズに合わせて、改造できることである。開示された方法は、最大許容ブロック化の確率と、またオーバーフローチャネルが特定のパケットの伝送に必要であるという確率が与えられたとしての必要なオーバーフローチャネルの数を決定するためのものである。
【００１５】
本願発明の第1の観点に従って、「可変の数のデータ符号を備える、該データ符号の可変速度パケットを伝送するための装置に於て：
前記の可変速度パケットを受信するためと、また前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケットをトラフィックパケットと少なくとも一つのオーバーフローパケットに分割するためのチャネルパケット化手段；
前記のデータ符号の数が前記の閾値以下のとき、前記の可変速度パケットを、トラフィックチャネル上で伝送するためと、また、前記のデータ符号の数が前記の閾値を超えたとき、前記のトラフィック・パケットを前記のトラフィックチャネル上とまた前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを少なくとも１個のオーバーフローチャネル上で伝送するための伝送手段であって、各々の少なくとも一つの該オーバーフローチャネルが該トラフィックチャネルに対して直交しており、そして前記少なくとも１個のオーバーフローチヤネルは前記少なくとも１個のオーバーフローチヤネルの統計的多重化に基づいて選択される伝送手段、を備える装置。」が提供される。
【００１６】
第1の観点に従った装置において、前記の伝送手段は：前記のデータ符号の数が前記の閾値より低いときに、前記の可変速度パケットを前記のトラフィックチャネルに送るために該可変速度パケットを、一番目のスペクトル拡散変調フォーマットに従って変調するためと、また該トラフィックチャネルを、前記トラフィックチャネルに送るために該一番目のスペクトル拡散変調フォーマットに従って該トラフィックパケットを変調するためと、また前記のデータ符号の数が、前記の閾値を超えたとき、少なくとも１個の前記のオーバーフローパケットを、少なくとも一つの前記のオーバーフローチャネル上で送るために第二番目のスペクトル拡散変調フォーマットに従って前記少なくとも一つのオーバーフローパケットを変調するための変調手段であって、該一番目のスペクトル拡散変調フォーマットが該二番目のスペクトル拡散変調フォーマットに対して直交している変調手段；及び
前記のデータ符号の数が、前記の閾値以下のとき前記の可変速度パケットを周波数を高くし、そして増幅するため0と、また前記のデータ符号の数が前記の閾値を超えたとき、前記のトラフィック・パケットと前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを周波数を高くし、そして増幅するための送信手段を備えることを特徴とする伝送手段である、ことが好ましい。
【００１７】
第1の観点に従った装置は、更に、前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネルを識別する信号を送信するためのオーバーフローチャネル信号送信手段を備えることが好ましい。
【００１８】
第1の観点に従った装置において、前記のチャネル・パケット化手段は、前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネルの表示信号を受信するためと、また前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネルの表示信号と前記のトラフィック・パケットとを結合すること、が好ましい。
【００１９】
第1の観点に従った装置において、前記のチャネル・パケット化手段は、次の可変速度パケットのための前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネルの表示信号を受信するためと、また次の可変速度パケットに対する前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネルの表示信号と、前記のトラフィック・パケットとを結合すること、が好ましい。
【００２０】
第1の観点に従った装置は、更に、音声サンプルを受信するためと、また前記の可変速度パケットを作るために可変速度ボコーダのフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮するための可変速度ボコーダ手段を備えることが好ましい。
【００２１】
第1の観点に従った装置は、更に、前記のチヤネルパケット化手段と前記の伝送手段との間に設置された前記の可変速度パケットのエラー修正符号化を行うためのエンコーダを備えることが好ましい。
【００２２】
第1の観点に従った装置は、更に、前記の可変速度パケットを再編成するために前記のエンコーダ手段と前記の伝送手段との間に設置されているインターリーバを備えることが好ましい。
【００２３】
第1の観点に従った装置は、更に、音声サンプルを受信するためと、また前記の可変速度パケットを作るために可変速度ボコーダのフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮するための可変速度ボコーダ手段を備え、
前記の可変速度ボコーダ手段が、更に、代わりの可変速度パケットを作るために、二番目の可変速度ボコーダのフォーマットに従って前記の音声サンプルを圧縮するための手段であり、前記のチャネル・パケット化手段が、更に伝送のための可変速度パケットを、前記の可変速度パケットと前記の代わりの可変速度パケットから選択するものであること、が好ましい。
【００２４】
第1の観点に従った装置は、更に、オーバーフローチャネル利用可能信号を作るためのセル制御装置手段を具備し、前記チャネルパケット化手段が前記のトラフィックチャネル利用可能信号に反応することが好ましい。
【００２５】
本願発明の第2の観点に従って、「可変の数のデータ符号を具備するデータ符号の可変速度パケット伝送する方法が、前記の可変速度パケットを受信する；
前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、該可変速度パケットをトラフィック・パケットと少なくとも１個のオーバーフローパケットに分割する；
前記のデータ符号の数が閾値以下のとき、前記の可変速度パケットをトラフィックチャネル上で伝送する；
前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラフイックパケットを前記のトラフイックチヤネルと前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネル上で伝送し、該少なくとも１個のオーバーフローチャネルの各々は該トラフィックチャネルに対して直交しており，そして前記少なくとも一つのオーバーフローチヤネルは前記少なくとも１個のオーバフローチヤネルの統計的多重化に基づいて選択される，段階を備える方法。」が提供される。
【００２６】
第２の観点に従った方法において、前記のトラフィックチャネル上で前記のトラフィック・パケットを、また少なくとも１個のオーバーフローチャネル上で前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを伝送する段階が：
前記のトラフィックチャネル上で、前記の一番目のスペクトル拡散変調フォーマットに従って、前記のトラフィック・パケットを作るために前記のトラフィック・パケットを変調する；
前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネル上で、前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを作るために、前記の二番目のスペクトル拡散変調フォーマットに従って、前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを変調し、前記の一番目のスペクトル拡散変調フォーマットが、前記の二番目のスペクトル拡散変調フォーマットに対して直交している；
前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラフィック・パケットと前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを周波数を高くするまた
前記のデータ符号の数が閾値を超えたとき、前記のトラフィック・パケットと前記の少なくとも１個のオーバーフローパケットを増幅する、
段階を備えることが好ましい。
【００２７】
第２の観点に従った方法は、更に、前記の少なくとも１個のオーバーフローチャネルの信号識別を送信することが好ましい。
【００２８】
第２の観点に従った方法は、更に、少なくとも１個のオーバーフローチャネルの前記の表示信号を前記のトラフィック・パケットに結合することを備えることが好ましい。
【００２９】
第２の観点に従った方法は、更に、次の可変速度パケットのために少なくとも１個のオーバーフローチャネルの表示信号と前記のトラフィック・パケットとを結合する段階を備えることが好ましい。
【００３０】
第２の観点に従った方法において、音声サンプルを受信する；
前記の可変速度パケットを作るために可変速度ボコーダのフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮する；
段階を備えることが好ましい。
【００３１】
第２の観点に従った方法において、更に、次の可変速度パケットのために少なくとも１個のオーバーフローチャネルの表示信号と前記のトラフィック・パケットとを結合する段階を備えることが好ましい。
【００３２】
第２の観点に従った方法において、音声サンプルを受信する；前記の可変速度パケットを作るために可変速度ボコーダのフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮する；段階を備え音声サンプルを受信する；前記の可変速度パケットを作るために可変速度ボコーダのフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮する；段階を備え、
前記の可変速度パケットをエラー修正符号化する段階を備え、
更に、前記の可変速度パケットを再編成する段階を備えることが好ましい。
【００３３】
第２の観点に従った方法において、音声サンプルを受信する；前記の可変速度パケットを作るために可変速度ボコーダのフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮する；段階を備え、
更に、前記の音声サンプルを圧縮するための前記の段階が、代わりの可変速度パケットを作るために、二番目の可変速度ボコーダのフォーマットに従って該音声サンプルを圧縮する段階を備えることが好ましい。
【００３４】
第２の観点に従った方法において、更に、オーバーフローチャネル利用可能信号を作る段階を備えることが好ましい。
【００３５】
本願発明の第3の観点に従って、データ符号の可変速度パケットを伝送するための方法に於て：入力を有しまた、前記の可変速度パケットの中の前記のデータ符号の数が閾値より少ないとき、前記の可変速度パケットを出力するためと、また前記パケットの中の前記のデータ符号の数が閾値より大きいとき、該可変速度パケットの一番目の部分を出力するための一番目の出力を有し、また前記の可変速度パケットの中の前記のデータ符号の数が閾値より大きいとき、前記の可変速度パケットの二番目の部分を出力するための二番目の出力を有するインターリーバ；前記の一番目のインターリーバの出力に連結されている入力を有し、また出力を有する一番目の変調器；及び前記二番面のインターリーバの出力に連結されている入力を有し，及び出力を有する二番目の変調器であって、前記二番目の変調器の前記出力は少なくとも一つのオーバフローチヤネルの利用可能性に依存している，該二番目の変調器、とを備えるシステムが提供される。
【００３６】
本願発明の第3の観点に従ったシステムは、更に、入力と出力を有し連結された可変データ源を備えることが好ましい。
【００３７】
本願発明の第3の観点に従ったシステムにおいて、更に、入力と出力を有し連結された可変データ源；前記の可変速度データ源と、前記可変速度データ源出力に連結されている入力と該インターリーバ入力に連結されている出力を有する前記のインターリーバとの間に設置されている、セレクタを備えることが好ましい。
【００３８】
本願発明の第3の観点に従ったシステムにおいて、更に、入力と出力を有し連結された可変データ源；前記の可変速度データ源と、前記可変速度データ源出力に連結されている入力と該インターリーバ入力に連結されている出力を有する前記のインターリーバとの間に設置されている、セレクタを備え、前記のセレクタが、二番目の入力を有し、前記のシステムが、前記の二番目のセレクタの入力に連結されている出力を有するセル制御装置を更に備えることが好ましい。
【００３９】
本願発明の第４の観点に従って、データ符号の可変速度パケットを受信するための装置に於て：
復調されたトラフィック・パケットを作るために、トラフィック復調フォーマットに従って、受信されたトラフィック・パケットを復調するためのトラフィック復調手段；
少なくとも１個の復調されたオーバーフローパケットを作るためにオーバーフロー復調フォーマットに従って、受信されたオーバーフローパケットを復調するための少なくとも１個のオーバーフロー復調手段であって、前記のトラフィック復調フォーマットが、前記のトラフィック復調フォーマットに対して直交している；また
前記の可変速度パケットを作るために前記の復調されたトラフィック・パケットと前記の少なくとも１個の復調されたオーバーフローパケットを結合するための結合手段、を備える装置が提供される。
【００４０】
本願発明の第４の観点に従った装置において、更に、前記のトラフィック復調手段と、前記の少なくとも一つの復調されたオーバーフローパケットの復調されたオーバーフローパケッを選択するための前記の結合手段との間に設置されている復調手段を備えることが好ましい。
【００４１】
本願発明の第４の観点に従った装置において、更に、前記のトラフィック復調手段と、前記の少なくとも一つの復調されたオーバーフローパケットの復調されたオーバーフローパケッを選択するための前記の結合手段との間に設置されている復調手段を備え、前記復号手段は、前記の復調されたトラフィックパケットと、前記の少なくとも一つの復調されたオーバーフローパケットの各々とを結合し、そして選択されたオーバーフローパケットを決定するために各結合を復号することが好ましい。
【００４２】
本願発明の第４の観点に従った装置において、更に、前記のトラフィック復調手段と、前記の少なくとも一つの復調されたオーバーフローパケットの復調されたオーバーフローパケッを選択するための前記の結合手段との間に設置されている復調手段を備え、前記復号手段は、前記の復調されたトラフィックパケットと、前記の少なくとも一つの復調されたオーバーフローパケットの各々とを結合し、そして選択されたオーバーフローパケットを決定するために各結合を復号し、復調手段が、オーバーフローチャネル識別信号を決定するために前記のトラフィック・パケットを復調し、前記の少なくとも１個のオーバーフロー復調手段が、該オーバーフローチャネル識別信号に反応することが好ましい。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の特性、目的と利点は、参照符号が全体に対応して識別する図面と関連させて取り上げられた下記の詳しい説明から明確となる。
【００４４】
多重アクセス通信リソースは、複数のチャネルに分割される。この分割を通常多重化(multiplexing)と呼び、周波数分割多重化(FDM) 、時分割多重化（TDM)、コード分割多重化(CDM)の３種類がある。通信システムにおいて送受信される情報の基本単位は、パケットと呼ばれる。
【００４５】
図１は、GlobalstarＴＭ低軌道衛星システムのような衛星通信システムにおける本発明の具体的実施例を示している。しかし、本発明は基地局が遠隔局との通信に利用されるような地理的に固定したシステムで利用されるということを理解しておかなければならない。図１において、本発明は、静止あるいは低軌道(LEO) タイプのいずれかである衛星4 と6 を介してゲートウェイ8 から遠隔のユーザ局またはターミナル２への情報のダウンリンク通信に使われている。実施例は、２つの衛星とユーザターミナルの間の通信を示しているが、本発明は同じ衛星とユーザー端末機の２つの別個のビームからの通信にも等しく応用可能であることに注意しなければならない。ユーザターミナル2 は、移動電話やその他の移動／可動通信装置のような移動局であるか、または無線ローカルループターミナル、あるいはセルラ基地局のような中央通信センターのような固定通信デバイスであり得る。説明のために、図１では、１つのユーザターミナル、１つのゲートウェイしか示されていないが、一般的なシステムでは複数から構成されている。
【００４６】
実施例では、通常、衛星4 と6 は単に周波数を増幅、変換し、ゲートウェイ8 から受信した信号を単に増幅し、周波数を変換し、そして再伝送するタイプのトランスポンダまたは非再生式中継機(non-regenerative repeater)である。本発明は、衛星4 と6 が再伝送するに先立ち信号を復調し、構成し直す再生式中継機である場合にも同等に応用可能である。実施例において、衛星4 と6 からユーザターミナル2 に伝送される信号とゲートウェイ8 から衛星4 と6 に伝送される信号は、スペクトラム拡散信号である。スペクトラム拡散通信信号の生成は、先の米国特許番号第4,901,307 号と5,103,459 号において詳述されている。
【００４７】
ゲートウェイ8 は、通信ネットワークから衛星4 と6 への、または直接地上基地局（構成は図示されない）へのインタフェースとしての役割を果たす。ゲートウェイ8 は通常中央通信センターであり、このセンターは、公衆回線網(PSTN)や本発明の通信専用であるネットワークを含むネットワーク（図示されない）を介してデータを受信する。ゲートウェイ8 は、有線通信または空中インターフェイスを介してネットワーク（図示されない）に接続できる。
【００４８】
実施例では、ゲートウェイ8 は、ユーザターミナル６に可変速データを伝送する。可変速データ通信システム情報では、そのレートは時間と共に変わる。可変速スペクトラル拡散通信システムの実施例については、米国特許番号第5,103,459 号において詳述されている。米国特許番号第5,103,459 号において詳述されているシステムにおける実施例では、通信リソースはコードスペースで様々なチャネルに分けられ、その各チャネルが同じ情報伝送能力を持つ。本発明の通信システムと米国特許番号第5,103,459 号のシステム間の相違は、米国特許番号第5,103,459 号で記述されているシステムでは、各チャネルはすべての可能なレートで独立した情報伝送能力を持つが、本発明では各チャネルは可能なレートの一部において情報を独立して伝送することができる。
【００４９】
実施例において、ゲートウェイ8 は、４つの異なる情報データレートのいずれかでユーザターミナル２と通信する。ここで説明されている方法は、任意の数のレートを提供する可変速通信システムに等しく適用可能であることに注意しなければならない。本発明のデータレートは、１/ ８レート、１/ ４レート、ハーフレート、フルレートと呼ばれる。フルレートでは、時間当たりハーフレートの約２倍の情報を伝送する。ハーフレートは、時間当たり１／４レートの約２倍の量の情報を伝送する。１/ ４レートでは、１／８レートより単位時間当たり約２倍の情報を伝送する。情報レート間の関係は、おおむねパケットにオーバーヘッドビットが含まれているかどうかによる。実施例においては、トラフィックチャネルは、トラフィックチャネルとオーバーフローチャネルの両方を必要とするフルレートを除き、すべてのレートでデータパケットを伝送する充分な能力を持っている。フルレートパケットはさらに半分に分けられ、前半部がトラフィックチャネルで伝送され、後半部がオーバーフローチャネルで伝送される。
【００５０】
本発明は、４より多くのまたは少ないレートが存在している場合に、または２より多くのチャネルを要求する最高速の場合にも容易に拡張可能である。また、本発明の通信システムは、固定レートのデータや可変レートのデータも伝送できることは明らかである。固定速データの通信においては、サービスが提供されている間、ユーザが、１つのチャネルまたは複数のチャネルを特定の用途に割り当てる。
【００５１】
通信システムは、すべてのユーザのための汎用プールとして通信リソースのすべてのチャネルを使うこともできる。このタイプのシステムでは、チャネルは特定のユーザに割り当てられない。各パケットの伝送の前に、通信システムは全通信リソースを伝送に割り当てる。このシステムはおそらくリソースの最適配置を行うが、送受信機の側での複雑さが許容不可能なレベルにまで達してしまう。
【００５２】
実施例において、チャネルはトラフィックチャネルとオーバーフローチャネルに分割される。各グループのチャネルの数は、システムの使用状況、リンクパラメータなどの要因によって変わってくる。最初のグループのチャネルは、トラフィックチャネルグループである。通信システムにおいて現在通信を行っている各ユーザには、サービスの提供している間、そのユーザ専用に１つのトラフィックチャネルまたは複数のトラフィックチャネルが割り当てられる。第２のグループのチャネルは、オーバーフローチャネルグループである。このグループのチャネルは、通信システムのすべてのユーザによって共用される。オーバーフローチャネルは、要求ベースで割り当てられ、一定の間隔で割り当て直される。実施例において、オーバーフローチャネルは、各パケットインターバルで割り当て直される。パケットインターバルとは、連続したデータパケットの伝送間での時間間隔である。
【００５３】
好適な実施例では、オーバーフローチャネルは、一定のパケットインターバルで伝送されねばならないフルレートパケットのすべてを検討することによって割り当てられる。代替実施例においては、オーバーフローチャネルは、最初に要求したものを基準にして、あるいは設定済みの配布順序に従って、個々に割り当てられる。さらに、１つのトラフィックチャネルで使われる複数のオーバーフローチャネルは、他のトラフィックチャネルで使われるオーバーフローチャネルとは異なることがある。実施例において、なんらかのトラフィックチャネルに利用可能なオーバーフローチャネルの数は固定しているが、この数は、時間と共に変動することが許される。すなわち、トラフィックチャネルとして使われるものとオーバーフローチャネルとして使われるものの間でのチャネル総数の分割に影響を与えるような、先に列挙した要因によって時間と共に変わりうる。
【００５４】
図２は、本発明の伝送システムを示している。本発明の伝送システムの最初の実施例において、伝送のパケットがフルレートパケットである場合、データパケットのトラフィックチャネル部分とデータパケットのオーバーフローチャネル部分が共に符号化され、オーバーフローチャネル割り当てデータが暗黙的に提供される。先に説明したように、暗黙的オーバーフローチャネル割り当て実施では、チャネル割り当て情報は受信側には伝えられない。その代わりに、受信側は、割り当てられたトラフィックチャネル上の情報とオーバーフローチャネル上の情報を復調、解読し、トラフィックチャネル上で送信されたパケットの第２部分であるかどうかを判断する。
【００５５】
伝送される入力データは、入力データを符号化する可変レートデータソース20に提供される。可変レートデータソースは、伝送エラーに対してよりしっかりと(robust)データを符号化できる。または、データの伝送に少ない通信リソースしか必要としないようにデータを圧縮できる。また、これら２つの組み合わせも可能である。実施例において、可変レートデータソース20は、フルレート、ハーフレート、１／４レート、１／８レートと呼ばれる４つの異なるレートでデータを提供する。先に述べたように、本発明は、いずれのレートでデータを提供するデータソースにも等しく適用可能である。実施例において、フルレート情報は172 ビットパケットにより8.6kbps で提供され、ハーフレート情報は80ビットパケットにより4kbps で提供され、１／４レート情報は34ビットパケットにより1.7kbps で提供される。１／８レートの情報は、16ビットパケットにより800bpsで提供される。
【００５６】
以下の表１は、本発明の実施例で使われている各数値を示している。
【００５７】
表１  本発明で使われている具体的数値
パラメータ                                        単位
データレート      9600    4800    2400    1200    bps
PNチップレート   1.238   1.238   1.238    1.238    Mcps
コードレート       1/2     1/2     1/2      1/2     bits/code symbol
コード繰返し       1       1       2       4       mod sym/code sym
チャネル数         2       1       1       1
変調方式        BPSK    BPSK    BPSK    BPSK
本発明は、他の数値にも等しく当てはまる。データレートとして指定されたビット数は、オーバーヘッドビットがパケットに含まれているので、情報レートとは異なる。この追加ビットの詳細については、以下で説明する。
【００５８】
可変レートデータソース20の実施例は、先に取り上げた米国特許出願第08/004,484号で説明されている。この場合、データソース20への入力は、音声サンプルのパケットであり、データソース20の出力は音声サンプルの圧縮表現を含むパケットである。可変レートボコーダの実施例において、音声サンプルのパケットのエネルギーが測定され、符号化レートを決める事前定義閾値と比較される。通常、音声サンプルのパケットがアクティブ音声を含んでいる場合、パケットはフルレートで符号化される。先に取り上げた米国特許出願第08/288,413号は、聴覚レベルでの品質の劣化を最低限に抑え、フルレートで符号化されるパケットの数を減らす方法を教えている。米国特許出願第08/288,413号は、フルレートで符号化されてしまったかもしれないパケットを選択し、このパケットをローレートで符号化するようにマーキングする方法を説明している。米国特許出願第08/288,413号が示している方法を米国特許出願第08/004,484号のボコーダと合わせて用い、聴覚レベルでの品質の劣化を最低限に抑え、フルレートで符号化されるパケット数を減らすことができる。
【００５９】
可変レートデータソース20は、入力データを符号化し、それをいずれかの事前定義レートの一つで提供する。実施例において、トラフィックチャネルは、ハーフレート以下で符号化されたパケットを運ぶことができる。データのパケットがフルレートで可変レートデータソース20によって符号化されるとき、パケットのサイズは、割り当てられているトラフィックチャネルのキャパシティを超えるので、トラフィックチャネルとオーバーフローチャネルの両方を使って伝送しなければならない。
【００６０】
可変レートデータソース20が提供するデータパケットがハーフレート、１／４レート、あるいは１／８レートである場合、可変レートデータソース20はパケットを直接フォーマッタ(formatter)24に提供する。フォーマッタ24は、現在良く知られているエラー訂正及び検出方法に従って、冗長ビットを作成する。実施例においては、冗長ビットは巡回冗長チェック(CRC) ビットである。その作成については、先の米国特許出願第08/171,146号で詳細に説明されている。
【００６１】
図３ａ−３ｄは、実施例におけるパケット構造を示している。図３ａは、１７２の情報記号と１２の冗長記号(F) 、そして８つのテール記号(T) からなるフルレートパケットのパケット構造を示している。図３ｂは、８０の情報記号と８の冗長記号、そして８のテール記号から構成されるハーフレートパケットのパケット構造を示している。図３ｃは、３４の情報記号と６の冗長記号、そして８のテール記号から構成されている１／４レートのパケットのパケット構造を示している。図３ｄは、１６の情報記号と８のテール記号から構成されている１／８速のパケットのパケット構造を示している。実施例において、テール記号は、エンコーダ26のメモリをクリアするのに使われる一連の二進ゼロであり、受信システムのデコーダでパケットが別個に復号できるようにする。
【００６２】
フォーマッタ24は、パケットをエンコード記号に符号化するエンコーダ26にパケットを出力する。実施例において、エンコーダ26は、レート１／２の畳み込み演算エンコーダである。実施例において、畳み込み演算エンコーダは、フィードバックを伴う２値シフトレジスタを使って実現される。エンコーダ26は、符号化されたパケットをインターリーバ28に提供する。
【００６３】
インターリーバ28は、符号化されたパケットのビットを定義済みのインターリーバフォーマットに従って配列し直す。実施例において、インターリーバ２６はブロックインターリーバである。ブロックインターリーバでは、データはカラムに入力され行に出力されるので、データの多様性が増進する。さらに、本発明におけるインターリーバ28の実施例は、各パケットが同じ数のビットから構成されるフルキャパシティを発揮できるように、パケットに冗長性を提供している。冗長性の追加については、以下で説明する。
【００６４】
図４ａ−４ｅでは、インターリーバ28はパケットのビットをインターリーブし、配置され直されたビットを記号にまとめている。ビットは記号それ自身であるか、記号を構成するビットである。実施例において、各パワーコントロールグループ(P1-P32)は24ビットから構成されている。図４ａと図４ｂは、フルレートパケットのパケットフォーマットを示している。パケットは２つに分けられ、図４ａに示すフルレートパケットの先頭の半分はトラフィックチャネルで伝送され、図４ｂに示す後半の半分はオーバーフローチャネルで伝送される。フルレートパケットの伝送は割り当てられているトラフィックチャネル及び伴うオーバーフローチャネルの両方の全キャパシティを使うので、パケットのいずれの半分にも冗長性は存在しないことに注意しなければならない。図４ｃは、ハーフレートトラフィックパケットを示している。ハーフレートパケットの伝送はトラフィックチャネルのフルキャパシティを使うので、パケットで繰返しは提供されないことに注意しなければならない。図４ｄは、１／４レートパケットを示している、各記号は２回提供されている。図４ｅは、１／８レートトラフィックパケットを示している。各記号は４回提供されている。図４ｄ−４ｅにおけるパワーコントロールグループの順序は、パワーコントロールグループとその複製の間の最大平均分離を提供している。このようにして、パワーコントロールグループが伝送において失われた場合、複製を使って情報を復元できる（逆も成り立つ）。図４ａ−４ｅにおけるパワーコントロールグループの順序は１つの実施例として示したものであり、本発明はすべての順序に適用可能である。
【００６５】
インターリーブされたパケットは、インターリーバ28によって変調器30に提供される。変調器30は、割り当て済みのトラフィックチャネルでパケットを提供するためにパケットを変調する。実施例において、変調器30は、米国特許出願第4,901,307 号と5,103,459 号で説明されているように、符号分割多元接続(CDMA)変調器である。実施例において、各パケットはそのトラフィックチャネルに固有で、他のすべてのトラフィックチャネルとオーバーフローチャネルによって使われるその他すべてのWalsh シーケンスに直交しているWalsh シーケンス(Wn)によって拡散される。拡散されたパケットは、コードスペース(codespace)でより大きな分離を提供する疑似ランダムノイズ(PN)シーケンスを使ってカバーされる。各トラフィックチャネルとオーバーフローチャネルは、そのWalsh シーケンスによってユニークに(uniquely)区別される。利用可能な直交シーケンスの数には限りがある。したがって、利用可能なオーバーフローチャネルの数が増えれば、利用可能なトラフィックチャネルの数は減る。逆に、多くのトラフィックチャネルが割り当てられれば、それだけオーバーフローチャネルの数は減る。これは、システムのキャパシティと、伝送が阻止されるフルレートフレームの確度の間のトレードオフがどのようなものであるかを示している。オーバーフローチャネルの数は利用状況や伝搬路の品質によって変わりうるので、通信リソースの最大限の利用が可能になる。暗黙的なチャネル割り当てシステムにおいて、これは、遠隔受信者を可能なオーバーフローチャネルの数と合わせる(abreast)ためには、追加のオーバーヘッドまたは信号処理情報を要求する。暗黙の及び明示的なチャネル割り当てシステムにおいて、これは伝送システムにおける増加された複雑さ、特にセルコントローラ40の増加された複雑さを必然的に伴う。変調器30は、変調されたパケットをトランスミッタ３４に提供する。そして、トランスミッタは周波数をアップコンバートし、変調されたパケットを増幅してから、信号を放送するアンテナ３６にそのパケットを提供する。
【００６６】
本発明の受信側は、冗長に提供されたシンボルの受信エネルギーを結合することができるので、繰返しを含んでいないパケットと同じエネルギーで繰返しを含んでいるパケットを伝送する必要はない。実施例において、パケットの伝送のためのエネルギーは、パケットに存在する繰返しの大きさと反比例する。トランスミッタ34は、セルコントローラ40からレート信号(RATE)を受け取り、レート信号によって示されているレートに従って信号を増幅する。
【００６７】
必要な伝送エネルギーと繰返しの大きさの間の関係を図４ａ−４ｅに示した。図４ａと図４ｂは、データのフルレートパケットを運ぶのに必要なオーバーフローパケットとトラフィックパケットを示している。フルレートパケットは、オーバーフローチャネルとトラフィックチャネルの両方の全キャパシティを要求する。したがって、いずれのパケットでも繰返しは提供されず、オーバーフローパケットとトラフィックパケットは最大パケットエネルギーレベルE で伝送される。再び図４ｃにおいて、ハーフレートパケットの場合、パケットはエネルギーレベルE で提供されるので、繰返しは存在しない。図４ｄにおいて、１／４レートパケットの場合、パケットがハーフレートパケットの半分のパケットエネルギーすなわちE/2 で提供されるように、２の繰り返し率が存在する。図４ｅにおいて、１／８レートパケットの場合、パケットがハーフレートパケットの１／４のパケットエネルギすなわちE/4 で提供されるように４の繰返し率が存在する。
【００６８】
フルレートパケットの伝送の場合、可変レートデータソース20は、パケットまたは複数のパケットをセレクタ20に提供し、要求(REQ) 信号をセルコントローラ40に送る。セルコントローラ40はオーバーフローチャネルが利用可能であるかどうか判断し、V ポテンシャルのオーバーフローチャネルが利用可能であるかどうかを示すレート(RATE)指示信号をセレクタ22に提供する。先に説明したように、V はトラフィックチャネルとしての使用が予定されていないすべての可能なチャネルのセットであるか、メッセージが送信される受信者によって使用されるチャネルのサブセットである。
【００６９】
可変レートデータソース20が提供するパケットのレートがフルレートである場合、フルレートパケットを提供するための可変レートデータソース20は複数存在する。最初の可変レートデータソース20は、オーバーフローチャネルの利用可能性に拘わらず、フルレートパケットを作成する。オーバーフローチャネルが利用できない場合、パケットは伝送されず、受信側でパケット消去が検出される。パケットの寿命は短いので、時折パケットがドロップしてもユーザ側が悪影響を受けることはない。この場合、フルレートパケットはセレクタ22に提供され、オーバーフローチャネルが利用可能である場合、セレクタがフルレートパケットをフォーマッタ24に提供する。あるいは、オーバーフローチャネルが利用可能でない場合、いかなるパケットも提供しない。
【００７０】
第２実施例の可変レートデータソース20は、同じ入力データを表しているフルレートパケットとハーフレートパケットを同時に提供する（すなわち、入力音声は異なるレートで符号化されている）。オーバーフローチャネルが利用可能である場合、フルレートパケットが伝送される。オーバーフローチャネルが利用可能でない場合、ハーフレートパケットが伝送される。この場合、可変レートデータソース20は、２つの別個の符号化されたパケットをセレクタ22に提供する。オーバーフローチャネルが利用可能である場合、セレクタ22はフルレートパケットをフォーマッタ24に提供する。オーバーフローチャネルが利用可能でない場合、セレクタ22はハーフレートパケットをフォーマッタ24に提供する。
【００７１】
第3実施例の可変レートデータソース22は、ハーフレートパケットのデータがフルレートパケットのサブセットであるように、可変レートデータソース20によって出力されたデータを符号化する。これは、以下の２つの方法で行われる。第１に、可変レートデータソース20は、オーバーフローチャネルが利用可能である場合、パケットに追加の2値数字（ビット）を付加し、ハーフレートの品質が最適になるように設計することができる。または、可変レートデータソース20は、オーバーフローチャネルが利用できない場合、聴覚レベルでは無視しうるデータをドロップするか切り捨てて、フルレートでの音声品質が最適になるようにすることができる。
【００７２】
第３実施例の可変レートデータソース20において、可変レートデータソース20は、セレクタ22にフルレートパケットを提供する。オーバーフローチャネルが利用可能である場合、セレクタ22は、フルレートパケット全体をフォーマッタ24に提供する。オーバーフローチャネルが利用可能でない場合、セレクタ22は、フルレートパケットの事前定義サブセットだけをフォーマッタ24に提供する。先に説明した場合において、オーバーフローチャネルが利用可能でない場合、セレクタ22は、ハーフレート以下でパケットを提供し、先に説明したようにパケットの伝送が進む。
【００７３】
オーバーフローチャネルが利用可能である場合、セルコントローラ40は、RATE信号をセレクタ22に提供して、オーバーフローチャネルが利用可能であることを示し、セレクタ22はフルレートパケットをフォーマッタ24に提供する。実施例において、フォーマッタ24は12の冗長ビットと８のテールビットを出力パケットに付加して、図３ａで説明したようにパケットをフォーマットする。フォーマッタ24は、パケットをエンコーダ26に出力する。エンコーダ26は先に説明したようにパケットを符号化し、符号化したパケットをインターリーバ28に提供する。
【００７４】
インターリーバ28は、以下の二つの方法のいずれかの方法で動作することができる。ユニットとしてフルパケットを配列し直すか、パケットを半分に分割し、各半分をそれぞれ独立に配置し直すことができる。いずれの場合でも、インターリーバ28は、インターリーブされたパケットの前半部を割り当てられているトラフィックチャネルでの伝送のために変調器30に渡し、後半部を割り当てられているオーバーフローチャネルでの伝送のために変調器32に渡す。先に説明したように、変調器30は、パケットを変調し、割り当てられているトラフィックチャネルにパケットを渡す。変調器32はインターリーバ28が提供したパケットの残りの半分を変調し、割り当てられているオーバーフローチャネルで渡す。
【００７５】
変調器32は、割り当てられているオーバーフローチャネルのアイデンティティを示すセルコントローラ40からのチャネル割り当て信号に従って、パケットを変調する。実施例において、変調器32はユニークなウオルッシュシーケンス(Wj)によってパケットを拡散する。このウオルッシュシーケンスはチャネル割り当て信号に従って決められる。ウオルッシュシーケンス(Wj)は、選択されているオーバーフローチャネルでの伝送にユニークであり、信号は他のすべての伝送信号と直交するように保証されている。先に説明したように、拡散信号は、再度疑似ランダムシーケンスによって拡散される。
【００７６】
変調器30と32は、変調されたパケットを送信機34に提供し、送信機は変調されているパケットをアップコンバートし増幅して、アンテナ36に提供する。そして、このアンテナが信号を放送する。この場合、繰り返しはないので、パケットは、図４ａと図４ｂに示すように、パケットエネルギーE で伝送される。
【００７７】
図５に示すように、図２のアンテナ36による信号の放送はアンテナ50によってユーザターミナルで受け取られ、受信機(RCVR)52に提供される。受信機52は、（そのように設計されている場合）受信した信号をダウンコンバートし、増幅して、受信した信号を少なくとも１つの復調回路、あるいはRAKE受信機の「フィンガー」に提供する。各フィンガーは、トラフィック復調器54とオーバーフロー復調器55a-55v から構成されている。v は、問題のトラフィックチャネルと共に使うことのできるオーバーフローチャネルの数であることに注意しなければならない。また、v はポテンシャルオーバーフローチャネルの総数であるか、ポテンシャルオーバーフローチャネルの所定のサブセットである。
【００７８】
実施例において、トラフィック復調器54とオーバーフロー復調器55a-55v は、先の米国特許出願第4,901,307 号と5,103,459 号で明らかにされているように、CDMA復調器である。トラフィック復調器54とオーバーフロー復調器55a-55v は、２値の位相シフトキーイング(BPSK)復調器である。トラフィック復調器54は、受信した信号を逆拡散し、割り当てられているウオルッシュシーケンスによって逆拡散してトラフィックデータを復元する。オーバーフロー復調器も、受信した信号を逆拡散し、オーバーフローチャネルに割り当てられている様々なウオルツシュシーケンスのいずれかによる逆拡散によりオーバーフローデータを受信する。
【００７９】
トラフィック復調器54は、割り当てられているトラフィックチャネルに従って受信したパケットを復調し、復調したパケットをバッファ56に提供する。バッファ56は一時的に復調トラフィックパケットを保存し、所定のタイミングシーケンスに従ってパケットを提供する。
【００８０】
また、受信した信号は、v オーバーフロー復調器55a-55v に提供される。オーバーフロー復調器55a-55v はそれぞれ異なるオーバーフローチャネルに従って、受信した信号を復調する。各オーバーフロー復調器55a-55v は、復調された各パケットをバッファ56に提供する。バッファ56は一時的に復調されたオーバーフローパケットを保存し、所定のタイミングシーケンスに従ってパケットを提供する。
【００８１】
バッファ56は、すべての可能な伝送仮説がテストされるように、ディインターリーブ57に復調パケットを提供する。具体例において、伝送仮説は、以下の順序でテストされる。パケットの後半部を伝えるのにオーバーフローチャネル1 を使っている１／８レート、１／４レート、ハーフレート、フルレート、パケットの後半部を伝えるのにオーバーフローチャネル2 を使っているフルレート、パケットの後半部を伝えるのにオーバーフローチャネルv を使っているフルレート。
【００８２】
実施例では、バッファ５６は最初に復調後のトラフィックパケットを、データを８分の１レート順序付け(ordering)フォーマットに従って並べ替えるディインターリーバ５７に送る。ディインターリーバ５７は並べ替えたパケットを復号器５８に送り、復号器５８はパケットを復号し、かつ復号後のパケットに、送信されたパケットが８分の１レートのパケットであった確率を示す値を割り当てる。実施例では、復号器５８は拘束長(constraint)７のビタビ復号器である。この種のビタビ復号器は、前述の米国特許出願第０８／０２３，７８９号に詳述されている。
【００８３】
次に、バッファ５６は復調後のトラフィックパケットを、４分の１レート順序付けフォーマットに従ってデータを並べ替えるディインターリーバ５７に送る。ディインターリーバ５７は並べ替えたパケットを復号器５８に送り、復号器５８はパケットを復号し、かつ復号後のパケットに、送信されたパケットが４分の１レートのパケットであった確率を示す値を割り当てる。
【００８４】
次に、バッファ５６は復調後のトラフィックパケットを、２分の１レート順序付けフォーマットに従ってデータを並べ替えるディインターリーバ５７に送る。ディインターリーバ５７は並べ替えたパケットを復号器５８に送り、復号器５８はパケットを復号し、かつ復号後のパケットに、送信されたパケットが２分の１レートのパケットであった確率を示す値を割り当てる。
【００８５】
次に、バッファ５６は、ブロック５５ａのオーバフロー復調器１から出力された復調後のオーバフローパケットと連結された復調後のトラフィックパケットを、フルレート順序付けフォーマットに従ってデータを並べ替えるディインターリーバ５７に送る。ディインターリーバ５７は並べ替えたパケットを復号器５８に送り、復号器５８はパケットを復号し、かつ復号後のパケットに、送信されたパケットがフルレートパケットであってパケットの後半がオーバフローチャネル１で送信された確率を示す値を割り当てる。
【００８６】
次に、バッファ５６は、ブロック５５ｂのオーバフロー復調器２から出力された復調後のオーバフローパケットと連結された復調後のトラフィックパケットを、フルレート順序付けフォーマットに従ってデータを並べ替えるディインターリーバ５７に送る。ディインターリーバ５７は並べ替えたパケットを復号器５８に送り、復号器５８はパケットを復号し、かつ復号後のパケットに、送信されたパケットがフルレートパケットであってパケットの後半がオーバフローチャネル２で送信された確率を示す値を割り当てる。このプロセスが、ｖ個の可能なオーバフローチャネルの各々に対して繰り返される。プロセスの最後に、復号後の全てのパケットがダイバーシティ結合要素６０に送られ、これらは他のフィンガによって復調された他の伝搬経路からの復号されたパケットの推定値と共に結合され、送信されたパケットについて改善された推定値を提供する。ダイバーシティ結合要素の設計は、前述の米国特許出願第０７／４３２，５５２号に詳述されている。
【００８７】
本発明の送信システムの第２実施例では、データパケットのトラフィック部とオーバフロー部を一緒に符号化し、オーバフローチャネル割当データを明示的に提供する。明示的オーバフローチャネル割当の実施において、チャネル割当情報はトラフィックデータと一緒に伝送される。明示的オーバフローチャネル割当では、オーバフローデータがどのオーバフローチャネルで送信されるかが受信機に分かるので、受信機における復号動作が大幅に軽減される。明示的オーバフローチャネル割当の場合、トラフィックチャネルで伝送できる情報の量が減少する。
【００８８】
図２に関連して説明すると、送信のための入力データは、可変レートデータ源２０に送られる。可変レートデータ源２０は４種類のレートでデータを出力する。パケットの伝送レートがフルより低い場合、送信システムは、第１実施例の送信システムと同様に動作する。可変レート・データ源２０がフルレートパケットをセレクタ２２に出力すると、セレクタ２２は対応する要求信号をセルコントローラ４０に転送する。オーバフローチャネルが利用できない場合、セレクタ２２は２分の１レート以下でパケットを出力し、パケットの送信は上述の通り行なわれる。
【００８９】
オーバフローチャネルが利用可能である場合、セルコントローラ４０は、オーバフローチャネルが利用可能であることを示すＲＡＴＥ信号をセレクタ２２に送信し、セレクタ２２はフルレートパケットをフォーマッタ２４に送る。セルコントローラ４０はまたチャネル割当信号をもフォーマッタ２４に送る。チャネル割当信号はｂ個のバイナリシンボルから成る。ここでｂは次式のように表わされる最小整数である。
【００９０】
ｂ  ＞    ｌｏｇ2ｖ                              （１）
式中、ｖはフルレートデータパケットの第２部分を伝搬することが可能なオーバフローチャネルの数である。
【００９１】
実施例では、フォーマッタ２４はパケットを図３ａに示すようにフォーマット化する。明示的チャネル割当データは、パケットのどの部分にでも置換することができる。１つの好適な実施例では、チャネル割当ビットはパケットのテール・ビットの一部を置換する。別の好適な実施例では、パケットの最左端が受信機で最初に復号されるので、この位置にチャネル割当ビットを配置する。
【００９２】
フォーマッタ２４は、そのパケットを符号器２６に出力する。符号器２６は上述の通りパケットを符号化し、符号化後のパケットをインターリーバ２８に送る。第２実施例では、インターリーバ２８は、フルレートパケットのトラフィックチャネル部をフルレートパケットのオーバフローチャネル部とは別個にインタリーブする。インタリーブ後のトラフィックチャネルパケットは変調器３０へ渡され、インタリーブ後のオーバフローチャネルパケットは変調器３２へ渡される。
【００９３】
上述の通り、変調器３０はトラフィックチャネルパケットを変調し、割り当てられたトラフィックチャネルにパケットを送り出す。変調器３２は、インターリーバ２８から渡されたオーバフローチャネルパケットを変調し、割り当てられたオーバフローチャネルに送り出す。上述の通り、変調器３２は、セルコントローラ４０から受信した割当オーバフローチャネルの自己同一性を示すチャネル・割り当て（ＣＨＡＮＮＥＬ  ＡＳＳＩＧＮＭＥＮＴ）信号に従って、パケットを変調する。
【００９４】
変調器３０、３２は変調後のパケットを送信機３４に送り、送信機３６は変調後のパケットの周波数を高くし(upconverts)、増幅してアンテナ３６に送り、ここから信号を放送する。この場合、繰り返しが行なわれないので、パケットは図４ａおよび図４ｂに示すようにパケットエネルギーレベルＥで送信される。
【００９５】
次に図６について説明する。図２のアンテナ３６によって放送された信号は、アンテナ７０によって受信され、受信機（ＲＣＶＲ）７２に渡される。受信機７２は受信した信号の周波数を低下し(downconvrtt)し、それを増幅して、トラフィック復調器７４およびバッファ７６に送る。フルレートより低いレートのパケットの受信は、前述の通りに行なわれる。
【００９６】
実施例では、トラフィック復調器７４およびオーバフロー復調器７８は、前述の米国特許番号第４，９０１，３０７号および第５，１０３，４５９号に開示された符号分割マルチプル・アクセス(CDMA)復調器である。ここでもまた、実施例におけるトラフィック復調器７４およびオーバフロー復調器７８は、バイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）復調器である。
【００９７】
フルレートパケットを受信すると、トラフィック復調器７４が割当トラフィックチャネルに従って受信後のパケットを復調し、復調後のパケットをディインターリーバ８０に送る。ディインターリーバ８０は、トラフィックチャネルパケットのバイナリシンボルを並べ替え、並べ替え後のパケットを復号器８２へ送る。ここでもまた、実施例の復号器８２はビタビ復号器である。ビタビ復号器については、前述の米国特許出願第０８／０２３，７８９号に詳述されている。
【００９８】
復号器８２は、チャネル割当信号をオーバフロー復号器７８に渡す。復号器は、オーバフローチャネル割当データをオーバフロー復号器７８に渡す前に、トラフィックチャネルパケット全体を復号することができる。しかし、好適な実施例では、チャネル割当データはパケットの最左端に配置されるので、それは復号器８２によって復号される最初のデータとなる。これにより、バッファ７６に必要な大きさがが軽減され、フルレートパケット全体をより速く復号することが可能になる。
【００９９】
復号器８２がチャネル割当信号をオーバフロー復調器７８に渡した後、復号器８２はタイミング信号をバッファ７６に渡す。バッファ７６は、タイミング信号に応答して、受信パケットをオーバフロー復調器７８に渡す。オーバフロー復調器７８は、チャネル割当信号に従って受信パケットを復調し、復調後のパケットをディインターリーバ８０に渡す。ディインターリーバ８０は前述の通り、復調後のオーバフローパケットのデータを並べ替え、並べ替え後のパケットを復号器８２に渡す。復号器８２はパケットのオーバフロー部を復号する。復号器８２は、復号後のトラフィックチャネルパケットを復号後のオーバフローチャネルパケットと連結し、その結果をダイバーシティ結合要素８４に渡す。結合要素８４は、復号器８２から復号されたパケットの推定値を受け取り、他のフィンガから復号されたパケットの推定値を受け取る。結合器８４は、結合要素６０に関して説明したように作動し、改善されたパケット推定値を提供する。
【０１００】
本発明の送信システムの第３実施例では、データパケットのトラフィック部とオーバフロー部を一緒に符号化し、オーバフローチャネル割当データを明示的に提供する。第３実施例では、明示的に提供されたチャネル割当データは、第２実施例の場合のように現在のパケットではなく、次のパケットのデータに関連する。チャネル割当データを事前に提供することにより、対応する受信システムに要求される複雑さが軽減される。
【０１０１】
再び図２に関連して説明すると、送信のための入力データは、可変レートデータ源２０に渡される。可変レートデータ源２０は現在のパケットのデータを符号化し、次のパケットのデータの符号化レートを決定する。次のパケットのデータレートがフルレートである場合、可変レートデータ源２０は要求（ＲＥＱ）信号をセルコントローラ４０に送信する。要求信号に応答して、セルコントローラ４０は、次のパケットのデータを伝送するために利用可能なオーバフローチャネルがあるか否かを決定する。
【０１０２】
次のパケットのデータを伝送するために利用可能なオーバフローチャネルがある場合、セルコントローラ４０は、次のパケットチャネル割当信号（ＮＦＣＡ）をフォーマッタ２４に送る。セレクタ２２は、前述の通り現在のパケットをフォーマッタ２４に渡す。フォーマッタ２４は、次のパケットチャネル割当情報を情報データ、冗長データ、およびテールビットと結合し、パケットをエンコーダ２６に送る。チャネル割当データは事前に提供されるので、チャネル割当データをパケットの最左端に配置する必要は無い。エンコーダ２６は、前述の通りにパケットを符号化し、符号化後のパケットをインターリーバ２８に渡す。
【０１０３】
インターリーバ２８は、現在のパケットのバイナリシンボルを並べ替える。現在のパケットがフルレートパケットである場合、パケットは、第１実施例で述べたように、単一ユニットとしてインタリーブされるか、あるいは第２実施例で述べたように、パケットを２分割してそれぞれを別個にインタリーブすることができる。
【０１０４】
現在のパケットがフルレートより低い場合、それはインターリーバ２８から変調器３０に送られる。インタリーブされたパケットは、パケットが伝送されるトラフィックチャネルに従って変調され、その後送信機３４に送られ、そこでパケットは周波数を高められ、増幅された後、アンテナ３６を介して放送される。現在のパケットがフルレートの場合、インターリーバ２８から変調器３０、３２に送られる。インタリーブされたパケットは変調器３０ではトラフィックチャネルで伝送されるように変調され、また変調器３２では割当オーバフローチャネルで伝送されるように変調される。次にパケットは変調器３０、３２から送信機３４に渡され、そこで周波数を高められ、増幅された後、アンテナ３６によって放送される。改良実施例では、セルコントローラ４０は、後続フレームの伝送に利用可能なオーバフローチャネルがあるか否かを決定し、無い場合には、セルコントローラ４０が可変レートデータ源２０にメッセージを送信し、可変レートデータ源は後続フレームを、オーバフローチャネルを使用せずに伝送できるレートに符号化し直す。
【０１０５】
図６を参照して，図２のアンテナ３６によりブロードキャストされた信号はアンテナ７０により受信され，受信機（ＲＣＶＲ）７２に供される。受信機７２は受信信号をダウンコンバートし，増幅し，該受信信号をトラフィック復調器７４に供し，そしてダッシュを付した線で図示するように直接にオーバフロー復調器７８に供する。この実施において、バッファ７６は使用されない。
【０１０６】
トラフイック復調器７４は割り当てられたトラフイックチャンネルに従って受信したパケットを復調し，復調したパケットをデインターリーバ８０に供する。もしも前もって受信したパケットが最近のパケットのためのチャンネル割当情報を含む場合，この情報はそれからバッフア８３によりオーバフロー復調器７８に供される。オーバフロー復調器７８は以前のパケットに供されたオーバーフローチャンネル割当情報に従って，受信信号を復調する。
【０１０７】
トラフイック復調器７４はデインターリーバ８０に送信パケットの復調ラフイック部分を供する。デインターリーバ８０は所定のデインターリービング様式に従って該パケットを再注文し，再注文されたパケットをデコーダ８２に供する。デコーダ８２は該パケットを復号する。もしも復号されたパケットの中に現在次のパケットのためのチャンネル割当データが存在する場合，デコーダ８２は次のパケットのためのチャンネル割当データをバッフア８３に供する。デコーダ８２はまた該復号されたパケットを結合器要素８４に供する。該結合器要素は改善された復号推定を供するためにデコーダ８２からの復号された推定を他のフインガからの復号された推定と結合させる。
本発明の送信システムの第４の例示的実施例において，該データパケットのトラフイック部分と該データパケットのオーバフロー部分とは，それぞれ符号化され，オーバフローチャネル割当データが絶対的に(implicity) 供される。
【０１０８】
再度図２を参照して，送信用の入力データは可変レートデータ源２０に供される。もしも可変レートデータ源２０により供された該データパケットが１／２レート，１／４レート又は１／８レートのパケットであれば，該送信システムはそれから第一の典型的な実施例で説明したように動作する。もしも該パケットがフルレートパケットであれば，可変レートデータ源２０はそれから要求信号をセル制御器４０に送り，該パケットをセレクタ２２に供する。セル制御器４０は，可変レートデータ源２０からの要求信号に応答して，レート信号をセレクタ２２に供する。もしもレート信号が利用可能なオーバフローチャンネルが無いことを表示する場合，セレクタ２２はそれからより低いレートのパケットを前述したように供し，第一の典型的な実施例において説明したように送信処理を供する。
【０１０９】
もしもレート信号が利用可能なオバーフローチャンネルがあることを表示している場合，セレクタ２２はそれからフルレートパケットをフオーマット器２４に供する。フオーマット器２４は第一の典型的な実施例において説明したように冗長ビットと末尾ビットを付加する。フオーマット化されたパケットはそれからエンコーダ２６に供される。エンコーダ２６は二つの１／２に分離されたものに該パケットを符号化し，二つの別々の符号化されたパケットとする。
【０１１０】
エンコーダ２６は二つの符号化されたパケットをインタリーバ２８に供する。インタリーバ２８は二つの符号化された別々のパケットの二進記号を再注文する。インタリーバ２８は最初のインタリーブされたパケットを変調器３０に供し，第二のインターリーブされたパケットを変調器３２に供する。
【０１１１】
上記で説明したように，変調器３０は割り当てられたトラフイックチャンネル上に第一のインターリーブされたパケットを供するように該パケットを変調する。変調器３２は割り当てたられたオバーフローチャンネル上に供されるようにインターリーバ２８により供された第二のインターリーブされたパケットを変調する。
変調器３２は，割り当てられたオーバフローチャンネルの自己同一性を表示するセル制御器４０からのチャンネル割当信号に応じて該パケットを変調する。
【０１１２】
変調器３０と３２は変調されたパケットを送信器３４に供し，変調されたパケットをアップコンバートし増幅し，それをアンテナ３６に供する。このケースにおいて，反復が無いことから，該パケットは図４ａ及び図４ｂに示したようにパケットエネルギーレベルＥで送信される。
【０１１３】
さて図７を参照して，図２のアンテナ３６によりブロードキャストされた信号はアンテナ９０により受信され，受信器（ＲＣＶＲ）９２に供される。受信器９２は受信信号をダウンコンバートし増幅し，該受信信号をトラフイック復調器９４と最初のフインガのオーバフロー復調器９６ａ−９６ｖに供するが，もしもレーキ（ＲＡＫＥ）受信器設計が作動する場合は他のフインガに供する。再びｖは受信機システムのための可能オーバーフローチャンネルの数であり，これは全ての未利用のチャンネルセット又は指定されたサブセットであり得る。
【０１１４】
典型的な実施例において，トラフイック復調器９４とオーバーフロー復調器９６ａ−９６ｖは前述の米国特許第４，９０１，３０７号と米国特許第５，１０３，４５９号に開示されているようなCDMA復調器である。該典型的な実施例において，トラフイック復調器９４とオーバーフロー復調器９６ａ−９６ｖは二相シフトキーイング(shift keying)（ＢＰＳＫ）復調器である。
【０１１５】
トラフイック復調器９４は割り当てられたトラフイックチャンネル復調フオーマットに応じて受信信号を復調し，該復調パケットをトラフイック  デインターリーバ９８に供する。該受信信号はまたｖオーバフロー復調器９６ａ−９６ｖに供される。オーバフロー復調器９６ａ−９６ｖは，異なる仮定(hypothetical)オーバフローチャンネル復調器フォーマットに応じて受信信号を各々復調する。復調器９６ａ−９６ｖは復調されたパケットをオーバフロー  デインタリーバ１００ａ−１００ｖにそれぞれ供する。
【０１１６】
トラフィック・デインターリーバ９８およびオーバフロー・デインターリーバ１００ａ−１００ｖは、復調されたパケットのバイナリシンボルの順序を並べ替え、並べ替えた後のパケットをトラフィック復号器１０１およびオーバフロー復号器９９ａ−９９ｖにそれぞれ渡す。トラフィック復号器１０１およびオーバフロー復号器９９ａ−９９ｖは、並べ替えられたパケットを復号し、それらを結合器１０２に渡す。結合器１０２は、冗長ビットを検査して、復号後のオーバフローパケットと復号後のトラフィックパケットとの間に一致あるかどうかを決定することにより、オーバフロー復号器９９ａ−９９ｖから渡された復号後のパケットの中に、復号後のトラフィックパケットの後半部と等しいものがあるかどうかを決定する。結合器１０２が、オーバフロー復号器９９ａ−９９ｖからの復号後のパケットの中に、復号後のトラフィックパケットの後半部と等しいものがあると決定した場合、結合器１０２は復号後のオーバフローパケットを復号後のトラフィックパケットに連結する。結合器１０２は、前述の通り、復号後のパケットを他のフィンガによる復号後のパケット推定値と結合し、改善されたパケット推定値を提供する。
【０１１７】
本発明の送信システムの第５実施例では、データパケットのトラフィック部とオーバフロー部を別個に符号化し、現在のパケットのオーバフローチャネル割当データを明示的に提供する。
【０１１８】
再び図２に戻って説明すると、送信のための入力データは可変レートデータ源２０に渡される。フルレートより低いレートのパケットの送信の場合、送信は上述の通りに行なわれる。再び可変レートデータ源２０は、４種類のレートのデータを出力する。パケットの伝送速度(レート、rate)がフルレートより低い場合、送信システムは、第１実施例の送信システムと同様に作動する。可変レートデータ源２０がフルレートパケットをセレクタ２２に送ると、セレクタ２２は対応する要求信号をセルコントローラ４０に送る。利用可能なオーバフローチャネルが無ければ、セレクタ２２はパケットに２分の１レートまたはそれ以下のレートを選択し、パケットの送信は上述の通り行なわれる。
【０１１９】
オーバフローチャネルが利用可能な場合、セルコントローラ４０は、オーバフローチャネルが利用可能であることを示すレート信号をセレクタ２２に送り、セレクタ２２はフルレートパケットをフォーマッタ２４に渡す。またセルコントローラ４０は、フォーマッタ２４にチャネル割当信号を渡す。上述の通り、チャネル割当信号はｂ個の２進シンボルから成り、ｂは次式によって求められる。
【０１２０】
ｂ  ＝  ｌｏｇ2ｖ                                    （２）
式中、ｖはフルレートデータパケットの第２部分を伝えるすることが可能なオーバフローチャネルの数である。
【０１２１】
フルレートパケットおよびチャネル割当データは、フォーマッタ２４に送られる。好適な実施例では、パケットは第２実施例で説明したようにフォーマット化され、チャネル割当データは、受信機でパケットが復号されるときに最初に復号されるパケット内の位置に配置される。フォーマット化されたパケットはエンコーダ２６に送られる。
【０１２２】
エンコーダ２６は、フルレートパケットを半分づつに分けて別々に符号化する。最初に符号化されたパケットおよび次に符号化されたパケットは、それぞれ変調器３０、３２に渡される。変調器３０は、最初に符号化されたパケットを、割り当てられたトラフィックチャネル変調フォーマットに従って変調し、変調器３２は次に符号化されたパケットを、割り当てられたオーバフローチャネル変調フォーマットに従って変調する。変調後のパケットは送信機３４に送られ、送信機３４は、上述の通り、変調後のパケットの周波数を高くし、増幅する。信号は送信機３４からアンテナ３６に送られ、受信システムへ放送される。
【０１２３】
次に、図８について説明する。図２のアンテナ３６によって放送された信号は、アンテナ１１０によって受信され、受信機（ＲＣＶＲ）１１２に渡される。受信機１１２は受信信号の周波数を低下し、増幅した後、トラフィック復調器１１４およびバッファ１１６に渡す。レートがフルレートより低いパケットの受信は、前述の通りに行なわれる。
【０１２４】
実施例では、トラフィック復調器１１４およびオーバフロー復調器１２０は、前述の米国特許番号第４，９０１，３０７号および第５，１０３，４５９号に開示されている符号分割マルチプル・アクセス(CDMA)変調器である。ここでもまた、好適な実施例におけるトラフィック復調器１１４およびオーバフロー復調器１２０は、バイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）復調器である。
【０１２５】
フルレートパケットを受信すると、トラフィック復調器１１４は、割り当てられたトラフィックチャネル復調フォーマットに従って受信パケットを復調し、復調後のパケットをトラフィック・デインターリーバ１１８に渡す。デインターリーバ１１８は、トラフィックチャネルパケットのバイナリシンボルの順序を並べ替え、並べ替え後のパケットをトラフィック復号器１２２に渡す。トラフィック復号器１２２はパケットを復号化する。ここでもまた、実施例におけるトラフィック復号器１２２およびオーバフロー復号器１２６は、拘束長７のビタビ復号器である。ビタビ復号器については、前述の米国特許出願第０８／０２３，７８９号に詳述されている。
【０１２６】
復号器１２２は、チャネル割当情報をオーバフロー復調器１２０に渡し、復号後のトラフィックパケットを結合要素１２８に渡す。復号器は、オーバフローチャネル割当データをオーバフロー復調器１２０に渡す前に、トラフィックチャネルパケット全体を復号することができる。しかし、好適な実施例では、チャネル割当データはパケットの先頭位置に配置されるので、エンコーダ１２２で最初に復号されるデータとなる。これにより、バッファ１１６に要求される大きさが軽減され、パケットをより速く復号することが可能になる。
【０１２７】
復号器１２２は、チャネル割当信号をオーバフロー復調器１２０に渡した後、タイミング信号をバッファ１１６に渡す。バッファ１１６は、タイミング信号に応答して、受信パケットをオーバフロー復調器１２０に渡す。オーバフロー復調器１２０は、割り当てられたオーバフローチャネル復調フォーマットに従って受信パケットを復調し、復調後のパケットをオーバフローデインターリーバ１２４に渡す。
【０１２８】
デインターリーバ１２４は、前述の通り、復調後のオーバフローパケット内のデータを並べ替え、並べ替え後のパケットをオーバフロー復号器１２６に送る。オーバフロー復号器１２６はパケットのオーバフロー部を復号し、復号後のオーバフローパケットを結合器１２８に送る。結合器１２８は復号後のオーバフローパケットを復号後のトラフィックパケットと結合し、フルレートパケット推定値を提供する。結合器はまた、前述の通り、他のフィンガからのパケット推定値を結合するためにも使用される。
【０１２９】
本発明の送信システムの第６実施例では、データパケットのトラフィック部分とデータパケットのオーバーフロー部分は別々に符号化され、次のパケット用のオーバーフローチャネル割当データが明確に供給される。
【０１３０】
再び図２において、送信用の入力データが可変速度データソース２０に供給される。可変速度データソース２０が現在のパケットを符号化し、次のパケット用の符号化速度を決定する。次のパケット用の符号化速度がフルレートであれば、可変速度データソース２０はセルコントローラ４０に要求信号を送る。オーバーフローチャネルを利用できる場合、次のデータパケットの送信用に、セルコントローラ４０がオーバーフローチャネルを利用できることを示すＲＡＴＥ信号をセレクタ２２に供給する。そして、フルレートパケットをフォーマッタ２４に供給する。セルコントローラ４０もまたフォーマッタ２４4 にチャネル割当信号を供給する。
【０１３１】
フルレートパケットとチャネル割当データがフォーマッタ２４に供給される。パケットは第３実施例において説明したようにフォーマットされ、次のデータ用のチャネル割当データがパケットに置かれる。フォーマットされたパケットがエンコーダ２６に供給される。
【０１３２】
エンコーダ２６は半分づつ別々にフルレートパケットを符号化する。第１の符号化パケットと第２の符号化パケットがインターリーバ２８に供給され、インターリーバ２８が別々にパケット内のバイナリシンボルを整理し直す。インターリーバ２８が変調器３０、３２に各々整理し直したパケットを供給する。変調器３０は配分されたトラフィックチャネル変調フォーマットに従って第１の符号化パケットを変調し、変調器３２は割り当てられたオーバーフローチャネル変調フォーマットに従って第２の符号化パケットを変調する。変調済みパケットが送信機３４に供給され、送信機３４が変調済みパケットを上述のようにアップコンバーターで変換し、増幅する。送信機３４によって信号がアンテナ３６に供給され、放送が受信システムに供給される。
【０１３３】
次に図８において、図２のアンテナ３６による信号放送がアンテナ１１０によって受信され、受信機（ＲＣＶＲ）に供給される。受信機１１２は受信した信号をダウンコンバーターで変換／増幅し、受信した信号をトラフィック復調器１１４とオーバーフロー復調器１２０に供給する。
【０１３４】
トラフィック復調器１１４は配分されたトラフィックチャネル復調フォーマットに従って受け取ったパケットを復調し、復調済みパケットをトラフィックデインターリーバ１１８に供給する。トラフィックデインターリーバ１１８はパケットのバイナリシンボルを整理し直し、それらをトラフィックデコーダ１２２に供給する。トラフィックデコーダ１２２はパケットを復号し、パケットに次のパケット用のチャネル割当データがあれば、このデータをバッファ１１７に供給する。トラフィックデコーダ１２２が復号済みパケットを結合器１２８に供給する。
【０１３５】
前に受け取ったパケットが現在のパケット用のチャネル割当情報を含んでいれば、この情報がバッファ１１７によってオーバーフロー復調器１２０に供給される。オーバーフロー復調器１２０は前のパケットにより供給されたチャネル割当情報に従ってパケットのオーバーフロー部分を復調する。
【０１３６】
トラフィック復調器１１４は送信されたパケットの復調済みトラフィック部分をトラフィックデインターリーバ１１８に供給し、そこでパケットのトラフィック部分がトラフィックチャネルデインターリービングフォーマットに従って整理し直される(reorder)。整理し直されたパケットがトラフィックデコーダ１２２に供給され、トラフィックデコーダ１２２がパケットのトラフィックチャネル部分を復号し、それを結合器成分１２８に供給する。パケットがフルレートであれば、オーバーフロー復調器１２０が送信されたパケットの復調済みオーバーフロー部分をオーバーフローデインターリーバ１２４に供給する。オーバーフローデインターリーバ１２４はオーバーフローパケットのバイナリシンボルを整理し直し、整理直したオーバーフローパケットをオーバーフローデコーダ１２６に供給する。デコーダ１２６はオーバーフローパケットを復号し、復号化オーバーフローパケットを結合器１２８に供給する。結合器１２８は復号化トラフィックパケットを復号化オーバーフローパケットと結合させる。加えて、結合器１２８は前述のようにパケット概算(packet estimates)を他のフィンガからのパケット概算と結合させ、改良されたパケット概算を供給し、それが受信システムユーザーに供給される。
【０１３７】
次に説明する本発明の部分はオーバーフローチャネルを割り当てる様々な方法についてである。この割当て操作はセルコントローラ４０によって行われる。呼び出しに対するチャネルのプールの割り当ては様々な方法で提供され得る。最も簡単な方法はプールからの無作為選択である。より複雑な技術は統計的多重送信として公知の実験方法のデザインに従う。典型的な場合は、要求割当てベースで共通のプール内のチャネルをどの呼び出しにも割り当てることができる。上述のように、この一般的な戦略は不必要に複雑なシステムや受信機を生み出す。本発明は全体の通信システムの複雑さを最小にする新規の割当て戦略を開示する。
【０１３８】
上記において指摘したように、通常の割当てアプローチは、オーバーフロープール内のどのチャネルをも呼び出しに割り当てることができると仮定する。この割当て戦略は最大数の呼び出しにオーバーフローチャネルを割り当てられるようにする。しかしながら、それは最も複雑な受信機を必要とする。なぜなら、受信機はトラフィックチャネルといずれかのオーバーフローチャネルで情報を受信するように準備しなければならないからである。オーバーフローチャネルの数を変更できるようにすれば、受信機はこの付加的な複雑さをも処理しなければならない。
【０１３９】
事前割当てと呼ばれる別の機構では、所定のオーバーフローチャネルのサブセットが呼び出しの始めに各ユーザーに事前に割り当てられる(pre-assigned)。そして、その呼び出しに対してオーバーフローチャネルを後割当てする(post-assign)時がくると、割り当てられたオーバーフローチャネルがこのサブセットから選択される。
【０１４０】
それから簡単な受信機を利用することができる。なぜなら、制限された数のチャネル上の情報を復調できなければならないからである。混成機構(hybrid schemes)の構想もあり、それによってオーバーフローチャネルの一次プールを全ての呼び出しのために利用できるが、一次プールからのオーバーフローチャネルが利用できない場合、オーバーフローチャネルの二次プールが各々の呼び出しに対して事前に割り当てされる。
【０１４１】
以下は本発明の割当て方法の目的及び利点である：
1.  釣り合いの取れた事前割当表のデザイン；
2.  事前割当表と一致する後割当てを行うためのアルゴリズム；
3.  様々な機構の妨害確率(block probability)に基づく最適の割当戦略の決定。
【０１４２】
前述のように、１つのチャネルがパケットを収容するための情報搬送容量を持っていない場合、そのパケットを搬送するために２つかそれ以上のチャネルを使用できる。好適な実施例では、ほとんどの場合、パケットを搬送するのに１つのトラフィックチャネルで充分であるが、時々パケットの搬送を助けるために１つかそれ以上のオーバーフローチャネルが必要になる。
【０１４３】
呼び出し(call)は一連のパケットである。前述のように、呼び出しが設定されると、その呼び出しに１つのトラフィックチャネルの単独使用が割り当てられるが、呼び出しにおいて２つかそれ以上のチャネルがパケットを搬送するのに必要である場合、付加的なオーバーフローチャネルが一時的に使用される。かかる機構を本発明において統計的多重化(statistical multiplexing)と称する。
【０１４４】
上述のように、２組のチャネル：１組のトラフィックチャネルと１組のオーバーフローチャネルがある。呼び出しが設定されると、その呼び出しにおけるパケットの送信用にトラフィックチャネルの１つが永久的に割り当てられる。呼び出し内のパケットが２つかそれ以上のチャネルを必要とする特別な状況下では、パケットは割り当てられたトラフィックチャネルと、そのユーザーに一時的に割り当てられた１つかそれ以上のオーバーフローチャネルで搬送される。その呼び出し内の別のパケットが２つかそれ以上のチャネルを必要とする場合、同じトラフィックチャネルが使用されるが、おそらく別のオーバーフローチャネルがこのパケットの第２の部分を搬送するために使用されるであろう。
【０１４５】
１つのトラフィックチャネルがパケットを搬送する場合、そのトラフィックチャネルが動作中である。パケットが２つのチャネルを必要とする場合、（トラフィックチャネルとオーバーフローチャネル）、割り当てられたトラフィックチャネルが超動作的(superactive)である。
【０１４６】
オーバーフローチャネルが呼び出しに対して永久的に（あるいは動作中のトラフィックチャネルと同等に）割り当てられてもよい。しかしながら、トラフィックチャネルが時たましか超動作的にならない場合、この解決策は容量を浪費する。例えば、超動作的トラフィックチャネルを収容するために１つのオーバーフローチャネルだけが必要である場合でも、かかる機構はチャネルの半分がオーバーフローチャネルに割り当てられるであろう。しかも、どの瞬間にもこれらのオーバーフローチャネルのほとんどが使用されていないであろう。逆に、本発明はトラフィックチャネルセットが比較的小さな数のオーバーフローチャネルを共有する方法を開示する。
【０１４７】
以下の発明はこの目的を達成するための方法を説明する。本発明の１つの出願はGlobalstarの低軌道衛星通信システムのダウンリンクパス、つまり衛星から移動受信機へのパスに対するものである。Ｎは通信資源におけるチャネル（トラフィックオーバーフロー）の全数を表わす。実施例では、Ｎは１２８に等しい。
【０１４８】
実施例はＮチャネルがn オーバーフローチャネルと（Ｎ−ｎ）トラフィックチャネルで構成される２つの固定されたサイズグループに分割されるが、その考え方はグループのサイズが負荷、パスの品質もしくは他の要因によって変化できる場合に応じて拡大できる。どの瞬間にも（Ｎ−ｎ）トラフィックチャネルのｂだけが動作中である。更に、動作中のチャネルｂのほんの一部だけが超動作中である。
【０１４９】
実施例においては、超動作的なトラフィックチャネルが１つだけオーバーフローチャネルを必要と仮定される。しかしながら、論じている考え方はパケットが２つかそれ以上のオーバーフローチャネルを必要とする場合に法則化される(generalize)ことを認識すべきである。
【０１５０】
実施例では、動作中のトラフィックチャネルに対するオーバーフローチャネルの前割当て（または予備割当て）がある。この割当ては各オーバーフローチャネルが多くの動作中のトラフィックチャネルに割り当てられるが、正確にはｋ（ｋ≦ｎ）のオーバーフローチャネルが各々の動作中のトラフィックチャネルに割り当てられる。動作中のトラフィックチャネルが超動作的になる場合、そのトラフィックチャネルにより搬送されるパケットの一部も、事前割り当てされたオーバーフローチャネルの１つによって搬送される。ｋ＝ｎである場合、全てのオーバーフローチャネルがこの目的のために利用でき、アプリオリな割当ての概念は不必要である。しかしながら、ｋ＜ｎである場合、所定の超動作的なトラフィックチャネルに対するオーバーフローチャネルの選択は事前割当てによって制限される。
【０１５１】
超動作的なトラフィックチャネルのいずれかがオーバーフローチャネルのアプリオリな割当てによって処理される超過容量(excess capacity)を持つことができない場合に妨害が発生する。ｋ＝ｎの場合を完全に動的な割当戦略と称する。完全に動的な割当戦略に対して、超動作的なトラフィックチャネルがｎを超える場合にのみ妨害が発生し、動作中のチャネルｂの各々が確率ｐで超動作的である場合、そしてこれらの事象が統計的に独立している場合、妨害の確率は以下の式で表わされる：
【数１】
0004163028.tif 000002
式中、ｖは各ユーザーの使用のために提供されるオーバーフローチャネル数である。
【０１５２】
ｋ＜ｎである場合、動作中のトラフィックチャネルに対してオーバーフローチャネルのアプリオリな(apriori)割当てによって課される付加的な制約により妨害が発生し得る。特に、ｋ＜ｎの場合、超動作的な(superactive)チャネルの数がオーバーフローチャネル数であるｎより小さい場合でも、妨害が発生することがある。ｋ＜ｎの場合、上記の式は妨害の確率に対する下限である。
【０１５３】
受信機のデザインを簡略化するために、ｋが小さいアプリオリな割当戦略を見い出すことがベストである。特に、（各衛星ダウンリンクで）呼び出しが設定された時、１つのトラフィックチャネルと１組のｋ（ｎ＞ｋ＞１）オーバーフローチャネルが予備割当てされる割当戦略を提供することが本発明の目的である。この呼び出し用の受信機は、割り当てられたトラフィックチャネルが超動作的になれば、これらのｋオーバーフローチャネルの１つで超過データ(extra data)が搬送されることを知る。トラフィックチャネルと結合されるこれらのｋオーバーフローチャネルの１つを選択することを後割当て(post-assignment)と呼ぶ。
【０１５４】
予備割当てと後割当ての第１の方法を以下の例によって説明する。ｋ＝３、ｎ＝６の場合、各トラフィックチャネルに６つのオーバーフローチャネルの内の３つが予備割り当てされる。オーバーフローチャネルはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの文字によってラベル付けされる。さしあたりＢ＝１０の符号０、１、２、３、４、５、６、７、８、９でラベル付けされる動作中のトラフィックチャネルを仮定する。表１において、オーバーフローチャネルがこれら１０のトラフィックチャネルに予備割り当てされる例示的な割当てが図示されている。この表において、縦列はオーバーフローチャネルを表わし、横行はトラフィックチャネルを表わす。特定の横行のｋ＝３の「１」はそのトラフィックチャネルに割り当てられたｋ＝３のオーバーフローチャネルを示す。例えば、オーバーフローチャネルＡ、Ｂ、Ｄはトラフィックチャネル０に割り当てられている。
【０１５５】
0004163028.tif 000003
この割当ての「公平さ(fairness)」は各オーバーフローチャネルに割り当てられた正確にｒ＝５トラフィックチャネルがあり、各対のオーバーヘッドチャネルの共同割当てを共有する正確に１＝２のトラフィックチャネルがあるという事実に反映されている。この表及び後述の表が組み立てられる方法を下記において説明する。
【０１５６】
６以下の数のトラフィックチャネルが超動作的(superactive)になれば、これらの超動作的なトラフィックチャネルの各々に独特のオーバーフローチャネルを割り当てることができる。例えば、トラフィックチャネル０、２、３、５、８、９と連合するチャネルが超動作的であれば、表１はオーバーフローチャネルに対するトラフィックチャネルの後割当てを（０，Ａ）、（２，Ｃ）、（３，Ｅ）、（５，Ｂ）、（８，Ｄ）及び（９，Ｆ）とするであろう。しかしながら、トラフィックチャネル０、１、３、５、８、９と連合するチャネルが超動作的になれば、表Ｉは後割当て（０，Ａ），（１，Ｂ），（３，Ｃ），（５，Ｅ），（８，Ｄ）及び（９，Ｆ）を可能にするであろう。この例では、チャネル３が両セットにおいて超動作的であったが、超動作的なチャネル３に対する後割当てが変更されていることに注意すべきである。
【０１５７】
要約すれば、超動作的なチャネル数がオーバーフローチャネル数を超えない限り、表１に記載した後割当てに対する妨害はないであろう。したがって、この方法ではこの割当てが作用すると共に、完全に動的な割当戦略と前述の妨害用の式がこの場合に適用される。しかも、３つの可能なオーバーフローチャネルの１つだけが特定のトラフィックチャネルと結合され得るので、受信機は簡単である。
【０１５８】
各々の動作的なトラフィックチャネルに６つのオーバーフローチャネルの内の３つが割り当てられる場合、１０以上の動作的なトラフィックチャネルを可能にし、しかも６つの超動作的なチャネルで妨害を生じさせないような動作的なトラフィックチャネルに対してオーバーフローチャネルを予備割当てする場合はない。図において、各々の動作的なチャネルにｎ個のオーバーフローチャネルのうちｋ個が予備割り当てされる場合を考慮している。動作的なチャネルｂの数に対する上限としては、ｎ個以下の動作的なチャネルが超動作的である場合に、オーバーフローが発生しないような上限が求められる。ｂ個の横行、ｎ個の縦列と横行ごとにｋ個の１を持つ割当表に対して、全体の表において（ｋｂ）１と（（ｎ−ｋ）ｂ）０の合計があるであろう。このように、縦列毎に０の平均数はそれから（（ｎ−ｋ）ｂ）／ｎである。超動作的なｎ個のチャネルで妨害が生じないためには、どの縦列においても０の最大数は（ｎ−１）である。最大とは平均より大きいか、あるいは平均に等しいものであるので、((n―ｋ)ｂ)／ｎ＜（ｎ−１）である。ｂを解くことで以下の上限が決定される：
ｂ  ＜  n(n−１)／（ｎ−ｋ）                        （４）
より一般的には、同じ議論を通して、０≦ａ≦ｎ−ｋ−１に対してオーバーフローがない場合、あるいはほとんどの動作的なチャネルが動作的ではない場合、ｂは以下の不等式を満たさなければならない：
ｂ＜v！（ｖ−ｋ−ａ−１）！／（ｖ−ａ−２）！（ｖ−ｋ）    （５）
ａ＝０またはｋ＝３の場合に戻ると、方程式５は次のようになる。
【０１５９】
ｂ  ＜  ｎ（ｎ―１）／（ｎ−３）                            （６）
ｎ＝６の特別な場合に対して、方程式（６）の右側は整数１０に等しい。このように、表１に示された写像(mapping)はｂ＝１０の値を持ち、それはこの上限に等しい。興味深いことに、方程式（６）の右側はｎ＝９の場合に対する整数であり、ｂ＜１２の上限を生じる。１２の内９個の動作的なトラフィックチャネルが超動作的になることを許すｎ＝９のオーバーフローチャネルの割当てが表２に示されている。
【０１６０】
0004163028.tif 000004
さて、ｎ＝６のオーバーフローチャネルの場合に戻って、動作的なトラフィックチャネルの倍数、つまりｂ＝２０の動作的なトラフィックチャネルを収容することが望ましいと仮定する。オーバーフローチャネルの数を増やすことなくｂ＝２０を達成することが要求される場合、表３に示す予備割当てを使用できる。最初の１０個のチャネルに対する割当ては表１の場合と同じであり、従ってこの割当ては繰り込まれた戦略と称することができる。繰り込まれた戦略は大きい数のトラフィックチャネルに対する表を作り出すために使用できる。それを行う場合、最初にある数の動作的なトラフィックチャネルに対する予備割当てを発生させ、次に元の集合に対する予備割当てを変更することなく、それより動作的なトラフィックチャネルを付加する。
【０１６１】
0004163028.tif 000005
表３に示された事前割当ての「公平さ」は、今では各オーバーフローチャネルに割り当てられた正確にｒ＝１０のトラフィックチャネルがあり、各対のオーバーヘッドチャネルの共同割当てを共有する正確に１＝４のトラフィックチャネルがあるという事実に反映されている。
【０１６２】
しかしながら、この場合、この新しい割当ては６つの超動作的なチャネルのどの集合も収容することができない。例えば、トラフィックチャネル９、１５、１６、１７、１８、１９に割り当てられたチャネルが超動作的である場合、どの動作的なトラフィックチャネルにもオーバーフローチャネルＡが予備割当てされていないので、それらに独特なオーバーフローチャネルを割り当てることができない。つまり、多くても５個のオーバーフローチャネルをこれら６個の超動作的なチャネルに利用することができる。この割当てによって収容できない６個の超動作的なチャネルの場合の割合は：
【数２】
0004163028.tif 000006
であり、その場合、
【数３】
0004163028.tif 000007
は一度にｓ個が取られるｔ個の項目の組合せ数を示す。しかしながら、実際この新しい割当てが５組以下の超動作的なチャネルを収容する。
【０１６３】
上述したように、より動作的なトラフィックチャネルを収容する１つの方法は、妨害に関する要件を緩和するためである。別の方法はオーバーフローチャネル数を増大するためである。本発明は両方のアプローチを取る方法を説明している。  ６個以下の動作的なトラフィックチャネルが超動作的でない場合に如何なる妨害も発生しないような方法で２０の動作的なトラフィックチャネルを収容する簡単な方法は、１２のオーバーフローチャネルを使用し、表１の場合と同じ割当てを前半の６個のオーバーフローチャネルに前半の１０個のトラフィックチャネルを割り当てるために使用し、それからこの同じ割当てを後半の６個のオーバーフローチャネルに後半の１０個のトラフィックチャネルを割り当てるために使用する。これは繰り込まれた戦略の別の例である。
【０１６４】
所定の予備割当表と一致する超動作的なトラフィックチャネルに対してオーバーフローチャネルを後割り当てするために幾つかの方法がある。予備割当表のデザインに関して、その横行が正確にｋ個の１を持つ全てのベクトルで構成されている場合、ｎ個のオーバーフローチャネルに対する割当表は完全であると称される。該かる完全な割当表の例が、６個のオーバーフローチャネルの場合に対する表４に示されている。上述のことから、完全な割当表は       の動作的なチャネルを収容するであろう。ｎ個のオーバーフローチャネルを持ち、完全な割当表により収容され得るこの動作的なチャネルの数が表４に示されている。
【０１６５】
表  ＩＶ
完全な割当表(k=3) 用のパラメーター
オーバーフローチャネル数、ｎ    ６      ７      8      ９
動作中のチャネル数、ｂ    ２０  ３５    ５６    ８４  １２０
Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒシステムでは全部で１２８のチャネルを利用できるので、完全な割当表を使用した場合、１０個のオーバーフローチャネルを備えた１１８の動作中のトラフィックチャネルを収容できるであろう。
【０１６６】
完全な割当表に対して、ｉ＝１，２，．．．．ｋとして、ｉ個のオーバーフローチャネルの各組が正確に
【数４】
0004163028.tif 000008
の動作中のトラフィックチャネルに割り当てられ、例えば、ｋ＝３の場合、完全な割当表は以下の特性を持つ：
１．オーバーフローチャネル全てが正確に
【数５】
0004163028.tif 000009
の動作中のトラフィックチャネルに割り当てられる。
【０１６７】
２．二つが組になったオーバーフローチャネル全てが正確に
【数６】
0004163028.tif 000010
の動作中のトラフィックチャネルに割り当てられる。
【０１６８】
３．  三つが組になったオーバーフローチャネル全てが正確に
【数７】
0004163028.tif 000011
の動作中のトラフィックチャネルに割り当てられる。
【０１６９】
同様に、完全な割当表に対して、ｉ＝１，２，．．．，ｎ−ｋである各組のｉ個のオーバーフローチャネルとして、正確に
【数８】
0004163028.tif 000012
の動作中のトラフィックチャネルがあり、それらはその組のオーバーフローチャネルのどれにも割り当てられない。例えば、ｎ＝６及びｋ＝３の場合の表２の完全な割当表に対して、
１．１つのオーバーフローチャネル全てに
【数９】
0004163028.tif 000013
の動作中のトラフィックチャネルが割り当てられない。
【０１７０】
２．二つが組になったオーバーフローチャネル全てが、その組のオーバーフローチャネルのどれにも割り当てられない
【数１０】
0004163028.tif 000014
の動作中のトラフィックチャネルを有している。
【０１７１】
３．三つが組になったオーバーフローチャネル全てがその三組のオーバーフローチャネルのどれにも割り当てられない
【数１１】
0004163028.tif 000015
の動作中のトラフィックチャネルを有している。
【０１７２】
完全な割当てに対する妨害の確率が高すぎる場合、完全な割当表から横行を除去することができる。その結果は、それより少ない動作中のトラフィックチャネルを収容することができるが、それより優れた妨害能力を有する割当表である。更に横行を削除するプロセスを繰り返して、それより少ない動作中のトラフィックチャネルを収容することができるが、それより優れた妨害能力を有する別の表に達することができる。これらの表は組み込まれているものと考慮され、この組の表において小さな表の横行がこの表リスト内のより大きな表の横行の部分集合である。
【０１７３】
様々なアプリケーションに対して繰り込まれた割当表の集合が便利である。トラフィックが軽い(light)場合、動作中のトラフィックチャネルの数を収容するこの集合の最も小さな割当表が使用される。動作中のトラフィックチャネルの数が問題の割当表に対する最大数を超える点までトラフィックが増大した時、繰り込まれた表の集合内の新しい割当表が採用され、それはより多い数の動作中のトラフィックチャネルを収容することができるが、現在の呼び出しがそれらの元のオーバーフローチャネル割当てを保持することができるようにする。繰り込まれていない表を使用する場合、オーバーフローチャネルの割当てを呼び出しの途中での１つの呼び出しのために変更しなければならないであろう。
【０１７４】
次に、容易に推論できる別の技術も存在するが、予備割当表を設計する一般的な方法を開示する。ここで考慮する方法はこれらの表を設計するための釣合のとれた不完全なブロックデザイン(block desighs)の理論を使用する。ブロックデザインの用語において、オーバーフローチャネルは対象と称され、動作中のトラフィックチャネルはブロックと称される。ブロックデザインは、対象及び一対の対象の発生に関するある規則に従って、ｂ個のブロックへｎ個の対象を配置することである。パラメーター（ｂ，ｎ，ｒ，ｋ，ｌ）を持つ釣合のとれた不完全なブロックデザインは以下のようなブロックデザインである：
１．各ブロックが同じ数、ｋ個の対象を含む。
【０１７５】
２．各対象が同じ数、ｒ個のブロックに発生する。
【０１７６】
３．各ペアの別個の対象が同じ数、ｌ個のブロックに発生する。
【０１７７】
釣合のとれた不完全なブロックデザインに基づく割当表は、ｊ番目の対象がｉ番目のブロックに発生する場合にのみ、０と１のｂ個の横行にｎ個の縦列マトリックスであり、１はｉ番目の横行とｊ番目の縦列にある。容易に確認できる５つのパラメーターに関して２つの関係がある：
ｂｋ＝ｎｒ、及び                                    （７）
ｒ（ｋ−１）＝１（ｎ−１）                          （８）
方程式７は、割当表の１の数をまず横行で数え、次に縦列で数えることによって生じる。方程式８は、まずどの縦列にもｒ個の１があり、各々をｋ−１の他の１とペアにすることができる、あるいはその代わりに、どの縦列内の１も他の  （ｎ−１）の縦列内の１と正確にｌの桁で整合できることを示すことによって、割当表の横行の１のペアを数えることによって生じる。
【０１７８】
ｋ＝３の特殊な場合は特別に注意を要し、ｋ＝３である釣合のとれた不完全なブロックデザインをトリプルシステムと称する。トリプルシステムは各動作中のトラフィックチャネルに正確にｋ＝３のオーバーフローチャネルが割り当てられる場合の割当表に対応することに注意すべきである。トリプルシステムのために、上記の方程式を次のように書き換えることができる：
ｒ＝１（ｎ−１）／２、及び                              （９）
ｂ＝１ｎ（ｎ−１）／６                                （１０）
このように、トリプルシステム用に必要な条件は次の通りである：
１（ｎ−１）≡０  ｍｏｄｕｌｏ２                      （１１）
１ｎ（ｎ−１）≡０  ｍｏｄｕｌｏ６                    （１２）
これら２つの後者の合同式は両方共（ｎ，ｂ，ｒ，ｋ＝３，ｌ）トリプルシステムの存在のために必要であり、それで充分である。
【０１７９】
ｎ＞３の全ての値に対して、ｋ＝３の場合の完全な割当表が
【数１２】
0004163028.tif 000016
及びｌ＝（ｎ−２）のトリプルシステム(triple system)を生じることに注意すべきである。更に、トリプルシステムに基づく全ての割当表がこれらのデザインの１つに繰り込まれなければならない。
【０１８０】
ｌ＝１であるトリプルシステムの特殊な場合がステイナー（Ｓｔｅｉｎｅｒ）トリプルシステムと呼ばれている。ステイナートリプルシステムに対して、上記の合同式(congruences)は６を法としてｎ＝１または３に減少し、ｎの全ての値がステイナーシステムのために利用できるとは限らない。
【０１８１】
ブロックデザインを構成する方法は２つの幅広いカテゴリー：帰納的及び直接的なものに分けられる。帰納的な方法は小さい方のものからデザインを構成する一方、直接的な方法はパラメーターの特殊な値のための構成を可能にする。ほとんどの直接的方法は有限体または合同式の特性を利用する。直接的な方法の例は、下記の表Ｖに記された差分集合(difference sets)から構成される（ｂ＝３５、ｎ＝１５、ｒ＝７、ｋ＝３、ｌ＝１）のデザインに基づく割当表である。
【０１８２】
【表１】
0004163028.tif 000017
表Ｖにおいて、横行２−１４は横行１の巡回置換(cyclic permutation)であり；横行１６−２９は横行１５の巡回置換であり；横行３１−３４は横行３０の巡回置換である。
【０１８３】
以下は、上述の予備割当て及び後割当て方法の代わりに、超動作的なトラフィックチャネルに対する妨害の確率を概算する方法である。後割当てプロセスにおいて、特定の超動作的なトラフィックチャネルにオーバーフローチャネルを割り当てることができない場合、その超動作的なトラフィックチャネルが妨害される。ｂ個の動作中のトラフィックチャネルとｎ個のオーバーフローチャネルがあり、各動作中のトラフィックチャネルに（ｎの内の）ｋ個のオーバーフローチャネルが予備割り当てされると仮定する。Ａｊをｂ個のトラフィックサブチャネルの内の正確にｊ個（０≦ｊ≦ｂ）が超動作的である事象とし、この事象を説明する統計表が二項式である、つまり、
Ｐｒ｛Ａj｝＝（ｂ！／（ｂ−ｊ）！ｊ！）Ｐj (1-p)b-j,０＜Ｐ＜１,（１３）
であると仮定し、ここで（ｂ！／（ｂ−ｊ）！ｊ！）は二項式係数「ｂがｊを選択する(b choose j)」を表す。
【０１８４】
Ｂｉは、我々にとって関心のある特定の超動作的なトラフィックチャネルが、後割当てプロセスにおいて割り当てられるべきｉ番目の超動作的なトラフィックチャネルである事象(event)として定義される。割り当てられるべきｊ個の超動作的なトラフィックチャネルがあるとすれば、問題の１つが同様に後割当てプロセスにおいて（１からｊまでの）「列内の桁」を持つらしいと仮定する。数学的に、これは次のように表わすことができる：
Ｐr｛Ｂi │Ａj｝＝１／ｊ，      ｉ＝１，２，…，ｊ    （１４）
最後に、事前割当表に関して簡略化された仮定が為される。事前割当ては、いずれかの超動作的なトラフィックチャネルのために後割当てが為される場合、それはｎ個のオーバーフローチャネルのいずれにも同様に割り当てられるようなものであると仮定する。この仮定が有効である１つの場合は、事前割当表の横行が無作為に選択され、（ｋ個の１と（ｎ−ｋ）個の０を持つ横行を選択する（ｖ！／（ｖ−ｋ）！ｋ！）個の可能な方法から）同じ確率を持つ場合である。特定の釣合のとれた決定論的割当て(deterministic assignments)もこの条件を導くことに注目すべきである。
【０１８５】
これらの仮定の下に、特定の超動作的なトラフィックチャネルのために
Ｐｒ｛ブロックエイジ｝で表わされる妨害の確率を計算できる。この計算は事象ＡｊとＢｉに対する条件付けにより、そして次にこれらの事象に対する平均化により行われる。つまり、
【０１８６】
【式１３】
0004163028.tif 000018
又は
【０１８７】
【式１４】
0004163028.tif 000019
その場合、Ｐｒ{ブロックエイジ│Ａｊ，Ｂｊ}＝Ｐｒ{ブロックエイジ│Ｂｊ}という事実を利用する。
【０１８８】
問題の超動作的なトラフィックチャネルが後割り当てされるべき列のｉ番目である場合に関する図９に示した状態図を考えてみる。分枝は確率によりラベル付けされ、状態の指数は、オーバーフローチャネルを後割当てプロセスにおいてそれより前にある他の超動作的なトラフィックチャネルに後割り当てすることにより、如何に多くの問題の超動作的なトラフィックサブチャネルのオーバーフローサブチャネルを使用したかを示す。
【０１８９】
ｉ＞１と仮定し、また状態Ｓ（０）で開始し、最初の超動作的なトラフィックサブチャネルを後割り当てすると仮定する。確率（ｋ／ｎ）で、問題の超動作的なトラフィックチャネルの内ｋ個のオーバーフローチャネルの１つが割り当てられ、確率１−（ｋ／ｎ）で、オーバーフローチャネルの１つが割り当てられない。前者の場合には、それは状態Ｓ（１）にあり、その場合、”１”は我々の超動作的なトラフィックチャネルのｋ個のオーバーフローチャネルの１が既に割り当てられており、一方後者の場合、状態Ｓ（０）のままである。ｉ＞２と仮定すると、プロセスは次の超動作的なトラフィックチャネルを後割り当てする段階に移る。この方法で、問題の超動作的なトラフィックチャネルの前にある全てのｉ−１の超動作的なトラフィックチャネルが後割り当てされる。
【０１９０】
問題の確立、Ｐｒ＝｛ブロックエイジ│Ｂｊ｝、は以下の条件付きの確立によってあたえられる。
【０１９１】
Ｐr｛ブロックエイジ│Ｂｊ｝＝｛i-1時において、状態＝Ｓ(k)│０時において、状態＝Ｓ(0)｝                  （１７）
方程式１７の確率は、付加的に各フォワードパスとＺだけ前に進まない各パスをＺＩによってラベル付けすることによる生成関数アプローチによって得られる。生成関数Ｔ（Ｚ，Ｉ）は以下のように書くことができる：
【０１９２】
【式１５】
0004163028.tif 000020
次に、妨害の確率は次のように与えられ、それを計算することができる：
【０１９３】
【式１６】
0004163028.tif 000021
好適実施例の上述の説明により、当業者であれば本発明を使用できるであろう。これらの実施例に対する様々な修正も当業者には自明であり、ここに記載した包括的な原則を発明的な能力を使用せずに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されず、ここに開示した原則及び新規の特徴から逸脱することなく幅広く利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の衛星通信の中の実施例を示している図。
【図２】本発明の伝送システムのブロック線図。
【図３】図３ａ乃至３ｄは、例として挙げた伝送パケット構造の実施例の図。
【図４】図４ａ乃至４ｅは伝送パケットの中の冗長度とパケットの伝送エネルギー・レベルの図。
【図５】オーバーフローデータが、トラフィック・データと一緒に符号化される消極的(implicit)オーバーフローチャネル割当を有するデータ受信のための受信システムのブロック線図。
【図６】オーバーフローデータが、トラフィック・データと一緒に符号化される積極的(explicit)オーバーフローチャネル割当を有するデータ受信のための受信システムのブロック線図。
【図７】オーバーフローデータと、トラフィック・データが別個に符号化される消極的オーバーフローチャネル割当を有するデータ受信のための受信システムのブロック線図。
【図８】オーバーフローデータと、トラフィック・データが別個に符号化される積極的オーバーフローチャネル割当を有するデータ受信のための受信システムのブロック線図。
【図９】問題の超動作的なトラフィックチャネルが後割り当てされるべき列のｉ番目である場合に関する状態図。
【符号の説明】
２‥ターミナル、４…衛星，６‥衛星、８‥ゲートウエイ、
【図１】
0004163028.tif 000022
【図２】
0004163028.tif 000023
【図３】
0004163028.tif 000024
【図４】
0004163028.tif 000025
【図５】
0004163028.tif 000026
【図６】
0004163028.tif 000027
【図７】
0004163028.tif 000028
【図８】
0004163028.tif 000029
【図９】
0004163028.tif 000030