JP2001523901A - スペクトラム拡散通信システムにおけるパケットデータ通信スケジューリング - Google Patents

スペクトラム拡散通信システムにおけるパケットデータ通信スケジューリング

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Abstract

(57)【要約】 突発的アップリンク及びダウンリンクデータパケット送信通信サービスを支援するスペクトラム拡散通信システム（１０）において、複数のデータパケット送信が同時に行われる時に生じる許容できない程度の干渉の発生が問題となる。これに対処するために、システム（１０）は、移動局アップリンクデータパケット送信のためのアクセススケジュールと、ダウンリンクデータパケット送信のための配送スケジュールとを選択的に組織する。アップリンクに関しては、現在のフレーム（例えば、フレームn）で、スケジュールが複数の移動局に送信され、次のフレーム（例えば、フレームn+1）でアップリンクデータパケット送信を行う許可を得ている１つ又は２つ以上の移動局（１６）を特定する。そして、次のフレーム（n+1）でのアクセスを許可されてスケジュールされている１つ又は２つ以上の移動局だけが、データパケット（又は、その一部）を、次のフレーム（n+1）の間に基地局（１２）へ送信する。ダウンリンクに関しては、現在のフレーム（n）で 、所望される配送についての知らせが目的移動局（１６）に通信される。そして、システムは、スケジュールに従って、次のフレーム（n+1）で、目的移動局（１６）へダウンリンク配送を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、移動通信システムに関し、特に、パケットデータ通信用のアップリ
ンク及びダウンリンク通信接続のスケージュ−リングを行うシステムに関する。
【０００２】 （背景技術） 次世代の移動通信システム（例えば、広帯域セルラーシステム）は、デジタル
音声、ビデオ、及びデータ（パケットモード及びチャンネル切り替えモードで）
を含む広い選択ができる通信サービスを提供することが要求されるであろう。加
入者にとって使用できるサービスの数が増えた結果、呼び出しの数もかなり増え
ることが予想される。その結果、システムの限られた通信資源上でのトラフィッ
ク密度がずっと高くなると予想される。
【０００３】 スペクトラム拡散（コード分割多元接続）型の広帯域セルラーシステムにおい
て、各移動局は、使用できる通信サービスの使用を支援するためのアップリンク
コードチャンネルのセットにアクセスする。しかしながら、これらの移動局間の
アップリンクのセットは、同期のため、相互に直交しているとはならない。従っ
て、複数の移動局が同時に呼び出し通信を行うと、移動局の間で、ある程度の干
渉が生じる。送信パワーレベルをダイナミックに制御し、干渉を制御しようとす
る努力がなされているにもかかわらず、多数の移動局の呼び出しを処理しようと
すると、この干渉は、許容できる範囲を超えてしまうことがあり得る。
【０００４】 前述の干渉問題は、アップリンク上のパケットデータ通信サービスの設備と関
連して、特に関心が持たれている。というのは、通信システムによって扱われる
トラフィックが、その性質上、突発的(bursty)であり、サービスアクセスを予測
するのは非常に困難であるからである。このようなアップリンクバーストが、多
数、同時に生じると、移動局間の干渉が大きくなり、通信がうまくいかなくなる
可能性があり、データ通信だけでなく、その他の通信サービスにも支障をきたす
可能性がある。であるから、パケットデータ通信の送信のために、アップリンク
への移動局のアクセスをスケジュールする必要がある。
【０００５】 更に、突発的ダウンリンクパケットデータ通信の移動局への送信によって引き
起こされる干渉にも同様の関心が持たれている。パケットデータ通信の送信のた
めに、基地局のダウンリンクへのアクセスをスケジュールするためのシステムと
方法が必要となる。
【０００６】 （発明の要約） アップリンクデータパケット送信を行うための移動局の要求に応答して、通信
システムは、移動局送信アクセスを許可する。次に、システムは、次のフレーム
でのアップリンクデータパケット送信を行う許可された移動局のためのスケジュ
ールを決定し、そのスケジュールが、基地局から、要求を出した移動局を含む複
数の移動局へ、現在のフレームで送信される。そして、次のフレームでアクセス
することを許可された各移動局は、次のフレームで、基地局へデータパケット（
または、その一部）を送信する。システムは、フレーム単位で、移動局データパ
ケエット送信のためのアクセススケジュールを選択的に組織し、移動局がアップ
リンク通信を行う時に効果的に制御し、こうして、多数の移動局送信によって生
じる干渉のレベルを制御する。
【０００７】 ダウンリンクに関しては、通信システムは、基地局から使用移動局へのデータ
パケットの送信のためのスケジュールを決定し、基地局は、現在のフレームで、
目的移動局へ、データパケットが次のフレームで配送される予定であることの知
らせを送信する。それに応答して、移動局は適当なコードチャンネルにアクセス
して、次のフレームで、メッセージを受信する。
【０００８】 （図面の詳細な説明） 図１を参照すると、スペクトラム拡散（コード分割多元接続）型の広帯域セル
ラー通信サービスを提供するセルラー通信システム１０のブロック図が示されて
いる。システム１０は、複数の移動局１６とのエアインターフェースを介して通
信を行う基地局１２を備えている。デジタル音声、ビデオ、及びデータ（パケッ
トモードとチャンネル切り替えモードの両方）を含む通信サービスの広い選択は
、エアインターフェース１４を介して行われる通信をしようするシステム１０に
よって支援されているが、本発明は、データ通信サービスの設備だけに焦点を当
てる。
【０００９】 エアインターフェース１４は、１つ以上の物理的チャンネルにマップされる複
数の論理チャンネルを支援する。本発明のデータ通信サービスの文脈において、
意味を持つ論理チャンネルは、ランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）、アク
セス許可チャンネル（ＡＧＣＨ）、アップリンクスケジューリングチャンネル（
ＵＳＣＨ）、専用制御チャンネル（ＤＣＣＨ）、フォワードアクセスチャンネル
（ＦＡＣＨ）、及び移動局コードチャンネル（トラフィックチャンネルとも言い
、以下ＴＣＨとする）を備える。ランダムアクセスチャンネルは、移動局１６が
、ランダムアクセス（ＲＡ）メッセージを使用して、システム１０に、ランダム
アップリンクアクセスを行う論理チャンネルである。アクセス許可チャンネルは
、システム１０が、アクセス許可（ＡＧ）メッセージを使用して、スケジュール
された（つまり、ランダムではない）アップリンクアクセスを、所与のコードチ
ャンネル上の移動局１６によって、許可する論理チャンネルである。アップリン
クスケジューリングチャンネルは、システム１０が、アップリンクスケジューリ
ング（ＵＳ）メッセージにおいて、アップリンクアクセスを行うために移動局１
６に対して許可されたフレームタイミング（即ち、スケジュール）を示す論理チ
ャンネルである。フォワードアクセスチャンネルは、システムが、ダウンリンク
配送（ＤＤ）メッセージにおいて、データパケット配送が移動局に行われようと
していることを示す論理チャンネルである。専用制御チャンネルは、ＲＡ、ＡＧ
、ＵＳ、ＤＤメッセージのいずれかの通信のために使用される論理チャンネルで
あり、移動局１６がパケットデータサービスに加えて通信サービスを同時に使用
する場合に、複雑になるのを軽減する。最後に、移動局コード（トラフィック）
チャンネルは、移動局がパケットデータを送信又は受信する論理チャンネルを備
える。
【００１０】 次に、図１と図２を参照する。図２は、本発明のアップリンクパケットデータ
スケジューリング処理を示すフローチャートである。今、移動局１６がデータパ
ケットを送信したいとする。移動局１６は、まず、ランダムアクセス（ＲＡ）メ
ッセージを、ランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）を介して、基地局１２に
送信する（ＴＸ）（ステップ１００）。あるいは、移動局１６が、パケットデー
タサービスに加えて通信サービスを同時に利用する場合、ランダムアクセスメッ
セージは、専用制御チャンネル（ＤＣＣＨ）を介して送られるかも知れない。ラ
ンダムアクセスメッセージが含むのは、データパケットそのもの（もし短ければ
）、あるいは、移動局１６が送りたいデータパケットの長さについての指示であ
る。ランダムアクセスメッセージがデータパケットそのものを含む場合（ステッ
プ１０２で決まる）、基地局１２によって受信され（ＲＸ）、システムは、デー
タパケットをその目的地に、単に送るだけである。さもなければ、ランダムアク
セスメッセージに応答して、基地局１２は、アクセス許可チャンネル（ＡＧＣＨ
）を介して移動局１６へ、アクセス許可（ＡＧ）メッセージを送る（ステップ１
０６）。ここでも、アクセス許可メッセージは、専用制御チャンネルを介して送
られる可能性があり、更に、ソフトハンドオフの場合、複数の基地局から送られ
る可能性もある。アクセス許可メッセージは、データパケットの送信に使用され
るアップリンク移動局コード（トラフィック）チャンネル（ＴＣＨ）を特定する
情報と、アップリンクスケジューリングチャンネル（ＵＳＣＨ）が位置している
ダウンリンクチャンネルを特定する情報を含む。アクセス許可メッセージは、更
に、移動局がデータパケット送信を行う許可を得る時刻（フレームロケーション
）を指定する情報を含むこともある。次に、システムは、移動局データパケット
を送信するのに必要なフレームの数を決定して（ステップ１０８）、次のフレー
ムに対する許可された移動局のアクセススケジュールが決められる（ステップ１
１０）。アクセス許可メッセージの受信に応答して、移動局１６は、アップリン
クスケジューリングチャンネルにアクセスし、送信されたアップリンクスケジュ
ーリング（ＵＳ）メッセージ内で、移動局がデータパケットを送信するために１
つ又は２つ以上のアップリンクアクセスを行う許可を得たフレームタイミング（
入ってくる１つ又は複数のフレームの時刻）を受信する（ステップ１１２）。こ
のアップリンクスケジューリングメッセージは、更に、移動局がアップリンク通
信を行うのに使用しなければならない情報処理ゲイン（拡散因子）を含む可能性
もある。各スケジューリングメッセージと一緒に処理ゲイン情報を送信すること
によって、システムは、個々の移動局によって使用される処理ゲインをダイナミ
ックに制御することができる。ここでも、アップリンクスケジューリングメッセ
ージは、専用制御チャンネルを介して送ることができ、更に、ソフトハンドオフ
の場合、複数の基地局から送ることもできる。ステップ１１２において、アップ
リンクスケジューリングチャンネルが移動局にアクセスしてアップリンクスケジ
ューリングメッセージを受信する行為は、各フレームごとに１回行われるか、あ
るいは、必要になったときに行われてもよい。このアップリンクスケジューリン
グメッセージは、更に、複数の移動局のうちのどれがアップリンクデータパケッ
ト送信を次のフレームから始める許可を得ているかを示す情報を含むこともでき
る。移動局１６がスケジュールに従って次のフレームでアップリンクデータパケ
ット送信を行うことを許可されると（受信されたアップリンクスケジューリング
メッセージに示されるように）（判定ステップ１１４）、アクセス許可メッセー
ジに特定されたアップリンク移動局コード（トラフィック）チャンネル（ＴＣＨ
）がアクセスされ、適当な処理ゲインが使用され、データパケット（又は、その
一部）が、次のフレームで送信され（ステップ１１６）、次の基地局で受信され
る。あるいは、次のフレームから始めてデータパケット全部が（必要なだけの続
くフレームを使用して）、送られる（ステップ１１６）。フレーム内でアクセス
が許可されない場合、あるいは、データパケットの一部だけがそのフレームで送
信されると、ループ１１８でステップ１１０に戻り移動局アクセスをスケジュー
ルして、再びアップリンクスケジューリングメッセージを受信し、ステップ１１
２において、データパケットの残り部分が、次のフレームで送信されるかどうか
を判定する。ループ１１８は、ステップ１０８でデータパケット送信を完了する
のに必要であると判定されたフレームの数だけ行われる。もし完全なデータパケ
ットが、次のフレームから送信されれば、ループ１１８は必要ない。データパケ
ットが完全に基地局で受信されると、システムは、データパケットをその目的地
に送る（ステップ１０４）。
【００１１】 次に図３を参照すると、図２の処理動作を示すフレームスケジューリングダイ
アグラムが示されている。図１のシステムにおけるエアインターフェースの様々
な論理チャンネルを介する通信が、フレーム１５０で行われる。図３では、n-3 からn+3までの連続するフレームが示されている。更に、エアインターフェース のランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）、アクセス許可チャンネル（ＡＧＣ
Ｈ）、及びアップリンクスケジューリングチャンネル（ＵＳＣＨ）論理チャンネ
ルが示されている。最後に、３つの移動局（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）のための
アップリンクデータパケット移動局コード（トラフィック）チャンネル（ＴＣＨ
ｓ）が示されている。
【００１２】 フレームn-3では、アップリンクデータパケット送信を行っている移動局は１ つもない。しかしながら、１５２に示されているように、基地局アップリンクス
ケジューリングメッセージは、アップリンクスケジューリングチャンネルを介し
て送信されている。送信されるメッセージには、移動局ＭＳ１が、次のフレーム
（即ち、n-2）でアップリンクデータパケットを送信する許可を得ていることを 特定する情報が含まれている。
【００１３】 次にフレームn-2に進むと、移動局ＭＳ１が、１５４で示されているように、 データパケット（又は、その一部）を基地局に送信している。また、移動局２は
、１５６で示されているように、ランダムアクセス（ＲＡ）メッセージを、ラン
ダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）を介して、基地局に送る。このメッセージ
には、移動局ＭＳ２が送りたいデータパケットの長さを示す指定が含まれている
。更に、１５８に示されているように、アップリンクスケジューリングチャンネ
ルは、移動局ＭＳ１が、次のフレーム（即ち、フレームn-1）で、アップリンク データパケットを送信する許可を引き続き受けることを示す情報を含む基地局ア
ップリンクスケジューリングメッセージを備えている。
【００１４】 次に、フレームn-1を見ると、移動局ＭＳ２からのランダムアクセスメッセー ジを受信したのに応答して、１６０で示されるように、基地局がアクセス許可メ
ッセージを、アクセス許可チャンネル（ＡＧＣＨ）上で、移動局ＭＳ２に送信す
る。このアクセス許可メッセージには、データパケットを送信するのに使用され
るアップリンク移動局コード（トラフィック）チャンネル（ＭＳ２−ＴＣＨ）を
特定する情報と、アップリンクスケジューリングチャンネル（ＵＳＣＨ）が配置
されているダウンリンクチャンネルをを特定する情報が含まれている。移動局Ｍ
Ｓ１は、更に、１６２に示されるように、データパケット（又は、その一部）を
基地局へ送信し続ける。更に、１６４で示されるように、アップリンクスケジュ
ーリングチャンネルは、移動局ＭＳ１が、次のフレーム（即ち、フレームn）で 、アップリンクデータパケット送信を行う許可を引き続き受けることを特定する
情報を含む基地局アップリンクスケジューリングメッセージ送信を備える。
【００１５】 次に、フレームnに注目すると、システムは、移動局ＭＳ２が送りたいデータ パケットの特定された長さから、そのデータパケットを送るのに必要なフレーム
１５０の数を決定する。この例では、２つのフレームが必要であると仮定する。
次に、１６６に示されているように、基地局アップリンクスケジューリングメッ
セージがアップリンクスケジューリングチャンネルを介して送信される。アップ
リンクスケジューリングチャンネルは、移動局ＭＳ１が、次のフレーム（即ち、
n+1）で、データパケット送信を行う許可を引き続き受けるという情報、更に、 移動局ＭＳ２が、次のフレーム（即ち、フレームn+1）で、アップリンクデータ パケットを送信する許可を得ているという情報を含んでいる。移動局ＭＳ１は、
更に、そのデータパケット（又は、その一部）を、１６８に示されているように
、基地局へ送り続ける。また、移動局ＭＳ３は、ランダムアクセス（ＲＡ）メッ
セージを、１７０に示されているように、ランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣ
Ｈ）を介して、基地局へ送る。
【００１６】 フレームn+1 において、移動局ＭＳ１は、１７２に示されているように、その
データパケット（又は、その一部）の基地局への続けてきた送信を終了する。更
に、移動局ＭＳ２は、１７４に示されるように、そのデータパケット（その第１
部から成る）の基地局への送信を開始する。１７６に示されるように、基地局ア
ップリンクスケジューリングメッセージも、アップリンクスケジューリングチャ
ンネルを介して送信され、その際、アップリンクスケジューリングチャンネルは
、移動局ＭＳ２が次のフレーム（即ち、フレームn+2）でアップリンクデータパ ケットを送信する許可を引き続き受けるという情報を含む。また、移動局ＭＳ３
からのランダムアクセスメッセージの受信に応答して、１７８に示されるように
、基地局がアクセス許可メッセージをアクセス許可チャンネル（ＡＧＣＨ）を介
して移動局ＭＳＳ３に送る。このアクセス許可メッセージには、データパケット
を送るのに使用されるべきアップリンク移動局コード（トラフィック）チャンネ
ル（ＭＳ３−ＴＣＨ）を特定する情報、及び、アップリンクスケジューリングチ
ャンネル（ＵＳＣＨ）が配置されているダウンリンクチャンネルを特定する情報
が含まれている。
【００１７】 フレームn+2で、移動局ＭＳ２は、１８０で示されているように、そのデータ パケット（又は、その一部）の基地局への送信を終了する。システムは、更に、
移動局ＭＳ３が送りたいデータパケットの長さの特定から、データパケットを送
るのに必要なフレーム１５０の数を決めている。この例では、１つのフレームが
必要であると仮定する。次に、基地局アップリンクスケジューリングメッセージ
が、１８２に示されているように、アップリンクスケジューリングチャンネルを
介して送られるが、その際、アップリンクスケジューリングチャンネルは、移動
局ＭＳ３が、次のフレーム（即ち、フレームn+3）で、アップリンクデータパケ ット送信を許可されているという情報を含んでいる。
【００１８】 フレームn+3において、移動局ＭＳ３は、１８４に示されているように、その データパケットを基地局に送り始め、終了する。
【００１９】 各移動局は、これらのデータパケット送信を移動局コード（トラッフィック）
チャンネル（ＴＣＨ）で行うのに、それ自身の拡散コードのセットを使用するの
で、いくつかの移動局が同時に、それぞれのデータパケット全部又は一部を送信
することができる。このことは、１７２と１７４におけるフレームn+１に示され
ており、そこでは、移動局ＭＳ１と移動局ＭＳ２の両方が、基地局から送信され
たアップリンクスケジューリングメッセージによって、同時に、それぞれのコー
ドチャンネルで、データパケット送信する許可を得ている。更に、システムは、
送信されたアップリンクスケジューリングメッセージにおいて、複数の移動局の
どれ（１つ又は２つ以上）が、次のフレームでデータパケットを送信する許可を
得るべきかを選択的に選ぶことができる。許可されたアクセスを選択的に選ぶこ
とによって、システムは、エアインターフェースの通信負荷を制御する。このよ
うにして、インターフェースの制御は、ある程度、コードチャンネル上で、突発
的（bursty）データパケット送信に従事すべく移動局アクセスをインテリジェン
トに組織化しスケジュールすることによって行われる。これは、フレームn+2 、
n+3によって示される。前述のように、基地局は、フレームn+2において、１８２
に示されたように、アップリンクスケジューリングメッセージを、アップリンク
スケージューリングチャンネルを介して送信するが、その際、アップリンクスケ
ージューリングチャンネルは、移動局ＭＳ３が、次のフレーム（即ち、フレーム
n+3）で、アップリンクデータパケット送信を許可されているという情報を含ん でいる。一方、もし、移動局ＭＳ３のフレームn+3でのアップリンクデータパケ ット送信が、例えば、他の（図示されない）同時使用のために、許容できないほ
どの干渉を生じるとシステムが認識した場合は、データパケット送信のためのア
クセスをインテリジェントに管理し（つまり、スケジュールし）、代わりに、ア
ップリンクスケジューリングメッセージを、１８２に示されたように、フレーム
n+3で、アップリンクスケジューリングチャンネルを介して送ることによって、 移動局ＭＳ３が、アップリンクデータパケット送信１８４を後のフレームで行う
ことができるように許可することができる。本発明に従って行われるスケジュー
リング及び管理機能は、図１の基地局又は移動交換局に導入される。、
【００２０】 次に、図４を参照すると、図２の処理動作の別の実施の形態を示すフレームス
ケジューリングダイアグラムが示されている。図４においても、連続するフレー
ムn-3からn+3が示されている。ただし、図を簡単にするために、エアインターフ
ェースの３つの移動局（ＭＳ１，ＭＳ２、ＭＳ３）のためのアップリンクスケジ
ューリングチャンネル（ＵＳＣＨ）と、アップリンクデータパケット移動局コー
ド（トラフィック）チャンネル（ＴＣＨｓ）だけが示されている。ランダムアク
セスメッセージ送信、評価、スケジューリング、あるいはアクセス許可メッセー
ジ送信動作についての明示的説明はない（図３を参照）。
【００２１】 フレームn-3において、アップリンクデータパケット送信を行う移動局は１つ もない。ただし、１９２に示されるように、基地局アップリンクスケジューリン
グメッセージ送信が、アップリンクスケジューリングチャンネル上で行われ、メ
ッセージ送信は、移動局ＭＳ２が、以下のフレーム（単数又は複数）で、アップ
リンクデータパケット送信を行う許可を得ているという情報を含んでいる。この
具体例において許可される送信は、次のフレーム（即ちn-2）で開始され送信が 完了するまでに必要な数のフレームが使用される。これは、アップリンクスケジ
ューリングメッセージに対して次のフレームでの送信だけが許可される図３の実
施の形態とは異なる。この簡略化された例においては、移動局ＭＳ２がすでにラ
ンダムアクセスを行い、送信に必要なフレーム数が決定され、送信スケジュール
が決定され、アクセス許可メッセージが送られている。
【００２２】 次に、フレームn-2に移り、移動局ＭＳ２は、１９４に示されたように、その データパケットの基地局への送信を開始する。この送信１９４は、３フレームよ
り少し長く続く。また、１９６に示されたように、アップリンクスケジューリン
グチャンネルは、移動局ＭＳ１が次のフレーム（即ち、フレームn-1）でアップ リンクデータパケット送信を行う許可を得ているという情報を含む基地局アップ
リンクスケジューリングメッセージ送信を備える。ここでも、移動局ＭＳ１は、
すでにランダムアクセスを行い、システムによって送信に必要なフレーム数が決
定され、送信のスケジュールが決定され、アクセス許可メッセージが送られてい
ると仮定する。
【００２３】 次に、フレームn-1を参照すると、移動局ＭＳ２が、そのデータパケット送信 を続けている。更に、移動局ＭＳ１は、１９８に示されたように、そのデータパ
ケットの基地局への送信を開始して完了する。
【００２４】 次に、フレームnを参照すると、移動局ＭＳ２が、そのデータパケット送信１ ９４を継続している。また、２００に示されるように、アップリンクスケジュー
リングチャンネルは、移動局ＭＳ１と移動局ＭＳ３が、それぞれ、あとに来るフ
レーム（単数または複数）で、特に、次のフレーム（即ち、フレームn+1）で開 始するアップリンクデータパケット送信を許可されているという情報を含む基地
局アップリンクスケジューリングメッセージ送信を備える。ここでも、移動局Ｍ
Ｓ１及び移動局ＭＳ３は、すでに、ランダムアクセスを行い、システムによって
、各送信に必要なフレーム数が決定され、送信のスケジュールが決定され、アク
セス許可メッセージが送られていると仮定する。
【００２５】 フレームn+1 では、移動局ＭＳ１が、２０２で示されるように、そのデータパ
ケットの基地局への送信を開始する。この送信は、フレーム１５０の長さより少
し長い間継続する。また、移動局ＭＳ３も、２０４で示されるように、そのデー
タパケットの送信を開始する。この送信は、フレーム１５０の３つ分継続する。
最後に、移動局ＭＳ２は、そのデータパケット送信１９４を完了する。
【００２６】 フレームn+2では、ＭＳ１が、そのデータパケット送信を完了する。更に、移 動局ＭＳ３は、そのデータパケット送信を継続する。また、２０６で示されるよ
うに、アップリンクスケジューリングチャンネルは、移動局ＭＳ２が、これから
来る単数または複数のフレームで、具体的には、次のフレーム（即ち、n+3）か ら、アップリンクデータパケット送信を行う許可を得ていることを示す情報を含
む基地局アップリンクスケジューリングメッセージ送信を備える。ここでも、移
動局ＭＳ２は、すでにランダムアクセスを行い、システムによって、すでに送信
に必要なフレーム数が決定され、送信スケジュールが決定され、アクセス許可メ
ッセージが送られているものと仮定する。
【００２７】 フレームn+3では、移動局ＭＳ３が、そのデータパケット送信２０４を完了す る。また、移動局ＭＳ２は、２０８で示されるように、そのデータパケットの基
地局への送信を開始する。この送信は、少なくとも１つのフレーム１５０の間継
続する。
【００２８】 次に、図１と図５を参照する。図５は、本発明のダウンリンクパケットデータ
スケジューリング処理を示すフローチャートである。今、システムは、データパ
ケットを特定の移動局１６に送信したいとする。システムは、まず、ステップ３
００において、現在のダウンリンクローディングの文脈で、ダウンリンクデータ
パケットを評価する。この評価は、送信に必要なフレーム数の考慮を含むことが
できる。次に、システムは、ダウンリンク送信を他のダウンリンク送信と一緒に
スケジュールする（ステップ３０２）。そして、適当なフレームタイミングにお
いて、ダウンリンク配送メッセージがフォワードアクセスチャンネル（ＦＡＣＨ
）を介して、基地局によって、現在のフレームで、エアインターフェースを介し
て、データパケットの目的移動局へ送信される（ステップ３０４）。あるいは、
移動局１６が、パケットデータサービスに加えて通信サービスを同時に行ってい
る瞬間に、専用制御チャンネル（ＤＣＣＨ）を介して、ダウンリンク配送メッセ
ージが送られる可能性もある。この文脈において、複数のダウンリンク配送メッ
セージが同時に複数の目的移動局に送られる（複数のデータパケット送信に対応
して）と解釈される。各メッセージは、ダウンリンク配送が次のフレームから始
まるということだけでなく、その配送を受信するために目的移動局がアクセスし
なければならないコードチャンネルも示している。このメッセージは、更に、移
動局がダウンリンク通信を受信するのに使用する処理ゲイン（拡散因子）情報も
含むことができる。各指示メッセージと共に処理ゲイン情報を送信することによ
って、システムは、個々の移動局によって使用される処理ゲインをダイナミック
に制御することができる。そして、次のフレームで基地局により、各フレームご
とにスケジュールされたデータパケットの送信が行われ、それを移動局が受信す
る（ステップ３０６）。
【００２９】 次に、図６を参照すると、図５の処理動作を示すフレームスケジューリングダ
イアグラムが示されている。図６においても、n-3 からn+3までの連続的フレー ム１５０が示されている。ダウンリンクスケジューリングに関して、この図は、
フォワード制御チャンネル（ＦＡＣＨ）を利用し、エアインターフェースの３つ
の移動局（ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３）のためにダウンリンクデータパケット移動
局コード（トラッフィック）チャンネル（ＴＣＨｓ）を利用している。
【００３０】 フレームn-3においては、ダウンリンクデータパケット送信を受信する移動局 は１つもない。ただし、２１０に示されているように、フォワード制御チャンネ
ル上では、ダウンリンク配送メッセージ送信が行われている。このメッセージ送
信は、移動局Ｍ３が、次のフレーム（即ち、フレームn-2）から、ダウンリンク データパケット送信を行うことが知らされているという情報を含んでいる。この
情報は、次のフレームについてだけでもよいし（図３に示されたアップリンク処
理と比較せよ）、あるいは、送信を完了するのに必要なフレームの数だけ送信が
続くことを示してもよい（図４に示されたアップリンク処理と比較せよ）。この
簡単な図において、システムは、すでに移動局ＭＳ３用のデータパケットを受信
しており、ダウンリンクローディング条件を評価し、送信のためのスケジュール
を決定していると仮定されている。
【００３１】 次に、フレームn-2に進み、システムは、２１２に示されているように、移動 局ＭＳ３へのデータパケットの送信を開始する。１つの実施の形態において、こ
の送信２１２は、２つのフレーム１５０の間続く。また、別の実施の形態におい
ては、別のダウンリンク配送メッセージがフレームn-2で移動局ＭＳ３へ送られ た場合、それは第２のフレームまで継続する可能性がある（２１４に示されてい
るように）。
【００３２】 次に、n-1に進み、システムは、移動局ＭＳ３へのダウンリンクデータパケッ ト送信を完了する。更に、２１６に示されているように、ダウンリンク配送メッ
セージ送信が、フォワード制御チャンネル上で行われる。このメッセージ送信は
、移動局ＭＳ１とＭＳ２が、次のフレーム（即ち、フレームn）から、ダウンリ ンクデータパケット送信がそれぞれ開始されることを知らされているということ
を示す情報を含んでいる。この簡略化された図において、システムは、すでに移
動局ＭＳ１，ＭＳ２用のデータパケットを受信しており、ダウンリンクローディ
ング条件を評価し、送信のためのスケジュールを決定していると仮定されている
。
【００３３】 次に、フレームnに進む。システムは、２１８，２２０に示されているように 、移動局ＭＳ１、ＭＳ２へ、データパケットの送信を開始する。移動局ＭＳ１へ
の送信は、３つのフレーム１５０より少し長く続く。一方、移動局ＭＳ２への送
信は、フレーム１５０の１つ分だけしか続かない。
【００３４】 フレームn+1において、送信２１８が続く。更に、２２２で示されるように、 ダウンリンク配送メッセージがフォワード制御チャンネルで行われている。この
メッセージ送信は、移動局ＭＳ２とＭＳ３が、それぞれ次のフレーム（即ち、フ
レームn+2）から始まるダウンリンクデータパケット送信について知らされてい るということを示す情報を含む。この簡略化した図において、システムはすでに
移動局ＭＳ２とＭＳ３用のデータパケットを受信しており、ダウンリンクローデ
ィング条件を評価し、送信のために適切なスケジュールを決定しているものと仮
定されている。
【００３５】 フレームn+2で、送信２１８が続く。更に、システムは、２２４、２２６に示 されるように、移動局ＭＳ２、ＭＳ３へのデータパケットの送信を開始する。移
動局ＭＳ２への送信２２４は、２つのフレーム１５０の間続く。一方、ＭＳ３へ
の送信２２６は、少なくとも２つのフレーム１５０の間続く。
【００３６】 各移動局は、これらのデータパケット送信をダウンリンク移動局コード（トラ
フィック）チャンネル（ＴＣＨ）上で受信するために自身の拡散コードのセット
を使用するので、システムは、いくつかのデータパケットを同時に複数の移動局
へ送信することができる。これは、図６にもいくつかの例が示されている。更に
、システムは、各フレームにおいて、どのデータパケット（単数または複数の）
を複数の移動局へ送信すべきかを選択的に選ぶことができる。ダウンリンク送信
を選択的に選ぶことによって、システムは、エアインターフェース上の通信負荷
を制御する。このようにして、突発的（bursty）データパケット送信に関して、
移動局へのダウンリンク送信をインテリジェントに組織しスケジューリングする
ことによって、インターフェースをある程度制御することができる。もし、例え
ば、他の（図示されない）同時使用によって、あるフレームにおける移動局ダウ
ンリンクデータパケット送信が、許容されない干渉を引き起こすとシステムが認
識すると、システムは、インテリジェントにそのダウンリンクデータパケットを
別のフレームに振り分ける（即ち、スケジュールする）ことができる。本発明に
おいて行われるスケジューリングと管理機能は、図１の基地局又は移動交換局に
おいて導入される。
【００３７】 以上、好ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら説明してきたが、本発
明は、ここに開示された実施の形態に限定されるものではなく、以下の特許請求
の範囲に定義されている本発明の精神の範囲内で、様々な変更を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
本発明の、より完全な理解は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読
むことによって得ることができる。
【図１】 セルラー通信システムの模式的ブロック図である。
【図２】 本発明のアップリンクパケットデータのスケジューリング処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図３】 図２の処理を説明するフレームスケージュリングのダイアグラムである。
【図４】 図２の処理を説明するフレームスケジューリングの他の実施の形態である。
【図５】 本発明によるダウンリンクパケットデータスケジューリングの処理手順を示す
フロ−チャートである。
【図６】 図５の処理を示すフレームスケジューリングダイアグラムである。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１１月２２日（１９９９．１１．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 （発明の要約） アップリンク複数フレームのデータパケット送信を行うための移動局の要求に
応答して、通信システムは、移動局送信アクセスを許可する。次に、システムは
、次のフレームでのアップリンクデータパケット送信を行う許可された移動局の
ためのスケジュールを決定し、そのスケジュールが、基地局から、要求を出した
移動局を含む複数の移動局へ、現在のフレームで送信される。そして、次のフレ
ームでアクセスすることを許可された各移動局は、次のフレームで、基地局へそ の複数フレームのパケット通信の一部 を送信する。この処理はフレームごとに反 復されるので、基地局は、複数移動局送信によって、移動局アップリンクパケッ ト送信をフレーム単位で制御することができる。 こうして、多数の移動局送信に
よって生じる干渉のレベルを制御する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ヨハンソン、マチアス スウェーデン国 ソレンツナ、スカルビイ ベーゲン ７、 ３トルプ (72)発明者 ローボル、クリスチァン スウェーデン国 ハッセルビイ、ガルトネ ルスティゲン 29 Ｆターム(参考） 5K022 EE01 EE21 EE31 5K067 AA03 AA13 BB04 BB21 CC10 DD23 DD34 EE02 EE10 EE16 EE22 EE72 GG03 JJ04 JJ12 JJ22 JJ43 【要約の続き】 ステムは、スケジュールに従って、次のフレーム（n+ 1）で、目的移動局（１６）へダウンリンク配送を行 う。

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スペクトラム拡散通信システムにおいて、 複数の移動局であって、そのうちのいくつかは、アップリンク通信のためのデ
    ータパケットを持ち、 前記複数の移動局とスペクトラム拡散エアインターフェースを介して無線周波数
    通信を行う基地局であって、前記基地局は、データパケットのアップリンク通信
    のためのフレームアクセスをスケジューリングすることによって移動局のいずれ
    かからのアクセス要求に対して応答し、そのスケジューリングはエアインターフ
    ェースを介して移動局と通信し、さらに、１つまたは２つ以上の移動局が拡散符
    号化する許可を有し、アップリンクデータパケットがエアインターフェースを介
    して通信する単数または複数の到来フレーム内に時刻を前記スケジューリングが
    指定する、スペクトラム拡散通信システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のシステムであって、スペクトラム拡散通信
    システムがコード分割多元接続セルラー通信システムを備えるシステム。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のシステムであって、前記スケジュールが、
    エアインターフェースを介して、制御チャンネル上で通信されるシステム。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のシステムであって、前記制御チャンネルが
    、アップリンクトラフィックをスケジュールするのに使用される移動局用の共通
    ダウンリンク制御チャンネルを備えるシステム。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載のシステムであって、前記制御チャンネルが
    、移動局専用の制御チャンネルを備えるシステム。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のシステムであって、いずれかの移動局から
    の前記アクセス要求が、システムをアクセスするのに使用される共通アップリン
    ク制御チャンネルを介して送信されるシステム。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載のシステムであって、いずれかの移動局から
    の前記アクセス要求が、その移動局専用のアップリンク制御チャンネルを介して
    送信されるシステム。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のシステムであって、いずれかの移動局から
    の前記アクセス要求が、アップリンク通信のためのデータパケットのための長さ
    の指示を含むシステム。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のシステムであって、いずれかの移動局から
    の前記アクセス要求が、データパケットそのものを含み、基地局は、データパケ
    ットそのものを含む移動局からのアクセス要求に応答して、受信されたデータパ
    ケットを配送すべく送り出すシステム。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のシステムであって、前記スケジュールが
    、現在のフレーム内で、エアインターフェースを介して移動局へ通信され、スケ
    ジュールは、更に、次のフレームで、エアインターフェースを介して、拡散符号
    化されたアップリンクデータパケット通信を行う許可を指定するシステム。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載のシステムであって、前記スケジュールは
    、前記いずれかの移動局がアップリンクデータパケット通信を行うのに使用する
    処理ゲイン（拡散因子）情報を含むシステム。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載のシステムであって、前記スケジュールは
    、更に、前記いずれかの移動局のうちの複数の移動局が、同時に、拡散符号化さ
    れたアップリンクデータパケット通信をエアインターフェースを介して行う許可
    を得ている単数又は複数のフレーム内の時刻を指定することを特徴とするシステ
    ム。
  13. 【請求項１３】 スペクトラム拡散通信システムにおいて、アップリンク通
    信アクセスをスケジュールするための方法であって、 アップリンクデータパケット通信を行うことを示すアクセス要求メッセージを
    複数の移動局から受信し、 受信されたアクセス要求メッセージに応答して、データパケットのアップリン
    ク通信のためのフレームアクセスをスケジュールし、 現在のフレームの間に、単数又は複数の移動局が拡散符号化されたアップリン
    クデータパケット通信の許可を持っている１つ又は２つ以上のフレーム内の時刻
    を指定するスケジュールを送信し、 スケジュール許可された移動局から、拡散符号化されたアップリンクデータパ
    ケット通信を受信する、こと を備えた方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法であって、前記スペクトラム拡散
    通信システムが、コード分割多元接続セルラー通信システムを備える方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１３に記載の方法であって、スケジュールを送信す
    るステップが、スペクトラム拡散通信システム制御チャンネル上でスケジュール
    を送信するステップを備える方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法であって、制御チャンネルが、ア
    ップリンクトラフィックをスケジュールするのに使用される移動局用共通ダウン
    リンク制御チャンネルを備える方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１５に記載の方法であって、制御チャンネルが、移
    動局専用の制御チャンネルを備える方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１３に記載の方法であって、アクセス要求メッセー
    ジを受信するステップが、システムをアクセスするのに使用される共通アップリ
    ンク制御チャンネルを介してアクセス要求メッセージを受信するステップを備え
    る方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１３に記載の方法であって、アクセス要求メッセー
    ジを受信するステップが、移動局専用のアップリンク制御チャンネルを介してア
    クセス要求メッセージを受信するステップを備える方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１３に記載の方法であって、スケジュールするステ
    ップが、更に、 各移動局データパケットの完全な通信のために必要なフレーム数を決定し、 スケジュールされたフレームアクセスにおいて、複数のフレームを必要とする
    データパケット通信に課金するステップ を備える方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１３に記載の方法であって、アクセス要求メッセー
    ジが、アップリンク通信のためのデータパケットのための長さの指示を含む方法
    。
  22. 【請求項２２】 請求項１３に記載の方法であって、アクセス要求メッセー
    ジが、データパケットそのものを含む方法であって、この方法は、更に、データ
    パケットそのものを含むアクセス要求メッセージに応答して受信されたデータパ
    ケットを配送のために送り出すステップを備える方法。
  23. 【請求項２３】 請求項１３に記載の方法であって、スケジュールを送信す
    るステップが、現在のフレームの間にスケジュールを送信するステップを備え、
    そのスケジュールは、拡散符号化されたアップリンクデータパケット通信を次の
    フレームでエアインターフェースを介して行う許可のあることを指定する方法。
  24. 【請求項２４】 請求項１３に記載の方法であって、いずれかの移動局がア
    ップリンクデータパケット通信を行うのに使用する処理ゲイン（拡散因子）情報
    を前記スケジュールが含む方法。
  25. 【請求項２５】 請求項１３に記載の方法であって、スケジュールを送信す
    るステップは、前記いずれかの移動局のうちの複数の移動局が、同時に、拡散符
    号化されたアップリンクデータパケット通信を行う許可を得ている単数又は複数
    のフレーム内の時刻を指定するスケジュールを送信するステップを備える方法。
  26. 【請求項２６】 スペクトラム拡散通信システムにおいて、 複数の移動局であって、そのうちのいくつかは、ダウンリンクデータパケット
    通信のため目的地を持ち、 前記複数の移動局とスペクトラム拡散エアインターフェースを介して無線周波
    数通信を行う基地局であって、前記基地局は、データパケットのダウンリンク通
    信のためのフレームアクセスをスケジューリングすることによってダウンリンク
    通信のためのデータパケットの受信に対して応答し、そのスケジュールはデータ
    パケットのダウンリンク配送のための単数または複数の到来フレーム内に時刻を
    指定し、さらに前記スケジュールはエアインターフェースを介して配送の指定を
    目的の移動局に送信し、かつ拡散符号して、ダウンリンクデータパケット通信を
    指定された時刻にエアインターフェースを介して実行するスペクトラム拡散通信
    システム。
  27. 【請求項２７】 請求項２６に記載のシステムであって、スペックトラム拡
    散通信システムが、コード分割多元接続セルラー通信システムを備えるシステム
    。
  28. 【請求項２８】 請求項２６に記載のシステムであって、前記指示が制御チ
    ャンネル上のエアインターフェースを介して通信されるシステム。
  29. 【請求項２９】 請求項２８に記載のシステムであって、前記制御チャンネ
    ルが、ダウンリンク配送指示を提供するのに使用される移動局用の共通ダウンリ
    ンク制御チャンネルを備えるシステム。
  30. 【請求項３０】 請求項２８に記載のシステムであって、前記制御チャンネ
    ルが、移動局専用の制御チャンネルを備えるシステム。
  31. 【請求項３１】 請求項２６に記載のシステムであって、前記スケジュール
    が実行されて、エアインターフェースを介して、目的移動局へ、所望される配送
    の現在のフレームの間に、指示を送信し、次のフレームの間に、エアインターフ
    ェースを介して、拡散符号化されたダウンリンクデータパケット通信を行うシス
    テム。
  32. 【請求項３２】 請求項３１に記載のシステムであって、前記指示は、いず
    れかの移動局がダウンリンクデータパケット通信を受信するのに使用する処理ゲ
    イン（拡散因子）情報を含むシステム。
  33. 【請求項３３】 スペクトラム拡散通信システムにおいて使用される、ダウ
    ンリンク通信配送をスケジュールするための方法であって、 受信されたダウンリンクデータパケットに応答して、これから来る１つ又は２
    つ以上のフレーム内のある時刻における、データパケットのダウンリンク通信の
    ためのフレームアクセスをスケジュールし、 ダウンリンクデータパケット通信の所望される配送について、いずれか１つ又
    は２つ以上の移動局に指示を送信し、 スケジューリングに従って、前記いずれかの移動局へ、拡散符号化されたダウ
    ンリンクデータパケット通信を送信する、こと を備えた方法。
  34. 【請求項３４】 請求項３３に記載の方法であって、スペクトラム拡散通信
    システムが、コード分割多元接続セルラー通信システムを備える方法。
  35. 【請求項３５】 請求項３３に記載の方法であって、前記指示を送信するス
    テップが、スペクトラム拡散通信システム制御チャンネル上で指示を送信するス
    テップを備える方法。
  36. 【請求項３６】 請求項３５に記載の方法であって、前記制御チャンネルが
    ダウンリンク配送指示を提供するのに使用される移動局用の共通ダウンリンク制
    御チャンネルを備える方法。
  37. 【請求項３７】 請求項３５に記載の方法であって、前記制御チャンネルが
    、移動局専用制御チャンネルを備える方法。
  38. 【請求項３８】 請求項３３に記載の方法であって、 指示を送信するステップが、現在のフレームの間に、ダウンリンクデータパケ
    ット通信が次のフレームで配送されるという指示を前記いずれかの移動局へ送信
    するステップと、 データパケット通信を送信するステップが、次のフレームの間に、拡散符号化
    されたダウンリンクデータパケット通信を、スケジューリングに従って、前記い
    ずれかの移動局へ送信するステップとを備える方法。
  39. 【請求項３９】 請求項３３に記載の方法であって、前記指示は、前記いず
    れかの移動局がダウンリンクデータパケット通信を受信するのに使用する処理ゲ
    イン（拡散因子）情報を含む方法。
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