JP4539944B2 - 通信システム内でアドレス情報を送信および受信する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に通信システムに関し、詳しくは通信システム内でアドレス情報を送信および受信するための方法に関する。
【0001】
(従来の技術)
従来の受信機の多くは、その受信機に送信されるべきメッセージ(ページ)が予定されているか否かを判断するために、定期的に「活動状態に入る」。予定されるメッセージがない場合は、受信機は電源をおとして受信機のバッテリ寿命を延ばす。このような電力節約機能を伴って現在開発されている通信システムの1つに、次世代符号分割多重接続(CDMA:Code-Division Multiple-Access)セルラ通信システムがあり、より一般的にはcdma2000またはワイドバンドCDMAと称される。図1に示すように、cdma2000は複数の20ミリ秒(ms)同期フレーム102(F0, F1, F2,... FKと示す)を利用する。フレーム102は、所定の継続時間(たとえば、1.28*2N秒;ただしNは0または正の整数)を有する送信サイクルに相当する、周期的に発生する時間的スパンの間に送信される。cdma2000システム内の移動局には4個のフレームのグループ(スロットと呼ぶ)が割り当てられ、特定の移動局に対するすべてのメッセージがその中で送信される。このようにして動作する移動局は、「スロット化モード」において動作すると言われる。スロット化モード動作により、cdma2000移動局は、1.28*2N秒毎に1つの割り当てられたページング・スロットの間電源を入れることができる。
【0002】
さらに電力を節約するために、あるスロットの間にメッセージを受信することになっている移動局に関するすべてのアドレスは、ページ・データをブロードキャストする前にブロードキャストされる。ある移動局のアドレスがブロードキャストされなければ、その移動局はスロットの残りの期間の間は電源を切ることができる。図2は、4つのフレームを有するスロット200を図示する。図示されるように、スロット200の第1部分201には、スロット200内にページ・データを有するすべての移動局に関するアドレス情報が含まれる。スロット200に割り当てられる特定の移動局は、スロット200の送信時間の間、活動状態にある。移動局は、第1フレームを受信し、移動局のアドレスがスロット200の第1部分201に含まれない場合は、移動局はスロット200の残りの部分を受信する前に電源をおとす。
【0003】
1つのスロットに割り当てられる多くの移動局がページングされる(呼び出される)場合には、アドレス情報を1つのフレームより大きな時間的期間内に入ることがある。このために、アドレス情報はスロットの第2フレーム内に含まれることがある。これを図3に示す。図3では、スロット300の(アドレス情報を含む)第1部分301は、実際には2つのフレームに含まれる。あるスロットに含まれる情報は、挟み込まれる前に畳込コードなどのコードを用いて符号化されるので、移動局は、フレーム全体の内容をすべて同時に受信する必要がある。このため、アドレス情報が2つのフレームに含まれる場合、移動局は電源をおとす前に2つのフレームを受信および解読することが必要になる。このため、移動局は、第2フレームの一部分しかアドレス情報を含まない場合にも、第2フレームの全期間の間、給電状態にあることになる。かくして、通信システム内でアドレス情報を送信および受信する方法であって、移動局がアドレス情報をほとんど含まないフレームの受信および解読はする必要がない方法に対する必要性が存在する。
【0004】
(好適な実施例の説明)
通信システム内でアドレス情報を送信および受信する必要性に対処するために、アドレス情報を送信および受信する方法が提供される。ページング・スロットの第1フレームは、各保留ページのアドレスの部分を含む。同様に、スロットの第2,第3および第4フレームは、各々の保留ページング・アドレスの第2,第3および第4部分を含む。アドレス情報は、一番初めのフレーム内の情報が移動局に対して、それに宛てられるメッセージがスロット内にないと判断することのできる高い確率を与えるように、スロットの小さなフレーム内に編成される。第1フレームから情報ビットを受信すると、移動局は周知の部分アドレス比較を用いて、移動局は保留中のページを有するか否かを判断する。移動局に宛てたページがスロット内にない場合は、(フレーム内のアドレス・ビットが無作為であると仮定して)移動局が第1フレーム後にF-CCCHを復調することを停止することを許される確率は(1−1/256)4=98.4%である。
【0005】
本発明は、スロットに割り当てられる移動局に対し通信システム内でアドレス情報を送信する方法を企図する。本発明の好適な実施例においては、スロットは、スロットに割り当てられる移動局にメッセージを送信するために利用される。本方法は、スロット内でメッセージ通信を必要とする移動局の部分集合を決定する段階と、部分集合内のすべての移動局のアドレスを決定する段階とによって構成される。部分集合内の各移動局の第1アドレス部分は、スロットの第1フレーム内に送信される。移動局に関するアドレス部分は、移動局のアドレス全体よりも小さい移動局のアドレスの部分によって構成される。
【0006】
本発明は、通信システム内でアドレス情報を送信する方法をさらに企図する。本方法は、ページング・スロットに割り当てられる第1移動局の第1種類の第1アドレスを決定する段階と、ページング・スロットに割り当てられる第2移動局の第1種類の第2アドレスを決定する段階とによって構成される。第1種類の第1アドレスの部分と、第1種類の第2アドレスの部分が、スロットの第1フレーム内で、第1および第2移動局に対して送信される。
【0007】
本発明は、通信システム内で、メッセージを送信するために利用されるスロットに割り当てられる移動局群に対し、アドレス情報を送信する方法をさらに企図する。本方法は、スロット内でページングを必要とする移動局群の部分集合を決定する段階と、部分集合内の移動局のアドレスを決定する段階と、部分集合内の移動局を同じ最下位アドレス・ビットを有する移動局の群に分化する段階とによって構成される。複数の被分化移動局は、メンバ数に従って分類され、部分集合内の各移動局の第1アドレス部分がスロットの第1フレーム内に送信される。本発明の好適な実施例においては、移動局の第1アドレス部分は、移動局のアドレス全体よりも小さい移動局のアドレスの部分によって構成され、最もメンバ数の少ない被分化移動局が、第1フレーム内により多くの数の部分アドレス・ビットを有することになる。
【0008】
最後に、本発明は通信システム内でアドレス情報を受信する方法を企図する。本方法は、メッセージを受信すべきスロット時刻を決定する段階と、スロットの第1フレーム内で、複数の移動局に関する第1アドレス部分を受信する段階とによって構成される。本発明の好適な実施例においては、複数の移動局のうち個々の移動局に関する第1アドレス部分は、その移動局のアドレス全体よりも小さい移動局のアドレスの部分によって構成される。移動局は、部分アドレス比較法を利用して、移動局がスロット内に保留中のメッセージを有するか否かを判断する。
【0009】
図面を参照して、図面内では同様の数字は同様の構成部品を指すが、図4は、本発明の好適な実施例によるアドレス情報を有するスロット405の図である。図4内では、4個の32ビット・メッセージ(401〜404)が、4つの小さなフレームからなるスロット内に送付される。cdma2000においては、メッセージは通常、順方向共通制御チャネル(F-CCCH:Forward Common Control Channel)と呼ばれるページング・チャネル上に送付されるのが普通である。簡単にするために、図4においては、各メッセージの32ビットすべてがアドレス・ビットであり、各フレームには32ビットが含まれるものとする。ただし、当業者には認識頂けようが、メッセージ401〜404は、たとえば特殊サービス(SPECIAL#SERVICE),サービス・オプション(SERVICE#OPTION)フィールドなどの他の情報を含む場合もある。本発明の好適な実施例においては、メッセージに関するアドレス情報は、F-CCCHの最初の部分に置かれ、その後に、その他のメッセージ関連情報が続く。
【0010】
図示される如く、スロット405の第1フレームには、各ページ(たとえばメッセージ401〜404)のアドレスの部分が含まれる。図4においては、スロット405の第1フレームは、4つの各アドレスの第1部分(8ビット)を含む。同様に、スロット405の第2,第3および第4フレームは、4つのアドレスの各々の第2,第3および第4部分(各々が8ビットを含む)を含む。アドレス情報は、スロット405の小フレーム内に、最初のフレームの情報が、移動局がそれに対して宛てられるメッセージがスロット内にはないと判断することのできる高い確率を与えるように編成される。
【0011】
第1フレームの受信後、移動局は周知の部分アドレス比較法を用いて、移動局が保留中のメッセージを有するか否かを判断する。これにより、移動局は、保留中のメッセージがあるか否かを判断するために、他のフレームを解読する必要がない確率が高くなる。部分アドレス比較は当技術では周知である。ページ・アドレスを受信するこのような方法は、本明細書に参考文献として含まれるKampe他による米国特許第5,666,657号「SELECTIVE CALL RECEIVER FOR APPLYING CONDITIONAL PARTIAL ADDRESS CORRELATION TO A MESSAGE」に開示される。本発明の好適な実施例においては、移動局は4つの各メッセージの8ビットを、アドレスの対応する8ビットと、周知の方法で比較する。比較の結果、一致がない場合は、移動局には、スロット内に含まれる、それに宛てられるメッセージがないことが保証される。そのため、移動局はスロットの残りの部分について、F−CCCHの復調を停止することができる。
【0012】
スロット内に移動局に宛てたメッセージがない場合、移動局が第1フレーム後にF-CCCHの復調を停止することが許される確率は(1−1/256)4=98.4%である。移動局が、一致を検出すると、第2フレームの間も活動状態にとどまらなければならない。移動局は、第2フレーム受信後に再び部分アドレス比較を実行することができる。移動局は、これまでに受信された4つの各メッセージの16ビットを、そのアドレスの対応する16ビットと比較する。一致がない場合は、移動局はF-CCCHの復調を停止することができる。移動局に宛てたメッセージがスロット内にない場合は、(フレーム内のアドレス・ビットが無作為であるとして)移動局が第2フレーム後にF-CCCHの復調を停止することが許される確率は(1−1/65536)4=99.994%である。
【0013】
部分アドレス比較の目的は電力を節約し、それにより移動局の電源の寿命を節約することである。移動局がF-CCCHスロットのフレームを受信し、部分アドレス比較を実行し、アドレスの一致がないと判断すると、そうでない場合にF-CCCHの監視を続行するために必要となる電力を節約する。移動局は、次のような多くの段階を経て電力を節約することができる:
1.無線受信機の電源をオフにする;
2.拡散解除を実行するハードウェアの電源をオフにする;
3.挟込解除を実行するハードウェアの電源をオフにする;
4.解読を実行するハードウェアの電源をオフにする;
5.拡散解除を実行するハードウェアの電源をオンにしない;
6.挟込解除を実行するハードウェアの電源をオンにしない;
7.解読を実行するハードウェアの電源をオンにしない;
8.挟込解除を実行するために用いられるソフトウェア命令を実行しない;
9.解読を実行するために用いられるソフトウェア命令を実行しない;
図5は、部分アドレス比較の性能を示し、それを規準95-B「二重モード拡散スペクトル・システムのための移動局−基地局互換性規準(Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Spread Spectrum Systems」(TIA/EIA-95-B)に含まれるバッテリ節約法の性能と比較する。部分アドレス比較の性能は、ページングに用いられるアドレス・タイプの寸法には関係しないことに留意されたい。TIA/EIA-95-Bに示されるcdma2000電力節約法の性能は、ページングに用いられるアドレス/タイプの寸法が大きくなるほど悪くなる。図5は、一次移動局識別(TMSI:Temporary Mobile Station Identity)と国際移動局識別子(IMSI:International Mobile Station Identifier)の両方に関する性能を示す。
【0014】
図6は、本発明の好適な実施例によるスロット600の編成を示す。図示される如く、第1フレーム601は、第1フレーム601内に完全に含まれる第1メッセージ(クイック・ページ・メッセージ)を含む。同様に、第2フレーム602と第3フレーム603は、第2メッセージ(クイック・ページ継続メッセージ)を含む。第4フレーム604は、スロット化モードで動作する移動局に宛てられるメッセージを含む移動局宛てメッセージを含む。第1および第2クイック・ページ継続メッセージは、それぞれ第2フレーム602と第3フレーム603とに完全に含まれる。クイック・ページ・メッセージと、両方のクイック・ページ継続メッセージとは、長さフィールドとCRCフィールドの両方を備える。ページング情報は、3つのメッセージ内に含まれる。クイック・ページ・メッセージは、第1フレーム601に正確に入るようにできるだけ多くの情報を含む。第2フレーム602のクイック・ページ継続メッセージにも同じことが当てはまる。各メッセージはフレーム内に完全に収まるので、移動局には各フレームの受信後に新たなメッセージを解読する機会がある。たとえば、移動局は、スロット600の第1フレーム601を受信する時間の間活動状態にあり、第1フレーム601を受信し、第1フレーム601の挟込解除と解読を行い、クイック・ページ・メッセージを処理する。クイック・ページ・メッセージを処理すると、移動局は、それに宛てられるページがスロット内にない(すなわち、その移動局に関して、部分アドレスが一致しない)と判断できる場合にはスロット600の残りの部分の復調を中止することができる。クイック・ページ・メッセージの処理後に、移動局がこのような判断を行うことができない場合は、第2フレームを受信して、クイック・ページ継続メッセージを処理する。クイック・ページ継続メッセージを処理すると、移動局は、それに宛てられるページがスロット600内にないと判断できる場合には、スロットの残りの部分の間は運転休止することができる。第3フレーム603の処理も同様である。
【0015】
クイック・ページ・メッセージおよびクイック・ページ継続メッセージの後にスロット内に含まれるスロット化モード移動局に関する移動局宛てメッセージについては、そのメッセージが宛てられる移動局のアドレスまたはアドレスの一部が、上記のようにフォーマットされるクイック・ページ・メッセージ/クイック・ページ継続メッセージに含まれる。これを行うには2つの方法を用いることができる。第1の方法は、クイック・ページ・メッセージ/クイック・ページ継続メッセージ内に移動局の16のアドレス・ビットしか入れない;完全なアドレスは、移動局宛てメッセージ内にその後で入れられる。クイック・ページ・メッセージ/クイック・ページ継続メッセージに移動局のアドレスの16ビット部分を入れることにより、移動局は、その後スロット内で(あるいは次のスロット内で)メッセージを受信するために活動状態にとどまることを強いられる。第2の方法は、クイック・ページ・メッセージ/クイック・ページ継続メッセージに移動局の全アドレスを入れる。全アドレスがあることで、移動局は活動状態にとどまることを強いられる。移動局宛てメッセージは、次に、移動局のアドレスがあるクイック・ページ・メッセージ/クイック・ページ継続メッセージ内のスロットおよび位置を参照する圧縮アドレス・タイプによりアドレス指定される。移動局は、それに宛てられるページの位置を記憶するので、圧縮アドレス・タイプはメッセージを移動局のアドレスと結びつける。
【0016】
図7は、本発明の第2実施例によるスロット700の編成を示す。この実施例では、第1フレーム701がクイック・ページ・メッセージを含む。クイック・ページ・メッセージは、第1フレーム701内に完全に含まれる。クイック・ページ継続メッセージは、第2および第3フレーム702〜703に含まれる。第4フレーム704は、スロット化モードで動作する移動局にアドレス指定されるメッセージを含む移動局宛てメッセージを含む。1つの長さフィールドと1つのCRCフィールドとがなくなるので、前記の図面よりもビットが節約される。しかし、移動局は、スロット700の残りの部分の間休止できるか否かを判断するための第2の機会を得る前に、第3フレームのために活動状態のままでいなければならない。しかし、第1フレーム後に休止する移動局の集団のパーセンテージは、きわめて高いことが多いので、第2回目の休止の機会を第3フレーム703の終点まで移動させる効果は無視することができる。インフラストラクチャは、第1フレーム受信後に休止する移動局の集団のパーセンテージに基づいて、図6および図7に示される編成の間で選択することもできる。集団のパーセンテージが高い場合は図7が好適であり、集団のパーセンテージが低い場合は図6が好適である。
【0017】
フレーム編成に関わらず、スロットの第1フレーム内のメッセージ・アドレス情報に利用できるビット数が、スロット内の全メッセージがスロットの第1フレームに適合するほど充分に大きければ、すべてのメッセージ・アドレスは第1フレームに収まる。スロットの第1フレーム内のメッセージ・アドレス情報に利用できるビット数が、スロット内の全メッセージのすべてのアドレス・ビットに対応するには充分な大きさでない場合は、第1フレーム内の利用可能なビットがすべてのメッセージ間でほぼ均等に分割される。たとえば、14個のメッセージに関して112ビットが利用可能であれば、第1フレームの各メッセージには8個のアドレス・ビットが割り振られる(この場合、利用可能なビット数は、メッセージ数で等しく分割することができる)。15個のメッセージについて112ビットが利用可能な場合は、第1フレームの8個のメッセージの各々に7個のアドレス・ビットが割り振られ、第1フレーム内の7個の他のメッセージの各々に8ビットが割り振られる(この場合、利用可能なビット数はメッセージ数で等しく分割することができない)。メッセージ・アドレス情報に利用可能なビット数がメッセージ数で等しく分割することができない場合は、あるメッセージに割り当てられるビット数が他のメッセージに割り当てられるビット数と1ビット超異なることは決してない。移動局が第1ページング・チャネル・フレームを受信すると、フレーム内に存在する各アドレスの部分を自身のアドレスの対応する部分と比較する。どの部分についても一致点がない場合、移動局はスロットの残りの部分の間は休止することが許される。いずれかの部分に関して一致点がある場合は、移動局は、スロットの(少なくとも)次のフレームの間は活動状態のままでいなければならない。
【0018】
スロット内の全メッセージ間で均等に、あるいはほぼ均等にビットを分割することで、部分アドレス一致がなくなる確率が高くなり、移動局は休止状態に入ることができる。第1の例(14個のメッセージについて112ビットが利用可能)では、(無作為のアドレス・ビットを想定して)移動局が単独の8ビット部分アドレスに一致しない確率は(1−1/28)=99.6%となる。(無作為のアドレスビットを想定して)移動局がどのアドレスとも一致しない確率は(1−1/28)14=94.67%となる。14個のメッセージの各々に8ビットを割り振る代わりに、1つのメッセージに7ビットを、12のメッセージの各々に8ビットを、1つのメッセージに9ビットを割り振るとする。(無作為のアドレス・ビットを想定して)移動局がどのアドレス・ビットとも一致しない確率は(1−1/27)(1−1/28)12(1−1/29)=94.48%となる。メッセージ間で不均等にビットを分割すると、部分アドレス一致がなくなる確率が小さくなる(それにより、移動局が余分なフレームの間活動状態のままでいなければならない確率が高くなる)。第2の例(15個のメッセージについて112ビットが利用可能)では、7個のアドレス・ビットが8個のメッセージの各々に割り当てられ、8個のアドレス・ビットが他の7個のメッセージの各々に割り当てられる。(無作為のアドレス・ビットを想定して)移動局がどのアドレスとも一致しない確率は(1−1/27)8(1−1/28)7=91.38%となる。代わりに、9個のアドレス・ビットを1つのメッセージに、7個のアドレス・ビットを9個のメッセージの各々に、8個のアドレス・ビットを他の5個のメッセージの各々に割り振るとする。(無作為のアドレス・ビットを想定して)移動局がどのアドレスとも一致しない確率は(1−1/29)(1−1/27)9(1−1/28)5=91.20%となる。この場合も、メッセージ間でビットを不均等に分割すると、部分アドレス一致のなくなる確率が小さくなる(また、それにより、移動局が余分なフレームの間活動状態のままでいなければならない確率が高くなる)。
【0019】
部分アドレス比較の有効性を最大限に生かすためには、第1フレームにあるアドレス・ビットをできるだけ無作為にして、不一致の確率が高くなるようにしなければならない。たとえば、TIA/EIA-95-Bにおいては、4ビットのページ・レコード・フォーマットが各ページに含まれる。ページ・レコード・フォーマットは、移動局のアドレスの一部と見なすことができる。しかし、ページング・スロットに含まれるページ・レコード・フォーマットは、きわめて無作為にはなりにくい。たとえば、TMSIを利用するシステムにおいて、1つのスロット内のすべてのメッセージがフォーマット’1001’(24ビットTMSI)を利用し、すべての移動局がこのタイプのアドレスに一致することが起こりやすい。このため、ページ・レコード・フォーマットをスロットの第1フレーム内の部分アドレスの一部として入れると、すべての移動局がアドレスのこの部分で一致するので、移動局を休止状態にすることができるようにする情報が提供できないことになる。アドレス・ビット数が最も小さいページ・レコード・フォーマットは、16個のアドレス・ビットを有し、16ビット部分アドレス比較により、不一致の確率が高くなるのでページ・レコード・フォーマットは、ページ・レコード・フォーマットと共に含まれるアドレスの最下位ビットを入れた後でページング・チャネル・スロットに入れることが理想的である。ページ・レコード・フォーマット・フィールドの後に、入れなければならない残りのアドレス・ビットを入れる。アドレス・ビット数の可変するページ・レコード・フォーマットに関して、可変部の長さを指定するフィールドが入れられ、次に可変部が入れられる。たとえば、ページ・レコード・フォーマット’1011’については、TMSI#CODE#ADDRの最下位16ビットが最初に来て、次に’1011’が、そしてTMSI#CODE#ADDRの最上位16ビットが、TMSI#ZONE#LENが、TMSI#ZONEが続く。
【0020】
個別に宛てられるcdma2000メッセージについては、移動局により一致しなければならないアドレスが2種類ある。すなわちIMSI(第1)とTMSI(第2)である。TIA/EIA-95-Bにより、移動局は、第2アドレスを割り当てられていても、第1アドレスでページングされた場合は応答しなければならない。ページ・レコード・フォーマットはアドレスの16の最下位ビットの後に入れられるので、このために移動局が部分アドレスの各々をそのIMSIの部分とTMSIの部分の両方と比較する必要が起こることがある(また、これにより一致の確率が2倍になる)。移動局が部分アドレスの各々をIMSIとTMSIの両方と比較する必要を回避するために、移動局には、どのアドレスがIMSIでどれがTMSIであるかが通知される。第1フレームにおいて、スロットに含まれる第1および第2アドレスの数は、4ビットのNUM#SL#IMSIフィールドと5ビットのNUM#SL#TMSIフィールドとによりそれぞれ識別される。また、スロットに含まれるIMSIまたはTMSIに宛てられるスロット化モード・メッセージがあるか否かを指定する1ビットのSL#IMSI#INCLUDEDフィールドとSL#TMSI#INCLUDEDフィールドが置かれる。スロット内にスロット化モード移動局に宛てられるIMSIがない場合は、NUM#SL#IMSIフィールドは省略される。同様に、スロット内にスロット化モード移動局に宛てられるTMSIがない場合は、NUM#SL#TMSIフィールドが省略される。
【0021】
送信装置は、スロット内のIMSIおよびTMSIに所定の方法で命令して、移動局がどの部分アドレスがIMSI部で、どの部分アドレスがTMSI部であるのかを、IMSIとTMSIの数に基づいてわかるようにする。移動局にTMSIが割り当てられていないときに部分アドレス比較を実行すると、IMSI部に既知のスロット内の部分アドレスのみでIMSIとの部分アドレス比較を行い、部分TMSIは無視されることになる。移動局にTMSIが割り当てられていないときに部分アドレス比較を実行すると、そのIMSI部を、IMSI部に既知のスロット内の部分アドレスのみと比較し、TMSI部をTMSI部に既知のスロット内の部分アドレスとのみ比較することにより部分アドレス比較を実行することになる。タイプTMSIのスロット化メッセージが3つ以上あり、タイプIMSIのスロット化メッセージが2つ以上あると、あるいはIMSIとTMSIの混合したメッセージが7つ以上あると、この方法により、メッセージ毎に1ビットが第1フレームに入れられてTMSIからIMSIを区別する場合よりも休止する確率が高くなる(ただし、これは、メッセージ毎に1ビットがIMSIまたはTMSIの指定に専用に用いられて、メッセージ数を表す5ビットのフィールドが、SL#IMSI#INCLUDED,SL#TMSI#INCLUDED,NUM#SL#IMSI,NUM#SL#TMSIフィールドの代わりに用いられることを前提とする)。休止の確率が高くなる理由は、スロット内の早い位置に、部分アドレスに利用可能なビットが多くあるからである。
【0022】
スロット内の最も早い位置にある部分アドレス・ビットの無作為性を最大にする(また部分アドレス不一致の確率を最大にする)には、最下位の16個のアドレス・ビットを各メッセージについてスロット内で最初に用いる。このとき、スロット内の各アドレスの最下位ビットから初めて、下位ビットから上位へと次の次に最上位の15ビットを用いる。一般に、IMSIアドレスなどのアドレスの最下位ビットは、上位のビットよりも無作為性が高い。最下位の16ビットが各メッセージに関して入れられた後で、各メッセージの残りのビットをすべて一度に入れて、最下位16ビットとしては挟み込まない。最下位16ビットとして挟み込まずに残りのビットをこのように入れる理由は、移動局のメッセージ分割を簡略にし、基地局のためのメッセージ作成を簡略にするためである。また、最下位16ビットと同様に残りのビットを挟み込んで、部分アドレス不一致の確率をさらに高めることも可能であるが、フレーム毎の予想されるビット数と、cdma2000についてスロット毎に予想されるメッセージ数に基づき、部分アドレス不一致の確率の増大は無視できる。cdma2000については、分割を簡略にすることで、最下位16ビットの後にアドレス・ビットを挟み込まないようにする価値がある。
【0023】
cdma2000について、メッセージ構造には予約アドレス・タイプが含まれる(フィールドNUM#SL#RESERVED#T,RESERVED#ADDR#xなどを用いる)。将来的には、データ・アプリケーション用の移動局をページングするために用いることのできる第3アドレス(インターネット・プロトコル(IP)などの)を加えることが望ましくなると予想される。データ可能な移動局は、必然的にIMSIを割り当てられる必要がある。TMSIを割り当てられる可能性もある。将来のcdma2000標準においては、予約フィールドをIPアドレスで移動局をページングするために用いられるよう再定義することもできる。フィールドが確保されており、第1版の標準に基づき移動局がメッセージを変換することができるので、IPアドレスは以前のものとの互換性の問題を起こさずに導入することができるだろう。IPアドレスを割り当てられた移動局は、IMSIアドレスを割り当てられた移動局が部分アドレス比較を実行するのとほとんど同じように部分アドレス比較を実行することができよう。さらに、IMSIアドレスとIPアドレスの両方を備える移動局ができる可能性もある。このような移動局は、IMSIアドレス・ビットとそのIMSIアドレスの部分との部分アドレス比較と、IPアドレス・ビットとそのIPアドレス部分との部分アドレス比較と、またTMSIが割り当てられる場合はTMSIアドレスビットとそのTMSI部分との部分アドレス比較を実行することになろう。
【0024】
ブロードキャスト・メッセージをF-CCCH上に送付しなければならない場合、メッセージ構造には、個々の移動局に宛てられるメッセージの部分アドレスの前に、ページング・チャネル・スロットの一番最初にあるアドレスのブロードキャストが含まれる。通常、ブロードキャスト・メッセージは送付されないが、送付される場合は、スロット内の一番初期の完全なブロードキャスト・アドレスを入れることで、移動局ができるだけ早く休止状態になる確率が最大になる。ブロードキャスト・メッセージのビットにはあまり無作為性がないので、部分アドレスよりも、スロット内の先に来るアドレス全体を入れるほうが好ましい。このため、本発明の好適な実施例においては、ブロードキャスト・メッセージが予定される場合、どの移動局アドレスよりも先にブロードキャスト・アドレス全体が入れられる。第1フレームにブロードキャスト・アドレスの一部分だけを入れると、活動状態になってブロードキャスト・アドレスを検索する移動局は、第2フレームの間活動状態にとどまって、部分アドレスの不一致を判断しなければならないことが多くなる。これは、ブロードキャスト・アドレスのビットにあまり無作為性がないためである。
【0025】
TIA/EIA-95-Bにより、ページング・チャネル・スロットの待行列に入れられるすべてのメッセージがスロットに入りきらない場合、メッセージの一部を次のスロットに持ち越すことができる。この場合は、そのスロットに割り当てられるすべての移動局は、そのスロットと少なくとも次のスロットの一部の両方を受信しなければならない。その結果、ページング・チャネルの負荷が高い期間の間は、移動局がスロットの間に活動状態にとどまる場合、160msもの間活動状態にとどまることを強いられることがある。メッセージが次のスロットに持ち越される場合は、部分アドレス比較を利用して、移動局をより長い間休止させておくことができる。クイック・ページ・メッセージのヘッダREAD#NEXT#SLOT(次ビット読込)ビットが置かれる。インフラストラクチャは、移動局に対してメッセージが次のスロットに持ち越されることを知らせるよう、このビットを設定する。移動局がそのスロットの間活動状態にあり、第1フレームを受信し、READ#NEXT#SLOTビットが設定されたことを判断し、部分アドレス比較を用いてそのスロット内にその移動局に宛てられるメッセージがないと判断すると、そのスロットの残りの部分の間は休止状態になり、次のスロットの初めで活動状態に入る。
【0026】
図8は、被割当スロットのすべてのメッセージがスロットに入りきらないときに、バッテリ寿命を長くするためにどのように部分アドレス比較を用いることができるかを示す例である。第1スロット801に関して、インフラストラクチャはスロットに入るよりも多くのメッセージを待行列に入れている。インフラストラクチャは、できるだけ多くのメッセージを第1スロット801に入れ、第1スロットの第1フレームのクイック・ページ・メッセージにREAD#NEXT#SLOTビットを設定する。図示される次のスロット(第2スロット802)に、インフラストラクチャは第1スロット801に入りきらなかったメッセージを入れる。例として、スロット801に割り当てられる移動局は、適時に復調を開始して、スロット801(移動局の被割当スロット)の第1フレームを受信する。移動局は、クイック・ページ・メッセージを解読し、クイック・ページ・メッセージに含まれる部分アドレスを用いて部分アドレス比較を実行する。移動局は一致がないと判断し、被割当スロットの第1フレーム後にF-CCCHの復調を停止する。その被割当スロットからのクイック・ページ・メッセージのREAD#NEXT#SLOTビットは’1’に設定されているので、移動局は適時に復調を開始して、次スロット(スロット802)の第1フレームを受信する。移動局は、クイック・ページ・メッセージを解読し、クイック・ページ・メッセージに含まれる部分アドレスを用いて部分アドレス比較を実行する。移動局は一致がないと判断し、再び、F-CCCHの復調を停止する。その後、移動局は次の被割当スロットまで再びF-CCCHを復調することはない。
【0027】
図9は、本発明の好適な実施例によりバッテリ寿命を延ばすための方法を用いる移動局の流れ図である。図9の流れ図は、移動局が一時停止バーチャル・トラフィック副状態(Suspended Virtual Traffic Substate)にある場合を除くスロット化モードにあるか、あるいは優先アクセスおよびチャネル割当(PACA: Priority Access and Channel Assignment)呼出が待行列に入れられる場合に用いられる。論理の流れは段階901で始まり、段階903に進んで、移動局は次の被割当スロットを待つ。移動局は、次の被割当スロットを待つ間は電力を節約する(休止状態にある)。その被割当スロットを受信すべき時刻になると、移動局は活動状態に入る。次に論理の流れは段階909に進み、スロットの第1フレームの情報ビットが受信される。論理の流れは段階911に進み、クイック・ページ・メッセージが解読されて、スロット内のすべてのメッセージに関するアドレス情報が判断される。段階913において、移動局は、それまでスロット内に入れられた各IMSIアドレスの部分を、IMSIの対応ビットと比較し、一致するか否かを判定する。論理の流れは、次に段階915に進み、移動局は、TMSIが割り当てられたか否かを判断する。移動局が、TMSIを割り当てられていないと判断すると、論理の流れは段階919に進む。そうでない場合は、論理の流れは段階917に進む。段階917において、移動局はそれまでスロットに入れられた各TMSIアドレスの部分をTMSIの対応ビットと比較し、一致があるか否かを判断する。次に論理の流れは段階919に進み、移動局は、一致があるか否かを判断する(段階913,917で判断されたように)。アドレス一致がなかった場合は、論理の流れは段階921に進む。そうでない場合は、論理の流れは段階923に進み、移動局は少なくとも1つの後続フレームの情報ビットを受信し、クイック・ページ継続メッセージを解読して、スロット内のメッセージに関するより多くのアドレス情報があるか判断する。論理の流れは段階913に進む。
【0028】
段階921において、移動局は現在のスロットのREAD#NEXT#SLOTビットが’1’に設定されているか、現在のスロットが移動局の被割当スロットであるか否かの両方を判断する。段階921の結果がノーの場合は、論理の流れは段階903に戻る。段階921の結果がイエスの場合は、論理の流れは段階925に進み、移動局は電力節約を開始する(休止状態に入る)。段階925の後で、論理の流れは段階927に進み、移動局は次スロットの開始を待ち、次スロットのために活動状態に入る。論理の流れは段階909に戻る。
【0029】
図10は、本発明の好適な実施例によりバッテリ寿命を延ばす方法を用いる移動局の流れ図を示す。このプロセスは、移動局が一時停止バーチャル・トラフィック副状態にある場合のスロット化モードにあるか、あるいはPACA呼出が待行列に入れられる場合に用いられる。移動局は、各スロットの少なくとも1つのフレームを監視する。論理の流れは段階1001で始まり、段階1003に進んで移動局は次スロットの開始を待つ。段階1005において、移動局はスロットの第1フレームの情報ビットを受信する。上述のように、第1スロットの第1部分は、図4に関して説明されたのと同様のアドレス情報を含む。論理の流れは、段階1007に進み、クイック・ページ・メッセージが解読されてスロット内の全メッセージに関するアドレス情報が判断される。段階1009において、移動局はそれまでスロットに入れられた各IMSIアドレスの部分を、そのIMSIの対応ビットと比較して一致があるか否かを判断する。論理の流れは段階1011に進み、移動局はTMSIを割り当てられたか否かを判断する。移動局がTMSIを割り当てられていないと判断すると、論理の流れは段階1015に進む。そうでない場合は、論理の流れは段階1013に進む。段階1013において、移動局はそれまでスロットに入れられた各TMSIアドレスの部分を、そのTMSIの対応ビットと比較して、一致があるか否かを判断する。次に論理の流れは段階1015に進み、移動局は、一致があるか否かを判断する(段階1009,1013で判断されたのと同様に)。アドレス一致がない場合は、論理の流れは段階1016に進み、そうでない場合は論理の流れは段階1017に進んで、移動局は少なくとも1つの後続フレームの情報ビットを受信し、クイック・ページ継続メッセージを解読して、スロット内にメッセージに関するより多くのアドレス情報があるか判断する。論理の流れは段階1009に戻る。段階1016において、移動局は電力節約を開始する(休止状態に入る)。段階1016の後で、論理の流れは段階1003に戻る。
【0030】
図11は、本発明の好適な実施例により部分アドレス・ページングを利用するインフラストラクチャの流れ図である。論理の流れは、段階1011で始まり、インフラストラクチャは待行列に入れられたすべてのメッセージが次スロットに入るか否かを判断する。段階1101においてインフラストラクチャが待行列に入れられたすべてのメッセージが現在のスロットには入りきらないと判断すると、論理の流れは段階1102に進む。段階1101においてインフラストラクチャが待行列に入れられたすべてのメッセージが現在のスロットに入ると判断すると、論理の流れは段階1103に進む。段階1102において、現スロットに入らない優先順位の最も低いメッセージが、優先順位の最も高いメッセージとして(すなわち最初に待行列から出されるように)次スロットの待行列に入れられる。論理の流れは次に段階1104に進み、現スロットで送付されるクイック・ページ・メッセージのREAD#NEXT#SLOTビットが’1’に設定される。段階1104の後で、論理の流れは段階1105に進む。段階1103において、現スロットで送付されるクイック・ページ・メッセージのREAD#NEXT#SLOTビットが’0’に設定される。論理の流れは段階1105に進み、インフラストラクチャは現スロットのメッセージを待行列から外す。段階1106において、インフラストラクチャは現スロットの第1フレームに関してクイック・ページ・メッセージを構築する。これにはREAD#NEXT#SLOTビット,IMSIアドレスの数,TMSIアドレスの数および第1フレームに入るだけのすべてのメッセージの最下位アドレス・ビットが含まれ、利用可能なビットをメッセージ間でほぼ均等に分割する。基地局は、スロットの第1フレーム内にできるだけ多くの最下位アドレス・ビットを含むクイック・ページ・メッセージを構築し、メッセージ間で利用可能なビットをほぼ均等に分割する。好ましくは、基地局のページ配列手順は、各ページが第1フレーム内に同数のビットが割り振られない場合は、第1フレーム後に休止状態に入ることのできる移動局集団のパーセンテージを最大にするよう実行される。段階1107において、インフラストラクチャは次フレームのクイック・ページ・メッセージを構築し、これにはスロットの全メッセージに関して次に上位のアドレス部分が含まれる。論理の流れは段階1108に進み、インフラストラクチャはスロットのフレームを送信して、次スロットの処理を開始する。論理の流れは段階1101に戻る。ページングされている各移動局に割り振られる第1フレーム内に等しい数の部分アドレス・ビットがある場合は、第1フレーム内のメッセージの順序は休止状態に入ることを許される移動局集団のパーセンテージに影響を与えない。しかし、ページングされている移動局に対し、第1フレーム内に他の移動局とは異なる数の部分アドレスが割り振られると、第1フレーム内のメッセージの順序が重要になる。たとえば、ページングされている移動局が12個あり、すべてがTMSIアドレスを持ち、第1フレームに30個の部分アドレスが割り振られるとする。第1フレームにおいては、移動局のうち6個に関して3つの部分アドレス・ビットが利用可能である。第1フレームにおいては、他の6個の移動局のために2つの部分アドレス・ビットが利用可能である。図12の左側の欄は無作為な順序でページングされている12の移動局の最下位の3ビットを示す。1から6の番号を振られたメッセージはそれぞれ3つの部分アドレス・ビットを有する。7から12の番号を振られたメッセージはそれぞれ2つの部分アドレス・ビットを有する。TMSIが割り当てられた移動局の100%は、TMSIの最下位2ビットとして’00’,’01’,’10’または’11’を有する。最下位2ビットとして’00’を有する移動局は、メッセージ7,11,12と部分アドレスが一致するので、第2フレームの間は活動状態にとどまることを強制される。最下位2ビットとして’01’を有する移動局は、メッセージ9と部分アドレスが一致するので、第2フレームの間は活動状態にとどまることを強制される。最下位2ビットとして’10’を有する移動局は、メッセージ8と部分アドレスが一致するので、第2フレームの間は活動状態にとどまることを強制される。最下位2ビットとして’11’を有する移動局は、メッセージ10と部分アドレスが一致するので、第2フレームの間は活動状態にとどまることを強制される。このため、この例においては、TMSIを割り当てられる移動局集団のうち100%の部分アドレスが一致して、第2フレームの間活動状態にとどまらなければならないので、(第1フレーム後の)部分アドレス比較を行っても利点がない。本発明の好適な実施例においては、スロット内のアドレス・ビットの順序をTMSIを割り当てられた移動局の一部が第1フレーム後に休止状態に入ることができるような順序に並べ替える。メッセージは、各集合が同じ最下位2ビットを有するメッセージで構成されるメッセージの集合に分化される。次にこの集合をメンバ数により分類する。メンバ数の少ない集合を先に入れて、その後でメンバ数のより多い集合を続ける。これらの集合のうちメンバ数が同じ集合がある場合は、最下位3ビットがすべて等しいメンバを含む集合を先に配列する。
【0031】
図12の中央の欄は、第1欄のメッセージを再配列した後の順序を示す。第1集合は最下位ビットが’11’の1つのメッセージ(メッセージ10)で構成される。第2集合は最下位2ビットが’10’(また最下位3ビットが’110’)の3つのメッセージ(3,4,8)で構成される。第3集合は、最下位2ビットが’01’の3つのメッセージ(5,6,9)で構成される。第4集合は最下位2ビットが’00’の5つのメッセージ(1,2,7,11,12)で構成される。最初に配列されるメッセージには図12の右側の欄に示すようにより大きな数の部分アドレス・ビットが割り振られる。メッセージ10,3,4,8,5,6には、すべて第1フレーム内で3個の部分アドレス・ビットが割り振られる。メッセージ9,1,2,7,11,12には、第1フレーム内に2つの部分アドレス・ビットが割り振られる。TMSIを割り当てられた移動局の100%はそのTMSIの最下位3ビットとして’000’,’001’,’010’,’011’,’100’,’101’,’110’または’111’のいずれかを有する。無作為にTMSIが割り当てられた移動局の大きな集団を想定すると、12.5%がそのTMSIの最下位3ビットとして’000’を、12.5%が’001’を、12.5%が’010’を、12.5%が’011’を、12.5%が’100’を、12.5%が’101’を、12.5%が’110’を、12.5%が’111’を有する。図12の右欄に示す配列により、そのTMSIの最下位3ビットに’000’または’100’のいずれかを有する、TMSIを割り当てられた移動局の25%は、メッセージ1,2,7,11,12との部分アドレス一致のために、第2フレームの間は活動状態にとどまることを求められる。図12の右欄に示す配列により、そのTMSIの最下位3ビットに’001’または’101’のいずれかを有する、TMSIを割り当てられた移動局の25%は、メッセージ9との部分アドレス一致のために、第2フレームの間は活動状態にとどまることを求められる。図12の右欄に示す配列により、そのTMSIの最下位3ビットに’110’を有する、TMSIを割り当てられた移動局の12.5%は、メッセージ3,4,8との部分アドレス一致のために、第2フレームの間は活動状態にとどまることを求められる。図12の右欄に示す配列により、そのTMSIの最下位3ビットに’011’を有する、TMSIを割り当てられた移動局の12.5%は、メッセージ10との部分アドレス一致のために、第2フレームの間は活動状態にとどまることを求められる。図12の右欄に示す配列により、TMSIを割り当てられた移動局の25%は、第1フレーム後に部分アドレス一致がなく、第1フレーム後に休止状態に入ることを許される。図12の右欄に示す配列により、そのTMSIの最下位3ビットに’111’または’010’を有する、TMSIを割り当てられた移動局は、第1フレーム後に休止状態に入ることを許される。この場合は、メッセージを再配列することにより、移動局の25%が第1フレーム後に休止状態に入ることができる。ただし、メッセージが無作為に配列されると、どの移動局も第1フレーム後に休止状態に入ることは許されない。
【0032】
図12はTMSIアドレスを用いて図示されるが、当業者には他のアドレス・スキームを用いることができることも理解頂けよう。たとえば、IMSIアドレス・スキームを利用することもできる。以下の手順は、第1フレーム内のメッセージのいくつかにz個の部分アドレス・ビットが割り振られ、残りのメッセージにはz+1個の部分アドレス・ビットが割り振られた場合の上記の例を一般化したものである:
1.メッセージは、各集合が同じ最下位zビットを有するメッセージで構成されるメッセージの集合に分化される。(これらの集合内のメッセージの順序は重要ではない)。
【0033】
2.次に集合がメンバ数に従って分類される。メンバ数の最も少ない集合が最初に置かれ、メンバ数のより多い集合がそれに続く。
【0034】
3.メンバ数が同じ集合がある場合は、これらの集合のうち、最下位z+1ビットがすべて同じメンバを含む集合が先に配列される。
【0035】
4.先に配列された集合にはより大きな数の部分アドレス・ビットが割り振られる。
【0036】
z個の部分アドレス・ビットを割り振るべき最良のメッセージを選択することが、この手順の重要な点である。メッセージは2つのグループに分けられ、1つのグループはz個の部分アドレス・ビットが割り振られ、1つのグループにはz+1個の部分アドレス・ビットが割り振られる。これらのグループのメンバが決定されると、そのグループ内のメッセージの順序は、グループ内のメッセージに関する部分アドレス・ビットの数が同じである限り、重要ではない。
【0037】
ステップ3の利点を上記の例に示すことができる。メッセージ3,4,8からなる集合の1つのメンバに3ではなく2ビットが割り振られたとすると(ステップ3がない場合のように)、その最下位3TMSIビットが’010’である移動局は、最下位2ビット’10’と部分アドレスが一致するために、第1フレーム後に休止状態に入ることが許されない。メッセージ5,6,9からなる集合は’001’と’101’の両方の最下位3TMSIビットを有するメンバを含むので、2つの部分アドレス・ビットを1つのメンバに割り振ることが不利ではない;メッセージ3,4,8からなる集合に2つの部分アドレス・ビットを割り振ることが不利である。ステップ3を経ないと、TMSIを割り当てられた移動局集団のうち、25%ではなく12.5%が第1フレーム後に休止状態に入ることになる。
【0038】
上記に示される本発明の説明,特定の詳細および図面は、本発明の範囲を制限するものではない。たとえば、部分アドレス比較を用いて、一時停止パケット・データ状態の一時停止バーチャル・トラフィック副状態において移動局の電力消費を軽減することができる。F-CCCHを連続して監視するのではなく、この副状態の移動局が適時に復調を開始して、各F-CCCHスロットの第1フレームを受信する。部分アドレス比較により不一致があると、移動局はスロットの残りの部分については復調を停止し、次スロットに関して適時に復調を再開する。図13は、本発明の好適な実施例による部分アドレス比較がページング・チャネル(F-CCCH)の復調のための移動局のデューティ・サイクルをいかにして短くするかの一例を示す。現在のところ、TIA/EIA-95-Bにより、PACA呼出が移動局に関して待行列に入れられると、ページング・チャネルを連続して監視する。部分アドレス比較を利用して、PACA呼出が待行列に入れられる場合に移動局電力消費を軽減することもできる。監視は、一時停止パケット・データ状態の一時停止バーチャル・トラフィック副状態に関するものと同じである。本発明の意図は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の修正を行うことであり、添付の請求項およびその等価物内にこのようなすべての修正が含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 cdma2000の従来技術による送信スキームの図である。
【図2】 従来技術による送信スキームの図である。
【図3】 従来技術による送信スキームの図である。
【図4】 本発明の好適な実施例によるアドレス情報を有するスロットの図である。
【図5】 部分アドレス比較の性能を示し、それを従来技術によるバッテリ節約法の性能と比較する。
【図6】 本発明の第1実施例によるスロットの編成を示す。
【図7】 本発明の第2実施例によるスロットの編成を示す。
【図8】 被割当スロットのすべてのメッセージがスロットに入りきらない場合、バッテリ寿命を長くするために部分アドレス比較をどのように用いることができるかの例を示す。
【図9】 本発明の好適な実施例によりバッテリ寿命を長くする方法を用いる移動局の流れ図である。
【図10】 本発明の好適な実施例によりバッテリ寿命を長くする方法を用いる移動局の流れ図である。
【図11】 本発明の好適な実施例により部分アドレス・ページングを利用する基地局の流れ図である。
【図12】 本発明の好適な実施例によるアドレス・ビットの配列を示す。
【図13】 本発明の好適な実施例による部分アドレス比較が、ページング・チャネルを復調する移動局のデューティ・サイクルをどのように短くするかの例を示す。
Claims (5)
- 通信システム内で移動局にメッセージを送信するために利用されるスロットが割り当てられた移動局にアドレス情報を送信する方法であって:
前記スロット内でメッセージ通信を必要とする前記移動局の部分集合を探す段階;
前記部分集合内の全移動局のアドレスを調べる段階;および
前記スロットの第1フレーム内に、前記部分集合内の各移動局に関する第1アドレス部分を送信する段階であって、移動局の前記第1アドレス部分は前記移動局のアドレス全体よりも小さな前記移動局のアドレスの一部分を含み、前記複数の移動局の前記第1アドレス部分の長さは等しく、且つ前記第1フレーム内でブロードキャストされる第1アドレス部分の数に基づいて決定され、前記第1アドレス部分の数は前記メッセージ通信を必要とする移動局の数である、前記第1アドレス部分を決定する段階;
を備える方法。 - 前記スロットの第2フレーム内に、前記部分集合内の各移動局に関する第2アドレス部分を送信する段階であって、移動局に関する前記第2アドレス部分が前記移動局のアドレス全体よりも小さい前記移動局のアドレスの一部分を含む、前記送信する段階を更に含む請求項1記載の方法。
- 前記部分集合内の移動局に関する前記第1アドレス部分を送信する前記段階が、前記移動局のアドレスの最下位部分を送信する段階を含む、請求項1記載の方法。
- アドレスを調べる前記段階が、国際移動局識別子(IMSI)アドレスを調べる段階を含む、請求項1記載の方法。
- 通信システム内でアドレス情報を受信する方法であって:
スロットの第1フレーム内で受信される情報ビットから、複数の移動局の一意的な第1アドレス部分を決定する段階であって、個々の移動局に関する第1アドレス部分が前記移動局のアドレス全体よりも小さい前記移動局のアドレス部分を含み、前記複数の移動局の前記第1アドレス部分の長さは等しい、前記第1アドレス部分を決定する段階;
前記アドレス部分を、個々の移動局のアドレスの対応するビットと比較する段階;および
前記比較によって一致しない場合、前記個々の移動局の電源を落とす段階;
を備える方法。
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