JP4485688B2

JP4485688B2 - ウォルシュコードを割り当てるための方法および装置

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Publication number: JP4485688B2
Application number: JP2000577789A
Authority: JP
Inventors: シャンバーグ、アブヒジット・ジー
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: JP2002528955A; CN1178415C; US7023872B2; EP1123593B1; HK1044245A1; AU1319400A; WO2000024147A1; CN1354928A; DE69937156T2; US20020037015A1; EP1123593A1; DE69937156D1; EP1843500A1; US6314107B1; KR20010080268A; KR100819988B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムの分野に関し、特に、通信システムのメッセージ信号の伝送の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルラー通信システムの技術においては、送信されるメッセージ信号をウォルシュコードベクタなどの拡散コードベクタと混合することはよく知られている。これにより、メッセージ信号を結合、送信し、それから受信後に受信機で互いから分離することが可能になる。拡散コードベクタは直交であり、それらは結合される信号間のゼロの理論的な干渉を提供するため、受信された信号を分離することが可能である。
【０００３】
これらの動作を実行するためには、使用可能な拡散コードの１つをそれぞれの新規発信呼に、またはそれぞれ新規ハンドオフ呼を通信システムに無作為に割り当てることは既知である。しかしながら、このようにして拡散コードを無作為に割り当てると、結合された信号の送信電力レベルで大きなピークが生じる可能性がある。
【０００４】
信号レベルピークのもっとも重大な結果は、結合された信号を増幅する電力増幅器が、非線形領域内に一時的に動かされ、飽和することができることである。これにより、結合システム間、特に隣接するチャネル間で干渉が生じる場合がある。結合システム間の干渉は、分離され、色つけられる信号の劣化を引き起こすことがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
問題点は、電力増幅器に容量の増加を当てることによって解決することができる。このような電力増幅器は結合された信号の電力レベルにおいてピークによって非線形領域内に駆動される。しかしながら、電力増幅器の増加した容量が、残りの９９パーセントの間使用されないために、これらは問題点に高価かつ非効率的な解決策である。
【０００６】
このようにして、より少ないピークを引き起こし、電力増幅器をより頻繁ではなくその非線形領域の中に移動するために、拡散コードの無作為選択により引き起こされる結合信号の送信電力レベルを円滑化するためのシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
通信システムに入る新規呼と、アクティブおよび非アクティブであることができるウォルシュコードを有する通信システムにおいてメッセージ信号を送信するための方法が教示される。方法は、ウォルシュコードをビンに分割し、ビン内でのアクティブなウォルシュコードの数を決定することを含む。ウォルシュコード決定に基づいてウォルシュコードを選択し、選択されたウォルシュコードを新規呼に割り当てることが述べられる。ウォルシュコードはインデックスを有し、ウォルシュコードはインデックスに従ってビンに分割される。ウォルシュコードはインデックスに従ってサイクルに分割され、ウォルシュコード内のビンの数がｎである場合、ウォルシュコードはそのインデックスモジュロｎに従ってビンの中に分けられる。ビンの中のアクティブなウォルシュコードの最小数が求められ、ウォルシュコードは最小数のアクティブコードに従って選択される。複数のビンは、最小数のアクティブウォルシュコードを入れることができる。方法は、最小数のアクティブなウォルシュコードを含む複数のビンを選択することと、選択されたビンからウォルシュコードを選択することも述べる。最小数のアクティブなウォルシュコードが入ったビンのサブセットが選択され、ビンのサブセットの内の残りのビンの優先順位より低い優先順位の付いた第１所定ビンが選択される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ウォルシュ信号のようなメッセージ信号は、成分−１／＋１を有する１つのベクタとして表すことができる。ウォルシュコードの対応するバイナリ拡散コードは、成分０／１を有する１つのベクタとして表記することもできる。ウォルシュコードベクタは、添字の付いたＷとして表記することができる。添字は、コードベクタのウォルシュコードインデックスを表すために使用される。コードインデックスの順序付けは、Ｗ_ｉまたはＷ_ｉ［ｎ］などの標準的な順序付けである。ウォルシュ信号の対応するバイナリウォルシュコードは、例えばｗ_ｉなどの添字付きのｗで表すことができる。Ｗ_ｉ内の各１を０で置き換え、Ｗ_ｉ内の各−１を１で置き換えることによって、ｗ_ｉを得ることができることは、当業者によって理解されるだろう。
【０００９】
バイナリウォルシュコードは線形符号である。したがって、ｗ_ｉおよびｗ_ｊがウォルシュコードベクタである場合には、ｗ_ｉ＋ｗ_ｉモジュロ２もバイナリウォルシュコードベクタである。線形符号内の任意のコードベクタは、基本ベクタと呼ばれているコードベクタの小さい方の集合の線形組み合わせとして表記することができる。特に、サイズ２^ｍのバイナリ線形符号は、ｍ個のベクタの一定の集合の線形組み合わせとして表記することができる。例えば、{ｗ_１、ｗ_２、ｗ_４、ｗ_８、ｗ_１６、ｗ_３２}は、サイズ６４のバイナリウォルシュコード用の基本ベクタの集合として選択することができ、そこではインデックスはゼロをベースにしている。これは、移動通信システム用の業界規格、ＩＳ−９５に指定されている符号の種類である。
【００１０】
このようにして、任意のバイナリウォルシュコードベクタは、以下のように表記することができる。
【数１】

【００１１】
そこでは、加算はモジュロ２であり、ｃ_１、ｃ_２、ｃ_４、ｃ_８、ｃ_１６、ｃ_３２が、したがって値ゼロまたは１を取るにすぎないバイナリスケーラである。合計６４の中からのバイナリパラメータ｛ｃ_１、ｃ_２、ｃ_４、ｃ_８、ｃ_１６、ｃ_３２｝のそれぞれ別個の選択は、別個のバイナリウォルシュコードベクタを与える。さらに、ベクタ集合｛ｗ_１、ｗ_２、ｗ_４、ｗ_８、ｗ_１６、Ｗ_３２｝は、基底ベクタの複数の考えられる選択肢の内の唯一の１つである。基底ベクタの別の集合は｛ｗ_１、ｗ_３、ｗ_６、ｗ_９、ｗ_１７、ｗ_３３｝である場合がある。しかしながら、計算を簡略化する目的のため、基底ベクタの選択肢はここでは制限されている。バイナリウォルシュコードベクタｗ_０が、各ｃ_１をゼロに設定することによって得られ、任意のコードベクタｗ_ｉの場合、ｗ_ｊ＋ｗ_ｊ＝ｗ_０であることが当業者によって理解されるだろう。
【００１２】
任意のウォルシュコードｗｉのパラメータｃｉを得るためには、そのバイナリ形式の整数ｊが以下のように表記される。
【数２】

【００１３】
この表記を使用すると、
【数３】

【００１４】
符号パラメータは、バイナリウォルシュコードベクタＷ_ｉの成分と呼ばれている。さらに、任意の２つのウォルシュコードベクタｗ_ｉとｗ_ｊの総計のウォルシュコードインデックスを得るために、ｗ_ｉとｗ_ｊの成分が得られる。｛ｃ_１、ｃ_２、ｃ_４、ｃ_８、ｃ_１６、ｃ_３２｝と｛ｃ’_１、ｃ’_２、ｃ’_４、ｃ’_８、ｃ’_１６、ｃ’_３２｝がベクタｗ_ｉとｗ_ｊのそれぞれの成分であり、ｋが総計のインデックスである場合には、
【数４】

【００１５】
その場合、＋がモジュロ２の加算を示す。
【００１６】
バイナリウォルシュコードベクタの加算モジュロ２が、対応するウォルシュ信号の乗算に同等でることも理解されるだろう。このようにして、Ｗｉ・Ｗｊもウォルシュ信号であり、それはバイナリウォルシュコードベクタｗ_ｉ＋ｗ_ｊに一致する。これ以降ウォルシュ信号Ｗ_ｉ、Ｗ_ｊの点乗積は、Ｗ_{＜ｉ，ｊ＞}として表される。
【００１７】
ウォルシュコードベクタのもう一つの重要な特徴は、その最大ランレングスである。バイナリウォルシュコードベクタの最大ランレングスは、コードベクタ内の連続するゼロまたは１の最大数である。ウォルシュコードベクタの順序付けの１つの特性とは、ウォルシュコードインデックスが８の倍数である場合、ベクタの最大ランレングスは１６の倍数である。１つの例外とは、８という最大ランレングスを有するｗ_８である。
【００１８】
ウォルシュコードベクタの順序付けの別の特性とは、ウォルシュコードインデックスが８の倍数ではなく、４の倍数である場合にベクタの最大ランレングスが４または８のどちらかであるという点である。その他のすべてのウォルシュコードは４以下の最大ランレングスを有する。このようにして、最大ランレングスのウォルシュコードとは、８の倍数であるインデックスの付いたウォルシュコードのことである。
【００１９】
図１は、波形生成システム１００のブロック図表記である。波形生成システム１００内では、加算回路１０６は、複数の入力信号１０２ａ−ｎを受信し、結合する。各入力信号１０２ｉは、トラフィックチャネル利得｛Ｇ_ｉ｝、メッセージ記号｛ｄ_ｉ｝、およびウォルシュコードビットＷ_ｉから形成される。便宜上、すべてのデジタル信号および波形が単一記号期間、表記される。
【００２０】
波形生成システム１００からの波形出力は同相成分Ｉ（ｔ）および位相はずれ成分Ｑ（ｔ）を含む。システム１００の出力は、本発明の通信システム内での送信のために高電力増幅器（図示せず）に適用される。波形生成システム１００の出力は、以下として表記できる。
【数５】

【００２１】
信号ｒ（ｔ）のエンベロープは、以下のとおりである。
【数６】

【００２２】
波形生成システム１００の出力信号も、以下のように表記できる。
【数７】

【００２３】
ここでは、Ｔはチップ間隔である。前記表記を組み合わせると、以下が生じる。
【数８】

式（１）
【００２４】
ｈ（ｔ−ｎ_１ｔ）ｈ（ｔ−ｎ_２Ｔ）は、｜ｎ_１−ｎ_２｜≧２のときには非常に小さい。さらに、ｈ（ｉ−ｎ_１Ｔ）ｈ（ｔ−ｎ_２Ｔ）は、どのウォルシュコードベクタが使用されるのかには相対的に鈍感である。このようにして、式（１）に述べられたエンベロープ二乗Ａ^２（ｔ）は、以下のように３つの項の総計として表記することができる。
【数９】

式（２）
【００２５】
ここでは、Ｗ_{＜ｉ１，ｉ２＞}は、ベクタ集合Ｗ_ｉとＷ_ｊの成分単位の積であるウォルシュコードワードである。
【００２６】
式（２）の右側の最初の項は、断然支配的な項である。それは、どのウォルシュコードが割り当てられているのかに依存していない。それは、割り当てられたウォルシュコードの各対の積、あるいはバイナリドメインにおいては、割り当てられたウォルシュコードの総計だけに依存する。第１項が大きいという確率は、第１項の中の複数のウォルシュコードＷ_{＜ｉ１，ｉ２＞}が大きいランレングスを有するとき、はるかに高くなる。これは、特に割り当てられた符号の各対の積または総計が８の倍数であるときに発生する。８の倍数えあるインデックスを有するベクタが、８の倍数であるランレングスを有することは、ウォルシュコードベクタの標準索引付けの特性である。
【００２７】
Ｗ_{＜ｉ１，ｊ２＞}が割り当てられているウォルシュコードの複数の対に対する同じウォルシュコードベクタである場合、式（２）の第１項が大きい傾向がある。チップサンプリング時に、式（２）の第２項および第３項は、ｈ（ｔ）がナイキストフィルタである場合には消えてしまう。このようにして、さらに多くのピークがチップサンプリング時以外のときに発生するらしい。第２項および第３項の式（２）は、特定のウォルシュコードに対して相対的に鈍感である。ピーク対平均率もトラフィックチャネル利得に依存する。さらに、式（２）によると、ピーク対平均率は、アクティブチャネル利得がほぼ等しいときに最大となる傾向がある。アクティブチャネル利得が大幅に不均一になるとき、ピーク対平均率はいくぶん減少する傾向にある。
【００２８】
このようにして、前記に基づいて、ピーク対平均率の第１決定要因は、割り当てられた特定のウォルシュコードではないらしい。むしろ、一次決定要因は、ウォルシュコードの各対の積のランレングスであるらしい。さらに、８の倍数であるインデックスの付いたウォルシュコードは多くの場合割り当てられたウォルシュコードの対の積に出現する場合、ピーク対平均率は高くなるらしい。
【００２９】
図２は、波形生成システム２００のブロック図表記を示す。波形生成システム２００内では、加算回路２０６が、複数の入力信号２０２ａ−ｎを受信し、結合する。各入力信号２０２ｉは、トラフィックチャネル利得｛Ｇ_ｉ｝、メッセージ記号｛ｄ_ｉ｝、およびウォルシュコードビットＷから形成される。トラフィックチャネル利得｛Ｇ_ｉ｝は、非アクティブなチャネルの場合ゼロであることがある。便宜上、すべてのデジタル信号および波形は、単一の信号期間ｉに関して表記される。
【００３０】
本発明の方法に従って、置換は、加算回路２００によって実行される結合の後に発生する。このようにして、加算回路２０２の出力は置換ブロック２０８に適用され、ここに記述されている置換動作を実行する。置換ブロック２０８の置換された出力は、それぞれ信号２１０、２２０と混合するために混合器２１４、２２４に適用される。
【００３１】
波形生成システム２００の波形出力は、このようにして変換２１６の出力時の同相成分Ｉ（ｔ）および変換２２６の出力時の位相はずれ成分Ｑ（ｔ）を含む。システム２００の出力は、本発明の通信システム内での送信のために高電力増幅器（図示せず）に適用される。
【００３２】
図３は、等しいチャネル利得でのピーク対平均率をきわめて不均一なチャネル利得でのピーク対平均率に比較する。図表記３００は、１−ＣＤＦであり、そこではＮ＝８、ＲＳ２が固定された完全レートであり、ＣＤＦは累積分散関数である。この比較を行うために、以下に後述されるようウォルシュコードだけを使用する複数のウォルシュコード集合を使用して比較シミュレーションが実行される。オーバヘッドチャネルは考慮されない。さらに、すべてのトラフィックチャネルは、同じトラフィックチャネル利得を有すると仮定される。
【００３３】
ウォルシュコードの以下の３つの集合は、図表記３００のシミュレーションで使用される。３つの集合のそれぞれに８個のウォルシュコードが含まれる。（１）ＷＣＣ−１＝｛１、９、１７、２５、３３、４１、４９、５７｝である。このようにして、ＷＣＣ−１に従って、シミュレーションで使用されるウォルシュコードの各対の積は、８の倍数であるインデックスを有する。（２）ＷＣＣ−２＝｛０、１、２、４、８、９、１０、１２｝である。このようにして、シミュレーションで使用されるウォルシュコードの妥当な数が、８の倍数であるインデックスつきのバイナリ総計を有する。（３）ＷＣＣ−３＝｛０、１、２、３、４、６、７｝である。このようにして、図表記に述べられているどのウォルシュコードの対も８の倍数であるインデックス付きのバイナリ総計を有さない。このようにして、図３は、ＷＣＣ−１を使用して得られるピーク対平均がＷＣＣ−２を使用して得られるピーク対平均よりはるかに高いことを示す。その結果、ＷＣＣ−２は、ＷＣＣ−３を使用して得られるピーク対平均より高いピーク対平均を提供する。これらの結果は、前述された結果と一貫している。
【００３４】
このようにして、以下のように、固定サイズのウォルシュコードの集合のピークタイ平均率特性をほぼ決定するために４つの規則が提供される。規則１は、そのモジュロ２総数が８の倍数であるインデックス付きのウォルシュコードであるバイナリウォルシュコードベクタの対の高い方の数を有するコードの集合に向けられている。コードベクタのこのような集合はさらに高いピーク対平均率を有すると予想される。
【００３５】
規則Ｉに従って、規則ＩＩは、集合の中のウォルシュコードの対の積として各ウォルシュコードの発生のより高い周波数がある場合に向けられる。これらの場合は、より高いピーク対平均率にも一致する。シミュレーションに基づき、規則Ｉは規則ＩＩより重要であると考えられている。
【００３６】
規則ＩＶは、（ａ）バイナリウォルシュコードベクタの対のトラフィックチャネル利得のさらに高い積がある場合、および（ｂ）バイナリウォルシュコードベクタの総計が８の倍数であるインデックス付きのウォルシュコードを与える場合に向けられる。このような場合では、バイナリウォルシュコードベクタの対は、他の対より、ピーク対平均率に高い貢献をする。例えば、パイロットチャネルにはウォルシュコードゼロおよび高チャネル利得が割り当てられる。それから、トラフィックチャネルには、８の倍数であるインデックス付きのウォルシュコードを割り当てることができる。符号のこの対のピーク対平均率の貢献はさらに重要である。例えば、この対の貢献は、８の倍数であるインデックス付きのウォルシュコードであるバイナリ総計のあるウォルシュコードの対の貢献よりさらに重要である。
【００３７】
図４は、きわめて不同のチャネル利得とともに、等しいチャネル利得の場合でのピーク対平均率を比較するための図表記４００を示す。図表記４００は、異なる送信チャネル利得のある１−ＣＤＦプロットである。図表記４００のシミュレーションで使用されるウォルシュコード集合は、ＷＣＣ−２である。図表記３００に関して前述されたように、Ｎ＝８、ＲＳ２、および固定完全レートである。このようにして、図表記４００は、トラフィックチャネル利得がほぼ等しい場合には、ピーク対平均が、それらが不同である場合より高くなる傾向があることを示す。
【００３８】
図５から図９は、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００のブロック図表記を示す。ウォルシュコードが、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００に従って、通信システム内で新規呼に割り当てられるとき、結合信号の送信電力レベルでの大きいピークの発生は、１パーセントの１０分の１まで削減される。これは、無作為ウォルシュコード割当て法を使用する約１パーセントの発生と比較されなければならない。
【００３９】
偏向ビン平衡用アルゴリズム５００の実行中に実行されるウォルシュコードを含む計算は、ここに述べられている教示を使用して実行することができる。偏向されたビンの平衡用アルゴリズム５００の実行は、基地局での呼リソースデータベース管理装置内で実行できる。偏向ビン平衡用アルゴリズム５００を実行する上で有効な構造は、ウォルシュコード制御ブロックと呼ばれる。このデータ構造は、基地局で維持できる。
【００４０】
偏向ビン平衡用アルゴリズム５００は、おもに規則Ｉに基づいている。それは、部分的には規則ＩＩＩにも基づく。規則ＩＩの重要性は、考えられる代替実施形態を提供することにあると考えられている。さらに、規則ＩＶは、パイロットチャネル利得が残りのチャネルのチャネル利得より高い場合でおもに関係すると考えられている。偏向ビン平衡用アルゴリズム５００は、考えられる最小の現在アクティブなウォルシュコードを備えるウォルシュコードのバイナリ総計が、８の倍数であるインデックスを有し、部分的には規則ＩＩを取り込まなければならないように、ウォルシュコードを新規ユーザ、通信システムの発呼またはハンドオフのどちらかに割り当てるように適応されている。本発明の方法に従って、新しい呼には、そうするためのリソースが使用できる場合には、要求時に即座にウォルシュコードが割り当てられる。ウォルシュコード制御ブロックに対する更新は、ユーザにウォルシュコードが割り当てられる、あるいは割り当てられない直後に実行される。
【００４１】
ウォルシュコード制御ブロックは、ビン、つまりウォルシュコードについての情報を記憶するためのデータ構造ｖ_０、ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３、ｖ_４、ｖ_５、ｖ_６、ｖ_７を含む。ウォルシュコードは、そのインデックスモジュロ８がｉである場合に、ビンｖ_ｉに属する。さらに、ウォルシュコードは、それがビンｖ_ｉに属し、現在アクティブなトラフィックチャネルまたはオーバヘッドチャネルに割り当てられる場合に、ビンｖ_ｉにおいてアクティブであると言われる。そうでなければ、ヲルシュコードは非アクティブであると言われる。それぞれのビンｖｉは、トラフィックチャネルおよびオーバヘッドチャネルに割り当てられているウォルシュコードを含む、それに属する各ウォルシュコードの表示を記憶する。ビンｖ_ｉ内のアクティブなウォルシュコードの総数は、ｂｉｎ＿ｖａｌｕｅとして表記される。
【００４２】
例えば、ビンｂｉのｂｉｎ＿ｖａｌｕｅは、集合｛ｗ_２、ｗ_１０、ｗ_１３、ｗ_２６、ｗ_３４、ｗ_４２、ｗ_５０、ｗ_５８｝から割り当てられたウォルシュコードインデックスの数を含むことがある。したがって、ビンｖ_ｉのビン容量、つまり最大ｂｉｎ＿ｖａｌｕｅは、８である。ビン容量は、同じビンに属する任意の２個のバイナリウォルシュコードベクタのモジュロ２総計が８の倍数であること、およびさまざまなビンに属する任意の２個のバイナリウォルシュコードベクタの総計が８の倍数ではないことを注記することによって検証することができる。このようにして、ビンｖ_ｉはｉに等しいｂｉｎ＿ｌａｂｅｌを有する。
【００４３】
ウォルシュコード制御ブロックには、整数可変サイクルも含まれる。インデックス８ｉから８ｉ＋７のある各ウォルシュコードは、サイクルｉを有すると定義される。このようにして、６４というウォルシュコードサイズの場合、サイクルの値はゼロと７の間である。ウォルシュコードは、そのサイクルおよびそのｂｉｎ＿ｌａｂｅｌ値を指定することによって一意に指定される。ウォルシュコード制御ブロックは、以下の形を取る整数アレイＷＣ＿ａｓｓｉｇｎを含む。
ＷＣ＿ａｓｓｉｇｎ＝[ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｃｙｃｌｒ、ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂｉｎ＿ｌａｂｅｌ]
ここでは、ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｃｙｃｌｅはサイクル型であり、ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂｉｎ＿ｌａｂｅｌはｂｉｎ＿ｌａｂｅｌ型である。アレイＷＣ＿ａｓｓｉｇｎは、次の呼要求に対する割当てのために現在使用可能であるウォルシュコードのｃｙｃｌｅおよびｂｉｎ＿ｌａｂｅｌを指す。
【００４４】
本発明の方法の初期状態のいては、トラフィックチャネルはない。この状態では、ビンｖ_０は、パイロットチャネルと同期チャネルだけを含み、従ってビンｖ_０の場合はｂｉｎ＿ｖａｌｕｅ＝２である。さらに、ビンｖ_１は、ページングチャネルだけを含み、それによってビンｖ１の場合、ｂｉｎ＿ｖａｌｕｅ＝１である。他のすべてのビンにはｂｉｎ＿ｖａｌｕｅ＝０が設定されている。さらに、ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｃｙｃｌｅはゼロに設定され、ｃｕｒｅｎｔ＿ｂｉｎ＿ｌａｂｅｌは２に設定される。
【００４５】
図１０は、ウォルシュコード割当て状態図６００を示す。ウォルシュコード割当て状態図６００は、本発明に従って実行されるプロセスを表し、合計４つの状態を含む。割当て状態図６００のアイドル状態６１０からの遷移は、２つのバイナリ変数、ｎｅｗ＿ｕｓｅｒ＿ａｒｒｉｖｅｓとｏｌｄ＿ｕｓｅｒ＿ｄｅｐａｒｔｓによって制御される。２つのバイナリ変数は、新規ユーザ、つまり発信またはハンドオフのどちらかがウォルシュコードチャネルを要求するとき、あるいは旧ユーザがそれぞれウォルシュコードチャネルに割り当てられるときにＴＲＵＥの値に設定される。
【００４６】
ｎｅｗ＿ｕｓｅｒ＿ａｒｒｉｖｅｓがＴＲＵＥになると、状態図６００のプロセスはアイドル状態６１０を離れ、ウォルシュコード割当て更新ビン応対６２０に入る。状態６２０では、ＷＣ＿ａｓｓｉｇｎという現在値によって参照されているウォルシュコードは、要求を行うユーザに割り当てられる。割り当てられたウォルシュコードは、ラベルｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂｉｎ＿ｌａｂｅｌを有するビンの中でアクティブに設定される。ラベルｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂｉｎ＿ｌａｂｅｌが設定されるビンのｂｉｎ＿ｖａｌｕｅは増分される。それから、状態６２０からｕｐｄａｔｅ＿ｐｔｒ状態６４０への状態遷移が状態図６００の中で発生する。
【００４７】
ｏｌｄ＿ｕｓｅｒ＿ｄｅｐａｒｔｓがＴＲＵＥになると、状態図６００のプロセスはアイドル状態６１０を離れ、ウォルシュコード未割当て更新ビン状態６３０に入る。状態６３０では、離れていくユーザのウォルシュコードは割り当てられていない。割り当てられていないウォルシュコードは、それが過去に割り当てられていなかった場合にはビンの中で非アクティブに設定される。ビンのｂｉｎ＿ｖａｌｕｅが決定される。状態６３０からｕｐｄａｔｅ＿ｐｔｒ状態６４０への状態の遷移は、状態図６００の中で発生する。
【００４８】
偏向ビン平衡用アルゴリズム５００は、ウォルシュコード割当て状態図６００のｕｐｄａｔｅ＿ｐｔｒ状態６４０の中で本発明に従って実行される動作を述べる。本発明の１つの好ましい実施形態においては、ビンは一様に負荷される。これは、ピーク対平均率に関してウォルシュコードの無作為な割当てに優るかなりの改善を実現する。しかしながら、さらに改善された性能は、ビンの負荷をいくぶん偏向することによって得ることができる。例えば、ビンｖ_０は、高い利得を有するパイロット信号を搬送するため、ビンｖ_０に最も低い優先順位を指定することが好ましい。さらに、ビンｖ_１にはページングチャネルが含まれるため、ビンｖ_１は、ｖ_７を通してビンｖ_２より低い優先順位を受け取った。残りのビンｖ_２からｖ_７は等しい優先順位を受け取る。
【００４９】
偏向ビン平衡用アルゴリズム５００では、ビンｖ_０とビンｖ_７の間のビンのどれが、ブロック５０５に図示されているように割り当てられているアクティブなウォルシュコードの最少数を含むのかに関する決定が下される。例えば、ビンｖ_２とｖ_３が３個のアクティブなウォルシュコードを含み、ビンの残りが４つ以上を含んだ場合、ブロック５０５の動作はビンｖ_１とｖ_３を戻すだろう。それから、ビン、ビンＶ_２からｖ_７から成り立つビンのサブセット内の最小数の割り当てられたアクティブなウォルシュコードを含むビンが、ブロック５１０に図示されるように決定される。
【００５０】
それから、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００は、ブロック５１０で決定されたビンｖ_２とｖ_７の間のビンの数ｎに関して決定が下される決定５１５に進む。ｎ＝＝１である場合、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００の実行は、オフページコネクタ５１９およびオンページコネクタ５２１を経由して図５から図６に進む。この場合では単一ビンだけが最少数のアクティブコードを有するため、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００は、ブロック５２０に示されているように、単一ビンで使用可能な非アクティブコードの１つを単に選択するだけである。ブロック５２５に示されているように、選択されたコードが新規呼に割り当てられる。現在のサイクルは、ブロック５３０に図示されているように増分され、平衡アルゴリズム５００の実行が出口５３５に進む。ビンｖ_２とビンｖ_７の間の２つ以上のビンが、決定５１５によって決定されるように、最小数のアクティブウォルシュコードを有する場合、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００の実行は、オフページコネクタ５１８およびオンページコネクタ５５１を経由して図５から図７に進む。
【００５１】
この経路が取られると、アルゴリズム５００は、ブロック５５０に図示されているように最小数のアクティブコードが設定されるビンの１つで使用可能である最低のインデックスウォルシュコードを割り当てようとする。このようにして、ウォルシュコードは、例えば、そのインデックスモジュロ８に従って８つの連続サイクルに分割することができる。現在のサイクルポインタによって示されている非アクティブなウォルシュコードがサイクル内で使用できない場合にだけ、ブロック５６０で図示されるように次のサイクルからウォルシュコードが使用される。それから、選択されたウォルシュコードは、ブロック５７０に示されるように、新規呼に割り当てられる。それから、実行は、終了端末５７５を経由して終了する。
【００５２】
ビンｖ_１が、決定５１５によって決定されたように、最小数のアクティブウォルシュコードを有する場合、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００の実行は、オフページコネクタ５１７およびオンページコネクタ５８１を経由して図８に進む。オフページコネクタ５１７の経路は、オフページコネクタ５１８、５１９の経路のどちらも取られなくはない場合には取られない。このようにして、アルゴリズム５００は、前述されたようにビンｖ１に対して偏向される。非アクティブなウォルシュコードは、ブロック５８０に示されるようにビンｖ_１内に位置する。位置が突き止められたウォルシュコードは、ブロック５８５に図示されているように新規セルに割り当てられる。ブロック５９０においては、現在のサイクルが増分され、実行が出口５９５に進む。
【００５３】
偏向ビン平衡用アルゴリズムの実行が、それ以外の経路のどれかを経由して決定５１５から進まないとき、それはオフページコネクタ５１６およびオンページコネクタ８２０を経由して図９に進む。それから、非アクティブなコードは、ブロック８３０に図示されるように現在のビン内で検出され、ブロック８４０で図示されるように新規呼に割り当てられる。現在のサイクルは、ブロック８５０に図示されるように増分され、実行は、出口８６０を会してアルゴリズム５００を終了する。
【００５４】
偏向ビン平衡用アルゴリズム５００のさらに詳しい説明は表１に述べられている。表Ｉの表記は、当業者によって理解される従来の擬似コード表記である。
【表１】

【００５５】
偏向ビン平衡用アルゴリズム５００の動作の例においては、パイロットチャネル、ページングチャネルおよび同期チャネルだけがアクティブである。それらは０、１と３２というウォルシュコードを有する。このようにして、ビンｖ_０およびｖ_１は、それぞれ２と１というｂｉｎ＿ｖａｌｕｅを有し、他のすべてのビンはｂｉｎ＿ｖａｌｕｅ＝０を有する。本発明のシステムの一次的な利点は動的通信システムにおいて発生すると考えられているが、ウォルシュコードを必要とするそれぞれの新規呼が長期間アクティブであるという仮定がなされる。このようにして、この例では、いったんウォルシュコードが割り当てられると、それは未割当てではない。これらの条件下では、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００は、以下のシーケンスを提供する。
２、４、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、９、１８、１９、２０、２１、２２、２３、１７、８、２６、２７、
【００５６】
偏向ビン平衡アルゴリズム５００が基づいている２つの原則は以下のとおりである。第１に、任意の単一ビン構成に対応する異なるウォルシュコード割当ては、ほぼ同じピーク対平均率を示す。特定のウォルシュコード割当てに対応するビン値は、割り当てられているウォルシュコードの対応する集合のビン構成と呼ぶことができる。第２に、ビン構成内のビンの不均衡が増加するにつれて、ピーク対平均率が上昇する。
【００５７】
第１原則を試験するために、表ＩＩのビン構成が提供される。この構成においては、８つのアクティブなトラフィックチャネルがある。パイロットチャネル、ページングチャネルおよび同期チャネルには、それぞれウォルシュコード０、１、３２が割り当てられている。
【表２】

表ＩＩ
【００５８】
図１１は、異なるウォルシュコード割当てのためのピーク対平均率を、表ＩＩに図示されるのと同じビン構成と比較する図表記９００を示す。図表記９００は、１−ＣＤＦパイロット、Ｎ＝８、ＲＳ２、固定フルレートである。アクティブトラフィックチャネルのためのウォルシュコード割当ては、以下のとおりである。
ＷＣＣ−１＝｛２、３、４、５、６、７、１０、１１｝
ＷＣＣ−２＝｛２、３、１２、１３、２２、２３、４２、４３｝
ＷＣＣ−３＝｛２、１１、２０、２９、３８、４７、５８、３｝
ＷＣＣ−４＝｛２、３、４、５、３８、４２、４３｝
図表記９００のウォルシュコードのピーク対平均率は、ともに非常に近い。ＷＣＣ−３のピーク対平均率のわずかな上昇は、前記規則ＩＩＩに関係していると考えられる。
【００５９】
前述された第２原則を試験するために、１４のアクティブなトラフィックチャネルがあり、パイロットチャネル、ページングチャネル、および同期チャネルにそれぞれウォルシュコード０、１、３２が割り当てられる場合が考えられる。ウォルシュコード集合およびビン構成の列は表ＩＩＩとして述べられている。ＷＣＣ−１ケースが大幅に平衡されている。不均衡はＷＣＣ−２ケースで増加し、ＷＣＣ−３ケースでの不均衡はさらに増加する。ＷＣＣ−４ケースでの不均衡が最大である。
【００６０】
図１２は、表ＩＩＩのウォルシュコード集合のピーク対平均率を示す図表記１０００を示す。図表記１０００の波形に従って、ウォルシュコードのピーク対平均率は、ビン不均衡が増大するにつれて増加する。
【００６１】
前記規則ＩＶにさらに、ピーク対平均率はトラフィックチャネル利得にも依存する。このようにして、偏向ビン平衡用アルゴリズム５００の代替実施形態において、各ビンのｂｉｎ＿ｖａｌｕｅは、ビンに属するウォルシュコードに一致するトラフィックチャネル利得を含むことができる。トラフィックチャネル利得を使用してビン値を更新する２つの方法が、性能を向上させるためにこの代替実施形態に従って使用できる。
【００６２】
ある方法は、ウォルシュコードを割り当てまたは割り当てない直後にトラフィックチャネル利得を使用し、その結果ＷＣ＿ａｓｓｉｇｎを設定することである。他の方法は、ビンを定期的に更新し、その結果ＷＣ＿ａｓｓｉｇｎを設定することである。トラフィックチャネル利得はシステム動作中に動的に変化するため、後者の方法は、いくぶん改善された性能を生じさせることがある。しかしながら、この結果、複雑さは増す。更新ポインタ状態図６００の状態ｕｐｄａｔｅ＿ｐｔｒはこの代替実施形態に影響を及ぼされない。
【００６３】
追加代替実施形態においては、同じ１つまたは複数のウォルシュコードを指定するためのウォルシュ総計の複数の対の確率は非常に限られている。この代替実施形態は、前記基礎ＫＩＩに従って提供される。この実施形態においては、状態ｕｐｄａｔｅ＿ｐｔｒだけが影響を受ける。アルゴリズム５００をこの実施形態に従って実行するには、変数ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｃｙｃｌｅが、ｕｐｄａｔｅ＿ＷＣ＿ａｓｓｉｇｎ（）手順内での各コードチャネル割当ての後に、少なくとも１増分される。このようにして、表＿＿の中の（ｉ＝０；＋＋ｉ；ｉ＜８）の場合の開放ループステートメントは、（ｉ＝ｉ；＋＋ｉ；ｉ＜８）の場合に変更される。
【００６４】
コードチャネルのブロックが同時に割り当てられると、偏向ビン平衡アルゴリズム５００に修正を加えることができる。ブロック割当ては、例えば、複数のデータ転送速度が同時に複数のコードチャネルの割当てを参照する、複数のデータ転送速度がサポートされているときに発生することがある。アレイＷＣ＿ａｓｓｉｇｎは、次の形を取ることがある。
【数１０】

【００６５】
この場合Ｍは一度に割り当てることのできるコードチャネルの最大数である。
【００６６】
追加代替実施形態は、４の倍数であるインデックスを有するウォルシュコードワードも、例えば４また８などの相対的に大きいランレングスを有するという事実によって示される。複数のビンが最小のｂｉｎ＿ｖａｌｕｅを有する場合、ウォルシュコードは、有効な特性を備えるビンから割り当てることができる。最小数のアクティブなウォルシュコードワードは、モジュロ２総計を、４の倍数であるインデックス付きのウォルシュコードワードを示すこのようなビンのアクティブなウォルシュコードワードで形成する。この実施形態を示すためには、各ビンｖｉは、ｂｉｎ＿ｖａｌｕｅｓｖ_{ｉ（ｊ＋４）ｍｏｄ８}およびｖ_{（ｊ−４）ｍｏｄ８}の総計を記憶する。
【００６７】
偏向ビン平衡アルゴリズム５００の有効性を概算するために、公式が示される。公式は、ランダムなウォルシュコード割当て中に発生する多様な不均衡なビン構成の確立を概算する上で有効である。前述されたように、ビン不均衡が発生すると、ピーク対平均率が上昇する。
【００６８】
この公式においては、アクティブなトラフィックチャネルおよびオーバヘッドトラフィックチャネルの合計数はＮとして表される。すべてのＮコードチャネル用のウォルシュコードが無作為に割り当てられるときに、少なくともｊ個のビンが少なくともＭ個の割り当てられたウォルシュコードを含む確率があり、それぞれを以下のように図示することができる。
【数１１】

【００６９】
この確率の近似は、Ｍの大きい値の場合、非常に有効である。
【００７０】
図１３は、ビン不均衡の確率プロットを示す図表記１１００を示す。割り当てられたウォルシュコードの大部分が小さい数のビンに属する場合のビン構成の不均衡。これは、Ｍの大きな値、およびおそらくｊの大きな値に相当する。図表記１１００は、Ｎ＝１７である場合の値ＭおよびＪの確率Ｐ（Ｎ、Ｍ、Ｊ）を示す。別の代替実施形態においては、ビンｖ_３およびｖ_４は、それらの両方とも同じ数のアクティブウォルシュコードを有している場合には無作為に選択することができる。
【００７１】
好ましい実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を作成または使用できるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な修正は、当業者にとって容易に明らかとなり、ここに定義される包括的な原則は、本発明の機能を使用しなくとも他の実施形態に応用されてよい。このようにして、本発明はここに示されている実施形態に限られることを意図するのではなく、開示された原則および新規特徴に一貫する最も広い範囲を与えられなければならない。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴、目的および優位点は、類似する参照文字が通して対応する要素を特定するときに後述される詳細な説明からさらに明らかになるだろう。
【図１】図１は通信システムでの送信に適切な波形を生成するためのシステムのブロック図表記を示す。
【図２】図２は本発明に従った通信システムの送信に適した波形を生成するためのシステムのブロック図表記を示す。
【図３】図３は複数の異なるウォルシュコード集合のピーク対平均率の比較の図表記である。
【図４】図４は等しいチャネル利得でのピーク対平均率と、複数のウォルシュコード集合のきわめて同等ではないチャネル利得でのピーク対平均率の比較の図表記を示す。
【図５】図５は本発明の偏向されたビンの平衡用アルゴリズムのフローチャート表記を示す。
【図６】図６は本発明の偏向されたビンの平衡用アルゴリズムのフローチャート表記を示す。
【図７】図７は、本発明の偏向されたビンの平衡用アルゴリズムのフローチャート表記を示す。
【図８】図８は本発明の偏向されたビンの平衡用アルゴリズムのフローチャート表記を示す。
【図９】図９は本発明の偏向されたビンの平衡用アルゴリズムのフローチャート表記を示す。
【図１０】図１０は本発明の方法の状態を表す状態図を示す。
【図１１】図１１はウォルシュコードベクタの異なる割り当ての影響の比較のグラフィックを示す。
【図１２】図１２はウォルシュコードベクタの異なる割り当ての影響の比較のグラフィックを示す。
【図１３】図１３はウォルシュコードベクタの異なる割り当ての影響の比較のグラフィックを示す。
【符号の説明】
１００…波形生成システム
１０６…加算回路
２００…波形生成システム
２０６…加算回路
２０８…置換ブロック
２１４．２２４…混合器
２１６、２２６…変換
５００…偏向ビン平衡用アルゴリズム
５０５、５１０…ブロック
５１５…決定
５１６、５１７、５１８、５１９、５２１、５５１、５８１…オフページコネクタ
５３５、５９５…出口
５７５…終了端末
６１０…アイドル状態
６２０…更新ビン応対
６３０…更新ビン状態
６４０…状態
８２０…オンページコネクタ
８６０…出口

Claims

通信システムに入る新規呼、ならびにアクティブおよび非アクティブであることがあるウォルシュコードを有する通信システム内でメッセージ信号を送信する方法であって、
（ａ）ウォルシュコードをビンに分割する工程と、該ビンはウォルシュコードについての情報を記憶するデータ構造であり、
（ｂ）ビン内のアクティブウォルシュコードの最小数を決定する工程と、
（ｃ）工程（ｂ）において決定された最少数のアクティブコードに従ってウォルシュコードを選択する工程と、
（ｄ）選択されたウォルシュコードを該新規呼に割り当てる工程と、
を備える方法。
ウォルシュコードがインデックスを有し、工程（ａ）が該インデックスに従ってウォルシュコードを分割することを備える、請求項１に記載される送信方法。
ウォルシュコードが該インデックスに従ってサイクルに分割される、請求項２に記載される方法。
ビンの数がｎである場合に、該ウォルシュコードがそのインデックスモジュロｎの値に従ってビンに分割される、請求項２に記載される送信方法。
複数のビンが最小数のアクティブウォルシュコードを含み、
（ａ）最小数のアクティブなウォルシュコードを含む複数のビンの内の任意のビンを選択する工程と、
（ｂ）選択されたビンから該ウォルシュコードを選択する工程と、
を備える、請求項１に記載される送信方法。
（ａ）最小数のアクティブなウォルシュコードを含むビンのサブセットを決定する工程と、
（ｂ）ビンのサブセットの残りのビンの優先順位より低い優先順位が設定された第１所定ビンを選択する工程と、
を備える、請求項５に記載される送信方法。
第１所定ビンがパイロット信号ビンを備える、請求項６に記載される送信方法。
第１所定ビンの優先順位より大きい優先順位、およびビンのサブセットの残りのビンの優先順位より低い優先順位が設定された第２所定ビンを選択する工程を備える、請求項６に記載される送信方法。
等しい優先順位が設定された残りのビンのサブセットの内の任意のビンを選択する工程を備える、請求項６に記載される送信方法。
ウォルシュコードを選択する工程が、現在のサイクル内でウォルシュコードを選択することを備える、現在のサイクルを含む、請求項３に記載される送信方法。
ウォルシュコードが現在のサイクル内で使用できないときにだけ、別のサイクルでウォルシュコードを選択する工程を備える、請求項１０に記載される送信方法。
通信システムに入る新規呼、ならびにアクティブおよび非アクティブとなることがあるウォルシュコードを有する通信システムでメッセージ信号を送信するための装置であって、
（ａ）ウォルシュコードをビンに分割するためのビンと、該ビンはウォルシュコードについての情報を記憶するデータ構造であり、
（ｂ）ビン内のアクティブなウォルシュコードの最小数を表す値と、
（ｃ）アクティブなウォルシュコードの最小数を表す値に従って決定される選択されたウォルシュコードと、
（ｄ）ウォルシュコードに選択された呼を割り当てるための新規呼と、
を備える装置。
通信システムに入る新規呼、ならびにアクティブおよび非アクティブとなることがあるウォルシュコードを有する通信システムでメッセージ信号を送信するための装置であって、
（ａ）ウォルシュコードをビンに分割する手段と、該ビンはウォルシュコードについての情報を記憶するデータ構造であり、
（ｂ）ビン内のアクティブなウォルシュコードの最小数を決定するための手段と、
（ｃ）工程（ｂ）において決定されたアクティブなウォルシュコードの最小数に従ってウォルシュコードを選択するための手段と、
（ｄ）選択されたウォルシュコードを新規呼に割り当てるための手段と、
を備える装置。