JP2011091816A - 無線通信システムにおける逆方向リンク送信レートを決定するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高レート無線通信システムにおける信号の結合を記載する新規で改良された方法を提供する。
【解決手段】逆方向リンクビジービットは各基地局により独立して発生され、送信する各基地局が逆方向リンクキャパシティリミットに到達したか否かを示す。遠隔局はアクティブセットの送信基地局の各々からの逆方向リンクビジービットのマルチパス成分を結合し、それに応答して、遠隔局のアクティブセットの基地局が逆方向リンクキャパシティを有することを、逆方向リンクビジービットのすべてが示しているときのみ、逆方向リンク信号を送信する。遠隔局はビジー信号を送信する基地局の信号強度に従って逆方向リンクビジー信号を重み付けし、重み付けされたビジー信号の合計に基づいて送信すべきか否かを決定する。
【選択図】図３

Description

発明の属する技術分野

本発明は、通信に関する。特に、本発明は無線通信システムにおけるソフトハンドオフの期間に信号結合を行なうための方法および装置に関する。

従来の技術

符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）変調技術は多数のシステムユーザが存在する通信を容易にするためのいくつかの技術の１つである。時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）および周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）のような他の多重アクセス通信システム技術はこの分野において知られている。しかしながら、ＣＤＭＡスペクトル拡散変調技術は多重アクセス通信システムのためのこれらの変調技術に対して大きな利点を有する。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用はこの発明の譲受人に譲渡され、その開示を参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第4,901,307号（発明の名称：「衛星または地上レピータを用いたスペクトル拡散多重アクセス通信システム」に開示されている。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用はさらにこの発明の譲受人に譲渡されその開示を参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,103,459号（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける信号波形を発生するためのシステムおよび方法」に開示されている。ＣＤＭＡは広帯域信号であるという固有の性質により、広帯域に信号エネルギーを拡散させることにより周波数ダイバーシティーの形態を提供する。それゆえ、周波数選択フェージングは、ＣＤＭＡ信号帯域の小さな部分のみに影響を及ぼす。空間または経路ダイバーシティーは、２以上のセルサイトを介してモバイルユーザから同時リンクを介して複数の信号経路を提供することにより得られる。さらに、経路ダイバーシティーは、異なる伝播遅延を有して到着する信号を別箇に受信して処理可能にすることにより、スペクトル拡散処理を介して複数経路環境を利用することにより得るようにすることもできる。経路ダイバーシティーの例は共にこの発明の譲受人に譲渡され、その開示を参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,101,501号「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける通信においてソフトハンドオフを提供するための方法およびシステム」および米国特許第5,109,390号「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるダイバーシティレシーバ」に示されている。

通信システムにおけるモバイルの電力制御の有効な方法は、基地局において、移動局からの受信された信号の電力を監視することである。基地局は監視された電力レベルに応答して規則的な間隔で移動局に電力制御ビットを送信する。この態様における送信電力を制御するための方法および装置は、この発明の譲受人に譲渡され参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,056,109号（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ移動電話システムにおいける送信電力を制御するための方法および装置」）に開示されている。

無線通信システムが高レートでデジタル情報を送信することができる要望が増大しつつあった。移動局から中央基地局に高レートデジタルデータを送信するための１つの方法は遠隔局がＣＤＭＡスペクトル拡散技術を用いてデータを送信可能にすることである。提案される１つの方法は、小さなセットの直交チャネルを用いて遠隔局がその情報を送信可能にすることである。この方法は、この発明の譲受人に譲渡され参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願第08/886,604号（発明の名称：「高データレートＣＤＭＡ無線通信システム」）に記載されている。

本発明は、高レート無線通信システムにおける信号の結合を記載する新規で改良された方法および装置である。例示実施形態において、遠隔局と通信する各基地局はトラフィックデータ、パイロットシンボルおよびオーバヘッドデータを含む順方向リンクデータを送信する。例示実施形態において、オーバヘッドデータは逆方向リンクビジービット、逆方向リンク電力制御（ＲＰＣ）コマンドおよび順方向リンクアクティビティ（ＦＡＣ）ビットを含む。ＲＰＣビットは基地局と通信する各移動局に対して移動局の送信エネルギーを増大させるか減少させるかを示す。ＦＡＣビットは、将来所定数のスロットを送信するためにいつ基地局が順方向リンクを持たないかを示すメッセージである。

本発明の例示実施形態において、順方向リンクトラフィックは１つの基地局から所定の遠隔局に送信されるのみである。従って順方向リンクトラフィックデータのソフトハンドオフは無い。順方向リンクトラフィックデータのマルチパス成分は伝統的なレーキ受信機を用いて結合され、順方向リンクトラフィックデータの改良された推定値を提供する。

本発明の例示実施形態において、逆方向リンクビジービットは各基地局により独立して発生され送信している基地局が逆方向リンクキャパシティリミットに到達したか否かを示す。第１の例示実施形態において、遠隔局は、アクティブセット(Active Set)における送信している基地局の各々からの逆方向リンクビジービットのマルチパス成分を結合し、それに応答して、遠隔局アクティブセットの基地局が逆方向リンクキャパシティを有することを全ての逆方向リンクビジービットが示すときのみ逆方向リンク信号を送信する。第１の他の実施形態において、遠隔局は、ビジー信号を送信する基地局の信号強度に従って逆方向リンクビジー信号を重み付けし、ビジー信号の重み付けされた合計に基づいて送信するか否かを決定する。第２の他の実施形態において、遠隔局は、ビジー信号を送信している基地局の信号強度に従って逆方向リンクビジー信号を重み付けし、ビジー信号の重み付けされた合計に基づいて最大逆方向リンクデータレートを決定する。

例示実施形態において、ＦＡＣ信号は独立して発生される。共通基地局からのＦＡＣ信号であるマルチパス成分はソフト結合されデコードされる。ＦＡＣ信号の各々は各基地局のための対応するＳＮＲ計算機に供給される。各基地局のための計算されたＳＮＲはどの基地局が遠隔局に順方向リンクデータを送信すべきか、かつどのデータレートで送信すべきかを決定するために使用される。

ソフトハンドオフ環境の成分および信号を示す図である。 例示実施形態の順方向リンクスロットフォーマットを示す図である。 例示実施形態において信号を結合する方法を示すフローチャートである。 例示実施形態の基地局送信システムを示すブロック図である。 本発明の遠隔局のブロック図である。 例示実施形態のトラフィック復調器のブロック図である。 例示実施形態の逆方向リンクビジービット復調器のブロック図である。 例示実施形態の電力制御復調器のブロック図である。 例示実施形態の順方向リンクアクティビティ（ＦＡＣ）のブロック図である。 遠隔局送信サブシステムのブロック図である。

本発明の特徴、目的および利点は同一部には同符号を付した図面と共に下記の詳細な記述からより明白になるであろう。

図１はソフトハンドオフオペレーション期間における無線通信システムのエレメントを示す。図１に示すソフトハンドオフにおいて、遠隔局１２２は基地局１０２、１０４および１０６と同時通信している。無線通信システムにおいて、ソフトハンドオフを実行するための方法および装置は上述した米国特許第5,101,501号に開示されている。基地局コントローラ１００は遠隔局１２２に送信すべき情報を基地局１０２、１０４、１０６に送る。

例示実施形態において、順方向リンクトラフィックデータは、遠隔局１２２への最良の伝播経路を用いて選択された基地局（１０２、１０４または１０６）により遠隔局１２２に送信される。基地局１０２、１０４および１０６は順方向リンクトラフィック、パイロットシンボルおよびオーバヘッドデータを含む順方向リンク信号を、順方向リンク信号１１０、１１４、１１８にそれぞれ送信する。例示実施形態において、順方向リンク信号１１０、１１４および１１８並びにマルチパス成分信号１０８は符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）通信信号である。

信号１０８はマルチパスと呼ばれる状態を示す。それにより基地局１０２により送信された信号は２つの異なる伝播経路を横切り遠隔局１２２に到達する。第１の信号１１０は視野伝播経路を横切り、第２信号は順方向リンク信号１０８として障害物１２４から反射される。ＣＤＭＡ通信システムにおいて、マルチパス成分は受信機において結合可能であり上述した米国特許第5,109,390号に開示されるように送信されたデータの改良された推定値を供給することができる。

遠隔局１２２は基地局１０２、１０４および１０６にそれぞれ逆方向リンク信号１１２、１１６および１２０を送信する。例示実施形態において、逆方向リンク信号１１２、１１６、および１２０はＣＤＭＡ通信信号である。基地局１０２、１０４および１０６により受信された逆方向リンク信号は基地局コントローラ（ＢＳＣ）１００においてソフト結合され遠隔局１２２により送信される情報のより良い推定値を供給する。逆方向リンク信号１０２、１０４および１０６は実際には、異なる伝播経路を横切る同じ信号であることに注意しなければならない。

図２は例示実施形態の順方向リンクスロットを示す。例示実施形態において、１スロットは1.66msの期間である。スロットは２つのパイロットバースト２０６および２１４を含む。第２パイロットバースト２１４はその両側にオーバヘッドデータ２１２および２１６を有する。例示実施形態のオーバヘッドは順方向リンクアクティビティ（ＦＡＣ）情報、逆方向リンクビジービット、および逆方向リンク電力制御コマンドを含む。異なるオーバヘッドデータは直交カバーリング(orthogonal covering)により互いに区別される。直交カバーリングはこの分野においてよく知られており、上述した米国特許第5,103,459号に開示されている。順方向リンクアクティビティ情報はビットであり、セットが将来の所定数のスロットを示すとき、基地局により送信すべき順方向リンクトラフィックデータは無いであろう。逆方向リンクビジービットは基地局の逆方向リンクキャパシティリミットに到達したことを示す。電力制御コマンドは固有のウオルシュカバーリングによりカバーされ特定の遠隔局がその送信エネルギーを増加または減少させることを要求する。順方向リンクデータはセクション２０２、２１０および２１８におけるフレームの残りに送信される。

図３は複数の基地局とソフトハンドオフしたとき遠隔局１２２により実行される受信信号結合動作を記載したフローチャートである。ブロック２５０において、遠隔局１２２にトラフィックデータを運ぶ順方向リンク信号のマルチパス成分が結合される。例示実施形態において、基地局と遠隔局１２２との間に最良の伝播経路を有する基地局のみが順方向リンクトラフィックデータを遠隔局１２２に送信する。例えば基地局１０２が遠隔局１２２に対する最良の伝播経路を有している場合、基地局１０２が順方向リンクトラフィックデータを遠隔局１２２に送信する。この例において、遠隔局１２２はマルチパス信号１０８および１１０をソフト結合し、順方向リンクトラフィックデータの改良された推定値を供給する。例示実施形態において、ソフト結合は重み付けされた合計として実行され、復調されたシンボルの重みはそのシンボルを運ぶ信号の受信信号強度に比例して決定される。マルチパス信号のソフト結合の行為は上述した米国特許第5,109,390号に詳細に記載されている。

ブロック２５２において、遠隔局１２２は遠隔局１２２のアクティブセットの各基地局により送信される逆方向リンクビジービットのマルチパス成分をソフト結合し、各基地局により送信される逆方向リンクビジービットの推定値を供給する。異なる基地局からの電力制御コマンドは異なる値を有しており、意味があるように結合することはできない。すなわち、基地局１０２はその逆方向リンクキャパシティを使い果たし、基地局１０４は依然として残りの逆方向リンクキャパシティを有しているかも知れない。従って、異なる値を有する逆方向リンクビジービットを送信するであろう。

ブロック２５４において、各基地局１０２、１０４および１０６からの逆方向リンクビジービットは結合され、遠隔局１２２による次の逆方向リンク送信のための最大データレートを決定する。第１の例示実施形態において、遠隔局は、すべての逆方向リンクビジービットが、アクティブセットの基地局がさらなる逆方向リンクキャパシティーを有することを示しているときのみ、逆方向リンク信号を送信する。第１の他の実施形態において、遠隔局１２２はビジービットを送信する基地局の信号強度に従って逆方向リンクビジービットを重み付けし、ビジービットの重み付けされた合計に基づいてその逆方向リンク送信を禁止するか否かを決定する。第２の他の実施形態において、遠隔局はビジービットを送信する基地局の信号強度に従って逆方向リンクビジービットを重み付けし、ビジービットの重み付けされた合計に基づいて送信すべき最大逆方向リンクデータレートを決定する。

ブロック２５６において、遠隔局１２２は各基地局により送信される逆方向電力制御ビットのマルチパス成分を結合し、各基地局により送信される逆方向電力制御ビットの推定値を供給する。異なる基地局から電力制御コマンドは同じ値ではないかも知れず、意味のあるように結合することができないことに注意しなければならない。例えば、逆方向リンク信号トラベリング(traveling)１１４は基地局１０４への信頼できる信号の送信に必要なエネルギーを超えるかも知れず、一方同時に逆方向リンク信号１１２のエネルギーは基地局１０２による信頼できる受信に不適切かも知れない。この場合基地局１０２は「アップ」コマンドを送信し、基地局１０４は「ダウン」コマンドを送信するであろう。従って、異なる基地局からの電力制御コマンドのソフト結合は行なうべきではない。例示実施形態において、各基地局に対してその電力制御コマンドの値に関する困難な決定がなされる。ブロック２５８に進み、例示実施形態において、遠隔局１２２は、アクティブセットの基地局により送信されたすべての電力制御コマンドが、遠隔局がその送信エネルギーを増加させることを要求する場合にのみ、その送信エネルギーを増加させる。

ブロック２６０において、共通の基地局からマルチパス上で受信された順方向リンクアクティビティビット（ＦＡＣ）はソフト結合される。ブロック２６２において、結合順方向アクティビティビットは、遠隔局１２２のアクティブセットにおける対応する基地局に対する信号対雑音比エネルギーの計算に情報を使用する対応するＳＮＲ計算機に、供給される。図２に戻ると、スロットがデータを含まない場合には、そのスロットに対する推定される信号対雑音比計算は、信号エネルギーが存在しない期間フレームのこのゲート化された部分に見合うように調節される。

図４は基地局１０２、１０４および１０６のエレメントを示すブロック図である。順方向リンクトラフィックデータはウオルシュスプレッドエレメント３００に供給されるウオルシュコード（Ｗ_Ｔ）に従ってカバーされる。次にカバーされたトラフィックデータはマルチプレクサ３１２に供給される。ウオルシュスプレッドエレメント３００に供給される前の信号の処理は本発明の範囲内であることは当業者には理解されるであろう。特に、重畳エンコーダ、ターボコーダあるいはこの分野において知られている他の順方向エラー訂正コーダを用いて順方向リンクトラフィックデータが順方向エラー訂正符号化されることが予想される。例示実施形態において、長さが３２の、３２のウオルシュシーケンスを用いて順方向リンク送信をカバーする。ウオルシュコードに従う発生と拡散は米国特許第5,103,459号に開示されている。

所定のセットのパイロットシンボル、一般にはすべて１がウオルシュスプレッドエレメント３０２に供給され、例示実施形態においては、ウオルシュコードゼロ（Ｗ_０）に従ってカバーされる。ウオルシュゼロによりカバーリングはノーオペレーションであり、動作的に省略可能であるが、図示目的のために供給される。次に、カバーされるパイロットシンボルはマルチプレクサ３１２に供給される。

順方向アクティビティ（ＦＡＣ）ビットはスプレッドエレメント３０４に供給されウオルシュコード１Ｗ_１に従ってカバーされる。逆方向リンクビジービットはウオルシュスプレッドエレメント３０６に供給されウオルシュコード１７（Ｗ_１７）を用いてカバーされれる。さらに、２８までの電力制御コマンド（ＰＣ_１−ＰＣ_２９）がウオルシュスプレッドエレメント３０８ａ−３０８ｎに供給され、ウオルシュシーケンス（Ｗ_２−Ｗ_１５およびＷ_１８−Ｗ_３１）を用いてカバーされる。ＦＡＣ、逆方向リンクビジービットおよび電力制御コマンドを含むウオルシュスプレッドオーバヘッドビットが加算器３１０で加算されマルチプレクサ３１２に供給される。

マルチプレクサ３１２はスロットに順方向リンクトラフィックデータおよび２つのパイロットバーストを挿入し、第２パイロットバーストはそのいずれかの側にオーバヘッドビットを有する。例示実施形態において、第２パイロットバーストの両側のオーバヘッド情報は互いの複製であり各々は持続期間においては６４ウオルシュチップであり、各オーバヘッド情報の４つの冗長なバージョンを供給する３２ビットのウオルシュコードを用いて拡散される。

図２に示す順方向リンクトラフィック、パイロットバーストおよびオーバヘッドビットを含むスロットはＰＮスプレッダ３１４に供給される。例示実施形態において、各基地局は異なるＰＮシーケンスを用いて送信のためのデータを拡散する。好適実施形態において、各基地局は、上述した米国特許第5,103,459号に記載される共通ＰＮ発生器多項式を用いて発生の異なる位相オフセットを用いてそのＰＮシーケンスを発生する。好適実施形態において、データは、同相および矩象成分が異なる擬似ノイズシーケンス（ＰＮ１およびＰＮＱ）を用いて拡散されるＱＰＳＫ変調に従って送信される。ＰＮスプレッド信号はアンテナ３１８を介して送信のための信号をアップコンバートし、増幅し、フィルタする送信機（ＴＭＴＲ）３１６に供給される。

図５はこの発明の遠隔局１２２を示す。順方向リンク信号はアンテナ５００において受信されデュプレクサ５０２を介して受信機（ＲＣＶＲ）５０４に供給する。受信された信号はトラフィック復調器５０６に供給される、トラフィック復調器５０６は受信した信号を復調し順方向リンクトラフィックデータを遠隔局のユーザに供給する。

受信した信号は逆方向リンクビジー復調器５０８に供給される。復調器５０８は信号を復調して遠隔局１２２と通信している基地局の各々により送信された逆方向リンクビジービットの推定値を供給する。逆方向リンクビジービットはレート決定エレメント５１０に供給される。例示実施形態において、レート決定エレメント５１０は、アクティブセットの基地局からのビジービットが、その基地局のための逆方向リンクキャパシティリミットに到達したことを示すとき、逆方向リンク信号の送信を禁止する。他の実施形態において、レート決定エレメント５１０は、遠隔局１２２のアクティブセットの基地局からの受信したビジービットの重み付けされた合計に基づいて逆方向リンク送信を選択的に禁止する。第１の他の実施形態において、受信したビジービットは受信信号のエネルギーに従って重み付けされる。第２の実施形態において、レート決定エレメント５１０は、受信したビジービットに基づいて最大逆方向リンクデータレートを選択する。例えば、逆方向リンクキャパシティに到達したことを示す基地局からの信号が非常に弱い場合、その基地局への貧弱な伝播経路によりその基地局への過度の干渉を起こさないと予測するノンゼロ逆方向リンクデータレートを選択することができる。最大データレートあるいは逆方向リンク信号の禁止を示す信号が送信制御プロセッサ５２０に供給され、プロセッサ５２０はその逆方向リンク信号を送信するための一連のパラメータを決定する。

好適実施形態において、移動局は、アクティブセットの基地局がキャパシティリミット条件に無いことを条件として、潜在的逆方向リンク送信レートが成功する送信の公知の確率を持つアクティブセットの基地局のための送信レートプロファイルを知っている。好適実施形態において、遠隔局１２２は以下の式に従ってディレーティングメトリック（ＤＭ）とここで呼ぶメトリックを計算する。

但し、ＳＮＲ_Ｉはｉ番目の基地局の推定された信号対雑音比であり、ＭａｘＳＮＲ_Ｉは遠隔局ｉのアクティブセットの基地局の最大信号対雑音比であり、ＲＬＢ_ｉは０または１の値を取るアクティブセットの基地局のための逆方向リンクビジービットの値である。式１を用いて逆方向リンクキャパシティリミット条件を示す逆方向リンクビジービットを送信する基地局からの順方向リンク信号が強ければ強いほど、ディレーティングは大きくなる。このディレーティングメトリックは、成功する送信の与えられた確率のためにレートが減少するように送信レートプロファイルに倍率をかけるのに使用される０と１との間の値をとる。

逆方向リンク信号はまた逆方向リンク電力制御復調器５１２に供給される。逆方向リンク電力制御復調器５１２は受信した信号を結合し、共通の基地局からのマルチパス成分を結合し、遠隔局１２２のアクティブセットの各基地局により送信された逆方向リンク電力制御コマンドの改良された推定値を発生する。例示実施形態において、所定の基地局と通信している各遠隔局はその移動局に割当てられた固有のウオルシュコードに従って逆方向リンク電力制御コマンドを復調する。遠隔局に割当てられた逆方向リンク電力制御ウオルシュコードは、遠隔局１２２と通信する基地局が異なれば異なることに注意しなければならない。

各基地局からの電力制御コマンドの改善された推定値は電力制御結合器５１８に供給される。例示実施形態において、遠隔局のアクティブセットのすべての基地局が、遠隔局１２２のその送信エネルギーを増加させるように要求する電力制御コマンドを送信するときのみ遠隔局１２２はその送信エネルギーを増加する。さもなければ、遠隔局１２２はその送信エネルギーを減少する。さらに、本発明は、要求された送信エネルギー調節の量を基地局が指定するマルチビット電力制御システムに同様に適用可能である。マルチビット電力制御システムに使用するための電力制御結合器５１４の最も簡単な実装において、電力制御結合器５１４は最も小さな要求された送信エネルギーの増加分あるいは最も大きな要求された送信エネルギーの減少分を選択する。

ＦＡＣ結合器５１８は共通基地局の順方向リンク信号のマルチパス成分からのＦＡＣビットを結合し、各基地局により送信されたＦＡＣビットの改良された推定値を供給する。送信制御プロセッサ５２０はＦＡＣビット推定値の各々を受信し、その基地局により送信されたＦＡＣビットの推定値に基づいて各基地局のための信号対雑音比の計算を調節する。送信制御プロセッサ５２０は基地局の各々の計算された信号対雑音比を用いて、最良の伝播路を有した基地局を選択し、その送信の最大データレートを決定する。

逆方向リンクビジービットの推定値、逆方向リンク電力制御コマンドおよび順方向アクティビティビットに基づいて、送信制御プロセッサ５２０は次の逆方向リンク送信のレートを決定し、その逆方向リンク送信エネルギーの調節量を決定し、最良の伝播路を有する基地局を選択し、その伝播路上を確実に送信できる最大順方向リンクデータレートを選択する。これらのパラメータは、それに従って逆方向リンク信号を発生する送信サブシステム５２２に供給される。送信サブシステム５２２からの逆方向リンク信号はデュプレクサ５０２を介して送信のためにアンテナ５００に供給される。

図６はトラフィック復調器のエレメントを示す。サーチャー６００は強い順方向リンク信号のための潜在的なＰＮオフセットを検索する。サーチャー６００はＰＮデスプレッダー６０２に復調するためのＰＮオフセットを割当てる。例示実施形態において、ＰＮデスプレッダーの各々は異なるＰＮオフセットに従って受信した信号をデスプレッドし、その結果を対応するデマルチプレクサ６０４に供給する。例示実施形態において、ＰＮデスプレッダー６０２はＢＰＳＫ信号を拡散するのに使用される単一ＰＮシーケンスに従って受信信号をデスプレッドする。しかしながら、本発明は、ＱＰＳＫ信号を複合でスプレッドするために２つの区別可能なＰＮコードシーケンス（ＰＮ_ＩおよびＰＮ_Ｑ）を使用する複合ＰＮデスプレッダーにも同様に適用できる。ＰＮデスプレッダ６０２の実装は、ＢＰＳＫ信号のＰＮデスプレデッィングとＱＰＳＫ信号の複合ＰＮデスプレデッィングの両方の分野においてよく知られている。

デマルチプレクサ６０４は受信信号のパイロットバースト部分を分離し、復調されたパイロットシンボルを同期化（ＳＹＮＣ）エレメント６０６に供給する。同期化エレメント６０６は対応するウオルシュ復調器６０８の周波数と位相を調節する。位相と周波数に対する調節を示す信号はウオルシュ復調器６０８に供給される。

デマルチプレクサ６０４は順方向リンクトラフィックデータを運ぶスロットの部分を分離し、これらの部分をウオルシュ復調器６０８に供給する。ウオルシュ復調器６０８はウオルシュシーケンスＷ_Ｔに従って受信信号を復調する。ウオルシュ復調器６０８の実現はこの分野においてよく知られており、米国特許第5,103,459に詳細に記載されている。

復調された順方向リンクシンボルは、順方向リンクトラフィックデータを遠隔局１２２に送信する基地局のマルチパス成分を蓄積するソフト結合器６１０に供給される。蓄積された復調シンボルエネルギーは次にデコーダ６１２に供給される。デコーダ６１２は順方向トラフィックデータをデコードし、デコードされたシンボルを遠隔局１２２のユーザに供給する。例示実施形態において、デコーダ６１２は、ビテルビ(Viterbi)デコーダのような格子型のデコーダあるいはターボデコーダである。

図７は逆方向リンクビジービット復調器５０８のエレメントを示す。図６に関して記載したように、サーチャー６００は強い順方向リンク信号の潜在的なＰＮオフセットを割当てる。上述したように、デスプレッダ６０２の各々は異なるＰＮオフセットに従って受信信号をデスプレッドし、その結果を対応するデマルチプレクサ７０４に供給する。

デマルチプレクサ７０４はスロットのパイロットバースト部分を分離し、パイロットシンボルを同期化（ＳＹＮＣ）エレメント７０６に供給する。同期化エレメント７０６は対応するウオルシュ復調器７０８の周波数および位相に対する調節を決定する。位相および周波数に対する調節を示す信号はウオルシュ復調器７０８に供給される。同期化エレメント７０６および同期化エレメント６０６は同一の動作を行い、図示目的のための別箇のエレメントとして示されていることは当業者により理解されるであろう。

デマルチプレクサ７０４は受信スロットからオーバヘッドデータを分離し、これらの部分をウオルシュ復調器７０８に供給する。例示実施形態において、ウオルシュ復調器７０８はウオルシュコードＷ１２に従って受信信号を復調する。

復調された順方向リンクシンボルは、基地局の各々からのマルチパスシンボルを蓄積するソフト結合器７１０に供給される。次に、蓄積されたシンボルエネルギーが上述したように動作するレート決定ロジック５１０に供給される。

図８は逆方向リンク電力制御復調器５１２のエレメントを示す。図６に関連して述べたように、サーチャー６００は強い順方向リンク信号のための潜在的なＰＮオフセットを検索する。サーチャー６００はＰＮオフセットを各ＰＮデスプレッダ６０２に割当てる。上述したように、例示実施形態において、ＰＮデスプレッダー６０２の各々は異なるＰＮオフセットに従って受信信号をデスプレッドし、その結果を対応するデマルチプレクサ８０４に供給する。

デマルチプレクサ８０４はスロットパイロットバースト部分を分離し、そのパイロットシンボルを同期化（ＳＹＮＣ）エレメント８０６に供給する。同期化エレメント８０６は対応するウオルシュ復調器８０８の周波数および位相に対する調節量を決定する。タイミング位相および周波数に対する調節量を示す信号はウオルシュ復調器８０８に供給される。同期化エレメント８０６と同期化エレメント６０６は同一動作を実行し、図示目的のため別個のエレメントとして示されていることは当業者により理解されるであろう。

デマルチプレクサ８０４は受信したスロットからオーバーヘッドデータの部分を分離し、それらの部分をウオルシュ復調器８０８に供給する。例示実施形態において、ウオルシュ復調器８０８は、対応する基地局のための電力制御信号の送信に固有ウオルシュコードに従って受信信号を復調する。例えば基地局１０２はウオルシュコード５を用いて遠隔局１２２に対する電力制御コマンドをカバーすることができ、基地局１０４はウオルシュコード１３を用いて遠隔局１２２に対する電力制御コマンドをカバーしてもよい。従って共通基地局から送信された順方向リンクのマルチパス成分は共通のウオルシュコードを用いて復調されその基地局から電力制御コマンドを抽出する。同様に、異なる基地局から電力制御コマンドは異なるウオルシュコードを用いて復調される。

各基地局からの復調された電力制御コマンドはアクティブセットの基地局の対応する１つに対してマルチパスシンボルを蓄積するソフト結合器８１０に供給される。蓄積されたシンボルエネルギーはつぎに、上述したように動作する電力制御結合器５１４に供給される。

図９はＦＡＣ復調器５１６のエレメントを示す。図６に関連して述べたように、サーチャー６００は強い順方向リンク信号のための潜在的なＰＮオフセットを検索する。サーチャー６００はＰＮオフセットを各ＰＮデスプレッダー６０２に割当てる。上述したように、例示実施形態において、ＰＮデスプレッダーの各々は異なるＰＮオフセットに従って受信信号をデスプレッドし、その結果を対応するデマルチプレクサ９０４に供給する。

デマルチプレクサ９０４はそのスロットのパイロットバースト部を分離し、それを同期化（ＳＹＮＣ）エレメント９０６に供給する。同期化エレメント９０６は対応するウオルシュ復調器９０８の周波数と位相の調節値を決定する。位相および周波数の調節値を示す信号はウオルシュ復調器９０８に供給される。同期化エレメント９０６および同期化エレメント６０６は同一動作を実行し、図示目的のために別箇のエレメントとして示されていることは当業者に理解されるであろう。

デマルチプレクサ９０４は受信したスロットからオーバヘッドの部分を分離し、これらの部分をウオルシュ復調器９０８に供給する。例示実施形態において、ウオルシュ復調器９０８はウオルシュコード１（Ｗ_１）に従って受信信号を復調する。共通の基地局からの復調されたＦＡＣ信号は結合器９１０に供給される。結合器９１０はＦＡＣシンボルのエネルギーを結合し、遠隔局１２２のアクティブセットの各基地局のためのＦＡＣビットの改良された推定値を供給する。

レート決定エレメント５１０からの最大データレート、電力制御結合器５１４からの結合された電力制御コマンド、および遠隔局１２２のアクティブセットの基地局の各々に対する推定された順方向アクティビティビットが送信制御プロセッサ５２０に供給される。それに従って、送信制御プロセッサ５２０は、遠隔局１２２から次の逆方向リンク送信のデータレートを決定し、遠隔局１２２に順方向リンクトラフィックデータを送信するための基地局を選択し、順方向リンクデータが確実に送信可能な最大レートを決定する。

図１０は送信制御プロセッサ５２０および送信サブシステム５２２のエレメントを示す。送信制御プロセッサ５２０において、結合された電力制御コマンド（ＰＣ）が利得調整素子１０００に供給される。例示実施形態における電力制御コマンドは１ビットのアップ／ダウンコマンドであり、それに応答して、利得調整素子１０００は送信器（ＴＭＴＲ）１０１０内の可変利得増幅器（図示せず）の利得を調整することにより逆方向リンク信号の送信エネルギーを増加または減少する制御信号を発生する。

各基地局のためのＦＡＣ推定値が対応する信号対雑音コンピュータ１００２に供給される。ＦＡＣビットに応答して、信号対雑音コンピュータ１００２は遠隔局１２２のアクティブセットの基地局から順方向リンク信号の信号対雑音比を計算する。順方向リンクトラフィックデータを有さずに受信されたスロットは順方向リンクトラフィックデータを含むフレームとは異なって信号対雑音比計算に組み込まれる。順方向リンクトラフィックデータを有さないフレームの発生が十分にまれな場合には、これらのフレームを完全に計算から除外してもよい。好適実施形態においては、順方向リンクトラフィックデータを有さないフレームの信号対雑音エネルギーは、信号対雑音計算に累積される前に倍率がかけられる。

各基地局からの順方向リンク信号のための信号対雑音比の推定値は信号対雑音コンピュータ１００２からＤＲＣ制御プロセッサ１００４に供給される。ＤＲＣ制御プロセッサ１００４は最も高い信号対雑音比を持つ基地局を選択し、選択された基地局の信号対雑音比に従って最大送信レートを決定する。選択された基地局のアイデンティティと最大データレートを示す信号はＤＲＣ制御プロセッサ１００４により発生されマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０１６に供給される。

式（１）に対して記載された方法により下げられた逆方向リンクデータレートはレート決定エレメント５１０により決定され、逆方向リンクコントローラ１００６に供給される。逆方向リンクコントローラ１００６は、この最大データレートに従ってその逆方向リンク信号を送信するレートを決定する。例示実施形態において、逆方向リンクコントローラ１００６は、最大データレート、遠隔局１２２により送信するように待ち行列されたデータの量、および遠隔局１２２に残存するバッテリ電力の量に従って逆方向リンクデータレートを決定する。

選択された逆方向リンクデータレートを示す信号はメッセージ発生器１００８に供給される。これに応答してメッセージ発生器１００８は選択された逆方向リンクデータレートを示す信号を発生し、その逆方向レートインジケータ（ＲＲＩ）メッセージをマルチプレクサ１０１６に供給する。さらに、逆方向リンクコントローラ１００６は選択された逆方向リンクデータレートを示す信号を逆方向リンクトラフィック処理エレメント１０１８に供給する。

逆方向リンクデータレート信号に応答して、逆方向リンクトラフィック処理エレメント１０１８内のメモリエレメント１０２０は送信のためのデータ量を供給する。このデータはエンコーダ１０２２により符号化される。エンコーダ１０２２により使用される符号化レートおよび符号化アルゴリズムも選択された逆方向リンクデータレートに応答して選択可能である。符号化されたシンボルはインターリーバ（ＩＮＴ）１０２４に供給される。インターリーバ１０２４は所定のインターリーブフォーマットに従ってシンボルを並び替えする。インターリーブされたシンボルはウオルシュ変調器１０２６に供給される。

例示実施形態において、ウオルシュシーケンスの長さ（従ってスプレッド利得）が逆方向リンク送信のレートに反比例して変化する可変長ウオルシュシーケンスを用いてウオルシュ変調が実行される。可変長ウオルシュシーケンスの使用は、この発明の譲り受け人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,571,761（発明の名称：「可変長データレートシステムにおける直交拡散スペクトルシーケンス発生のためのシステムおよび方法」）に記載されている。

ウオルシュ拡散逆方向リンクトラフィックデータは複合ＰＮスプレッダ１０１２に供給される。マルチプレクサ１０１６はデータレート制御メッセージと逆方向レートインジケータメッセージをパイロットシンボルと多重化し、その多重化されたデータをウオルシュ変調器１０１４に供給する。ウオルシュ変調器１０１４はウオルシュコードゼロに従ってその多重化されたデータを拡散し、その拡散データを複合ＰＮスプレッダ１０１２に供給する。

例示実施形態において、逆方向リンク信号のＰＮ拡散は、送信されたＱＰＳＫ信号の同相成分および矩象成分に起因する負荷を均一に分配するために２つの異なるＰＮシーケンス（ＰＮ_１およびＰＮ_Ｑ）に従って実行される。複合ＰＮスプレッダ１０１２の実現は上述した同時係属出願の米国特許出願第08/886,604号に開示されている。

複合ＰＮ拡散データは送信器１０１０に供給される。送信器１０１０は送信のために複合ＰＮ拡散信号を増幅し、フィルタし、アップコンバートする。

好適実施形態の上記記載は、当業者がこの発明を作成し、使用することを可能にするように提供される。これらの実施形態における種々の変形例は当業者には明白であり、ここに定義される一般的原理は、発明能力を使用することなく他の実施形態に適用可能である。従って、本発明はここに示す実施形態に限定されることを意図するものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲に一致することを意図する。

Claims (6)

1. 逆方向リンクキャパシティが使い尽くされたか否かを示す逆方向リンクビジービットを、遠隔局と通信する各基地局が送信する通信システムにおいて、下記の工程を具備する前記遠隔局の逆方向リンク送信レートを決定する方法：
   前記基地局の各々により送信される逆方向リンクビジービットに従って発生された結合された逆方向リンクビジー信号に従って逆方向リンク送信レートを決定する；および
   前記逆方向リンク送信レートに従って前記逆方向リンクデータを送信する。
2. 前記基地局の各々から前記逆方向リンクビジービットのマルチパス成分をソフト結合し、前記基地局の各々によって送信された逆方向リンクビジービットの前記推定値を供給する工程をさらに具備する、請求項１の方法。
3. 前記逆方向リンク送信レートを決定する前記工程は、前記逆方向リンクビジービットのいずれかが前記基地局が逆方向リンクキャパシティ状態にあることを示すとき前記逆方向リンクデータの送信を禁止する、請求項１の方法。
4. 前記逆方向リンク送信レートを決定する工程は、各基地局により送信された逆方向リンクビジービットの値および前記遠隔局により受信される各基地局からの順方向リンク信号の強さに従って実行される、請求項１の方法。
5. 前記逆方向リンク送信レートを決定する工程は、各基地局により送信される逆方向リンクビジービットの値および前記遠隔局により受信される各基地局からの順方向リンク信号の強さに従ってディレーティングメトリックを計算する工程；および
   前記ディレーティングメトリックに従って各潜在的な逆方向リンク送信レートに対する成功する送信の確率を示すレート送信プロファイルを調節する工程；および
   前記調節されたレート送信プロファイルに従って前記逆方向リンク送信レートを選択する工程から構成される、請求項１の方法。
6. 前記ディレーティングメトリック（ＤＭ）を計算する工程は、次式に従って実行される、
   

   

   但し、ＳＮＲ_１はｉ番目の基地局の推定される信号対雑音比であり、Ｍａｘ ＳＮＲ_１は遠隔局ｉのアクティブセットの基地局の最大信号対雑音比であり、ＲＬＢ_ｉは、アクティブセット内のｉ番目の基地局のための逆方向リンクビジービットの値であり、０または１の値をとる、請求項５の方法。

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