JP4335674B2 - 無線ネットワークにおけるリソース割り当て - Google Patents

Description

関連出願

本出願は、２００１年３月２０日に出願した「無線ネットワークにおけるリソース割り当て」という名称の仮出願番号６０／２７７，５９１の恩典を主張する。本出願は、本出願と同時に出願する「ページングを介するリソース割当て」という名称の非仮出願番号０９／９１９，７２６に関連する。

（著作権の告知）
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本発明は、無線通信ネットワークの分野に関する。詳細には、本発明は、制御メッセージとデータ・メッセージまたはそれらのいずれかを伝送するリソースを動的に割り当てるため、および各伝送を処理するために基地局（ＢＳ）内の分散処理リソースにそのようなリソースを割り当てるためのプロセスに関する。

（無線周波数リソースを割り当てること）
無線通信ネットワークにおいて、とりわけデータ伝送のためのネットワークのトラフィック・チャネルに対するアクセスとその使用を管理する制御メッセージを交換する制御チャネルとして特定の無線周波数（ＲＦ）範囲を専用に用いることは、柔軟性を欠き、ネットワーク・リソースを浪費する。例えば、制御チャネルは、無線通信ネットワークのピーク使用期間中に制御メッセージを搬送するのに十分な帯域幅を有していなければならず、ネットワークのほとんどの重い使用期間すなわちピークの使用期間中にその制御チャネルが利用できないことになる。反対に、ネットワークに対するトラフィック・デマンドが予期されたピーク使用率を超えて増大した場合、制御チャネルは、そのような時間中、過剰に利用される可能性があり、ＲＦリソースをデータ伝送に適時に割り当てることができないことに起因して、無線通信ネットワークにおけるデータ伝送が不必要に制限される期間がもたらされる。

無線通信ネットワークにおいて、例えば、必要に応じて、制御情報またはユーザ・データを伝送するためにＲＦリソースを動的に割り当てることにより、より高い柔軟性が提供され、ネットワークにおけるＲＦリソースのより良好な利用がもたらされる。しかし、ユーザ端末装置（ＵＴ）が常時、同調して基地局（ＢＳ）からのページを聴取する無線通信ネットワークにおける専用の制御チャネルが存在しない場合、どのようにＵＴまたはＢＳが、制御メッセージであれ、データ・メッセージであれ、メッセージを伝送するためのＲＦリソースをセットアップするかについて問題が生じる。したがって、ＵＴは、まず、どのＲＦリソースを介してランダム・アクセス（ＲＡ）要求を伝送するか、またはどのＲＦリソースを介してＢＳからのページを聴取するかを知る必要がある。さらに、ＵＴは、通信ネットワークにおいてＢＳとデータまたは帯域内メッセージを交換するさらに別のＲＦリソースをセットアップするため、ページに応答して、どのＲＦリソースを介してページ応答を伝送するかを知る必要がある。データを伝送するのに少なくとも１つのＲＦリソースの割り振りおよび割り当てが必要とされるので、この動的なＲＦリソース割り当てプロセスは、できる限り効率的であることが有利である。（本明細書で使用するユーザ端末装置という用語は、ユーザ・デバイスまたはユーザ機器を指す。さらに、ユーザは、ＵＴに接続されたデバイスまたはアプリケーションであり、加入者は、ユーザ／ＵＴを所有する、または使用する個人またはエンティティであることに留意されたい。）

（基地局ハードウェア・リソースを割り当てること）
無線通信ネットワークにおけるＲＦリソースの効率的な割り当てと使用が重要である。ただし、ＢＳリソースの効率的な利用の重要性も明白である。従来の基地局アーキテクチャは、中央プロセッサを利用して、データを伝送するのにどのＲＦリソース、ならびにどのＢＳハードウェア・リソースが利用可能であるかを判定し、例えば、ページングされるＵＴ、および利用可能なＲＦリソースの位置（例えば、無線周波数スペクトル）のページ識別子を含むページ・メッセージを送信する。代替のＢＳアーキテクチャは、例えば、複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含む分散処理アーキテクチャに基づく。そのようなＢＳでは、ＲＦリソースは、ストリームを伝送するために特定のＤＳＰに割り当てられ、次に、解放される。（ストリームは、本明細書では、一続きのＲＦデータ・バースト、またはデータ・パケットとして定義される）。分散されたＤＳＰが互いに独立に動作することが望ましく、そうでなければ、各ＤＳＰに対する信号パスを有する中央プロセッサが、ＤＳＰのオペレーションを協調させるのに必要であり、それに関連して付随の処理オーバーヘッドが伴う。ただし、ＤＳＰの独立のオペレーションでは、一続きのＲＦデータ・バーストを伝送するために特定のＤＳＰに特定のＲＦリソースを割り当てることの問題が生じる。ＤＳＰが、まず、自らの状態についての、例えば、アクティブ、アイドル等についての情報を互いの間で交換することなしには、どのＤＳＰがＲＦリソースに割り当てられ、ＲＦリソースを処理するかの問題が生じる。

本発明は、リソースを動的に割り当てるためのプロセスと、メッセージを伝送するためのリソースの利用と、さらに各伝送に関して、基地局（ＢＳ）において、分散ハードウェア処理リソースに、または単にハードウェア・リソースにそのようなリソースを割り当てることに関する。

本発明を例として、限定としてではなく、以下の図で例示する。同様の符号は、同様の要素を示している。

一実施形態では、本発明は、独自の利用可能なプロトコル、周知の利用可能なプロトコル、または市販のプロトコルに従って運用される無線通信ネットワークにおいて利用される。市販のプロトコルの１つのそのような例が、本発明の譲受人であるカリフォルニア州、サンノゼ市所在のＡｒｒａｙＣｏｍｍコーポレーションから入手可能なｉ−Ｂｕｒｓｔ（商標）ブロードバンド・アクセス・システムである。ｉ−Ｂｕｒｓｔシステムは、ユーザが選択したデバイス（例えば、ラップトップ、パームトップ、インターネット機器等）のための高速無線インターネット接続をユーザに提供する。ｉ−Ｂｕｒｓｔシステムは、モバイル・ブロードバンド・インターネット・プロトコル（ＩＰ）アクセスを提供するように最適化された時間分割多重アクセス／時間分割２重（ＴＤＭＡ／ＴＤＤ）ベースの無線インターフェースを利用する。ＴＤＤアクセスは、ＲＦリソース獲得の際、およびＵＴからＢＳへのアップリンク伝送とＢＳからＵＴへのダウンリンク伝送の間の非対称トラフィックに対応する際に柔軟性を提供する。ただし、以下に説明する本発明は、２つの一般的な例だけを挙げると、周知のアナログ・モバイル電話システム（ＡＭＰＳ）、またはデジタル−ＡＭＰＳなどの他のプロトコルを利用する他の無線通信ネットワークにおいて動作することが可能であるか、または動作するように変更することができる。

ｉ−Ｂｕｒｓｔは、単一のパケットを伝送する無線周波数が提供される無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．１１）に関するＩＥＥＥの標準で記載されているようなパケット交換データ・システムではなく、また、伝送される複数のパケットのために回線がセットアップされ、ティアダウン（tear down）される日本国のパーソナル・ハンディフォン・システム（ＰＨＳ）のような回線交換システムでもない。そうではなく、ｉ−Ｂｕｒｓｔは、基本的に、データがストリームで転送されるパケット交換通信と回線交換通信の混成であり、ストリームは、一続きのゼロまたは１つ以上のパケットである。例えば、そのようなシステムでは、効率的なストリームのセットアップとティアダウンが、ＲＦリソースを効率的に利用するのに重要であることが認められよう。

ユーザがユーザ端末装置（ＵＴ）に関連するデバイスまたはアプリケーションであるとき、基地局（ＢＳ）がそのユーザに送信するパケットを有し、ストリームがそのユーザに対してアクティブではない場合はいつでも、ＵＴに向けられたページを介してユーザに通知が行われる。同様に、ユーザがＢＳに伝送すべきパケットを有し、ＢＳとユーザの間でストリームがアクティブではない場合はいつでも、ＵＴが、ランダム・アクセス（ＲＡ）要求を介してＢＳに対してストリームを開始することを要求する。ストリームが確立されると、ユーザまたはＢＳがストリームを終了することを決めるまで、パケットが途切れなく続く。例えば、両方向においてパケット待ち行列が尽きた時点で、ストリームは、通常、即時に停止する。

ｉ−Ｂｕｒｓｔユーザ端末装置は、ＢＳに登録して登録と呼ばれる関係を形成する。登録により、以降、ＵＴとＢＳが、制御メッセージとデータ・メッセージの両方を交換することができるようになる。本発明を実施する一適用例では、複数のＵＴがそれぞれ、ネットワーク・セッションを確立して、ＢＳによって提供される、またはＢＳがアクセス可能なゲートウェイを介してインターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）にログインすることができる。単一のネットワーク・セッション中に、特にＵＴが移動性であり、単一のネットワーク・セッション中に複数の基地局の間で移動している場合に複数回の登録が行われる可能性がある。

ネットワーク・セッション中、たいてい、多くのストリームが生じる。アイドル期間中、つまりＢＳとＵＴの間でデータ・パケットが全く伝送されていないとき、ＵＴは、ＢＳからのダウンリンク方向におけるページを定期的に聴取することができる。長いアイドル期間の後、ＵＴとＢＳの間の登録がタイムアウトになり、終了する。

より高性能のＵＴでは、複数のストリームが同時に開いており、例えば、いくつかのタイムスロットで並列にパケットを転送していることが可能である。別法として、複数のストリームをいくつかの無線周波数チャネルを介してパケットを並列に転送することが可能であり、スループットも向上する。

本発明の実施形態で利用できる基地局を図４に示している。基地局４０５は、デジタル信号プロセッサ４１０〜４２５などの複数の分散コンピューティング・リソースを有するベースバンド・モジュール４００を含む。一実施形態では、ＤＳＰは、モトローラＭＣ５６３１１ ＤＳＰである。ＤＳＰのそれぞれは、ＲＦモジュール４３０に結合され、ＤＳＰの少なくとも１つによる処理のために、ダウンリンク伝送に関してデジタル信号をアナログ信号へ変換し、受信されたアップリンク信号のデジタル信号のアナログ−デジタル変換を行う。ＲＦモジュールは、オプションとして、アナログ信号を増幅する。アンテナ・アレイ４５０によって、無線インターフェース４８０を介して制御メッセージとデータ・メッセージを送受信して、無線通信ネットワークのＢＳと同じセクタ内のユーザ端末装置、例えば、ＵＴ４７０〜４７５と通信する。ネットワーク・カードまたはネットワーク・スイッチ４３５が、イーサネット（登録商標）・ネットワーク４４０またはインターネットなどの有線ネットワークに関連する伝送機能および／または経路指定機能を提供する。したがって、例えば、ネットワーク・カードまたはネットワーク・スイッチを介してインターネットからデータが受信し、無線インターフェースを介して１つまたは複数のユーザ端末装置に伝送することができる。

本発明の一実施形態では、ＤＳＰが、実質的に互いに独立に動作し、それぞれに、無線通信ネットワークにおける特定のＲＦリソースが割り当てられる。そのようなＲＦリソースが、例えば、ＲＦ搬送波であるか、タイムスロットであるか、フレームであるか、ＣＤＭＡシステムにおける符号であるか、または以上の何らかの組合せであるかに関わりなく割り当てられる。いずれにしても、本発明の一実施形態によれば、各ＤＳＰには、無線通信ネットワークを介してデータを伝送するために利用されるＲＦリソースのシーケンスに従う特定のホッピング・シーケンスが割り当てられる。

図１を参照すると、本明細書で述べられるＲＦリソースは、無線周波数領域のリソースである。ＲＦリソースは、無線周波数（ＲＦ）の搬送波またはチャネルであること、つまり、無線周波数スペクトルの一部分、例えば、本発明の一実施形態では、６２５ｋＨｚ幅の無線周波数チャネルであることが可能である。また、ＲＦリソースは、規制上の理由で一般に限定、または制限されるものの、必ずしも特定の周波数帯域に限定されない、または制限されないタイムスロットまたはフレームである。別法として、ＲＦリソースは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムにおける符号である。実際、ＲＦリソースは、ＲＦ搬送波、タイムスロット、またはＣＤＭＡ符号の組合せであること、例えば、ＲＦ搬送波とタイムスロットまたはフレームの組合せ、ＲＦ搬送波とＣＤＭＡ符号の組合せ、あるいはＲＦ搬送波と、タイムスロットまたはフレームと、ＣＤＭＡシステムにおける符号の組合せであってもよい。

１組のＲＦリソースをＲＦスペクトルの利用可能な部分と考えることができ、ＲＦ受信機において分離できる個々の部分に分割された時間と考えることができる。

図１は、ＲＦリソースを、複数のタイムスロットにさらに細分されるいくらかの時間の、例えば、５ミリ秒のフレームとして示している。図１は、最初の３つのタイムスロットがアップリンク・タイムスロットであり、次の３つのタイムスロットがダウンリンク・タイムスロットである１フレーム当たり６のタイムスロットを描いている。最初のダウンリンク・タイムスロットは、遷移保護時間１２０によって最後のアップリンク・タイムスロットから隔てられている。別法として、各タイムスロットは、ＲＦリソースを含むことが可能である。

図１に示した実施形態では、１６の６２５ｋＨｚのＲＦ搬送波が、公称１０ＭＨｚ幅の動作帯域幅内に、１フレーム当たり６つのタイムスロット（Ａ〜Ｆ）をはめ込み、各ペアがアップリンク・タイムスロットとダウンリンク・タイムスロットを含む３つのタイムスロット・ペアがもたらされる。もちろん、動作帯域、フレーム時間、タイムスロット時間、１フレーム当たりのタイムスロット数、アップリンク・タイムスロットの数に対するダウンリンク・タイムスロットの数等は、本発明を逸脱することなく、異なる動作環境、異なるネットワーク・プロトコル、および異なるアーキテクチャを考慮に入れるように構成することが可能であることが認められよう。

さらに、一実施形態では、１組のＲＦリソースのなかであるホッピング・シーケンスに従うように構成されたＤＳＰなどの基地局ハードウェア・リソースの概念が存在する。本明細書で独立に使用される場合のリソースという用語は、ホッピング・シーケンスに従うＲＦリソースのこのシーケンスを指す。一実施形態では、ホッピング・シーケンスは、無線周波数ホッピング・シーケンスである。別法として、ホッピング・シーケンスは、時間ホッピング・シーケンスまたは符号ホッピング・シーケンスである。一実施形態では、各基地局ハードウェア・リソースに、リソース、つまり、特定のホッピング・シーケンスに従うＲＦリソースのシーケンスを割り当てることが、例えば、そのリソースを介してユーザ端末装置に対してデータのストリームを伝送することに参加するために行われる。

したがって、基地局におけるＤＳＰは、特定のホッピング・シーケンスを処理する。ストリームが、固定のハードウェア・リソースを立ち上げ、そのハードウェア・リソース上に留まる。そしてストリームは、そのハードウェア・リソースに関連するホッピング・シーケンスに従ってＲＦリソースのシーケンスを使用する。同一のＢＳ上、または他のＢＳ上の別のハードウェア・リソースに切り替えるため、新たなストリームが開始され、古いストリームが停止される。空間処理技術を使用する本発明の別の実施形態では、単一のハードウェア・リソース上に複数のリソースが一緒に存在することが可能である。

（ストリームに対するリソースの割り当て）
図２を参照すると、高速回線交換チャネルを介して伝送される無線周波数バーストのストリーム、つまりシーケンスが示されている。図２（Ａ）では、ユーザ端末装置（ＵＴ）が、ＢＳに対するアップリンク・タイムスロットでランダム・アクセス（ＲＡ）要求バースト２０１を伴う無線バーストのシーケンスを開始し、一実施形態では、ＵＴのページング識別子（ＰＩＤ）を指定する。ＢＳは、このＲＡ要求を見て、フレームの中の後の対応するダウンリンク・タイムスロット内のアクセス割当て（ＡＡ）バースト２０２で応答して、ストリームを開く。一実施形態では、ＡＡは、ＲＡ要求を送信するのに既に使用されているリソースと異なる場合、ストリームの残りの部分に関してどのリソースをＵＴが使用すべきかをＵＴに知らせる。一実施形態では、ＵＴは、ＲＡおよびＡＡを交換するのに使用されるのと同じリソースを介してＢＳに対してユーザ・データを通信することができ、あるいはＡＡが、異なるリソースを介して、例えば、独自のホッピング・シーケンスに従う、例えば、無線周波数ホッピング・シーケンスに従うトラフィック・チャネル（ＴＣＨ）を介してユーザ・データを交換するようにＵＴとＢＳに指示する。その後、ストリームが終了するまで、例えば、２０３および２０４において、ＵＴとＢＳの間でユーザ・データおよび／または帯域内信号メッセージが伝送される。

図２（Ｂ）で示すとおり、ストリームは、ＢＳがダウンリンク・タイムスロットでページ・メッセージ２０５を介してＵＴに通知を行った時点で開始することが可能である。ＵＴは、例えば、ページング識別子（ＰＩＤ）、またはページ内の他の一意的な情報がそのＵＴをそのページの適切な受信側として特定したことに基づき、ページがＵＴに送信されたことを知る。ＵＴは、ＢＳによって利用されるホッピング・シーケンスを追うことによってページを聴取する。一実施形態では、ＵＴおよびＢＳは、ローカルでアクセス可能なデータ構造の中に事前定義されたホッピング・シーケンス情報を保持して、ＵＴが、ＢＳからのページをどこで（つまり、どのＲＦリソースを介して）聴取するかを知っているようにする。

ＢＳからページを受信した後、ＵＴは、例えば、待ち行列に入れられた情報を受信するためにＢＳに接触すべきことを認識し、待ち行列に入れられた情報を受信するリソースを探し出さなければならない。本発明の一実施形態では、ＵＴは、ページを送信する際にＢＳによって利用されたのと同じリソースを介してページ応答２０６を送信する。ＵＴが対応するＡＡを受信した場合、そのＵＴには、ストリームが与えられている。別法として、ＵＴは、異なるリソースを利用してページ応答２０６を送信することができ、そのようなリソースは、ＢＳからページが伝送されたリソースとは異なるホッピング・シーケンスに従うことが可能である。

前述したとおり、ＵＴは、本発明の実施形態に応じて、同じリソース、または異なるリソースを介してページ応答２０６で応答する。異なるリソースを介してページ応答がＢＳに伝送された場合、ＢＳとＵＴは、リソース、ならびにページ応答を送信するリソースが従うそれぞれのホッピング・シーケンスについて事前に合意する。これは、ＢＳとＵＴの間で、例えば、これらのデバイスの登録中および構成中にページ通信とページ応答通信を協調させる情報の交換を介して達させれることが可能である。

したがって、ページ応答は、（本発明の一実施形態では、ＢＳ ＤＰＳに特定のタイムスロットが割り当てられるので）まさに次のフレーム内の対応するアップリンク・タイムスロットで同じ基地局ハードウェア・リソースに対するものである。さらに、ページを送信した基地局ハードウェア・リソースは、ページを構成しかつ伝送する伝送リソースを有していたため、空いていることが分かっている。このようにして、本発明の一実施形態では、ページングを介してハードウェア・リソース割当てが提供される。

ＵＴが、実際、同じリソースを利用することを意図している場合、ＵＴがページに応答するのが迅速であればあるほど、そのページによって利用されたのと同じリソースが依然として利用可能である可能性がより大きくなる。ＵＴがページと同じリソースを介してページ応答を送信したが、それに応答してＡＡを受信しない場合、ＵＴは、図２（Ａ）に関連して前述したランダム・アクセス・プロセスに頼ることができ、それ以外では、残りのメッセージは、図２（Ａ）に関連して前述した通り交換される。

このようにして、ページングが専用の制御チャネルなしに達せられる。すべての未使用のハードウェア・リソースがページングに利用可能である。基地局ハードウェア・リソースは、アイドルである場合には常にページが伝送されるリソースを聴取していると予期され、データが待ち行列に入れられ、待機しているあらゆるユーザのためにページを構成する。したがって、ページングはリソース割り当て戦略を提供するように機能する。

一実施形態では、各ＵＴが、アイドル状態にある間に監視する固有の無線周波数およびタイムスロット・ホッピング・シーケンスを有する。ＵＴは、異なるＢＳハードウェア・リソースからのページを聴取して異なるＲＦリソースにホップする。ＵＴが追うＲＦリソースのシーケンスは、ＵＴのページング・リソースと呼ばれる。ページは、ＵＴのページング識別子（ＰＩＤ）、または何らかの他のそのような一意的な情報を含む。同様に、ＢＳにおけるハードウェア・リソースもそれぞれ、各ホップでページングすることができるＵＴ（ＰＩＤ）のリストを保持する。ＢＳが、例えば、インターネットから、ＵＴを宛先とするデータ・パケットを受信した場合、そのフレームにおけるページング・リソースにマッチする基地局ハードウェア・リソースがページを送信する。一実施形態では、ＵＴが応答するまで、またはタイムアウトになるまで、１フレーム当たり１ページでページングが繰り返される。ＵＴは、１フレーム当たり１つのタイムスロットで、または複数のフレーム当たり１つのタイムスロットでページを聴取することができる。ＲＦリソースまたはハードウェア・リソースの数を減らし、ＵＴバッテリを節約するため、ページングの頻度を低減することができることが認められよう。

ＢＳは、ＵＴページ聴取パターンを追跡するＢＳにおいてファンクションをコンピュータ処理することにより、どのようなページ聴取パターンにＵＴが従っているかを知る。例えば、ＢＳは、ＵＴに関してＢＳにおいて保持されるルックアップ・テーブル等を参照することにより、ＵＴのページ聴取パターンを特定することができる。同様に、ＵＴは、ＵＴにおいてあるファンクションをコンピュータ処理して、ページ応答を送信するリソースを決めることができる。例えば、ＵＴは、ページを受信した際、ＵＴにおいて保持されるルックアップ・テーブルをサーチして、どのリソースでページ応答を送信するかを決める。このようにして、ＢＳとＵＴは、互いを追跡することができる。本発明のこの態様により、リソース割当てが可能になる。詳細には、ＢＳは、特定のＵＴが特定のリソースを介してページ応答を送信することを望まない場合、単に対応するリソースを介してＵＴにページを送信することを避ける。

前述したページング・プロセスは、利用可能なリソースに関する情報をユーザ端末装置に提供することにより、暗黙的なリソース割り振りまたはリソース割り当てを可能にする。ページは、利用可能なリソースからだけ送信され、したがって、利用可能なリソース上で見られ、したがって、ＵＴは、ＵＴがページを受信したばかりのリソースを介してか、あるいは、例えば、ＵＴにおいて保持される、またはＵＴがアクセス可能なルックアップ・テーブルによって指示される異なるリソースを介してページに応答する。リソースが利用可能であるという事実は、ページのタイミングで、あるいは、ＢＳおよびＵＴにおいて計算されるホッピング・シーケンス情報に対する、ページが伝送されたフレームのマッピングで暗示される。したがって、ページ内でリソースが空いていることを示す明示的な情報が必要なく、ページを短く簡単にしておくのに役立ち、割り振られたＲＦスペクトルにおける処理オーバーヘッドが小さくなる。本発明のこの態様により、特定のリソースを介してページに応答しようとするＵＴによる最初の試みが、利用可能なリソースを介したものになる可能性が大幅に高くなる。

ページ応答を送信しようとする最初の試みが失敗した場合、例えば、ＵＴがページ応答を送信しようと試みる直前に何らかの他のＵＴまたはＢＳがリソースを横取りした場合、ＵＴは、それでも、ＢＳに接触しなければならないことを認識する。一実施形態では、ＵＴは、数回、ページ応答を送信しようと再試行してから、ＢＳにページ応答を送信する他のリソースを調べる。さらに、再試行の回数は、パラメータ化して、それに基づく異なるレベルのサービスを提供することが可能である。

ＢＳは、ページを送信すること、またはページを保留することによってリソースを割り当てる。さらに、ＢＳは、ページを処理するのに利用可能な空いた処理サイクルを有するタイムスロット（または無線周波数）に関連するＤＳＰを提供するようにハードウェア・リソースを割り当てることもできる。重要なことは、ＤＳＰがＢＳまたはその他のＤＳＰの状態を知る必要がないことである。ＤＳＰは、自らがページを提供し、かつ／またはページ応答を受信するコンピューティング・リソースを有しているかどうかだけに関心を払い、自らがページング処理を停止すると、ページング処理を停止するようにＢＳ内の汎用プロセッサに指示するだけでよい。このようにして、ＢＳ内の直接のＤＳＰ−ＤＳＰ通信が無しで済まされるが、ページング・メッセージおよびデータ・メッセージの伝送は、共有される。

例示のため、本発明の実施形態の簡略化した例を図３に関連して以下に提示する。この例は、２つだけのハードウェア・リソース、例えば、ＤＳＰと、２つだけのＲＦリソース、無線周波数Ａおよび無線周波数Ｂを有する無線周波数スペクトルとを有する単一のＢＳを想定している。さらに、２つだけのＵＴ、ＵＴ１とＵＴ２が、ＢＳと同じセクタ内に位置している。

次のとおり、ガイドラインが確立され、ＢＳとＵＴによって合意されている。ＵＴ１は、偶数番号のフレーム中に無線周波数Ａでページを聴取し、奇数番号のフレーム中に無線周波数Ｂでページを聴取する。ＵＴ２は、反対に、偶数番号のフレーム中に無線周波数Ｂでページを聴取し、奇数番号のフレーム中に無線周波数Ａでページを聴取する（ただし、複数のＵＴを区別するアドレス、ＰＩＤ等がページ内に存在するので、両方のＵＴが同一の無線周波数を聴取することも可能であることが認められよう）。

さらに、この例に関して、ＵＴ２が無線周波数ＢでＢＳとデータを交換しており、ＵＴ２がデータを交換している間、この無線周波数はビジーであり、したがって、利用できず、この無線周波数に割り当てられた関連するＢＳハードウェア・リソースも同様であるものと想定する。ＵＴ２が無線周波数ＢでＢＳとデータを交換している間、ＵＴ１に対するメッセージがＢＳにおいて待ち行列に入れられる。例えば、ＢＳは、インターネットに対するゲートウェイを提供するか、またはそのゲートウェイによってアクセス可能であり、ＵＴ１に関連するユーザが、しばらく前に、Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ上のＷｅｂサイトから情報がダウンロードされることを要求しており、この結果、ＵＴ１に伝送されるべき複数のパケットの最初のパケットが、ＵＴ１に伝送するために待ち行列に入れられている。

ＢＳが、詳細には、例えば、ＢＳ内の汎用プロセッサが、ＵＴにページングするようにＢＳ内のすべてのＤＳＰ（このケースでは、ＤＳＰ ＡおよびＢだけ）に通知を行う。ＤＳＰがアイドルである場合、またはＤＳＰが通信しているＲＦリソースにかかっている負荷などの他の基準に基づき、ＤＳＰは、次のとおりページを送信する。ＤＳＰ Ｂは、この例では、無線周波数ＢでＵＴ２と通信を行っていてビジーであると考えられていることから、ＵＴ１にページングを行わない。しかし、ＤＳＰ Ａは、偶数番号のフレームでアイドルであるので、無線周波数ＡでＵＴ１にページ・メッセージを送信する。

ＵＴ１がページを受信し、ページに応答するまでに、複数のページを送信する必要があることがある。しかし、奇数番号のフレームである次のフレームでは、ＵＴ１が奇数番号のフレーム中に無線周波数ＢでＤＳＰ Ｂからのページを聴取することにＢＳとＵＴ１が合意しているので、ＤＳＰ Ａは、アイドル状態にあり、この例では、ＤＳＰ Ｂがビジーであると考えられる。したがって、ＵＴ１は、奇数番号のフレーム中にはページを受信しない。

偶数番号のフレームである次のフレーム中、ＵＴ１は、無線周波数Ａでページを聴取し、ページを受信して、ページ内で自らの固有識別情報を認識し、ページの完全性を検証する。これに応答して、ＵＴ１は、無線周波数Ａで応答ページを送信し、例えば、自らの識別子や伝送電力レベル等を指定する。この実施形態は、ページとページ応答のために同一の無線周波数を利用しているが、ページ応答は、ＢＳおよびＵＴに関する調整されたルックアップ・テーブルの使用、またはＢＳおよびＵＴによって行われる動的計算を介して、別の無線周波数、またはリソースで伝送してもよいことが認められよう。

この時点で、ＤＳＰ Ａは、ページ応答を受信し、無線周波数ＡでＵＴ１にアクセス割当て（ＡＡ）を送信して、データ・メッセージを伝送するために無線周波数Ａを利用することを続けるようにＵＴ１に指示する。ＡＡは、別の実施形態では、ＵＴ１およびＤＳＰ Ａがデータ・メッセージの伝送を開始する無線周波数Ａ以外のリソースまたは周波数を示すことも可能であることがさらに認められよう。

この簡略化された例は、単一のＢＳと２つだけのＵＴについて述べているが、本発明の実施形態は、無線周波数再使用の問題なしに、すべてのリソースがネットワーク内の複数のＢＳにわたって共用されることが可能な形で機能し、実際、そのように機能することが意図されている。

以上の説明では、説明の目的で、本発明の十分な理解を提供するために多数の特定の詳細を提示した。しかし、本発明は、それらの特定の詳細のいくつかを伴うことなく実施できることが、当分野の技術者には明白であろう。その他、周知の構造、および周知のデバイスは、ブロック図の形態で示されている。

本発明は、様々なステップを含む。本発明のステップは、本明細書で例示したようなハードウェア構成要素によって行うことが可能であり、あるいは、マシン実行可能命令で実現することができ、このマシン実行可能命令を使用して、この命令がプログラミングされた１つまたは複数の汎用または特殊目的のプロセッサまたは論理回路がそのステップを行うようにさせることができる。

本発明は、本発明に従ってプロセスを行うようにコンピュータ（または他の電子デバイス）をプログラミングするのに使用することができる命令を記憶しているマシン可読媒体を含むことが可能なコンピュータ・プログラム製品として提供することができる。マシン可読媒体には、フロッピー（登録商標）・ディスケット、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、および光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ，ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カードまたは光カード、フラッシュメモリ、または電子命令を記憶するのに適した他のタイプの媒体／マシン可読媒体が含まれるが、以上には限定されない。さらに、本発明は、コンピュータ・プログラム製品としてダウンロードされることも可能であり、プログラムは、通信リンク（例えば、モデム接続またはネットワーク接続）を介する搬送波、または無線周波数、波、または他の伝播媒体で実現されたデータ信号を使用して遠隔コンピュータから要求側コンピュータに転送することができる。

データが交換される多種多様な異なる無線システムに本発明を適用することができるということは重要である。そのようなシステムには、外部接続を有さない音声タイプ、ビデオ・タイプ、音楽タイプ、ブロードキャスト・タイプ、および他のタイプのデータ・システムが含まれる。本発明は、固定の遠隔端末装置にも、低い可動性の端末装置や高い可動性の端末装置にも適用することができる。方法の多くは、最も基本的な形態で説明しているが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、方法のいずれに対してもステップの追加または削除を行うことができ、説明したメッセージのいずれに対しても情報の追加または除去を行うことができる。多くのさらなる変更および適合を行うことが可能であることが、当分野の技術者には明白であろう。特定の実施形態は、本発明を限定するためにではなく、例示するために提示している。本発明の範囲は、以上に提示した特定の例によって定められるのではなく、頭記の特許請求の範囲だけによって定められる。

無線周波数スペクトルにおける複数の周波数およびタイムスロットを示す図である。 基地局とのユーザ端末装置によって開始されたデータ交換のタイミング図である。 ユーザ端末装置と基地局の間の基地局によって開始されたデータ交換のタイミング図である。 本発明の例示的な実施形態を示す図である。 利用可能なＢＳのブロック図である。

Claims (51)

1. 基地局とユーザ端末装置の間でデータ・ストリームを伝送する方法であって、
   前記基地局において、ページを伝送する第１の無線周波数（ＲＦ）リソースを選択すること、
   前記第１のＲＦリソースを介して前記基地局から前記ページを伝送すること、
   前記第１のＲＦリソースを介して前記ユーザ端末装置において前記ページを受信すること、
   あるホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含むリソースを前記ユーザ端末装置でページ応答を伝送するために選択すること、
   前記ページに応答して前記リソースを介して前記ユーザ端末装置から前記ページ応答を伝送すること、および
   第２のＲＦリソースを介して前記基地局と前記ユーザ端末装置の間で前記データ・ストリームを伝送することを含む方法。
2. 前記第１のＲＦリソースが、利用可能である第１のＲＦリソースを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記リソースが、利用可能であるリソースを含む請求項２に記載の方法。
4. 前記リソースが、１組の無線周波数チャネルのなかでホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項１に記載の方法。
5. 前記リソースが、１組のタイムスロットのなかでホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項１に記載の方法。
6. 前記リソースが、１組の符号分割多重アクセス符号のなかでホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項１に記載の方法。
7. 前記ユーザ端末装置において、ページ応答を伝送するリソースを選択することが、選択されるべきリソースに関して前記ユーザ端末装置においてファンクションをコンピュータ処理することを含む請求項１に記載の方法。
8. 選択されるべきリソースに関して前記ユーザ端末装置においてファンクションをコンピュータ処理することが、選択されるべきリソースに関して前記ユーザ端末装置においてルックアップ・テーブルをサーチすることを含む請求項７に記載の方法。
9. 選択されるべきリソースに関して前記ユーザ端末装置においてファンクションをコンピュータ処理することが、前記ページからの情報を使用してルックアップ・テーブルをサーチして前記サーチを行うことを含む請求項７に記載の方法。
10. 前記ページからの情報を使用してルックアップ・テーブルをサーチして前記サーチを行う請求項８に記載の方法。
11. 選択されるべきリソースに関して前記ユーザ端末装置においてファンクションをコンピュータ処理することが、前記ページと前記第１のリソースの少なくともどちらかにおいて暗示される情報を使用してルックアップ・テーブルをサーチすることを含む請求項７に記載の方法。
12. 前記ページと前記第１のリソースの少なくともどちらかにおいて暗示される情報を使用してルックアップ・テーブルをサーチする請求項８に記載の方法。
13. 前記ＲＦリソースを介して基地局から前記ページを伝送することが、前記ＲＦリソースを介して前記基地局から前記ユーザ端末装置に割り当てられたページ識別子を含む前記ページを伝送することを含む請求項１に記載の方法。
14. 前記ＲＦリソースを介して前記ユーザ端末装置において前記ページを受信することが、前記ページ内の前記ページ識別子が前記ユーザ端末装置に割り当てられたページ識別子に一致するかどうかを検査することを含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記ページに応答して前記リソースを介して前記ユーザ端末装置から前記ページ応答を伝送することが、前記ページ内の前記ページ識別子が前記ユーザ端末装置に割り当てられたページ識別子に一致した場合、前記ページに応答して前記リソースを介して前記ユーザ端末装置から前記ページ応答を伝送することを含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記ページ応答を確認するメッセージを前記基地局から伝送することをさらに含む請求項１に記載の方法。
17. 前記メッセージが、前記基地局と前記ユーザ端末装置の間でデータ・ストリームを伝送するための前記第２のＲＦリソースを特定する請求項１６に記載の方法。
18. 基地局においてページを伝送する無線周波数（ＲＦ）リソースを選択すること、
    前記ＲＦリソースを介して前記基地局から前記ページを伝送すること、
    ホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む第１のリソースを介して前記ページに対する応答としてユーザ端末装置からページ応答を受信すること、および
    前記ページ応答を確認するメッセージを前記基地局から伝送すること
    を含むデータ・ストリームを伝送する方法。
19. 前記メッセージが、前記基地局と前記ユーザ端末装置の間でデータ・ストリームを伝送するための第２のリソースを特定する請求項１８に記載の方法。
20. 前記第２のリソースが、ホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項１９に記載の方法。
21. 前記第２のリソースを介して前記データ・ストリームを前記ユーザ端末装置に伝送することをさらに含む請求項２０に記載の方法。
22. 前記ＲＦリソースが、利用可能であるＲＦリソースを含む請求項２１に記載の方法。
23. 前記第２のリソースが、ホッピング・シーケンスに従う前記第１のリソースと同じ無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項２０に記載の方法。
24. 前記第２のリソースが、ホッピング・シーケンスに従う前記第１のリソースとは異なる無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項２０に記載の方法。
25. 前記ＲＦリソースを介して前記基地局から前記ページを伝送することが、前記ＲＦリソースを介して前記基地局から前記ユーザ端末装置に割り当てられたページ識別子を含むページを伝送することを含む請求項１８に記載の方法。
26. 無線周波数リソースの前記シーケンスが、１組の無線周波数チャネル、１組のタイムスロット、１組の符号分割多重アクセス符号のいずれかのなかでホッピング・シーケンスに従う請求項１８に記載の方法。
27. 無線周波数リソースを介してユーザ端末装置で基地局からページを受信すること、
    ページ応答を伝送するホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む第１のリソースを前記ユーザ端末装置において選択すること、
    前記ページに応答して前記第１のリソースを介して前記ユーザ端末装置から前記ページ応答を伝送すること、および
    前記ページ応答を確認するメッセージを前記基地局から受信すること
    を含むデータ・ストリームを伝送する方法。
28. 前記メッセージが、前記基地局とユーザ端末装置の間でデータ・ストリームを伝送するためのホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む第２のリソースを特定する請求項２７に記載の方法。
29. 前記第２のリソースを介して前記データ・ストリームを前記基地局に伝送することをさらに含む請求項２８に記載の方法。
30. 無線周波数リソースの前記シーケンスが、１組の無線周波数チャネル、１組のタイムスロット、および１組の符号分割多重アクセス符号のいずれかのなかでホッピング・シーケンスに従う請求項２７に記載の方法。
31. 前記第１のリソースが、利用可能である第１のリソースを含む請求項２７に記載の方法。
32. 前記第２のリソースが、ホッピング・シーケンスに従う前記第１のリソースと同じ無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項２７に記載の方法。
33. 前記第２のリソースが、ホッピング・シーケンスに従う前記第１のリソースとは異なる無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項２７に記載の方法。
34. 前記ユーザ端末装置において、ページ応答を伝送する第１のリソースを選択することが、選択されるべき第１のリソースに関して前記ユーザ端末装置においてファンクションをコンピュータ処理することを含む請求項２７に記載の方法。
35. 選択されるべき第１のリソースに関して前記ユーザ端末装置においてファンクションをコンピュータ処理することが、選択されるべき第１のリソースに関して前記ユーザ端末装置においてルックアップ・テーブルをサーチすることを含む請求項３４に記載の方法。
36. 選択されるべき第１のリソースに関して前記ユーザ端末装置においてファンクションをコンピュータ処理することが、前記ページからの情報を使用してルックアップ・テーブルをサーチして前記サーチを行うことを含む請求項３４に記載の方法。
37. ＲＦリソースを介してユーザ端末装置において基地局からページを受信することが、ページ識別子を受信することを含む請求項２７に記載の方法。
38. 前記ＲＦリソースを介して前記ユーザ端末装置において前記ページを受信することが、前記ページ内の前記ページ識別子が前記ユーザ端末装置に割り当てられたページ識別子に一致するかどうかを検査することを含む請求項３７に記載の方法。
39. 前記ページに応答して前記第１のリソースを介して前記ユーザ端末装置から前記ページ応答を伝送することが、前記ページ内の前記ページ識別子が前記ユーザ端末装置に割り当てられたページ識別子に一致した場合、前記ページに応答して前記第１のリソースを介して前記ユーザ端末装置から前記ページ応答を伝送することを含む請求項３８に記載の方法。
40. マシンによって実行されたとき、
    ページを伝送する無線周波数リソースを選択すること、
    前記ページに応答してリソースを介してページ応答を受信すること、
    データ・ストリームを伝送するための第２のリソースを特定する前記ページ応答を確認するメッセージを伝送すること、および
    前記第２のリソースを介して前記データ・ストリームを伝送すること
    をマシンに行わせる命令を提供するマシン・アクセス可能媒体を含む製品であって、
    前記第１のリソースおよび前記第２のリソースのどちらかが、ホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む製品。
41. あるホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む前記第１のリソースと前記第２のリソースのどちらかが、１組の無線周波数チャネル、１組のタイムスロット、および１組の符号分割多重アクセス符号のいずれかのなかでホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項４０に記載の製品。
42. 実行されたちときに前記マシンに前記ＲＦリソースを介して前記ページを伝送させる前記命令が、実行されたとき、前記マシンに、ユーザ端末装置に割り当てられたページ識別子を含む前記ページを前記ＲＦリソースを介して伝送させる命令を含む請求項４０に記載の製品。
43. マシンによって実行されたとき前記マシンに、ページを伝送する第１のリソースを選択させる前記命令が、前記マシンによって実行されたとき、前記マシンに、利用可能である第１のリソースを選択してページを伝送させる命令を含む請求項４０に記載の製品。
44. マシンによって実行されたとき、
    無線周波数リソースを介してページを受信すること、
    ページ応答を伝送する第１のリソースを選択すること、
    前記ページに応答して前記第１のリソースを介して前記ページ応答を伝送すること、
    データ・ストリームを伝送するための第２のリソースを特定する前記ページ応答を確認するメッセージを受信すること、および
    前記第２のリソースを介して前記データ・ストリームを伝送すること
    を前記マシンに行わせる命令を提供するマシン・アクセス可能媒体を含む製品であって、
    前記第１のリソースおよび前記第２のリソースがホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む製品。
45. 前記ホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む前記第１のリソースと前記第２のリソースのどちらかが、１組の無線周波数チャネル、１組のタイムスロット、および１組の符号分割多重アクセス符号のいずれかのなかでホッピング・シーケンスに従う無線周波数リソースのシーケンスを含む請求項４４に記載の製品。
46. 前記マシンによって実行されたとき、ページ応答を伝送する第１のリソースをマシンに選択させる前記命令が、ページ応答を伝送するのに利用可能である第１のリソースを含む請求項４４に記載の製品。
47. 前記マシンによって実行されたとき、ページ応答を伝送する第１のリソースをマシンに選択させる命令が、前記マシンによって実行されたとき、前記マシンに、選択されるべき第１のリソースに関するファンクションをコンピュータ処理させる命令を含む請求項４４に記載の製品。
48. 前記マシンによって実行されたとき、選択されるべき第１のリソースに関するファンクションをマシンにコンピュータ処理させる前記命令が、前記マシンによって実行されたとき、前記マシンに、選択されるべき第１のリソースに関してルックアップ・テーブルをサーチさせる命令を含む請求項４７に記載の製品。
49. 前記マシンによって実行されたとき、選択されるべき第１のリソースに関するファンクションをマシンにコンピュータ処理させる前記命令が、前記マシンによって実行されたとき、前記マシンに、前記ページからの情報を使用してルックアップ・テーブルをサーチして前記サーチを行わせる命令を含む請求項４７に記載の製品。
50. 前記マシンによって実行されたとき、マシンに、前記ＲＦリソースを介して前記ページを受信させる前記命令が、前記マシンによって実行されたとき、前記マシンに、ページ識別子を含むページを受信し、前記ページ内の前記ページ識別子が前記マシンに割り当てられたページ識別子に一致するかどうかを検査させる命令をさらに含む請求項４９に記載の製品。
51. 前記マシンによって実行されたとき、前記マシンに、前記ページに応答して前記第１のリソースを介して前記ページ応答を伝送させる前記命令が、前記マシンによって実行されたとき、前記マシンに、前記ページ内の前記ページ識別子が前記マシンに割り当てられたページ識別子に一致する場合、前記ページに応答して前記第１のリソースを介して前記ページ応答を伝送させる命令を含む請求項５０に記載の製品。

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