(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ受信用回路において、
第１のウォルシュコードによりエンコードされた第１のデータフレームと、第２のウォルシュコードによりエンコードされた第２のデータフレームとを含む合成されたデータフレームを、マルチプレクサの第１の入力とメモリ素子とに提供する受信機と、
前記受信機に接続され、前記合成されたデータフレームを遅延させ、前記合成され、遅延されたデータフレームを、前記マルチプレクサの第２の入力に提供するメモリ素子と、
前記受信機からの前記合成されたデータフレームと、前記メモリ素子からの前記合成され、遅延されたデータフレームとをマルチプレクスし、マルチプレクスされたデータフレームを、第１の相関器および第２の相関器に提供するマルチプレクサと、
前記第１のウォルシュコードに関して前記マルチプレクスされたデータフレームをデカバーし、第１のデカバーされたデータフレームを発生させる第１の相関器と、
前記第２のウォルシュコードに関して前記マルチプレクスされたデータフレームをデカバーし、第２のデカバーされたデータフレームを発生させる第２の相関器と、
前記第１の相関器および前記第２の相関器に接続され、前記第１のデカバーされたデータフレームと前記第２のデカバーされたデータフレームとを合成する合成器とを具備する回路。
【請求項２】
各相関器がウォルシュデカバー素子を備え、前記複数の相関器内の各ウォルシュデカバー素子には固有のウォルシュコードが割り当てられる請求項１記載の回路。
【請求項３】
各相関器が前記ウォルシュデカバー素子に接続されたショートＰＮ逆拡散器をさらに備え、前記ショートＰＮ逆拡散器にはＰＮIおよびＰＮQコードがロードされる請求項２記載の回路。
【請求項４】
前記メモリ素子が１時間フレームの遅延をもたらす請求項３記載の回路。
【請求項５】
時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信のための方法において、
第１のデータ源から第１のデータフレームを発生させ、
前記第１のデータフレームを１時間フレームだけ遅延させ、
前記１時間フレームに続いて、前記第１のデータ源から第２のデータフレームを発生させ、
第１の変調器で前記遅延された第１のデータフレームをエンコードして第１のエンコードされたデータフレームを発生させ、
第２の変調器で前記第２のデータフレームをエンコードして第２のエンコードされたデータフレームを発生させ、
前記第１および第２のエンコードされたデータフレームを合成することを含み、
前記第２のデータフレームは、前記第１のデータフレームとは異なる方法。
【請求項６】
各エンコードステップがウォルシュコードでデータフレームをウォルシュカバーしてウォルシュカバーされたデータフレームを提供するステップを含み、前記第１のデータフレーム用の前記ウォルシュコードは、前記第２のデータフレーム用の前記ウォルシュコードから固有である請求項５記載の方法。
【請求項７】
各エンコードステップがＰＮIおよびＰＮQコードで前記ウォルシュカバーされたデータフレームを拡散するステップをさらに含み、前記第２のデータフレーム用の前記ＰＮIおよびＰＮQコードが前記第１のデータフレーム用の前記ＰＮIおよびＰＮQコードから遅延される請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記データフレームの継続時間が２０ミリ秒である請求項７記載の方法。
【請求項９】
時間ゲートされた周波数分割多重化を使用するデータ送信用回路において、
第１組のデータフレームを発生させ、前記第１組のデータフレームをスイッチに提供する第１のデータ源と、
前記第１のデータ源と、前記第１組のデータフレームを１時間フレームだけ遅延させるメモリ素子とに結合されたスイッチと、
前記メモリ素子に結合され、受信機への送信のために、前記遅延された第１組のデータフレームを変調する第１の変調器と、
前記スイッチに結合され、前記受信機への送信のために、第２組のデータフレームを変調する第２の変調器と、
前記第１および第２の変調器に結合され、前記遅延され、変調された第１組のデータフレームと、前記変調された第２組のデータフレームとを合成する合計器とを具備し、
前記１時間フレームに続いて、前記第１のデータ源は、第２組のデータフレームを発生させ、前記第２組のデータフレームを前記スイッチに提供する回路。
【請求項１０】
各変調器が前記データフレームをカバーするウォルシュカバー素子を備え、各ウォルシュカバー素子には固有のウォルシュコードが割り当てられる請求項９記載の回路。
【請求項１１】
前記データフレームの継続時間が２０ミリ秒である請求項１０記載の回路。
【請求項１２】
各変調器が前記ウォルシュカバー素子に接続されたショートＰＮ拡散器をさらに含み、前記ショートＰＮ拡散器にはＰＮIおよびＰＮQコードがロードされる請求項１０記載の回路。
【請求項１３】
時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信用回路において、
第１組のデータフレームを発生させる第１のデータ源と、
前記第１のデータ源に結合され、前記第１組のデータフレームをエンコードする第１の変調器と、
前記第１の変調器に結合され、第１の遠隔局への送信のために、前記エンコードされた第１組のデータフレームと、エンコードされた第２組のデータフレームとを合成する第１の合計器とを具備し、
前記第１の変調器は、前記第１組のデータフレームを、第１の時間フレームだけ遅延させる第１のメモリ素子を備え、前記第１の時間フレームの後、前記第１のデータ源は、前記第１組のデータフレームとは異なる第２組のデータフレームを発生させ、前記第２組のデータフレームは、エンコードのために前記第１の変調器に入力される回路。
【請求項１４】
前記第１の変調器は、少なくとも２つのショートＰＮ拡散器と、前記少なくとも２つのショートＰＮ拡散器のうちの１つからの出力を受け入れる前記第１のメモリ素子とを備える、請求項１３記載の回路。
【請求項１５】
前記第１の変調器は、少なくとも２つのショートＰＮ拡散器を備え、前記少なくとも２つのショートＰＮ拡散器のうちの１つは、前記第１のメモリ素子に続く、信号フローパス中に位置している、請求項１３記載の回路。
【請求項１６】
前記第１の遠隔局への前記第１組および第２組のデータフレームの送信に続いて、第３組のデータフレームを発生させる第２のデータ源と、
前記第２のデータ源に結合され、前記第３組のデータフレームをエンコードする第２の変調器と、
前記第２の変調器に結合され、第２の遠隔局への送信のために、前記エンコードされた第３組のデータフレームと、エンコードされた第４組のデータフレームとを合成する第２の合計器とを具備し、
前記第２の変調器は、前記第３組のデータフレームを第２の時間フレームだけ遅延させる第２のメモリ素子を備え、前記第２の時間フレームの後、前記第２のデータ源は、前記第３組のデータフレームとは異なる第４組のデータフレームを発生させ、前記第４組のデータフレームは、エンコードのために前記第２の変調器に入力される、請求項１３記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は時間ゲートされた周波数分割二重化（ＦＤＤ）を使用するデータ送信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信システムは一般的に同じリソースを共有する複数のユーザをサポートすることが要求される。このような通信システムの１つは、“デュアルモードワイドバンドスペクトル拡散セルラシステム用のＴＬＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ移動局−基地局互換性標準規格”にしたがう符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムであり、この標準規格は以下ＩＳ−９５Ａ標準規格と呼ぶ。このＣＤＭＡシステムにより地上リンクを通してユーザ間で音声およびデータの通信が可能となる。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、“衛星または地上中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム”と題する米国特許第４，９０１，３０７号および“ＣＤＭＡセルラ電話システム中で波形を発生させるためのシステムおよび方法”と題する米国特許第５，１０３，４５９号に開示されており、この両特許は本発明の譲受人に譲渡されており、参照のためにここに組み込まれている。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムはスペクトル拡散通信システムである。スペクトル拡散通信の利点は技術的によく知られており、先に引用した参考文献を参照することにより理解することができる。ＣＤＭＡシステムは、セルラ帯域中で予め存在する非連続な周波数割り当て内で動作するように設計されている。設計により、ＩＳ−９５Ａ標準規格にしたがうＣＤＭＡシステムには、セルラ帯域を完全に利用するために１．２２８８ＭＨｚが割り当てられている。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムはフォワードリンクおよびリバースリンクを通してデータトラフィックおよび音声データを送信することができる。データ源が可変レートでデータを提供し、固定サイズのコードチャネルフレームでデータトラフィックを送信する方法は、“送信用データをフォーマットするための方法および装置”と題する米国特許第５，５０４，７７３号に詳細に説明されており、この米国特許は本発明の譲受人に譲渡されており、参照のためにここに組み込まれている。ＩＳ−９５Ａ標準規格にしたがうと、データトラフィックまたは音声データが２０ミリ秒幅であるコードチャネルフレームに分割される。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムでは、ユーザは遠隔局を通して相互に通信し、次に遠隔局は１つまたはそれ以上の基地局を通して相互に通信する。この明細書では、基地局は遠隔局と通信するハードウェアに関係している。セルは用語が使用される状況に依存して、ハードウェアまたは地理的カバーレッジ領域に関係している。セクタはセルの分割である。ＣＤＭＡシステムのセクタはセルの属性を持っていることから、セルに関して説明されている教示は容易にセクタに拡張される。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムでは、ユーザ間の通信は１またはそれ以上の基地局を通して行われる。１つの遠隔局上の第１のユーザは、基地局へのリバースリンク上でデータを送信することにより、第２の遠隔局上の第２のユーザまたは標準的な電話機と通信する。基地局はデータを受信し、このデータを他の基地局または公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）にルーティングすることができる。第２のユーザが遠隔局上にいる場合には、データは同じ基地局あるいは第２の基地局のフォワードリンク上で第２の遠隔局に送信される。さもなければ、データはＰＳＴＮを通して標準的な電話システム上の第２のユーザにルーティングされる。フォワードリンクは基地局から遠隔局への送信に関係し、リバースリンクは遠隔局から基地局への送信に関係する。ＩＳ−９５Ａシステムでは、フォワードリンクおよびリバースリンクには個々の周波数が割り当てられ、互いに独立している。
【０００７】
遠隔局は通信中に少なくとも１つの基地局と通信する。ＣＤＭＡ遠隔局はソフトハンドオフ中に複数の基地局と同時に通信することができる。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しい基地局とのリンクを確立するプロセスである。ソフトハンドオフは失われる通話の確率を最小にする。ソフトハンドオフプロセス中に１つよりも多い基地局を通しての遠隔局との通信を提供する方法およびシステムは、“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるソフトハンドオフ”と題する米国特許第５，１０１，５０１号および“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける移動体支援ソフトハンドオフ”と題する米国特許第５，２６７，２６１号に開示されており、この両米国特許は本発明の譲受人に譲渡されており、参照のためにここに組み込まれている。ソフターハンドオフは、同じ基地局により一般的にサービスされている複数のセクタを通して通信が生じるプロセスである。ソフターハンドオフのプロセスは、１９９５年３月１３日に出願された“共通の基地局のセクタ間でハンドオフを実行する方法および装置”と題する米国特許出願第０８／４０５，６１１号に詳細に説明されており、この米国特許出願は本発明の譲受人に譲渡され、参照のためにここに組み込まれている。
【０００８】
ソフターハンドオフでは、基地局は同じセルの複数のセクタに対して同一のフォワードリンク信号を送信する。これらのセクタにサービスする基地局は物理的に同じ位置に配置されていることから、基地局においてソフターハンドオフをサポートするように１つの共通なハードウェアセットを設計することができる。
【０００９】
基地局または遠隔局により送信される信号は１またはそれ以上の伝搬パスを通して宛先デバイスに到着することができる。さらにソフトハンドオフでは、フォワードリンク信号は複数の基地局から送信される。ソフトハンドオフ中の複数のコードチャネルの復調およびマルチパス信号の復調は、“ＣＤＭＡセルラ電話システム中のダイバーシティ受信機”と題する米国特許第５，１０９，３９０号および“複数の信号を受信することができるシステム中の復調素子の割当”と題する米国特許第５，４９０，１６５号に詳細に説明されており、この両米国特許は本発明の譲受人に譲渡されており、参照のためにここに組み込まれている。
【００１０】
米国特許第５，１０９，３９０号中に開示されているダイバーシティ受信機はレイク受信機としても呼ばれる。レイク受信機には複数のフィンガが含まれ、各フィンガは１つの相関器を備えている。遠隔局では、ショートＰＮコードの固有のセットと、遠隔局によりその特定の相関器に割り当てられた固有のウォルシュコードとにより受信ベースバンド信号を逆拡散する能力を各相関器が持っている。常にすべての相関器が使用中であるわけではない。実際、遠隔局により割り当てられた相関器からの出力のみが合成器により合成され、送信信号のさらに信頼性ある推定を提供する。その後、合成された信号は後続するデコーダによりデコードされる。
【００１１】
遠隔局では、同じレイク受信機を使用してソフトハンドオフおよびソフターハンドオフからの複数の信号を復調することができる。遠隔局に対する唯一の相違は、ソフターハンドオフでは基地局は同一のリバースリンク電力制御ビット値を遠隔局に対して送信するように構成されていることである。その理由は基地局は物理的に同じ位置に配置されているからである。電力制御ビットは遠隔局に対してその送信電力を上または下に調整して、他のユーザに対する干渉レベルを最小にしながら所要のレベルの性能を維持するように命令する。ソフトハンドオフでは、基地局は同じ電力制御ビット値を送信しない。その理由は基地局が一般的に異なる位置に配置されているからである。この相違はレイク受信機の設計に考慮することができる。
【００１２】
特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は基地局と遠隔局に対するソフトハンドオフおよびソフターハンドオフをサポートするように設計されている。ソフトハンドオフをサポートする遠隔局ＡＳＩＣの例はクゥアルコムＱ５２５７移動局モデム（ＭＳＭ）である。ソフターハンドオフをサポートすることができる基地局ＡＳＩＣはクゥアルコムＱ５１６０セルサイトモデム（ＣＳＭ）である。これらのＡＳＩＣの設計および能力は、１９９５年６月２０日に出願された“スペクトル拡散多元接続通信システム用の移動体復調器アーキテクチャ”と題する米国特許出願第０８／４９２，５９２号と、１９９５年１月１３日に出願された“スペクトル拡散多元接続通信システム用のセルサイト復調器アーキテクチャ”と題する米国特許出願第０８／５７２，６３２号に開示されており、両米国特許出願は本発明の譲受人に譲渡され、参照のためにここに組み込まれている。
【００１３】
例示的なＣＤＭＡ通信システムでは、データ通信はフォワードリンクとリバースリンクで同時に生じる。フォワードリンクとリバースリンクに別々の送信周波数が割り当てられていることからこれが可能である。同時の送受信は、時間ゲートされた送信スキームを通して簡単化または除去することができる付加的なハードウェアを必要とする。さらに、別々の周波数が存在していなければ同時の送受信は可能でないかもしれない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、時間ゲートされた周波数分割二重化（ＦＤＤ）を使用するデータ送信のための新規で改良された方法および装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
１つの観点では、本発明は時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信用回路を提供し、この回路は、データフレームを提供する少なくとも１つのデータ源と、前記少なくとも１つのデータ源に接続されたスイッチと、前記スイッチに接続された少なくとも１つのメモリ素子と、１つの基地局変調器が各メモリ素子に接続され、残りの基地局変調器が前記スイッチに接続された、少なくとも１つの基地局変調器と、前記少なくとも１つの基地局変調器に接続された合計器とを具備する。
【００１６】
他の観点では、本発明は時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信用回路を提供し、この回路は、データフレームを提供する２つのデータ源と、前記２つのデータ源に接続されたスイッチと、前記スイッチに接続されたメモリ素子と、１つの基地局変調器が前記メモリ素子に接続され、他の基地局変調器が前記スイッチに接続された、２つの基地局変調器と、前記２つの基地局変調器に接続された合計器とを具備する。
【００１７】
さらなる観点では、本発明は時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信用回路を提供し、この回路は、データフレームを提供する少なくとも１つのデータ源と、１つの基地局変調器が各データ源に接続された、少なくとも１つの基地局変調器と、１つのメモリ素子が各基地局変調器に接続された、少なくとも１つのメモリ素子と、１つの合計器が各メモリ素子と基地局変調器に接続された、少なくとも１つの合計器と、前記少なくとも１つの合計器に接続されたマルチプレクサとを具備する。
【００１８】
本発明はまた時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信用回路を提供し、この回路は、データフレームを提供する２つのデータ源と、１つの基地局変調器が各データ源に接続された、２つの基地局変調器と、１つのメモリ素子が各基地局変調器に接続された、２つのメモリ素子と、１つの合計器が各メモリ素子と基地局変調器に接続された、２つの合計器と、前記２つの合計器に接続されたマルチプレクサとを具備する。
【００１９】
本発明はまた時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ受信用回路を提供し、この回路は、データフレームを提供する受信機と、前記受信機に接続されたメモリ素子と、前記受信機と前記メモリ素子に接続されたマルチプレクサと、前記マルチプレクサに接続された複数の相関器と、前記複数の相関器に接続された合成器とを具備する。
【００２０】
本発明は時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信用回路にまで拡張し、この回路は、データフレームを提供するデータ源と、前記データ源に接続された移動局変調器と、前記移動局変調器に接続されたメモリ素子と、前記メモリ素子と前記移動局変調器に接続された合計器とを具備する。
【００２１】
本発明はまた時間ゲートされた周波数分割二重化を使用するデータ送信のための方法にまで拡張し、この方法は、第１のデータフレームを記憶し、第１の基地局変調器で前記第１のデータフレームをエンコードして第１のエンコードされたデータフレームを提供し、第２の基地局変調器で第２のデータフレームをエンコードして第２のエンコードされたデータフレームを提供し、前記第１および第２のエンコードされたデータフレームを合成することを含む。
【００２２】
本発明は、データの送信および受信をマルチプレクスすることにより、ハードウェア要求を簡単にし、信頼性を向上させることができる。第１の時間フレームでは、基地局はフォワードリンク上で２つのデータフレームを第１の遠隔局に送信し、リバースリンク上で第２の遠隔局から２つのデータフレームを受信する。第２の時間フレームでは、基地局は２つのデータフレームを第２の遠隔局に送信し、第１の遠隔局から２つのデータフレームを受信する。基地局では、２つの遠隔局に対するデータ送信は連続する時間フレームに対して交互である。基地局と遠隔局では、データの送受信は連続する時間フレームに対して交互である。
【００２３】
フォワードリンク上の２つのデータフレームの送信は、固有のウォルシュコードで各データフレームをカバーすることにより達成することができる。データはまたＩＳ−９５Ａ標準規格にしたがってショートＰＮIおよびＰＮQコードで拡散される。データはまたロングＰＮコードでも拡散される。ハードウェアの構成に依存して、基地局はデータ通信の開始においてまたは各データフレームにおいて、適切なウォルシュコード、ショートＰＮコードおよびロングＰＮコードをロードすることができる。さらに基地局はショートＰＮコードとロングＰＮコードを遅延させて、データの遅延と整合させる必要があるかもしれない。
【００２４】
データの送受信は同時に実行されないことから、ハードウェアを簡単にして費用を節約し、サイズ成分量を減少させ、信頼性を向上させることができる。例えば、デュプレクサを除去することができる。遠隔局では、デュプレクサの除去は構成要素の費用を節約し、信頼性を向上させ、電力消費を減少させ、ユニットのサイズと重さを減少させることができる。遠隔局が大量生産されたポータブルユニットであり、先にリストアップされた利点が重要な考慮事項である場合には、これは特に重要である。
【００２５】
本発明の実施形態では、２つのデータフレームは交互の時間フレームで遠隔局に送信される。これによりデータ送信間の短い移行時間が可能になる。この時間の間、基地局は増幅されたパイロット信号を送信して遠隔局がロックを達成するのを支援することができる。この移行時間はまた送信状態と受信状態が交替するハードウェア時間を可能にする。この時間を短くしてダウン時間を最小にすることができる。したがって、時間ゲートされたＦＤＤデータ送信は、公称ＣＤＭＡシステムのものに近づく効率および容量を持つかもしれない。
【００２６】
現在、ＣＤＭＡシステムにより要求される多くの機能は１組のカスタムＡＳＩＣにより提供されている。例えば、基地局におけるエンコード処理機能および変調機能は基地局変調器（ＢＳＭ）ＡＳＩＣにより提供されている。同様に、遠隔局におけるフォワードリンク信号の復調およびデコード処理は移動局変調器（ＭＳＭ）ＡＳＩＣにより提供されている。本発明のいくつかの実施形態では、既存のＢＳＭおよびＭＳＭのＡＳＩＣを利用して要求される機能の大部分を提供することができる。最小の付加的な回路を追加して、残りの機能を提供する。
【００２７】
送信および受信が時間ゲートされることから、１つの共通の周波数を共有して基地局と遠隔局との間の全二重通信を提供することができる。したがって、本発明は独立したフォワードリンク周波数およびリバースリンク周波数が利用可能でない場合に全二重ＣＤＭＡ通信システムを実現できるようにする。
【００２８】
本発明の先のおよび他の教示、目的ならびに効果は、同じ参照文字が全体を通して対応しているものを識別している図面を考慮に入れて、以下に説明する本発明の実施形態の詳細な説明を考慮することにより、さらに明らかになるであろう。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明を具体化する通信システムにしたがうと、データ送信は時間ゲートされた方法で基地局から遠隔局に向けて生じる（図１参照）。データ送信は時間フレームと呼ばれる離散時間間隔に対して生じる。例示的な実施形態では、各時間フレームは継続時間が２０ミリ秒である。時間フレームｎでは、基地局は２つのデータフレームを第１の遠隔局に送信し、２つのデータフレームを第２の遠隔局から受信する。時間フレームｎ＋１では、基地局は２つのデータフレームを第２の遠隔局に送信し、２つのデータフレームを第１の遠隔局から受信する。送信機能および受信機能を時間多重化することによりハードウェア設計を簡単にし、費用を減少させて、信頼性を向上させることができる。例えば、データの送受信が同時に実行されないのであれば、遠隔局内のデュプレクサを除去することができる。さらに、別々の送信周波数が利用できないときに、時間ゲートされた周波数分割二重化（ＦＤＤ）により全二重通信システムが可能となる。
【００３０】
例示的な実施形態では、データ送信は交互の時間フレームに対して生じるが、２つのデータフレームが各時間フレームで送信される。したがって、データ通信システムの全体的な効率は、時間フレーム当たり１つのデータフレームである公称レートでデータの送受信が同時に生じる従来の全二重ＣＤＭＡシステムのものとほぼ等しい。
【００３１】
フォワードリンクでは、それ自体に固有のウォルシュコードで各データフレームをカバーすることにより、２つのデータフレームを同時に送信することができる。例示的なＣＤＭＡシステムでは、各フォワードトラフィックチャネルは固有のウォルシュコードにより識別される。ウォルシュカバー処理はフォワードリンクトラフィックチャネルの直交性を提供して、１つのチャネルから他のチャネルに対する干渉量を最小にする。
【００３２】
データは送信前にショートＰＮIおよびＰＮQコードで拡散される。ショートＰＮコードを使用してシステム帯域幅に対して信号を拡散し、基地局の識別をもたらす。例示的な実施形態では、ショートＰＮコードは２15の長さであり、ＩＳ−９５Ａ標準規格にしたがって規定されている。例示的な実施形態では、各基地局には固有のショートＰＮシーケンスが割り当てられ、このショートＰＮシーケンスは隣接基地局のものから６４チップの倍数だけオフセットされている。
【００３３】
データは送信前にロングＰＮコードによりさらに拡散することができる。このロングＰＮコードは送信が向けられる特定の遠隔局を識別し、同一のロングＰＮシーケンスを持つ遠隔局だけがこの信号を復調することができる。例示的なＣＤＭＡシステムでは、各遠隔局は２42の長さの共通のロングＰＮシーケンスの固有の時間オフセットにより識別される。例示的な実施形態では、ロングＰＮシーケンスはＩＳ−９５Ａ標準規格にしたがって規定されている。２つの異なるオフセットでは、結果的な変調シーケンスは相関関係がない。正しくないオフセットを持つロングＰＮシーケンスでの復調は出力値が最小となる。
【００３４】
図を参照すると、図１は本発明の例示的な通信システムを表しており、この通信システムは複数の基地局４と複数の遠隔局６とから構成されている。このようなシステムの１つは、ＩＳ−９５Ａ標準規格にしたがったＣＤＭＡシステムである。図１では簡単化のために１つの基地局４と２つの遠隔局６のみが示されている。基地局４は時間ゲートされたＦＤＤを使用して通信信号を送受信する。このようであるから、基地局４は１つの時間フレームで１つの遠隔局６に対して送信し、第２の時間フレームで同じ遠隔局６から受信する。送受信は連続的な時間フレームに対して交互である。時間ゲートされたＦＤＤは、以下に説明するように複数の基地局４から複数組の遠隔局６に対する送信をカバーするようにさらに拡張することができる。
【００３５】
例示的な実施形態では、時間ゲートされたＦＤＤは第１の時間フレームで２つのデータフレームを遠隔局６に送信し、第２の時間フレームで２つのデータフレームを遠隔局６から受信することにより達成することができる。このシステムは、送信機能と受信機能との間の短時間の移行を可能にし、ハードウェアを調整することが可能となる。したがって、データ通信システムの効率は既存のＣＤＭＡシステムのものに近づく。
【００３６】
Ｉ．  フォワードリンク送信ハードウェア
フォワードリンクでは、時間ゲートされたＦＤＤは多くの実施形態で実現することができる。ここで説明した機能を特に実行するようにシステムを設計することができる。例示的な実施形態では、時間ゲートされたＦＤＤは、ＩＳ−９５Ａ標準規格にしたがったＣＤＭＡシステムに対して設計されている既存のハードウェアを使用して実現される。いくつかの実施形態を以下で詳細に説明する。他の実施も以下の教示から企図することができ、これも本発明の範囲内のものである。
【００３７】
第１の実施形態では、図２においてフォワードリンク送信用ハードウェアの基本的なサブシステムを図示しているブロック図が示されている。データ源１２は第１の遠隔局６に対して送信されるデータを含んでいる。第１の時間フレームでは、データ源１２からのデータフレーム“ｋ”がスイッチ１６を通してルーティングされ、メモリ素子１８に提供される。メモリ素子１８は次の時間フレームまでデータフレームを記憶する。第２の時間フレームでは、メモリ素子１８からのデータフレーム“ｋ”が基地局変調器（ＢＳＭ）２０ａに提供され、データ源１２からのデータフレーム“ｋ＋１”がスイッチ１６を通してＢＳＭ２０ｂにルーティングされる。
【００３８】
各ＢＳＭ２０内では、データフレームはエンコーダ２２に提供され、このブロックはＣＲＣ発生器でデータフレームをエンコードし、コードテールビットのセットを挿入し、フォーマットされたデータを畳み込みエンコードする。例示的な実施形態では、ＣＲＣ発生器と畳み込みエンコーダはＩＳ−９５Ａ標準規格により明記されているが、他のＣＲＣコードと畳み込みコードを使用することもでき、これは本発明の範囲内のことである。畳み込みエンコードされたデータはブロックインターリーバ２４に提供され、このブロックインターリーバ２４はエンコードされたデータ中のシンボルを再順序付けする。インターリーブされたデータはロングＰＮスクランブラ２６に提供され、このロングＰＮスクランブラ２６は宛先遠隔局６に割り当てられたロングＰＮコードでデータを拡散する。このロングＰＮスクランブル処理により、宛先遠隔局６のみがデータをデスクランブルできるようになり、他の遠隔局６はデータをデスクランブルできない。ロングＰＮ拡散データはウォルシュカバー素子２８に提供され、このウォルシュカバー素子２８は宛先遠隔局６に割り当てられたトラフィックチャネルに対応するウォルシュコードでデータをカバーする。ウォルシュカバーされたデータはショートＰＮ拡散器３０に提供され、このショートＰＮ拡散器３０はショートＰＮIおよびＰＮQコードでデータをさらに拡散する。ＢＳＭ２０からのショートＰＮ拡散データは合計器３６に提供され、この合計器３６はデータを合成する。合成されたデータは送信機（ＴＭＴＲ）３８に提供され、この送信機３８は信号をフィルタし、変調し、アップコンバートし、増幅する。この信号はフォワードリンクでアンテナ４０を通して送信される。
【００３９】
例示的な実施形態では、ＢＳＭ２０ａにはウォルシュコードＷiが割り当てられ、ＢＳＭ２０bにはウォルシュコードＷjが割り当てられている。これらはデータを送信するのに使用されるフォワードトラフィックチャネルに対応している。ＢＳＭ２０ａおよび２０ｂには第１の遠隔局６に関連する同じロングＰＮコードが割り当てられ、この第１の遠隔局６にデータが向けられる。しかしながら、ＢＳＭ２０ｂへのロングＰＮコードは１時間フレームだけ遅延されて、データとロングＰＮコードが整列される。ＢＳＭ２０ａにはショートＰＮコードがロードされ、ＢＳＭ２０ｂには（１時間フレームだけ）遅延されたショートＰＮコードがロードされる。ロングＰＮコードとショートＰＮコードの遅延はデータをＰＮコードと整列させ、遠隔局６における適切な復調を可能にする。
【００４０】
先の説明は第１の時間フレームにおけるデータ源１２から第１の遠隔局６に向けてのデータ送信を説明している。次の時間フレームでは、同じハードウェアが使用されて、２つのデータフレームがデータ源１４から第２の宛先遠隔局６に向けて送信される。データ源１２は交互の時間フレームでデータフレームをメモリ素子１８およびＢＳＭ２０ｂに提供する。同様にデータ源１４は交互の時間フレームでデータフレームをメモリ素子１８およびＢＳＭ２０ｂに提供するが、データ源１２から１時間フレームだけずらされている。交互の時間フレームにおいて、メモリ素子１８はデータをデータ源１２および１４から受け取る。メモリ素子１８はデータフレームのバッファ処理と１時間フレームの遅延をもたらす。メモリ素子１８はバッファ、あるいはＲＡＭまたは技術的に知られている他のメモリ記憶デバイスを使用するサーキュラーバッファとして実現することができる。
【００４１】
交互の時間フレームにおいて、ＢＳＭ２０を使用して異なる遠隔局６に向けられたデータフレームを処理する。エンコード処理、ブロックインターリーブ処理、拡散処理およびカバー処理は１フレームベースで実行することができることから、このことが可能になる。例えば、各データフレームにｋ−１コードテールビットが挿入されることから、畳み込みエンコード処理は１データフレーム上で実行される。ここでｋは畳み込みエンコーダの束縛長である。
【００４２】
例示的な実施形態では、ＢＳＭ２０はカスタムＡＳＩＣとして実現される。マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはデジタル信号プロセッサを使用するここで説明する機能の他の実施も本発明の範囲内のものである。
【００４３】
第１の実施形態はいくつかの利点を提供する。第１に、バッファ処理は処理されていないデータ上で実行されることから、メモリ素子１８のメモリ要求は最小である。例示的な実施形態では、処理されていないデータはバイナリであり、データフレーム毎に２８８ビットまで含んでいる（２０ミリ秒データフレーム×１４．４ｋｂｐｓ）。第２に、ここで説明した機能を実施するように設計されたＢＳＭ２０に対する修正の必要がない。しかしながら、いくつかの欠点がある可能性がある。第１に、２つのデータ源１２および１４からのデータ処理をマルチプレクスするのに何からの調整努力が必要である。ウォルシュコード、ロングＰＮコード、およびショートＰＮコードを適切な間隔で適当にロードする必要がある。第２にＢＳＭ２０の設計は、各時間フレームにおいてロングＰＮコードを変更させることができないかもしれない。このケースでは、宛先遠隔局６は同じロングＰＮコードを共有することができ、あるいはロングＰＮコードをすべて０またはすべて１に設定することによりスクランブル処理をターンオフさせることができる。
【００４４】
第２の実施形態では、図３においてフォワードリンク送信用ハードウェアの基本的なサブシステムを図示しているブロック図が示されている。データ源４６は宛先遠隔局６に送信されるデータを含んでいる。各時間フレームでは、データフレームがエンコーダ５４に提供され、このブロックは第１の実施形態で説明した方法によりＣＲＣ発生器でデータフレームをエンコードし、コードテールビットのセットを挿入し、フォーマットされたデータを畳み込みエンコードする。畳み込みエンコードされたデータはブロックインターリーバ５６に提供され、このブロックインターリーバ５６はエンコードされたデータ中のシンボルを再順序付けする。インターリーブされたデータはロングＰＮスクランブラ５８に提供され、このロングＰＮスクランブラ５８は宛先遠隔局６に割り当てられたロングＰＮコードでデータを拡散する。
【００４５】
ロングＰＮ拡散データは変調器６０ａおよび６０ｂに提供される。各変調器６０内では、ウォルシュカバー素子６２が宛先遠隔局６に割り当てられたトラフィックチャネルに対応するウォルシュコードでデータをカバーする。ウォルシュカバーされたデータはショートＰＮ拡散器６４に提供され、このショートＰＮ拡散器６４はショートＰＮIおよびＰＮQコードでデータをさらに拡散する。変調器６０はショートＰＮ拡散データのフィルタ処理および利得調整も実行するが、簡単化のために図３ではこのことは示されていない。変調器６０ａからの変調データはメモリ素子６８ａに提供され、このメモリ素子６８ａは変調データをバッファして、１時間フレームの遅延をもたらす。メモリ素子６８ａからの変調され遅延されたデータフレームと変調器６０ｂからの変調されたデータフレームは合計器７０ａに提供され、この合計器７０ａは変調されたデータフレームを合成する。合成されたデータフレームはマルチプレクサ（ＭＵＸ）７２を通してルーティングされ、送信機（ＴＭＴＲ）７４に提供される。送信機７４は信号を変調、アップコンバート、フィルタおよび増幅する。この信号はフォワードリンク上でアンテナ７６を通して送信される。ＢＳＭ５０ａからのデータ送信は２時間フレーム毎に生じる。他の時間フレームでは、合計器７０ｂからの合成されたデータフレームが送信機７４に提供される。
【００４６】
第２の実施形態では、エンコード処理および変調機能は単一のＢＳＭ５０により実行され、これはカスタムＡＳＩＣとして実現される。ＢＳＭ５０はここで説明した機能を実行するようにプログラムされたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、あるいはデジタル信号プロセッサで実現することもできる。例示的な実施形態では、各ＢＳＭ５０は複数の変調器６０で設計され、基地局４によるソフターハンドオフをサポートする。ソフターハンドオフでは、基地局４は２つのセクタに対して同時にデータ送信を提供し、ここで各データ送信は異なるウォルシュコードおよび／または異なるショートＰＮシーケンスにより規定することができる。
【００４７】
例示的な実施形態では、ＢＳＭ５０にはデータが向けられる遠隔局６に関連するロングＰＮコードが割り当てられる。しかしながら、変調器６０ａにはウォルシュコードＷiが割り当てられ、変調器６０ｂにはウォルシュコードＷjが割り当てられ、これらはデータを送信するのに使用されるフォワードトラフィックチャネルに対応している。両変調器６０ａおよび６０ｂには同じショートＰＮIおよびＰＮQコードがロードされる。第１に変調器６０ａに第２に変調器６０ｂにデータがシーケンシャルに提供されることから、ショートＰＮコードには第１の実施形態と同様な遅延は必要はない。
【００４８】
第２の実施形態は第１の実施形態に対していくつかの利点を持っている。第１に、第２の実施形態を使用するデータ送信は単純かつ簡単である。ロングＰＮコード、ウォルシュコードおよびショートＰＮコードは一度ロードされ、他のシステムパラメータが変更されない限り通信の間に変更させる必要はない。第２に、現在存在しているＢＳＭ５０は先に説明した機能を実行するように設計されている。メモリ素子６８とＭＵＸ７２以外の新しい追加のハードウェアは必要とされない。第３に、２つの遠隔局６に対するデータ送信をマルチプレクスするのに調整の必要がない。各ＢＳＭ５０は１つの遠隔局６との通信を制御するように割り当てられている。
【００４９】
第２の実施形態はいくつかの欠点を持っている。バッファ処理は拡散処理の後に実行されることから、メモリ素子６８の必要なサイズは第１の実施形態のものよりもかなり大きくなる。例示的な実施形態では、各データフレームは２８８データビットを表す２４，５７６シンボルを含んでいる。さらに、各シンボルは複数のビットを含むことができる。第２の実施形態のメモリ要求は第１の実施形態のものよりも数桁の大きさを越えるかもしれない。
【００５０】
ここに開示した機能を実行するために他の実施形態を実現することもできる。先に説明した第１および第２の実施形態の利点を組み合わせたハードウェアを設計することができる。第３の実施形態の例示的なブロック図が図４に示されている。データ源７６からのデータはＢＳＭ８０ａに提供される。先に説明したように、ＢＳＭ８０内では、エンコーダ８２がデータをエンコードし、ブロックインターリーバ８４がエンコードされたデータを再順序付けする。インターリーブされたデータはメモリ素子８６に提供され、このメモリ素子８６はデータをバッファし、１時間フレームの遅延をもたらす。バッファされたデータはロングＰＮスクランブラ８８ａに提供され、インターリーブされたデータはロングＰＮスクランブラ８８ｂに提供される。ロングＰＮスクランブラ８８、ウォルシュカバー素子９０およびショートＰＮ拡散器９２は、先に説明したような拡散処理機能およびカバー処理機能を実行する。拡散されたデータは合計器９４ａにより合成され、合成されたデータはマルチプレクサ（ＭＵＸ）９６を通してルーティングされ、送信機９８に提供される。このデータは先に説明したような方法で送信機９８により処理され、フォワードリンク上でアンテナ１００を通して送信される。第２の実施形態のように、データ送信はＢＳＭ８０ａおよび８０ｂで交互に生じる。
【００５１】
第３の実施形態では、図４で示されているように、ロングＰＮスクランブラ８８には適切なロングＰＮシーケンスをロードすることができ、ウォルシュカバー素子９０には適切なウォルシュコードをロードすることができ、ショートＰＮ拡散器９２には適切なショートＰＮコードをロードすることができる。この実施形態はハードウェアの制約により最初の２つの実施形態では不可能かもしれないロングＰＮスクランブル処理を可能とする。さらに、ロングＰＮスクランブル処理の前にメモリ素子８６を配置すると、メモリ素子８６のメモリ要求が最小になる。最後に、各遠隔局６に単一のＢＳＭ８０を割り当てて使用を容易にし、調整の必要性を無くすことができる。
【００５２】
ＩＩ．  フォワードリンク送信フォーマット
フォワードリンクデータ送信を図示している例示的なタイミング図が図５（Ａ）に示されている。フォワードリンク上のデータ送信は３つのイベントにより識別することができる。ブロック２０２の時間フレームｎでは、基地局４はデータを第１の遠隔局６に送信する。フォワードリンク送信にはウォルシュコードＷ0でカバーされるパイロット信号と、ウォルシュコードＷiでカバーされる第１のデータフレームと、ウォルシュコードＷjでカバーされる第２のデータフレームと、ウォルシュセットＩ中の他のウォルシュコードでカバーされる他のデータとが含まれている。例示的な実施形態では、ウォルシュセットＩには第１の遠隔局６に割り当てられたウォルシュコードが含まれている。ウォルシュチャネルＷi、Ｗj上のデータフレームと、ウォルシュセットＩ上で送信される他のデータは第１の遠隔局６に向けられる。時間フレームｎ内では、基地局４は他の遠隔局６に対する残りの割り当てられていないウォルシュコードを使用して付加的なデータを送信することができるが、簡単化のためにこれは図５（Ａ）に示していない。
【００５３】
ブロック２０６の時間フレームｎ＋１では、基地局４はデータを第２の遠隔局６に送信している。フォワードリンク送信には、ウォルシュコードＷ0でカバーされるパイロット信号と、ウォルシュセットＩＩ中の他のウォルシュコードでカバーされる他のデータとが含まれている。第１の遠隔局６はこの時間フレーム中で送信されるデータフレームを復調しない。しかしながら、第１の遠隔局６はウォルシュコードＷ0を使用して送信されるパイロット信号を受信し続けることができる。
【００５４】
ブロック２０４において、基地局４は連続した時間フレーム間の短い期間に対して増幅されたパイロット信号を送信することができる。増幅されたパイロット信号の送信により、ハードウェアはパイロット信号に確実にロックし、やがて来るデータ送信の復調の準備をすることができる。例示的な実施形態では、パイロット信号送信の期間は数ミリ秒とすることができるが、０ミリ秒またはそれよりも大きい任意の時間期間を使用することができ、これも本発明の範囲内のことである。
【００５５】
この明細書中では、メモリ素子はバッファ処理と１時間フレームの遅延をもたらす。さらに、ＢＳＭには遅延されたロングＰＮコードと遅延されたショートＰＮコードをロードすることができる。この状況の中で使用したように、１時間フレームの遅延には増幅されたパイロット信号を基地局４が送信する送信期間を含むが、簡単化のためにこれは先の説明では明確に述べられていない。
【００５６】
ＩＩＩ．  フォワードリンク受信機ハードウェア
フォワードリンク受信機のハードウェアの基本的なサブシステムを図示している例示的なブロック図が図６に示されている。受信機のハードウェアは遠隔局６内に存在している。フォワードリンク信号はアンテナ１０２により受信され、受信機（ＲＣＶＲ）１０４に提供される。受信機１０４は信号を増幅し、フィルタし、ダウンコンバートし、サンプルして、デジタル化ベースバンドのＩおよびＱ信号を得る。ベースバンド信号はメモリ素子１０６とマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０８に同時に提供される。メモリ素子１０６はベースバンド信号をバッファし、１時間フレームの遅延をもたらす。遅延されたベースバンド信号はＭＵＸ１０８に提供される。第１の時間フレームでは、ＭＵＸ１０８はデータフレーム“ｋ”を相関器１１０のバンクに提供し、第２の時間フレームでは、ＭＵＸ１０８はデータフレーム“ｋ＋１”を同じ相関器１１０のバンクに提供する。
【００５７】
例示的な実施形態では、各データフレームに対するベースバンド信号に対して少なくとも１つの相関器１１０が割り当てられている。相関器１１０に同じデータフレームの異なる信号パスを割り当てて、受信信号のさらに信頼性のある復調を提供することができる。
【００５８】
それぞれ割り当てられた相関器１１０には同じショートＰＮコードと、受信されているデータフレームに対応する固有のウォルシュコードがロードされる。例えば、相関器１１０ａはデータフレーム“ｋ”を復調するように割り当てられる。したがって、ウォルシュデカバー素子１１４ａには、基地局４においてデータフレーム“ｋ”をカバーするのに使用されたウォルシュコードに対応するウォルシュコードＷiがロードされる。同様に、相関器１１０ｂはデータフレーム“ｋ＋１”を復調するように割り当てられ、ウォルシュデカバー素子１１４ｂには、ウォルシュコードＷjがロードされる。ショートＰＮ拡散器１１２には同じショートＰＮIおよびＰＮQコードがロードされる。第１に相関器１１０ａに第２に相関器１１０ｂにデータがシーケンシャルに提供されることから、ショートＰＮコードには遅延は必要はない。
【００５９】
例示的な実施形態では、遠隔局６をソフトハンドオフモードにすることにより、ウォルシュデカバー素子１１４には異なるウォルシュコードをロードすることができる。このモードでは、遠隔局６は複数の基地局４からの複数の送信を復調することができ、各基地局４は異なるショートＰＮシーケンスと異なるウォルシュコードを使用して送信することができる。任意のウォルシュコードと任意のショートＰＮシーケンスを各相関器１１０にロードする能力を持つように遠隔局６は設計される。
【００６０】
各相関器１１０内では、ベースバンド信号がショートＰＮ逆拡散器１１２に提供され、この逆拡散器１１２はショートＰＮコードで信号を逆拡散する。逆拡散されたデータはウォルシュデカバー素子１１４に提供され、このウォルシュデカバー素子１１４はその相関器１１０に割り当てられたウォルシュコードでデータをデカバーする。デカバーされたデータは合成器１２０に提供され、この合成器１２０は割り当てられた相関器１１０からのデータを合成する。合成器１２０からの合成されたデータはロングＰＮデスクランブラ１２２に提供され、このロングＰＮデスクランブラ１２２はロングＰＮコードでデータを逆拡散する。逆拡散されたデータはブロックデインターリーバ１２４に提供され、このブロックデインターリーバ１２４は逆拡散されたデータ内のシンボルを再順序付けする。デインターリーブされたデータはデコーダ１２６に提供され、このデコーダ１２６はビタビデコード処理とＣＲＣ検査を実行する。ＣＲＣ検査されたデータはデータシンク１２８に提供される。
【００６１】
例示的な実施形態では、合成器１２０はそれぞれ割り当てられた相関器１１０からの予め定められたしきい値を越えているデカバーされたデータを合成する。第１の時間フレームでは、相関器１１０ａおよび１１０ｂの両者はデータフレーム“ｋ”を復調する。しかしながら、データフレーム“ｋ”はウォルシュコードＷiでカバーされ、相関器１１０ａのみが有効な復調データフレームを出力する。相関器１１０ｂはウォルシュコードＷjで同じデータをデカバーし、その結果は相関関係のない信号であり、これは予め定められたしきい値よりも下にかなり落ち易い。したがって、合成器１２０の出力は相関器１１０ａからの復調されたデータのみである。第２の時間フレームでは、ウォルシュコードＷjでカバーされたデータフレーム“ｋ＋１”のみを相関器１１０ｂにより復調することができる。相関器１１０ａは相関関係のない信号を出力し、これは予め定められたしきい値よりも下にかなり落ち易く、相関器１１０ｂからの出力と合成されない。したがって、両相関器１１０ａおよび１１０ｂは連続的にアクティブであるが、これらの相関器１１０からの出力は正しいデータフレームが復調されているときのみ有効である。この構成により、既存のハードウェアを使用し、特別な調整労力なしで簡単な復調スキームが可能となる。
【００６２】
例示的な実施形態では、相関器１１０と合成器１２０を含む復調ハードウェアは、ＩＳ−９５ＡのＣＤＭＡシステムで使用される移動局変調器（ＭＳＭ）ＡＳＩＣ内で実現される。ソフトハンドオフモードで動作しているときには、ＭＳＭ内の各相関器１１０には異なるウォルシュコードとショートＰＮシーケンスを割り当てることができる。したがって、ここで説明したように時間ゲートされたＦＤＤ波形を復調するのにＭＳＭの修正は必要ない。復調を実行するための他の実施も企図することができ、これも本発明の範囲内のものである。
【００６３】
フォワードリンク信号の復調のタイミング図が図５（Ｂ）に図示されている。時間フレームｎでは、基地局４はウォルシュチャネルＷiおよびＷj上で２つのデータフレームを送信する。その後間もなくして、遠隔局６が２つのデータフレームを受信する。（遠隔局６の時間ベースを使用して）時間フレームｎでは、遠隔局６がウォルシュチャネルＷi上で送信されるデータフレームを復調し、これはより前に送信されたデータフレーム（すなわちデータフレーム“ｋ”）に対応している。これはブロック２１２により図示されている。時間フレームｎ＋１では、遠隔局６がウォルシュチャネルＷj上で送信されるデータフレーム（すなわちデータフレーム“ｋ＋１”）を復調する。これはブロック２１４により図示されている。送信されたデータフレームの各セットに対してこのプロセスは繰り返される。
【００６４】
ＩＶ．  リバースリンク送信ハードウェア
遠隔局６から基地局４への時間ゲートされたＦＤＤのデータ送信は多くの実施形態において実現することができる。この実施はリバースリンクデータ送信に対して使用されるアーキテクチャに依存する。例えば、ＩＳ−９５Ａの標準規格はアーキテクチャを規定しており、このアーキテクチャではデータ送信はロングＰＮシーケンスのオフセットにしたがって規定されている。２つの異なるオフセットでは、変調された信号は相関関係を持たない。したがって、正しくないオフセットを持つリバースリンク信号の復調は出力に最小値を生じさせる。ＩＳ−９５Ａのリバースリンクはフォワードリンクのウォルシュチャネルアーキテクチャを使用しない。
【００６５】
リバースリンク送信ハードウェアの基本的なサブシステムを図示している例示的なブロック図が図７に示されている。データ源１３８には基地局４に送信されるデータが含まれている。各時間フレームでは、１つのデータフレームがＭＳＭ１４０に提供される。ＭＳＭ１４０内では、エンコーダ１４２のブロックがＣＲＣ発生器でデータフレームをエンコードし、コードテールビットのセットを挿入し、フォーマットされたデータを畳み込みエンコードする。畳み込みエンコードされたデータはブロックインターリーバ１４４に提供され、このブロックインターリーバ１４４はエンコードされたデータ中のシンボルを再順序付けする。インターリーブされたデータは直交変調器１４６に提供され、この直交変調器１４６はウォルシュコードマッピングを使用してデータを第２の信号スペースにマッピングする。特に、入力シーケンスは６ビットのグループにグループ分けされる。各６ビットグループは固有の６４チップウォルシュシーケンスを選択する。直交変調器１４６からのマッピングされた信号はデータバーストランダマイザ１４８に提供され、このデータバーストランダマイザ１４８は適切な環境下でデータをランダムに削除する（あるいはデータを０で置換する）。したがって、データバーストランダマイザ１４８は、遠隔局６が送信電力を減少させるためにフルレートよりも少ないレートで送信している場合に送信機（ＴＭＴＲ）１５８をターンオフさせる。ランダム化されたデータはロングＰＮスクランブラ１５０に提供され、このロングＰＮスクランブラ１５０は遠隔局６に割り当てられたロングＰＮコードでデータを拡散する。ロングＰＮ拡散されたデータはショートＰＮ拡散器１５２に提供され、このショートＰＮ拡散器１５２はショートＰＮIおよびＰＮQコードでデータをさらに拡散する。ショートＰＮ拡散データのフィルタ処理とフィルタされたデータの利得調整も実行されるが、簡単化のためにこれは図７に示されていない。
【００６６】
ショートＰＮ拡散器１５２からの変調データはメモリ素子１５４に提供され、このメモリ素子１５４は変調データをバッファし、１時間フレームの遅延をもたらす。メモリ素子１５４からの変調され遅延されたデータフレームと、ショートＰＮ拡散器１５２からの変調データフレームは合計器１５６に提供され、この合計器１５６は変調データフレームを合成する。合成されたデータフレームは送信機（ＴＭＴＲ）１５８に提供され、この送信機１５８はこの信号を変調し、アップコンバートし、フィルタし、増幅する。この信号はリバースリンク上でアンテナ１６０を通して送信される。図７には示されていないが、データ送信は２時間フレーム毎に生じる。他の時間フレームでは、送信機１５８をシャットオフすることにより、あるいは送信機１５８に０の値を提供することにより送信機１５８がターンオフされる。
【００６７】
例示的な実施形態では、エンコード処理機能および変調機能は、カスタムＡＳＩＣとして実現されるＭＳＭ１４０により実行される。ＭＳＭ１４０はここで説明した機能を実行するようにプログラムされたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラおよびデジタル信号プロセッサでも実現することができる。
【００６８】
先に説明したように、ショートＰＮ拡散器１５２の後にメモリ素子１５４を配置すると、より大きなメモリ素子１５４の必要性を生じさせる。ロングＰＮスクランブラ１５０の前に（あるいは直交変調器１４６の前に）メモリ素子１５４を配置できるようにＭＳＭ１４０を修正して、メモリ要求を減少させることができる。データ源１３８の方向にメモリ素子１５４を移動させることは、メモリ素子の後の信号処理ブロックを二重化する必要性を伴う。例えば、メモリ素子１５４がロングＰＮスクランブラ１５０の前に配置された場合には、ロングＰＮスクランブラ１５０とショートＰＮ拡散器１５２（プラス後続するフィルタ処理および利得ブロック）が二重化されて、２つのデータフレームの同時送信を可能にする。２つのデータフレームの同時スクランブル処理は、各ロングＰＮスクランブラ１５０には（例えば適切なオフセットを持つ）適切なロングＰＮシーケンスをロードし、各ショートＰＮ拡散器１５２には適切なショートＰＮシーケンスをロードすることを要求することに留意すべきである。
【００６９】
リバースリンク信号のデータ送信のタイミング図が図５（Ｃ）に図示されている。ブロック２０２の時間フレームｎでは、基地局４はウォルシュチャネルＷiおよびＷj上で２つのデータフレームを送信している。（遠隔局６の時間ベースを使用して）ブロック２２２の時間フレームｎでは、遠隔局６はデータフレームを受信している。時間フレームｎ＋１では、遠隔局６はブロック２２４により図示されているように２つのデータフレームを基地局４に送信している。時間フレームｎ＋１の間、遠隔局６は図５（Ｂ）中のブロック２１４により示されているようなメモリ素子中に記憶されているデータフレームを復調する。例示的な実施形態では、独立したハードウェアにより機能が実行されることから、ブロック２１４におけるデータフレームの復調はブロック２２４における送信に悪影響を与えない。
【００７０】
Ｖ．  リバースリンク受信機ハードウェア
基地局４は、図６で図示されている遠隔局６により実行される復調と同様な方法で、遠隔局６からの時間ゲートされたＦＤＤデータ送信を受信することができる。受信されたリバースリンク信号は処理され、ＩおよびＱのベースバンド信号にデジタル化される。その後基地局４は時間フレームｎで第１のデータフレームを復調し、時間フレームｎ＋１で第２のデータフレームを復調する。代替実施形態では、基地局４は２つの復調器で両データフレームを同時復調することができる。
【００７１】
ＶＩ．  代替実施形態
本発明は１つの基地局４と２つの遠隔局６との間の通信の状況で説明したが、このコンセプトは複数の基地局４と複数の遠隔局６との間の通信をカバーするように拡張することができる。例えば、遠隔局６は２組の遠隔局６に分割することができる。第１の時間フレームでは、基地局４は第１組の遠隔局６に送信し、第２組の遠隔局６からの送信を受信する。第２の時間フレームでは、基地局４は第２組の遠隔局６に送信し、第１組の遠隔局６からの送信を受信する。２組の遠隔局６へのデータ送信は連続した時間フレームに対して交互にすることができる。
【００７２】
本発明のコンセプトは複数（２またはそれ以上）組の遠隔局６への送信にさらに拡張することができる。各時間フレームでは、基地局４は１またはそれ以上の組の遠隔局６に送信し、データを受信していない１またはそれ以上の組の遠隔局６からの送信を受信する。時間ゲート処理の特徴のために、基地局４は任意の１時間フレームにおいて同じ遠隔局６と同時に送受信しない。
【００７３】
本発明のさらなる拡張として、基地局４は１，２，３，４，…またはＮ時間フレーム毎に遠隔局６に送信することができる。さらに基地局４は非周期的方法（例えばデータが利用可能になったとき）で遠隔局６に送信することができる。このケースでは、遠隔局６にはデータ送信と同時にあるいはその前に知らせる必要があるかもしれない。代わりに、ＣＲＣエンコード処理のために、遠隔局６は受信されたデータフレームのＣＲＣ検査を実行し、ＣＲＣ検査を通ったデータフレームを保持することができる。これらの実施形態は大きな柔軟性を提供し、このシステムがユーザの必要性にしたがって送受信できるようにする。
【００７４】
本発明は時間フレーム毎に２つのデータフレームを送信する状況で説明した。この実施は、１つのデータフレームが各時間フレーム毎に送信されるＣＤＭＡシステムの公称レートに近づくデータ送信能力を提供する。本発明は時間フレーム毎に０，１，２，３またはそれ以上のデータフレームの送信を可能にして、より大きな柔軟性を提供し、容量を増加させるようにさらに拡張することができる。同時に送受信することができるデータフレームの数はハードウェアの構成により制限される。
【００７５】
ＶＩＩ．  他の考察
先に言及した米国特許第５，１０１，５０１号および米国特許第５，２６７，２６１号で説明されているようなソフトハンドオフの使用は、ハードウェアの利用可能性により強い影響を受けるかもしれない。フォワードリンクでは、ソフトハンドオフ中に複数の送信信号を受信することは、復調に利用可能な相関器の数により強い影響を受けるかもしれない。例示的な実施形態では、各遠隔局６は３つあるいは４つの相関器を含んでいる。少なくとも１つの相関器が使用されて、それぞれ受信されたデータフレームを復調する。付加的に利用可能な相関器を割り当てて他の信号パスを復調し、復調を向上させることができる。複数の信号パスからの多くのデータフレームの復調を実行する付加的な相関器を持つように復調器を設計することができる。必要な数の信号パスからの必要な数のデータフレームの満足のゆく復調のために、任意の数の相関器を使用してもよい。
【００７６】
相関器の数が制限され、かつ／または受信信号の品質が悪い場合には、復調器は送信されたデータフレームのすべてよりも少ないデータフレームを復調するように構成することができる。余分な相関器は受信されたデータフレームの複数の信号パスに割り当てることができる。復調されないデータフレームと、エラーを含んで受信されたデータフレームは後続する時間フレームで再送信することができる。
【００７７】
好ましい実施形態の先の説明は当業者が本発明を作り使用できるように提供されている。これらの実施形態に対するさまざまな修正は当業者に容易に明らかになるであろう。ここに規定されている一般的な原理は発明力を使用することなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明はここに示されている実施形態に限定されることを企図しているものではなく、ここに開示されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲にしたがうことを企図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を具体化しているデータ通信システムの例示的な図であり、１つの基地局と２つの遠隔局を備えている。
【図２】  第１の実施形態のフォワードリンク送信ハードウェアの例示的なブロック図である。
【図３】  第２の実施形態のフォワードリンク送信ハードウェアの例示的なブロック図である。
【図４】  第３の実施形態のフォワードリンク送信ハードウェアの例示的なブロック図である。
【図５】  （Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、基地局によるフォワードリンクデータ送信、遠隔局によるフォワードリンクデータ復調、ならびに遠隔局によるフォワードリンクデータ受信およびリバースリンクデータ送信の例示的なタイミング図である。
【図６】  フォワードリンク受信機ハードウェアの例示的なブロック図である。
【図７】  リバースリンク送信ハードウェアの例示的なブロック図である。
【図１】
0004216461.tif 000002
【図２】
0004216461.tif 000003
【図３】
0004216461.tif 000004
【図４】
0004216461.tif 000005
【図５】
0004216461.tif 000006
【図６】
0004216461.tif 000007
【図７】
0004216461.tif 000008