JP3031892B2 - 符号分割多元接続通信システムの補間サービス装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動通信システムの
データサービス技術に係り、特に、基本チャネルと付加
チャネルを用いて高速でデータをサービスする技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】符号分割多元接続(ＣＤＭＡ)システムで
サービス可能なビットレートの限界は使用者当たり９.
６ｋｂｐｓ／１４.４ｋｂｐｓであるが、このような限
界を越えて高速データサービスを提供するための方法が
提案されており、その一つがマルチコード(multi-code)
方式である。マルチコード方式は、使用者に多数（最大
８個）のコードチャネルを割り当て、一人の使用者に対
し、最大で１４.４ｋｂｐｓ×８までのビットレートを
もつデータサービスを受けさせるものである。

【０００３】図１は移動通信システムにおける端末機(t
erminal)と基地局(base station)の構成及び無線リンク
構造を示している。その無線リンク(radio link)は、基
地局から端末機へ向かう順方向チャネル(forward chann
el)と、端末機から基地局へ向かう逆方向チャネル(reve
rse channel)と、からなる。

【０００４】従来のＩＳ−９５／ＩＳ−９５Ａ／Ｊ−Ｓ
ＴＤ−００８規格のＣＤＭＡ移動通信システムは、図２
のように順方向及び逆方向チャネル構造をもっている。
順方向チャネルは図２Ａに示すように、パイロットチャ
ネル(pilot channel)、同期チャネル(sync channel)、
ページングチャネル(paging channel)、順方向トラヒッ
クチャネル(forward traffic channel)からなり、逆方
向チャネルは図２Ｂに示すように、アクセスチャネル(a
ccess channel)、逆方向トラヒックチャネル(reverse t
raffic channel)からなる。

【０００５】順方向のコードチャネルは６４個の直交性
を有するウォルシュコード(Walsh code)から構成され、
一つの順方向トラヒックチャネルは１個のウォルシュコ
ードを占有する。したがって、順方向及び逆方向の各ト
ラヒックチャネルは９.６ｋｂｐｓ／１４.４ｋｂｐｓの
伝送ビットレートを限界値として有する。このような構
造をそのまま保ちながら１４.４ｋｐｂｓを超過する高
速データサービスを提供するためには、一人の使用者の
順方向及び逆方向に１以上のウォルシュコード又は逆方
向コードを使用できるようにしなければならない。

【０００６】このためには、図２に示すＣＤＭＡチャネ
ルのうち、順方向及び逆方向トラヒックチャネルに対す
る細分化作業を必要とする。すなわちこれらを細分化す
ると、図３のようなＣＤＭＡチャネル構造をつくること
ができる。このときの順方向チャネルは図３Ａに示すよ
うに、パイロットチャネル、同期チャネル、ページング
チャネル、順方向トラヒックチャネルからなり、その順
方向トラヒックチャネルが基本チャネル(fundamental c
hannel)及び付加チャネル(supplemental channel)から
なる。また、逆方向チャネルは図３Ｂに示すように、ア
クセスチャネルと逆方向トラヒックチャネルからなり、
その逆方向トラヒックチャネルが基本チャネル(fundame
ntal channel)及び付加チャネル(supplemental channe
l)からなる。

【０００７】このような形態で高速データサービスをす
る場合にマルチコードを利用するとする。図３におい
て、基本チャネルは従来の順方向及び逆方向トラヒック
チャネルと同じ機能及びビットレートを支援する一方、
付加チャネルは、使用者から高速データサービスの要求
があったときに該要求者に割り当てられ、要求がなけれ
ば使用されない。この付加チャネルは、使用者の要求に
従い０〜７個を一人の使用者に割り当てることができ
る。

【０００８】付加チャネルを用いて高速データサービス
を受けようとする使用者は、まずパイロットチャネル、
同期チャネル、ページングチャネルを用いて該当基地局
の接続情報を得る必要がある。次に、得られた接続情報
を用いて該当基地局へ、アクセスチャネルによる接続を
試みる。このアクセスチャネルを通じた接続が成功する
と、順方向及び逆方向トラヒックチャネルの基本チャネ
ルを通して使用者端末機−基地局間の通信路が生成さ
れ、維持される。

【０００９】一般に、使用者が受けようとするデータサ
ービスはバースト(burst)の特性をもつ。つまり、瞬間
的に送信あるいは受信すべき高速データが存在し、常に
存在しているわけではなく、データを送り出す期間と送
り出さない期間が共存する。したがって、基本チャネル
を通して端末機−基地局間の呼を閉成し、使用者又は基
地局が高速データを送信する必要があれば、これを相手
方の基地局又は端末機に知らせて付加チャネルを使用す
るようにすべきである。この契約過程(negotiation)で
は、閉成されている基本チャネルを通して高速データの
終了事実を相互に知らせ、高速データ用に使用した付加
チャネルを使用停止しなければならない。このような過
程の一例が図４に、端末機を中心として示してある。

【００１０】まず、４１１段階で端末機と基地局が基本
チャネルを通して呼をセットアップした後、４１３段階
では、端末機（基地局）が高速データ送信をするかどう
か検査する。そして高速データ送信であれば、４１５段
階で端末機（基地局）は、逆方向（順方向）の基本チャ
ネルを通して基地局（端末機）に付加チャネルの使用を
要請（指示）する。すると４１７段階で基地局（端末
機）が、端末機（基地局）から要請（指示）された付加
チャネルを設定（受信）し得るか検査する。その結果、
設定（受信）できない場合は４１９段階へ進み、設定
（受信）しないことを順方向（逆方向）の基本チャネル
を通して端末機（基地局）へ通報し、両方向の基本チャ
ネルを通した呼を保ったまま４１３段階に戻る。

【００１１】４１７段階で付加チャネルの設定（受信）
が可能であれば、４２１段階で基地局（端末機）は該当
付加チャネルを準備し、準備済みを順方向（逆方向）の
基本チャネルを通して端末機（基地局）に通報する。そ
して４２３段階へ進み、端末機と基地局との間で基本チ
ャネルと付加チャネルを用いた高速データ通信を行った
後、４２５段階で高速データ通信完了を検査する。その
結果、高速データ通信が終わっていなければ４２３段階
及び４２５段階を繰り返す。

【００１２】４２５段階で高速データ通信完了であれば
４２７段階で、順方向及び逆方向の基本チャネルを通し
て端末機と基地局が終了事実を相互交換し、これに応じ
て付加チャネルの使用を終了するとともに基本チャネル
を通した呼は維持する。そして、その呼を保った状態の
まま呼が終了するかどうか検査し、終了しなければ４１
３段階へ戻り、終了すれば４３１段階で呼を終了する。

【００１３】図４に示すようなマルチコードを用いた高
速データサービスは、パケット式の送受信特性によって
時間に応じたコードチャネル占有特性を示す。すなわ
ち、コードチャネルの使用が集中する時間がたびたび存
在する。

【００１４】図５は２名の使用者が付加チャネルによる
高速データサービスを利用するときの順方向コードチャ
ネルの使用状態を示している。図５において横軸は時
間、縦軸はコードチャネルの使用数である。コードチャ
ネルの使用数はつまり、順方向ＣＤＭＡチャネルの負荷
を意味することになる。したがって、コードチャネルの
使用数が多くなれば負荷が大きくなることを意味する。

【００１５】図５中の“Ｆ”は基本チャネルを示し、
“Ｆ”の横の数字は使用者番号を示す。たとえば“Ｆ
１”は第１使用者の基本チャネルを意味する。また、
“Ｓ”は付加チャネルを示し、“Ｓ”の横の一番目の数
字は使用者番号を示し、二番目の数字は使用する付加チ
ャネルの番号を示す。たとえば“Ｓ２，３”は、第２使
用者が第３番付加チャネルを使用することを意味する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような高速デー
タサービスの手法は多様な種類の付加機能を使用者に提
供し得るが、その一方で問題点もかかえている。すなわ
ち、高速データサービスを提供することにより一人の使
用者が多量のデータを送受信し得るので、相対的にＣＤ
ＭＡ移動通信網を利用可能な使用者の数が減ることにな
る。これは、使用者の増加又は減少によって通信網全体
のビットレート（＝使用者数×各使用者のビットレー
ト）が急激に変わる可能性があることを意味するので、
ＣＤＭＡ移動通信網の安定性に影響する。したがって高
速データサービスを行う場合には、そのような不具合を
極力抑え、以前から提供されている基本的なサービスに
影響しない方式とする必要がある。

【００１７】図４に示すようなマルチコードを使用する
高速データサービスで、順方向付加チャネルを用いた高
速データサービスを提供するときに順方向で提供される
総ビットレート(total bit rate)は不均一になる。総ビ
ットレートが不均一であると、サービス可能なＣＤＭＡ
チャネルの容量を全て使用し得なくなり、チャネル容量
を浪費してしまう。すなわち、基地局から伝送される全
てのデータレートが一定であるときの到着するパケット
Ｍ／Ｍ１／ｑｕｅｉｎｇモデルによれば、下記の表１が
成り立つことが分かる。

【表１】

【００１８】この表１は下記の数式１の関係によって成
り立つ。

【数１】Ｗ＝〔ρ／（１−ρ）〕（１／μ） ρ_０＝１−ρ

【００１９】式中、Ｗは待機時間(waiting time)、１／
μは平均伝送時間(average transmission time)、ρは
λ／μ、ただしλは入力レート(input rate)、ρは使用
率、ρ_０は非使用率を示す。この場合の付加チャネルの
使用例は図５に示すようになり、定められたキャパシテ
ィ内でデータサービスをするときに図５中にあるような
使用されないタイムスロットが発生し、これがキャパシ
ティの浪費になる。

【００２０】また、ビットレートの急激な変化が発生す
るとこれは順方向負荷の急激な変化を意味する。このよ
うな急激な変化は安定したセル運営に影響する可能性が
ある。たとえば、パイロット電力(pilot power)：音声
使用者電力：データ使用者電力＝２：０.４：８である
とする。なお、０.４は音声アクティビティ(voice acti
vity)であり、８は８つのチャネルがフルレートとして
用いられる場合を意味する。２つのセルのみを考慮する
場合、各セルとも１０名の使用者があり、一つのセルに
のみデータ使用者があると仮定し、基地局が一定の総電
力を使うとすると、データ使用者の、ある位置のセル半
径が１０％程度減少する影響が発生する。さらに、基地
局が一定のパイロット電力を出力すると仮定すると、端
末機が報告するＥｃ／Ｉｏ(ハンドオフのkey paramete
r)はデータ使用者の有無によって２ｄＢほど変わる。

【００２１】

【課題を解決するための手段】このような不具合に対処
する本発明は、通信中の順方向トラヒックチャネルにデ
ータがのっていない時間に補間データサービスを行って
データレートを一定に維持し得るシステムを提供する。
すなわち、基地局と端末機との通信中でデータがのって
いない時間には該当チャネルに補間データをサービスし
得るシステムを提供する。具体的には、基地局が順方向
リンクに補間チャネルを設定し、端末機と通信中の総送
信電力が基準送信電力より低いときに補間チャネルに補
間データをサービスし得るシステムを提供する。

【００２２】すなわち本発明によれば、トラヒックチャ
ネルに基本チャネルと付加チャネルをもつ符号分割多元
接続通信システムの基地局から端末機へ行う補間サービ
ス方法として、基地局で現在使用中の順方向の付加チャ
ネルの送信電力の総電力を検出する過程と、その検出さ
れた総電力を所定の基準値と比較する過程と、これによ
り総電力が基準値よりも小さいと判断されたときに補間
サービス可能な付加チャネルを決定して補間チャネルに
使用する過程と、を実施することを特徴とする補間サー
ビス方法が提供される。

【００２３】その付加チャネルの総電力を検出する過程
では、現在使用中の付加チャネル数に付加チャネルの単
位電力を乗算することにより総電力を算出することがで
きる。また、補間サービス可能な付加チャネルを決定し
て補間チャネルに使用する過程では、基準値から総電力
を引いた値を付加チャネルの単位電力で割って補間サー
ビス可能なチャネル数を計算する過程と、その計算され
た補間サービス可能なチャネル数を補間チャネルとして
使用し、優先順位に応じて補間データを送る過程と、を
実施することができる。所定の基準値は、補間サービス
開始を決定する総電力の下限基準値とすることが可能で
ある。そしてさらに、総電力が基準値よりも大きいと判
断されたときに補間サービス中の補間チャネルがあれ
ば、その補間チャネルを削減する過程を実施するとよ
い。

【００２４】また本発明によれば、トラヒックチャネル
に基本チャネルと付加チャネルをもつ符号分割多元接続
通信システムの基地局における補間サービス装置とし
て、基地局で現在使用中である順方向の付加チャネルの
送信電力の総電力を検出する電力測定手段と、その検出
された総電力を所定の基準値と比較する比較手段と、そ
の比較の結果、総電力が基準値よりも小さいときに補間
サービス可能な付加チャネルを決定して補間チャネルと
する補間チャネル追加手段と、を備えることを特徴とす
る補間サービス装置が提供される。

【００２５】その電力測定手段は、現在使用中である付
加チャネルの各電力を入力する二乗器と、この二乗器の
出力電力を合算して総電力を算出する加算器と、からな
るものとすることができる。また、補間チャネル追加手
段は、所定の基準値から総電力を引いて補間サービス可
能な電力を算出する補間電力計算器と、その算出された
電力を付加チャネルの単位電力で割って補間サービス可
能なチャネル数を算出するチャネル数決定器と、からな
るものとすることができる。所定の基準値は、補間サー
ビス開始を決定する総電力の下限基準値とすることが可
能である。そしてさらに、比較手段による比較結果で総
電力が基準値よりも大きいときに、補間サービス中の補
間チャネルがあればその補間チャネルを削減する補間チ
ャネル削減手段を備えるとよい。

【００２６】あるいは本発明によれば、トラヒックチャ
ネルに基本チャネルと付加チャネルをもつ符号分割多元
接続通信システムの基地局から端末機へ行う補間サービ
ス方法として、基地局で現在使用中の順方向の付加チャ
ネルの送信電力の総電力を検出する過程と、その検出さ
れた総電力が所定の第１基準値よりも小さいときに、補
間サービス可能な付加チャネルを決定して補間チャネル
に使用する過程と、前記検出された総電力が所定の第２
基準値よりも大きいときに、補間サービス中の補間チャ
ネルがあればその補間チャネルを削減する過程と、を実
施することを特徴とする補間サービス方法が提供され
る。

【００２７】その付加チャネルの総電力を検出する過程
では、現在使用中の付加チャネル数に付加チャネルの単
位電力を乗算することにより総電力を計算することがで
きる。また、補間サービス可能な付加チャネルを決定し
て補間チャネルに使用する過程では、第１基準値から総
電力を引いた値を付加チャネルの単位電力で割って補間
サービス可能なチャネル数を計算する過程と、その計算
された補間サービス可能なチャネル数を補間チャネルと
して使用し、優先順位に応じて補間データを送る過程
と、を実施することができる。第１基準値は、補間サー
ビス開始を決定する総電力の下限基準値とすることが可
能である。

【００２８】さらに、補間サービス中の補間チャネルを
削減する過程では、現在サービス中の補間チャネル数を
確認する過程と、その確認の結果、サービス中の補間チ
ャネルがあれば、総電力から第２基準値を引いた値を付
加チャネルの単位電力で割って削除可能な補間チャネル
数を計算する過程と、その計算された削除可能なチャネ
ル数分、優先順位の低い順に補間チャネルを削除する過
程と、を実施することができる。第２基準値は、補間チ
ャネル削除を決定する総電力の上限基準値とすることが
可能である。

【００２９】あるいはまた本発明によれば、トラヒック
チャネルに基本チャネルと付加チャネルをもつ符号分割
多元接続通信システムの基地局における補間サービス装
置として、基地局で現在使用中である順方向の付加チャ
ネルの送信電力の総電力を検出する電力測定手段と、そ
の検出された総電力を所定の第１基準値と比較する第１
比較器と、この第１比較器による比較の結果、総電力が
第１基準値よりも小さいときに、補間サービス可能な付
加チャネルを決定して補間チャネルとする補間チャネル
追加手段と、前記検出された総電力を所定の第２基準値
と比較する第２比較器と、この第２比較器による比較の
結果、総電力が第２基準値よりも大きいときに、補間サ
ービス中の補間チャネルがあればその補間チャネルを削
減する補間チャネル削減手段と、を備えることを特徴と
する補間サービス装置が提供される。

【００３０】その電力測定手段は、現在使用中である付
加チャネルの各電力を入力する二乗器と、この二乗器の
出力電力を合算して総電力を算出する加算器と、からな
るものとすることができる。また、補間チャネル追加手
段は、第１基準値から総電力を引いて補間サービス可能
な電力を算出する補間電力計算器と、その算出された電
力を付加チャネルの単位電力で割って補間サービス可能
なチャネル数を算出するチャネル数決定器と、からなる
ものとすることができる。第１基準値は、補間サービス
開始を決定する総電力の下限基準値とすることが可能で
ある。

【００３１】さらに、補間チャネル削減手段は、現在サ
ービス中である補間チャネル数を確認する補間サービス
点検器と、この補間サービス点検器による確認の結果、
サービス中の補間チャネルがあれば、総電力から第２基
準値を引いて削減可能な電力を算出する削減電力計算器
と、その算出された電力を付加チャネルの単位電力で割
って削減可能な補間チャネル数を算出する削減チャネル
数決定器と、からなるものとすることができる。第２基
準値は、補間チャネル削除を決定する総電力の上限基準
値とすることが可能である。

【００３２】

【発明の実施の形態】高速データサービス使用の負荷に
よる基地局の半径及びパイロット電力の急激な変化を抑
制するためには、基地局の総出力強度を一定に保持する
ようにしておけばよい。このための手法として、出力強
度が小さい場合には所定のデータを出力するようにして
基地局の全出力を所定範囲内に保つ方式とする。その基
地局出力が小さくなるときに出されるデータが補間デー
タで、この補間データを提供するのが補間サービスであ
る。そして、補間データを伝送するチャネルを補間チャ
ネルとする。この補間サービスにより、基地局半径を一
定に保持可能とし、パイロット電力の急激な変化を防止
するうえに、一時的に空いている基地局の容量を有用な
情報で満たして低価で使用者に提供し、移動通信利用者
の選択の幅を広め且つ使用満足度を増加させることがで
きる。

【００３３】このような補間サービスは、基地局出力の
強度変動に応じていつでも中止と再開が可能でなければ
ならないため、サービスの優先順位では、基本チャネル
及び付加チャネルを用いた通信に対して相対的に低い優
先順位とするべきである。それにより、安定的基地局運
用に寄与することができる。

【００３４】低い優先順位でも支障なくサービス可能な
補間データとしては、気象情報、交通情報、株式情報、
時報、公告などの有益な情報とするとよい。また、大容
量のファイル伝送のように長時間を要するサービスの場
合に補間サービスを利用すれば、低価で提供することが
可能である。ただし、この場合は特定使用者に対するサ
ービスの概念として作用するので、低い優先順位で動作
するための特定プロトコルが必要になる。

【００３５】以上のような補間サービスを実行するため
には、当該補間サービスを受けることの可能な端末機を
用意し、その端末機に対して補間サービス提供を受ける
ための手続を定めておく。そして、実際に補間サービス
は次のような順序により実行する。

【００３６】まず、補間サービス可能な端末機であれ
ば、基地局との呼設定過程で補間サービスを受けること
を基地局に知らせ、補間サービスの提供される補間チャ
ネルの直交コード番号割当を基地局から受ける。この基
地局から端末機に直交コード番号を割り当てる方法は、
２つの方法がある。

【００３７】その一つは、マルチキャスト(multicast)
又はブロードキャスト(broadcast)方式であり、全直交
コード中の一部直交コード番号を補間チャネルとして設
定し使用する方式である。この方式では、補間チャネル
を一種のオーバヘッドチャネル(overhead channel)とし
て使用することにより、補間サービスのためのチャネル
を固定させて使用する。この場合、補間データは交通、
気象、株式などの端末機加入者が共通に使用し得る情報
から構成される。

【００３８】もう一つは、基地局が該当端末機のチャネ
ルに補間データをサービスする方式(point to point)で
ある。このような場合、端末機は設定されたチャネルを
通して順方向リンクで受信されるデータを処理し、基地
局は、通信中の設定チャネルを通して実際にデータ通信
のない休止区間で補間データを伝送する。

【００３９】直交コードはウォルシュコードを使用する
ことができるので、以下、ウォルシュコードとして説明
する。上記の呼設定過程で補間チャネルのウォルシュコ
ードの割当を受けた端末機は、基本チャネルと付加チャ
ネルを通した通話やデータ通信のない合間の時間で周期
的に補間チャネルを点検し、提供される補間チャネルの
補間データがあるかどうかを監視する。そして、補間チ
ャネルを通して補間データが受信された場合には当該補
間データを処理する。

【００４０】前述したように、提供可能な補間サービス
のうち、大容量ファイル伝送の場合は特定プロトコルを
必要とし、その他の大衆的なサービスには特別なプロト
コルは必要ない。補間チャネルを点検した時点で補間デ
ータがない場合には一定時間経過後に、基本チャネルと
付加チャネルを通した高速データ通信がない場合に限っ
て補間チャネルを再点検する。このような過程は補間サ
ービス可能な端末機で補間サービスの提供を受けるため
にとられる過程である。

【００４１】上記補間サービスは、基地局が自分の容量
を点検して容量に余裕があるときに提供されるサービス
なので、基本的には基地局から端末機へ送信される信号
経路としての順方向リンクに関わる内容のサービスであ
る。基地局から補間サービスを提供する場合、基地局は
自分のチャネル容量を確認し得る手段をもち、これを補
間サービスの可否と連係させ得る判断過程が要求され
る。このために基地局の制御プロセッサは、下記数式２
に従い基地局の送信信号電力水準を判断する。

【数２】 Ｐ＝Ｇ（１）＊Ｇ（１）＋Ｇ（２）＊Ｇ（２）＋……＋Ｇ（Ｎ）＊Ｇ（Ｎ）

【００４２】式中、Ｐは基地局の総送信電力であり、Ｇ
（ｉ）、ｉ＝１，２，……，Ｎはｉ番目チャネルの利得
になる。すなわち、基地局の各チャネルにおける電力は
該当チャネルの送信利得の二乗で表現することができ、
したがって基地局の総送信電力は各チャネルの送信電力
の総和で表現することができる。つまり、現在サービス
中の付加チャネル数に１付加チャネル当たりの単位電力
をかければ、現在の基地局における総送信電力を算出す
ることができる。この算定過程を通して基地局制御プロ
セッサは、逐次、基地局の総送信電力の水準を点検す
る。このようにして得た総送信電力の点検結果に従って
基地局は、その時期における補間サービス実行可否を決
定する。

【００４３】また、すでに補間サービスが行われている
場合の基地局制御プロセッサは、現在実行中の補間サー
ビスの継続進行可否を決定する必要がある。この決定は
下記数式３及び数式４によって可能である。

【数３】Ｐ＜Ｐ_ｌｏｗ

【数４】Ｐ＞Ｐ_ｈｉｇｈ

【００４４】数式３中のＰ_ｌｏｗ（下限基準送信電力）
は、補間サービス実行可否を決定するための基準値であ
る。すなわち、総送信電力ＰがＰ_ｌｏｗを下回れば補間
サービスを実行する。また、数式４中のＰ_ｈｉｇｈ（上
限基準送信電力）は遂行中の補間サービスを縮小制御す
るための基準値である。すなわち、総送信電力ＰがＰ
_ｈｉｇｈを上回れば実行中の補間チャネルを制御して補
間サービスを縮小あるいは中止する。ただしこれに限ら
ず、下限基準値のみの設定するような変更も可能であ
る。

【００４５】これら数式３と数式４によって基地局制御
プロセッサは、点検結果の総送信電力Ｐを下限基準送信
電力Ｐ_ｌｏｗ及び上限基準送信電力Ｐ_ｈｉｇｈと比較
し、その結果、ＰがＰ_ｌｏｗより小さい値をもつと補間
チャネルを通して補間サービスを提供することにより、
数式２のＰ値をＰ_ｌｏｗ以上に保持すべく動作する。ま
た、同じくＰが数式３を満足し且つすでに補間サービス
が提供されている場合は、補間サービスを通して提供す
る情報量を増やす、つまり補間チャネルの割り当てを増
やして数式２のＰをＰ_ｌｏｗ以上にすることが可能であ
る。

【００４６】一方、数式４は総送信電力ＰがＰ_ｈｉｇｈ
より大きい値をもっている場合を表示しており、これは
補間サービスを提供し得る余力がないことを表す。すな
わち、数式４を満足する場合には補間サービスの提供は
無理なので、すでに提供している補間サービスがあれば
Ｐ値がＰ_ｈｉｇｈを下回るように、その補間チャネルの
情報量を減らす（サービス縮小）制御を実行する。

【００４７】以上の数式２〜４は、補間サービスを提供
するために基地局が判断すべき総送信電力と基準送信電
力の関係を明示したものである。

【００４８】図６に、補間サービスを提供するための基
地局の構成について、特に補間サービス関連部分をその
データの流れとともに示している。

【００４９】基地局制御器６１０の制御プロセッサ６１
２は、上位のネットワークから補間サービス用の情報を
収集して補間サービスデータベース６１４に貯蔵する作
業を繰り返し行う。その補間サービスデータベース６１
４に貯蔵された情報は、基地局６２０の基地局制御プロ
セッサ６２１から補間データ要請があると、これに応じ
る基地局制御器６１０の制御プロセッサ６１２によって
読み取られ、基地局６２０の基地局制御プロセッサ６２
１へ伝達される。基地局制御プロセッサ６２１は、基地
局制御器６１０の制御プロセッサ６１２から出力された
補間サービス関連情報を自分の管理する補間データバッ
ファ６２３に貯蔵し、補間サービス提供時に送信し得る
ようにする。

【００５０】上述の数式２〜４に従う手法によって補間
サービスを開始すべきと判断した基地局制御プロセッサ
６２１は、補間データバッファ６２３から補間データを
読み出し、補間チャネルを送信するモデム６３１〜６３
Ｎのうちの該当モデムへ伝達する。補間データをモデム
６３１〜６３Ｎへ伝達した後の基地局制御プロセッサ６
２１は、基地局制御器６１０の制御プロセッサ６１２に
補間サービス関連情報の追加支援を要請し、これに応じ
て該制御プロセッサ６１２から送られてくる補間サービ
ス関連情報を補間データバッファ６２３の空き領域に入
れる。

【００５１】一方、各モデム６３１〜６３Ｎは、現在送
信している信号の利得Ｇ（ｉ）を周期的に基地局制御プ
ロセッサ６２１へ報告しており、これにより基地局制御
プロセッサ６２１が総送信電力を点検して補間サービス
に関連した決定を下す。これらモデム６３１〜６３Ｎの
送信信号は、加算器６４１で合わせられた後、送信ろ波
器６４３、周波数遷移器６４５、送信増幅器６４７を通
してアンテナから送り出され、順方向リンクの信号とし
て端末機へ送信される。

【００５２】図７には、基地局制御プロセッサ６２１で
補間サービスの開始と終了を決定するアルゴリズムを示
してある。

【００５３】基地局６２０の各モデム６３１〜６３Ｎか
ら基地局制御プロセッサ６２１に入力されるＧ（ｉ）の
値は、それぞれ対応する二乗器７１１〜７１Ｎで該当モ
デム６３１〜６３Ｎが現在送信している送信電力に変換
される。これら二乗器７１１〜７１Ｎから出力される各
送信電力が加算器７２２で合算されることにより、基地
局６２０の総送信電力が算出される。こうして計算され
た総送信電力Ｐが、Ｐ _ｌｏｗ及びＰ_ｈｉｇｈの両基準送
信電力と比較される。

【００５４】Ｐ_ｌｏｗとの比較過程は下限比較器７２４
により実行される。ＰがＰ_ｌｏｗを下回る場合（Ｐ＜Ｐ
_ｌｏｗ）、現在の総送信電力が基準送信電力より小さ
く、補間サービスを提供し得る余裕チャネル容量が残っ
ていることを意味する。したがって基地局制御プロセッ
サ６２１は、チャネル容量の許容範囲内で補間データを
送信することができる。そしてこのような場合に補間電
力計算器７２６が、下限比較器７２４で算出されたＰと
Ｐ_ｌｏｗとの差に従って送信可能な補間データの最大量
を計算し、チャネル数決定器７２８がその計算結果によ
って補間サービス送信量を決定する。これに応じた補間
データが補間チャネルを通して提供されることになる。

【００５５】この補間サービスを行うための補間チャネ
ル決定過程では、チャネル数決定器７２８が下記の数式
５によって補間チャネル数を決定する。

【数５】ｎ＝（Ｐ_ｌｏｗ−Ｐ）／Ｐ_ｕｎｉｔ

【００５６】式中のｎは補間サービス可能な補間チャネ
ル数を示し、Ｐ_ｕｎｉｔはチャネル当たりの送信電力を
示す。つまり補間電力計算器７２６が補間サービス可能
な電力値（Ｐ_ｌｏｗ−Ｐ）を求め、チャネル数決定器７
２８がその電力値を単位送信電力Ｐ_ｕｎｉｔで割って補
間サービス可能な補間チャネル数ｎを決定する。

【００５７】これに対し、下限比較器７２４でＰがＰ
_ｌｏｗ以上と判断された場合（Ｐ≧Ｐ _ｌｏｗ）は、現在
のチャネル容量に補間サービスを追加提供し得る余裕が
ないことを意味するので、補間サービス追加に関連した
以降の動作を中止する。

【００５８】一方、Ｐは、Ｐ_ｈｉｇｈとも比較される。
すなわち上限比較器７３０がＰとＰ _ｈｉｇｈを比較し、
ＰがＰ_ｈｉｇｈ以下の場合（Ｐ≦Ｐ_ｈｉｇｈ）は基地局
６２０の送信可能な総送信電力範囲内にあることを示す
ので、現状を維持することができる。

【００５９】これに対し、ＰがＰ_ｈｉｇｈを上回る場合
（Ｐ＞Ｐ_ｈｉｇｈ）は、基地局６２０の総送信電力許容
量を越える過度な電力を送信していることを意味する。
このような場合はサービス中の補間サービスを中止して
総送信電力を低めるための動作を行うべきである。この
とき、補間サービスを全て中止してしまうのではなく、
ＰがＰ_ｈｉｇｈぎりぎりに納まる程度に補間データ量を
調節するのが好ましい。そこで、Ｐ＞Ｐ_ｈｉｇｈの場合
に補間サービス点検器７３２が現在サービス中の補間サ
ービスがあるかどうかを検査し、ない場合にはそれ以上
の動作を行わない制御とする。一方、現在サービス中の
補間サービスがある場合には削減電力計算器７３４が総
電力ＰからＰ_ｈｉｇｈを減算（Ｐ−Ｐ_ｈｉｇｈ）し、削
減チャネル数決定器７３６がその計算値に従い補間チャ
ネル数を減らして補間サービスを縮小する。

【００６０】このように縮小する補間チャネルを決定す
る場合、削減チャネル数決定器７３６は、下記の数式６
によって補間サービス縮小制御する補間チャネル数を決
定する。

【数６】ｎ＝（Ｐ−Ｐ_ｈｉｇｈ）／Ｐ_ｕｎｉｔ

【００６１】式中のｎは削減可能な補間チャネル数を示
し、Ｐ_ｕｎｉｔはチャネル当たりの送信電力を示す。つ
まり、削減電力計算器７３４が補間サービスを縮小制御
するための電力値（Ｐ−Ｐ_ｈｉｇｈ）を求め、削減チャ
ネル数決定器７３６がそれを単位送信電力Ｐ_ｕｎｉｔで
割って縮小すべき補間チャネル数を決定する。そして削
減チャネル数決定器７３６は、算出した削減チャネル数
ｎと現在サービス中の補間チャネルの数ｎ’を比較し、
ｎ≦ｎ’であればｎ個の補間チャネルサービスを中止
し、残ったｎ’−ｎ個の補間チャネルを通して補間サー
ビスを実行させる。一方、ｎ＞ｎ’であれば、全ての補
間チャネルサービスを中止する。

【００６２】以上の補間サービスを実行する結果、基地
局の総送信電力は一定に保たれるが、これを図８に説明
してある。図８は２名のデータ使用者に関係した補間サ
ービスの例で、２名の使用者が付加チャネルを通して高
速データサービスを利用するときの順方向コードチャネ
ルの使用を示している。図８において、横軸は時間を示
し、縦軸はコードチャネルの使用数を示す。該コードチ
ャネルの使用数は順方向ＣＤＭＡチャネルの負荷を意味
する。

【００６３】図中の斜線を引いた“Ｃ”が補間チャネル
を示しており、その“Ｃ”の横の一番目の数字は使用者
の番号、２番目の数字は使用する補間チャネルの番号を
表している。たとえば、Ｃ１，５は第１使用者の第５番
補間チャネルが用いられていることを意味する。このよ
うに補間チャネルＣは、使用されずに浪費されるチャネ
ル資源を有用な情報で満たして補間サービスを行うもの
であり、これによりシステム運用が安定し、チャネル容
量を向上させられる。

【００６４】図９は、順方向の付加チャネルを通し高速
データサービスを提供する場合において、補間チャネル
による補間サービス実行過程及び解除過程を説明したフ
ローチャートである。この図９のような補間サービス
は、基地局制御プロセッサ６２１により処理される。

【００６５】基地局制御プロセッサ６２１は、９１１段
階で基本チャネルを通じ基地局と端末機との間に呼がセ
ットアップされると、９１３段階で、端末機の要求又は
基地局の必要による順方向付加チャネルを通した高速デ
ータサービスの実行を判断する。その判断結果、データ
サービスを実行する場合は９１５段階で、データサービ
ス提供用に使用可能な順方向付加チャネルが存在するか
検査する。その検査結果、使用可能な付加チャネルが存
在しないときは９１７段階に進む。この９１７段階で基
地局制御プロセッサ６２１は、端末機からの要請であっ
た場合には該端末機に、使用可能な付加チャネルが存在
しないことを知らせた後に９１３段階へ戻り、また、基
地局の必要によるものであった場合にはそのまま９１３
段階へ戻り、順方向付加チャネルの使用有無から再行す
る。

【００６６】一方、９１５段階で使用可能な付加チャネ
ルが存在すれば９１９段階へ進み、基地局制御プロセッ
サ６２１は、データサービスを提供する順方向リンクの
付加チャネルについての情報を基本チャネルを通して端
末機に通報する。そして９２１段階で、補間サービスの
追加あるいは削除を判断するため、新しく割り当てた順
方向付加チャネルによるデータサービスを含む基地局の
送信電力を計算する過程を行う。この計算過程は次式７
に基づく。

【数７】 Ｐ_{（ｎ＋１）}＝Ｐ_（ｎ）＋Ｎ_ｓｕｐ×Ｐ_ｕｎｉｔ

【００６７】式中、Ｐ_（ｎ）は新たな付加チャネルの送
信を開始する直前の基地局送信電力、Ｐ_ｕｎｉｔは単位
送信電力、Ｎ_ｓｕｐは新たに開始するデータサービス用
の付加チャネル数、Ｐ_{（ｎ＋１）}は新たな付加チャネル
送信を開始した後の基地局送信電力である。すなわち、
新たな付加チャネルの使用により基地局の送信電力が増
加するので、これに鑑みて新しい状態における補間サー
ビスチャネル数を決める基礎とする。

【００６８】９２１段階で新しい基地局送信電力値Ｐが
求められると、基地局制御プロセッサ６２１は、９２３
段階でＰ_ｈｉｇｈと比較する。その結果、ＰがＰ
_ｈｉｇｈより大きければ、９２５段階で補間チャネル縮
小制御を行った後に９２７段階へ進み、Ｐ_ｈｉｇｈ以下
であればそのまま９２７段階へ進む。９２７段階に行く
と、順方向の付加チャネルを用いたデータサービスを開
始する。すなわち、順方向付加チャネルによるデータ送
信を始める。データ送信が開始されると基地局では、周
期的に基地局送信電力を点検し、補間サービスの補間チ
ャネル増減制御を実行する。

【００６９】基地局制御プロセッサ６２１は９２９段階
で、基地局の送信電力Ｐと上限基準送信電力Ｐ_ｈｉｇｈ
とを比較する。その結果、ＰがＰ_ｈｉｇｈより大きけれ
ば９３３段階に進んで補間チャネル削減を行い、Ｐ
_ｈｉｇｈ以下であれば９３１段階に進んで補間チャネル
追加を行って９３５段階に進む。

【００７０】図１０に、この９３３段階に示した補間チ
ャネル削減制御を詳しく説明するフローチャートを示し
ている。

【００７１】補間チャネル削減が開始されると、まず１
０１１段階で、サビース中の補間チャネル数（ｍ）が確
認される。そして１０１３段階で、現在の基地局送信電
力Ｐと上限基準送信電力Ｐ_ｈｉｇｈとが比較され、Ｐ
_ｈｉｇｈを越えるチャネル数（ｎ）が計算される。続い
て１０１５段階で、これらｍとｎを比較し、ｍがｎ以上
である場合、すなわち終了させるべきチャネル数が現在
サービス中の補間チャネル数よりも少なければ、１０１
７段階へ進む。この１０１７段階に進んだ場合は、進行
中の補間サービスの優先順位を考慮してｎ相当の補間チ
ャネルを終了させ、そして当該過程から抜ける。また、
１０１５段階でｍがｎより小さかったときは１０１９段
階に進み、サービス中の全補間チャネルを終了させ当該
過程から抜ける。

【００７２】図１１は、図９の９３１段階に示した補間
チャネル追加制御を詳しく説明するフローチャートを示
している。

【００７３】補間チャネル追加が開始されると、まず１
１１１段階で現在の基地局送信電力Ｐを下限基準送信電
力Ｐ_ｌｏｗと比較し、Ｐ_ｌｏｗ以上であれば、新たな補
間チャネルの追加を行うことなく当該過程から抜ける。
一方、ＰがＰ_ｌｏｗより小さい場合には１１１３段階に
進み、Ｐ_ｌｏｗを下回るチャネル数（ｎ）を計算した後
に１１１５段階へ進む。１１１５段階では、ｎの補間チ
ャネルを使用して補間サービスの優先順位の高い順にサ
ービス開始し、当該過程から抜ける。

【００７４】これら図１０及び図１１のようにして補間
チャネルの削除又は追加を行った後、基地局制御プロセ
ッサ６２１は、９３５段階で順方向の付加チャネルによ
るデータ送信の終了を検査する。その結果、終了の場合
は９３７段階に進み、終了していなければ９２９段階に
戻って基地局送信電力変動に応じた補間サービスのチャ
ネル変更作業を周期的に行う。

【００７５】９３７段階では、順方向付加チャネルによ
るデータ送信の終了を基本チャネルを通して端末機に知
らせ、そして、その付加チャネルの終了により変動する
基地局送信電力を補償するための補間チャネル追加制御
を９３９段階で行う。９３９段階の後は９４１段階に進
み、呼の終了を検査して終了すべきであれば全体のフロ
ーを終了させ、終了しない場合は９１３段階に戻って順
方向付加チャネルの使用検査を行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】端末機及び基地局の構成と無線リンクを説明し
たブロック図。

【図２】分図ＡはＣＤＭＡ方式の順方向チャネル、分図
Ｂは逆方向チャネルの構成を説明したブロック図。

【図３】ＣＤＭＡ方式の高速データサービス用とした順
方向及び逆方向チャネルの構成を説明したブロック図。

【図４】図３のようなチャネル構造をもつＣＤＭＡ方式
のシステムで高速データサービスを行う過程を説明した
フローチャート。

【図５】従来における高速データサービスのための付加
チャネルの使用例を示した説明図。

【図６】本発明の補間サービスを提供する基地局の要部
構成を示したブロック図。

【図７】基地局制御プロセッサにおける補間サービスの
開始と終了を決定するためのアルゴリズムを説明したブ
ロック図。

【図８】本発明の補間サービスを実施した順方向チャネ
ルの使用例を示した説明図。

【図９】本発明の補間サービス過程を含めたＣＤＭＡ通
信システムの順方向データサービスを示すフローチャー
ト。

【図１０】図９の９３３段階における補間チャネル削減
制御のフローチャート。

【図１１】図９の９３１段階における補間チャネル追加
制御のフローチャート。

フロントページの続き (72)発明者 金 ▲よん▼基 大韓民国ソウル特別市江南区大峙洞鮮京 アパート12棟1401号 (56)参考文献 特開 平５−22222（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−172685（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−13941（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 13/00

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラヒックチャネルに基本チャネルと付
   加チャネルをもつ符号分割多元接続通信システムの基地
   局から端末機へ行う補間サービス方法であって、基地局で 現在使用中の順方向の付加チャネルの送信電力
   の総電力を検出する過程と、その検出された総電力を所
   定の基準値と比較する過程と、これにより総電力が基準
   値よりも小さいと判断されたときに補間サービス可能な
   付加チャネルを決定して補間チャネルに使用する過程
   と、を実施することを特徴とする補間サービス方法。
2. 【請求項２】 付加チャネルの総電力を検出する過程で
   は、現在使用中の付加チャネル数に付加チャネルの単位
   電力を乗算することにより総電力を算出する請求項１記
   載の補間サービス方法。
3. 【請求項３】 補間サービス可能な付加チャネルを決定
   して補間チャネルに使用する過程では、基準値から総電
   力を引いた値を付加チャネルの単位電力で割って補間サ
   ービス可能なチャネル数を計算する過程と、その計算さ
   れた補間サービス可能なチャネル数を補間チャネルとし
   て使用し、優先順位に応じて補間データを送る過程と、
   を実施する請求項１又は請求項２記載の補間サービス方
   法。
4. 【請求項４】 所定の基準値は、補間サービス開始を決
   定する総電力の下限基準値である請求項３記載の補間サ
   ービス方法。
5. 【請求項５】 総電力が基準値よりも大きいと判断され
   たときに補間サービス中の補間チャネルがあれば、その
   補間チャネルを削減する過程を実施する請求項１記載の
   補間サービス方法。
6. 【請求項６】 トラヒックチャネルに基本チャネルと付
   加チャネルをもつ符号分割多元接続通信システムの基地
   局における補間サービス装置であって、基地局で 現在使用中である順方向の付加チャネルの送信
   電力の総電力を検出する電力測定手段と、その検出され
   た総電力を所定の基準値と比較する比較手段と、その比
   較の結果、総電力が基準値よりも小さいときに補間サー
   ビス可能な付加チャネルを決定して補間チャネルとする
   補間チャネル追加手段と、を備えることを特徴とする補
   間サービス装置。
7. 【請求項７】 電力測定手段は、現在使用中である付加
   チャネルの各電力を入力する二乗器と、この二乗器の出
   力電力を合算して総電力を算出する加算器と、からなる
   請求項６記載の補間サービス装置。
8. 【請求項８】 補間チャネル追加手段は、所定の基準値
   から総電力を引いて補間サービス可能な電力を算出する
   補間電力計算器と、その算出された電力を付加チャネル
   の単位電力で割って補間サービス可能なチャネル数を算
   出するチャネル数決定器と、からなる請求項６又は請求
   項７記載の補間サービス装置。
9. 【請求項９】 所定の基準値は、補間サービス開始を決
   定する総電力の下限基準値である請求項８記載の補間サ
   ービス方法。
10. 【請求項１０】 比較手段による比較結果で総電力が基
    準値よりも大きいときに、補間サービス中の補間チャネ
    ルがあればその補間チャネルを削減する補間チャネル削
    減手段をさらに備える請求項６記載の補間サービス装
    置。
11. 【請求項１１】 トラヒックチャネルに基本チャネルと
    付加チャネルをもつ符号分割多元接続通信システムの基
    地局から端末機へ行う補間サービス方法であって、基地局で 現在使用中の順方向の付加チャネルの送信電力
    の総電力を検出する過程と、その検出された総電力が所
    定の第１基準値よりも小さいときに、補間サービス可能
    な付加チャネルを決定して補間チャネルに使用する過程
    と、前記検出された総電力が所定の第２基準値よりも大
    きいときに、補間サービス中の補間チャネルがあればそ
    の補間チャネルを削減する過程と、を実施することを特
    徴とする補間サービス方法。
12. 【請求項１２】 付加チャネルの総電力を検出する過程
    では、現在使用中の付加チャネル数に付加チャネルの単
    位電力を乗算することにより総電力を計算する請求項１
    １記載の補間サービス方法。
13. 【請求項１３】 補間サービス可能な付加チャネルを決
    定して補間チャネルに使用する過程では、第１基準値か
    ら総電力を引いた値を付加チャネルの単位電力で割って
    補間サービス可能なチャネル数を計算する過程と、その
    計算された補間サービス可能なチャネル数を補間チャネ
    ルとして使用し、優先順位に応じて補間データを送る過
    程と、を実施する請求項１１又は請求項１２記載の補間
    サービス方法。
14. 【請求項１４】 第１基準値は、補間サービス開始を決
    定する総電力の下限基準値である請求項１３記載の補間
    サービス方法。
15. 【請求項１５】 補間サービス中の補間チャネルを削減
    する過程では、現在サービス中の補間チャネル数を確認
    する過程と、その確認の結果、サービス中の補間チャネ
    ルがあれば、総電力から第２基準値を引いた値を付加チ
    ャネルの単位電力で割って削除可能な補間チャネル数を
    計算する過程と、その計算された削除可能なチャネル数
    分、優先順位の低い順に補間チャネルを削除する過程
    と、を実施する請求項１１〜１４のいずれか１項に記載
    の補間サービス方法。
16. 【請求項１６】 第２基準値は、補間チャネル削除を決
    定する総電力の上限基準値である請求項１５記載の補間
    サービス方法。
17. 【請求項１７】 トラヒックチャネルに基本チャネルと
    付加チャネルをもつ符号分割多元接続通信システムの基
    地局における補間サービス装置であって、基地局で 現在使用中である順方向の付加チャネルの送信
    電力の総電力を検出する電力測定手段と、その検出され
    た総電力を所定の第１基準値と比較する第１比較器と、
    この第１比較器による比較の結果、総電力が第１基準値
    よりも小さいときに、補間サービス可能な付加チャネル
    を決定して補間チャネルとする補間チャネル追加手段
    と、前記検出された総電力を所定の第２基準値と比較す
    る第２比較器と、この第２比較器による比較の結果、総
    電力が第２基準値よりも大きいときに、補間サービス中
    の補間チャネルがあればその補間チャネルを削減する補
    間チャネル削減手段と、を備えることを特徴とする補間
    サービス装置。
18. 【請求項１８】 電力測定手段は、現在使用中である付
    加チャネルの各電力を入力する二乗器と、この二乗器の
    出力電力を合算して総電力を算出する加算器と、からな
    る請求項１７記載の補間サービス装置。
19. 【請求項１９】 補間チャネル追加手段は、第１基準値
    から総電力を引いて補間サービス可能な電力を算出する
    補間電力計算器と、その算出された電力を付加チャネル
    の単位電力で割って補間サービス可能なチャネル数を算
    出するチャネル数決定器と、からなる請求項１７又は請
    求項１８記載の補間サービス装置。
20. 【請求項２０】 第１基準値は、補間サービス開始を決
    定する総電力の下限基準値である請求項１９記載の補間
    サービス装置。
21. 【請求項２１】 補間チャネル削減手段は、現在サービ
    ス中である補間チャネル数を確認する補間サービス点検
    器と、この補間サービス点検器による確認の結果、サー
    ビス中の補間チャネルがあれば、総電力から第２基準値
    を引いて削減可能な電力を算出する削減電力計算器と、
    その算出された電力を付加チャネルの単位電力で割って
    削減可能な補間チャネル数を算出する削減チャネル数決
    定器と、からなる請求項１７〜２０のいずれか１項に記
    載の補間サービス装置。
22. 【請求項２２】 第２基準値は、補間チャネル削除を決
    定する総電力の上限基準値である請求項２１記載の補間
    サービス装置。