JP2008522510A - 効率的なプッシュ・トゥ・トーク（ｐｔｔ）通信システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

無線電話のセルラネットワークにおける効率的なプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）通信システムおよび方法を提供する。方法には、セルラ無線電話ネットワークにおけるＰＴＴセッション開始を受信するステップと、近傍にある複数の共通ＰＴＴセッション移動局をグループと特定するステップと、共用順方向リンクチャネルを前記グループに割り当てるステップと、前記共用チャネル上でＰＴＴステートメントを、前記順方向リンクを介して送信するステップが含まれる。前記共用チャネルは、ブロードキャストチャネル、順方向共通制御チャネルまたはページングチャネルなどの、共用トラフィックチャネルまたは共通チャネルであっても良い。前記共用順方向リンクチャネルは、回路交換またはＩＰパケットデータシステムのどちらか一方に用いることができる。また、前記共用順方向リンクチャネルは、共用順方向基本チャネル以外に、共用順方向予備チャネルを含んでも良い。
【選択図】図３

Description

発明の詳細な説明

［発明の背景］
本発明は、一般的に無線電話通信に関し、特に、効率的な半二重のプッシュ・トゥ・トーク無線電話通信システムおよび方法に関する。

従来のプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）システムは、半二重通信システム、1対１通信システムまたは１対多数の通信システムである。ＰＴＴは、多くのアプリケーションにとって便利であるため、ＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００、Global
Systems for Mobile Communication（ＧＳＭ）などの全二重無線システムに実現されている。これらの全二重無線通信システムにおいて、ＰＴＴは、回路交換システムまたはパケットデータアクセスシステムにおいて実行される、Voice
over IP（ＶｏＩＰ）を用いて実現されることが多い。ＶｏＩＰは、インターネットプロトコル上の全二重音声呼と関連付けられることが多いが、半二重ＰＴＴシステムをサポートするために用いることもできる。

回路交換ネットワークまたはパケットデータネットワーク上でＶｏＩＰアプリケーションを用いる従来のＰＴＴコールでは、発信側の移動局は、電話番号、電子メールアドレス、識別番号、グループ番号など、着信側を特定する情報を提供してＰＴＴ呼を開始する。着信側、または着信側のグループは、グループリストから選択しても良い。基地局は、ＰＴＴ要求をＰＴＴサーバへ通信する。

そして、ＰＴＴサーバは、着信側のネットワークを介して着信側に対して送信勧誘を送信する。ＰＴＴサーバは、ＰＴＴセッション期間中におけるＰＴＴシグナリングおよび呼制御を処理する。通常、ＰＴＴサーバ〜ＰＴＴクライアント間のシグナリングは、Session
Initiation Protocol （ＳＩＰ）を介して達成される。ＳＩＰは、クライアントのネットワークによってサポートされているひとつ以上の物理チャネル上を伝達されても良い。ＰＴＴサーバは、独立した物理エンティティであっても良いし、ネットワークの一部に組み込まれていても良い。当該サーバは、ネットワーク間または基地局間の仲介者として機能しても良い。着信側は、ページングされ、そのページングに応答して、ＰＴＴ通信を受けることが可能であることを示す。本明細書で用いるように、ＰＴＴ通信とは、一般的には、Press-to-talk
over Cellular （ＰｏＣ）、または他の名称で呼ばれる半二重通信を説明するためのものである。

例えば、発信側の移動局は、単一または複数の着信側を送信勧誘するために、short data burst （ＳＤＢ）メッセージを基地局に送信することで、ＰＴＴセッションを開始する。ＳＤＢメッセージは、トラフィックチャネルとは対照的に、共用チャネルまたは共通チャネル上を送信されるパケットである。基地局は、応答（ＡＣＫ）メッセージを発信側移動体に送信し、ＳＤＢメッセージの受信を通知する。ＡＣＫメッセージを受信すると、発信側移動体は、ＰＴＴ通信を処理するためにトラフィックチャネルを割り当てることを要求する発信メッセージを送信する。ＰＴＴサーバは、送信勧誘通知を受信した後、共用の共通チャネル上で送信勧誘を送信し、着信側をＰＴＴセッションに送信勧誘する。着信側は、この送信勧誘に応答し、このＰＴＴセッションのためのトラフィックチャネルを要求する。

一旦呼が確立すると、通信は、１人のユーザだけしか１度に送信できず、他の全てのユーザは受ける（聞く）だけの双方向無線通信と同様に、本来、半二重通信である。そのため、ＰＴＴコールには、発信側（第１の移動体）と基地局との間に確立した逆方向リンクのトラフィックチャネル上で通信される音声パケットがある。同時に、順方向リンクのトラフィックチャネルは、基地局と着信側（第２の移動体）との間でパケットを送受する。第２の移動体がフロアを有する場合、逆方向リンクは、第２の移動体と基地局との間に確立され、順方向リンクのトラフィックチャネルは、第１の移動体に対して確立される。

無線電話ネットワークは、本来、回路交換音声通信用に設計されたものであるが、従来、インスタントメッセージや電子メールの閲覧など、双方向のパケット交換によるパケット化したデータサービスをサポートしている。無線データコールは、従来のインターネットプロトコル（ＩＰ）のパケットに基づいたサービスアプリケーションをサポートするように適合されており、再送信の機能を含んでいても良い。ＰＴＴセッションは、回路交換音声チャネルを用いて有効とすることができるが、ＰＴＴアプリケーションは、通常、ＩＰパケットトランスポートを回路交換通信の代替として利用する。ＩＰベースのパケットネットワークを用いて、ＰＴＴ通信をサポートすることができる。パケットデータサービスに対しては、アクセスネットワーク（ＡＮ）が基地局として機能する。

ＰＴＴセッションは、無線ネットワーク上の1対1または1対多数の半二重通信コール用のエンド・トゥ・エンド通信機能を特徴とする。ネットワークは、ＩＰベースのでも、ＩＰベースでないものでも良い。ＰＴＴコールは、半二重コールなので、フロア（発話）を有するユーザだけが、ユーザデータ（または、パケット）をサポートするために逆方向リンクにおける個別チャネルを必要とする。ＰＴＴグループの他のユーザは、情報を受信するために順方向リンクにおける専用チャネルだけを必要とする。

多くの場合、ビジネス電話会議シナリオなどのように、数名のユーザが同じＰＴＴセッションに参加しても良い。他の1対多数のシナリオには、例えば、会議の場所を決めようとして友人間でチャットしたり、作業場の各持ち場に配置された従業員のグループに対して現場監督が指示を出したりすることが含まれる。これらの状況において、多くの受信側の移動体は、対応する数の独立したトラフィックチャネル上で全く同じ伝送内容を同時に受信している。従来、ＰＴＴセッションの管理は、ＰＴＴグループ内のユーザの位置に関係なく処理されてきた。高速パケットデータ（ＨＲＰＤ）システムにおいて、ＰＴＴユーザが話したい時（すなわち、プッシュ・トゥ・トーク）、ＰＴＴユーザのアクセスターミナル（ＡＴ）は、音声パケットをアクセスネットワーク（ＡＮ）にアップロードする。ＰＴＴセッションの管理機能は、音声パケットを一旦取得すると、ＡＮに指示して音声パケットをグループ内の他の全ユーザに配信する。ＡＮは、グループ内の全てのユーザを、ネットワークにおける個々のデータユーザとして取り扱う。ＡＮは、ネットワークにおけるスケジューラのステータスに基づいて、リソースに余裕のある受信側ＰＴＴユーザにパケットを配信する。ネットワークのより高度な実現においては、ＰＴＴユーザの緊急性を考慮に入れ、ＡＮは、サービス品質（ＱｏＳ）を用いて遅延ができるだけ少ないユーザに音声パケットを配信するが、配信は、依然としてユーザ毎に提供されている。

従って、当技術分野においては、ＰＴＴ通信用の効率的リソース配分システムおよび方法に対する必要性が強い。

［発明の要約］
ＰＴＴセッションに参加している複数の移動局が、近傍、例えば、共通セクタにおいて近接して配置されていると判断することができる時に、無線電話のトラフィックチャネルの管理をより効率的にするシステムおよび方法を説明する。この場合、セクタを提供する基地局（ＢＳ）は、ＰＴＴセッション順方向リンク送信を共用チャネル上で送信する。すなわち、全く同じＰＴＴ通信を送信するために、いくつかの個別のトラフィックチャネルを用いる代わりに、ＢＳが、共用トラフィックチャネルまたはブロードキャストトラフィックのどちらかを確立し、順方向リンクにおけるＰＴＴグループにサービスを提供する。

従って、無線電話のセルラネットワークにおける効率的なＰＴＴ通信方法が提供される。この方法には、ＰＴＴセッションの開始を受信するステップと、近傍にある複数の共通ＰＴＴセッション移動局をグループとして特定するステップと、共用順方向リンクチャネルをグループに割り当てるステップと、順方向リンクを介して共用チャネル上でＰＴＴステートメントを送信するステップとが含まれる。

上述したように、共用チャネルは、ブロードキャストチャネル、順方向共通制御チャネルまたはページングチャネルなどの共用トラフィックチャネル、または共通チャネルであっても良い。ＣＤＭＡネットワークにおいて、共用チャネルは、ブロードキャスト制御チャネル、順方向共通制御チャネルまたはページングチャネルなどの順方向トラフィックチャネル、または順方向共通チャネルであっても良い。一態様において、共用順方向リンクチャネルは、回路交換またはＩＰパケットデータシステムの種類と関連付けられる。また、共用順方向リンクチャネルは、共用順方向基本チャネルを提供すること以外に、共用順方向予備チャネルを含んでも良い。予備チャネルは、基本チャネルのデータ速度が遅く、オーバーヘッドが大きい場合や、音声以外のメディアが通信される場合において、有用である。

前記方法が採用され得るネットワークの例には、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、ｃｄｍａ２０００、Universal Mobile
Telecommunication System（ＵＭＴＳ）、Global Systems for Mobile Communication（ＧＳＭ）などが含まれる。例えば、ＣＤＭＡネットワークにおいて共用順方向リンクチャネルは、共用ウォルシュコード、および共用パブリックロングコードマスク（ＰＬＣＭ）を用いてＰＴＴグループにチャネルを割り当てることによって作成しても良い。共用コード情報は、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、チャネル割当メッセージまたはショートデータバースト（ＳＤＢ）メッセージなどの予備通信の結果として確立されても良い。ＧＳＭ無線電話ネットワークにおいて、共用順方向リンクチャネルは、ＰＴＴグループに割り当てられる共通のタイムスロットであっても良い。

前記方法の他の態様において、グループ内の比較的多くの移動体が共通ＰＴＴセッションに参加していることが分かっている場合、その情報を用いて、ＰＰＴユーザでないユーザが、セクタリソースをより簡単に利用可能とすることができる。例えば、セクタにおける比較的多くの移動体が共通のＰＴＴセッションに参加している場合、ＰＴＴユーザは、通常、低速なデータ速度、および少ないリソースを基地局から要求するだけであるため、要求移動局に対して順方向リンクにおいて、より高速なデータ速度が可能となる。

効率的なＰＴＴ通信用の上記方法、および前記無線電話システムのさらなる詳細を以下に説明する。

［詳細な説明］
図１は、一実施形態による無線電話のセルラネットワークにおける効率的なプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）通信システム例の概略ブロック図である。システム１００は、無線インターフェース１０３を有する基地局（ＢＳ）１０２を備え、複数の基地局（ＭＳ）１０６との共通ＰＴＴセッションをサポートする。無線インターフェースには、アンテナ、およびトランシーバの構成要素が含まれる。順方向リンク通信は、識別子１０４ａと識別子１０４ｃによって表され、逆方向リンク通信は、識別子１０４ｂと識別子１０４ｄによって表される。基地局制御装置（ＢＳＣ）１０８は、ライン１１０上においてＢＳ１０２とのインターフェースを有する。ＢＳＣ１０８は、（互いに）近傍に位置する複数の共通ＰＴＴセッション移動局１０６をグループ１１２として特定し、ＰＴＴ共用チャネルメッセージをＢＳ１０２に送信する。本開示においてグループ１１２を、「共通ＰＴＴグループ」とも呼ぶことにする。一実施形態において、移動局１０６は、全て同じセクタにある。しかしながら、特別な状況下において、ＢＳは、ＢＳ１０２によってサービスを提供されるセクタのユニットの近くに、他のセクタのいくつかのユニットが位置付けられている場合、これらのユニットとの共通ＰＴＴセッションをサポートしても良い。例えば、ＢＳは、ＰＴＴセッションにおける移動局が別のセクタにハンドオフされたとしても、これらのユニットとの通信を保持しても良い。以下に説明するように、移動局のグループのメンバーは、いくつかの状況下において、潜在的にそれぞれ異なるセクタに属しても良い。

ＢＳ１０２は、共用順方向リンクチャネルをグループ１１２に割り当て、順方向リンクを介して共用チャネル上でＰＴＴステートメントを送信する。本明細書で用いるように、「ＰＴＴステートメント」は、単一のＰＴＴ送信またはＰＴＴボタンが押下されている状態の全時間中にＰＴＴ「発話者」によって送信される情報となるようになっている。なお、移動局１１３ａと移動局１１３ｂは、ＢＳ１０２によってサービスを提供されるセクタにあるが、グループ１１２とのＰＴＴセッションには参加していないことに留意されたい。一方、移動局１１６は、基地局１１４によってサービスを提供されるセクタに位置しており、グループ１１２の移動局と同じＰＴＴセッションに参加している。通常、無線ネットワークには、多くの接続されたＢＳが含まれる。簡単にするために、第２のＢＳ１１４を、ＢＳＣ１０８に接続して示す。図示されているように、移動局１１６は、逆方向リンク１０４ｂを使用する「発話中の」ＰＴＴ移動体である。移動局１０６は、順方向リンク１０４ａを用いて聴取している。

ＢＳ、ＢＳＣという用語は、システム１００がＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００、ＵＭＴＳ、ＦＬＡＳＨ−ＯＦＤＭ、ＩＥＥＥ８０２．１８、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＧＳＭなどのネットワークにおいて用いることができるように、一般的であることが意図されている。一般的に、ＢＳ、ＢＳＣ、および移動体または移動局（ＭＳ）といった用語は、回路交換ネットワークにさらに適用可能である。第三世代無線データネットワークにおいて、ＢＳは、アクセスネットワーク（ＡＮ）と呼ばれ、ＢＳＣは、より適切には、コアネットワーク（ＣＮ）パケットデータサービスネットワーク（ＰＤＳＮ）、またはＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）と呼ばれており、ＭＳは、アクセスターミナル（ＡＴ）と呼ばれている。

他の実施形態において、位置決定エンティティ（ＰＤＥ）１２０は、移動局から位置データを受信し、そのデータは、ＢＳ１０２を介してＢＳＣ１０８に中継される。例えば、移動体は、グローバルポジショニングサテライト（ＧＰＳ）受信機を備えても良く、位置データの受信は、他の従来の工程におけるステップであっても良い。あるいは、移動体の位置情報を位置計算の結果として導き出しても良い。しかしながら、位置データを受信すると、ＢＳＣ１０８は、共通ＰＴＴセッション移動局の位置を記し、近傍、または共通セクタにおいて近接して位置する移動局をグループ１１２として特定する。なお、ある状況下においては、ソフトハンドオフのシナリオのように、技術的にセクタの外にある移動局をグループ１１２の部分として含んでも良い。同様に、技術的にセクタ内にある移動体をグループから排除しても良い。

通常、セクタ情報は、どのユーザを一緒にグループ化すべきかを決定するには十分である。基地局は、この情報を容易に入手することができる。移動局は、受信したセクタのパイロット強度を基地局に対して常に報告する。これは、ハンドオフシナリオ用だけではなくセクタ識別用としても用いることができる。しかしながら、位置情報も入手可能である場合、基地局は、この情報を適宜用いてグループを微調整することができる。例えば、移動局がセクタの端にある場合、この移動局は、すぐに他のセクタに移動する（すなわち、他のセクタへハンドオフする）可能性があるので、基地局は、グループにおけるこの移動局をこのセクタに入れたくないかもしれない。また、移動局が向かうセクタを追跡したり予測したりする際に、位置が基地局を補助しても良い。よって、位置情報は、近隣グループにおける移動局を確立する際に有用であり得る。

ＢＳ１０２は、共用トラフィックチャネルまたは共通チャネルのどちらか一方である共用順方向リンクチャネルを割り当てても良い。なお、トラフィックチャネル、および共通チャネルの詳細は、ネットワーク間によって変わる。しかしながら、従来、トラフィックチャネルは、単一の移動局に割り当てられるチャネルであると理解されており、一方、共通チャネルは、複数の移動体と通信することができるチャネルであると理解されている。共用ＰＴＴ順方向リンクチャネルとして用いられても良い共通チャネルのいくつかの例には、ブロードキャストチャネル、順方向ブロードキャスト制御チャネル、順方向共通制御チャネルまたはページングチャネルが含まれる。ＣＤＭＡネットワークにおいては、共用チャネルは、ブロードキャスト制御チャネル、順方向共通制御チャネルまたはページングチャネルなどの順方向トラフィックチャネル、または順方向共通チャネルである。

他の実施形態において、共用順方向リンクチャネルは、回路交換またはインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットデータシステムのどちらか一方におけるチャネルである。また、ＢＳ１０２は、共用順方向基本チャネル、および共用順方向予備チャネルを割り当てても良い。基本チャネルのデータ速度が遅く、またはオーバーヘッドが大きいためにデータ速度の効率が悪い場合、予備チャネルを用いても良い。そして、データは、両チャネル上で配布される。あるいは、予備チャネルを用いて、音声以外のメディアを配布することができる。例えば、予備チャネルは、基本チャネルにおける音声解説をサポートする高データ速度のビデオであっても良い。また、いくつかの実施形態においては、基本チャネルは、回路交換であっても良く、一方、予備チャネルは、ＩＰパケットデータであっても良い。

ＣＤＭＡ無線電話ネットワークにおいて、ＢＳ１０２は、共用ウォルシュコード、および共用パブリックロングコードマスク（ＰＬＣＭ）を用いて、グループにチャネルを割り当てても良い。これらの共用コードを用いて、共用トラフィックチャネルまたはＰＴＴグループブロードキャストチャネルのどちらか一方をサポートすることができる。比較的多くのウォルシュコードがあるので、共用ＰＬＣＭの割り当ては、大きな懸念である。当技術分野では公知であるが、移動局は、全て同じ長さのＰＬＣＭを使用する。ＢＳが、コードシークエンスまたはレジスタの開始をＢＳによって移動体に信号として送ることができる場合、ＰＬＣＭは、共用コードと見なすことができる。一実施形態において、ＢＳ１０２は、ＳＭＳ、チャネル割当メッセージまたはＳＤＢメッセージなどの予備通信を送信することによりグループ１１２に共用ＰＬＣＭを割り当てる。

他の実施形態において、ＢＳ１０２は、ＳＭＳまたはＳＤＢなどの予備通信を送信して、移動局１０６がブロードキャストチャネル／マルチキャストチャネル（ＢＣＭＣ）共用トラフィックチャネルＰＴＴセッションに登録することを要求しても良い。また、他の実施形態において、ＢＳ１０２は、ＢＣＭＣサービスパラメータメッセージなどの移動局がＰＴＴセッションに参加するために必要な情報を含むＰＴＴサービスパラメータメッセージを送信する。セクタ内の移動局は、レジストレーションメッセージで、逆方向リンク１０４ｂを介してＢＳＣ１０２に応答する。ＢＳＣ１０８は、レジストレーションメッセージを送信する移動局をグループとして特定する。そして、ＢＳ１０２は、グループ１１２にＢＣＭＣトラフィックチャネルを共用順方向リンクチャネルとして割り当てる。なお、ＢＣＭＣチャネルは、従来、「プッシュ」順方向リンクサービスとしてのみ用いられ、ＢＣＭＣを使用するＰＴＴセッションは、「発話中」の移動体からの逆方向リンク上のトラフィックチャネルを依然として使用する必要がある。

ＧＳＭ無線ネットワークにおいて、ＢＳは、グループ１１２に共用順方向リンクチャネルとして共通タイムスロットを割り当てても良い。同じタイムスロットを割り当てる他に、ＢＳ１０２は、グループに共通周波数を割り当てても良い。また、共通タイムスロット／共通周波数は、共用トラフィックチャネルまたはブロードキャストチャネルの特別な形態のどちらか一方であっても良い。

無線ネットワークの種類に関係なく、ＰＴＴセッションに参加していない移動体は共用チャネルにアクセスすることから除外されることが好ましいので、ブロードキャストチャネル、および共用トラフィックチャネルを使用することで、セキュリティの問題が生じる。よって、一実施形態において、ＢＳ１０２は、順方向リンク１０４ａを介して送信されたＰＴＴステートメント送信を暗号化する。この暗号化のステップは、従来の認証工程に加えて発生する。例えば、ＢＳ１０２は、ＰＴＴステートメントをアプリケーションレベルで復号するために、復号鍵をＰＴＴセッション開始メッセージに入れてのグループ１１２の移動局に対して送信しても良い。ＰＴＴセッション開始メッセージは、ＳＭＳまたはＳＤＢメッセージの形式であっても良い。ＢＳ１０２がＣＤＭＡ無線電話ネットワークの一部である他の実施形態において、ＢＳは、ＰＴＴステートメントを、拡散コードを用いて暗号化する。例えば、暗号化は、共用ウォルシュコード、およびＰＬＣＭコードをＰＴＴグループ１１２の外にある移動体から守る試みに基づいている。

他の実施形態において、暗号化／セキュリティは、Ｒ−ＵＩＭ、ＳＩＭまたはＵＳＩＭを適宜用いて処理することもできる。また、セキュリティアルゴリズムを呼び出すアプリケーションを用いることもできる。この追加のアプリケーションは、グループへの登録の一部であっても良い。

ＰＴＴ順方向リンク通信用の共用順方向リンクチャネルを用いることで、セクタにおける他のネットワークリソースの効率的な配分が引き起こされ得る。例えば、ＢＳＣ１０８は、グループ１１２内のメンバー数をセクタにおける順方向リンクトラフィックチャネルを使用する移動局の総数と比較し、ＰＴＴ順方向コール率を生成しても良い。図１に示したように、コール率は３／５である。この率は、実際には非現実的に高く、説明のために用いたまでである。ＢＳＣ１０８は、ＰＴＴ順方向コール率を閾値と比較し、ＰＴＴ順方向リンクコール率が閾値より大きい場合、ＢＳＣは、順方向リンク速度更新メッセージをＢＳ１０２に送信する。この例では、閾値を０．５とする場合、ＢＳＣ１０８は、順方向リンク速度更新メッセージを送信する。そして、ＢＳは、要求移動局に対して順方向リンクにおいて、より高速なデータ速度を可能とする。例えば、ＢＳ１０２は、要求があれば、より高速なデータ速度のリンクを移動体１１３ａおよび移動体１１３ｂに与える。つまり、セクタ（グループ１１２）における比較的多数の移動局は、データ速度の速いチャネルを要求しないという公知の事実に基づいて、この決定を行うことができる。通常、単一のセクタには、多くのＰＴＴセッションユーザがいる可能性がある。例えば、航空機の保守チームで、ひとつのセクタにおいて２０名以上のメンバーが働いていたとする。使用する率は、ＢＳが通常決定を下す際に用いる基準値より、少なくとも１レベル上である。５名のＰＴＴセッションユーザと、３名のセッションユーザでないユーザがおり、５名を組み合わせる場合、ＢＳは、セクタに４名のユーザが事実上いることをみなすことができ、３名だけがより高速なデータ速度を要求すると予測することができる。ＰＴＴユーザは、固定率を割り当てられているかもしれない。ＨＲＰＤのシナリオでは、５名のユーザは、全てひとつのスロットに対してスケジュールされており、他の３名のユーザだけが、スケジュールされる必要がある。

セクタ内のＰＴＴユーザでないユーザに対してより高速なデータ速度を提供する他の手法として、基地局は、基地局で利用可能な全逆方向送信電力などの性能指数に基づいて、閾値をモニタすることができる。何人かのＰＴＴユーザが、同じトラフィックチャネルまたは共通チャネルをセクタにおいて共用している場合、基地局は、セクタ内のＰＴＴユーザでないユーザに対して、さらに高い逆方向送信電力を持つことになる。逆方向電力を用いて、ＰＴＴユーザでないユーザに対してより高速なデータ速度を提供することができる。

同様に、ＢＳＣ１０８は、グループ１１２のメンバー数を、セクタにおける逆方向リンクトラフィックチャネルを用いる移動体の総数と比較し、ＰＴＴ逆方向コール率を生成することができる。ＢＳＣ１０８は、ＰＴＴ逆方向コール率を閾値と比較し、ＰＴＴ逆方向コール率が、閾値より大きい場合、ＢＳＣは、逆方向リンク速度更新メッセージをＢＳ１０２に送信する。そして、ＢＳ１０２は、要求移動局に対して逆方向リンクにおいて、より高速なデータ速度を可能とする。ＢＳが、より正確にはアクセスネットワークと呼ばれるＨＲＰＤネットワークにおいて、ＡＮ１０２は、逆方向アクティビティビット（ＲＡＢ）をゼロとする。これにより、少なくともより高速なデータ速度を探している移動体のサブセットが高速のデータリンクを受信する可能性を高くすることができる。

図２は、効率的なＰＴＴシステム１００の他の実施形態を説明する図１の概略ブロック図である。ここでは、ＢＳ１０２は、ＰＴＴステートメント送信に続いて、逆方向リンクを介して（前の）グループにおける移動局から新規のＰＴＴステートメントを受信する。移動局は、図１のＰＴＴグループ１１２の一部であったユニット１０６ａである。ＢＳＣ１０８は、セクタ内の複数の共通ＰＴＴセッション移動局を（新規の）グループとして再度特定する。この例では、移動局１０６ｂは、グループ１１２ａである。ＢＳ１０２は、共用順方向リンクチャネルを再度特定されたグループ１１２ａに割り当て、共用チャネル上で新規のＰＴＴステートメントを、順方向リンクを介して送信する。

図６は、図１の移動局１０６の視点から見た、効率的なＰＴＴ通信システムの概略ブロック図である。図１および図６の両方を検討すると、複数の移動局１０６は、近傍に位置付けられ、共通ＰＴＴセッションに参加している。上述したように、これらの移動体がグループ１１２を構成している。通常、グループ内の全ての移動局は、同じセクタにおいて近接して配置されている。各移動局１０６には、参加している時には送信し、参加していない時には受信するＰＴＴボタンインターフェース６０２を有するＰＴＴアプリケーション６００が含まれる。例えば、ボタン６０２は、特にＰＴＴで用いるための専用ボタンとすることができる。あるいは、ボタン６０２は、「送信」ボタンなど、電話のキーパッド上の予め定義されたソフトキーまたはマルチファンクションキーであっても良い。アンテナとトランシーバの組み合わせとして示した無線インターフェース６０４は、ライン６０６上に接続を持ち、ＰＴＴアプリケーションに応答するようになっている。無線インターフェース６０４は、ボタン６０２が押下された時には、逆方向リンク６０８を介して半二重送信を送信し、ボタンが押下されていない時には、共用順方向リンクチャネル６１０上で半二重送信を受信する。ＰＴＴアプリケーション６０２は、共用順方向リンクチャネル上で受信した情報を共通ＰＴＴステートメントとして処理する。

移動局の無線インターフェース６０４は、共用順方向リンクチャネル６１０を、共用トラフィックチャネルまたは共通チャネルとして受信する。共通チャネルを受信した場合、それは、例えば、ブロードキャストチャネル、順方向共通制御チャネル、順方向ブロードキャスト制御チャネルまたはページングチャネルなどであっても良い。また、共用順方向リンクチャネル６１０は、回路交換システムまたはＩＰパケットデータシステムのどちらか一方において使用することができる。共用順方向基本チャネルを受信する他に、移動局の無線インターフェース６１０は、共用順方向予備チャネルを受信しても良い。

移動局１０６が、ＣＤＭＡ無線電話ネットワークのメンバーである場合、無線インターフェース６１０は、例えば、共用ウォルシュコード、および共用ＰＬＣＭを用いてチャネル６１０を受信しても良い。一実施形態において、無線インターフェース６１０は、ＳＭＳ、チャネル割当メッセージ、またはＳＤＭメッセージなどの予備通信において、共用ＰＬＣＭを受信する。他の実施形態において、移動局のＰＴＴアプリケーション６０２は、ＢＣＭＣ共用トラフィックチャネルＰＴＴセッションへの登録を要求する予備通信を開始しても良い。あるいは、移動局１０６が、ＧＳＭ無線電話ネットワークのメンバーである場合、無線インターフェース６１０は、共通タイムスロットを共用順方向リンクチャネル６１０として受信する。

（機能説明）
上述したシステムは、従来のＰＴＴ通信に比べいくつかの利点を有する。例えば、同じステートメント（音声パケット）を、複数の個別チャネルを使用して、パケットを重複させることなく同じセクタにおける共通グループ内の全てのＰＴＴユーザに対して送信しても良い。一実施形態において、同じＰＬＣＭをそのグループ内の全ての移動体に使用する。他の実施形態において、ＰＴＴステートメントを同じセクタ内の全てのユーザに対してブロードキャストメッセージを介して送信しても良い。どちらの手法も、ＨＲＰＤシステム、およびｃｄｍａ２０００ １×システムに適用可能とすることができる。

アクセスネットワークが、同じＰＴＴセッションに属するＮ名のユーザを関連付けることができる場合、ネットワークは、ＰＴＴ聴取者を可能な限り近くにスケジュールして、音声パケットの送信の際における潜在的な遅延を低減できるはずである。この種の管理は、セクタ毎に行うことができる。

ユーザがひとつのセルに集中している時に、その最大限の恩恵を享受することができる。グループが大きければ大きいほど、その恩恵は益々重要性を増す。また、ＰＴＴシステムは、複数のグループおよび複数のセルに対してアプリケーションを有する。

上述したように、ＰＴＴシステムを用いて、ＨＲＰＤネットワークにおけるＲＡＢを変えることができる。ＲＡＢは、逆方向リンクの負担を管理するために用いられる。特定のセクタにおいて、何名かのＰＴＴユーザが聴取している時は、アクティビティがほとんどないので、ＲＡＢは、０とすることができる。ＰＴＴユーザが聴取者であり、データを送信していない場合、セクタ内の他のユーザは、それらのリソースを用いることができなければならない。また、ネットワークリソースは、ＰＴＴ聴取者が、通常、９．６ｋｂｐｓなど、遅いデータ速度チャネルしか要求しないとの仮定に基づいて割り当てられる。

図３は、一実施形態による無線電話のセルラネットワークにおける効率的なＰＴＴ通信方法を説明するフローチャートである。この方法は、明確にするために、番号を付けたステップのシークエンスとして描かれているが、特に言及しない限り、番号付けから意味される順番はない。なお、これらのいくつかのステップは、省略しても、並行して実行しても、シークエンスの厳密な順番を維持せずに実行されても良いことに留意されたい。方法は、ステップ３００から始まる。

ステップ３０２では、セルラ無線電話ネットワークにおける移動局からのＰＴＴセッション開始を受信する。ステップ３０４では、近傍にある複数の共通ＰＴＴセッション移動局を特定する。例えば、グループ移動局は、全て同じセクタにあっても良い。例えば、基地局は、共通ＰＴＴセッション移動局の位置を追跡し、記録することができる（例えば、図１のＭＳ１０６は、共通ＰＴＴセッションの一部である）。そして、基地局は、共通セクタ内に近接して配置されている移動局をグループとして特定することができる（例えば、近接して配置されたＭＳ１０６は、図１のグループ１１２として特定される）。

ある特定の実施形態によると、セクタ内の複数の共通ＰＴＴセッション移動局を、ステップＳ３０４においてグループとして特定することには、サブステップ３０４Ａからサブステップ３０４Ｃまでを含む。ステップ３０４Ａにおいて、セクタ内の複数の移動局は、ＢＣＭＣサービスパラメータメッセージなどの、基地局が送信したＰＴＴサービスパラメータメッセージを、順方向リンクを介して受信する。ステップ３０４Ｂにおいて、複数の受信移動局は、基地局が逆方向リンクを介して受信するレジストレーションメッセージを送信する。ステップ３０４Ｃにおいて、レジストレーションメッセージを送信する移動局は、グループとして特定される。そして、ステップ３０６において、ＢＣＭＣトラフィックチャネルが共用順方向リンクチャネルとしてグループに割り当てられる。

ステップ３０６では、共用順方向リンクチャネルをグループに割り当てる。ステップ３０８では、共用チャネル上でＰＴＴステートメントを、順方向リンクを介して送信する。

ステップ３０６において共用順方向リンクチャネルをグループに割り当てることには、通常、共用トラフィックチャネルまたは共通チャネルを割り当てることが含まれる。共通チャネルは、上述したように、ブロードキャストチャネルまたは制御チャネルとすることができる。ある実施形態においては、ステップ３０６には、共用順方向リンク基本チャネル、および共用順方向リンク補助チャネルの両方を割り当てることが含まれる。

例えば、ＣＤＭＡシステムにおいて、ステップ３０６では、チャネルを共用ウォルシュコード、および共用パブリックロングコードマスク（ＰＬＣＭ）を用いてグループに割り当てても良い。例えば、ステップ３０６では、共用ＰＬＣＭをグループに、ＳＭＳ、チャネル割当メッセージ、またはＳＤＢなどの予備通信を送信して割り当てることができる。他の実施例において、予備通信は、ＢＣＭＣ共用トラフィックチャネルＰＴＴセッションに登録するための移動局に対する要求である。また、予備通信は、ＢＣＭＣのような共用チャネルＰＴＴセッションを要求しても良い。

例えば、ＧＳＭ無線電話ネットワークにおいて、ステップ３０６には、共通タイムスロットを共用順方向リンクチャネルとしてグループに割り当てることが含まれる。他の実施形態において、ステップ３０６には、共通タイムスロットと同様に、共通搬送周波数を割り当てることが含まれる。

図３を改めて参照すると、ステップ３０７には、ＰＴＴステートメントを暗号化することが含まれる。一例として、復号鍵は、ＰＴＴセッション開始メッセージに入れて、グループに送信される。ステップ３１０において、グループの移動局は、鍵を使ってアプリケーションレベルでＰＴＴステートメントを復号する。あるいは、ステップ３０２では、ＣＤＭＡ無線電話ネットワークにおけるＰＴＴセッション開始を受信する。そして、ステップ３０７において、ＰＴＴステートメントを、拡散コードを用いて暗号化する。なお、復号を、ＣＤＭＡネットワークおけるアプリケーションレベルで実行しても良い。

ＰＴＴステートメント送信（ステップ３０８）に続いて、ステップ３１２において、グループからの移動局は、新規ＰＴＴステートメントを、逆方向リンクを介して送信する。そして、ステップ３０４では、セクタ内の複数の共通ＰＴＴセッション移動局をグループとして再度特定する。ステップ３０６では、共用順方向リンクチャネルを再度特定されたグループに割り当て、ステップ３０８では、共用チャネル上で新規ＰＴＴステートメントを、順方向リンクを介して送信する。

図４は、図３の効率的なＰＴＴ方法を用いて、ネットワークにおける順方向リンク管理を改善する方法を説明するフローチャートである。ステップ４００では、移動局がＰＴＴの一部であるかどうかを判断する。ステップ４０２では、グループ内のメンバー数を、セクタにおける順方向リンクトラフィックチャネルを用いる移動局の総数と比較し、ＰＴＴ順方向コール率を生成する。あるいは、図示されているように簡略化した場合において、グループ内のメンバー数（「Ｃ」）を数える。ステップ４０４では、ＰＴＴ順方向コール率（または、メンバー「Ｃ」）と閾値を比較する。ステップ４０６において、ＰＴＴ順方向コール率（または、カウント「Ｃ」）が閾値より大きい場合、基地局によってサービスが提供されるセクタにおける要求移動局に対して順方向リンクにおいて、より高速なデータ速度が可能となるので、セクタのリソースが、ＰＴＴユーザでないユーザにとって、より簡単に利用可能となるようにしている。上述したように、セクタ内の比較的多くの移動体が、共通ＰＴＴセッションに参加している場合、ＰＴＴユーザは、通常、遅いデータ速度だけを要求し、基地局からのリソースもほとんど必要としないため、要求移動局に対する、順方向リンクにおいて、より高速なデータ速度が可能とすることができる。率（または、「Ｃ」）が閾値より小さい場合、ステップ４０８において、ネットワークにおける通常のやり方でデータ速度を割り当てる。

図５は、図３の効率的なＰＴＴ方法を用いて、ネットワークにおける逆方向リンク管理を改善する方法を説明するフローチャートである。ステップ５００では、移動局がＰＴＴグループのメンバーであるかどうかを判断する。ステップ５０２では、グループにおけるメンバー数を、セクタにおいて逆方向リンクトラフィックチャネルを用いる移動局の総数と比較し、ＰＴＴ逆方向コール率を生成する。あるいは、図示されている簡略化した場合において、グループにおけるメンバー数（Ｃ）を数える。ステップ５０４では、ＰＴＴ逆方向コール率（または、メンバー「Ｃ」）を閾値と比較する。ステップ５０６において、ＰＴＴ逆方向コール率（または、カウント「Ｃ」）が閾値より大きい場合は、基地局によってサービスが提供されるセクタにおける要求移動局に対する逆方向リンクにおいて、より高速なデータ速度が可能となる。率（または、「Ｃ」）が閾値より小さい場合、ステップ５０８では、ネットワークにおける通常の手順でデータ速度を割り当てる。一実施形態において、ＰＴＴセッションは、ＨＲＰＤ無線電話ネットワークを介して開始される。そして、ステップ５０６では、逆方向アクティビティビット（ＲＡＢ）を０とすることにより、要求移動局に対して逆方向リンクにおいて、より高速なデータ速度が可能となる。

このように、効率的なＰＴＴ通信システムおよび方法について説明した。本発明の例示的な実施形態の上記説明から、本発明の範囲から逸脱することなく本発明の概念を実施するために様々な技術を用いても良いことは明らかである。さらに、本発明は、特に、特定の実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱することなく形式および詳細について変更を施すことができることを理解するであろう。説明した例示的な実施形態は、全ての点において関して説明のためのものであり、限定的なものではなく、多くの再配置、修正、代替が、本発明の範囲を逸脱することなく可能であると理解されるべきである。

無線電話のセルラネットワークにおける効率的なプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）通信システムの概略ブロック図である。 前記効率的なＰＴＴシステムの他の態様を説明する、図１の前記概略ブロック図である。 無線電話のセルラネットワークにおける効率的なＰＴＴ通信方法を説明するフローチャートである。 図３の前記効率的なＰＴＴ方法を用いて、ネットワークにおける順方向リンク管理を改善する方法を説明するフローチャートである。 図３の前記効率的なＰＴＴ方法を用いて、ネットワークにおける逆方向リンク管理を改善する方法を説明するフローチャートである。 図６は、図１の移動局の観点から見た、効率的なＰＴＴ通信用のシステムの概略ブロック図である。

Claims (30)

1. 無線電話のセルラネットワークにおける効率的なプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）通信方法であって、
   セルラ無線電話ネットワークＰＴＴセッション開始を受信し、
   前記セルラ無線電話ネットワークＰＴＴセッション開始に応答して、近傍にある複数の共通ＰＴＴセッション移動局を共通ＰＴＴグループとして特定し、
   共用順方向リンクチャネルを前記共通ＰＴＴグループに割り当て、
   前記共用順方向リンクチャネルを介して前記共用チャネル上でＰＴＴステートメントを送信する方法。
2. 近傍にある前記複数の共通ＰＴＴセッション移動局を特定することには、セクタ内の前記複数の共通ＰＴＴセッション移動局を特定することが含まれる請求項１の方法。
3. 前記共用順方向リンクチャネルを割り当てることには、共用トラフィックチャネル、および共通チャネルの少なくとも一方を割り当てることが含まれる請求項１の方法。
4. 前記共通チャネルを割り当てることには、ブロードキャストチャネル、制御チャネル、およびページングチャネルのうちの少なくともひとつを割り当てることが含まれる請求項３の方法。
5. 前記順方向リンクチャネルを割り当てることには、共用順方向基本チャネル、および共用順方向予備チャネルを割り当てることが含まれる請求項１の方法。
6. 前記共用順方向リンクチャネルを割り当てることには、共用ウォルシュコード、および共用パブリックロングコードマスク（ＰＬＣＭ）を割り当てることが含まれる請求項１の方法。
7. 前記複数の共通ＰＴＴセッション移動局を特定することには、
   ＰＴＴサービスパラメータメッセージを送信し、
   複数の登録移動局からレジストレーションを受信し、
   前記登録移動局を前記複数の共通ＰＴＴセッション移動局と特定することが含まれる請求項１の方法。
8. 前記順方向リンクチャネルを割り当てることには、共通タイムスロット、および共通周波数の少なくとも一方を割り当てることが含まれる請求項１の方法。
9. 前記ＰＴＴステートメントを暗号化することがさらに含まれる請求項１の方法。
10. 前記共通ＰＴＴグループにおけるメンバー数を、セクタにおける順方向リンクトラフィックチャネルを使用する移動局の総数と比較してＰＴＴ順方向コール率を確立し、
    前記ＰＴＴ順方向コール率を閾値と比較し、
    前記ＰＴＴ順方向コール率が前記閾値より大きい場合、前記セクタにおける要求移動局に対して、前記順方向リンクにおいて、より高速なデータ速度を可能とすることをさらに含む請求項１の方法。
11. 前記共通ＰＴＴグループにおけるメンバー数を、セクタにおける逆方向リンクトラフィックチャネルを用いる移動局の総数と比較してＰＴＴ逆方向コール率を確立し、
    前記逆方向コール率を閾値と比較し、
    前記ＰＴＴ逆方向コール率が前記閾値より大きい場合、前記セクタにおける要求移動局に対して、前記逆方向リンクにおいて、より高速なデータ速度を可能とすることをさらに含む請求項１の方法。
12. 前記逆方向リンクにおいて、より高速なデータ速度を可能とすることには、逆方向アクティビティビット（ＲＡＢ）をゼロとすることが含まれる請求項１１の方法。
13. 前記ＰＴＴステートメント送信後に第２のＰＴＴステートメントを受信することをさらに含む請求項１の方法であって、
    前記複数の共通ＰＴＴセッション移動局を特定することには、第２の複数の共通ＰＴＴセッション移動局を再度特定された共通ＰＴＴグループと再度特定することがさらに含まれ、
    前記共用順方向リンクチャネルを割り当てることには、第２の共用順方向リンクチャネルを前記再度特定された共通ＰＴＴグループに割り当てることが含まれ、
    前記ＰＴＴステートメントを送信することには、前記第２の共用順方向リンクチャネル上で前記第２のＰＴＴステートメントを送信することが含まれる方法。
14. 無線電話のセルラネットワークにおける、効率的なプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）通信システムであって、
    複数の移動局との共通ＰＴＴセッションをサポートするための無線インターフェースを有する基地局と、
    前記基地局とのインターフェースを有し、近傍にある複数の共通ＰＴＴセッション移動局を共通ＰＴＴグループと特定し、ＰＴＴセッションメッセージを、前記基地局に対して送信するように構成されている基地局制御装置と、を含み、
    前記基地局は、共用順方向リンクチャネルを前記共通ＰＴＴグループに割り当て、前記順方向リンクチャネル上において、前記ＰＴＴメッセージを含むＰＴＴステートメントを送信するように構成されているシステム。
15. 前記複数の共通ＰＴＴセッション移動局は、共通のセクタに位置付けられる請求項１４のシステム。
16. 前記共用順方向リンクチャネルには、共用トラフィックチャネル、および共通チャネルの少なくとも一方が含まれる請求項１４のシステム。
17. 前記共通チャネルには、ブロードキャストチャネル、制御チャネル、およびページングチャネルのうちの少なくともひとつが含まれる請求項１６のシステム。
18. 前記共用順方向リンクチャネルには、共用順方向基本チャネル、および共用順方向予備チャネルが含まれる請求項１４のシステム。
19. 前記共用順方向リンクチャネルには、共用ウォルシュコード、および共用パブリックロングコードマスク（ＰＬＣＭ）が含まれる請求項１４のシステム。
20. 前記共用順方向リンクチャネルには、共通タイムスロット、および共通周波数の少なくとも一方が含まれる請求項１４のシステム。
21. 前記基地局は、さらに前記ＰＴＴステートメントを暗号化するように構成されている請求項１４のシステム。
22. 基地局を含むセルラネットワークにおいて作動する移動局であって、
    アンテナと、
    無線インターフェースを介して前記基地局と通信するために前記アンテナと連結されているトランシーバと、を含み、
    前記移動局は、さらに、
    共用順方向リンクチャネル割当を受信し、
    前記共用順方向リンクチャネル上においてＰＴＴステートメントを受信し、
    前記ＰＴＴステートメントを復号するように構成されている移動局。
23. 前記共用順方向リンクチャネル割当は、前記基地局によって第２の移動局へ送信される請求項２２の移動局。
24. 前記共用順方向リンクチャネルには、共用トラフィックチャネル、および共通チャネルの少なくとも一方が含まれる請求項２２の移動局。
25. 前記共通チャネルには、ブロードキャストチャネル、制御チャネル、およびページングチャネルのうちの少なくともひとつが含まれる請求項２４の移動局。
26. 前記共用順方向リンクチャネルには、共用順方向基本チャネル、および共用順方向予備チャネルが含まれる請求項２２の移動局。
27. 前記共用順方向リンクチャネルには、共用ウォルシュコード、および共用パブリックロングコードマスク（ＰＬＣＭ）が含まれる請求項２２の移動局。
28. 前記共用順方向リンクチャネルには、共通タイムスロット、および共通周波数の少なくとも一方が含まれる請求項２２の移動局。
29. 前記移動局は、さらに前記ＰＴＴステートメントを復号するように構成されている請求項２２の移動局。
30. 前記移動局は、さらに、
    ＰＴＴサービスパラメータメッセージを受信し、
    前記ＰＴＴサービスパラメータメッセージに応答して、レジストレーションを送信し、前記共通送信リンクチャネル割当は少なくとも部分的に前記レジストレーションに基づくように構成されている請求項２２の移動局。
    
    

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