JP2005514820A - Ｃｄｍａディスパッチ・コールを迅速に確立するための基地サイトおよび方法 - Google Patents

Abstract

ＣＤＭＡディスパッチ・コールを迅速に確立するための基地サイトおよび方法に対する要求を満たすために、本発明は、呼び出し移動局に呼について通知し、次に呼参加者からの受信リンク要求を待たないで、ディスパッチ・コールをスタートする上記呼び出し移動局（例えば、１２０〜１２３）を提供する。ディスパッチ・コールは、最初、呼参加者を有することができるすべてのサービス有効範囲エリア（例えば、１０１〜１０３）の基地サイト（例えば、１１０〜１１２）により送信され、次にある時間の間に受信リンク要求を受信しないこれらの基地サイトのところでストップする。それ故、ディスパッチ・コールは、「呼設定」が有効に継続している間に確立される。

Description

本発明は、概して、無線通信の分野に関し、特に符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム、およびディスパッチ・グループ・コール通信システムに関する。

（関連出願への相互参照）
本出願は、本出願の譲受人に譲渡され、すべて引用によって本明細書の記載に援用する、本出願と同じ日付ですべて出願された下記の同時係属出願に関する：
「移動発信ＣＤＭＡディスパッチ・ソフト・ハンドオフのための方法および装置」（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＯＢＩＬＥ−ＩＮＩＴＩＡＴＥＤ，
ＣＤＭＡ−ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ）、「基地局発信ＣＤＭＡディスパッチ・ソフト・ハンドオフのための方法および装置」（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＢＡＳＥ−ＩＮＩＴＩＡＴＥＤ， ＣＤＭＡ−ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ）、「ＣＤＭＡディスパッチ・ソフト・ハンドオフのための方法および装置」（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＤＭＡ−ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ）、「ＣＤＭＡディスパッチ・コールを迅速に確立するための基地サイトおよび方法」（ＢＡＳＥ ＳＩＴＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＱＵＩＣＫＬＹ ＥＳＴＡＢＬＩＳＨＩＮＧ Ａ ＣＤＭＡ ＤＩＳＰＡＴＣＨ ＣＡＬＬ）。

通常のディスパッチ二方向無線通信システムは、通信ユニット、通信リソース、通信サイトおよび通信リソース・アロケータ（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａｔｏｒ）を備える。各サイトは、実質的に異なる有効範囲エリアを有し、システム内に地理的に位置している。各サイトは、また、そのサイトに割り当てられた多数の通信リソースを有する。この場合、通信リソースの中の少なくとも１つは制御チャネルとして使用され、一方、多数の残りの通信リソースは音声チャネルとして使用される。このようなシステムが、送信を再同報通信（ｒｅｂｒｏａｄｃａｓｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）するために、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）と時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方法の両方を使用するのは周知である。

通信ユニットは、通常、通信グループ（トークグループ）内に配置され、システム内の任意の場所（任意のサイト内）に位置することができる。トークグループの通信ユニットがグループ・コールを要求した場合には、通信ユニットは自身が位置するサイトの制御チャネルを介して通信リソース・アロケータに着信信号メッセージを送信する。（グループ・コールは、通常、システム内に位置する同じトークグループのすべてのメンバーが、相互に通信できるようにする。）着信信号メッセージは、通常、要求を行っている通信ユニットの個々の識別番号、要求を行っている通信ユニットのトークグループ、およびグループ・コールに対する要求を含む。着信信号メッセージを受信した場合には、通信リソース・アロケータは、各サイト内の音声チャネルを、要求を行っている通信ユニットのトークグループに割り当てる。

それ故、ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡディスパッチ・システムにおいては、順方向リンクが確立され（通信ユニットが位置する各サイト内に１つ）、そのサイト内でのグループ・コールに関連するすべてのユニットにより監視され、１つの逆方向リンクが他のメンバーに現在送信中のグループ・メンバーにより使用される。送信を行っていないトークグループのメンバーは、通常、受信専用モード（すなわち、他のメンバーが話している間は送信で
きないモード）になっていて、それ故、専用逆方向リンクには割り当てが行われない。ＴＤＭＡシステムにおいては、例えば、タイムスロットが何人かのユーザに割り当てられる。割り当てられた逆方向リンクで送信中のトークグループのメンバーは、割り当てられたタイムスロット内の信号の短いバーストをサポートするために全電力送信を使用することができる。このアプローチは不連続で、また離散もしているのだが、視聴者は連続的サービスのように感じられるものを受信する。

最近の１０年間に、移動および個人用携帯通信に対するますます加速する世界的要求に応じて、スペクトル拡散デジタル技術の中の１つのＣＤＭＡと呼ばれる技術が、所与の無線スペクトル割当てに対する帯域幅の効率を遥かに高いものにし、それによりこの技術が、アナログ技術または他のデジタル技術よりも、多数の多重アクセス・ユーザにサービスを行うための優れた代替方法であることがわかった。広い周波数スペクトル内に埋め込まれた符号化信号を抽出するために、ＣＤＭＡは処理電力に依存する。多くの積み重ねられた他の不必要な信号の中から必要な信号を抽出する唯一の方法は、正しいコードを有することである。符号化を使用すれば、搬送波を重ねることによりもっと多くのチャネルを入手することができ、帯域幅の各ヘルツ当たりの入手チャネルという点で性能を非常に向上することができる。

ＣＤＭＡは、セルラ通信に適しているが、従来のディスパッチ・システムでは使用されたことはなかった。現在のＣＤＭＡシステムは、ある種の順方向電力制御を使用する。このことは、通常の１対１の（セルラ）会話の場合には、通信ユニットは、周期的に基地局に送信信号の受信状況を知らせることを意味する。可能ならば、基地局は送信電力を低減する。必要な場合には、基地局は送信電力を増大する。基地局と通信ユニットとの間のこの通信は、両者の間に二方向の通信リンクを必要とする。ディスパッチ状況の場合には、大部分の直感的送信電力制御スキームは、それを要求する任意のユニットからの電力の増大の要求に応答するための基地局用のスキームである。しかし、このようなことは、そのディスパッチ・コールに関連するすべてのユニットが、確立された二方向の通信リンクを有する場合だけに起こる。

ＣＤＭＡシステムは、セル（サイト）境界でのソフト・ハンドオフも使用する。即ちディスパッチ設定において、基地局に信号を送るためのそれぞれのユニットを必要とし、他のセルが十分な（通常はより大きな）信号強度を有することが分かった場合、通信ユニットをその基地局から、他の基地局のより近くに移動させるべく呼を操作する。

逆方向電力制御は、ＣＤＭＡシステムのもう１つの重要な態様である。（実際、逆方向電力制御は、順方向電力制御よりも遥かに重要である。）逆方向電力制御は、特定の基地局により制御されるすべての通信ユニットに対する受信信号電力を等化しようとする。基地局に受信ユニットからの電力を監視させる（従って変化させる）ことによりＣＤＭＡの効率が向上する。

逆方向リンク上の過度の干渉を避けるために、最初に（すなわち、逆方向電力制御が確立する前に）チャネルにアクセスしている通信ユニットは、「アクセス・プローブ」と呼ばれるものを使用する。このことは、通信ユニットは、低電力でチャネルにアクセスし、固定端部からの応答が通信ユニットにその信号を受信したことを通知するまで、ゆっくりと次第にその電力を増大することを意味する。セルラ通信の場合には、このアクセス方法による時間の遅れは無視することができる。一方、ディスパッチ・グループ・コール中の追従呼（ｆｏｌｌｏｗ−ｕｐ ｃａｌｌ）用のリンクの設定の際の時間的遅れは、無視できないもので、必ず前もって確立しておかなければならない。ディスパッチ中、トークグループのメンバーの中の１人が着信メッセージの送信を要求することができ、次に受信状態に戻ることができる。各アクセスがアクセス・プローブを要求した場合には、品質ディ
スパッチ・サービスの場合には、遅延は我慢することができなくなる。１つの解決方法は、ＣＤＭＡシステム用に複数の逆方向（着信）信号リンクを確立する方法である。しかし、これらのリンクは、初期の呼の設定を遅延させないために、ディスパッチ・サービスの厳格なタイミング要件に適合するような方法で確立させなければならない。

今日のディスパッチ・システムにおいては、トークグループのメンバーの位置が追跡される。すなわち、通信ユニットがある基地サイトから他の基地サイトに移動すると、システムは、何時でも各ユニットにサービスを行っている基地サイトを知ることができる。それ故、ディスパッチ・グループ・コールが始まると、システムは、呼に必要な無線リンクを立ち上げなければならない基地サイトを知る。
その呼をサポートするために、どの基地サイトが無線リソースを割り当てなければならないかを非常に迅速に決定することができる。しかし、ＣＤＭＡシステムは、位置呼び出しを使用する。個々のユニットを連続的に追跡する代わりに、どの基地サイトがその呼をサポートしなければならないかを判断するために、呼設定中に、呼び出しがユニットに同報通信される。移動ユニットは、呼び出しチャネルを監視し、呼び出された場合には、そのサービスを行っている基地サイトを示す呼び出し応答で応答する。

これは、１つのユニットの位置だけを知るだけですみ、呼び出しおよび呼び出し応答のための呼設定中に十分な時間があるセルラ呼の場合にはうまく機能するが、ディスパッチ・コールに与えられた短い呼設定時間内に複数のユニットの位置を発見しなければならない場合にはうまく機能しない。これは、複数のユニットが１つのセル中に配置されている場合は特に重要であって、応答が衝突し得る。従って、既存のディスパッチ・システムのサービスに匹敵するディスパッチ・サービスをサポートするために、ＣＤＭＡ基地サイトは、厳密な呼設定時間内に、必要な基地サイトで、必要なすべての無線リンクを確立しなければならない。
米国特許第５，９１４，９５８号 米国特許第６，１１５，３８８号

それ故、ＣＤＭＡディスパッチ・コールを迅速に確立するための基地サイトおよび方法が待望されている。

ＣＤＭＡディスパッチ・コールを迅速に確立するための基地サイトおよび方法に対する要求を満たすために、本発明は、呼び出し移動局が呼について通知し、次に呼参加者からの受信リンク要求を待たずに、ディスパッチ・コールをスタートする上記信号化移動局を提供する。ディスパッチ・コールは、最初、呼参加者を含むことができるすべてのサービス有効範囲エリアの基地サイトにより送信され、次にある時間の間に受信リンク要求を受信しないこれら基地サイトのところでストップする。それ故、ディスパッチ・コールは、「呼設定」が有効に継続している間に確立される。

図１〜図３を参照すれば、本発明をよりよく理解することができる。これらの図面中では類似の参照番号は類似の構成要素を示す。図１は、本発明の好ましい実施形態による通信システム１００のブロック図である。無線通信システム１００は、例えば、当業者であれば周知の米国電気通信工業会／米国電子工業会暫定規格９５（ＥＩＡ／ＴＩＡ ＩＳ−９５）による、広帯域スペクトル拡散デジタル・セルラ・システムのような適切に修正したＣＤＭＡシステムである。システム１００は、異なるトークグループの各メンバーである、複数の通信ユニット１２０〜１２３を備える（この明細書全体で、通信ユニット、移
動局、および移動ユニットは同じ意味で使用される。）。好ましい実施形態の場合には、各通信ユニット１２０〜１２３は、通信を物理的に二重にすることができるが、通常のグループ通信の場合には、１つの通信ユニットだけが一度に送信する。更に、各通信ユニット１２０−１２３は、送信機、受信機およびプロセッサを含む通常の部品セットを備える。

固定インフラストラクチャは、通常、無線システム１００内の通信をサポートするために必要な素子を備え、好ましい実施形態の場合には、通常のＣＤＭＡアーキテクチャに適合する。より詳細に説明すると、無線ＣＤＭＡ通信インフラストラクチャは、基地サイト１１０〜１１２およびその各サービス有効範囲エリア１０１〜１０３のような周知の構成要素を備える。実際には、基地サイト１１０〜１１２は、通常、１つまたはそれ以上の基地サイト・コントローラ、スイッチ、および図示していない追加の周知のインフラストラクチャ装置と通信する。本発明を簡単に簡潔に説明するために、通信インフラストラクチャを図１に示すものに限定する。

図２は、本発明の好ましい実施形態による基地サイト１１１のブロック図である。基地サイト１１１は、送信機１４１、受信機１４２およびコントローラ１４０を備える。基地サイト全体および基地サイト送信機、受信機および特にコントローラは、当業者であれば周知のものである。コントローラ１４０は、好適には、１つまたはそれ以上のメモリ素子およびマイクロプロセッサのような処理装置、およびコンピュータ・メモリを備えることが好ましい。好ましい実施形態の場合には、基地サイト１１１のメモリ素子内に記憶しているソフトウェア／ファームウェア・アルゴリズムの制御の下で、基地サイト１１１は周知の基地サイト動作に必要なこれらのタスクを実行し、さらに図３で説明する方法を実行する。

ＣＤＭＡ通信チャネル１３０〜１３７は、例えば、直交ウォルシュ・コード（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｗａｌｓｈ ｃｏｄｅ）および疑似ランダム・ノイズ（ＰＮ）シーケンスの組合せのような周知の技術によるコードを使用して効果的に供給される。好ましい実施形態の場合には、チャネル１３０〜１３２は送信コントロール・チャネルを含みチャネル１３３〜１３５は基地サイト１１０〜１１２がそれぞれ送信する最高速送信トラヒック・チャネルを含む。チャネル１３６は、それによりＭＳが基地サイト１１１に信号を送ることができる受信アクセス・チャネルであることが好ましい。最後に、チャネル１３７は、順方向電力制御情報、ソフト・ハンドオフ情報及び／又は逆方向電力情報を通信するためにＭＳによって使用される、低速受信リンクである。このリンクの使用については、米国特許第５，９１４，９５８号の題名「ＳＤＭＡディスパッチ・システムにおける高速呼設定」、および、米国特許第６，１１５，３８８号の題名「ＳＤＭＡディスパッチ・システムにおける多重低速受信信号リンクの確立」、に詳細に記載されているので、参照のために援用する。

好適な通信システム１００の動作はほぼ下記のように行われる。ディスパッチ・コールがスタートすると、送信トラヒック・チャネル１３３〜１３５が、基地サイト１１０〜１１２によりそれぞれ割り当てられる。又、チャネル１３３〜１３５をディスパッチ・コールに使用することができることをＭＳに知らせるために、基地サイト１１０〜１１２はコントロール・チャネル１３０〜１３２を使用する。インフラストラクチャ・ネットワークを介して、または発信ＭＳからディスパッチ・コール信号を受信すると、基地サイト１１０〜１１２は、トラヒック・チャネル１３３〜１３５を介してそれぞれディスパッチ・コールを送信する。それ故、ＭＳ１２０〜１２３は、そのサービスを行っている基地サイトからそれぞれ制御信号を受信し、サービスを行っている基地サイトは、それぞれの呼び出しによりディスパッチ・コールが送信される、サービスを行っているサイト・トラヒック・チャネルに送る。それ故、ディスパッチ・コールによりアドレス指定されたＭＳは、予
め基地サイトに信号を送らなくてもディスパッチ・コールの受信を始めることができる。

しかし、インフラストラクチャは、呼をスタートする前には、ディスパッチ・コールがアドレス指定したすべてのＭＳの位置を知らないので、インフラストラクチャはトラヒック・チャネルを割り当て、このようなＭＳにサービスを行うことができる各基地サイトのところで、上記呼を送信する。しかし、チャネルを割り当てる１つまたはそれ以上の基地サイトが、実際にはその呼がターゲットにする任意のＭＳにサービスを行わない可能性がある。この問題を解決するために、基地サイト１１０〜１１２は、目的のＭＳによる受信リンク確立の要求を監視し、時間内に応答を受信しなかった場合には、送信を中止しトラヒック・チャネルの割当てを解除する。

例えば、ＭＳ１２０および１２２が、トラヒック・チャネル１３４により送信中のディスパッチ・コールがターゲットとするトークグループのメンバーでない基地サイト１１１の場合には、ＭＳ１２０もＭＳ１２２も受信リンクを要求しない。受信機１４２は、要求用のアクセス・チャネル１３６を監視し、時間内に何も受信しなかった場合には、コントローラ１４０は、トラヒック・チャネルの割当てを解除し、送信機１４１にトラヒック・チャネルを介してのディスパッチ・コールの送信を中止するように指示する。

好ましい実施形態においては、トラヒック・チャネルの割当てを解除する前に、基地サイトが要求を待つ時間は予め指定されている。この時間は、好適には、受信リンクの要求に成功するために、少なくとも１つのＭＳに対する理論的に最悪の場合のシナリオに基づいて決めることが好ましい。別の方法としては、インフラストラクチャが記録する実際のＭＳの応答時間の履歴に基づいて、上記時間を動的に調整することができる。

他のディスパッチ・コールがスタートし、ＭＳ１２０が、ターゲットとするトークグループのメンバーである場合について考えてみる。ＭＳ１２０は、呼を表す制御信号受けて、トラヒック・チャネル１３４を介して呼を受け始める。呼に加わった後は、ＭＳ１２０は、アクセス・チャネル１３６を介して、基地サイト１１１に、基地サイト１１１で受信リンクを確立することを要求する。受信機１４２は、アクセス・チャネル１３６の要求を監視して、ＭＳ１２０からの要求を受ける。このようにして、少なくとも１つの要求を受けて、基地サイトは、ＭＳ１２０が受信を継続するために、ディスパッチ・コールを送信し続ける。

上記の方法で、本発明は、セルラ呼と比較した場合、呼設定の背景内に受信リンク要求を供給することにより、ＣＤＭＡディスパッチ・コールを迅速に確立することができる。呼をスタートした直後に要求を全然受信しなかった基地サイトは、必要としないチャネルを解放するために、呼から「外される（ｐｒｕｎｅｄ）」。それ故、本発明は、ディスパッチ・コールのスタートを遅らせないで、呼設定中に複数の通信ユニットの位置を知るための比較的簡単な解決法を提供する。ディスパッチ・サービスの受容品質（ｐｅｒｃｅｉｖｅｄ ｑｕａｌｉｔｙ）にとって呼設定時間は非常に重要なものなので、本発明は、ディスパッチの優先順位と一致するトレードオフ（ｔｒａｄｅｏｆｆ）による解決方法を提供する。

図３は、本発明の好ましい実施形態による基地サイトが実行する工程の論理フローチャートである。論理フローチャート３００は、送信トラヒック・チャネルがディスパッチ・コールにすでに割り当てたことを、基地サイトがコントロール・チャネルを介してＭＳに知らせた時にスタートする（工程３０２）。ディスパッチ・コールソース信号を受信すると、基地サイトは、トラヒック・チャネルを介してディスパッチ・コールの送信をスタートする（工程３０６）。基地サイトは、また、それにより任意の受信リンク要求が送信される共通のアクセス・チャネルの監視をスタートする（工程３０８）。リンク要求を監視
する前にディスパッチ・コールの送信が論理的に行われているが、基地サイトはアクセス・チャネル上で信号を引き続き受信し、復号することができる。これらの中の任意のものは、このディスパッチ・コール用のリンク要求であってもよい。それ故、実際には、基地サイトは、リンク応答にかかわらず、可能な限りすぐに（しかし、多くの場合、インフラストラクチャの他の部分のイベントにより異なるけれども）ディスパッチ・コールの送信をスタートし、同時にリンク要求用のアクセス・チャネルを監視しながら送信をスタートすることができる。

要求を受信した場合には（工程３１０）、基地サイトは、ディスパッチ・コールの送信を単に継続し（工程３１２）、論理フローは終了する。代わりに、時間内にリンク要求を受信しなかった場合には（工程３１４において）、基地サイトはディスパッチ・コールの送信を中止し（工程３１６）、他のサービスのために解放するためにトラヒック・チャネルの割当てを解除する（工程３１８）。それ故、論理フロー３００は終了する（工程３２０）。

特定の実施形態を参照しながら本発明を詳細に図示し、説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、本発明内の形状および詳細な点を種々に変更することができることを理解することができるだろう。

本発明の好ましい実施形態による通信システムのブロック図。 本発明の好ましい実施形態による図１の通信システムからの基地サイトのブロック図。 本発明の好ましい実施形態による基地サイトが実行する工程の論理フローチャート。

Claims (10)

1. 基地サイトが、ＣＤＭＡディスパッチ・コールに必要な信号リンクを迅速に確立するための方法であって、
   該ディスパッチ・コールのための送信リンクを確立する工程と、
   同送信リンクを介してディスパッチ・コールの送信を開始する工程と、
   同送信リンクの確立後の一定時間内に受信リンクを確立する要求を受けなかった場合に、同送信リンクを介してのディスパッチ・コールの送信を停止して、送信リンクを取り消す工程と、からなる方法。
2. 前記受信リンクを確立する要求が、前記ディスパッチ・コール中に含まれるトークグループのグループ・メンバーである移動ユニットからの要求である請求項１に記載の方法。
3. 前記送信リンクの確立後の一定時間内に前記受信リンクを確立する要求を少なくとも１つ受けた場合に、同送信リンクを介してのディスパッチ・コールの送信を継続する工程からなる請求項１に記載の方法。
4. 前記送信リンクを介してのディスパッチ・コールの起動を示すために、制御チャネル上で信号を送る工程から更になる請求項１に記載の方法。
5. 前記一定時間は、最悪のシナリオにおいて、前記送信リンクの確立後に基地サイトが受信リンクの確立要求を受けるまでの時間と同等である請求項１に記載の方法。
6. 前記一定時間は、送信リンクの確立後に受信リンクの確立要求を受けるまでにかかる時間の経過に基いて、基地サイトによって決定される請求項１に記載の方法。
7. 前記受信リンクの確立要求のための受信アクセス・チャネルを監視する工程から更になる請求項１に記載の方法。
8. 送信機と；
   受信リンクを確立する要求を受けるのに適応した受信機と；
   前記送信機および受信機に接続していて、ＣＤＭＡディスパッチ・コールのために送信リンクを確立すべく該送信機に命令し、該送信リンクを介してディスパッチ・コールの送信をスタートするのに適合し；更に、送信リンクを確立した後の一定時間内に受信リンクの確立要求を受信機が受けなかった場合に送信リンクを取り消し、該送信リンクを介してディスパッチ・コールを停止することを送信機に命令するのに適合した、コントローラと、
   からなる基地サイト。
9. 前記送信リンクは最高速ＣＤＭＡ送信トラヒック・チャネルからなり、前記受信リンクは低速受信リンクからなる請求項８に記載の基地サイト。
10. 前記低速受信リンクは、順方向電力制御情報、ソフト・ハンドオフ情報および逆方向電力情報のうちの少なくとも１つを通信するために使用される請求項９に記載の基地サイト。

Images