JP2007512779A - ピアツウピア通信 - Google Patents

Abstract

多重アクセスネットワークにおいて、ネットワークアクセス端末（106）は、ネットワークのインフラストラクチャのアクセスノード（104）と通信し、またはピアツウピア通信（110）することができる。アクセス端末は、ネットワークおよび少なくとも１つのアクセス端末からの電力制御コマンドに応答して、送信電力レベルを調節するように適応させられる。
【選択図】 図１

Description

米国特許法第１１９条のもとでの恩恵
本特許出願は、２００３年１１月２１日に出願された仮出願第６０／５２３，９８９号（“PEER-TO-PEER COMMUNICATIONS”）に対して優先権を主張しており、第６０／５２３，９８９号は、本発明の譲受人に譲渡され、それによって参照によって本明細書にとくに取り入れられている。

分野
本出願は、無線通信、とくに、受信可能領域内モードおよび受信可能領域外モードを支援する多重アクセスネットワークのアクセス端末間のピアツウピア通信に関する。

ピアツウピア通信は、ある共通の特性、または特性の組を共有し、より高レベルの媒介の助けなしに、開始および相互の通信を可能にする通信エンティティのグループを関与させる。

ピアツウピア通信は、プッシュツウトーク(Push-To-Talk, PTT)、およびプッシュツウメディア(Push-To-Media, PTM)(データへのＰＴＴの拡張)のような、他のアプリケーションに使用されることができ、ビデオのようなメディア送信に拡張する。

アクセス端末に、ポイントツウポイント能力に加えて、ピアツウピア能力を与えるように、多重アクセスネットワークを適応させるとき、ピアツウピア通信における送信電力が、ネットワークによって経験される全ての干渉の原因となる条件を考える必要がある。

ピアツウピア通信は、ある共通の特性または特性の組を共有し、より高レベルの媒介の助けなしに、開始および相互の通信を可能にする通信エンティティのグループに関係する。

ピアツウピア通信は、プッシュツウトーク(Push-To-Talk, PTT)、およびプッシュツウメディア（Push-To-Media, PTM）（データへのＰＴＴの拡張）のような他のアプリケーションに使用されることができ、ビデオのようなメディア送信に拡張する。

ネットワークへのアクセスの要求を受信および供給するための設定されたインフラストラクチャをもつ既存の多重アクセスネットワークは、それらのユーザにそれらの間のピアツウピア通信を行う能力を与えるように適応させられている。ネットワークアクセスは、移動電話、コンピュータ、パーソナルディジタルアシスタント、および他の対応するデバイスのような、アクセス端末に、多重アクセスネットワークの１つ以上のアクセスノードと端末との間のポイントツウポイント通信によって与えられる。このようなネットワークは、最大数の端末が、サービス品質のある最低閾値レベル以上で、ネットワークにアクセスするのを保証するように、インフラストラクチャを管理するプロトコルおよび装置を配備されている。これは、これらのプロトコルを、アクセス端末およびインフラストラクチャアーキテクチャの拡張的な再設計および工学技術なしに、アクセス端末間のピアツウピア通信の対応する側面の管理に適応させるか、または変更することができるとき、便利で、コスト効率が良いであろう。

例えば、無線セルラ通信システムは、移動電話の形のアクセス端末にネットワークアクセスを与え、デバイスが、システムとの通信によって多様な情報を送受信するのを可能にする。システム内の移動電話によって送信される電力は、送信される電力のレベルが、システム全体の通信の品質を維持するように制御されるために、重要な問題を提示する。この点に関して、多くの電話がシステムに同時にまたは並行してアクセスし、全てのアクティブな電話によって送信される電力の総計が、システムへの干渉になる。さらに加えて、電話が移動形であるときは、システムのインフラストラクチャへの通信経路は常に変化し、通信の品質レベルを維持するために、送信電力レベルの調整を必要とする。したがって、電話がシステムの受信可能領域内で移動するとき、アクセス管理は、システム内のアクティブな各移動電話の送信電力のレベルを制限し、そのレベルを調整することに関与し得る。

第１の電力制御方法、すなわち原理は、セルラのインフラストラクチャにより近い電話が、インフラストラクチャからより離れた電話よりも、より低い電力レベルでインフラストラクチャに送信すると仮定する。各移動電話は、インフラストラクチャの基本構成要素から受信した合計電力を測定し、送信電力を、基本構成要素から受信した電力のレベルに反比例するように設定する。電話からシステムへの送信方向は、慣習により、逆方向リンクであり、その技術は、“逆方向リンク開ループ電力制御”と呼ばれる。(順方向リンクは、システムから電話への方向である)。この技術は、基本構成要素から受信した電力の電話の推定値に基づいて、電話のみによって制御されるので、開ループである。

第２の逆方向リンク電力制御方法では、移動電話からセルラのインフラストラクチャの基本構成要素によって受信された逆方向リンクの送信電力を利用して、その移動電話の目標電力レベルを設定する。移動電話の目標電力レベルは、電力制御手続きの外部ループにおいて判断される電力制御(Power Control, PC)設定点である。これは、移動電話の送信電力をチャネルの関数として、より低い程度において、データレートの関数として調整することを要求される。インフラストラクチャは、順方向リンク上で電力制御信号を電話へ送って、電話に、逆方向リンクの送信電力を目標電力レベルに調整 (アップまたはダウン)させる。この技術は、両端部において参加している電話とシステムのインフラストラクチャとの間でループを利用するので、“逆方向リンク閉ループ電力制御”と呼ばれる。目標電力レベルは、閉ループ手続きの外部ループによって設定される電力制御設定点である。

多重アクセス無線通信システムのための開ループまたは閉ループの電力制御は、例えば、次の米国特許第５，０５６，１０９号、５，３６９，５１６号、第５，９３３，７８１号、６，０３５，２０９号、第６，１０１，１７９号、第６，６０９，００８号、および第６，６２１，８０４号に教示されている。外部ループの処理は、例えば、次の米国特許第６，７４８，２３４号、第６，６３３，５５２号、および第６，５２９，４８２号に説明されている。

アクセス端末に、ポイントツウポイント能力に加えて、ピアツウピア能力を与えるように、多重アクセスネットワークを適応させるとき、ネットワークの電力制御の問題は、ピアツウピア通信における送信電力が、ネットワークによって経験される全ての干渉の原因となることによって、複雑にされる。

１つの態様では、多重アクセスネットワークのアクセス端末間のピアツウピア通信は、許可された帯域または許可されていない帯域における、受信可能領域内モードおよび受信可能領域外モードに与えられる。受信可能領域内の動作は、ネットワークの受信可能領域内での、ネットワークに対して許可されたアクティブな周波数帯、または許可されていない帯域におけるピアツウピア動作を含む。受信可能領域外の動作は、受信可能領域外での、ネットワークに対して許可された周波数帯内におけるピアツウピア動作、または受信可能領域内での、ネットワークに対して許可されていない未使用の周波数帯上でのピアツウピア動作を含む。

別の態様では、アクセス端末によるシステムアクセスおよびピアツウピア通信の両者を支援する多重アクセスネットワークの端末によって送信される電力の制御は、ポイントツウポイント通信のためのネットワークの電力制御プロトコルを、ピアツウピア動作の必要に順応するように適応させることによって与えられる。これは、電力制御能力を、ピア通信しているアクセス端末に与え、一方で全ネットワーク電力制御方式におけるそれらの継続的な参加を保証し、それによって、ネットワークが、通信品質の要求レベルをネットワークの全アクセス端末に伝達し続けることを可能にする。さらに加えて、アクセス端末の送信電力制御の適応は、多重アクセスネットワークのアクセス端末に、端末および多重アクセスネットワークの動作の中断を最小にして、ピアツウピア通信とネットワークアクセス通信とを切り換える能力を与える。

また別の態様では、アクセス端末によって送信された電力、すなわちポイントツウポイントおよびピアツウピア能力をもつアクセス端末の送信電力の開ループおよび閉ループの逆方向リンクの制御を採用する多重アクセスネットワークが与えられ、一方で、アクセス端末は、少なくとも３つのタイプのピアツウピア動作、すなわち、許可された帯域および許可されていない帯域の両者における、受信可能領域内のピアツウピア動作および受信可能領域外のピアツウピア動作を与えられる。

図１において、多重アクセスネットワーク100は、１つ以上のアクセスノード(Access Node, AN)104および複数のアクセス端末(Access Terminal, AT)106を含むネットワークインフラストラクチャ102を含む。アクセス端末106およびインフラストラクチャは、108のようなポイントツウポイント通信で通信する。さらに加えて、アクセス端末106は、ピアツウピア通信110を相互に行い得る。この記述において、アクセス端末106は、移動形であっても、または静止形であってもよく、多重アクセスネットワーク100の１つ以上のアクセスノードを介してデータパケットを送受信する。多重アクセスネットワーク100は、アクセス端末106間でデータパケットを移送する。ネットワーク100は、アクセスネットワークの外部の追加のネットワーク(図示されない)、例えば、企業イントラネットおよびインターネットに接続または結合され、何れかのアクセス端末106とこのような外部ネットワークとの間でデータパケットを移送し得る。１つ以上のアクセスノードとアクティブなトラヒックチャネル接続を設定したアクセス端末は、アクティブなアクセス端末と呼ばれ、トラヒック状態であると言われる。１つ以上のアクセスノードとアクティブなトラヒックチャネル接続を設定する処理中のアクセス端末は、接続設定状態であると言われる。アクセス端末は、無線チャネルによって、または、例えば、光ファイバまたは同軸ケーブルを使用するワイヤード接続によって通信するデータデバイスであり得る。アクセス端末は、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）、外部または内部モデム、あるいはワイヤレスまたはワイヤーライン電話を含むが、これらに限定されない多数のタイプのデバイスの何れかでもあり得る。アクセス端末が信号をアクセスノードに送る通信リンクは、逆方向リンクと呼ばれる。アクセスノードが信号をアクセス端末に送る通信リンクは、順方向リンクと呼ばれる。

多重アクセスネットワークは、広帯域スペクトラム拡散システムとして動作する多重アクセス無線通信システムによって例示されており、符号分割多重アクセス(ＣＤＭＡ)システムが、本明細書に提示されている原理の、限定的ではなく、教示的な説明として用いられている。ＣＤＭＡシステムの物理的および機能的アーキテクチャは周知であり、システムとポイントツウポイント通信を、相互にピアツウピア通信を行うことができるアクセス端末にサービスするシステムにおいて、電力制御が、どのように実施され得るかを理解するのに適したレベルまでのみ記載されている。

図２は、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５、ＴＩＡ／ＥＩＡ−ＩＳ−２０００、ＴＩＡ／ＥＩＡ／／ＩＳ−８５６、ＩＭＴ−２０００、およびＷＣＤＭＡを含むが、これらに限定されないＣＤＭＡ通信システム標準の何れかにしたがって動作することができる多重アクセス無線通信セルラネットワーク200の全体的なブロック図を示している。

一般に、図２のセルラネットワーク200は、多数のセル202Aないし202Gに通信を与え、各セルは、基地局204Aないし204Gのようなアクセスノードを含み、これらは、多数のアクセス端末206Aないし206G間、およびアクセス端末と１つ以上の他のネットワーク（図示されていない）との間に通信リンクを与える。基地局は、アクセス端末と、および相互に通信する。基地局は、多数のアクセス端末のために一意的に符号化された信号を加算する順方向リンク信号によって、順方向リンクを介してアクセス端末と通信する。順方向リンク信号を受信する各アクセス端末は、それを復号して、その一意的に符号化された信号を抽出する。各アクセス端末は、逆方向リンク信号によってアクセスノードと通信する。ＣＤＭＡセルラネットワークのアーキテクチャおよび動作の詳細な記載については、米国特許第６，６０９，００８号を参照。

ＣＤＭＡシステムにおけるアクセス端末によるピアツウピア通信は、セルラネットワークをバイパスし、逆方向リンクの動作を使用して、ピアに送信し、(ネットワークの動作におけるアクセスノードからの通信と逆の)順方向リンクの動作を使用して、ネットワークからシステム管理情報を受信することによって行われ得る。ピアツウピアモードでは、端末は、そのピア端末との送受信のみのために、逆方向リンク周波数を使用する。アクセス端末が、ネットワークを介して通信する他の端末によって現在使用されているチャネルを使用して、受信可能領域内のピアツウピア通信に関与しているとき、アクセス端末は、ネットワークの容量または性能を劣化させないために、その送信を、ネットワークの電力プロトコルにしたがわせなければならない。したがって、ピアツウピアモードで動作しているときに、アクセス端末の送信電力がネットワークにもたらす干渉は、ネットワーク全体で動作しているときに、それがもたらすであろうものを超えないレベルに制限されるべきである。

移動デバイスの形のアクセス端末が逆方向リンク上でピアから通信を受信するのを可能にするピアツウピア通信のための方法が、本明細書に提示されている。逆方向リンクは、セルラの動作において、移動デバイスからの送信として定義されている。１つの実施形態において、多数の受信チェーンをもち、各々を各チャネルに同調させることができる移動デバイスは、通常逆方向リンクに使用される無線周波数(Radio Frequency, RF)チャネル上でピアに送信できる一方で、同時に、対応する順方向リンクチャネルを受信し、監視することができる。端末は、その送信電力を適切に制限するために、開ループ電力制御を行うことができる。

１つの実施形態にしたがうと、移動デバイスは、ＣＤＭＡのような、スペクトラム拡散プロトコルを支援する移動局である。移動局は、１本の受信チェーンに同調して、ＣＤＭＡアクセスネットワークの順方向リンクを獲得し、追跡する。そうすることにより、移動局は、到来するページの監視およびアイドルのハンドオフを行うことを含むアイドルステーション手続きを行う。移動局は、ピアツウピア動作を始めると、第２の受信チェーンを適切なチャネル（この実施形態では、これは逆方向リンクチャネルである）に同調させ、他のピアツウピアのユーザを受信する。ピアツウピアの移動局は、送信し始めるが、その電力は抑制されなければならない。この実施形態は、その送信電力を制限するやり方として、移動局に、アクセスネットワークの開ループ電力制御プロトコルにしたがうことを要求し得る。もちろん、ピアツウピア動作の移動局は、その送信電力を、別のやり方で、例えば、ピアツウピアの片方または相手への直接的な電力制御コマンドによって、または他の適切な技術によっても制限させ得る。

別の目的は、多重アクセスネットワーク上のローディングを低減することである。移動デバイスから移動デバイスへのピアツウピア通信を、基地局または他のネットワークインフラストラクチャ要素を通ることなく可能にすることによって、ピアツウピア通信は、ネットワークのローディングを低減する。ネットワークセクタのローディングも、ネットワークによって使用されている周波数以外の周波数をピアツウピアに使用することによって低減される。これらの場合において、ピアツウピア動作は、無線通信を、それがアクセスネットワークを通して使用可能にされ得ないときに、継続するのを可能にする。

受信可能領域内の動作では、アクセスネットワークによる最初の設定がある。次の記述のために、例示的なＣＤＭＡ多重アクセスネットワークにおいて、移動デバイスは、アクセス端末(Access Terminal, AT)と呼ばれ、ネットワークはアクセスネットワーク(Access Network, AN)と呼ばれる。これらの用語は、１つの実施形態において、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６の標準に明らかに定義されている。図１に示されているように、多重アクセスネットワーク100は、多数のアクセス端末106にサービスしている１つ以上のアクセスノード104を含んでいる。ある時間において、ＡＮ104は、通信に使用可能なピアツウピアモードがあると判断し、ＡＴ106の１つをピアツウピア動作に遷移させる設定を開始する。呼が設定されると、ＡＴ106は、ＡＮ104およびピアツウピアの相手から、閉ループ電力制御のための電力制御コマンドを受信する。

受信可能領域外および許可されていない帯域の動作では、ＡＴ106が通信を開始する。ＡＴ106は、ＡＮ104による協調なしに、これらの機能を行うように適応させられる。

目標は、ピアツウピアモードの動作の端末による干渉を、プッシュツウメディアモードの動作の同じ端末からの干渉以下のレベルに維持することである。

別の目標は、プッシュツウメディアモードの動作からピアツウピアモードの動作へ、またはこの逆のシームレスな遷移を与えることである。許可された帯域および許可されていない帯域における、受信可能領域内および受信可能領域外の統合されたアプローチを与えることも望ましい。理想的には、受信可能領域のシナリオおよびピアツウピア動作は、ユーザに認識されないように与えられ得る。

１つの実施形態では、多重アクセスネットワークにおけるピアツウピア動作は、グループ内の数多くのユーザ、例えば、ピアツウピアモードでは、８人までのユーザ、同報通信モードでは、非常に数多くのユーザを支援するように設計されている。ピアツウピア動作は、種々のモードで実施され得る。例えば、１つのモードでは、ＡＴ106の所定のグループが、呼の相手として指定される。別のモードは、警察または消防士に使用可能な公安の応用（public safety application）を実施し得る。さらに別のモードでは、１つのＡＴ106は、多数の受信機に、同報通信送信に類似した、例えば、ビデオ送信を送信する。

受信可能領域内の動作
受信可能領域内の動作は、ＡＮ104によって現在サービスされている領域内で、ＡＮ104によって使用されていて、現在許可されている周波数帯を使用して行なわれるピアツウピア通信を指す。この場合に、ＡＴは、ピアツウピア通信を最初に設定するのを、ＡＮ104によって支援され、その結果、現在のセルラ呼をピアツウピアモードへ遷移し、さらに加えて、ピアツウピアの呼中のＡＴ106からの送信を電力制御し得る。ＡＮ104は、イベントまたはトリガが行われるときに、ピアツウピア通信の接続および設定を行う。可能なトリガは、ＡＮ104によって種々の考慮すべき事柄に基づいて実施され、１）ＡＴ106の位置、２）ＡＴ106が受信可能領域から出ること、３）ネットワーク100のローディング、４）ピアツウピア通信の参加者の近接、５）多数のＡＴ106のアクティブな組(Active Set, AS)のエントリのオーバーラップ、または６）ＡＮ104の裁量を含み得るが、これらに限定されない。その後で、ＡＮ104はピアツウピア通信を維持する。設定およびシグナリングは、ＣＤＭＡ２０００およびＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６の高速パケットデータ(High Rate Packet Data, HRPD)ネットワークに使用されているものと同じであり得る。

１つのシナリオでは、ＡＮ104は、ＡＴ106のグループがピアツウピアモードの動作を試みることを提案する。

ＡＮ104の符号化および識別は、例えば、ピアツウピア動作を試みるとき、またはピアツウピア動作中、あるいはこの両者において、ＡＮ104による動的な擬似ランダム雑音（Pseudo-Random-Noise）のＰＮロングコードの割り当てを行い得る。

１つの実施形態では、ピアツウピアグループの形成のために、各ＡＴ106は、ピアツウピア通信に指定されたＡＴ106のリストを維持し得る。これは、例えば、ピアツウピアグループを形成するであろうコンストラクションワーカ（construction worker）のグループであり得る。ＡＴ106は、予め形成されたグループ内の他のＡＴ106へのサーチを制限し得る。暫定的なピアツウピアグループのために、いくつかの共通のロングコードマスクが確保され得る。ＡＴ106は、共通のロングコードマスクを使用し、既存のピアツウピアグループへの追加を要求し得る。現在のグループのマスタは、新しいピアツウピアのクライアントをサーチすることを要求され得る。ＡＴ106は、共通のロングコードマスクを使用して送信し、ピアツウピアグループを設定し得る。

ピアツウピア通信の接続設定および保守のために、最初の獲得段がある。ピアツウピアの端末の獲得のために、ＡＴ106は、送信のための最良のチャネルを選択する。ＡＮ104は、ＡＴ106に使用可能なチャネルリストを与え得る。その代わりに、ＡＮ104は、チャネルの好ましいローミングリストを与えてもよく、それを用いると、端末は地理的領域内のピアツウピアチャネルを、それがその地理的領域に属している１ｘまたはＤＯの基地局を認めると、知らされ得る。ＡＴ106は、基地局のＩＤを、好ましいローミングリストへの鍵として使用し、地理的領域内の使用可能なピアツウピアチャネルを判断し得る。ＡＮ104は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００、Ｒｅｌｅａｓｅ Ａに記載されている全近隣リスト（Universal Neighbor List）メッセージ、またはＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６におけるリダイレクトメッセージのような、所定のメッセージフォーマットを使用し得る。

１つの実施形態したがうと、各ＡＴ106は、ピアツウピアの獲得中に送信の順番を判断するチャネルリストをもつ。所与のＡＴ106のための個々のチャネルリストは、そのＡＴ106に固有のものである。チャネルリストは、ＡＮ104によって、例えば、基地局(Base Station, BS)によって提案され得る。したがって、チャネル送信の順序は、各ＡＴ106にとって固有のものであり、ピアツウピアグループ内の他の全てのＡＴ106によって知られている。ＡＴ106は、さらに加えて、共通のロングコードマスクを使用して、他のＡＴ106をサーチする。

各ＡＴ106は、通信を受信するための“最良”のチャネルの表示を他のＡＴ106へ与えるであろう。各ＡＴ106は、フィードバックに基づいて“最良”の送信チャネルを選択し、好ましい送信チャネルが、最も望ましいチャネルである。

別の実施形態にしたがうと、使用可能なチャネル上で相互に通信することを望んでいる２つのＡＴ106が、それぞれのＩＤを連結することによってハッシュ値を形成する。ハッシュ値は、ハッシュ関数へ入力され、その出力は、ピアツウピア通信に使用可能な数多くの周波数チャネルの１つである。これは、両者のＡＴ106が、同じチャネル上でピアツウピア通信を開くことを可能にする。ハッシュされたチャネル上でピアツウピア通信を開始した後で、ＡＴ106は、ピアツウピア通信に使用可能な別のチャネルをネゴシエートし、それに移ることができる。この方法は、ピアグループの全メンバのＩＤからハッシュ値を形成することによって、３つ以上のＡＴ106に拡張することができる。

別の実施形態にしたがうと、各ＡＴ106は、全ての使用可能なチャネル上の受信電力を測定し、測定値をＡＮ104に報告する。次に、ＡＮ104は、ＡＴ106ごとか、またはピアツウピアのグループの送受信に使用する最良のチャネルを提案する。最良のチャネルは、変調および送信のシナリオによって、例えば、システムが、後述で定義される時分割多重化(Time Division Multiplex, TDM)構造を実施するか、または符号分割多重化(Code Division Multiplex, CDM)構造を実施するかによって異なる。本明細書において使用されているように、ＣＤＭ構造では、多数の目標の受信者に同時送信を与え、送信は、１スロットの間に、一緒に符号分割多重化される。ＴＤＭ構造は、多数のＡＴ106へ送信するために、異なる時間スロットを用意していることを示す。チャネル選択は、例えば、ピアツウピアグループ全体のための、ＣＤＭ構造のピアツウピアセッションのとき、送信機の機能として変わり得る。最大送信電力は、電力制御に関して別途記載されるように、ＣＤＭＡネットワークによって制限され得る。

ピアツウピア端末の獲得のために、(ＡＴ106における)受信信号対干渉および雑音比(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)の測定は、信頼できる推定値を得るために、適正な時間間隔において多数回行われる。このような測定および推定は、獲得時間を増加させ得る。

チャネル選択では、大きいチャネルの組を考慮に入れることができ、これは、ネットワーク内、およびピアツウピア通信のための干渉を低減するのを助ける。しかしながら、大きいチャネルの組は、獲得時間を増加させる。ピアツウピアグループ内の数多くのＡＴ106も獲得時間を増加させることに注意すべきである。

ピアツウピア動作を実施するシステムは、種々のトラヒックチャネルの動作のオプションを考慮に入れ得る。第１のオプションは、最初の獲得に基づく静止チャネルの選択についてであり、ここでは、最初の獲得中に、“最良”のチャネルが選択される。しかしながら、このような処理は、時間を消費する。

第２のオプションは、トラヒック動作中のチャネル選択を与え、ここでは、ＡＴ106は、“最良”のチャネルまたは適応周波数ホッピングを使用し続ける。適応周波数ホッピングは、トラヒック状態のときに、不可能であることがあるので、第３のオプションは、ランダムな周波数ホッピングを使用し、ここでは、干渉は、時間にしたがって平均化され得る。何れのイベントにおいても、それぞれのオプションは、各変調/送信のシナリオに、すなわち、ＴＤＭまたはＣＤＭ構造に使用され得る。

ここで、既に記載した原理にしたがう(ユーザ＃１およびユーザ＃２として指定されている)２つのＡＴ106間のピアツウピアの通信のための物理層プロトコルの理解のために、図３を参照する。ピアツウピア通信に参加している各ピアのＡＴ106は、グループ内の固有の番号、例えば、ユーザ＃１、ユーザ＃２、等を割り当てられ得る。次に、各送信スロットは、参加しているピアと少なくとも同数の部分に分割される。いくつかの状況において、スロットは、参加者よりも多くの部分に分割され得る。ユーザ番号は、そのユーザが送信するスロット部分に対応する。２人が参加する場合において、ユーザ＃１は、前半のスロットを使用して、送信し、後半のスロットにおいて受信し、ユーザ＃２は、後半のスロットを使用して、送信し、前半のスロットを使用して、受信する。保護時間(Guard Time, GT)は、送信と受信との間の時間を許すために、各送信に与えられる。ＧＴは、切り換えおよび伝搬遅延を許すために使用される。

図３に示されている２人のユーザ間のピアツウピア通信に利用される物理層プロトコルは、とくに、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６および１ｘＥＶ−ＤＯにしたがい得る。このような実施形態では、媒体アクセス制御(Medium Access Control, MAC)チャネルは、１ｘＥＶ−ＤＯ−Ｒｅｖ Ａに定義されているものと同様に、逆方向電力制御(Reverse Power Control, RPC)および自動反復要求(Automatic Repeat Request, ARQ)に使用される。結果の送信構造は、データ、次にＭＡＣ、次にパイロット（Pilot, P）、次にＭＡＣ、次にＧＴである。図３に示されているように、ユーザ＃１は、スロットの第１の部分の間に送信し、ユーザ＃２は、スロットの第２の部分の間に送信する。

図３に示されている２つのピアプロトコルは、例えば、次のように、ピアツウピアの電力制御を実施し得る。電力制御コマンドは、ビットの形であると仮定する。この点に関して、電力制御ビットは、ある所定の、または決定できる量分の電力増加を命令するために一方の極性に、ある所定の、または決定できる量分の電力の埋め合わされる低減を命令するために反対の極性に設定される。送信フレームは、１６個の送信スロットから構成される。各フレームは、４つのサブフレームへ細分され、各グループは、４つの送信スロットから成る。電力制御サイクルは、各フレームにおいて、４回完了され得る。各サブフレーム中に１つの電力制御ビットが送られて、各ピアのＡＴは、全スロットにおいて、他のピアの受信電力レベルを測定し、サブフレーム内の受信電力を平均し、そのレベルを、外部ループの電力制御設定点に基づく閾値の設定に対して比較し、次のグループ内の少なくとも１つの指定された送信スロットにおいて電力制御ビットを送り、その送信電力レベルをある所定量分上げる（または下げる）ように、他方のピアに命令する。電力制御ビットは、１つまたは複数の指定された送信スロットの２つのＭＡＣチャネルへ符号化される。各ピアのＡＴは、グループの指定された１つまたは複数のスロットの２つのＭＡＣチャネルの各々から符号化された電力制御ビットを平均し、平均された電力制御ビットに基づいて、その送信電力レベルに関して適切な対処をする。この例は、各フレームの少なくとも４つの送信電力修正アクションの機会を与える。

各ＡＴのための送信および受信経路は、異なるＣＤＭＡチャネルを使用し得る。１つの実施形態は、データレートがマルチパス軽減の閾値を越えるとき、スロットのデータ部分として指定される部分の間、直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)送信を支援する。

図４は、４つのピアのＡＴがピアツウピア通信に参加している例を示しており、ピアツウピア動作はＴＤＭ構造を使用し、電力制御レートは、２人の参加者の場合よりも、２倍より緩慢である。図２を参照すると、ＡＴ206は、ピアツウピアセッションによって他のものと通信し得る。この場合に、各参加者は、電力制御(ＰＣ)ビットを、ピアツウピア通信している他の参加者へ送る。４人の参加者の場合を、より多くの参加者に拡張することができ、スロットは、新しい、または追加の参加者に適応するように、多くの部分に分割される。１スロット当たりの参加者数の各増加が、ＰＣのビットレートを低減する。これを低減すると、各ＡＴは、逆方向リンクの閉ループの電力制御に対する応答性を低減することになり、性能に影響を及ぼし得る。１つの実施形態は、部分的な帯域の送信を用いたＯＦＤＭを支援する。

受信可能領域内の動作において、ピアツウピアモードで動作している各ＡＴ、例えば、ＡＴのアクティブな組内の各基地局トランシーバシステム(Base Station Transceiver System, BTS)、およびピアツウピアの相手の全てまたは一部は、ＡＮによって電力制御される。より一般的な意味で、アクセスネットワークおよび他のピアのＡＴは、ピアツウピア通信に関与しているＡＴの逆方向リンクの閉ループの電力制御に参加し得る。１つの実施形態では、例えば、チャネル要素(Channel Element, CE)が、ＡＴのアクティブな組の中の全てのＢＴＳに割り当てられる。ＢＴＳ受信機において最小電力が要求され、フィンガ（finger）が、アクティブな組の中のＢＴＳの１つについて、最小値でロックされ続けることを保証する。ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５およびＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００のような、ＤＳ−ＣＤＭＡシステムの従来の電力制御とは異なり、ピアツウピアモードの動作は、２つの電力制御設定点を必要とする。干渉設定点または閾値は、ＢＳが、ピアツウピア端末から受け取るのを了解する最小干渉電力として選択される。この設定点は、閉ループの電力制御プロトコルの外部ループによって判断される最大の電力制御設定点であり得る。フィンガの設定点または閾値は、レーキ（ＲＡＫＥ）フィンガの自動追跡を維持するのに必要とされる最小受信電力として選択される。

ＡＴの電力制御が、物理層においてどのように信号を送られるかを理解するために、図５を参照する。この図では、干渉設定点およびフィンガ設定点による電力制御(ＰＣ)ビットが、少なくとも１つのＡＮによって順方向リンク(Forward Link, FL)上でインターレースされたＡＴに、それぞれ、ポイントツウポイントの閉ループの電力制御の半分のレートで送信される。干渉設定点は、強制ダウンビットが偶数のスロット中にＡＮから送信される閾値よりも高い閾値であり、論理ハイ（high）は、ＡＮにおける受信電力が干渉設定点よりも大きいときに使用され、強制ダウンビットの論理ロー（low）は、関心をもたない状態（don't care condition）を示す。フィンガロックアップビットは、奇数のスロット中に送信され、ＡＮにおける受信電力がフィンガロック設定点よりも低いときは、論理ローであり、フィンガロックアップビットの論理ハイは、関心をもたない状態を示す。設定点の計算の例は、米国特許第６，６０９，００８号に与えられている。図５は、ＡＴにおける第１の受信チェーン上のＡＮから、および別の受信チェーン上のピアのＡＴからの電力制御ビットのスケジューリングを示す。“Ｉ”コマンドは、干渉設定点に基づいて、ＡＮから送信される強制ダウンコマンドを指す。“Ｆ”コマンドは、フィンガ設定点に基づく電力制御コマンドを指し、ＡＮは、ＡＮにおける全フィンガ、または少なくとも１本のフィンガ上の信号を受信するのに必要とされるエネルギを判断する。ピアのＡＴからのＰＣビット(ＰＴＰ)は、逆方向リンク(reverse link, RL)上で、全送信スロット中に、ＡＴへ、ポイントツウポイントの閉ループ電力制御のレートで送信される。ピアツウピア電力制御ビットは、ピアのＡＴにおける受信電力が送信設定点よりも高いときは、論理ハイの値をもち、ピアのＡＴにおける受信電力が、送信設定点よりも低いときは、論理ローの値をもつ。もちろん、このビットの規約は、逆にされてもよく、または異なるシグナリングの規約を使用して、別の規約が利用されてもよい。

各設定点において、新しいビットが使用可能でない送信スロット中に、何れかのビットが必要とされるときは、前のスロット中に受信されたビットが使用される。具体的に言うと、Ｉビットはスロットｎ中に送信され、スロット（ｎ＋１）中には送信されない。スロットｎ中に、ＡＴは、そのスロット中に送信されたＩビットに応答して、電力制御を決定する。スロット（ｎ＋１）中に、ＡＴは、ｎスロット中に送信されたビットＩビットに応答して、さらに加えて、スロット（ｎ＋１）中に送信されたＦビットに応答して、電力制御を決定する。同様に、スロット（ｎ＋２）中に、ＡＴは、（ｎ＋２）スロット中に送信されたＩビットに応答して、さらに加えて、スロット（ｎ＋１）中に送信されたＦビットに応答して、電力制御を決定する。

ＡＮは、ＡＴに、(１チップ当たりのエネルギ対熱雑音、Energy per Chip to Thermal Noise)の測定されたＥｃｐ／Ｎｔ比およびトラヒック設定点におけるデルタを与え得る。ＡＴは、ＡＮによって復号されるデータを送信する場合に、シグナリング／データを送信するときに、パイロット送信電力を上昇させなければならない。

図５において、各送信スロット内のＰＣビット表現は、各源から１ビットずつ、１つ以上のビットの値を含み、全ての同様のビット(例えば、全てＩのビットまたは全てＦのビット)は符号分割多重化される。したがって、ＡＴのアクティブな組内の各ＢＴＳは、ＩおよびＦビットを、それぞれの符号のもとで送り、ＡＴは、偶数の送信スロット内で１つ以上のＩビットを、奇数の送信スロット内で１つ以上のＦビットを受信し、復号し得る。各ピアのＡＴは、それぞれの符号のもとでＰＣビットを送り、１つ以上のＰＴＰビットが、何れかの送信スロッ内で受信され、復号され得る。したがって、ピアツウピアモードで動作しているＡＴに対する閉ループの電力制御は、次のやり方で行われる。第１に、１つのタイプの電力制御メッセージの全てが、次の規則にしたがって一緒に組み合わされる。

―有効強制ダウンＰＣコマンドは、アクティブな組内の全てのＢＴＳからの、全ての強制ダウンＰＣビットのＯＲであると定義される。すなわち、何れのＢＴＳが強制ダウンを送るときでも、ＡＴは送信電力を低減しなければならない。

―有効フィンガロックアップＰＣコマンドは、アクティブな組内の全てのＢＴＳからの、全てのフィンガロックアップＰＣビットのＡＮＤであると定義される。すなわち、全てのＢＳがフィンガロックアップを送るときのみ、ＡＴは電力を上げる。

―有効ＰＴＰアップＰＣコマンドは、参加しているピアからの全てのアップＰＣビットのＯＲであると定義される。すなわち、少なくとも１つのピアがそのように示すとき、ＡＴは電力を上げることを望むであろう。

これらの論理演算の各々の結果は、“有効ＰＣコマンド”である。これらの有効コマンドは、図６に示されているように、受信可能領域内のピアツウピア動作中のＡＴによって組み合わされる。電力制御コマンドのビット値は、論理値のビット値へのマッピングを使用して、それらの名前によって定義され、ここで、“真”の論理値は、“１”のビット値にマップし、“偽”の論理値は、“ゼロ”のビット値にマップする。例えば、強制ダウンコマンドは、１（真）のビット値を使用して、ダウンコマンドを示し、一方で、フィンガロックアップコマンドは、０（偽）のビット値を使用して、ダウンコマンドを示す。もちろん、ＰＴＰアップコマンドも、０（偽）のビット値を使用して、アップコマンドを示す。有効コマンドは組み合わされて、図６の表の右側の列に示されている結果を生成する。この列において、“ダウン”の結果は、ＡＴに、その送信電力レベルを、ある所定の、または決定できる量、例えば、１デシベル分低減させる。“アップ”の結果は、ＡＴに、その送信電力レベルを、ある所定の、または決定できる量、例えば、１デシベル分増加させる。ノーアクション（No Action, N/A）と示されている２つの場合は、決して起き得ないが、ＡＴは、これらの２つの場合においてノーアクションをとる（対処しない）と定義される。

１つの実施形態は、ピアツウピアモードを使用しているＡＴ間の通信の処理に、シームレスの動作を与える。第１のオプションでは、ＡＮからピアツウピアの相手をサーチする命令において、ＡＴは、ゲート制御されたモードで動作を始める。送信デューティサイクルは、ＴＤＭ構造を使用するとき、ピアツウピアの相手の数の関数である。送信機は、ＣＤＭ構造を使用するとき、ＡＮの役割を割り当てられる。ピアツウピア端末は、ゲート制御されたオンスロット中に送信されたパイロットチャネルを使用して、相手を獲得することを試みる。

第２のオプションでは、ＡＴは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ｂに使用されているもののような、他の周波数サーチ手続きを使用する。パイロットの検出後に、電力制御ビットが、ピアツウピアのＡＴによって相手に送られ、ピアツウピアの相手の獲得の通知としてシグナリング表示が、ＡＮに送られる。

ピアツウピアデバイスは、ＢＳとピアツウピアの相手とからの電力制御ビットを区別する必要があるであろう。１つの実施形態では、そのような識別のために明示的なＭＡＣＩＤ空間を構成する。別の実施形態では、ピアツウピアモードの動作を示すＡＮからのシグナリング表示の後でのみ、電力制御ビットを使用する。

符号分割多重化(ＣＤＭ)構造
ＣＤＭ構造を使用して、１つのＡＴは、ピアツウピアの相手である他のＡＴに送信する。送信側ＡＴは、ＡＮの義務を行うように効果的に進められる。このようにして、送信側ＡＴは、ピアツウピアの相手の全てから、電力制御を受信する。ピアツウピアの相手は、送信側ＡＴのみから受信する。図７は、送信方式を示している。ユーザ＃１は、送信側ＡＴであり、ＡＮの役割をする。ユーザ＃１は、送信スロットの３／４の間に送信し、送信スロットの１／４の間に受信する。ピアツウピアの相手は、送信スロットの１／４の間に、パイロットおよび電力制御情報を送信する。ピアツウピアの相手からの送信は、符号分割多重化される。

グループの設定に先立って、受信側ＡＴは、パイロットおよび電力制御コマンドを、送信側ＡＴに送信する。１つの実施形態では、ピアツウピアのグループは、周波数ホッピングを使用して、干渉を軽減する。

送信側ＡＴが、ユーザ＃１から、別の相手、すなわち、ユーザ＃ｋに変わると、ピアツウピアのグループは、再設定手続きを行う。

時分割多重化(ＴＤＭ)構造
ＴＤＭ構造は、図４に示されており、参加者の各々は、送信スロットの指定された部分の間に送信し得る。参加者が送信するとき、送信は、ペイロード(すなわち、データ)、ＭＡＣ層シグナリング情報、およびパイロット信号を含み、さらに加えて、保護時間(ＧＴ)を許容する。ＭＡＣ層のシグナリングは、電力制御コマンドを含む。

ＴＤＭ構造は、ピアツウピアグループ内の全てのＡＴが、ピアツウピアグループ内の他のものを電力制御することを可能にする。ＴＤＭ構造の電力制御は、ＡＲＱ方式を使用することによって拡張され得る。

受信可能領域外および許可されていない帯域の動作
受信可能領域外、または許可されていない帯域における動作は、ＡＮなしに行われる。この状況では、グループ内のＡＴは、ピアツウピア通信を自律的に非同期に開始し、維持する。受信可能領域外および許可されていない帯域の動作のために、最小の変更を取り入れることができる。開始は、共通のＰＮロングコードマスクに基づく。

ＡＮがこの通信モードに関与していないとき、電力制御は、ピアツウピアの相手からのアップコマンドのＯＲに基づく決定に低減される。言い換えると、所与のＡＴは、相手の何れか１人がアップ電力コマンドを送ると、送信電力を増加することになる。

粗いタイミングの獲得が行われ、ＧＰＳに支援される。細かいタイミングの獲得では、ＡＴは、ピアツウピアの相手からのパイロットを使用する。

ピアツウピアのグループが識別されると(かつ、グループのＡＴが、良好なタイミングをもつと仮定すると)、送信スロット内の位置は、グループ内の他の全てのものに知られる。ＡＴは、タイミングおよび何れのチャネルが送信に使用されることになるかを判断することができる。

ＡＴは、接続が少なくとも１つの他のＡＴと設定されるまで、サーチし続け、グループ内の全てのＡＴのサーチは、所定の時間間隔の間行われる。

多数の受信チェーン
本明細書に記載されている実施形態の実施は、アクセス端末のＲＦ送信および受信回路の設計を提示するために、ハードウェアの変更を必要とし得る。再設計に対する１つのアプローチでは、多数の受信チェーンを保持するように、新しい受信チェーンを実施し得る。これは、要求される性能を与えるが、ハードウェアに追加のコストおよび複雑さをもたらす。

別のアプローチでは、ＲＦスイッチを取り入れて、ダイバーシティ受信機を生成する。ＲＦスイッチは、ハードウェアの変更のコストを低減するが、感度を損なうことになり得る。図８は、多数の受信チェーンをもつＡＴのハードウェアのＲＦ部分の１つの実施形態を示し、これは、ＲＦスイッチを実施することによってピアツウピア通信を容易にする。図８において、Ｉ／Ｑベースバンド(I/Q baseband, I/Q BB)信号は、逆方向リンク上で、アクセス端末から、逆方向リンク位相同期ループ(reverse link phase-locked loop, RL PLL)802を含む送信チェーンを通って送信される。ＲＬ ＰＬＬ802は、電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)804の周波数を制御する。ＶＣＯ804は、ＲＬ周波数信号を与え、ＲＬ周波数およびＩ／Ｑ ＢＢ信号は、ミキサ806において混合される。ミキサ806によって生成されたアップコンバートされた信号は、前置増幅器807によって予め増幅され、逆方向リンクフィルタ808によってフィルタにかけられ、電力増幅器809によって増幅され、デュープレクサ811を通って第１のアンテナ812に供給される。順方向リンク信号は、標準のアクセス端末のＲＦ部分におけるダイバーシティのために与えられた２本の受信チェーン上で受信される。この点に関して、第１の受信チェーンにおいて、第１の受信信号が、アンテナ812から、デュープレクサ811を通って、順方向リンク(ＦＬ)フィルタ814へ与えられる。フィルタ814の出力は、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier, LNA)816によって増幅され、ミキサ821において、ＦＬ位相同期ループ(FL Phase Locked-Loop, FL PLL)818、ＶＣＯ820、および２で除算する回路（divide-by-two circuit）821によって生成されたＦＬ周波数信号を使用して、ダウンコンバートされる。第１の復元されたＦＬベースバンド信号は、信号ライン822上のミキサ821によって出力される。第２の(ダイバーシティ)受信チェーンはアンテナ824を含み、これは、第２の受信信号を順方向リンク(ＦＬ)フィルタ826に与える。フィルタの出力は、ＬＮＡ828によって増幅さ
れ、ミキサ830において、ＦＬ ＰＬＬ818、ＶＣＯ820、および２で除算する回路821によって生成されたＦＬ周波数信号を使用して、ダウンコンバートされる。第２の復元されたＦＬベースバンド信号は、信号ライン832上のミキサ830によって出力される。ピアツウピア通信のための第３の受信チェーンは、ＲＦスイッチ840および842、発振器スイッチ844、逆方向リンク(ＲＬ)フィルタ846、および緩衝器848によって与えられる。ＲＦスイッチ840は、アンテナ824の出力に接続され、受信信号をＦＬフィルタ826またはＲＬフィルタ846に切り換える。ＲＦスイッチ842は、ＦＬフィルタ826またはＲＬフィルタ846の出力に接続され、それらの出力の１つをＬＮＡ828の入力に切り換える。また、ＲＬ ＶＣＯ804は、緩衝器848に出力を供給する。発振器スイッチ844は、ＦＬ周波数信号およびＲＬ周波数信号を受信し、それらの信号の１つをミキサ830に与える。アクセスノードのようなアクセスネットワークのインフラストラクチャから順方向リンク通信を受信するために、ＲＦスイッチ840および842をＦＬフィルタ826に接続し、発振器スイッチ844はＦＬ周波数信号をミキサ830に接続し、その結果、復調されたＦＬのＩ／Ｑベースバンド信号が、アクセスネットワークのインフラストラクチャから得られる。この回路条件は、アクセス端末とアクセスネットワークとの間の通信に使用され、例えば、干渉およびフィンガロック電力制御コマンドをアクセス端末に与えるのに使用され得る。ピアのアクセス端末から逆方向リンク通信を受信するために、ＲＦスイッチ840および842をＲＬフィルタ846に接続し、発振器スイッチ844はＲＬ周波数信号をミキサ830に接続し、その結果、１つ以上のピアのアクセス端末からの復調されたＲＬのＩ／Ｑベースバンド信号が生成される。この回路条件は、アクセス端末とそのピアとの間の通信に使用され、例えば、ＰＴＰ電力制御コマンドをアクセス端末に与えるのに使用され得る。

また別の実施形態では、ピアツウピア通信を容易にするバイパスダイバーシティが、ＡＴのハードウェアのＲＦ部分内の受信経路のＬＮＡによって取り入れられる。これは、最小限のコスト増加で実施されるが、追加のアンテナを必要とし得る。図９は、この実施形態を示している。図９では、多数の受信チェーンのアーキテクチャが、少なくとも1つのＲＦスイッチ940と共に実施されている。ＡＴのＲＦ部分は、図８に類似しているが、第２および第３の受信チェーンが異なる。第２の(ダイバーシティ)受信チェーンは、アンテナ924を含み、これは、受信信号を順方向リンク(ＦＬ)フィルタ926に与える。フィルタ926の出力は、ＬＮＡ928によって増幅され、図８に関連して既に記載されたように生成されたＦＬ周波数信号を使用して、ミキサ930においてダウンコンバートされ、復調されたＦＬのＩ／Ｑベースバンド信号を生成する。ピアツウピア通信のための第３の受信チェーンは、アンテナ934を含み、これは、受信信号を逆方向リンク(ＲＬ)フィルタ936に与える。フィルタの出力は、ＬＮＡ938によって増幅され、図８に関連して既に記載されたように生成されたＲＬ周波数信号を使用して、ミキサ930においてダウンコンバートされ、復調されたＲＬのＩ／Ｑベースバンド信号を生成する。ＲＦスイッチ940は、ＬＮＡ928および938の出力に接続された入力と、ミキサ930の１つの入力に接続された出力とをもつ。発振器スイッチ944は、ＦＬおよびＲＬの周波数信号を受信する入力と、ミキサ930の第２の入力に接続された出力とをもつ。アクセスノードのようなアクセスネットワークのインフラストラクチャから順方向リンク通信を受信するために、ＲＦスイッチ940をＬＮＡ928に接続し、発振器スイッチ944はＦＬ周波数信号をミキサ930に接続し、その結果、復調されたＦＬのＩ／Ｑベースバンド信号が、アクセスネットワークのインフラストラクチャから得られる。この回路条件は、アクセス端末とアクセスネットワークの間の通信に使用され、例えば、干渉およびフィンガロック電力制御コマンドをアクセス端末に与えるのに使用され得る。ピアのアクセス端末から逆方向リンク通信を受信するために、ＲＦスイッチ940をＬＮＡ938に接続し、発振器スイッチ944はＲＬ周波数信号をミキサ930に接続し、その結果、１つ以上のピアのアクセス端末からの復調されたＲＬのＩ／Ｑベースバンド信号が生成される。この回路条件は、アクセス端末とそのピアとの間の通信に使用され、例えば、ＰＴＰ電力制御コマンドをアクセス端末に与えるのに使用され得る。

図１０は、ピアツウピアモードの受信可能領域内のＡＴのための例示的な電力制御方法のフローチャート1000を示している。電力制御方法1000の動作は、1010において、ＡＴがピアツウピア動作を始めるときに、始まる。ここで、ＡＴは、その第１のＦＬの受信チェーンを利用し、1020において、そのＲＬの受信チェーンをイネーブルする。最初に、1040において、ＡＴは、多重アクセスシステムおよび１つ以上のピアのアクセス端末から受信した総電力に基づいて、開ループの電力制御を行う。ＡＴは、総電力に基づいて、そのＲＦ送信電力レベルを、システムから応答を引き出すのに必要な最小平均電力レベルに設定し、プローブを送信する。試みが失敗すると、ＡＴは、その電力レベルを、ある所定のインクリメント分増加し、再びプローブを送信する。

ＡＴがシステムの確認応答を受信すると、1060において、方法1000は閉ループのＰＣへ遷移し、ここで、ＡＴが通信を行っているシステムおよびアクセス端末（“ピア端末”）は、ＡＴのＲＦ送信電力レベルを制御するのに使用される電力レベルの各設定点を計算する。システムの制御は、１つ以上のアクセスノードによって実施される。ピア端末は、ＡＴの電力を個別に制御する。閉ループ電力制御の１つの実施形態において、ＡＴは、ＣＤＭＡセルラシステムにおいて動作し、その送信電力は、そのアクティブな組内の全ての基地局トランシーバ、およびそれが通信する１つ以上のピア端末によって制御される。この場合に、各基地局トランシーバは、ＡＴの干渉およびフィンガロック設定点を計算し、各ピア端末は、ＡＴのピアツウピアの設定点を計算する。

ＡＴの送信電力は、1080において始まる閉ループ制御を受け、ここで、１つ以上の基地局トランシーバは、ＡＴから受信した電力（power）のレベルを、そのＡＴのために計算された干渉設定点(interference set point)の値に対して比較する。レベルが干渉設定点の値を超えているときは、1082において、強制ダウンコマンド（Ｉ）が設定される。そうでなければ、1084において、ＡＴから受信した電力（power）のレベルが、そのＡＴのために計算されたフィンガロック設定点（finger lock set point）に対して比較される。レベルが設定点の値よりも低いときは、1086において、アップコマンド（Ｆ）が設定される。ＩおよびＦコマンドは、ＡＴの動作と同期して端末の送信電力の制御に参加している全てのアクセスノードから、ＡＴへ送信される。例えば、ＩおよびＦコマンドは、図５に関連して開示されたように、交互の送信スロットにおいてインターレースされた順方向リンク上でＡＴに送信され得る。同時に、1088において、１つ以上のピア端末が、ＡＴによって送信された電力のレベルを、それらの個別に計算された設定点に対して比較し、コマンドをＡＴに送信し、送信電力を低減する(1090)か、または送信電力を増加する(1092)。例えば、ピア端末のＰＴＰコマンドは、全送信スロットにおいて、ＡＴおよびその相手のピア端末のためのピアツウピア通信に指定された逆方向リンク上で、ＡＴに送信され得る。

1093において、ＡＴは、各送信スロットにおいて受信したＩまたはＦおよびＰＴＰ電力制御コマンドに、その送信電力レベルを、電力調整の機械化にしたがって調整することによって応答し、これは、各電力制御コマンドを組み合わせて、有効コマンドを得て、次に、有効コマンドを組み合わせて、結果の送信電力調整アクションを生成する。この点に関して、ＡＴは、送信電力を、各所定の、または決定できる量分、増加または低減するか、あるいは対処せず、送信電力レベルを変更されないままにしてもよい。例えば、図６の電力制御の機械化は、ＡＴによって使用され、その送信電力レベルに行うのが、何かあるとすれば、何れの調整であるかを決定し得る。

設定点は、送信のダイナミックスに順応するために、再計算され続けなければならない。閉ループ電力制御方法は、1094における間隔の判断、その後の1096において行われ得る設定点の再計算を含む。設定点の再計算は、例えば、フレームの内容の復号（同じく、“パケット復号”）に応答して、規則正しい間隔で行われ得る。この点に関して、１６個のスロットのフレーム全体を受信すると、受信者は、フレームを復号することを試みる。フレーム全体が受信されていないときは、方法は、設定点を再計算することなく、1080に戻る。そうでなければ、設定点が再計算される。フレームが不正確に復号すると、電力制御設定点を、ある所定の(または決定できる)量分、増加する。そうでなければ、設定点を、あるより少ない量分、低減する。設定点の値は、例えば、ＡＴから受信されるＥｃｐ／Ｎｔ(例えば、信号対雑音比)と比較される。

図１１は、ピアツウピアモードにおける受信可能領域外または帯域外のＡＴのための例示的な電力制御方法のフローチャート1100を示している。電力制御方法1100の動作は、1110において、帯域外または受信可能領域外の状態のＡＴで始まる。各参加しているＡＴは、ＲＬ受信チェーンを使用して、ピア端末から通信を受信する。1120において、ＡＴは、指定された逆方向リンク上で送信し始め、ピアツウピア通信に参加しているピア端末から受信した総電力に基づいて、開ループ（open loop）の電力制御を行う。送信側ＡＴから受信した電力レベルに基づいて、参加しているピア端末は、1130において、ＰＴＰの設定点を計算し、1132において、方法は、閉ループの電力制御に遷移する。1132において、１つ以上のピア端末が、ＡＴによって送信された電力（power）のレベルを、それらの個別に計算された設定点に対して比較し、送信電力を低減する(1133)か、または送信電力を増加する(1134)ためにコマンドをＡＴに送信する。例えば、ピア端末のＰＴＰコマンドは、全送信スロットにおいて、ＡＴおよびその相手のピア端末のためのピアツウピア通信に指定された逆方向リンク上で、ＡＴに送信され得る。1135において、ＡＴは、各送信スロットにおいて受信したＰＴＰ電力制御コマンドに、その送信電力レベルを、電力調整の機械化にしたがって調整することによって応答し、これは、ＰＴＰの電力制御コマンドを組み合わせて、有効コマンドを得て、次に、結果の送信電力調整アクションをとることによって、有効コマンドに応答する。この点に関して、ＡＴは、送信電力を、各所定の、または決定できる量分増加または低減するか、あるいは対処せず、送信電力レベルを変更されないままにしてもよい。

設定点は、送信ダイナミクスに順応するように、再計算され続けなければならない。閉ループ電力制御方法は、1136における間隔の判断、その後の1138において行われる設定点の再計算を含む。設定点の再計算は、例えば、パケット復号によって生成された結果に応じて、規則正しい間隔で行われ得る。

当業者は、情報および信号が、種々の異なる技術および技法の何れかを使用して表わされ得ることが分かるであろう。例えば、上記の記述の全体にわたって参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光学場または光学粒子、あるいはその任意の組み合わせによって表わされ得る。

本明細書に開示されている実施形態に関連して記載された種々の例示的な論理的なブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムのステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両者の組み合わせとして実施され得ることも分かるであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明らかに示すために、種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、それらの機能性に関して概ね上述に記載されている。このような機能性が、ハードウェアとして実施されるか、またはソフトウェアとして実施されるかは、個々の応用およびシステム全体に課された設計上の制約および個々の応用に依存する。熟練した技能をもつ者は、各個々の応用に対して異なるやり方で、記載された機能性を実施し得るが、そのような実施の決定は、本発明の範囲からの逸脱を招くものとして解釈されるべきではない。

本明細書に開示されている実施形態に関連して記載された種々の例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array, FPGA）または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートなゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートなハードウェア構成要素、あるいは本明細書に記載されている機能を実行するように設計された何れかの組み合わせで実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、その代わりに、何れかの従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態機械であってもよい。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰのコアと組み合された１つ以上のマイクロプロセッサ、または何れかの他のこのような構成としても実施され得る。

本明細書に開示されている実施形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはこの２つの組み合わせにおいて直接に具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはこの技術において知られている何れかの他の形態の記憶媒体内に存在し得る。例示的な記憶媒体はプロセッサに接続され、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、そこへ情報を書き込むことができるようにする。その代わりに、記憶媒体は、プロセッサと一体構成であってもよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在し得る。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に存在し得る。その代わりに、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内のディスクリートな構成要素として存在していてもよい。

開示された実施形態の上記説明は、当業者が本発明を構成または使用することを可能にすべく提供されている。これらの実施形態への種々の変更は当業者には容易に明らかになり、本明細書において定義されている一般的な原理は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は本明細書に示されている実施形態に制限されることを意図されるものではなく、本明細書に開示されている原理および新規な特徴と合致する最大の範囲に一致すべきものである。

本発明は、種々の実施形態、例、および実例に関連して記述されたが、本発明の趣旨から逸脱することなく修正できることが理解されるはずである。したがって、本発明は、特許請求項によってのみ制限される。

アクセス端末がネットワークの他のアクセス端末とのピアツウピア通信を支援する多重アクセスシステムのブロック図。 符号分割多重アクセス(Code-Division-Multiple-Access, CDMA)のセルラシステムとして実施される例示的な多重アクセスネットワークのシステムの図。 多重アクセスシステムの２つのアクセス端末間のピアツウピア通信の物理層プロトコルを示す図。 多重アクセスシステムの４つのアクセス端末間のピアツウピア通信の物理層プロトコルを示す図。 アクセス端末レベルにおける信号電力制御のための多数の受信チェーンの使用を示す図。 アクセス端末レベルにおける電力制御機構を示す表。 アクセス端末間でピアツウピア通信を行うＣＤＭＡ送信方式を示す図。 多数の受信チェーンについての実施形態を示すアクセス端末のＲＦセクションのブロック図。 多数の受信チェーンについての別の実施形態を示すアクセス端末のＲＦセクションのブロック図。 受信可能領域内の動作中のアクセス端末の電力制御を示すフローチャート。 受信可能領域外または許可されていない帯域の動作中のアクセス端末の電力制御を示すフローチャート。

符号の説明

100・・・多重アクセスネットワーク、102・・・ネットワークインフラストラクチャ、108・・・ポイントツウポイント通信、110・・・ピアツウピア通信、200・・・セルラネットワーク、202・・・セル、204・・・基地局、206・・・端末、806,821,830,930・・・ミキサ、822,832・・・信号ライン、844・・・発振器スイッチ、1000,1100・・・フローチャート。

Claims (48)

1. 多重アクセスネットワークにおいて、アクセス端末を操作する方法であって、
   アクセスネットワークの逆方向リンク上で少なくとも１つのアクセス端末からピアツウピア送信を受信することと、
   ネットワークおよび少なくとも１つのアクセス端末から電力制御コマンドを受信することと、
   電力制御コマンドに応答して送信電力レベルを調整することとを含む方法。
2. ネットワークからの電力制御コマンドが、ネットワークに対して起こされた干渉を低減するために送信電力レベルを低減するコマンドと、ネットワークフィンガロックを維持するために送信電力レベルを増加するコマンドとを含む請求項１記載の方法。
3. アクセス端末が多数の受信チェーンを含み、電力制御コマンドを受信する動作が、
   アクセスネットワークの順方向リンクに同調させられた受信チェーン上でネットワークから電力制御コマンドを受信することと、
   逆方向リンクに同調させられた受信チェーン上で少なくとも１つのアクセス端末から電力制御コマンドを受信することとを含む請求項１記載の方法。
4. ネットワークからの電力制御コマンドが、ネットワークに対して起こされた干渉を低減するために送信電力レベルを低減するコマンドと、ネットワークフィンガロックを維持するために送信電力レベルを増加するコマンドとを含む請求項３記載の方法。
5. 電力制御コマンドを受信する動作が、逆方向リンク上で少なくとも１つのアクセス端末から電力制御コマンドを受信することを含む 請求項１記載の方法。
6. 電力制御コマンドを受信する動作が、ネットワークの順方向リンク上でネットワークから電力制御コマンドを受信することを含む請求項１記載の方法。
7. 符号分割多重アクセス無線通信システムにおいて、第１の移動電話を操作する方法であって、
   システムの逆方向リンク上で少なくとも第２の移動電話からピアツウピア送信を受信することと、
   システムおよび第２の移動電話から電力制御コマンドを受信することと、
   電力制御コマンドに応答して、第１の移動電話の送信電力レベルを調整することとを含む方法。
8. システムからの電力制御コマンドが、システムに対して起こされた干渉を低減するために送信電力レベルを低減するコマンドと、システムフィンガロックを維持するために送信電力レベルを増加するコマンドとを含む請求項７記載の方法。
9. 第１の移動電話が多数の受信チェーンを含み、電力制御コマンドを受信する動作が、
   システムの順方向リンクに同調させられた受信チェーン上でシステムから電力制御コマンドを受信することと、
   逆方向リンクに同調させられた受信チェーン上で少なくとも第２の移動電話から電力制御コマンドを受信することとを含む請求項７記載の方法。
10. システムからの電力制御コマンドが、システムに対して起こされた干渉を低減するために送信電力レベルを低減するコマンドと、システムフィンガロックを維持するために送信電力レベルを増加するコマンドとを含む請求項９記載の方法。
11. 電力制御コマンドを受信する動作が、逆方向リンク上で少なくとも第２の移動電話から電力制御コマンドを受信することを含む請求項７記載の方法。
12. 電力制御コマンドを受信する動作が、システムの順方向リンク上でシステムから電力制御コマンドを受信することを含む請求項７記載の方法。
13. 多重アクセスネットワークにおいて、ピアツウピア通信のために第１のアクセス端末を操作する方法であって、
    第１のアクセス端末とピアツウピア通信している、ネットワークおよび少なくとも第２のアクセス端末から受信した電力に応答して、開ループ手続きによって第１のアクセス端末の送信電力レベルを調整することと、
    アクセスネットワークの逆方向リンク上で少なくとも第２のアクセス端末からピアツウピア送信を受信することと、
    システムおよび少なくとも第２のアクセス端末からの電力制御コマンドに応答して、閉ループによって第１のアクセス端末の送信電力レベルを調整することとを含む方法。
14. 第１のアクセス端末が多数の受信チェーンを含み、方法が、
    アクセスネットワークの順方向リンクに同調させられた受信チェーン上でネットワークから電力制御コマンドを含む通信を受信することと、
    逆方向リンクに同調させられた受信チェーン上で少なくとも１つのアクセス端末から電力制御コマンドを含む通信を受信することとをさらに含む請求項１３記載の方法。
15. ネットワークからの電力制御コマンドが、ネットワークに対して起こされた干渉を低減するために送信電力レベルを低減するコマンドと、ネットワークフィンガロックを維持するために送信電力レベルを増加するコマンドとを含む請求項１４記載の方法。
16. ネットワークからの電力制御コマンドが、ネットワークに対して起こされた干渉を低減するために送信電力レベルを低減するコマンドと、ネットワークフィンガロックを維持するために送信電力レベルを増加するコマンドとを含む請求項１４記載の方法。
17. 逆方向リンク上で少なくとも１つのアクセス端末から電力制御コマンドを受信する動作をさらに含む請求項１４記載の方法。
18. ネットワークの順方向リンク上でネットワークから電力制御コマンドを受信する動作をさらに含む請求項１４記載の方法。
19. 多重アクセスネットワークを操作する方法であって、
    ネットワークとアクセス端末との間のピアツウピア通信を設定することと、
    アクセス端末にピアツウピア送信を受信させることと、
    ネットワークからアクセス端末に電力制御コマンドを送信することと、
    アクセス端末とピアツウピア通信をしている少なくとも１つの他のアクセス端末から、アクセス端末に電力制御コマンドを送信することと、
    ネットワークからの電力制御コマンドと、少なくとも１つの他のアクセス端末からの電力制御コマンドとに応答して、アクセス端末の送信電力レベルを調整することとを含む方法。
20. ネットワークからアクセス端末へ電力制御コマンドを送信することが、ネットワークの順方向リンク上で電力制御コマンドを送信することを含む請求項１９記載の方法。
21. アクセス端末にピアツウピア送信を受信させることが、アクセス端末に、ネットワークの逆方向リンク上でピアツウピア送信を受信させることを含む請求項１９記載の方法。
22. アクセス端末へ少なくとも１つの他のアクセス端末から電力制御コマンドを送信することが、ネットワークの逆方向リンク上で電力制御コマンドを送信することを含む請求項１９記載の方法。
23. 遠隔局装置であって、
    符号分割多重アクセス無線通信システムの順方向リンク上で電力制御コマンドを含む通信を受信する第１の手段と、
    システムの逆方向リンク上で少なくとも１つの他の遠隔局装置から電力制御コマンドを含むピアツウピア通信を受信する第２の手段とを含む遠隔局装置。
24. 第１の手段が、順方向リンクに同調させられる第１の受信チェーンを含み、
    第２の手段が、逆方向リンクに同調させられる第２の受信チェーンを含む請求項２３記載の遠隔局装置。
25. 多重アクセスシステムにおけるピアツウピア通信のためのアクセス端末であって、
    システムの逆方向リンク上で通信を送信するための送信チェーンと、
    システムの順方向リンク上で通信を受信するための第１の受信チェーンと、
    システムの逆方向リンク上でピアツウピア通信を受信するための第２の受信チェーンとを含むアクセス端末。
26. 第２の受信チェーンが、順方向リンクダイバーシティ受信セクション、逆方向リンク受信セクション、復調セクション、および順方向リンクダイバーシティ受信セクションまたは逆方向リンク受信セクションの何れかを復調セクションに接続する少なくとも1つのスイッチを含む請求項２５記載のアクセス端末。
27. 第１のアンテナと、
    送信チェーンおよび第１の受信チェーンを第１のアンテナに接続するデュープレクサと、
    第２のアンテナと、
    順方向リンクダイバーシティ受信セクションまたは逆方向リンク受信セクションの何れかを復調セクションに接続する第１のスイッチと、第１のスイッチと協働して、順方向リンクダイバーシティ受信セクションまたは逆方向リンク受信セクションの何れかを第２のアンテナに接続する第２のスイッチとを含む少なくとも1つのスイッチとをさらに含む請求項２６記載のアクセス端末。
28. 第１のアンテナと、
    送信チェーンおよび第１の受信チェーンを第１のアンテナに接続するデュープレクサと、
    順方向リンクダイバーシティ受信セクションに接続された第２のアンテナと、
    逆方向リンク受信セクションに接続された第３のアンテナと、
    順方向リンクダイバーシティ受信セクションまたは逆方向リンク受信セクションの何れかを復調セクションに接続する少なくとも1つのスイッチとをさらに含む請求項２６記載のアクセス端末。
29. 多重アクセスネットワークにおいて、アクセス端末を操作する方法であって、
    アクセスネットワークの順方向リンク上でアクセスネットワークからネットワーク管理送信を受信することと、
    アクセスネットワークの逆方向リンク上で少なくとも１つのアクセス端末からピアツウピア送信を受信することと、
    逆方向リンク上で少なくとも１つのアクセス端末にピアツウピア送信を与えることとを含む方法。
30. ネットワーク管理送信を受信することが、ネットワークから電力制御コマンドを受信することを含み、
    ピアツウピア送信を受信することが、少なくとも１つのアクセス端末から電力制御コマンドおよびデータを受信することを含む請求項２９記載の方法。
31. 電力制御コマンドに応答して、アクセス端末の送信電力レベルを調整することをさらに含む請求項３０記載の方法。
32. 多重アクセスネットワークにおけるピアツウピア通信のためにアクセス端末を操作する方法であって、
    多重アクセスネットワークの逆方向リンク上で少なくとも１つのピアのアクセス端末にピアツウピア通信を送信することと、
    多重アクセスネットワークの逆方向リンク上で少なくとも１つのピアのアクセス端末からピアツウピア通信を受信することとを含む方法。
33. 送信および受信が、逆方向リンクの送信スロットで行われる請求項３２記載の方法。
34. Ｎ≧２として、アクセス端末が、Ｎ個のピアのアクセス端末の中の第１のピアのアクセス端末であり、送信スロットが、Ｎ個の部分へ分割される方法であって、
    送信スロットの第１の部分の間に、ピアツウピア通信を送信する第１のピアのアクセス端末と、
    送信スロットの少なくとも第２のものの間に、第２のピアのアクセス端末からピアツウピア通信を受信する第１のピアのアクセス端末とを含む請求項３３記載の方法。
35. Ｎ≧２として、アクセス端末が、Ｎ個のピアのアクセス端末の中の第１のピアのアクセス端末であり、送信スロットが、第１および第２の部分へ分割される方法であって、
    アクセス符号分割符号を、残りのＮ−１個のピアのアクセス端末の各々に割り当てることと、
    第１のピアのアクセス端末が、送信スロットの第１の部分の間に、ピアツウピア通信を送信することと、
    第１のピアのアクセス端末が、第２のピアのアクセス端末から、送信スロットの第２のものの間に、第２のピアのアクセス端末に割り当てられた符号上で、ピアツウピア通信を受信することとをさらに含む請求項３３記載の方法。
36. 第１の部分が送信スロットの４分の３であり、第２の部分が送信スロットの４分の１である請求項３５記載の方法。
37. 使用可能なチャネルリストを受信することと、
    送信のためのチャネルを選択することとをさらに含む請求項３２記載の方法。
38. チャネルの好ましいローミングリストを受信することと、
    ピアツウピアのチャネルの使用可能性を判断することとをさらに含む請求項３２記載の方法。
39. ピアツウピアチャネルの使用可能性を判断することが、
    基地局の識別子(identification, ID)を使用して、ピアツウピアチャネルの使用可能性を判断することを含む請求項３８記載の方法。
40. 各ピアのアクセス端末の識別子(ＩＤ)を連結することによってハッシュ値を形成することと、
    ハッシュ関数を行って、ピアツウピア通信に対する数多くの周波数チャネルの使用可能性を出力することとをさらに含む請求項３２記載の方法。
41. ピアツウピア通信に使用可能な別のチャネルへ移るために、ピアのアクセス端末間でネゴシエートすることをさらに含む請求項４０記載の方法。
42. ハッシュ値を形成することが、
    ピアグループの全てのメンバのＩＤを連結することによって、ハッシュ値を形成することを含む請求項４１記載の方法。
43. 多重アクセスネットワークの逆方向リンク上で少なくとも１つのピアのアクセス端末にピアツウピア通信を送信する第１の手段と、
    多重アクセスネットワークの逆方向リンク上で少なくとも１つのピアのアクセス端末からピアツウピア通信を受信する第２の手段とを含む遠隔局装置。
44. 使用可能なチャネルリストを受信する手段と、
    送信のためのチャネルを選択する手段とをさらに含む請求項４３記載の装置。
45. チャネルの好ましいローミングリストを受信する手段と、
    ピアツウピアチャネルの使用可能性を判断する手段とをさらに含む請求項４３記載の装置。
46. 各ピアのアクセス端末の識別子(ＩＤ)を連結することによって、ハッシュ値を形成する手段と、
    ハッシュ関数を行って、ピアツウピア通信に使用可能な数多くの周波数チャネルを出力する手段とをさらに含む請求項４３記載の方法。
47. ピアツウピア通信に使用可能な別のチャネルへ移るために、ピアのアクセス端末間でネゴシエートする手段をさらに含む請求項４６記載の方法。
48. ハッシュ値を形成する手段が、
    ピアグループの全てのメンバのＩＤを連結することによって、ハッシュ値を形成する手段をさらに含む請求項４７記載の方法。

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