(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散技術が用いられ、チャネル構造がページングチャネルをサポートし、各ページングチャネルがページングメッセージを複数の遠隔局へ送信するためのものであり、前記チャネル構造が補助チャネルをサポートし、各補助チャネルが高速データトラフィックを伝送するためのものである電気通信システムにおいて、前記チャネル構造は、
前記複数の遠隔局のうちの１つの遠隔局と他の基地局との間で、音声トラフィック及びデータトラフィックを交換するものであって、前記遠隔局がトラフィック状態であるときにのみ用いることができ、かつ前記遠隔局が前記ページングチャネルを監視していないときにのみ、前記遠隔局が前記トラフィック状態である基本チャネルと、
前記遠隔局と前記他の基地局との間で信号情報を交換する制御チャネルであって、前記制御チャネルが制御フレームを備え、前記制御フレームの各々の長さが、トラフィックチャネルフレームの長さの何分の一かであり、前記制御チャネルは前記遠隔局が前記トラフィック状態であるときにのみ用いることができ、リバースリンクが遠隔局から基地局へのデータ送信に用いられ、フォワードリンクが基地局から遠隔局へのデータ送信に用いられ、前記リバースリンク方向の制御フレームが１つ以上のリバースリンクメッセージを備える、制御チャネルとを備え、
前記リバースリンクメッセージは、
前記フォワードリンクの基本チャネル及び補助チャネルで受信したフレームが、消去したものとして受信されたか否かを、前記基地局に知らせる消去指示ビット（ＥＩＢ）と、
最も高いチップ毎のエネルギと干渉との比で受信された前記遠隔局のアクティブセットにおけるパイロットを前記基地局に知らせ、かつ前記基地局について、そのチップ毎のエネルギと干渉との比が、前記最も高いチップ毎のエネルギと干渉との比で受信された前記パイロットの所定の電力レベル内である前記遠隔局のアクティブセットにおける全てのパイロットを識別する内部セル電力レベル測定値と、
異なる搬送波周波数で前記遠隔局により受信されたパイロットの変動強度を前記基地局に知らせる内部搬送波電力レベル測定値と、
補助チャネルに高速データトラフィックの伝送を要求するものであって、前記リバースリンクでの送信の準備ができているデータの量に関連付けられた待ち行列の大きさを含み、かつ前記遠隔局が送信のために使用できる残りの電力量と関連付けられた電力ヘッドルームを含むリバースリンクデータ要求と
を含むチャネル構造。
【請求項２】
リバースリンク更新メッセージをさらに含み、前記リバースリンク更新メッセージは、
前記消去指示ビットと、
前記内部セル電力レベル測定値と、
前記内部搬送波電力レベル測定値と、
前記リバースリンクデータ要求とを含む、請求項１に記載のチャネル構造。
【請求項３】
前記リバースリンク更新メッセージの長さが３０ビットである場合に、前記リバースリンク更新メッセージは、
前記基本チャネルのフォワードリンクで消去したものが受信されたか否かを示す単一のビットと、
前記補助チャネルのフォワードリンクで消去したものが受信されたか否かを示す単一のビットと、
前記内部セル電力測定値を示す８ビットと、
前記内部搬送波電力測定値を示す１２ビットと、
前記リバースリンクデータ要求と関連付けられたフィールドを表わす８ビットとを含む、請求項２に記載のチャネル構造。
【請求項４】
前記リバースリンクデータ要求と関連付けられた前記フィールドは、８ビットのリバースリンクデータ要求メッセージに含まれており、前記リバースリンクデータ要求メッセージは、
前記待ち行列の大きさを示す４ビットと、
前記電力ヘッドルームを示す４ビットとを含む、請求項３に記載のチャネル構造。
【請求項５】
スペクトラム拡散技術が用いられ、チャネル構造がページングチャネルをサポートし、各ページングチャネルがページングメッセージを複数の遠隔局へ送信するためのものであり、前記チャネル構造が補助チャネルをサポートし、各補助チャネルが高速データトラフィックを伝送するためのものである電気通信システムにおいて、前記チャネル構造は、
前記複数の遠隔局のうちの１つの遠隔局と他の基地局との間で音声トラフィック及びデータトラフィックを交換するものであって、前記遠隔局がトラフィック状態であるときにのみ用いることができ、かつ前記遠隔局が前記ページングチャネルを監視していないときにのみ前記遠隔局が前記トラフィック状態である基本チャネルと、
前記遠隔局と前記他の基地局との間で信号情報を交換するものであって、制御フレームを備え、前記制御フレームの各々の長さが、情報チャネルフレームの長さの何分の一かであり、前記遠隔局が前記トラフィック状態であるときにのみ用いることができ、フォワードリンク方向の前記制御フレームが１つ以上のフォワードリンクメッセージを含む制御チャネルとを備え、
前記フォワードリンクメッセージは、
前記基地局が、フォワードリンク補助チャネルを第１の期間に第１のデータレートで前記遠隔局に割当てることを前記遠隔局に知らせるフォワードリンクスケジューリング情報と、
前記基地局が、リバースリンク補助チャネルを特定の期間に特定のデータレートで前記遠隔局に割当てることを前記遠隔局に知らせるリバースリンクスケジューリング情報と、
前記遠隔局のアクティブパイロットセットから、どの基地局が高速データを補助チャネルで前記遠隔局へ送信し始めるかを前記遠隔局に知らせる補助チャネル基地局割当て情報と、
前記リバースリンクの基本チャネル及び補助シャネルで受信したフレームが、消去したものとして受信されたかを前記遠隔局に知らせる消去指示ビット（ＥＩＢ）と、
前記遠隔局が、情報のために前記基本チャネルを復調すべきか否かを示すプロセス基本チャネル指示
とを含む、チャネル構造。
【請求項６】
前記フォワードリンクスケジューリング情報が、１０ビットのフォワードリンクスケジュールメッセージに含まれている場合に、前記フォワードリンクスケジュールメッセージは、
前記フレームがフォワードリンクスケジュールメッセージであることを示す２ビットと、
前記補助チャネルの割当てられたフォワードリンクレートを示す４ビットと、
前記補助チャネルが、前記フォワードリンクレートを割当てられる期間を示す４ビットとを含む、請求項５に記載のチャネル構造。
【請求項７】
前記リバースリンクスケジューリング情報が、１８ビットのリバースリンクスケジュールメッセージに含まれている場合に、前記リバースリンクスケジュールメッセージは、
前記フレームがリバースリンクスケジュールメッセージであることを示す２ビットと、
前記補助チャネルの許可されたリバースリンクレートを示す４ビットと、
前記補助チャネルが、前記許可されたリバースリンクレートに対する期間を示すものであって、４ビットからなる各サブセットが単一の搬送波を表わす、１２ビットとを含む、請求項５に記載のチャネル構造。
【請求項８】
前記補助チャネル基地局割当て情報が、８ビットの基地局割当てメッセージに含まれている場合に、前記基地局割当てメッセージは、
前記フレームが基地局割当てメッセージであることを示す２ビットと、
ビットマップを含むものであって、前記ビットマップのｉ番目の位置の１つが、前記補助チャネルが該ｉ番目の基地局から送信されていることを示す、６ビットとを含む、請求項５に記載のチャネル構造。
【請求項９】
前記消去指示ビット及び前記プロセス基本チャネル指示が、５ビットのプロセス基本メッセージに含まれている場合に、前記プロセス基本メッセージは、
前記フレームがプロセス基本メッセージであることを示す２ビットと、
前記基本チャネルのリバースリンクで消去したものが受信されたか否かを示す単一のビットと、
前記補助チャネルのリバースリンクで消去したものが受信されたか否かを示す単一のビットと、
前記遠隔局が前記基本チャネルを復調すべきか否かを示す単一のビットとを含む、請求項５に記載のチャネル構造。
【請求項１０】
スペクトラム拡散技術が用いられ、チャネル構造がページングチャネルをサポートし、各ページングチャネルがページングメッセージを複数の遠隔局へ送信するためのものであり、前記チャネル構造は補助チャネルをサポートし、各補助チャネルが高速データトラフィックを伝送するためのものである電気通信システムにおいて、前記チャネル構造は、
前記複数の遠隔局のうちの１つの遠隔局と他の基地局との間で、音声トラフィック及びデータトラフィックを交換するものであって、前記遠隔局がトラフィック状態であるときにのみ用いることができ、かつ前記遠隔局が前記ページングチャネルを監視していないときにのみ前記遠隔局が前記トラフィック状態であるものであって、専用モード及び共用モードを含む２つのモードで作動させることができ、かつ前記共用モードである場合に、フォワードリンクが前記複数の遠隔局のうちの２つ以上の遠隔局と前記基地局との間の通信に用いられる、基本チャネルと、
前記遠隔局と前記他の基地局との間で信号情報を交換するものであって、前記遠隔局が前記トラフィック状態であるときにのみ用いることができ、前記複数の遠隔局の各遠隔局には、前記遠隔局が、前記共用モードで前記基本チャネルを復調すべきときを示す指示が送信される、制御チャネル
とを備える、チャネル構造。
【請求項１１】
前記共用モードの前記基本チャネルを復調すべきことを示す放送通信メッセージが前記制御チャネルで送信された場合に、前記共用モードの前記基本チャネルが、前記複数の遠隔局の全ての遠隔局によって復調される、請求項１０に記載のチャネル構造。
【請求項１２】
スペクトラム拡散技術が用いられ、チャネル構造がページングチャネルをサポートし、各ページングチャネルが、ページングメッセージを複数の遠隔局へ送信するためのものであり、前記チャネル構造が補助チャネルをサポートし、各補助チャネルが、高速データトラフィックを伝送するためのものである電気通信システムにおいて、前記チャネル構造は、
前記複数の遠隔局のうちの１つの遠隔局と他の基地局との間で、音声トラフィック及びデータトラフィックを交換するものであって、前記遠隔局がトラフィック状態であるときにのみ用いることができ、かつ前記遠隔局が前記ページングチャネルを監視していないときにのみ、前記遠隔局が前記トラフィック状態である、基本チャネルと、
前記遠隔局と前記他の基地局との間で信号情報を交換するものであって、前記遠隔局が前記トラフィック状態であるときにのみ用いることができ、前記遠隔局が前記トラフィック状態を出た場合、前記遠隔局及び前記基地局は、前のトラフィック状態セッションと関連付けられた情報が前記遠隔局及び前記基地局に記憶され、かつ前記遠隔局が前記基地局からチャネル割当てメッセージを受信した後に前記記憶された情報を用いて前記トラフィック状態に直ちに再び入ることができる保留モードに入る、制御チャネル
とを備える、チャネル構造。
【請求項１３】
前記記憶される情報は、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）状態と、トラフィックチャネル構成と、暗号変数とを含む、請求項１２に記載のチャネル構造。
【請求項１４】
スペクトラム拡散技術が用いられる電気通信システムにおいて、フォワードリンクチャネル構造が、
基本チャネルトラフィックを、少なくとも１つの基地局から遠隔局へ送信する基本チャネルと、
前記少なくとも１つの基地局のうちの１つから前記遠隔局へ高速データトラフィックを送信する少なくとも１つの補助チャネルとを備え、
前記基本チャネルは、専用モード及び共用モードを含む２つのモードで作動させることができ、前記基本チャネルが前記専用モードである場合に、前記基本チャネルは、前記遠隔局と前記基地局との間の通信のみに用いられ、前記基本チャネルが前記共用モードである場合には、前記基本チャネルのフォワードリンクは、前記複数の遠隔局のうちの２つ以上の遠隔局と前記基地局との間の通信に用いられ、前記複数の遠隔局の各遠隔局には、前記遠隔局が、共用モードで前記基本チャネルを復調すべきときを示す指示が制御チャネルで送信される、フォワードリンクチャネル構造。
【請求項１５】
前記共用モードの基本チャネルは、前記共用モードの基本チャネルを復調すべきことを示す放送メッセージが前記制御チャネルで送信された場合に、前記複数の遠隔局の全ての遠隔局によって復調される、請求項１４に記載のチャネル構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムのチャネル構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）変調技術を使用することは、多数のシステムユーザがいる通信を促進するいくつかある技術のうちの一つである。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）及び周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）のような他の技術も知られているが、ＣＤＭＡはこれら他の技術を超えた著しい利点を有する。多元接続通信システムにおいてＣＤＭＡ技術を使用することは、“衛星又は地上中継器を用いるスペクトル拡散多元接続通信システム”と題する米国特許第４，９０１，３０７号に開示されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。多元接続通信システムにおいてＣＤＭＡ技術を利用することは、“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて信号波形を発生させるためのシステム及びその発生方法”と題する米国特許第５，１０３，４５９号に開示されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。ＣＤＭＡシステムは、”デュアルモード広帯域スペクトラム拡散セルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局ベースの局互換性”に沿って設計されており、以下ＩＳ−９５規格として参照される。他の符号分割多元接続通信システムは、低い地球軌道を有する衛星を用いた世界的な衛星通信システムを含む。
【０００３】
ＣＤＭＡ通信システムは、フォワードリンク及びリバースリンクでトラフィックデータ及び音声データを送信できる。固定サイズのコードチャネルフレームにおけるトラフィックデータの送信方法は、”送信データのフォーマットを行うための方法及び装置”と題された米国特許第５，５０４，７７３号に開示されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。ＩＳ−９５規格に従うと、トラフィックデータ及び音声データは２０ミリ秒の持続時間のトラフィックチャネルフレームに分割される。各トラフィックチャネルのデータレートは変えることができ、１４．４Ｋｂｐｓと同じにすることができる。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムでは、ユーザ間の通信は１あるいはそれ以上の基地局を通じて処理される。１の遠隔局上の第１のユーザが第２の遠隔局上の第２のユーザとリバースリンク上で基地局に対してデータを送信することにより通信が行われる。基地局はデータを受信しそのデータを他の基地局にルーティングする。同一の基地局、あるいは第２の基地局のフォワードリンク上でデータが第２の遠隔局に送信される。フォワードリンクは、基地局から遠隔局への通信を取扱い、リバースリンクは、遠隔局から基地局への通信を取り扱う。ＩＳ−９５システムでは、フォワードリンク及びリバースリンクは分割周波数に分配される。
【０００５】
遠隔局は通信中、少なくとも１つの基地局と通信を行う。ソフトハンドオフ中、ＣＤＭＡの遠隔局は多重基地局と同時に通信を行うことができる。ソフトハンドオフは前の基地局とのリンクが壊れる前に新たな基地局とリンクを確率する処理である。ソフトハンドオフは、ドロップコールの可能性を最小限にする。ソフトハンドオフ処理中の１以上の基地局と遠隔局との間の通信が提供される方法は、”ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるソフトハンドオフを助長する移動体”と題された米国特許第５，２６７，２６１号に開示されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。ソフトハンドオフは、同一の基地局によりサービスが提供される多元セクターを超えた通信を発生させる処理である。ソフトハンドオフの処理は、”共通の基地局のセクター間のハンドオフを行う方法及び装置”と題され、１９９６年１２月１１日出願、係属中の米国特許出願第０８／７６３，４９８号に詳細に説明されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。
【０００６】
ワイヤレスデータアプリケーションでの要求が増大すると、非常に有効なワイヤレスデータ通信システムが著しく重要になってくる。データ送信用に活用される代表的な通信システムは、”高いデータレートのＣＤＭＡワイヤレス通信システム”と題され、１９９６年５月２８日に出願され、係属中の米国特許出願第０８／６５４，４４３号に詳細に説明されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。米国特許出願第０８／６５４，４４３号に開示されたシステムは、多数のデータレートのうちの一つで送信可能な可変レート通信システムである。音声サービスとデータサービスの重要な違いは、前者は固定されすべてのユーザに共通のサービスのグレード（ＧＯＳ）を必要とすることである。典型的には、音声サービスを提供するデジタルシステムにとっては、リンクのリソースによらずに、すべてのユーザに固定され等しいデータレートと、会話フレームのエラーレートが最大限耐えられるに値することが必要であることとなる。データレートが同一であるため、より弱いリンクを持つユーザにとってより高いリソースの分配が必要である。このことは、利用可能なリソースを非効率的に用いることとなる。対照的に、データサービスにとっては、ＧＯＳはユーザからユーザへ異なってもよく、データ通信システムの全体の効率を増加させるために活用されるパラメータである。データ通信システムのＧＯＳは、典型的にはデータメッセージの伝送において被る遅延総量として定義される。
【０００７】
音声サービスとデータサービスの他の重要な相違点は、前者は厳重かつ固定された遅延要求を強いられることである。典型的には、会話フレームの全体の一方向遅延は１００ミリ秒よりも少なくなければならない。対照的に、データ遅延は、データ通信システムを最大限効率的に活用するのに用いられる変動パラメータになり得る。
【０００８】
データ通信システムの品質及び効率を測定するパラメータは、データパケットの送信に必要とされる遅延総量とシステムの平均スループットレートである。遅延総量は、音声通信と同様にはデータ通信ではインパクトはないが、データ通信システムの品質を測定する重要な尺度である。平均スループットレートは、通信システムのデータ送信能力の効率性の測定値である。
【０００９】
データサービスと音声サービスの送信を最大限活用するよう設計された通信システムは、両方のサービスの特定の要求を取り扱うことが必要である。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、データ及び音声サービスの送信を容易にするチャネル構造を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の観点では、本発明は、トラフィックデータ、音声データ、およびシグナリングを送信する少なくとも１つの基本チャネルと、トラフィックデータを送信する補助チャネルと、ページングメッセージを送信するページングチャネルとを具備する、通信システムのためのチャネル構造を提供する。
【００１１】
他の観点では、本発明は、少なくとも１つの基本チャネルにおいてトラフィックデータ、音声データ、およびシグナリングを送信し、補助チャネルにおいてトラフィックデータを送信し、ページングチャネルにおいてページングメッセージを送信する送信器を有する通信システムのための送信装置を提供する。
【００１２】
さらなる観点では、本発明は、少なくとも１つの基本チャネルにおいて送信されたトラフィックデータ、音声データ、およびシグナリングを受信し、補助チャネルにおいて送信されたトラフィックデータを受信し、ページングチャネルにおいて送信されたページングメッセージを受信する受信器を有する通信システムに使用されるチャネル構造における、通信システムのための受信装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、フォワードリンクおよびリバースリンクに対する２組の物理チャネルを有し、様々な論理チャネルの通信を容易にするためにこの物理チャネルを使用する通信システムを提供する。
【００１４】
本発明は、２組の物理チャネルで具体化され、一つはフォワードリンクで、他はリバースリンクで、これにより論理チャネルの多様性のある通信を可能とする。物理チャネルはデータ及び制御チャネルから構成される。代表的な実施形態では、データチャネルは、音声トラフィック、データトラフィック、高速データ及び他のオーバーヘッド情報を送信するのに用いられる基本チャネルと、高速データを送信するのみ用いられる補助チャネルである。代表的な実施形態では、フォワード及びリバーストラフィックチャネルは遠隔局がアイドル中にリリースされ、利用可能な容量をより充分に利用するのに用いられる。制御チャネルは制御メッセージとスケジューリング情報を送信するのに用いられる。
【００１５】
好ましくは、トラフィックチャネルは基本チャネルと補助チャネルから構成される。基本チャネルは音声トラフィック、データトラフィック、高速データ及びシグナリングメッセージを送信するのに用いられる。補助チャネルは高速データを送信するのに用いられる。代表的な実施形態では、基本及び補助チャネルは同時に送信される。代表的な実施形態では、安定性改善のため（特にシグナリングメッセージのため）基本チャネルはソフトハンドオフによりサポートされる。
【００１６】
好ましくは、補助チャネルは多数のデータレートのうちの一つで送信される。データレートは送信される情報量、遠隔局が利用可能な送信電力、及び必要とされるビット当たりエネルギーからなる一組のパラメータに基づいて選択される。データレートはスケジューラにより割り当てられ、これによりシステムスループットレートは最大化する。
【００１７】
好ましくは、遠隔局のアクティブセット内のすべての基地局の電力レベルが通信中定期的に測定される。多重セルΔ電力レベルは”最適の”基地局の組からの高速データを送信する情報を用いる基地局に送信され、これにより容量が増大する。加えて、すべての搬送波の電力レベルはまた、定期的に測定され、多重搬送波Δ電力レベルは基地局に送信される。基地局は、弱い搬送波の電力レベルを増加させ、あるいは遠隔局に新たな搬送波割り当てを再割り当てする情報を用いる。
【００１８】
遠隔局はトラフィックチャネルモード、中断モード、及び休止モードから構成される３つの動作モードの一つで動作する。最後の送信の終了からの非活動時間が第１の所定のしきい値を超えると、遠隔局は中断モードに置き換わる。代表的な実施形態では、中断モードでは、トラフィックチャネルはリリースされるが状況情報は遠隔局及び基地局の双方で維持され、遠隔局は非スロットモードでページングチャネルを監視する。従って、遠隔局は短時間でトラフィックチャネルモードに戻ることができる。非活動時間が第２の所定のしきい値を超えると、遠隔局は休止モードに置き換わる。代表的な実施形態では、休止モードでは、状況情報は遠隔局あるいは基地局のいずれでも維持されないが、遠隔局はページングメッセージのためのスロットモードでページングチャネルの監視を続行する。
【００１９】
制御データは、トラフィックチャネルフレームの一部である制御フレーム上を送信されてもよい。代表的な実施形態では、遠隔局によるデータレート要求及び他の情報は、制御チャネルフレームフォーマットを用いて遠隔局により送信される。これにより、時間の処理遅延が最小となる。データレート要求は、割り当てられたデータレートでの実際の送信時間になされる。加えて、本発明は消去インジケータビットをフォワード及びリバースリンクに提供する。これは、ＩＳ−７０７規格により定義されたＮＡＣＫ  ＲＬＰフレームに置き換えられて用いられる。
【００２０】
本発明の上述した、またさらなる特徴点、対象、及び利点は、図面を考慮すると、以下に示す本発明の実施形態の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。図面では、同様の参照符号が同様であると識別される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
Ｉ．システムの説明
図を参照するに、図１は代表的な通信システムを示す。あるこのようなシステムがＩＳ−９５規格に従ったＣＤＭＡ通信システムである。他のこのようなシステムは、前述の米国特許出願第０８／６５４，４４３号に説明されている。この通信システムは、多重セル２ａ−２ｇからなる。各セル２は対応する基地局４により取り扱われている。様々な遠隔局６がこの通信システムを通じて分散されている。この代表的実施形態では、各遠隔局６はゼロあるいはそれ以上の基地局４と、フォワードリンク上を各トラフィックチャネルフレームあるいはフレームで通信する。例えば、基地局４ａは遠隔局６ａ及び６ｊに、基地局４ｂは遠隔局６ｂ及び６ｊに、基地局４は遠隔局６ｃ及び６ｈに、フォワードリンク上をフレームｉで送信する。図１により示されるように、各基地局４はデータをゼロあるいはそれ以上の遠隔局６に、所定の時間に送信する。また、そのデータレートは変えることができ、受信遠隔局６により測定される干渉に対する搬送波の比（Ｃ／Ｉ）と、必要とされるノイズに対するビット当たりエネルギーの比（Ｅb／Ｎ0）に依存する。遠隔局６から基地局４へのリバースリンク送信は、説明を簡単にするため図１には示していない。
【００２２】
代表的な通信システムの基本的なサブシステムが図２に示される。基地局コントローラ１０は、通信システム内で、パケットネットワークインタフェース２４，ＰＳＴＮ３０及びすべての基地局４とインタフェースしている（説明を簡単にするため一つの基地局４のみを図２には示している）。基地局コントローラ１０は、通信システム内の遠隔局６と、パケットネットワークインタフェース２４及びＰＳＴＮ３０に接続される他のユーザとの間の通信を調整する。ＰＳＴＮ３０は、標準電話ネットワーク（図２には図示せず）を介してユーザとインタフェースしている。
【００２３】
基地局コントローラ１０は、多くの選択素子１４を有するが、図２には説明を簡単にするために一つのみを示している。一つの選択素子１４は、一つあるいはそれ以上の基地局４と、一つの遠隔局６との間の通信を制御するために割り当てられる。選択素子１４が遠隔局６に割り当てられないと、発呼制御プロセッサ１６は遠隔局６をページする必要がある旨が伝えられる。発呼制御プロセッサ１６はその際基地局４に、遠隔局６をページングするよう指示する。
【００２４】
データソース２０は遠隔局６に送信されるべきデータを有する。データソース２０はパケットネットワークインタフェース２４にデータを提供する。パケットネットワークインタフェース２４はデータを受信し、そのデータを選択素子１４にルーティングする。選択素子１４は遠隔局６と通信している各基地局４にデータを送る。代表的な実施形態では、各基地局４は、遠隔局６に送信されるべきデータを含むデータキュー４０を維持する。
【００２５】
データパケットでは、そのデータはデータキュー４０からチャネル素子４２に送られる。代表的実施形態では、フォワードリンク上で、データパケットが、目的地たる遠隔局６に１フレーム内に送信されるべきデータの固定量を参照する。各データパケットに対して、チャネル素子４２は必要な制御フィールドを挿入する。代表的実施形態では、チャネル素子４２はデータパケット及び制御フィールドをＣＲＣエンコードし、一組のコードテールビットを挿入する。このデータパケット、制御フィールド、ＣＲＣパリティビット及びコードテールビットは、フォーマットされたパケットにより構成される。代表的実施形態では、チャネル素子４２はフォーマットパケットをエンコードし、そのエンコードされたパケット内のシンボルをインターリーブ（あるいは再順序づけ）する。代表的実施形態では、インターリーブされたパケットはウォルシュカバーでカバーされた長いＰＮコードでスクランブルされ、短いＰＮI及びＰＮqコードで拡散する。拡散データはＲＦユニット４４に提供される。ＲＦユニット４４は、信号を直角変調し、フィルタし、増幅する。フォワードリンク信号はフォワードリンク５０上をアンテナ４６を通じて無線で送信される。
【００２６】
遠隔局６では、フォワードリンク信号はアンテナ６０により受信され、フロントエンド６２内の受信機にルーティングされる。受信機は、信号をフィルタし、増幅し、直角変調し及び量子化する。デジタル化された信号は復調器（ＤＥＭＯＤ）６４に提供され、ＰＮI及びＰＮqコードで逆拡散され、ウォルシュカバーにより逆カバーされ、長いＰＮコードで逆スクランブルされる。復調されたデータは、デコーダ６６に提供される。デコーダ６６は、基地局４で行われる信号処理機能のインバースを行い、具体的にはデインターリーブ、デコード及びＣＲＣチェック機能を行う。デコードされたデータはデータシンク６８に提供される。
【００２７】
この通信システムは、データ及びメッセージの送信をリバースリンク上でサポートする。遠隔局６内では、コントローラ７６は、データあるいはメッセージをエンコーダ７２にルーティングすることにより、データ及びメッセージの送信の処理を行う。代表的実施形態では、エンコーダ７２は前述の米国特許５，５０４，７７３号に説明されている、ブランクアンドバースト シグナリングデータフォーマットに矛盾しないメッセージをフォーマットする。その際、エンコーダ７２は一組のＣＲＣビットを生成及び付加し、一組のコードテールビットを付加し、そのデータと付加されたビットをエンコードし、エンコードされたデータ内のシンボルを再順序づけする。インターリーブされたデータは変調器（ＭＯＤ）７４に提供される。
【００２８】
変調器７４は多くの実施形態で実行される。第１の実施形態では、インターリーブされたデータは、遠隔局６に割り当てられたデータチャネルを識別するウォルシュコードでカバーされ、長いＰＮコードで拡散し、さらには短いＰＮコードで拡散する。拡散されたデータはフロントエンド６２内の送信機に提供される。送信機は、リバースリンク信号を、フィルタし、増幅し、無線で、アンテナ６０を通じてリバースリンク５２上を送信させる。
【００２９】
第２の実施形態では、変調器７４はＩＳ−９５規格に従った代表的なＣＤＭＡシステムの変調器と同様に機能する。この実施形態では、変調器７４はインターリーブされたビットを他の信号空間内にウォルシュマッピングを用いてマッピングする。具体的には、インターリーブされたデータは６ビットのグループにグループ化される。６ビットは対応する６４ビットウォルシュシーケンスにマッピングされる。そして、変調器７４は長いＰＮコードと短いＰＮコードでウォルシュシーケンスを拡散する。この拡散されたデータはフロントエンド６２内の送信機に提供される。この送信機は上述したのと同様に機能する。
【００３０】
両実施形態において、基地局４で、リバースリンク信号がアンテナ４６により受信され、ＲＦユニット４４に提供される。ＲＦユニット４４は信号をフィルタし、増幅し、復調し、量子化し、デジタル信号をチャネル素子４２に提供する。チャネル素子４２はこのデジタル信号を短いＰＮコード及び長いＰＮコードで逆拡散する。チャネル素子４２はまた、遠隔局６で行われた信号処理によって、ウォルシュコードマッピングあるいは逆カバーを行う。チャネル素子４２はその際復調されたデータを再順序づけし、デインターリーブされたデータをデコードし、ＣＲＣチェック機能を実行する。例えばデータあるいはメッセージのようなデコードされたデータは選択素子２４に提供される。選択素子１４はデータ及びメッセージを適切な目的地（例えばデータシンク２２）にルーティングする。
【００３１】
上述したように、ハードウェアはデータ、メッセージ、音声、ビデオ、及び他の通信をフォワードリンク上を送信するのをサポートする。他のハードウェア構成は、変動するレート送信をサポートするように設計され、本発明の適用範囲内である。
【００３２】
スケジューラ１２は基地局コントローラ１０内のすべての選択素子１４に接続する。スケジューラ１２はフォワード及びリバースリンク上の高速データ送信をスケジュールする。スケジューラ１２はキューサイズを受信する。キューサイズは、送信されるべきデータ量と、以下で説明される他の適切なものを示すものである。スケジューラ１２は、システムの制約に従う一方で、最大データスループットのシステムの目的を達成するためのデータ送信をスケジュールする。
【００３３】
図１に示すように、遠隔局６は通信システムを介して分散され、ゼロあるいはそれ以上の基地局４と通信可能である。代表的な実施形態では、スケジューラ１２は全体の通信システムにおけるフォワード及びリバースリンクの高速データ送信を調整する。高速データ送信のためのスケジュール方法及び装置は”フォワードリンクレートスケジューリングのための方法及び装置”と題された１９９７年２月１１日に出願された米国特許出願第０８／７９８，９５１に詳細に説明され、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。
【００３４】
ＩＩ．フォワードリンクチャネル
代表的な実施形態では、フォワードリンクは以下の物理チャネルにより構成される：パイロットチャネル、同期チャネル、ページングチャネル、基本チャネル、補助チャネル、制御チャネル。フォワードリンク物理チャネルにより、様々な論理チャネルの送信が容易となる。代表的実施形態では、フォワードリンク論理チャネルは以下により構成される：物理レイヤー制御、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）、ユーザトラフィックストリーム、及びシグナリング。物理チャネル及び論理チャネルのフォワードリンク上の関係を示す図は、図３に示される。フォワードリンク論理チャネルは、さらに以下に説明される。
【００３５】
ＩＩＩ．フォワードパイロットチャネル
代表的な実施形態では、フォワードパイロットチャネルは同期及び復調により遠隔局６により使用される、変調されていない信号により構成される。代表的な実施形態では、パイロットチャネルは基地局４により常に送信される。
【００３６】
ＩＶ．フォワード同期チャネル
代表的な実施形態では、フォワード同期チャネルは最初の時間同期のために、遠隔局６にシステムタイミング情報を送信するのに用いられる。代表的な実施形態では、同期チャネルはまたページングチャネルのデータレートを遠隔局６に知らせるのに用いられる。代表的な実施形態では、同期チャネルの構成はＩＳ−９５システムのそれと同じでよい。
【００３７】
Ｖ．フォワードページングチャネル
代表的な実施形態では、フォワードページングチャネルは、システムオーバーヘッド情報と、具体的メッセージを遠隔局６６に送信するのに用いられる。代表的な実施形態では、ページングチャネルの構造はＩＳ−９５システムのそれと同様でよい。代表的な実施形態では、ページングチャネルはＩＳ−９５規格で定義されたスロットモードページング及び非スロットモードページングをサポートする。スロット及び非スロットページングは、”移動体通信受信機における電力消費を低減させる方法及び装置”と題された１９９５年２月２１日に登録された米国特許第５，９３２，２８７号に詳細に説明されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。
【００３８】
ＶＩ．フォワード基本チャネル
代表的な実施形態では、フォワードトラフィックチャネルは通信中に、音声、データ及びシグナリングメッセージを基地局４から遠隔局６に送信するのに用いられる。代表的な実施形態では、フォワードトラフィックチャネルは基本チャネル及び補助チャネルにより構成される。基本チャネルは、図３に示すように、音声トラフィック、データトラフィック、高速データトラフィック、シグナリングトラフィック、物理レイヤー制御メッセージ及びＭＡＣ情報を送信するのに用いられ得る。代表的な実施形態では、補助チャネルは高速データを送信するのみに用いられる。
【００３９】
代表的な実施形態では、基本チャネルは、専用モードと共用モードの２モードのうちの１つで用いられる可変レートチャネルである。専用モードでは、基本チャネルは音声トラフィック、ＩＳ−７０７データトラフィック、高速データトラフィック、及びシグナリングトラフィックを送信するのに用いられる。代表的な実施形態では、専用モードでは、シグナリング情報は、前述の米国特許第５，５０４，７７３号に説明されたディムアンドバーストあるいはブランクアンドバーストフォーマットを介して送信される。
【００４０】
代替的には、遠隔局６がアクティブ回路スイッチ装置（例えば音声やＦＡＸ）を有しない場合には、基本チャネルは共用モードで動作してもよい。共用モードでは、基本チャネルは遠隔局６のグループ間で共用され、フォワード制御チャネルは、割り当てられた基本チャネルを復調する時を、遠隔局６６に示すのに用いられる。
【００４１】
共用モードはフォワードリンクの能力を増加させる。音声あるいは回路スイッチデータサービスが全くアクティブでない場合、専用基本チャネルを用いることは効率的ではない。というのも、基本チャネルは間欠パケットデータサービス及びシグナリングトラフィックにより使用中だからである。例えば、基本チャネルはＴＣＰ受け取りを送信するのに用いられてもよい。シグナリングメッセージ及びデータトラフィックを送る際の送信遅延を最小にするため、基本チャネルの送信レートはあまり減少しない。いくつかの使用中の基本チャネルは、逆にシステムの動作に影響を及ぼし得る（例えば高速ユーザのデータレートの減少の発生）。
【００４２】
代表的な実施形態では、特定の遠隔局６による共用モードにおける基本チャネルの使用は、フォワード制御チャネル上を送られたインジケータビットにより示される。このインジケータビットは、放送メッセージがシグナリングチャネル上を送られる時に、グループ内のすべての遠隔局６に対して設定される。あるいは、このインジケータビットはトラフィックチャネルフレームが次のフレーム上を送信される特定の遠隔局６に対してのみ設定される。
【００４３】
ＶＩＩ．フォワード補助チャネル
代表的な実施形態では、補助チャネルは高速データサービスをサポートするのに用いられる。代表的な実施形態では、補助チャネルフレームは多くのデータレートのうちの一つを用いて送信され、補助チャネル上で用いられるデータレートは受信遠隔局６にシグナリング（例えばフォワードリンクスケジュール）により制御チャネル上を送信される。従って、補助チャネル上のデータレートは受信遠隔局６により動的に決定される必要はない。代表的な実施形態では、補助チャネルに用いられるウォルシュコードは、フォワード基本チャネル上を送信される論理シグナリングチャネルを介して遠隔局６に通信される。
【００４４】
ＶＩＩＩ．フォワード制御チャネル
代表的な実施形態では、制御チャネルは各遠隔局６に関連づけられた固定レートチャネルである。代表的な実施形態では、制御チャネルはフォワード及びリバースリンクスケジュールに対する（図３参照）電力制御情報及び短い制御メッセージを送信するのに用いられる。スケジューリング情報は、フォワード及びリバースの補助チャネルに割り当てられたデータレート及び送信期間から構成される。
【００４５】
基本チャネルの利用は、制御チャネル上を送信されるシグナリングチャネルフレームにより規制され得る。代表的な実施形態では、論理シグナリングチャネルフレームの割り当ては、制御チャネルフレーム内のインジケータビットにより実行される。処理基本インジケータビットは、遠隔局６、次のフレームの基本チャネル上を遠隔局６に向けた情報がいつあるかを知らせる。
【００４６】
制御チャネルはまた、リバース電力制御ビットを送信するのに用いられる。リバース電力制御ビットは、遠隔局６に、必要となる動作レベル（例えばフレームエラーレートにより測定される）が隣接遠隔局６と干渉するのを最小化する間に維持されるように、その送信電力を増加あるいは減少させる指令を行う。リバースリンク電力制御を実行する代表的な方法及び装置は、”ＣＤＭＡセルラ移動電話システムにおける送信電力の制御方法及び装置”と題された米国特許第５，０５６，１０９号に詳細に説明され、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。代表的な実施形態では、リバース電力制御ビットは制御チャネル上を毎１．２５秒送信される。容量を増加させ、干渉を最小化するため、制御チャネルフレームは制御チャネル上を送信される。この送信は、スケジューリングや遠隔局６にとって利用可能な制御情報がある場合のみである。あるいは、電力制御ビットが制御チャネル上を送信される場合のみである。
【００４７】
代表的な実施形態では、制御チャネルは制御チャネルの受信における安定性が増加させるため、ソフトハンドオフによりサポートされる。代表的な実施形態では、制御チャネルはＩＳ−９５規格により具体化された手法により、ソフトハンドオフの中あるいは外に配置される。代表的な実施形態では、フォワード及びリバースリンクのスケジューリング処理を促進するため、制御フレームはそれぞれトラフィックチャネルフレームの４分の１、換言すれば２０ミリ秒のトラフィックチャネルフレームの５ミリ秒である。
【００４８】
ＩＸ．制御チャネルフレーム構造
フォワード及びリバースリンクスケジュールの代表的な制御チャネルフレームフォーマットはテーブル１及びテーブル２にそれぞれ示されている。２つの分離したスケジューリング制御チャネルフレームの一つはフォワードリンク用で、他はリバースリンク用であり、フォワード及びリバースリンクを独立にスケジューリングするのを可能にする。
【００４９】
代表的な実施形態では、テーブル１に示すように、フォワードリンクスケジュールの制御チャネルフレームフォーマットはフレーム型式、割り当てられたフォワードリンクレート、及びフォワードリンクレート割り当て期間から構成される。フレーム型式は、制御チャネルフレームがフォワードリンクスケジュール、リバースリンクスケジュール、補助チャネルアクティブセットあるいは消去インジケータビット（ＥＩＢ）、及び基本フレームインジケータのいずれのためのものかを示す。これら制御チャネルフレームフォーマットのそれぞれは以下に説明される。フォワードリンクレートは、更新データ送信のために割り当てられたデータレートを示し、期間フィールドはレート割り当ての期間を示す。各フィールドの代表的なビット数は、テーブル１に示されているが、異なるビット数も用いることができ、それは本発明の適用範囲内である。
【００５０】
【表１】
0004152584.tif 000002
【００５１】
代表的な実施形態では、テーブル２に示すように、リバースリンクスケジュールに対する制御チャネルフレームフォーマットはフレーム型式、承認リバースリンクレート、及びリバースリンクレート割り当ての期間から構成される。リバースリンクレートは、更新データが送信されるのに承認されたデータレートを示している。期間フィールドは、各搬送波のレート割り当ての期間を示している。
【００５２】
【表２】
0004152584.tif 000003
【００５３】
代表的な実施形態では、基地局４は遠隔局６から報告を受け取る。この報告は、遠隔局６のアクティブセット内の最も強度の高いパイロットと、最も強度の高いパイロットの所定の電力レベル（ΔＰ）を超えずに受け取ったアクティブセット内の他のすべてのパイロットを識別する。この識別は以下に詳細に説明される。この電力測定報告に応答して、基地局４は、遠隔局６が補助チャネルを受信すべきところからの改良されたチャネルの組を識別するため、制御チャネル上を制御チャネルフレームを送ることができる。代表的な実施形態では、アクティブセットのすべての要素のための補助チャネルに対応するコードチャネルは、シグナリングメッセージを介して遠隔局６に送信される。
【００５４】
基地局４により補助チャネルフレームが送信されるべきところからの基地局４の新たな組を識別するための代表的な制御チャネルフレームフォーマットは、テーブル３に示すように送信される。代表的な実施形態では、制御チャネルフレームはフレーム型式と補助アクティブセットから構成される。代表的な実施形態では、この補助アクティブセットフィールドはビットマップフィールドである。代表的な実施形態では、このフィールドの位置ｉのうちの一つは、補助チャネルがアクティブセット内のｉ番目の基地局４から送信されたことを示している。
【００５５】
【表３】
0004152584.tif 000004
【００５６】
処理基本チャネルインジケータビット及びＥＩＢを送信するのに用いられる代表的な制御チャネルフレームはテーブル４に示される。代表的な実施形態では、この制御チャネルフレームはフレーム型式、基本及び補助チャネルＥＩＢ、及び処理基本チャネルビットから構成される。基本チャネルＥＩＢは、先に受信されたリバースリンク基本チャネルフレームが消去されたか否かを示している。同様に、補助ＥＩＢは、先に受信されたリバースリンク補助チャネルフレームが消去されるか否かを示している。処理基本チャネルビット（あるいはインジケータビット）は遠隔局６に、基本チャネルを復調することを情報として知らせる。
【００５７】
【表４】
0004152584.tif 000005
【００５８】
Ｘ．リバースリンクチャネル
代表的な実施形態では、リバースリンクは以下の物理チャネルにより構成される：アクセスチャネル、パイロット／制御チャネル、基本チャネル、及び補助チャネル。代表的な実施形態では、リバースリンク物理チャネルは様々な論理チャネルによる送信を容易にする。リバースリンク論理チャネルは以下により構成される：物理レイヤー制御、ＭＡＣ、ユーザトラフィックストリーム、及びシグナリング。リバースリンク上での物理チャネルと論理チャネルの間の関係を示したのが図４である。リバースリンク論理チャネルはさらに以下に詳細に説明される。
【００５９】
ＸＩ．リバースアクセスチャネル
代表的な実施形態では、アクセスチャネルは基本チャネルを要求するために発生メッセージを基地局４に送るのに遠隔局６により用いられる。アクセスチャネルはまた遠隔局６により、ページングメッセージに応答するのに用いられる。代表的な実施形態では、アクセスチャネルの構造はＩＳ−９５システムのそれと同様でよい。
【００６０】
ＸＩＩ．リバース基本チャネル
代表的な実施形態では、リバーストラフィックチャネルは音声、データ及びシグナリングを遠隔局６から基地局４に通信中に送信するのに用いられる。代表的な実施形態ではリバーストラフィックチャネルは基本チャネル及び補助チャネルにより構成される。基本チャネルは、音声トラフィック、ＩＳ−７０７データトラフィック及びシグナリングトラフィックを送信するのに用いられる。代表的な実施形態では、補助チャネルは高速データを送信するのみに用いられる。
【００６１】
代表的な実施形態では、リバース基本チャネルのフレーム構造はＩＳ−９５のシステムのそれと同様である。従って、リバース基本チャネルのフレーム構造は動的に変化し、レート決定機構は基地局４で受信信号を復調するのに用いられる。代表的なレート決定機構は”通信受信機における送信された変動レートのデータレートを決定するための方法及び装置”と題された１９９４年４月２６日係属中米国特許出願第０８／２３３，５７０号に開示されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。さらに、他のレート決定機構は、”変動レート通信システムにおける受信データのレート決定方法及び装置”と題された米国特許出願第０８／７３０，８６３号で説明され、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。代表的な実施形態では、シグナリング情報は基本チャネル上を前述の米国特許第５，５０４，７７３号に開示されたディムアンドバースト及びブランクアンドバーストフォーマットを用いて送信される。
【００６２】
ＸＩＩＩ．リバース補助チャネル
代表的な実施形態では、補助チャネルは高速データサービスをサポートするために用いられる。代表的な実施形態では、補助チャネルは多くのデータレートをサポートするが、データレートは通信中は動的に変化しない。代表的な実施形態では、補助チャネル上のデータレートは遠隔局６により要求され、基地局４により承認される。
【００６３】
ＸＩＶ.リバースパイロット／制御チャネル
代表的な実施形態では、リバースリンク上のパイロット及び制御情報はパイロット／制御チャネル上で多重化された時間である。代表的な実施形態では、制御情報は物理レイヤー制御及びＭＡＣにより構成される。代表的な実施形態では、物理レイヤー制御はフォワードの基本及び補助チャネルに対する消去インジケータビット（ＥＩＢ）、フォワード電力制御ビット、セル間Δ電力レベル、及びセル間電力レベルにより構成される。代表的な実施形態では、ＭＡＣはリバースリンク上を遠隔局６により送信される情報量の指標となるキューサイズと、遠隔局６の現在の電力ヘッドルームにより構成される。
【００６４】
代表的な実施形態では、２つのＥＩＢがフォワードの基本及び補助チャネルをサポートするのに用いられる。代表的な実施形態では、各ＥＩＢビットはＥＩＢビットが割り当てられたそれぞれのフォワードトラフィックチャネルから戻る２つの受信フレームを受信した消去フレームを示している。手段における検討及びＥＩＢ送信の利用は、”送信用データのフォーマット方法及び装置”と題された米国特許第５，５６８，４８３号に開示されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。
【００６５】
代表的な実施形態では、フォワードの基本チャネル及び／又は補助チャネルは”最適の”基地局４の組から送信される。これにより、空間ダイバーシティの利点が得られ、潜在的にはフォワードトラフィックチャネル上の送信における必要電力をより少なくなる。セル間Δ電力レベルは、遠隔局６によりパイロット／制御チャネル上を、遠隔局６により観測される基地局４からの受信電力レベルの違いを基地局４に示すために送信される。基地局４はこの情報を”最適の”基地局４の組を決定するために用いる。これは、フォワードの基本チャネル及び補助チャネルを送信するためになされる。
【００６６】
代表的な実施形態では、セル間Δ電力レベルは、遠隔局６のアクティブセット内の最も高い干渉に対するチップ当たりエネルギーの比（Ｅc／Ｉ0）のパイロットと、最も高いＥc／Ｉ0のパイロットの所定の電力レベル（ΔＰ）を超えないＥc／Ｉ0を有するアクティブセット内のすべてのパイロットを識別する。パイロット電力レベルを測定するための代表的な方法及び装置は、”スペクトラム拡散通信システムにおけるリンク品質を測定するための方法及び装置”と題された１９９６年９月２７日に出願された米国特許出願第０８／７２２，７６３号に開示されており、本発明の譲受人に譲渡されており、参考のためにここに組み込まれている。代表的な実施形態では、アクティブセット内の最高のＥc／Ｉ0を有するパイロットの指標を明確化するために３ビットが用いられる。代表的な実施形態では、アクティブセット内のパイロット数は６に制限される。従って、長さ５のビットマップフィールドは、最高強度のパイロットのΔＰを超えないＥc／Ｉ0を有するすべてのパイロットを識別するのに用いられる。例えば、”１”は特定のビット位置に割り当てられたパイロットは、最高強度パイロットのΔＰを超えないことを示しており、”０”は、パイロットは最高強度パイロットのΔＰを超えていることを示している。従って、８ビットの合計は、セル間Δ電力レベルとして用いられる。このことは、テーブル３に示されている。
【００６７】
【表５】
0004152584.tif 000006
【００６８】
フォワードの補助チャネル送信を制御するためのセル間Δ電力レベルの使用は図５及び図６に示されている。最初に図５では、基地局Ａは基本及び補助チャネルを送信し基地局Ｂは基本チャネルを送信し、基地局Ｃは基本チャネルを送信する。遠隔局６はフォワードリンク電力を測定し、基地局Ｃから受信した電力レベルが基地局Ａから受信した電力レベルよりも高いことを判定する。遠隔局６はこの状況を示すセル間Δ電力レベルを基地局に送信する。そして、フォワード補助チャネル送信は、それに応答して、図６に示すように、基地局Ａから基地局Ｃへスイッチされる。
【００６９】
代表的な実施形態では、搬送波間電力レベルは各搬送波上の受信電力を報告するのに用いられる。多重搬送波環境では、異なる搬送波が独立して減衰するかも知れず、１あるいはそれ以上の搬送波が、残りの搬送波が著しく強度が高く受信される一方で、重度の減衰を経ることができる。代表的な実施形態では、遠隔局６は搬送波間電力レベルを用いた搬送波の強度を示すことができる。
【００７０】
受信された多重搬送波信号のスペクトルの代表的な図を図７に示す。図７から分かるように、搬送波Ｃは搬送波Ａ及び搬送波Ｂよりも弱く受信される。代表的な実施形態では、これら搬送波はフォワード電力制御ビットによりともに制御される。基地局４は、各搬送波に異なるレートを割り当てるためセル間電力レベルを用いることができる。代替的には、基地局４４は遠隔局６からのセル間電力レベルをより弱い搬送波の送信ゲインを増加させるために用いることができ、これによりすべての搬送波は干渉に対する同一のビット当たりエネルギー比（Ｅc／Ｉ0）で受信される。
【００７１】
代表的な実施形態では、リバースリンクの最大の１６ビットがスケジューリングに必要である。従って、１６レベルに量子化することは、遠隔局６の電力ヘッドルームを明確化するのに充分である。最大リバースリンクは以下の式で示される：
【数１】
0004152584.tif 000007
【００７２】
ここで、Ｅb_Requiredは、リバースリンク上を送信するために遠隔局６で必要とされるビット当たりエネルギーである。等式（１）から、また承認レートを示すための基地局４により用いられる４ビットを仮定すると、４ビットが電力ヘッドルームパラメータに分配されれば、Max_Rate_PossibleとPower_Headroomの間の１：１の関係が可能となる。代表的な実施形態では、３つ以上の搬送波もサポートされる。従って、セル間電力レベルは、３つそれぞれの搬送波（搬送波当たり４ビット）のそれぞれの強度を識別するために１２ビットからなる。
【００７３】
基地局４が承認レートを一旦決定すると、以下の関係に基づいて遠隔局６からのキューサイズ情報を用いてリバースリンクレート割り当ての期間が計算される：
Queue_Size=Reverse_Rate・Assignment_Duration. （２）
従って、キューサイズの粒状性が、基地局４がレート割り当ての期間（例えば４ビット）を明確化するために用いる粒状性と同一となる。
【００７４】
上記検討では、スケジューリングと３つの搬送波の最大を必要とする最大の１６レートを仮定している。異なるビット数を用いれば、異なる数の搬送波とレートをサポートでき、これは本発明の適用範囲内である。
【００７５】
ＸＶ．タイミング及びスケジューリング
上述したように、制御情報はパイロットデータで時間多重化したものである。代表的な実施形態では、制御情報はフレームの範囲内で拡散され、これにより連続的な送信が生じる。代表的な実施形態では、各フレームはさらに４つの等しい制御フレームに分割される。従って、２０ミリ秒のフレームでは、各制御フレームは５ミリ秒の期間である。フォワードチャネルフレームの位置を異なる制御フレーム数も考えられ、これは本発明の適用範囲内である。
【００７６】
代表的なリバースリンクパイロット／制御チャネルフレームフォーマットは図８に示される。代表的な実施形態では、セル間Δ電力レベル１１２はフレームにおける第１制御フレーム内に送信され、セル間搬送波電力レベル１１４は第２制御フレーム内に送信され、ＥＩＢビット１１６は第３制御フレーム内に送信され、リバースリンクレート要求（ＲＬレート要求）１１８は第４制御フレーム内に送信される。
【００７７】
リバースリンクデータ送信を示す代表的なタイミング図は図９に示される。ブロック２１２で、遠隔局６は基地局４にフレームｉの第４制御フレーム内に、ＲＬレート要求を送信する。代表的な実施形態では、上述したように、ＲＬレート要求は４ビットキューサイズと、４ビットの電力ヘッドルームから構成される。ブロック２１４で、チャネル素子４２は要求を受信し、遠隔局６により必要とされるＥb／Ｎ0に従って要求をスケジューラ１２にフレームｉ＋１の第１制御フレーム内に送信する。スケジューラ１２は、ブロック２１６で、フレームｉ＋１の第３制御フレーム内に要求を受信し、要求をスケジュールする。そして、ブロック２１８で、スケジューラ１２はフレームｉ＋２の第１制御フレーム内にチャネル素子４２にスケジュールを送る。ブロック２２０で、チャネル素子４２はフレームｉ＋２の第３制御フレーム内にスケジュールを受信する。ブロック２２２で、フレームｉ＋２の第３制御フレーム内に、リバースリンクスケジュールを含むフォワードリンク制御フレームが遠隔局６に送信される。ブロック２２４で、遠隔局６はフレームｉ＋２の第４制御フレーム内で、リバースリンクスケジュールを受信し、ブロック２２６で、フレームｉ＋３内にスケジュールされたレートで送信を開始する。
【００７８】
基地局４は、遠隔局６により第１制御フレーム内で送信されたセル間Δ電力レベルを用い、補助チャネルが送信された中から基地局４を選択する。セル間電力レベルの使用のタイミングチャートが図１０に示される。ブロック２４２で、遠隔局６は基地局４に対してフレームｉの第１制御フレーム内にセル間Δ電力レベルを送信する。ブロック２４４で、チャネル素子４２はセル間Δ電力レベルを受信し、フレームｉの第２の制御フレーム内で基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０に情報を送る。ブロック２４６で、基地局コントローラ１０はフレームｉの第４制御フレームの情報を受信する。そして、基地局コントローラ１０はブロック２４８で、フレームｉ＋１の第１制御フレーム内に補助チャネルに対する新たなアクティブセットを決定する。ブロック２５０で、チャネル素子４２は、新たな補助アクティブセットを含むフォワードリンク制御チャネルフレームを受信し、それをフォワードリンク制御チャネル上をフレームｉ＋１の第３制御フレームで送信する。ブロック２５２で、遠隔局６はフレームｉ＋１の第４制御フレーム内のフォワードリンク制御チャネルのデコードを終了する。ブロック２５４で、遠隔局６はフレームｉ＋２で新たな補助チャネルを復調する。
【００７９】
基地局４は、遠隔局６により第２制御フレーム内に送信された搬送波間電力レベルを用い、各搬送波に遠隔局６をサポートするようレートを割り当てる。搬送波間電力レベルの使用の代表的なタイミングチャートは図１１に示される。ブロック２６２で、遠隔局６はフレームｉの第２制御フレーム内に搬送波間電力レベルを送信する。ブロック２６４で、チャネル素子４２はフレームｉの第３制御フレーム内にフレームをデコードする。ブロック２６６で、基地局４は搬送波間電力レベルを受信し、フレームｉの第４制御フレーム内に各搬送波にそれぞれレートを割り当てる。代表的な実施形態では、搬送波間電力レベルは迂回中継を通じてルーティングされていない。従って、搬送波間電力レベル受信後の次のフレームにおいて、適切な動作により効果が得られる。ブロック２６８で、各搬送波のレートを含むフォワードリンク制御チャネルフレームは、フレームｉ＋１の第１制御フレーム内で送信される。ブロック２７０で、遠隔局６はフレームｉ＋１の第２制御フレーム内に、フォワードリンク制御チャネルフレームのデコードを終了する。ブロック２７２で、遠隔局６はフレームｉ＋２内で、搬送波の新たなレートに従った復調を開始する。
【００８０】
代表的な実施形態では、遠隔局６により基本チャネル及び補助チャネル上で受信された消去フレームを示すため、ＥＩＢビットがパイロット／制御チャネル上の第３フレーム内で送信される。代表的な実施形態では、ＥＩＢビットは、レイヤー−２認識（ＡＣＫ）あるいは、”広帯域スペクトラム拡散システムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−７０７データサービスオプション”により定義され、ＮＡＣＫラジオリンクプロトコル（ＲＬＰ）フレームに代わる消極認識として、高速データサービスにより用いられ得る。本実施形態のＥＩＢビットはより短いものであり、ＮＡＣＫ  ＲＬＰフレームよりも処理遅延が少ない。ＥＩＢビットの送信の代表的なタイミングチャートは図１２に示される。ブロック２８２で、フレームｉ−２内のフォワードリンクでトラフィックチャネル上でデータを受信する。ブロック２８４で、遠隔局６はフレームｉ−２のデコードを終了し、フレームｉの第１制御フレーム内でデータフレームが消去されたか否かを判定する。ブロック２８６で、フォワードトラフィックチャネル上のフレームｉ−２内で受信されたデータフレームの状況を示すＥＩＢビットは、フレームｉの第３制御フレーム内で遠隔局６により送信される。
【００８１】
上述のリバースリンクパイロット／制御チャネルフレームフォーマットは、パイロット／制御チャネルフレーム内に含まれる情報を用いるための処理による処理遅延を最小化する代表的なフォーマットである。ある通信システムでは、上述した情報のいくつかは適用されず、あるいは必要とされない。例えば、一つの搬送波を操作する通信システムでは搬送波間電力レベルが必要とされない。他の通信システムの場合、様々なシステム機能を実行するのに付加的な情報が使用される。従って、異なる情報を含むパイロット／制御チャネルフォーマットと、異なる情報の指令を使用することが考えられ、これは本発明の適用範囲内である。
【００８２】
ＸＶＩ．遠隔局操作モード
代表的な実施形態では、利用可能なフォワード及びリバースリンク容量をより充分使用するため、トラフィックチャネルは非活動中にリリースされる。代表的な実施形態では、遠隔局６は３つのモード中の一つで動作する：トラフィックチャネルモード、サスペンドモード、中断モード及び休止モードである。各モードへのあるいは各モードからの変化は、非活動時間の長さによる。
【００８３】
中断モードと休止モードの変化の代表的なタイミングチャートは図１３に示され、様々な動作モード間の操作モードの変化の代表的な状態図が図１４に示される。フォワード及び／あるいはリバーストラフィックチャネル内のトラフィック（あるいはアクティビティ）は、遠隔局６により、図１３のトラフィックチャネルモード３１２ａ，３１２ｂ，及び３１２ｃに示され、トラフィックチャネルモード３１２は図１４に示される。Ｔidleとして示された非活動時間は、最後のデータ送信の終了からの持続時間である。代表的な実施形態では、非活動時間が第１の所定のアイドル時間Ｔsを超え、遠隔局６は中断モード３１４に切り替わる。一旦中断モード３１４になると、非活動時間が第２の所定のアイドル時間Ｔdを超える、すなわちＴd＞Ｔsとなると、遠隔局６は休止モード３１６に置き替わる。中断モード３１４あるいは休止モード３１６のいずれの場合も、基地局４あるいは遠隔局６が通信するデータを有する場合、遠隔局６はトラフィックチャネルが割り当てられ、トラフィックチャネルモード３１２（図１４に示す）に戻される。代表的な実施形態では、Ｔsはおよそ１秒に選択され、Ｔdはおよそ６０秒に選択されるが、Ｔs及びＴdは他の値が選択されてもよく、これは本発明の適用範囲内である。
【００８４】
ＸＶＩＩ．遠隔局中断モード
遠隔局６は非活動時間が第１の所定のアイドル時間Ｔsを超えた後に、中断モードに入る。代表的な実施形態では、中断モードで、トラフィックチャネルがリリースされるが状況情報が遠隔局６及び基地局４の両者により保持される。これにより、遠隔局６は短時間でトラフィックチャネルモードに戻ることができる。代表的な実施形態では、中断モードで記憶された状況情報は、ＲＬＰ状況、トラフィックチャネル構成、エンクリプション変数及び認証変数により構成される。これら状況情報は、ＩＳ−９５及びＩＳ−７０７規格により定義されている。トラフィックチャネル構成は、サービス構成、接続サービスオプション、これらの特性、及び電力制御パラメータにより構成され得る。この状況情報は記憶されるため、遠隔局６はトラフィックチャネルモードに戻ることができ、チャネル割り当てメッセージを受信した後にトラフィックチャネルが割り当てられる。
【００８５】
代表的な実施形態では、中断モードで、遠隔局６は非スロットモードにおけるページングチャネルを連続的に監視し、ページングチャネル上ですべての遠隔局６に放送されるオーバーヘッドメッセージを処理する。遠隔局６は、その現在の位置を基地局コントローラ１０に知らせるため、位置更新メッセージを基地局４に送る。図１５は、中断モードで動作する遠隔局６ｋが新たなパイロットを検出すると同時に位置更新メッセージを送るシナリオにおける代表的な図である。遠隔局６ｋは、基地局４ｉ及び４ｊからパイロットを、基地局４ｋから新たなパイロットを受信する。そして、遠隔局６は基地局４ｉ，４ｊ，４ｋにより受信された位置更新メッセージをリバースリンク上で送信する。遠隔局６ｋはまた、基地局４の一つからのパイロットが所定のしきい値未満に落ちた場合に中断位置更新メッセージを送信する。代表的な実施形態では、中断位置更新メッセージはアクセスチャネル上を送信される。
【００８６】
代表的な実施形態では、位置更新メッセージは基地局４により基地局コントローラ１０にルーティングされる。従って、基地局コントローラ１０は遠隔局６の位置を絶えず知っており、チャネル割り当てメッセージを構成でき、遠隔局６をソフトハンドオフ方式のトラフィックチャネルモードに変える。
【００８７】
ＸＶＩＩＩ．遠隔局休止モード
代表的な実施形態では、遠隔局６はスロットモードでページングチャネルを監視する一方、休止モードでバッテリの電力を保存する。代表的な実施形態では、休止モードはＩＳ−７０７規格により定義されるものと同様である。
【００８８】
代表的な実施形態では、休止モードでは、状況情報に関連する発呼は基地局４あるいは遠隔局６によっても維持されず、２点間プロトコル（ＰＰＰ）の状況のみが遠隔局６及び基地局４で維持される。結果として、遠隔局６及び基地局４は、遠隔局６にトラフィックチャネルが割り当てられ、トラフィックチャネルモードに戻る前に、発呼セットアップ（setup）処理（ページング、ページング応答及びチャネル割り当てからなる）を経る。
【００８９】
ＸＩＸ．トラフィックチャネルモードの変化
代表的な実施形態では、中断あるいは休止モードからトラフィックチャネルモードへの遠隔局６の変化は、基地局４あるいは遠隔局６のいずれでも開始される。中断及び休止モードからトラフィックチャネルモードへの変化の開始される基地局のプロトコルを図１６及び図１７にそれぞれ示す。基地局４は遠隔局６と通信するためのデータを持っていれば処理を開始する。遠隔局６が中断モードの場合（図１６に示す）、基地局４はページングチャネル上をチャネル割り当てメッセージを送信し、データ送信がその後短時間に生じ得る。遠隔局６が休止モードの場合（図１７に示す）、基地局４はページングチャネル上をページングメッセージを最初に送信する。遠隔局６はページングメッセージを受信し、認識されるページ応答メッセージを送信する。そして、基地局４はチャネル割り当てメッセージを送信する。一連のサービス交渉メッセージの後、発呼セットアップが完了し、その後データ送信が生じる。図１６及び図１７に示すように、中断モードからトラフィックチャネルモードへの変化は休止モードからトラフィックチャネルモードへの変化よりも高速である。これは、発呼状況が遠隔局６及び基地局４の双方で維持されるからである。
【００９０】
中断モード及び休止モードからトラフィックチャネルモードへの変化が開始された遠隔局のプロトコルを図１８及び図１９にそれぞれ示す。遠隔局６は、基地局４に通信するためのデータを有していれば、処理を開始する。遠隔局６が中断モードの場合（図１８に示す）、遠隔局６は基地局４へ再接続メッセージを送信する。そして、基地局４はチャネル割り当てメッセージを送信し、データ送信がその後短時間で生じる。遠隔局６が休止モードの場合（図１９に示す）、遠隔局６は基地局４に最初に発生メッセージを送信する。そして、基地局４はチャネル割り当てメッセージを送信する。一連のサービス交渉メッセージの後、発呼セットアップが完了し、データ送信がその後生じる。
【００９１】
本発明は、上述の多数の論理チャネルの通信を容易にするための多数の物理チャネルにより説明された。他の物理チャネルも、チャネルが必要とされる通信システムで必要とされる付加的な機能を実行するために用いられてもよい。さらに、上述した物理チャネルは多重化及び／あるいは結合され、これにより必要とされる機能が行われ、これら様々な物理チャネルの結合は本発明の適用範囲内である。
【００９２】
好ましい実施形態の上記説明は、いかなる当業者でも製造し、あるいは用いることができるように提供される。これら実施形態の種々の変形は、当業者にとって容易に明確であり、ここで定義された一般的な原理は、発明能力を用いることなく他の実施形態に適用できる。従って、本発明はここに示された実施形態に限定されることを意図するものではなく、ここで開示された原理及び新規な特徴に矛盾しない最も広い視野に調和することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を具現化した代表的な通信システムを示す図。
【図２】  本発明を具現化した代表的な通信システムの基本的なサブシステムを示す図。
【図３】  フォワードリンク上の物理チャネル及び論理チャネルの間の関係を示す代表的な図。
【図４】  リバースリンク上の物理チャネル及び論理チャネルの間の関係を示す代表的な図。
【図５】  フォワードの補助チャネル送信を制御するセル間Δ電力レベルの使用の代表的な図。
【図６】  フォワードの補助チャネル送信を制御するセル間Δ電力レベルの使用の代表的な図。
【図７】  受信された多重搬送波信号のスペクトルの代表的な図。
【図８】  代表的なリバースリンクパイロット／制御チャネルフレームフォーマットを示す図。
【図９】  リバースリンク高速データ送信の代表的なタイミングチャートを示す図
【図１０】  セル間Δ電力レベルの使用の代表的なタイミングチャートを示す図。
【図１１】  搬送波間電力レベルの使用の代表的なタイミングチャートを示す図。
【図１２】  ＥＩＢビットの送信の代表的なタイミングチャートを示す図。
【図１３】  中断及び休止モードへの変化の代表的なタイミングチャートを示す図。
【図１４】  様々な動作モード間での変化を示す図。
【図１５】  中断モードで動作している遠隔局が新たなパイロットを検出した際の位置更新メッセージを送るシナリオの代表的な図。
【図１６】  中断モードからトラフィックチャネルモードへ変化を開始する基地局のプロトコルの代表的な図。
【図１７】  休止モードからトラフィックチャネルモードへ変化を開始する基地局のプロトコルの代表的な図。
【図１８】  中断モードからトラフィックチャネルモードへ変化を開始する遠隔局のプロトコルの代表的な図。
【図１９】  休止モードからトラフィックチャネルモードへ変化を開始する遠隔局のプロトコルの代表的な図。
【図１】
0004152584.tif 000008
【図２】
0004152584.tif 000009
【図３】
0004152584.tif 000010
【図４】
0004152584.tif 000011
【図５】
0004152584.tif 000012
【図６】
0004152584.tif 000013
【図７】
0004152584.tif 000014
【図８】
0004152584.tif 000015
【図９】
0004152584.tif 000016
【図１０】
0004152584.tif 000017
【図１１】
0004152584.tif 000018
【図１２】
0004152584.tif 000019
【図１３】
0004152584.tif 000020
【図１４】
0004152584.tif 000021
【図１５】
0004152584.tif 000022
【図１６】
0004152584.tif 000023
【図１７】
0004152584.tif 000024
【図１８】
0004152584.tif 000025
【図１９】
0004152584.tif 000026