JP4138240B2 - Cdma無線システムにおける通話グループ・コールのための方法および装置 - Google Patents

Cdma無線システムにおける通話グループ・コールのための方法および装置 Download PDF

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Description

(発明の属する技術分野)
本発明は一般に符号分割多元接続無線システムに関し、特に、そのようなシステム内の通話グループ・コール(talkgroup call)のための方法および装置に関する。
【0001】
(背景技術)
この技術分野では、グループ・ディスパッチ・サービス(group dispatch service)を組み込んでいる双方向無線通信システムが知られている。グループ・ディスパッチ・サービスは、通話グループ内の通信を提供する。通話グループは、グループ・ワイド通信を行うことが可能な論理的に編成された加入者装置(例えば、乗用車および/または携帯無線機)の集合である。通常の通話グループ通信では、通話グループ中の1つ加入者装置が音声情報を送信し、この音声情報は固定通信施設で受信され、その通話グループ内の他の加入者装置に再送信される。一般に、この種のシステムは周波数分割多元アクセス(FDMA)および/または時分割多元アクセス(TDMA)手法を利用して、伝送内容の受信および再同時送信を行う。FDMAシステムでは、上りチャネル(inbound channel)は、通常は、下りチャネル(outbound channel)と対になっており、この上りチャネルは一度に1つの加入者装置によってのみ使用されることが可能である。同様に、TDMAシステムでは、上りおよび下りタイムスロットが対になっており、一度に1つの加入者装置のみが再送信用の上りメッセージを送信することが可能である。
【0002】
これらのシステムは有益なグループ通信を提供する一方、任意の時刻において1つの加入者のみがその通話コールを「所有する」というある種の制約を通信に課している。すなわち、複数の話者および複数の聴者が同時に存在するグループ通信はより自然なものであるが不可能である。任意の時刻において1つの加入者装置のみが送信可能だからである。高優先度ユーザまたは高優先度トラフィックを発するユーザを通話グループ・コールの所有者(owner)にする多くの優先化手法が今日存在するが、それらの通信は依然として単独話者/複数聴者という形式に制限されている。
【0003】
現在の電話サービスの中には会議電話(conference call)があり、これは複数話者および複数聴者をその通話コールに同時に参加させるものである。会議電話は、個別の上りチャネル又はタイム・スロットを話者となり得る潜在的な話者に、個別の下りチャネル又はタイム・スロットを聴者となり得る潜在的な聴者に割り当てることによって、既存の無線システムに拡張することが考えられる。さらに、別個の全二重チャネル(上りおよび下りチャネルのための資源)を通話グループの各加入者装置に割り当てることも可能であろう。これらの手法は機能するものではあるが、資源の有効利用の観点からは極めて非効率的である。例えば、最大100の加入者装置を包含する通話グループを設定することは、危険性のない公の組織(団体)では珍しくない。100までの個別加入者装置に対して個別の上りおよび/または下り資源を利用してグループ会議通話を設定することは、ほとんどの通信システムの容量を越える通信資源を必要としてしまうであろう。
【0004】
したがって、無線通信システムにおける通話グループのメンバの間で適切な二重通信を行うことが望まれている。
【0005】
(発明を実施するための最良の形態)
概して本発明は通話グループ内の二重通信を提供する。符号分割多元接続(CDMA)無線通信システムでは、加入者装置の属する大きな通話グループの一部を形成する加入者装置のサブ・グループ(部分集合)には、少なくとも1つの上りコードが割り当てられる。通話グループ全体には1つの下りコードが割り当てられる。サブ・グループ内の各加入者装置は、その少なくとも1つの上りコードを利用して音声情報を同時に送信することが可能であり、この音声情報は固定通信施設に集められ、下りコードを利用してその通話グループに再送信される。サブ・グループに包含されていない各加入者装置は、付加的な上りコードを要請および受信した後にのみ音声情報を送信することが許される。このようなコードに基づくアクセスを行うことにより、無線通信システムに過度の負担をかけることなく、無線通話グループ内の各加入者装置に対して、より自然なグループ型の通信を行うことが可能になる。
【0006】
以下、図1ないし5を参照しながら本発明を詳細に説明する。図1は本発明による無線通信システム100のブロック図である。無線通信システム100はこの分野で良く知られたCDMAシステムであり、固定された通信施設103と無線通信を行う少なくとも1つの通話グループ101内に編成された複数の加入者装置104−109より成る。通話グループ101は更にサブ・グループ102より成る。図示されている例では、参照番号104−106で示される加入者装置は、通話グループ101およびサブ・グループ102内に包含されており、参照番号107−109で示される加入者装置は通話グループに包含されるに過ぎない。好適実施例にあっては、各加入者装置104−109は、全二重通信を行うことが可能である。以下に説明するように、サブ・グループに包含される加入者装置のみが、通話グループ101に対する二重通信を利用することが許される。
【0007】
CDMAシステムでは良く知られているように、通信チャネル117−125は複数のコードを利用することにより効率的に供給され、そのコードは疑似ランダム・ノイズ(PN)シーケンスと呼ばれる。以下詳説するように、下りコードを利用して、下り通信チャネル117−122を通話グループ101内の各加入者装置に効率的に提供する。さらに、上りコード(図1の例では3つが使用されている)を利用して、上り通信チャネル123−125をサブ・グループ102内の各加入者装置に効率的に提供する。
【0008】
固定された通信施設103は、無線システム100での通信を支援するために通常必要とされる要素より成り、好適実施例にあっては、典型的なCDMA構成に従うものである。特に、固定された通信施設103は、コントローラ111と通信するスイッチ110より成り、このコントローラは基地局トランシーバ・システム(BTS)112−113と通信する。スイッチ110(移動交換センタまたはMSC: Mobile Switching Centerと呼ばれる)、コントローラ111(基地局コントローラまたはBSC: Base Station Controllerと呼ばれる)およびBTS 112−113自体は、この分野で良く知られたものである。特に、スイッチ110は一般に1以上のコントローラと通信し、図示されていない他の装置と通信することも可能である。簡単のため、固定通信施設103は図1に示されるようなものとする。固定通信施設103は、選択的に、BTS 112−113と通信するディスパッチ・コントローラ114を備えることも可能である。ディスパッチ・コントローラ114は、Motorola,Inc.による「IDEN」無線通信システムで使用されるディスパッチ用プロセッサであることが好ましい。グループ・コール処理の管理は、コントローラ111により、又は使用されるのであればディスパッチ・コントローラ114により行われることが好ましい。以下に説明するように、グループ・コールを取り扱う機能は、固定通信施設103内で分散させることも可能である。
【0009】
図2は固定通信施設103で使用する方法のフローチャートを示す。図2で説明される方法は、一般に固定通信施設103で実行されるが、この方法はコントローラ111により、又は使用されるのであればディスパッチ・コントローラ1114により実行されることが可能である。また、図2に示される処理は、固定通信施設103内に分散させることも可能である。一般に、図2に示される処理は格納されたソフトウエア・ルーチンとして実行することが可能であり、ソフトウエアが格納されるプラットフォームにより実行することが可能である。
【0010】
ステップ202では、固定通信施設103は通話グループ101の加入者装置から通話グループ・コールのためのリクエストを受信する。リクエストする加入者装置は、サブ・グループ102に包含される加入者装置104−106のうちの1つ、またはサブ・グループ102のメンバではない加入者装置107−109のうちの1つである。いずれにしても、このリクエストは、リクエストを行う加入者装置の身元情報、および通信が確立される通話グループの身元情報を含む。ステップ204において、固定通信施設103は、あるテーブルと、通話グループおよびリクエストする加入者装置の身元情報とを利用して、通話グループ101内のどの加入者装置が通話グループ・コールの二重参加者(duplex participant)として設定されるべきかを調べる。その加入者装置はサブ・グループ102に包含されているものである。この目的のために使用されるテーブルは、図3に関連して更に説明される。
【0011】
図3は、通話グループ・コールを確立する際に固定通信施設103で使用されるテーブル300を示す。テーブル300は、一連の入力エントリ301−303より成り、通話グループの身元情報301を、リクエストする加入者装置の身元情報302、およびリクエストする加入者装置に対応するサブ・グループ303に関連付ける。この配置構成の利点は、テーブル300内で入力エントリを変化させると、サブ・グループの様々な配置が動的に提供される点にある。図3に示されている例を参照すると、TG001として示される通話グループは、SU001, SU002, SU003, SU004, SU008, SU009として示される加入者装置を含む。そこで、加入者装置SU003が通話グループ・コールを要求する場合、加入者装置SU001, SU002, SU003, SU004, SU008およびSU009はその通話グループに包含され、加入者装置SU001およびSU008は二重サブ・グループ・メンバとして確立される。あるいは、加入者装置SU002, SU004またはSU009が通話グループ・コールを要求する場合は、加入者装置SU001, SU002, SU003, SU004, SU008およびSU009がその通話グループに包含され、加入者装置SU001のみが二重サブ・グループ・メンバとして確立される。
【0012】
二重サブ・グループ入力エントリ303に入力されるデータは、システム管理部により入力されることが可能であり、また、様々な事象の動的な関数として自動的に入力されることも可能である。サブ・グループ入力エントリ303を動的に更新する1つの方法は、リクエストする加入者装置と通信することに最近成功した加入者装置の身元情報を連続的に格納することである。すなわち、所与の装置と1対1の通信が確立される場合、1対1通信に参加した加入者装置の身元情報を包含するために、サブ・グループ入力エントリは更新されることが可能である。また、リクエストする装置により開始された通話グループ・コールに参加することを要請する任意の加入者装置が、適切なサブ・グループ入力エントリを追加することも可能である(これについての説明は後述する)。この「最近」の通信に対する時間枠(time window)は適宜設定される事項であり、絶対的な時間(例えば、以後X分間通信した加入者装置のみ)またはシーケンス(例えば、通信を行った最後からX個の加入者装置)に基づいて定めることが可能である。他の手法を利用して、通話グループ内の加入者装置の相対的な優先度に基づいてサブ・グループ入力エントリ303を更新することも可能である。この場合、所与の加入者装置に対して、そのサブ・グループは、その所与の装置と少なくとも同じくらい高い優先度を有する通話グループ内の加入者装置のみから構成される。加入者装置に対する優先度が変化すると、サブ・グループ入力エントリ303もそれに応じて更新されることが可能である。さらに、加入者装置のお互いの相対的な位置に基づいてサブ・グループ入力エントリ303を更新することも可能である。所与の加入者装置がその現在地を更新するにつれて、その加入者装置に対応するサブ・グループも更新され、所与の加入者装置から所定の距離(例えば1マイル)の範疇にある加入者装置のみを包含するようにすることが可能である。なお、ここに例示した以外の手法を採用する余地のあることは、当業者にとって明らかであろう。また、テーブル300と同様の機能を果たす他の例も多く存在するであろう。
【0013】
図2を参照する。通話グループ101およびサブ・グループ102を調べ、固定通信施設103が通話グループおよびサブ・グループに下りコードおよび上りコードをそれぞれ割り当てる。このため、ステップ206において、固定通信施設103は、通話グループ101を利用するための下りコード、およびサブ・グループ102を利用するための少なくとも1つの上りコードを調べる。固定通信施設103は、サブ・グループ102の総てのメンバによって使用される単独の上りコード、または好適にはサブ・グループ102の各メンバに割り当てられる個別の上りコードを調べることが可能である。下りコードは、通話グループ101内の各加入者装置に対する下りチャネル(ダウンリンクまたは順方向リンクとも呼ばれる)を生成するために使用される。少なくとも1つの上りコードは、サブ・グループ102の各メンバに対する少なくとも1つの上りチャネル(アップリンクまたは逆方向リンクとも呼ばれる)を生成するために使用される。下りコードおよび少なくとも1つの上りコードは、ステップ208において通話グループ101に報知される。この報知は、各加入者装置にとって既知のPNコードに基づく制御チャネルを利用して行われ、その制御チャネルは各加入者装置により監視される。
【0014】
コード割当がなされると、サブ・グループ102に包含される加入者装置のみがその通話グループ・コールに対して上り送信を行うことができる。このため、ステップ210において、固定通信施設103は、サブ・グループ102内の1以上の加入者装置から音声情報ストリームを受信する。サブ・グループ102内の少なくとも2つの加入者装置に特定の上りコードが割り当てられているとすると、固定通信施設103で受信された音声情報ストリームは同時に到着し、すなわち通常のグループ型通信の形式で到着する。音声を現在送信していないサブ・グループ102内の各装置は、この分野で知られているようなアイドル・パターン(idle pattern)を送信するであろう。ステップ212において、固定通信施設103は音声情報ストリームを収集し、加算された音声情報を生成する。様々な加算手法を利用することが可能であり、その手法には例えば、会議架橋(conference bridge)または信号プロセッサ内の算術加算等があるがこれらに限定されるわけではない。例えば圧縮されたディジタル音声のように音声情報ストリームが加算に適した形式ではない場合、当該技術分野で周知の少なくとも1つの暫定(interim)トランスコーダを利用してその音声情報ストリームを加算に適した形式に変換する必要がある。使用された加算手法によらず、その後下りコードを利用して固定通信施設103から加算された音声情報が伝送される。下りコードが利用されるので、通話グループ101内の加入者装置のみがその加算された音声情報を受信し再構築することが可能であろう。加算された音声情報は複数の話者を再現したものであるため、より現実味のあるグループ通信を行うことが可能になる。
【0015】
本発明によれば、現在サブ・グループ102のメンバではない加入者装置、すなわち音声情報を伝送することのできない加入者装置は、送信のための能力を前もって要請することを必要とするものである。したがって、ステップ214において、固定通信施設103は、通話グループ101の範疇にはあるがサブ・グループ102には包含されない任意の加入者装置が、通話のためのリクエストを送信していたか否かを調べる。通話のためのリクエストは、サブ・グループ102に割り当てられた上りコード以外のもの、すなわち制御チャネルに基づくチャネル上で伝送される。通話のためのリクエストは、通話グループ101の身元情報および通話を要求する加入者装置の身元情報を含む。このようなリクエストが受信されると、ステップ216において、固定通信施設は付加的な上りコードを調べ、このコードは前もって割り当てられた上りコードから一義的なものであることが好ましい。その後付加的な上りコードは、ステップ208においてリクエストしている装置に報知され、通話グループ・コールは以前と同様に進行するが、その通話コールにおける話者としてリクエストを行った装置が加わっている。先に述べたように、図3に関して説明されるテーブルは更新され、リクエストした装置(すなわち付加的な上りコードが割り当てられた装置)が、現在の通話グループ・コールを確立するためのサブ・グループ入力エントリに包含される。ステップ214,216に対する動作の補足説明は、図5に関連して行う。
【0016】
ステップ214において、通話のためのリクエストが受信されなかった場合、固定通信施設103は、ステップ218においてその通話グループ・コールが終了したか否かを調べる。様々な手法を利用して、通話グループ・コールの終了を検出することが可能である。例えば、総ての装置がアイドル・パターンまたは音声情報を伝送するのを止めた後の一定の時間経過を利用することが可能である。また、サブ・グループ102内の総ての加入者装置が鍵の抜かれた(dekeyed)状態であることを調べて判断することも可能であろう。いずれにしても、通話グループ・コールが終了すると、ステップ220において、固定通信施設103は下りコードおよび上りコードの割当を解除する。同様にステップ208において、下りおよび上りコードの割当解除は、既知のPNコードを利用して制御チャネル上で実行されることが可能である。
【0017】
図4は本発明による手法を更に説明するためのものである。図4において、固定通信施設103は、サブ・グループ102のメンバによる伝送内容に基づいて別個の音声情報のストリーム410−411を提供する受信機409、音声情報410−411のストリームを加算する加算器412、および下りコード415(コードA)を利用して通話グループ101に加算された音声情報413を伝送する送信機414により表わされている。サブ・グループ102のメンバによる伝送は、上りコード416−417に基づくものである(コードB,コードC)。
【0018】
図4に示されるように、加入者装置104−109の各々は、一組の共通する要素を有する。特に、制御および処理要素401は、一般に1以上の処理装置(例えば、マイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ等)より成り、メモリ402に結合される。制御および処理要素401は、送信機403、受信機404、スピーカ405、マイクロフォン406および入力装置407に結合される。これら各要素自体については当該技術分野で周知である。メモリ402に格納されたソフトウエア・アルゴリズムの制御の下、制御および処理要素401は、加入者装置の動作に必要な処理を実行する。受信機404を利用して、通話グループ・コールで使用する下りコードおよび/または上りコードの割り当てを受信し、その後下りおよび/または上りコードの割当解除を受信する。さらに、通話グループ101に包含される総ての加入者装置において、下りコード415に従って変調され受信機404を介して受信される加算された音声情報413に対して、処理が行われスピーカ405に提供される。このようにして、通話グループ101に包含される加入者装置は、その通話グループ・コールに対応する下り通信を監視することが可能である。キーパッド、メニュー表示装置その他の装置より成る入力装置407は、ユーザが通話のためのリクエストを送信することを可能にする。二重加入者装置では(すなわち、サブ・グループ102のメンバ)、マイクロフォン406を介して音声入力が処理され、送信機403のための音声情報のストリームとして、上りコード416−417を使用する送信が提供される。また、二重加入者装置は音声駆動スイッチ素子(VOX)408を使用し、(音声がマイクロフォン406で拾われる場合)音声情報の連続ストリーム、または(音声がマイクロフォン406で拾われない場合)アイドル・パターンが伝送される。
【0019】
図4の例では、特定の2つの上りコード(コードBおよびコードC)が、サブ・グループ102における加入者装置により使用され、音声情報のストリーム410−411が伝送されている。実際には、上りコード(コードBおよび/またはコードC)は、上り音声情報を送信するためだけでなく、電力制御情報を伝送するためにも使用され、固定通信施設103が、二重加入者装置が動作している領域における下りコードの状態(コードA)を知ることができるようにする。すなわち、固定通信施設103は、コードAに対して通信を維持するための下り送信電力を調整することが可能である。さらに、単独の下りコード(コードA)を利用して、生成された加算音声情報を伝送する。実際には、この下りコード(コードA)は、加算された音声情報413を伝送するためだけではなく、上りコード割当および電力制御情報のような制御情報を、サブ・グループ102のメンバに伝送するためにも使用される。
【0020】
上述したように、サブ・グループ102のメンバではないが通話グループ101のメンバである加入者装置は、その通話グループに参加するために、固定通信施設103に通話のためのリクエストを送信することが可能である。この目的のための加入者装置の動作が図5に示されている。ステップ502において、加入者装置は、通話グループ・コールに対する下りコードの割当を受信する。上述したように、この割当は一般に既知のコードを利用して確立される制御チャネル上で伝送される。
【0021】
ステップ504において、加入者装置は、通話グループ・コールに対する下り通信を選択的に監視する。このステップは選択的なものであり、加入者装置のユーザは通話グループ・コールを監視しないことを選択することも可能であり、また、下り通信が下りコードの割当を受領した後直ちに行われないようにすることも可能である。いずれにしても、ステップ506において、加入者装置は通話のためのリクエストを送信する必要性を調べ、このリクエストは通話グループ・コールに対するものである。ステップ508において、固定通信施設103に通話のためのリクエストを伝送した後、ステップ510において加入者装置は、固定通信施設103からその通話グループで使用する付加的な上りコードの割当を受信する。この割当を受信すると、ステップ512において、加入者装置は上りコードを使用して音声情報の付加的なストリームの送信を開始することが可能になる。このようにして、加入者装置は、聴くだけの参加者にとどまることも可能であり、また、希望すれば通話グループ内で積極的な参加者(すなわち、話者)に状態を変えることも可能になる。
【0022】
本発明は一般に通話グループ内の二重通信用の方法および装置を提供する。効率的なCDMAシステム資源の割当手法を利用することにより、本発明は、サブ・グループの加入者装置が二重無線会議通話で通話することを許容し、潜在的に非常に大きな通話グループ内の他のメンバは拝聴することが可能であり、希望すればその通話コールに参加することが可能である。このようにして、無線通信資源を利用する際に過度の負担を強いることなく、より自然なグループ通信が達成される。
【0023】
以上本発明を特定の実施例に関連して説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神から逸脱することなく、様々な改良や変形をすることも可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による無線通信システムのブロック図である。
【図2】 固定通信施設で使用する本発明による方法を表わすフローチャートである。
【図3】 本発明に従って通話グループ・コールを設定する際に組み込まれるテーブルを示す。
【図4】 本発明による図1の無線通信システムの動作を図説するためのブロック図である。
【図5】 加入者装置で使用する本発明による方法を表わすフローチャートである。

Claims (7)

  1. 固定された通信施設と無線通信を行う複数の加入者装置より成る符号分割多元接続無線システムにおいて、前記固定された通信施設に対して通話グループ・コールを確立する方法であって、当該方法は:
    前記複数の加入者装置のうちの第1加入者装置から、前記通話グループ・コールのリクエストを受信する段階であって、前記リクエストは前記第1加入者装置の身元情報および通話グループの身元情報より成るところの段階;
    前記通話グループの前記身元情報に基づいて、前記複数の加入者装置の内の少なくとも2つの加入者装置より成る加入者装置の通話グループを確認する段階;
    前記第1加入者装置の前記身元情報に基づいて、前記通話グループの加入者装置のサブ・グループを調べる段階;
    前記通話グループに下りコードを割り当てる段階;および
    前記サブ・グループの各加入者装置に上りコードを割り当てる段階;
    より成ることを特徴とする方法。
  2. 更に、サブ・グループを調べる段階より成る請求項1記載の方法であって、前記サブ・グループが、前記第1加入者装置と最近通信した前記通話グループの加入者装置の格納された身元情報を有するところの方法。
  3. 更に、サブ・グループを調べる段階より成る請求項1記載の方法であって、前記サブ・グループが、前記第1加入者装置と少なくとも同程度に高い優先度を有する前記通話グループの加入者装置の格納された身元情報を有するところの方法。
  4. 更に、前記少なくとも1つの上りコードを利用して、前記サブ・グループの加入者装置から音声情報のストリームを受信する段階;
    前記音声情報のストリームを加え合わせて加算された音声情報を生成する段階;および
    前記下りコードを利用して、前記加算された音声情報を前記通話グループに送信する段階;
    より成ることを特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 更に:
    前記サブ・グループには属しないが前記通話グループには属する第2加入者装置から通話のためのリクエストを受信する段階;
    前記第2加入者装置に付加的な上りコードを割り当てる段階;
    前記付加的な上りコードを利用して、前記第2加入者装置から、音声情報の付加的なストリームを受信する段階;および
    前記音声情報のストリームおよび前記付加的な音声情報のストリームを加算して前記加算された音声情報を生成する段階;
    より成ることを特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 符号分割多元接続無線システムであって:
    1つの通話グループに論理的に編成される少なくとも2つの加入者装置であって、前記通話グループは該通話グループの部分集合であるサブ・グループより成るところの少なくとも2つの加入者装置;および
    前記少なくとも2つの加入者装置と無線通信を行う固定された通信施設であって、前記少なくとも2つの加入者装置の内の第1加入者装置から通話グループ・コールのためのリクエストを受信すると、前記第1加入者装置の身元情報に基づいて前記サブ・グループを調べ、前記通話グループに下りコードを割り当て、前記サブ・グループの各加入者装置に上りコードを割り当てるところの固定された通信施設;
    を備えることを特徴とする符号分割多元接続無線システム。
  7. 前記固定された通信施設が更に:
    前記少なくとも1つの上りコードを利用して、前記サブ・グループの加入者装置から受信した音声情報のストリームを加算して、加算された音声情報を提供する加算手段;および
    前記加算手段に動作可能に結合され前記通話グループと無線通信し、前記下りコードを 利用して前記通話グループに前記加算された音声情報を提供する送信機;
    を備えることを特徴とする請求項6記載の符号分割多元接続無線システム。
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