JP4607896B2 - ハイブリッドｔｄｍ／ｏｆｄｍ／ｃｄｍ上りリンク伝送 - Google Patents

Description

［合衆国法典第３５巻第１２０条による優先権の主張］
本願は、２００２年１２月６日に出願した、「通信システムにおけるデータ送信の方法およびシステム（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）」という名称の同一所有者による米国特許出願第１０／３１３５５３号の一部継続出願である。
［技術分野］
本発明は、有線または無線の通信システムにおけるデータ伝送に関する。

無線通信システムはモバイル機器と通信するネットワーク要素からなる。基地局（ＢＳ；Base Station）からなどネットワークから移動局（ＭＳ；Mobile Station）などモバイル機器への通信リンクは下りリンク（ＦＬ；Forward Link）と呼ばれる。モバイル機器からネットワーク要素への通信リンクは上りリンク（ＲＬ；Reverse Link）と呼ばれる。電気通信事業者の容量、したがって収入を増大させるために、ＦＬおよびＲＬのリソースを最適化することが求められている。

発信局から物理的に別個の宛先局への情報信号の送信を可能にする通信システムが開発されている。発信局から通信チャネルを介して情報信号を送信するに際して、情報信号は、まず、この通信チャネルを介する効率的伝送に適した形に変換される。情報信号の変換、または変調には、結果として生じる変調搬送波のスペクトルが通信チャネル帯域幅内に限定されるように、情報信号に従って搬送波のパラメータを変動させることが伴う。宛先局では、通信チャネルを介して受け取られた変調搬送波から元の情報信号が再構築される。一般に、このような再構築は、発信局によって用いられた変調プロセスの逆を使用することによって達成される。さらに、複数の変調技術をサポートするためにシステムに柔軟性を付加することも求められている。通信システムにおける改善された性能が求められている。

また、変調は、多重接続、すなわち共通の通信チャネルを介した複数の信号の同時送信および／または受信も容易にする。多重接続通信システムは、しばしば、共通通信チャネルへの連続的アクセスではなく、比較的短時間の断続的アクセスを必要とする複数のリモート加入者ユニットを含む。当分野では、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ）など、いくつかの多重接続技術が知られている。別の種類の多重接続技術が、「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局／基地局互換標準」（以後、ＩＳ−９５標準と呼ぶ）に準拠する符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）スペクトル拡散システムである。多重接続通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、共に本願譲受人に譲渡されている、「衛星または地上中継器を使用するスペクトル拡散多重接続通信システム（ＳＰＲＥＡＤ ＳＰＥＣＴＲＵＭ ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＡＣＣＥＳＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＵＳＩＮＧ ＳＡＴＥＬＬＩＴＥ ＯＲ ＴＥＲＲＥＳＴＲＩＡＬ ＲＥＰＥＡＴＥＲＳ）」という名称の米国特許第４９０１３０７号明細書、および「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて波形を生成するシステムおよび方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国特許第５１０３４５９号明細書に開示されている。

多重接続通信システムは無線でも有線でもよく、音声トラフィックおよび／またはデータトラフィックを搬送し得る。音声とデータ両方のトラフィックを搬送する通信システムの一例が、１つの通信チャネルを介して音声およびデータトラフィックを伝送することを指定する、ＩＳ−９５標準によるシステムである。固定サイズの符号チャネルフレームとしてデータを伝送する方法が、本願の譲受人に譲渡されている、「伝送用データのフォーマット設定の方法および装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＴＨＥ ＦＯＲＭＡＴＴＩＮＧ ＯＦ ＤＡＴＡ ＦＯＲ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ）」という名称の米国特許第５５０４７７３号明細書に詳細に記載されている。

ＩＳ−９５標準によれば、データトラフィックまたは音声トラフィックは、１４．４Ｋｂｐｓものデータ転送速度で２０ミリ秒幅の符号チャネルフレームに分割される。音声とデータ両方のトラフィックを搬送する通信システムのその他の例には、文書番号３ＧＴＳ２５．２１１、３ＧＴＳ２５．２１２、３ＧＴＳ２５．２１３および３ＧＴＳ２５．２１４（Ｗ−ＣＤＭＡ標準）、または「ＴＲ−４５．５ ｃｄｍａ２０００スペクトル拡散システムのための物理層標準」（ＩＳ−２０００標準）を含む１組の文書として実施されている、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）に準拠する通信システムが含まれる。

基地局とは、加入者局が通信を行う相手のアクセスネットワークエンティティである。ＩＳ−８５６標準を参照すると、基地局はアクセスポイントとも呼ばれる。セルは、この用語が使用される状況に応じて、基地局または基地局によってサービス提供される地理的カバーエリアを指す。セクタは基地局の１区分であり、基地局によってサービス提供される地理的領域の１区画にサービス提供する。

「加入者局」とは、本明細書では、アクセスネットワークが通信を行う相手のエンティティを表すのに使用する。ＩＳ−８５６標準を参照すると、加入者局は、アクセス端末とも呼ばれる。加入者局は移動式とすることも固定式とすることもできる。加入者局は、無線チャネルを介して、または光ファイバや同軸ケーブルといった有線チャネルを介して通信を行う任意のデータ機器とすることができる。加入者局は、さらに、それだけに限らないが、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）、外付けまたは内蔵モデム、無線または有線電話機を含むいくつかの種類の機器のいずれかとすることもできる。基地局とのアクティブトラフィックチャネル接続を確立しようとしている最中の加入者局を、接続セットアップ状態にあるという。基地局とアクティブトラフィックチャネル接続を確立している加入者局をアクティブ加入者局といい、トラフィック状態にあるという。

アクセスネットワークとは、少なくとも１つの基地局（ＢＳ）および１つまたは複数の基地局の制御装置の集合体である。アクセスネットワークは複数の加入者局間で情報信号を搬送する。アクセスネットワークは、さらに、企業イントラネットやインターネットなど、アクセスネットワークの外部の別のネットワークに接続することもでき、各基地局とこのような外部ネットワークの間で情報信号を搬送することもできる。

前述の多重接続無線通信システムにおいて、ユーザ間の通信は、１つまたは複数の基地局を介して行われる。ユーザとは、生物エンティティと無生物エンティティの両方を指す。ある無線加入者局上の第１のユーザは、ＲＬ上で基地局に情報信号を伝えることによって第２の無線加入者局上の第２のユーザに通信を行う。基地局はこの情報信号を受信し、ＦＬ上で第２の加入者局にこの情報信号を伝える。第２の加入者局がこの基地局によってサービス提供されているエリア内にいない場合、基地局はこのデータを、第２の加入者局が位置しているサービスエリア内の別の基地局に経路指定する。次いで、第２の基地局は、ＦＬ上で第２の加入者局にこの情報信号を伝える。前述のように、ＦＬは基地局から無線加入者局への伝送を指し、ＲＬは無線加入者局から基地局への伝送を指す。同様に、この通信は、無線加入者局上の第１のユーザと陸上回線局上の第２のユーザの間でも行われ得る。基地局は、ＲＬ上で無線加入者局の第１のユーザからのデータを受信し、このデータを、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）を介して陸上回線局上の第２のユーザに経路指定する。多くの通信システム、例えば、ＩＳ−９５、Ｗ−ＣＤＭＡおよびＩＳ−２０００等において、ＦＬおよびＲＬには別個の周波数が割り振られる。

音声のみのサービスおよびデータトラフィックのみのサービスの研究により、これらの２種類のサービスの間のいくつかの実質的な違いが明らかになった。１つの違いは、情報内容の配信における遅延に関するものである。音声トラフィックサービスは、厳密な固定された遅延要件を課す。通常、音声フレームと呼ばれる、所定量の音声トラフィック情報の全体の一方向遅延は、１００ミリ秒未満でなければならない。これに対して、全体の一方向データトラフィック遅延は、通信システムによって提供されるデータトラフィックサービスの効率を最適化するのに使用される、可変パラメータとすることができる。例えば、マルチユーザダイバーシチ、より好都合な条件までのデータ伝送の遅延、音声トラフィックサービスによって許容され得る遅延より著しく大きい遅延を必要とするより効率のよい誤り訂正符号化技術、およびこの他の技術などが利用され得る。データの効率のよい符号化方式の一例が、本願の譲受人に譲渡されている、１９９９年８月３日に発行された、現米国特許第５９３３４６２号である、１９９６年１１月６日に出願された、「畳み込み符号化された符号語を復号化する軟判定出力復号器（ＳＯＦＴ ＤＥＣＩＳＩＯＮ ＯＵＴＰＵＴ ＤＥＣＯＤＥＲ ＦＯＲ ＤＥＣＯＤＩＮＧ ＣＯＮＶＯＬＵＴＩＯＮＡＬＬＹ ＥＮＣＯＤＥＤ ＣＯＤＥＷＯＲＤＳ）」という名称の、米国特許出願第０８／７４３６８８号明細書に開示されている。

音声トラフィックサービスとデータトラフィックサービスの別の著しい違いは、音声トラフィックサービスが全ユーザについて固定された共通のサービス程度（ＧＯＳ；Grade of Service）を必要とすることである。通常、音声トラフィックサービスを提供するディジタル通信システムでは、この要件は、全ユーザについての固定された等しい伝送速度および音声フレームの誤り率での最大許容可能値として解釈される。これに対して、データサービスでのＧＯＳは、ユーザごとに異なることがあり、これを最適化することでデータトラフィックサービスを提供する通信システムの全体効率が向上する可変パラメータとすることができる。データトラフィックサービスを提供する通信システムのＧＯＳは、通常、データパケット等を備え得る、所定量のデータトラフィック情報の転送において受ける合計遅延として定義される。パケットとは、特定のフォーマットに整えられたデータ（ペイロード）および制御要素を含むビットのグループである。制御要素は、プリアンブル、品質尺度、およびこの他の当分野の技術者に知られているもの等を備える。品質尺度は、巡回冗長検査（ＣＲＣ；Cyclic Redundancy Check）、パリティビット、およびこの他の当分野の技術者に知られているもの等を備える。

音声トラフィックサービスとデータトラフィックサービスのさらに別の著しい違いは、音声トラフィックサービスが信頼度の高い通信リンクを必要とすることである。第１の基地局と音声トラフィックの通信を行っている加入者局がこの第１の基地局によってサービス提供されるセルの縁部に移動するとき、この加入者局は、第２の基地局によってサービス提供される別のセルとのオーバーラップ領域に入る。このような領域にある加入者局は、第１の基地局との音声トラフィック通信を維持しつつ、第２の基地局との音声トラフィック通信を確立する。このような同時通信の間、加入者局は、２つの基地局から同一の情報を搬送する信号を受信する。同様に、両基地局も、この加入者局からの情報を搬送する信号を受信する。

このような同時通信をソフトハンドオフと呼ぶ。加入者局が第１の基地局によってサービス提供されるセルを最終的に離れ、第１の基地局との音声トラフィック通信を切断するときに、加入者局は、第２の基地局との音声トラフィック通信を続行する。ソフトハンドオフは「メークビフォアブレーク（ｍａｋｅ ｂｅｆｏｒｅ ｂｒｅａｋ）」機構であるため、ソフトハンドオフは、通話が中断される可能性を最小限に抑える。ソフトハンドオフプロセスの間に複数の基地局を介して加入者局との通信を提供する方法およびシステムは、本願の譲受人に譲渡されている、「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける移動局補助式ソフトハンドオフ（ＭＯＢＩＬＥ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＯＦＴ ＨＡＮＤＯＦＦ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国特許第５２６７２６１号明細書に開示されている。

ソフターハンドオフは、通信が、マルチセクタ基地局の少なくとも２つのセクタにわたって行われる類似のプロセスである。ソフターハンドオフのプロセスは、本願の譲受人に譲渡されている、１９９９年８月３日に発行された現米国特許第５９３３７８７号である、１９９６年１２月１１日に出願された、「共通基地局のセクタ間でハンドオフを実行する方法および装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ ＨＡＮＤＯＦＦ ＢＥＴＷＥＥＮ ＳＥＣＴＯＲＳ ＯＦ Ａ ＣＯＭＭＯＮ ＢＡＳＥ ＳＴＡＴＩＯＮ）」という名称の米国特許出願第０８／７６３４９８号明細書に詳細に記載されている。ゆえに、音声サービスでのソフトハンドオフもソフターハンドオフも、結果として２つ以上の基地局からの冗長伝送になり、信頼度が向上する。

データトラフィック通信では、誤って受け取られるデータパケットは再送信され得るため、この信頼度の向上はあまり重要ではない。データサービスでの重要なパラメータは、データパケットの転送に必要とされる伝送遅延、およびデータトラフィック通信システムの平均スループット率である。伝送遅延は、データ通信では音声通信の場合と同じ影響を及ぼさないが、伝送遅延はデータ通信システムの品質を測定する重要な尺度である。平均スループット率は、通信システムのデータ伝送機能効率の尺度である。緩やかな伝送遅延要件のために、ＦＬ上のソフトハンドオフをサポートするのに使用される送信電力およびリソースは、追加データの伝送に使用することができ、ゆえに、効率が上がって平均スループット率が増大する。

ＲＬ上では状況が異なる。１つの加入者局によって送られた信号を複数の基地局が受信し得る。加入者局からのパケットの再送信は限られた電源（電池）からの追加電力を必要とするため、加入者局から送信されるデータパケットを受信し、処理するために複数の基地局においてリソースを割り振ることによってＲＬ上でソフトハンドオフをサポートすれば効率的であると考えられる。このようなソフトハンドオフの利用は、Ａｎｄｒｅｗ Ｊ． ＶｉｔｅｒｂｉおよびＫｌｅｉｎ Ｓ． Ｇｉｌｈｏｕｓｅｎ著、「ソフトハンドオフはＣＤＭＡカバーエリアを増大させ、ＲＬ容量を増大させる（Ｓｏｆｔ Ｈａｎｄｏｆｆ Ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ＣＤＭＡ ｃｏｖｅｒａｇｅ ａｎｄ Ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ＲＬ Ｃａｐａｃｉｔｙ）」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（選択された通信の分野に関するＩＥＥＥ機関紙）、第１２巻、第８号、１９９４年１０月、という論文で論じられているようにカバーエリアとＲＬ容量の両方を増大させる。ソフトハンドオフとは、加入者局と、それぞれが異なるセルに属する２つ以上のセクタの間の通信である。ＩＳ−９５標準の状況では、ＲＬ通信は両方のセクタによって受け取られ、ＦＬ通信は２つ以上のセクタのＦＬ上で同時に搬送される。ＩＳ−８５６標準の状況では、ＦＬ上のデータ伝送は、２つ以上のセクタの一方とアクセス端末の間で非同時に実行される。さらに、ソフターハンドオフもこのために使用され得る。ソフターハンドオフは、加入者局と、それぞれが同じセルに属する２つ以上のセクタの間の通信である。ＩＳ−９５標準の状況では、ＲＬ通信は両方のセクタによって受け取られ、ＦＬ通信は２つ以上のセクタのＦＬの一方で同時に実行される。ＩＳ−８５６標準の状況では、ＦＬ上のデータ伝送は、２つ以上のセクタの一方とアクセス端末の間で非同時に実行される。

無線通信システムにおけるデータ転送の品質および有効性は、送信元端末と宛先端末の間の通信チャネルの条件に依存することは周知である。このような条件は、例えば、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ；Signal-to-Interference-and-Noise Ratio）などとして表され、基地局のカバーエリア内の加入者局のパス損失およびパス損失の変動、同じセルと他のセル両方の他の加入者局からの干渉、他の基地局からの干渉、および当分野の技術者に知られている他の要因など、いくつかの要因の影響を受ける。通信チャネルの可変条件の下で一定のサービスレベルを維持するために、ＴＤＭＡおよびＦＤＭＡシステムは、異なる周波数および／またはタイムスロットによるユーザの分離を用い、干渉を軽減するために周波数再利用をサポートする。周波数再利用は、利用可能なスペクトルを多くの周波数セットに分割する。所与のセルはただ１つのセットからの周波数を使用し、このセルに隣接するセルは同じセットからの周波数を使用することができない。ＣＤＭＡシステムでは、通信システムのあらゆるセルにおいて同一の周波数が再利用され、これによって全体効率を向上させる。干渉は、他の技術、例えば、直交符号化、送信電力制御、可変転送速度データ、および当分野の技術者に知られている他の技術などによって軽減される。

前述の概念は、ＨＤＲ（高データ転送速度；High Data Rate）通信システムと呼ばれるデータトラフィックのみの通信システムの開発において利用された。このような通信システムは、本願の譲受人に譲渡されている、２００３年６月に発行された現米国特許第６５７４２１１号である、１９９７年１１月３日に出願された、「高転送速度パケットデータ送信の方法および装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＨＩＧＨ ＲＡＴＥ ＰＡＣＫＥＴ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ）」という名称の同時継続の米国特許出願第０８／９６３３８６号明細書に詳細に開示されている。ＨＤＲ通信システムは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６業界標準（以後ＩＳ−８５６標準と呼ぶ）として標準化された。

ＩＳ−８５６標準は、アクセスポイント（ＡＰ；Access Pont）が加入者局（アクセス端末（ＡＴ；Access Terminal））にデータを送信することのできる、３８．４ｋｂｐｓから２．４Ｍｂｐｓまでの範囲に及ぶデータ転送速度セットを定義している。アクセスポイントは基地局に類似しているため、セルおよびセクタに関する用語は音声システムに関するものと同じである。ＩＳ−８５６標準によれば、ＦＬを介して送信されるデータはデータパケットに分割され、各データパケットは、ＦＬが分割される１つまたは複数の間隔（タイムスロット）にわたって送信される。各タイムスロットにおいて、データ送信は、アクセスポイントから、このアクセスポイントのカバーエリア内に位置するただ１つのアクセス端末へ、ＦＬおよび通信システムによってサポートされ得る最大のデータ転送速度で行われる。アクセス端末は、アクセスポイントとアクセス端末の間のＦＬ条件に従って選択される。ＦＬ条件は、アクセスポイントとアクセス端末の間の干渉およびパス損失に依存し、これらは両方とも時変的（time-variant）である。パス損失およびパス損失の変動は、アクセスポイントの伝送を、特定のアクセスポイントに対するアクセス端末のＦＬ条件が、残りのアクセス端末に対する伝送よりも少ない電力または高いデータ転送速度での伝送を可能にする決められた基準を満たす時間間隔にスケジュールすることによって利用され、ゆえに、ＦＬ伝送のスペクトル効率が向上する。

これに対して、ＩＳ−８５６標準によれば、ＲＬ上でのデータ伝送は、１つのアクセスポイントのカバーエリア内に位置する複数のアクセス端末から行われる。さらに、これらのアクセス端末のアンテナパターンは全方向性であるため、アクセスポイントのカバーエリア内の任意のアクセス端末がこれらのデータ送信を受信し得る。したがって、ＲＬ伝送は、いくつかの干渉源すなわち、他のアクセス端末の符号分割多重化オーバーヘッドチャネル、このアクセスポイントのカバーエリア内に位置するアクセス端末（同じセルのアクセス端末）からのデータ伝送、および他のアクセスポイントのカバーエリア内に位置するアクセス端末（他のセルのアクセス端末）からのデータ伝送の影響を受ける。

無線データサービスの発展に伴い、１台のサーバがホストからの要求に応答して高転送速度データを提供するインターネットサービスのモデルに従って、ＦＬ上でのデータスループットを増大させることに重点が置かれるようになっている。サーバからホストへの方向は高スループットを必要とするＦＬに類似し、他方、ホストからサーバへの要求および／またはデータ転送はより低いスループットで行われる。しかしながら、現在の状況は、ＲＬデータ集中のアプリケーション、例えば、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ；File Transfer Protocol）、テレビ会議、ゲーム、固定ビット速度サービスなどの増加を示している。このようなアプリケーションは、高いスループットを要求するアプリケーションがＲＬを介して伝送され得るように、より高速なデータ転送速度を実現するより一層ＲＬの効率性を必要とする。したがって、当分野では、ＲＬ上のデータスループットを増大させること、理想的には、対称な下りリンクスループットと上りリンクスループットを提供することが求められている。ＲＬ上のデータスループットが増大されれば、当分野ではさらに、電力制御およびデータ転送速度決定の方法および装置の必要が生じる。

本発明の前述の特徴およびこの他の特徴は添付の特許請求の範囲に詳細に記載されており、本発明の利点と共に、例としてあげる以下の本発明の実施形態の詳細な説明を、添付の図面を参照して考察すれば、より明確になるであろう。

図１に通信システムの概念図を示す。このような通信システムは、ＩＳ−８５６標準に従って構築され得る。アクセスポイント（ＡＰ）１００は下りリンク（ＦＬ）１０６（１）を介してアクセス端末（ＡＴ）１０４にデータを送信し、上りリンク（ＲＬ）１０８（１）を介してＡＴ１０４からデータを受信する。同様に、ＡＰ１０２は、ＦＬ１０６（２）を介してＡＴ１０４にデータを送信し、ＲＬ１０８（２）を介してＡＴ１０４からデータを受信する。下りリンク上のデータ伝送は、１つのＡＰから１つのＡＴに、ＦＬおよび通信システムによってサポートされ得る最大データ転送速度またはこれに近い速度で行われる。制御チャネルなど、ＦＬの別のチャネルは、複数のＡＰから１つのＡＴに送信され得る。ＲＬデータ通信は、１つのＡＴから１つまたは複数のＡＰに行われ得る。ＡＰ１００およびＡＰ１０２はバックホール１１２（１）および１１２（２）を介して制御装置１１０に接続される。「バックホール」とは、制御装置とＡＰの間の通信リンクである。図１には２つのＡＴと１つのＡＰだけしか示されていないが、これは説明のためにすぎず、この通信システムは複数のＡＴおよびＡＰを備え得る。

ＡＴがネットワークにアクセスすることを許可する登録の後、ＡＴ１０４およびＡＰの１つ、例えば、ＡＰ１００などが、所定のアクセス手順を使用して通信リンクを確立する。所定のアクセス手順の結果生じる接続された状態において、ＡＴ１０４は、ＡＰ１００からデータおよび制御メッセージを受信することができ、ＡＰ１００にデータおよび制御メッセージを送信することができる。ＡＴ１０４は、ＡＴ１０４のアクティブセットに付加され得る他のＡＰを絶えず探し続ける。アクティブセットは、ＡＴ１０４と通信を行うことのできるＡＰのリストを備える。このようなＡＰが見つかると、ＡＴ１０４は、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を備え得る、このＡＰのＦＬの品質尺度を計算する。ＳＩＮＲは、パイロット信号に従って決定され得る。ＡＴ１０４は、他のＡＰを探し、ＡＰのＳＩＮＲを決定する。同時に、ＡＴ１０４は、ＡＴ１０４のアクティブセット中の各ＡＰごとにＦＬの品質尺度を計算する。特定のＡＰからのＦＬ品質尺度が、所定の期間にわたって所定の付加閾値を上回り、または所定の除去閾値を下回った場合、ＡＴ１０４はこの情報をＡＰ１００に報告する。ＡＰ１００からの後続のメッセージは、ＡＴ１０４に、ＡＴ１０４のアクティブセットに特定のＡＰを付加し、またはＡＴ１０４のアクティブセットから特定のＡＰを除去するように指示し得る。

ＡＴ１０４は、パラメータセットに基づいて、ＡＴ１０４のアクティブセットからサービス提供ＡＰを選択する。サービス提供ＡＰとは、特定のＡＴとのデータ通信のために選択されるＡＰまたはこの特定のＡＴにデータを伝達するＡＰである。パラメータセットは、例えば、現在および過去のＳＩＮＲ測定値、ビット誤り率、パケット誤り率などの任意の１つまたな複数、および他の任意の知られているパラメータを備え得る。ゆえに、例えば、サービス提供ＡＰは、最大のＳＩＮＲ測定値に従って選択され得る。次いで、ＡＴ１０４は、データ要求チャネル（ＤＲＣチャネル）上でデータ要求メッセージ（ＤＲＣメッセージ）を同報送信する。ＤＲＣメッセージは、要求されたデータ転送速度、あるいは、ＦＬの品質の表示、例えば、測定されたＳＩＮＲ、ビット誤り率、パケット誤り率などを含み得る。ＡＴ１０４は、特定のＡＰを一意に識別する符号を使用して、ＤＲＣメッセージの同報送信を特定のＡＰに宛先指定することができる。通常、この符号はウォルシュ符号を備える。ＤＲＣメッセージシンボルと、一意のウォルシュ符号との排他的論理和（ＸＯＲ）が取られる。このＸＯＲ演算を信号のウォルシュカバー（Walsh covering）という。ＡＴ１０４のアクティブセット中の各ＡＰが一意のウォルシュ符号で識別されるため、正しいウォルシュ符号を用いてＡＴ１０４によって実行されたのと同一のＸＯＲ演算を実行する選択されたＡＰだけが、このＤＲＣメッセージを正しく復号化し得る。

ＡＴ１０４に送られるデータは制御装置１１０に到達する。その後、制御装置１１０は、バックホール１１２を介してこのデータをＡＴ１０４のアクティブセット中のすべてのＡＰに送信し得る。代替として、制御装置１１０は、まず、ＡＴ１０４によってサービス提供ＡＰとしてどのＡＰが選択されたか判断し、次いで、このサービス提供ＡＰにデータを送信することもできる。データは、（１つまたは複数の）ＡＰの待ち行列に格納される。次いで、１つまたは複数のＡＰによってそれぞれの制御チャネル上でＡＴ１０４にページングメッセージが送られる。ＡＴ１０４は、このページングメッセージを獲得するために１つまたは複数の制御チャネル上の信号を復調し、復号化する。

各ＦＬ間隔において、ＡＰは、ページングメッセージを受信したＡＴのいずれかへのデータ伝送をスケジュールし得る。伝送をスケジュールする方法の一例が、本願の譲受人に譲渡されている、「通信システムにおいてリソースを割り振るシステム（Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａｌｌｏｃａｔｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）」という名称の米国特許第６２２９７９５号明細書に記載されている。ＡＰは、各ＡＴからのＤＲＣメッセージで受け取られた転送速度制御情報を使用して、ＦＬデータを可能な限り高い転送速度で効率よく送信する。データ転送速度は変動し得るため、通信システムは可変速度モードで動作する。ＡＰは、ＡＴ１０４から受け取られたＤＲＣメッセージの最新の値に基づいて、ＡＴ１０４にデータを送信すべきデータ転送速度を決定する。さらに、ＡＰは、この移動局に特有の拡散符号を使用して、ＡＴ１０４への伝送を一意に識別する。この拡散符号は、ＩＳ−８５６標準で規定される拡散符号などの長い擬似ランダム（ＰＮ）雑音符号である。

データパケットが対象とするＡＴ１０４は、このデータパケットを受信し、復号化する。各データパケットは、ＡＴ１０４によって欠落または重複した伝送を検出するのに使用される、連番などの識別子と関連付けられる。このような場合、ＡＴ１０４は、ＲＬデータチャネルを介して欠落しているデータパケットの連番を伝える。ＡＴ１０４と通信を行うＡＰを介してＡＴ１０４からデータメッセージを受信する制御装置１１０は、次いで、ＡＰに、どんなデータ単位がＡＴ１０４によって受け取られなかったか指示する。ＡＰは、次いで、このようなデータパケットの再送信をスケジュールする。

可変速度モードで動作する、ＡＴ１０４とＡＰ１００の間の通信リンクが所定の信頼度を下回るほど劣化したとき、ＡＴ１０４は、まず、可変速度モードの別のＡＰが許容可能なデータ転送速度をサポートし得るかどうか判断しようとする。ＡＴ１０４がこのようなＡＰ（ＡＰ１０２など）を確認した場合、異なる通信リンクへのＡＰ１０２の再指示が行われる。再指示とは、ＡＴのアクティブリストのメンバであるセクタの選択であり、このセクタは、現在選択されているセクタとは異なる。データ伝送は引き続き可変速度モードでＡＰ１０２から行われる。

前述の通信リンクの劣化は、例えば、ＡＰ１００のカバーエリアからＡＰ１０２のカバーエリアへのＡＴ１０４の移動、シャドーイング、フェージング、およびこの他の周知の理由によって引き起こされ得る。代替として、アクセス端末１０４と、現在使用されている通信リンクより高いスループット率を達成し得るＡＴ１０４と別のＡＰ（ＡＰ１０２など）の間の通信リンクが利用可能になったときに、異なる通信リンクへのＡＰ１０２の再指示が行われ、引き続き可変速度モードでＡＰ１０２からのデータ伝送が行われることもある。ＡＴ１０４が、可変速度モードで動作し、許容可能なデータ転送速度をサポートし得るＡＰの検出に失敗した場合、ＡＴ１０４は固定速度モードに移行する。このようなモードでは、ＡＴは１つの転送速度で伝送を行う。

ＡＴ１０４は、可変速度データモードと固定速度データモードの両方のすべての候補ＡＰとの通信リンクを評価し、最高のスループットをもたらすＡＰを選択する。

ＡＴ１０４は、セクタがもはやＡＴ１０４アクティブセットのメンバでなくなった場合には、固定速度モードから再度可変速度モードに切り換わる。

前述の固定速度モードおよび関連する固定速度データモードとの間の移行方法は、本願の譲受人に譲渡されている、「モバイル無線通信システムにおける可変および固定ＦＬ転送速度制御の方法および装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＡＮＤ ＦＩＸＥＤ ＦＬ ＲＡＴＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ Ａ ＭＯＢＩＬＥ ＲＡＤＩＯ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国特許第６２０５１２９号明細書に詳細に開示されているものと類似のものである。他の固定速度モードおよび関連する固定モードとの間の移行方法も考えられ、本発明の範囲内に含まれるものである。

ＦＬ構造
図２にＦＬ構造２００を示す。以下で説明する期間、チップ長、値域は例として示すものにすぎず、この通信システムの動作の基礎をなす原理から逸脱することなく、他の期間、チップ長、値域も使用され得ることが理解されるであろう。「チップ」とは、２つの可能な値を有するウォルシュ符号拡散信号の単位である。

ＦＬ２００はフレームとして定義される。１フレームは、それぞれが１．６６ミリ秒タイムスロット期間に対応する２０４８チップ長の１６のタイムスロット２０２を備える構造であり、したがって、２６．６６ミリ秒フレーム期間である。各タイムスロット２０２は２つのハーフタイムスロット２０２ａ、２０２ｂに分割され、各ハーフタイムスロット２０２ａ、２０２ｂ内でパイロットバースト２０４ａ、２０４ｂが伝送される。各パイロットバースト２０４ａ、２０４ｂは９６チップ長であり、関連するハーフタイムスロット２０２ａ、２０２ｂの中央に集中している。パイロットバースト２０４ａ、２０４ｂは、指標０のウォルシュカバーでカバーされるパイロットチャネル信号を備える。下り媒体アクセス制御（ＭＡＣ；Medium Access Control）チャネル２０６は、各ハーフタイムスロット２０２のパイロットバースト２０４の直前および直後で送信される２つのバーストを形成する。ＭＡＣは、６４元ウォルシュ符号によって直交カバーされた最大６４の符号チャネルで構成される。各符号チャネルは、１から６４までの値を有し、一意の６４元カバーウォルシュ符号を識別するＭＡＣ指標によって識別される。上り電力制御（ＲＰＣ；Reverse Power Control）チャネルは、各加入者局ごとのＲＬ信号電力を調整するのに使用される。ＲＰＣは、５から６３までのＭＡＣ指標を有する利用可能なＭＡＣの１つに割り当てられる。ＦＬトラフィックチャネルまたは制御チャネルペイロードは、第１のハーフタイムスロット２０２ａの残りの部分２０８ａおよび第２のハーフタイムスロット２０２ｂの残りの部分２０８ｂで送られる。トラフィックチャネルはユーザデータを搬送し、他方、制御チャネルは制御メッセージを搬送し、ユーザデータも搬送し得る。制御チャネルは、２５６スロット期間として定義されるサイクルを用い、７６．８ｋｂｐｓまたは３８．４ｋｂｐｓのデータ転送速度で伝送される。ユーザデータとは、トラフィックとも呼ばれる、オーバーヘッドデータ以外の情報である。オーバーヘッドデータとは、通信システムにおけるエンティティの動作を可能にする情報であり、呼維持信号、診断および報告情報などである。

ＲＬ伝送をサポートするためには、ＦＬにおいて別のパケット許可（ＰＧ）チャネルが必要とされる。前述のＲＰＣチャネルの変調は、ＰＧチャネルコマンドをサポートするために、二相位相変調（ＢＰＳＫ）から四相位相変調（ＱＰＳＫ）に変更される。

電力制御コマンドは、ＡＴに割り当てられたＲＰＣチャネルの同相分岐上で変調される。電力制御コマンド情報は２値であり、電力制御ビットの第１の値（「アップ」）は、ＡＴにこのＡＴの送信電力を増大させるよう命令し、電力制御ビットの第２の値（「ダウン」）は、ＡＴにこのＡＴの送信電力を低減させるよう命令する。図３に示すように、「アップ」コマンドは＋１と表され、「ダウン」コマンドは−１と表される。しかしながら、他の値も使用され得る。

ＰＧチャネルは、ＡＴに割り当てられたＲＰＣチャネルの直交分岐上を介して伝えられる。ＰＧチャネル上で伝送される情報は３値である。図３に示すように、第１の値は＋１と表され、第２の値は０と表され、第３の値は−１と表される。この情報は、ＡＰとＡＴ両方に対して以下の意味を有する。すなわち、＋１は新しいパケットを送信する許可が付与されていることを意味し、０は新しいパケットを送信する許可が付与されていないことを意味し、−１は旧いパケットを送信する（再送信）許可が付与されていることを意味する。

情報値０の送信が信号エネルギーを必要としない、前述の信号方式は、ＡＰが、パケットを送信する指示を送信するときにだけＰＧチャネルにエネルギーを割り当てることを可能にする。１つまたは少数のＡＴだけに１つの時間間隔においてＲＬ上で送信する許可が付与されるため、ＰＧチャネルは、ＲＬ伝送情報を提供するのにごくわずかの電力だけしか必要としない。したがって、ＲＰＣ電力割り振り方法への影響は最小限に抑えられる。このＲＰＣ電力割り振り方法は、本願の譲受人に譲渡されている、２００４年１月１３日に発行された現米国特許第６６７８２５７号である、２０００年９月２５日に出願された、「基地局チャネルへの電力割り振りの方法および装置（ＭＥＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＡＬＬＯＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＯＷＥＲ ＴＯ ＢＡＳＥ ＳＴＡＴＩＯＮ ＣＨＡＮＮＥＬＳ）」という名称の米国特許出願第０９／６６９９５０号明細書に記載されている。さらに、ＡＴは、ＡＴがデータ送信要求の後に応答を期待しているとき、またはＡＴが保留中のデータ伝送を有するときにだけ、直交ストリームに関して三分決定を実行することが必要とされる。しかしながら、これら３値の選択は設計上の問題であり、代わりに前述のもの以外の値も使用され得ることが理解されるであろう。

ＡＴは、ＡＴのアクティブセット中のすべてのＡＰからＲＰＣ／ＰＧチャネルを受信し、復調する。したがって、ＡＴは、ＡＴのアクティブセット中のあらゆるＡＰのＲＰＣ／ＰＧチャネルの直交分岐を介して伝えられるＰＧチャネル情報を受信する。ＡＴは、１更新間隔にわたる受信ＰＧチャネル情報のエネルギーをフィルタリングし、フィルタリングしたエネルギーを閾値のセットと比較する。閾値の適切な選択によって、送信の許可を付与されていないＡＴは、高い確率で、ＰＧチャネルに０と割り当てられたゼロエネルギーを復号化する。

ＰＧチャネルを介して伝えられる情報は、さらに、自動再送信要求（ＡＲＱ；Automatic Re-transmission reQuest）の手段としても使用される。以下で論じるように、１つのＡＴからのＲＬ伝送は複数のＡＰで受け取られ得る。したがって、ＰＧチャネルを介したＲＬ伝送に応答して送信される情報は、サービス提供するＡＰ、またはサービス提供しないＡＰによって送信されるときに異なって解釈される。

サービス提供ＡＰは、ＡＴからの以前のパケットが正しく受け取られた場合には、このＡＴの新しいパケットの送信を求める要求への応答として、新しいパケットを送信する許可を生成し、送信する。したがって、ＰＧチャネル上のこのような情報は、肯定応答（ＡＣＫ；Acknowledgment）として働く。サービス提供ＡＰは、ＡＴからの以前のパケットが誤って受け取られた場合には、このＡＴの新しいパケットの送信を求める要求への応答として、以前のパケットを再送信する許可を生成し、送信する。

サービス提供しないＡＰは、このＡＴから以前のパケットを正しく受け取り次第、送信の許可を示す値を生成し、送信する。したがって、ＰＧチャネル上のこのような情報は、ＡＣＫとして働く。サービス提供しないＡＰは、このＡＴから以前のパケットを正しく受け取り次第、再送信の許可を示す値を生成し、送信する。したがって、ＰＧチャネル上のこのような情報はＮＡＣＫとして働く。したがって、別個のＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネルは不要である。

ＡＴは、例えば、一部のＡＰがこのＡＴの送信を正しく受信するのに失敗したため、ＰＧチャネル上の情報が消去され、または誤って受け取られたため、あるいは他の知られている理由などで、ＰＧチャネル上で矛盾する情報を受け取ることがあり得る。アクセスネットワークの観点から見ると、どのＡＰがこのＡＰの送信を受け取ったか、このＡＴが、任意のＡＰからＡＣＫと解釈されるＰＧチャネル上の情報をいつ受け取るかは問題ではないため、アクセスネットワークは次の送信許可時に新しいパケットを送信するが、サービス提供ＡＴは、旧いパケットを再送信する許可を送信することもある。

本発明の教示が異なるＦＬ構造に適用可能であることが理解されるであろう。ゆえに、例えば、前述のＦＬチャネルは、順次にではなく同時にも送信され得る。さらに、ＰＧチャネルで提供される情報の通信を可能にする任意のＦＬ、例えば、別々のＰＧおよびＡＣＫ／ＮＡＣＫ符号チャネルなども代わりに使用され得る。

ＲＬ
前述のように、データ転送の品質および有効性は、送信元端末と宛先端末の間のチャネル条件に依存する。チャネル条件は、干渉およびパス損失に依存し、これらは両方とも時変的である。したがって、ＲＬ性能は、干渉を軽減する方法によって改善され得る。ＲＬ上では、アクセスネットワーク中のすべてのＡＴが、同じ周波数上で同時に送信することもでき（１つの周波数再利用セット）、アクセスネットワーク上の複数のＡＴが同じ周波数上で同時に送信することもできる（複数の周波数再利用セット）。本明細書で説明するＲＬは任意の周波数再利用を利用し得ることに留意する。したがって、任意のＡＴのＲＬ伝送は、いくつかの干渉源の影響を受ける。最も中心的な干渉源は、同じセルと他のセル両方の他のＡＴからの符号分割多重化オーバーヘッドチャネルの伝送、同じセル中のＡＴによるユーザデータの送信、および他のセルのＡＴによるユーザデータの送信である。

符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）通信システムにおけるＲＬ性能の研究は、同じセルの干渉を除去すれば、データ転送の品質および有効性の著しい改善を達成し得ることを示している。ＩＳ−８５６標準による通信システムにおける同じセルの干渉は、ＲＬ上で同時に送信することのできるＡＴの数を制限することによって軽減され得る。

同時に送信するＡＴの数を制限すると、すべてのＡＴに同時に送信させるという２つの動作モードが存在するため、アクセスネットワークはＡＴに、どちらのモードが使用されるか指示する必要がある。この指示は、周期的間隔、すなわち、制御チャネルサイクルごとなど、ＦＬチャネルの所定の部分でＡＴに伝えられる。代替として、この指示は、上り電力制御チャネルなど、ＦＬチャネルにおける同報送信メッセージによって変更時にのみＡＴに伝えられることもある。

制限モードで動作しているとき、前述のパケット許可ＦＬチャネルは、送信許可を要求しているＡＴに送信の許可または拒否を提供するのに利用され得る。

また、同じセルの干渉は、ＲＬの時分割多重化トラフィックチャネルおよびオーバーヘッドチャネルにより、送信を要求しているＡＴのうちのどれにこのＲＬ時間間隔、例えばフレームやタイムスロットなどにおいて送信させるかスケジュールすることによっても軽減され得る。このスケジューリングは、マルチセクタセルなど、このアクセスネットワークの一部を考慮に入れることができ、ＡＰ制御装置などによって実行され得る。このようなスケジュール方法は、同じセルのインターフェースだけを軽減する。したがって、代替として、このスケジューリングは、アクセスネットワーク全体を考慮に入れることもでき、制御装置１１０などによっても実行され得る。

ある時間間隔における送信を許可されるＡＴの数はＲＬ上の干渉に、したがって、ＲＬ上のサービス品質（ＱｏＳ）にも影響を及ぼすことが理解されるであろう。したがって、送信を許可されるＡＴの数は設計上の基準である。したがって、このような数は、ＱｏＳに関する条件および／または要件を変更することによるスケジュール方法によって調整され得る。

別の改善は、他のセルの干渉を軽減することによって実現され得る。ユーザデータ送信時の他のセルの干渉は、日和見的送信（opportunistic transmission）、マルチセクタセル内の各ＡＴごとのユーザデータの最大送信電力および転送速度の制御によって軽減される。「機会的送信」（およびマルチユーザダイバーシチ）は、ＡＴの送信を、決められた機会閾値を上回る（１つまたは複数の）時間間隔にスケジュールすることを意味する。時間間隔は、この時間間隔におけるＲＬチャネルの瞬間的品質尺度、このＲＬチャネルの平均品質尺度、およびユーザ間の差別化を可能にする関数（以下で説明する不忍耐度関数（impatience function）など）に従って求められる尺度が機会閾値を上回る場合に、タイムリーであるとみなされ得る。この方法は、ＡＴが、より低い送信電力でユーザデータを送信し、かつ／またはより少ない時間間隔を使用してパケット送信を完了することを可能にする。より低い送信電力および／またはより少ない時間間隔でのパケット送信の完了は、結果としてマルチセクタセルの各セクタにおける送信側ＡＴからの干渉を低減させ、したがって、隣接するセル中のＡＴへの他のセルからの干渉を全体として低減させる。代替として、平均を上回るチャネル条件によって、端末に、利用可能な電力を使用してより高いデータ転送速度で送信を行わせ、ゆえに、このＡＴが同じ利用可能な電力を利用してより低いデータ転送速度で送信を行うことによって生じるはずの干渉と同じ他のセルに対する干渉を生じさせることもある。

ＲＬチャネル上の干渉を軽減することに加え、マルチユーザダイバーシチによってパス損失およびパス損失の変動を利用してスループットを増大させることもできる。「マルチユーザダイバーシチ」は、ＡＴ間のチャネル条件の多様性から生じる。ユーザ端末間のチャネル条件の多様性は、ＡＴの送信を、このＡＴのチャネル条件が、より少ない電力またはより高いデータ転送速度での伝送を可能にする決められた基準を満たす時間間隔においてスケジュールすることを可能にし、ゆえに、ＲＬ伝送のスペクトル効率を向上させる。このような基準は、ＡＴのＲＬチャネルの平均品質尺度との関係がより適切なＡＴのＲＬチャネルの品質尺度を備える。

スケジューラの設計を使用してＡＴのＱｏＳが制御され得る。ゆえに、例えば、スケジューラをＡＴのサブセットに向けて偏らせることによってこのサブセットに送信優先権が与えられ得るが、これらの端末によって報告される機会は、このサブセットに属さない端末によって報告させる機会より低いこともある。以下で論じる不忍耐度関数を用いることによっても類似の効果が達成され得ることが理解されるであろう。サブセットとは、これのメンバに、別のセットのすべてのメンバまでではないが、少なくとも１つのメンバを備えるセットである。

機会的送信方法を用いる場合でも、送信されるパケットは、ＡＰで誤ってかつ／または消去されて受け取られ得る。消去とは、必要とされる信頼度でメッセージの内容を判断することができないことである。この誤った受信は、ＡＴが、他のセルの干渉の影響によりＡＴのＲＬチャネルの品質尺度を正確に予測することができないことから生じる。他のセルの干渉の影響は、異なるマルチセクタセルに属するセクタからのＡＴの送信が、ばらばらで、短く、無相関であるため、定量化するのが難しい。

不正確なチャネル推定を軽減し、干渉を平均化するために、しばしば、自動再送信要求（ＡＲＱ）法が用いられる。ＡＲＱ法は、物理層またはリンク層において欠落している、または誤って受け取られた（１つまたは複数の）パケットを検出し、送信側端末にこれらのパケットの再送信を要求する。階層化は、通常は分離される処理エンティティ、すなわち層の間において明確なカプセル化データ単位として通信プロトコルを編成する方法である。これらのプロトコル層は、ＡＴとＡＰの両方で実施される。開放型システム間相互接続（ＯＳＩ；Open Systems Interconnection）モデルによれば、プロトコル層Ｌ１は基地局とリモート局の間での無線信号の送受信を提供し、層Ｌ２はシグナリングメッセージの正しい送受信を提供し、層Ｌ３は通信システムのための制御メッセージ送信を提供する。層Ｌ３は、ＡＴとＡＰの間の通信プロトコルのセマンティクスおよびタイミングに従ってシグナリングメッセージを発信し、終了する。

ＩＳ−８５６通信システムにおいては、無線インターフェースシグナリング層Ｌ１は物理層と呼ばれ、Ｌ２はリンクアクセス制御（ＬＡＣ；Link Access Control）層または媒体アクセス制御（ＭＡＣ；Medium Access Control）層と呼ばれ、Ｌ３はシグナリング層と呼ばれる。シグナリング層の上にはさらに別の層があり、これらはＯＳＩモデルに従ってＬ４からＬ７と番号付けられ、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層およびアプリケーション層と呼ばれる。物理層ＡＲＱについては、本願の譲受人に譲渡されている、２０００年４月１４日に出願された、「通信システムにおける信号の高速再送信の方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｑｕｉｃｋ Ｒｅ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌｓ Ｉｎ Ａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）」という名称の米国特許出願第０９／５４９０１７号明細書に開示されている。リンク層ＡＲＱ方法の一例が無線リンクプロトコル（ＲＬＰ；Radio Link Protocol）である。ＲＬＰは否定応答（ＮＡＫ；Not-Acknowledge）に基づくＡＲＱプロトコルと呼ばれる誤り制御プロトコルの１クラスである。１つのこのようなＲＬＰが、「スペクトル拡散システムのためのデータサービスオプション：無線リンクプロトコルタイプ２（ＤＡＴＡ ＳＥＲＶＩＣＥ ＯＰＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＳＰＲＥＡＤ ＳＰＥＣＴＲＵＭ ＳＹＳＴＥＭＳ： ＲＡＤＩＯ ＬＩＮＫ ＰＲＯＴＯＣＯＬ ＴＹＰＥ ２）」という名称のＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−７０７−Ａ．８（以後ＲＬＰ２と呼ぶ）に記載されている。最初のパケットの送信も再送信パケットの送信も機会的とすることができる。

上りリンクチャネル
図４Ａから図４Ｃに、ＲＬ上の送信を生成するアーキテクチャを示す。図４Ａから図４Ｂに示すように、ＲＬ伝送は、パイロットチャネル（ＰＣ；Pilot Channel）４１０、データ要求チャネル（ＤＲＣ；Data Request Cannel）４０６、肯定応答チャネル（ＡＣＫ；Acknowledgement Cannel）４０８、パケット要求チャネル（ＰＲ；Request channel）４１２、ＲＬトラフィックチャネル４０４、上り転送速度指示チャネル（ＲＰＩ；Reverse Rate Indication）４０２を備える。

以下で説明するように、図４Ａから図４Ｃおよび付随する本文で説明するチャネル構造によって生成されるＲＬ波形の一例はフレームとして定義され、１フレームは１６のタイムスロットを備える構造である。したがって、説明のために時間間隔の尺度としてタイムスロットを用いる。しかしながら、時間間隔の概念は、他の任意の単位、すなわち、複数のタイムスロット、フレームなどにも拡張され得ることが理解されるであろう。

パイロットチャネル
パイロットチャネル部分４１０は、ＲＬチャネル品質のコヒーレントな復調および推定に使用される。パイロットチャネル部分４１０は２進値「０」を有する非変調シンボルを備える。これらの非変調シンボルはブロック４１０（１）に提供され、ここで値＋１を有するシンボルに「０」の２進値シンボルがマップされ、値−１を有するシンボルに「１」の２進値シンボルがマップされる。マップされたシンボルは、ブロック４１０（４）において、ブロック４１０（２）によって生成されたウォルシュ符号でカバーされる。

データ要求チャネル
データ要求チャネル部分４０６は、ＡＴによって、アクセスネットワークに選択されたサービス提供セクタおよび要求された下りトラフィックチャネル上でのデータ転送速度を指示するのに使用される。要求された下りトラフィックチャネルデータ転送速度は４ビットＤＲＣ値を含む。ＤＲＣ値はブロック４０６（２）に提供され、ここで４ビットＤＲＣ値が符号化されて倍直交符号語が生じる。ＤＲＣ符号語はブロック４０６（４）に提供され、ここで各符号語が２回ずつ反復される。反復された符号語はブロック４０６（６）に提供され、ここで、値＋１を有するシンボルに「０」の２進値シンボルがマップされ、値−１を有するシンボルに「１」の２進値シンボルがマップされる。マップされたシンボルはブロック４０６（８）に提供され、ここで各シンボルは、指標ｉによって識別されるＤＲＣカバーに従って、ブロック４０６（１０）で生成されたウォルシュ符号Ｗ_ｉ ^８でカバーされる。次いで、結果として生じる各ウォルシュチップがブロック４０６（１２）に提供され、ここでウォルシュチップが、ブロック４０６（１４）によって生成されたウォルシュ符号Ｗ_８ ^１６でカバーされる。

上り転送速度指示チャネル
ＲＲＩチャネル部分４０２はＲＬパケットタイプの指示を提供する。パケットタイプ指示は、ＡＰに、ＡＰが、現在受け取られているパケットからの軟判定（soft-decision）が以前に受け取られた（１つまたは複数の）パケットからの軟判定と軟結合（soft-combined）され得るかどうか判断するのに役立つ情報を提供する。前述のように、軟結合は、以前に受け取られたパケットから獲得される軟判定値を利用する。ＡＰは、復号化パケットのビット位置におけるエネルギー（軟判定値）を閾値と比較することによってパケットのビット値（硬判定）を決定する。１ビットに対応するエネルギーが閾値より大きい場合、このビットには第１の値、例えば「１」などが割り当てられ、そうでない場合、このビットには第２の値、例えば「０」などが割り当てられる。次いでＡＰは、例えば、ＣＲＣ検査を実行し、あるいは他の任意の同等の、または適切な方法によって、パケットが正しく復号化されたかどうか確認する。このような検査に失敗した場合、パケットは消去されたとみなされる。しかしながら、ＡＰは、（このパケットの再送信試行回数が最大許容試行回数より少ない場合には）これらの軟判定値を保存し、ＡＰが次のパケットの軟判定値を獲得するとき、これらを閾値と比較する前に、すでに受け取られたパケットの軟判定値を結合することができる。

結合方法は周知であり、したがって、本明細書で説明する必要はない。１つの適切な方法は、本願譲受人に譲渡されている「シンボル蓄積を使用した時間効率のよい再送信の方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｔｉｍｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｒｅ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｓｙｍｂｏｌ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許第６１０１１６８号明細書に詳細に記載されている。

しかしながら、パケットを有意味に軟結合するためには、ＡＴは、パケットが結合され得る情報を備えていることを知らなければならない。ＲＲＩ値は、例えば、３ビットを備え得る。ＲＲＩの最上位ビット（ＭＳＢ）は、このパケットが最初の送信であるか、それとも再送信であるかを示す。残りの２ビットは、このパケットの符号率、このパケットを構成するビット数、および再送信試行回数に従って決定される４つのパケットクラスの１つを示す。軟結合を可能にするために、パケットの符号率、パケットを構成するビット数は、送信と再送信試行において同じままとする。

ＲＲＩ値はブロック４０２（２）提供され、ここでこれらの３ビットが倍直交符号化されて符号語が提供される。倍直交符号化の一例を表１に示す。

表１
符号語はブロック４０２（４）に提供され、ここで符号語の各ビットが反復される。反復された符号語はブロック４０２（６）に提供され、ここで値＋１を有するシンボルに「０」の２進値シンボルがマップされ、値−１を有するシンボルに「１」の２進値シンボルがマップされる。マップされたシンボルはさらにブロック４０２（８）に提供され、ここで各シンボルは、ブロック４０２（１０）で生成されたウォルシュ符号でカバーされ、この結果生じるチップがさらなる処理に提供される。

４を上回るパケットクラスをサポートするために、ＲＲＩ値は、例えば４ビットを備え得る。ＲＲＩの最上位ビット（ＭＳＢ）は、このパケットが最初の送信か、それとも再送信かを示す。残り３ビットはパケットクラスの１つを示す。この場合もやはり、パケットを構成するビット数は、送信と再送信の試行において同じままである。

ＲＲＩ値はブロック４０２（２）に提供され、ここでこれら４ビットが１５ビットシンプレックス符号語に符号化される。シンプレックス符号化の一例を表２に示す。

表２
代替として、ＲＲＩシンボルは、転送速度の範囲を示すのにも使用され得る。例えば、ＲＲＩシンボルが４ビットを備えるとき、８つの組み合わせ（００００、０００１、００１０、００１１、０１００、０１０１、０１１０、０１１１など）のそれぞれが１対のデータ転送速度を指示し得る。この場合もやはり、ＲＲＩの最上位ビット（ＭＳＢ）は、このパケットが最初の送信であることを示す。

ＲＲＩシンボルが復号化されると、復号器は、ＲＲＩシンボルに従って決定される１対のデータ転送速度の第１のデータ転送速度による第１の仮説と、ＲＲＩシンボルに従って決定される１対のデータ転送速度の第２のデータ転送速度による第２の仮説という２つの仮説に従って、ブラインドデータ転送速度決定を行う。同様に、８つの組み合わせ（１０００、１００１、１０１０、１０１１、１１００、１１０１、１１１０、１１１１など）は、再送信パケットの１対のデータ転送速度も示す。

代替として、第１のデータ転送速度に従ってデータを復号化する第１の復号器と、第２のデータ転送速度に従ってデータを復号化する第２の復号器という２つの並列復号器も使用され得る。

間接的データ転送速度指示の概念は、ビット組み合わせによって指示される任意の数のデータ転送速度に拡大適用され得るが、唯一の制限条件は、復号化すべき次のデータが受け取られる前に（１つまたは複数の）復号器がデータ転送速度の数を復号化する能力である。したがって、復号器がすべてのデータ転送速度を復号化することができる場合、ＲＲＩシンボルは、パケットが新規送信であるか、それとも再送信であるかを示す１ビットを備え得る。

符号語のさらなる処理は、前述のように続行される。

パケットレディチャネル
ユーザデータの送信を望む各ＡＴは、ユーザ端末のサービス提供セクタに、ユーザデータが将来のタイムスロットにおいて送信可能であること、および／または将来のタイムスロットの送信がタイムリーであることを指示する。タイムスロットは、ＲＬチャネルタイムスロットの瞬間的品質尺度が、通信システムの設計に応じて、さらに別の要因に従って決定される機会レベルによって変更されたこのＲＬチャネルの平均品質尺度を上回り、閾値を上回る場合に、タイムリーであるとみなされる。

ＲＬの品質尺度は、上りパイロットチャネルに従って、例えば、式（１）

によって求められ、
式中、Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）は、ｎ番目のタイムスロットにおけるパイロット信号のエネルギーであり、
Ｆｉｌｔ＿Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）は、以前のｋスロットにわたってフィルタリングされたパイロット信号のエネルギーである。

ＲＬチャネルの適切な平均を提供するために、スロット数で表されるフィルタ時間定数が決定される。

したがって、式（１）は、平均ＲＬに対して瞬間ＲＬがどの程度良いか、または悪いかを示すものである。ＡＴは、各タイムスロットごとに、
Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）およびＦｉｌｔ＿Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）
の測定、ならびに式（１）による品質尺度計算を実行する。次いで、計算された品質尺度を使用して将来における決められたタイムスロット数での品質尺度が推定される。決められたタイムスロット数は２である。このような品質推定の方法は、本願譲受人に譲渡されている、２００４年１０月１９日に発行された現米国特許第６８０７４２６号である、２００１年１０月１０日に出願された、「通信システムにおいて伝送制御をスケジュールする方法および装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＳＣＨＤＵＬＩＮＧ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＳ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国特許出願第０９／９７４９３３号明細書に詳細に記載されている。

前述のＲＬ品質尺度を推定する方法は、例としてあげるものにすぎない。ゆえに、他の方法、例えば、本願譲受人に譲渡されている、２００２年７月３０日に発行された現米国特許第６４２６９７１号である１９９９年９月１３日に出願された、「通信システム性能を改善するために信号対干渉雑音比を正確に予測するシステムおよび方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＣＣＵＲＡＴＥＬＹ ＰＲＥＤＩＣＴＩＮＧ ＳＩＧＮＡＬ−ＴＯ−ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ−ＡＮＤ−ＮＯＩＳＥ ＲＡＴＩＯ ＴＯ ＩＭＰＲＯＶＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＳＹＳＴＥＭ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ）」という名称の米国特許出願第０９／３９４９８０号明細書に詳細に開示されているＳＩＮＲ予測器を利用する方法なども使用され得る。

機会レベルを決定する要因には、例えば、（ＡＴにおけるパケットの到着からパケット送信までの）最大許容可能伝送遅延ｔ、ＡＴＩの待ち行列にあるパケットの数（送信待ち行列長さ）、ＲＬ上の平均スループットなどが含まれる。前述の各要因は、「不忍耐度」関数Ｉ（ｔ、ｌ、ｔｈ）を定義する。不忍耐度関数（ｔ、ｌ、ｔｈ）は、入力パラメータの所望の影響に従って求められる。例えば、ＡＴの待ち行列への送信のための第１のパケットの到着の直後、不忍耐度関数は低い値を有するが、この値は、ＡＴの待ち行列中のパケット数が閾値を上回った場合に増大する。不忍耐度関数は、最大許容可能伝送遅延に達したときに最大値に達する。待ち行列長さパラメータおよび送信スループットパラメータも同様に不忍耐度関数に影響を及ぼす。

不忍耐度関数への入力としての前述の３つのパラメータの使用は説明のためのものにすぎず、通信システムの設計考慮事項に従って、任意の数のパラメータ、あるいは異なるパラメータでさえも使用され得る。さらに、不忍耐度関数は、ユーザごとに異なるものとすることができ、ゆえに、ユーザ差別化を実現する。さらに、ユーザ間での差別化のために、不忍耐度関数以外の関数も使用され得る。ゆえに、例えば、各ユーザには、ユーザのＱｏＳに従った属性が割り当てられ得る。この属性自体が不忍耐度関数の代わりとして機能し得る。代替として、この属性は、不忍耐度関数の入力パラメータを変更するのにも使用され得る。

不忍耐度関数Ｉ（ｔ、ｌ、ｔｈ）は、式（２）

に従って品質尺度を変更するのに使用され得る。

式（２）から計算される値と閾値Ｔ^Ｊの関係を使用して機会レベルが定義され得る。例として、適切な機会レベルのセットを表３に示す。代わりに異なる機会レベル数および異なる定義も使用され得ることが理解されるであろう。

表３
適切な機会レベルが符号化され、ＰＲチャネルを介して送信される。ＰＲチャネルは、０、すなわち、「送信データなし」以外の機会レベルが示される場合に送信される。前述の４つの機会レベルは、２情報ビットとして表現され得る。ＰＲチャネルは、ＡＰにおいて高い信頼度で受信される必要がある。というのは、ＰＲチャネル受信時のどんな誤りも、結果としてユーザデータ送信を要求していない、または低い機会レベルを報告しているＡＴのスケジューリングをもたらし得るからである。あるいは、このような誤りは、高い機会レベルを報告したＡＴをスケジュールできない結果ももたらし得る。したがって、これらの２情報ビットは十分な信頼度で配信される必要がある。

前述ように、タイムリーな送信のタイムスロットが示唆されるのは、ＡＰとＡＴの両方が、機会レベルが推定されている、将来における所定数のタイムスロットの知識を有するからである。ＡＰとＡＴのタイミングは同期されるため、ＡＰは、どのタイムスロットが、送信端末がこれについての機会レベルを報告したタイムリーな送信タイムスロットであるか判断することができる。しかしながら、タイムリーな送信タイムスロットが可変であり、ＡＰに明示的に伝えられる他の構成も用いられ得ることが理解されるであろう。

前述の概念によるＰＲチャネル４１２値は２ビット値として表される。このＰＲ値はブロック４１２（２）に提供され、ここでこの２ビットが符号化されて符号語が提供される。この符号語はブロック４１２（４）に提供され、ここで符号語のそれぞれが反復される。反復された符号語はブロック４１２（６）に提供され、ここで値＋１を有するシンボルに「０」の２進値シンボルがマップされ、値−１を有するシンボルに「１」の２進値シンボルがマップされる。次いで、マップされたシンボルがブロック４１２（８）に提供され、ここで各シンボルは、ブロック４１２（１０）によって生成されたウォルシュ符号でカバーされる。

ＡＣＫチャネル
ＡＣＫチャネル部分４０８は、ＡＴによって、アクセスネットワークに、下りトラフィックチャネル上で送信されたパケットが正常に受信されているか否か知らせるのに使用される。ＡＴは、ＡＴに宛先指定された検出プリアンブルに関連付けられているあらゆる下りトラフィックチャネルスロットに応答してＡＣＫチャネルビットを送信する。下りトラフィックチャネルパケットが正常に受信されている場合、ＡＣＫチャネルビットは「０」（ＡＣＫ）に設定され得る。そうでない場合、ＡＣＫチャネルビットは「１」（ＮＡＫ）に設定され得る。下りトラフィックチャネルパケットは、ＣＲＣが検査される場合に正常に受信されたとみなされる。ＡＣＫチャネルビットはブロック４０８（２）で反復され、ブロック４０８（４）に提供される。ブロック４０８（４）は、値＋１を有するシンボルに「０」の２進値シンボルをマップし、値−１を有するシンボルに「１」の２進値シンボルをマップする。次いで、マップされたシンボルがブロック４０８（６）に提供され、ここで、各シンボルが、ブロック４０８（８）で生成されたウォルシュ符号でカバーされる。

ＡＴがソフトハンドオフ状態にあるときには、パケットは、非サービス提供セクタによってのみ復号化され得る。

トラフィックチャネル
上記で定式化したＲＬ要件と整合して、トラフィックチャネル部分４０４は、１５３．６ｋｂｐｓから２．４Ｍｂｐｓまでの範囲のデータ転送速度でパケットを送信する。各パケットは、データ転送速度に応じた符号化率を用いてブロック４０４（２）で符号化されえる。ブロック４０４（２）は、符号化率１／３または１／５のターボ符号器を備える。ブロック４０４（２）の出力における２値シンボルのシーケンスは、ブロック４０４（４）によってインターリーブされる。ブロック４０４（４）は、ビット反転チャネルインターリーバを備え得る。データ転送速度および符号器符号化率に応じて、インターリーブされた符号シンボルのシーケンスは、固定変調シンボル率を実現するために必要な回数だけブロック４０４（６）で反復され、ブロック４０４（８）に提供される。ブロック４０４（８）は、値＋１を有するシンボルに「０」の２進値シンボルをマップし、値−１を有するシンボルに「１」の２進値シンボルをマップする。次いで、マップされたシンボルがブロック４０４（１０）に提供され、ここで各シンボルは、ブロック４０４（１２）によって生成されたウォルシュ符号でカバーされる。

上りリンクアーキテクチャ
図４Ｃに、さらに、ＲＬチャネルのアーキテクチャを示す。トラフィックチャネル部分４０４およびＲＲＩ部分チャネル４０２はブロック４１４で時分割多重化され、利得調整ブロック４１６（１）に提供される。利得調整後、時分割多重化信号は変調器４１８に提供される。

パイロットチャネル部分４１０、データ要求チャネル（ＤＲＣ）部分４０６、肯定応答チャネル（ＡＣＫ）部分４０８、パケットレディチャネル（ＰＲ）部分４１２がそれぞれの利得調整ブロック４１６（２）から４１６（５）に提供される。利得調整後、それぞれのチャネルが変調器４１８に提供される。

変調器４１８は、着信チャネル信号を組み合わせ、組み合わされたチャネル信号を、適切な変調方法、例えば、二相位相変調（ＢＰＳＫ）、四相位相変調（ＱＰＳＫ；Quadrature Phase-Shift Keying）、直交振幅変調（ＱＡＭ；Quadrature Amplitude Modulation）、八相位相変調（８−ＰＳＫ；8- Phase-Shift Keying）、および当分野の技術者に知られているこの他の方法などに従って変調する。適切な変調方法は、送信されるデータ転送速度、チャネル条件、および／または通信システムの他の設計パラメータに従って変化し得る。着信チャネル信号の組み合わせはしかるべく変化することになる。例えば、選択された変調方法がＱＰＳＫである場合、着信チャネル信号は同相信号および直交信号上に組み合わされ、これらの信号は直交拡散になる。チャネル信号の選択は、例えば、同相信号と直交信号の間のデータロードが均衡化されるようにチャネルを分配するなど、通信システムの設計パラメータに従って同相信号および直交信号上で組み合わされる。

変調信号は、ブロック４２０でフィルタリングされ、ブロック４２２で搬送波周波数にアップコンバートされ、送信のために提供される。

上りリンク波形
図４Ａから図４Ｃおよび付随する本文で前述したチャネル構造によって生成されたＲＬ５００を図５Ａに示す。ＲＬ５００はフレームとして定義される。１フレームは、それぞれが１．６６ミリ秒タイムスロット期間に対応する、２０４８チップ長の１６のタイムスロット５０２を備える構造であり、したがって、２６．６６ミリ秒フレーム期間である。各タイムスロット５０２は、各ハーフタイムスロット５０２ａ、５０２ｂ内で送信されるオーバーヘッドチャネルバースト５０４ａ、５０４ｂを有する２つのハーフタイムスロット５０２ａ、５０２ｂに分割される。各オーバーヘッドチャネルバースト５０４ａ、５０４ｂは２５６チップ長であり、関連するハーフタイムスロット５０２ａ、５０２ｂの最後で送信される。各オーバーヘッドチャネルバースト５０４ａ、５０４ｂは、符号分割多重化チャネルを備える。これらのチャネルは、第１のウォルシュ符号でカバーされたパイロットチャネル信号、第２のウォルシュ符号でカバーされたＤＲＣ、第３のウォルシュ符号でカバーされたＡＣＫチャネル、および第４のウォルシュ符号でカバーされたＰＲチャネルを備える。

ＲＬトラフィックチャネルペイロードおよびＲＲＩチャネルは、第１のハーフタイムスロット５０２ａの残りの部分５０８ａと第２のハーフタイムスロット５０２ｂの残りの部分５０８ｂで送信される。オーバーヘッドチャネルバースト５０４ａ、５０４ｂと、ＲＬトラフィックチャネルペイロードおよびＲＲＩチャネル５０８ａ、５０８ｂとの間のタイムスロット５０２の分割は、オーバーヘッドチャネルバースト５０４ａ、５０４ｂ、データスループット、リンクバジェット、および他の適切な基準の間のライズオーバーサーマル（Rise over thermal）に従って決定される。

図５Ａに示すように、時分割多重化ＲＲＩチャネルおよびトラフィックチャネルペイロードは同じ電力レベルで送信される。ＲＲＩチャネルとトラフィックチャネルの間の電力配分は、ＲＲＩチャネルに割り振られるチップ数によって制御される。チップ数は、以下で説明するように、送信されるデータ転送速度の関数としてＲＲＩチャネルに割り振られる。

通信システムの設計基準に基づき、ＲＬチャネル、すなわち、結果として生じるＲＬ波形を組み合わせる他の方法も可能であることが理解されるであろう。ゆえに、前述のＲＬ波形は、高い信頼度で復号化される必要のあるオーバーヘッドチャネルの１つであるＲＲＩチャネルを、残りのオーバーヘッドチャネルから分離する。ゆえに、残りのオーバーヘッドチャネルはＲＲＩチャネルへの干渉を与えない。

ＲＲＩチャネル復号化の信頼度をさらに高めるために、ＲＲＩチャネルに割り振られるチップ数は一定に保たれる。これは、さらに、異なる電力が、トラフィックチャネル部分におけるものと異なる電力レベルで、トラフィック／ＲＲＩチャネルタイムスロット５０８ａ、５０８ｂのＲＲＩチャネル部分で送信されることを可能にする。このような考慮事項は、ＲＲＩチャネル部分の数が固定されているという知識およびＲＲＩチャネルが送信された電力の知識を利用する復号器から生じる改善された復号化性能によって正当化され得る。

ＲＲＩチャネルとトラフィックチャネルは、例えば、図５Ｂに示すように、異なるウォルシュ符号でカバーされるなど、異なる符号によって分離された状態で、同時に送信される。したがって、各ハーフタイムスロット５０２はオーバーヘッドチャネル部分５０４と、ＲＲＩおよびトラフィックチャネル部分５０８とを備える。オーバーヘッドチャネル部分５０４は、ＤＲＣ５１０、ＡＣＫ５１２、ＰＣ５１４、およびＰＲ５１６を備える。各オーバーヘッドチャネルは、異なるウォルシュ符号によってカバーされるなど、異なる符号によって区別される。ＲＲＩ５１８は、トラフィックチャネルペイロード５２０とは異なるウォルシュ符号によってカバーされる。別々のＲＲＩチャネルとトラフィックチャネルの間で割り振られる電力は、送信されるデータ転送速度に従って決定される。

オーバーヘッドチャネルおよびトラフィックチャネルは、図５Ｃに示すように、時分割モードを使用して送信される。したがって、各ハーフタイムスロット５０２は、オーバーヘッドチャネル部分５０４と、トラフィックチャネル部分５０８を備える。オーバーヘッドチャネル部分５０４は、ＤＲＣ５１０、ＡＣＫ５１２、ＰＣ５１４、ＰＲ５１６およびＲＲＩ５１８を備える。各オーバーヘッドチャネルは、異なるウォルシュ符号によってカバーされるなど、異なる符号によって区別される。前述のＲＬ波形の利点は簡単さである。

前述の教示は異なる波形にも適用可能であることが理解されるであろう。ゆえに、例えば、この波形は、パイロット信号バーストを含む必要がなく、パイロット信号は、別のチャネルで送信することができ、連続とすることもバーストとすることもできる。

上りリンクデータ伝送
前述のように、ＲＬ送信は、ある間隔において少なくとも１つのＡＴから行われる。説明のためにすぎないが、以下で説明するＲＬデータ伝送では、１タイムスロットに等しい間隔を使用する。ＲＬ伝送は、ＡＴのユーザデータ伝達を求める要求に応答してアクセスネットワーク中のエンティティによってスケジュールされる。ＡＴは、ＲＬ上の間隔におけるＡＴのチャネルの品質尺度、ＡＴの平均ＲＬ品質尺度、および不忍耐度関数に従ってスケジュールされる。

ＲＬデータ伝送の一例を、図６を参照して示し、説明する。図６には、理解のために１つのＡＴでのＲＬデータ伝送ネゴシエーションが示されている。これらの概念は複数のＡＴに適用され得る。さらに、サービス提供ＡＰだけが示されている。前述の説明から、非サービス提供端末からのＡＣＫおよびＮＡＣＫがＲＬデータ伝送にどのように影響を及ぼすかが理解される。

アクセス手順、サービス提供セクタ手順、および他の呼セットアップ手順は、前述のＩＳ−８５６標準による通信システムの類似の機能に基づくものであるため、これらについては反復しない。送信されるデータを受信しているＡＴ（図示せず）は、このＡＴのＲＬ品質尺度および不忍耐度関数を評価し、機会レベル（ＯＬ１）を生成する。このＡＴは、さらに、パケットデータタイプを生成し、データ転送速度を推定する。前述のように、パケットデータタイプは、パケットが最初のパケットかそれとも再送信パケットかを指定する。以下でより詳細に説明するように、転送速度決定方法は、ＡＴの最大転送電力、パイロットチャネルに割り振られる送信電力および送信されるデータ量に従って最大対応可能転送速度を決定する。次いで、ＡＴは、スロットｎで、ＲＲＩチャネルを介してパケットデータタイプおよび要求データ転送速度を、ＲＬのＰＲチャネルを介して機会レベルを伝達する。

アクセスネットワークのサービス提供ＡＰ（図示せず）はＲＬを受信し、スロットｎに含まれる情報を復号化する。次いで、サービス提供ＡＰは、機会レベル、パケットデータタイプ、およびスケジューラ（図示せず）にデータ送信の許可を要求しているすべてのＡＴの要求データ転送速度を提供する。スケジューラは、スケジューリング規則に従って送信のためにパケットをスケジュールする。前述のように、スケジューリング規則は、ＡＴの間での相互ＲＬ干渉を最小限に抑えると同時に、要求されるＱｏＳまたはデータ分配の公正さを実現しようとする。この規則には、
ｉ．最高の機会レベルを報告しているＡＴに送信優先権が与えられる、
ｉｉ．複数のＡＴが同一の機会レベルを報告する場合には、より低い送信スループットを有するＡＴに優先権が与えられる、および
ｉｉｉ．複数のＡＴが規則（ｉ）および（ｉｉ）を満たす場合には、ＡＴがランダムに選択される。ＲＬ利用度を最大化するために、報告された機会レベルが低い場合であっても、送信許可が、送信可能なデータを有するＡＴの１つに与えられる、
が含まれる。

スケジューリング決定を行った後、サービス提供ＡＰは、ＰＧチャネル上で、送信許可を要求しているＡＴのそれぞれにスケジューリング決定を送信する。

ＡＴは、ＰＧチャネルを受信し、スケジューリング決定（ＳＤ；Scheduling Decision ０）を復号化し、パケット送信を控える。ＡＴは送信すべきデータを有するため、このＡＴは、再度、このＡＴのＲＬ品質尺度および不忍耐度関数を評価し、今度は、新規の機会レベル（ＯＬ；Opportunity Level ２）を生成する。このＡＴは、さらに、パケットデータタイプを生成し、データ転送速度を推定し、スロットｎ＋１で、ＲＲＩチャネルを介してパケットデータタイプおよび要求データ転送速度を、ＰＲＬのＰＲチャネルを介して機会レベルを提供する。

サービス提供ＡＰはＲＬを受信し、スロットｎ＋１含まれる情報を復号化する。次いで、サービス提供ＡＰは、機会レベル、パケットデータタイプ、およびスケジューラにデータ送信許可を要求しているすべてのＡＴの要求データ転送速度を提供する。スケジューリング決定を行った後、サービス提供ＡＰは、ＰＧチャネル上で送信許可を要求しているＡＴのそれぞれにスケジューリング決定を送信する。図７に示すように、サービス提供ＡＰは、ＡＴに新しいパケットを送信する許可を付与するスケジューリング決定ＳＤ ＋１を送信する。

ＡＴは、ＰＧチャネルを受信し、スケジューリング決定ＳＤ ＋１を復号化する。ＡＴは、ＡＴのＲＬ品質尺度および不忍耐度関数を評価する。図７に示すように、ＡＴは、０、すなわち送信可能データなしに相当する機会レベルを決定し、したがって、ＡＴはタイムスロットｎ＋２でＰＲチャネルを送信しない。同様に、ＡＴはスロットｎ＋３でも０に相当する機会レベルを決定し、したがって、ＡＴは、タイムリーなタイムスロットｎ＋３でＲＬトラフィックチャネルのペイロード部分においてユーザデータを送信する。

タイムスロットｎ＋４で、ＡＴは、送信すべきデータを有する。ＡＴは、ＡＴのＲＬ品質尺度および不忍耐度関数を評価し、機会レベル（ＯＬ２）を生成する。ＡＴは、さらに、パケットデータタイプを生成し、データ転送速度を推定し、スロットｎ＋４で、ＲＲＩチャネルを介してパケットデータタイプおよび要求データ転送速度を、ＲＬのＰＲチャネルを介して機会レベルを提供する。

サービス提供ＡＰはＲＬを受信し、スロットｎ＋４に含まれる情報を復号化する。次いで、サービス提供ＡＰは、機会レベル、パケットデータタイプ、およびスケジューラにデータ送信許可を要求しているすべてのＡＴの要求データ転送速度を提供する。スケジューリング決定を行った後、サービス提供ＡＰは、ＰＧチャネル上で、送信許可を要求しているＡＴのそれぞれにスケジューリング決定を送信する。図７に示すように、スロットｎ＋３においてＲＬを介して送られたペイロードは、アクセスネットワークにおいて正しく復号化された。したがって、サービス提供ＡＰは、ＡＴに新しいパケットを送信する許可を付与するスケジューリング決定ＳＤ ＋１を送信する。

サービス提供ＡＰだけが送信側ＡＴからＲＬを受信して復号化し、したがって、サービス提供ＡＰスケジューラは、サービス提供ＡＰによって提供された情報だけに関してスケジューリング決定を行う。また、アクセスネットワークの他のＡＰも、送信側ＡＴからＲＬを受信して復号化し、ペイロードがサービス提供ＡＰに正常に復号化されたかどうかの情報を提供する。したがって、アクセスネットワークのＡＰのいずれかがペイロードを正常に復号化した場合、サービス提供ＡＰはＰＧチャネルを介してＡＣＫを指示し、ゆえに、不要な再送信を防ぐ。ペイロード情報を受信したすべてのＡＰは、軟判定復号化を実行するために中央のエンティティにペイロード情報を送信する。次いで、中央の復号器は、サービス提供ＡＰに、ペイロード復号化に成功したかどうか通知する。

ＡＴはＰＧチャネルを受信し、スケジューリング決定ＳＤ ＋１を復号化する。ＡＴはＡＴのＲＬ品質尺度および不忍耐度関数を評価する。図６に示すように、ＡＴは、０、すなわち、送信可能なデータなしに相当する機会レベルを決定し、したがって、ＡＴはタイムスロットｎ＋５でＰＲチャネルを送信しない。同様に、ＡＴは、スロットｎ＋６に０に相当する機会レベルを決定し、したがって、ＡＴは、タイムリーなタイムスロットｎ＋６でＲＬトラフィックチャネルのペイロード部分においてユーザデータを送信する。

スロットｎ＋３においてＲＬを介して送られたペイロードを正しく復号化できなかったアクセスネットワークでの場合を図７に示す。スロットｎ＋３においてＲＬを介して送られたペイロードの再送信を要求するために、サービス提供ＡＰは、ＰＧを介して、ＡＴに旧いパケットを再送信する許可を付与するスケジューリング決定ＳＤ −１を伝える。

ＡＴはＰＧチャネルを受信し、スケジューリング決定ＳＤ −１を復号化する。ＡＴはＡＴのＲＬ品質尺度および不忍耐度関数を評価する。図７に示すように、ＡＴは、０、すなわち、送信可能なデータなしに相当する機会レベルを決定し、したがって、ＡＴはタイムスロットｎ＋５でＰＲチャネルを送信しない。同様に、ＡＴは、スロットｎ＋６に０に相当する機会レベルを決定し、したがって、ＡＴは、タイムリーなタイムスロットｎ＋６でＲＬトラフィックチャネルのペイロード部分においてユーザデータを送信する。

タイムスロットｎ＋７で、ＡＴは、送信すべきデータを有する。ＡＴは、ＡＴのＲＬ品質尺度および不忍耐度関数を評価し、機会レベル（ＯＬ１）を生成する。ＡＴは、さらに、パケットデータタイプを生成し、データ転送速度を推定し、スロットｎ＋７で、ＲＲＩチャネルを介してパケットデータタイプおよび要求データ転送速度を、ＲＬのＰＲチャネルを介して機会レベルを提供する。

サービス提供ＡＰはＲＬを受信し、スロットｎ＋６に含まれる情報を復号化する。次いで、サービス提供ＡＰは、機会レベル、パケットデータタイプ、およびスケジューラにデータ送信許可を要求しているすべてのＡＴの要求データ転送速度を提供する。スケジューリング決定を行った後、サービス提供ＡＰは、ＰＧチャネル上で、送信許可を要求しているＡＴのそれぞれにスケジューリング決定を送信する。図７に示すように、スロットｎ＋６でＲＬを介して送信された再送信ペイロードは、アクセスネットワークにおいて正しく復号化された。したがって、タイムスロットｎ＋７で送られたＡＴの機会レベルに応答して、サービス提供ＡＰは、ＡＴに新しいパケットを送信する許可を付与するスケジューリング決定ＳＤ ＋１を送信する。

サービス提供ＡＰは、最も新しく受信した送信要求に従ってＡＴをスケジュールし得ることが理解されるであろう。

パケットアクセスネットワークは、数回の再送信試行後でさえもパケットを受信しないことがあることが理解されるであろう。過剰な再送信試行を防ぐために、通信システムは、決められた回数の再送信試行の後、再送信試行を断念することができる（永続性間隔）。その場合、欠落しているパケットは、異なる方法、例えば無線リンクプロトコル（ＲＬＰ；Radio Link Protocol）などによって処理される。

上りリンク電力制御
前述のように、１セクタ中のただ１つのＡＴがＲＬ上でデータトラフィックを送信する。ＣＤＭＡ通信システムでは、すべての端末が同じ周波数上で送信するため、各送信ＡＴは、隣接するセクタ中のアクセス端末への干渉源として働く。このようなＲＬ上の干渉を最小限に抑え、容量を最大化するために、各ＡＴごとのパイロットチャネルの送信電力が２つの電力制御ループによって制御される。次いで、残りのオーバーヘッドチャネルの送信電力が、パイロットチャネルの送信電力の一部として決定される。トラフィックチャネルの送信電力は、所与のデータ転送速度でのトラフィック対パイロット電力比として決定され、オーバーヘッド送信間隔とトラフィック送信間隔の間のライズオーバーサーマル差（rise over thermal differential）によって修正される。ライズオーバーサーマル差とは、ＡＴによって測定される受信側雑音レベルと合計受信電力の差である。

パイロットチャネル電力制御
パイロットチャネル電力制御ループは、参照によって本明細書に組み込まれる、本願譲受人に譲渡されている、「ＣＤＭＡセルラ移動電話システムにおいて送信電力を制御する方法および装置（ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ ＰＯＷＥＲ ＩＮ Ａ ＣＤＭＡ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＭＯＢＩＬＥ ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ ＳＹＳＴＥＭ」という名称の米国特許第５０５６１０９号明細書に詳細に開示されているＣＤＭＡシステムのものに類似のものである。また、他の電力制御方法も企図され、本発明の範囲内に含まれるものである。

第１の電力制御ループ（外側のループ）は、所望の性能レベル、例えば、ＤＲＣチャネル消去率などが維持されるように、設定点を調整する。設定点は、ＡＰにおいて選択ダイバーシチに続く２フレームごとに更新される。すなわち、設定点は、測定されたＤＲＣ消去率がＡＴのアクティブセット中のすべてのＡＰにおいて閾値を上回った場合に限って増大され、測定されたＤＲＣ消去率がＡＰのいずれかにおいて閾値を下回った場合に低減される。

第２の電力制御ループ（内側のループ）は、ＲＬ品質尺度が設定点に維持されるようにＡＴの送信電力を調整する。品質尺度は、１チップ当たりのエネルギー対雑音干渉比（Ｅｃｐ／Ｎｔ）を備え、ＲＬを受信するＡＰにおいて測定される。したがって、設定点は、Ｅｃｐ／Ｎｔとしても測定される。ＡＰは、測定されたＥｃｐ／Ｎｔを電力制御設定点と比較する。測定されたＥｃｐ／Ｎｔが設定点より大きい場合、ＡＰは、ＡＴの送信電力を低減させるためにＡＴに電力制御メッセージを送信する。代替として、測定されたＥｃｐ／Ｎｔが設定点を下回る場合、ＡＴは、ＡＴの送信電力を増大させるためにＡＴに電力制御メッセージを送信する。電力制御メッセージは、１電力制御ビットを用いて実施される。電力制御ビットの第１の値（「アップ」）は、ＡＴに、ＡＴの送信電力を増大させるよう命令し、低い値（「ダウン」）は、ＡＴに、ＡＴの送信電力を低減させるよう命令する。

各ＡＰと通信するすべてのＡＴでの電力制御ビットは、ＦＬのＲＰＣ上で送信される。

残りのオーバーヘッドチャネル電力制御
タイムスロットでのパイロットチャネルの送信電力が電力制御ループの動作によって決定されると、残りのオーバーヘッドチャネルのそれぞれの送信電力が、特定のオーバーヘッドチャネルの送信電力とパイロットチャネルの送信電力の比として決定される。各オーバーヘッドチャネルごとの比は、シミュレーション、室内実験、実地試験および他の技術的方法に従って決定される。

トラフィックチャネル電力制御
また、トラフィックチャネルの必要送信電力も、パイロットチャネルの送信電力に従って決定される。必要トラフィックチャネル電力は、以下の式を使用して算出される。

式中、Ｐｔはトラフィックチャネルの送信電力であり、
Ｐｐｉｌｏｔはパイロットチャネルの送信電力であり、
Ｇ（ｒ）は、所与のデータ転送速度ｒでのトラフィック対パイロット送信電力比であり、
Ａはオーバーヘッド送信間隔とトラフィック送信間隔の間のライズオーバーサ-マル（ＲＯＴ；rise over thermal）差である。

ＡＰにおけるＡの計算に必要とされる、オーバーヘッド送信間隔におけるＲＯＴ（ＲＯＴオーバーヘッド）およびトラフィック（ＲＯＴトラフィック）送信間隔の測定は、本願譲受人に譲渡されている、「ＲＬ負荷推定の方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ＲＬ ｌｏａｄｉｎｇ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許第６１９２２４９号明細書に開示されている。オーバーヘッド送信間隔とトラフィック送信間隔両方における雑音が測定されると、以下の式を使用してＡが算出される。

次いで、算出されたＡがＡＴに送信される。ＡはＲＡチャネルを介して送信される。次いで、Ａの値が、ＡＴによって、ＰＧチャネル上で、ＡＰから受け取られたＡＣＫ／ＮＡＣＫによって決定されたＲＬパケット誤り率（ＰＥＲ）に従って、決定されたＰＥＲが所与のパケットの最大許容送信回数において維持されるように調整される。ＲＬパケット誤り率は、ＲＬパケットのＡＣＫ／ＮＡＣＫに従って決定される。ＡＣＫが最大Ｍ再送信試行のうちのＮ再送信試行内に受け取られた場合には、Ａの値が第１の決められた量だけ増大される。同様に、ＡＣＫが最大Ｍ再送信試行のうちのＮ再送信試行内に受け取られなかった場合には、Ａの値が第２の決められた量だけ低減される。

代替として、Ａは、加入者局において式（３）で与えられるＲＯＴ差の推定値を表す。Ａの初期値は、シミュレーション、室内実験、実地試験および他の適切な技術的方法に従って決定される。次いで、Ａの値は、ＲＬパケット誤り率（ＰＥＲ）に従って、所与のパケットの最大許容送信回数において決められたＰＥＲが維持されるように調整される。ＲＬパケット誤り率は、前述のようにＲＬパケットのＡＣＫ／ＮＡＣＫに従って決定される。ＡＣＫが最大Ｍ再送信試行のうちのＮ再送信試行内に受け取られた場合には、Ａの値が第１の決められた量だけ増大される。同様に、ＡＣＫが最大Ｍ再送信試行のうちのＮ再送信試行内に受け取られなかった場合には、Ａの値が第２の決められた量だけ低減される。

式（３）から、当然、トラフィックチャネル送信電力はデータ転送速度ｒの関数であるということになる。さらに、ＡＴは、送信電力の最大量（Ｐｍａｘ）に制約される。したがって、ＡＴは、最初に、Ｐｍａｘおよび決定されたＰｐｉｌｏｔからどれ程の電力が利用可能か決定する。次いで、ＡＴは、送信されるデータの量を決定し、利用可能な電力およびデータの量に従ってデータ転送速度ｒを選択する。次いで、ＡＴは、式（３）を評価して、推定された雑音差Ａの影響が利用可能な電力を上回る結果にならなかったかどうか判断する。利用可能な電力を上回った場合、ＡＴは、データ転送速度ｒを低減し、プロセスを繰り返す。

ＡＰは、ＲＡチャネルを介してＡＴに最大許容値Ｇ（ｒ）．Ａを提供することによって、ＡＴが送信し得る最大データ転送速度を制御することができる。次いで、ＡＴは、ＲＬトラフィックチャネルの送信電力の最大量、ＲＬパイロットチャネルの送信電力を決定し、式（３）を使用して対応可能な最大データ転送速度を計算する。

ＲＲＩチャネル電力制御
前述のように、オーバーヘッドチャネルの送信電力は、特定のオーバーヘッドチャネルの送信電力とパイロットチャネルの送信電力の比として決定される。

トラフィック部分と異なる電力レベルでトラフィック／ＲＲＩチャネルタイムスロットのＲＲＩ部分を送信する必要を回避するために、このタイムスロットのトラフィック／ＲＲＩチャネル部分は同じ電力で送信される。ＲＲＩチャネルでの正しい電力配分を実現するために、ＲＲＩチャネルに、送信データ転送速度の関数として異なるチップ数が割り振られる。

ウォルシュカバー符号語を含む決められた数のチップの正しい復号化を保証するために、必要な電力が決定され得る。代替として、送信に必要なトラフィック／ペイロードの電力が知られており、トラフィック／ＲＲＩチャネルタイムスロットのＲＲＩ部分が同じ電力で送信される場合、信頼度の高いＲＲＩチャネル復号化に適するチップ数が決定され得る。したがって、データ転送速度、したがって、トラフィック／ＲＲＩチャネルタイムスロットの送信用電力が決定されると、ＲＲＩチャネルに割り振られるチップ数も決定される。ＡＴは、ＲＲＩチャネルビットを生成し、これらのビットを符号化してシンボルを獲得し、ＲＲＩチャネルに割り振られるチップ数をこれらのシンボルで満たす。ＲＲＩチャネルに割り振られるチップ数がシンボル数より大きい場合、シンボルは、ＲＲＩチャネルに割り振られるすべてのチップが満たされるまで反復される。

代替として、ＲＲＩチャネルは、トラフィックチャネルペイロードで時分割多重化され、トラフィック／ＲＲＩチャネルタイムスロットのＲＲＩ部分は固定数のチップを備える。さらに、ＲＲＩチャネルの電力レベルはパイロットチャネルの送信電力に従って決定されず、ＲＲＩチャネルの電力レベルに所望のＱｏＳに従って固定値が割り当てられ、これがＡＰによって各ＡＴに伝えられる。ＲＲＩチャネル受信の所望の品質尺度の固定値は、シミュレーション、室内実験、実地試験および他の技術的方法によって決定される。

図８にＡＴ８００を示す。ＦＬ信号がアンテナ８０２によって受け取られ、受信機を備えるフロントエンド８０４まで経路指定される。受信機は、アンテナ８０２によって提供される信号をフィルタリングし、増幅し、復調し、ディジタル化する。ディジタル化信号は復調器（ＤＥＭＯＤ）８０６に提供され、ここから復号器８０８に復調データが提供される。復号器８０８は、ＡＴで行われた信号処理機能の逆を実行し、復号化ユーザデータをデータシンク８１０に提供する。復号器は、さらに、制御装置８１２と通信を行い、制御装置８１２にオーバーヘッドデータを提供する。制御装置８１２は、さらに、ＡＴ８００を備える他のブロックと通信を行ってＡＴ８００の動作の適切な制御、例えばデータ符号化、電力制御などを提供する。制御装置８１２は、例えば、プロセッサや、プロセッサに結合され、プロセッサによって実行可能な命令セットを含む記憶媒体などを備えることができる。

ＡＴに送信されるユーザデータは制御装置８１２の指図により、データソース８１４によって符号器８１６に提供される。符号器８１６には、さらに、制御装置８１２によってオーバーヘッドデータも提供される。符号器８１６はデータを符号化し、符号化データを変調器（ＭＯＤ）８１８に提供する。符号器８１６および変調器８１８におけるデータ処理は、上記の本文および各図において説明したＲＬ生成に従って実行される。次いで、処理されたデータがフロントエンド８０４内の送信機に提供される。送信機は、ＲＬ信号を変調し、フィルタリングし、増幅し、ＲＬ上で、アンテナ８０２を介して無線で送信する。また、ＡＴ８００は、送信のモードを決定するためのモード選択／検出ユニットも含む。

図９に制御装置９００およびＡＴ９０２を示す。データソース９０４によって生成されたユーザデータは、パケットネットワークインターフェース、ＰＳＴＮ（図示せず）などのインターフェースユニットを介して制御装置９００に提供される。前述のように、制御装置９００は、複数のＡＴとのインターフェースをとり、アクセスネットワークを形成する。（図９には簡単にするために１つのアクセス端末９０２のみを示す。）ユーザデータは、複数の選択要素に提供される（図９には簡単にするために１つの選択要素９０２のみを示す）。呼制御プロセッサ９１０の制御下で、データソース９０４とデータシンク９０６と１つまたは複数の基地局の間のユーザデータ交換を制御するために１つの選択要素が割り当てられる。呼制御プロセッサ９１０は、例えば、プロセッサおよびプロセッサに結合され、プロセッサによって実行可能な命令セットを含む記憶媒体などを備え得る。図９に示すように、選択要素９０２は、ＡＴ９０２によってサービス提供されるＡＴ（図示せず）に送信されるユーザデータを含むデータ待ち行列９１４にユーザデータを提供する。スケジューラ９１６の制御に従って、ユーザデータは、データ待ち行列９１４からチャネル要素９１２に提供される。チャネル要素９１２は、ＩＳ−８５６標準に従ってユーザデータを処理し、処理したデータを送信機９１８に提供する。データは、アンテナ９２２を介してＦＬ上で送信される。

ＡＴ（図示せず）からのＲＬ信号は、ＡＴ９２４で受け取られ、受信機９２０に提供される。受信機９２０は、この信号をフィルタリングし、増幅し、復調し、ディジタル化し、ディジタル化信号をチャネル要素９１２に提供する。チャネル要素９１２は、ＡＰで行われた信号処理の逆を実行し、復号化データを選択要素９０８に提供する。選択要素９０８はユーザデータをデータシンク９０６に、オーバーヘッドデータを呼制御プロセッサ９１０に経路指定する。

いくつかの実施形態では、アクセスネットワークが、サブフレームベースで、セクタ中のＡＴの伝送モードを選択し、割り当てる適応構成を実施することによってＲＬ伝送においてより高いスループットが達成され得る。一実施形態では、アクセスネットワークによるモード割り当ては、任意選択のハイブリッドタイムスロットを提供する。すなわち、スケジューラによって割り当てられるモードの一部は、ハイブリッドＣＤＭ／ＴＤＭ／ＯＦＤＭ伝送モードを含む。ＯＦＤＭは直交周波数分割多重を指す。

以下の図１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａおよび１３Ｂに示す通信システムの実施形態において、アクセスネットワーク中のＲＬスケジューラは、モード１、モード２、モード３と呼ぶ３つの伝送モードの中から選択される伝送モードを選択し、割り当てる。モード１では、データがスロット全体について符号分割多重化される。すなわちモード１は１００％ＣＤＭモードである。モード１はデフォルトモードであり、モード２およびモード３は任意選択のハイブリッドモードである。ＴＤＭデータだけが耐遅延性を有するため、各ハイブリッドスロットは耐遅延性トラフィックにのみ使用される。通常、ハイブリッドスロットは、インターネットプロトコル上の音声（ＶｏＩＰ）、ゲーム、テレビ電話技術などの用途では使用される可能性が低い。ハイブリッドスロットは、ＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）アップロードや、電子メール型のトラフィックなどの用途で使用される可能性がより高い。選択される伝送モードの関わらず、ＡＴはすべて、符号分割多重化を使用して、同時に、オーバーヘッドデータが送信されるオーバーヘッドチャネルを送信する。

モード２では、データ伝送が、各タイムスロット内の第１のハーフタイムスロットと第２のハーフタイムスロットの間で時分割多重化される。モード２の第１のハーフタイムスロットでは、データが符号分割多重化され、第２のハーフスロットでは、データが時分割多重化または直交周波数分割多重化される。ゆえに、モード２は、１スロット内において５０％ＣＤＭ、５０％ＴＤＭ／ＯＦＤＭである。モード３では、データが、各タイムスロット内のスロットの第１部分とスロットの第２部分の間で時分割多重化される。第１部分は４分の１（２５％）タイムスロットであり、第２部分は４分の３（７５％）タイムスロットである。モード３のスロットの第１部分（４分の１または２５％）では、データが符号分割多重化され、モード３のスロットの第２部分（４分の３または７５％）では、データが時分割多重化または直交周波数分割多重化される。以下では前述の各モードについて図示し、論じるが、他の実施形態において、ハイブリッドモードは、５０％／５０％または２５％／７５％以外の割合のタイムスロット分割を特徴とし得ることを理解すべきである。

選択される伝送モードに関わらず、オーバーヘッドデータは符号分割多重化を使用して伝送される。選択される伝送モードに関わらず、同じ量のオーバーヘッドデータが所与の１タイムスロットの間に、同じ電力で伝送される。したがって、より上位のモード（例えば、５０％ＣＤＭＡであるモード２や、２５％ＣＤＭＡであるモード３に）では、より短いＣＤＭＡ時間間隔の間に同じ量の（オーバーヘッド）データが送信されるため、オーバーヘッドチャネルの利得が増大する。通信システムの一実施形態では、ＡＴのそれぞれは、オーバーヘッドチャネルの１つまたは複数の利得を増大させることによって、（１つまたは複数の）オーバーヘッドチャネルを介したオーバーヘッドデータの送信の間に失われるエネルギーを補償するように構成される。

通信システムの一実施形態では、ソフトハンドオフまたはソフターハンドオフ中のＡＴは、より上位のモードを使用し得る。ハンドオフ中のＡＴのより高い送信電力レベルによって生じる、より高い他のセルの干渉によって生じる容量の損失は、モードの種類および使用周波数に依存する。ＲＬ中の少なくとも１つのインターレースは常にモード１で動作する。ＲＬは、通常、３つのインターレース、すなわち、１つが常にモード１で動作する、１２スロットごとに反復する連続した４スロット間隔を有する。ある端末のＲＬインターレースオフセットｉは以下のように指定される。

式中、Ｔは、タイムスロット単位のＣＤＭＡシステム時間を表し、０≦ｉ≦２である。ハイブリッドスロットでは、モード１スロットおよびモード２スロットの半分（ＣＤＭ）にさえも基づいて、負荷制御のために、ＲＡＢ（上りアクティビティビット）が設定される。モード３スロットでは、負荷制御は、アドミッション制御、すなわち、ネットワークへの新しい通信要求のアクセスを制御することによって達成される。

通信システムの一実施形態では、アクセスチャネルは、モード１スロットの間だけ送信され、アクセスチャネルには、２スロットのプリアンブルが提供される。最大６４スロットまでのＣＤＭチャネルペイロードがあり得る。アクセスプローブ開始は、任意のサブフレーム上で許可される。アクセスプローブ送信では、ＡＴは、モード１インターレースと、モード２およびモード３のＣＤＭ部分を使用する。これは、アクセス手順でのより長い遅延を生じる。この遅延はフレームオフセットに依存する。最善のシナリオでは、アクセス遅延はＣＤＭ（モード１のみ）と同じである。最悪のシナリオでは、アクセスペイロードサイズおよび使用されるデータ転送速度に応じて、アクセス遅延が著しく高くなり得る。

図１０に、伝送モードがサブフレームベースで変更される通信システムの実施形態における、モード設定の一例を示す。前述のように、モード選択および割り当ては、サブフレームベースで行われる。言い換えると、伝送モードは、一度割り当てられると、１サブフレーム、すなわち４タイムスロットの最後にしか変更され得ないが、モードは、必ずしも各サブフレームの最後に変更される必要はない。割り当ては、一度行われると、いくつかのサブフレームにわたって適用され得る。割り当ては、アクセスネットワークの裁量で、たびたび更新され得る。例えば、モード割り当ては、同期制御チャネルメッセージによって、各制御チャネルサイクルごとに更新され得る。

モード選択は要求チャネルに基づくものである。ＡＮ中のＲＬスケジューラは、データストリームの用途、および結果として生じるＱｏＳ要件に応じて、所与のサブフレームに使用されるモードを決定する。また、モードの選択は、セクタ中の合計ユーザ数にも依存する。というのは、ユーザ数が多いほど、オーバーヘッドチャネル伝送に必要な帯域幅も大きくなるからである。通信システムの一実施形態では、ＲＬスケジューラは、セクタ中のすべてのＡＴに同じモードを割り当てる。セル内の干渉を最小限の抑えるために、ハイブリッドスロットのＴＤＭ／ＯＦＤＭ部分における伝送が以下の属性、すなわち、高いＰＡヘッドルーム、アクティブセットサイズ、アクティブセルサイズ、および、例えば約５ｄＢとし得る閾値より大きいＦＬ ＳＩＮＲ値を有するＡＴに付与される。ＲＬ ＭＡＣパラメータはＣＤＭ伝送の間は変更されず、（ハイブリッドスロットの間の）ＴＤＭ伝送はすべてのＲＬ ＭＡＣパラメータを無視する。

図１１Ａおよび１１Ｂに、モード１、すなわち１００％ＣＤＭモードの１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す。このモードでは、すべてのＡＴが、ユーザデータチャネル、およびすべてのオーバーヘッドチャネルを同時に（すなわち符号分割多重化によって）送信する。各ＡＴは、ロングコードマスク（long code mask）の使用によって他のＡＴと区別され、各ＡＴごとの各チャネルは、異なるウォルシュ符号の使用によって他のＡＴのチャネルと区別される。図１１Ａおよび１１Ｂに示すＣＤＭサブパケットまたはサブフレームは、各スロットが２０４８チップを有する４つのタイムスロットで構成される。図１１Ａに、ＴＤＭサブフレームを含む上位モード（モード２または３）がスケジュールされていないあるユーザでのモード１ＣＤＭサブフレームを示す。図１１Ｂに、上位モード（すなわちハイブリッドモード２または３）がスケジュールされているあるユーザでのモード１ＣＤＭサブフレームを示す。図１１Ａおよび１１Ｂに見られるように、ＴＤＭサブフレームにおいて上位（ハイブリッド）モードがスケジュールされている場合に限り、ＣＤＭサブフレームの間にＰＲ（パケットレディ）チャネルが任意選択で送信される。従って、図１１Ａに示すモード１ＣＤＭサブフレーム中のオーバーヘッドチャネルはＰＲチャネルを含まず、ＰＲチャネルは、上位モードがスケジュールされていない場合にはモード１ＣＤＭサブフレームの間に送信されない。図１１Ｂに示すモード１ＣＤＭサブフレーム中のオーバーヘッドチャネルはＰＲチャネルを含み、ＰＲチャネルは、上位モードがスケジュールされている場合に任意選択で送信される。図１１Ａには、ＡＣＫチャネルが破線の輪郭で表されており、図示のモード１ＣＤＭサブフレームではＡＣＫチャネルの送信が任意選択であることを示している。

図１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃに、モード２、すなわち、５０％ＣＤＭ、５０％ＴＤＭ／ＯＦＤＭのＴＤＭであるモードの１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す。図１２Ａに示す概略図からわかるように、モード２では、（ＣＤＭデータおよびオーバーヘッドチャネルを含む）低速チャネルと、高速チャネル（ＴＤＭ／ＯＦＤＭデータ）が独立の時間間隔において送信され、すなわち時分割多重化されている。タイムスロットのＣＤＭ部分、ならびにタイムスロットのＴＤＭ／ＯＦＤＭ部分は、それぞれ１０２４チップを含む。図１２Ｂおよび１２Ｃに、ＴＤＭパケット（各パケットの５０％がＣＤＭ時間間隔であり、各パケットの５０％がＴＤＭ／ＯＦＤＭ時間間隔である）をより詳細に示す。図１２Ｂに、アクティブＴＤＭユーザのＴＤＭパケットを示し、図１２Ｃにアイドル状態のＴＤＭユーザのＴＤＭパケットを示す。図１２Ｂおよび１２Ｃからわかるように、ＰＲチャネルは、タイムスロットのＣＤＭ部分の間に任意選択で送信される。図１２Ｂに示すアクティブユーザのＴＤＭパケットには、ユーザデータがタイムスロット内のＴＤＭ／ＯＦＤＭ間隔の間に送信されることが示され、図１２Ｃに示すアイドル状態のユーザのＴＤＭパケットは、タイムスロット内のＴＤＭ／ＯＦＤＭ間隔の間にユーザデータが送信されないことが示されている。ＣＤＭデータチャネル、ＲＲＩチャネル、およびＰＲチャネルは、図１２Ｂおよび１２Ｃでは、すべて、破線の輪郭のボックスで示され、モード２では任意選択の伝送である。

モード２のオーバーヘッド間隔の間に、すべてのユーザは、符号分割多重化を使用して自分のオーバーヘッドチャネルを送信する。オーバーヘッドチャネルは、１０２４チップ／スロットにわたって送信され、各チャネルは異なる符号でカバーされる。すべての遅延の影響を受けやすいパケットはオーバーヘッド間隔中に送信され、耐遅延性のトラフィックはＴＤＭ／ＯＦＤＭ部分で送信される。トラフィック間隔（すなわち、タイムスロットのＴＤＭ／ＯＦＤＭ部分）の間、各セクタは、単一のユーザによる送信をスケジュールする。

ＣＤＭタイムスロットだけを使用する端末では、モード２で動作するときには、（ゼロからカウントが開始する）ハーフスロットの間でさえも、すべてのチャネルがゲートオフされる。縮小されたパケットサイズで多少の符号化利得を保証するために、変更されたパケット構造が提供される。ＣＤＭタイムスロットだけを使用する端末では、ＣＤＭデータ伝送のために、ＣＤＭタイムスロットのオーバーヘッドチャネルで２スロットＲＲＩが提供される。モード２スロットの間の性能への影響を最小限に抑えるために、ＤＲＣチャネルおよびＤＳＣチャネルの利得および（タイムスロット数として測られる）長さが調整される。また、より短いＲＲＩを補償するために、ＣＤＭスロットのトラフィックチャネルにおいてＲＲＩチャネル電力も増大される。セクタ負荷に応じて、ペイロードが低減され、またはＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴが増大され得る。ペイロード低減またはＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴ増大は、フィルタリングされた上りアクティビティビット（ＦＲＡＢ；Filtered-Reverse-Activity-Bit）によって指示される。

モード１からモード２のＣＤＭトラフィックでは、フィルタリングされた上りアクティビティビット(ＦＲＡＢ）が低い場合、ＲＲＩチャネル電力が、ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴと共に増大される。ＦＲＡＢが高い場合、ＲＲＩチャネル電力は、ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴと共に低減される。この理由は、ＦＲＡＢが低い場合、ＲＲＩ対パイロット利得がより高くなることにある。同様の規則が、モード２からモード３、モード１からモード３の場合にも適用される。従来モードの動作（モード１のみ）では、モード２とモード３のスロット数を制限することによって損失が限定され得る。

モード２でのＴＤＭパケットパラメータの例を表４に示す。表４からわかるように、ＲＬデータ転送速度は、７６．８ｋｂｐｓから１８４３．２ｋｂｐｓまでの範囲に及ぶ。ペイロードサイズは、５１２ビットから１２２８８ビットまでの範囲に及ぶ。使用される変調の種類には、ＱＰＳＫ、８−ＰＳＫ、および１６−ＱＡＭが含まれる。１スロット当たりのＲＲＩチップ数は、トラフィックチャネル利得の関数として減少する。

表４
ＴＤＭ送信を用いる（モード２ではハイブリッドスロットのみで行われる）端末では、トラフィックチャネルは、ＣＤＭスロットの間に使用されるものと同一のデータチャネル構造を有する。データチャネルおよび補助パイロットチャネルは、電力割り振りに際してより高い柔軟性を提供するために、代替として符号分割多重化することもできる。この利点は、このような実施が、時分割多重化データおよびＲＲＩチャネルに比べて、より容易なことである。この欠点は、より高いピーク対平均電力比(ＰＡＲ；Peak-to-Average power Ratio）である。各端末は、最大達成可能データ転送速度を達成するようなやり方で、トラフィックチャネルを介してユーザデータを送信する。最大達成可能転送速度は、電力増幅器(ＰＡ；Power Amplifier）ヘッドルーム、およびバッファ中のデータ量に基づくものである。最大達成可能転送速度は、スケジューリング許可メッセージを介してＡＮから指示することができ、軟電力制御の機構を提供する。

図１３Ａから図１３Ｂに、２５％ＣＤＭ、７５％ＴＤＭ／ＯＦＤＭのＴＤＭであるモード３の１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す。図１３Ａには、アクティブＴＤＭユーザのＴＤＭパケットが示され、図１３Ｂには、アイドル状態のＴＤＭユーザのＴＤＭパケットが示されている。図１３Ａと１３Ｂの両方からわかるように、モード３では、スロットのＣＤＭ部分（２５％）の間にＣＤＭデータが伝送されず、オーバーヘッドチャネル（ＰＲ、ＡＣＫ、ＤＳＣ、ＤＲＣ、およびパイロットチャネル）だけが伝送される。言い換えると、ＣＤＭスロットだけを使用するＡＴでは、ユーザデータ伝送は行われない。これは、ＣＤＭ間隔にはスロットの２５％だけしか割り振られないため、モード３では、ＣＤＭ間隔中にＣＤＭデータの伝送に十分なエネルギーが利用できないからである。したがって、モード３は、ＣＤＭデータを送信する必要または要求がない場合に限って使用すべきである。

やはりモード３のＣＤＭ間隔に送信されないのが、モード２のＣＤＭ間隔の間に任意選択で送信されるＲＲＩチャネルである。モード３では、ＣＤＭ間隔中の任意選択伝送は、ＰＲチャネルおよびＡＣＫチャネルの送信である。モード３のオーバーヘッドチャネルの利得および長さは、モード２スロットに対する性能上の影響を最小限に抑えるように調整され得る。オーバーヘッドチャネルで失われるエネルギーは、オーバーヘッドチャネル利得を増大させることによって補償され得る。ＴＤＭ／ＯＦＤＭ伝送を使用している端末では、トラフィックチャネルは、モード２のトラフィックチャネルと同一であるが、（モード２における５０％に比べて、スロットの７５％がトラフィックデータに割り振られるため）モード３のトラフィックチャネルは、モード２に比べて、より高いデータ転送速度をサポートし得る。モード３伝送の主要な利点は、より高いピークデータ転送速度、すなわち、最大３．１Ｍｂｐｓまでがサポートされ得ることである。

モード３でのＴＤＭパケットパラメータの一例を表５に示す。表５からわかるように、ＲＬデータ転送速度は７６．５ｋｂｐｓから３０７２．０ｋｂｐｓまでの範囲に及び、ピークデータ転送速度の著しい増大を表している。ペイロードサイズは、５１２ビットから２０４８０ビットまでの範囲に及ぶ。使用される変調の種類には、ＱＰＳＫ、８−ＰＳＫ、および１６−ＱＡＭが含まれる。１スロット当たりのＲＲＩチップ数は、モード２と同様に、トラフィックチャネル利得の関数として減少する。

表５
任意選択のハイブリッドスロットが提供される前述の通信システムの実施形態において、ＡＮは、セクタ中のすべてのＡＴから、あるタイムスロットにおけるデータ送信の要求を受け取るように構成される。各ＡＴから要求メッセージを受信すると、ＡＮは、セクタ中の各ＡＴに、サブフレームベースで、データを送信する伝送モードを割り当てる。前述のように、モード選択はセクタに基づくものであり、すなわち、あるセクタ中のすべてのＡＴに同じモードが割り当てられ得る。割り当てられたモードまたはモードパターンは、このセクタ中のすべてのＡＴに事前に告知される。次いで、ＡＮ（またはＡＮ内のＲＬスケジューラ）は、送信をスケジュールし、すなわちどのＡＴに要求されたタイムスロットの間のデータ送信を許可するか決定する。ＡＮは、各ＡＴに、割り当てられた伝送モードを示すと共に、送信許可が付与されているＡＴを指定する許可メッセージを送信する。

ハイブリッドスロットが任意選択でスケジュールされる通信システムの実施形態において、モード１スロットでは、ＲＬオーバーヘッドチャネルとＲＬトラフィックチャネルの電力は一緒に制御される。モード２とモード３のスロットでは、オーバーヘッドチャネルとトラフィックチャネルの電力は別々に制御される。オーバーヘッドチャネル電力制御は、前述のように、内側ループと外側ループを使用して制御され、パイロットチャネルとオーバーヘッドチャネルの間の固定利得に基づくものである。内側ループは、セル間にまたがるダウンのＯＲである。外側ループでは、設定点は、利用可能な場合には、最善のＲＬ ＣＤＭトラフィックパケット誤り率(ＰＥＲ；Pccket Error Rate）を用いたＢＴＳ（セル）における目標ＤＲＣ消去率に基づくものである。ＰＣ（電力制御）設定点は、ＤＲＣ消去率が約２５％未満であり、かつＣＤＭデータパケットが正常に復号化される場合に低減される。ＰＣ設定点は、ＤＲＣ消去率が約２５％を上回り、またはパケット（ＣＤＭデータ）が正常に復号化されない場合には、増大される。当然ながら、２５％のパーセント範囲は、単に、一例として示すものにすぎず、また、ＤＲＣ消去率の他のパーセント値も使用され得ることを理解すべきである。ＤＲＣ消去率はフレームごとに更新され得る。ＣＤＭ伝送モードを使用する端末は、モード１スロット、モード２スロット、モード３スロットの間で切り替わり得る。ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴに適切な調整を行うことによって、移行にまたがって同じＰＣ設定点が維持され得る。

一実施形態では、モード割り当ておよびユーザスケジューリングに加えて、セクタ中の各ＡＴにおけるＭＡＣフローへのリソースの割り振りも、ＡＮから制御される。フローのリソース割り振りには、例えば、このＡＴにおけるこのフローでのＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴ、ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴｍａｘ、およびＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴｈｏｌｄの値を含むことができ、ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴ（トラフィック対パイロット電力比）は、ＡＴのトラフィックチャネルの送信電力とパイロットチャネルの送信電力の比である。このようにスケジュールされるリソース割り振り制御は、ＩＳ−８５６−Ａの一部であり、リソースの高速で、効率のよい利用、およびＱｏＳのための設計の容易さを可能にする。特に、ＡＮからＡＴ ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴ割り振りの制御を提供することによって、このようなスケジュールされたリソース割り振り制御は、各アクティブフローへのすべてのセクタリソースの高速な割り振りまたは再割り振りを可能にする。

この実施形態において、ＡＴからの要求メッセージは、あるタイムスロットにおけるデータ送信要求に加えて、このＡＴ内のＭＡＣフローにリソースを割り振ることを求める割り振り要求も含む。各割り振り要求パケットは、ＡＴにおける各ＲＬ ＭＡＣフローに関する情報を含む。

図１４に、ＡＴのＭＡＣフローでのスケジュールされたリソース割り振り制御を提供する実施形態における、要求パケットフォーマットを示す。要求パケットの第１バイトは、要求メッセージヘッダを含む。要求メッセージヘッダの最初の４ビットは、最大対応可能ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴ、すなわちヘッドルームに関する情報を提供する。要求メッセージヘッダの次の４ビットは、現在の要求パケット中のＭＡＣフローの数Ｎを提供する。次いで、各ＭＡＣフロー（ＭＡＣフロー１、ＭＡＣフロー２、・・・）ごとの要求が、交互に連続して続く。各ＭＡＣフロー要求は２バイトを占め、このうちの最初の４ビットはＭＡＣフロー要求のＭＡＣフローＩＤを提供し、次の４ビットは待ち行列長さを提供し、次の４ビットは限界待ち行列長さ（critical queue length）を提供し、最後の４ビットは限界期限（critical deadline）を提供する。

ＡＴは、送出すべきトラフィックデータがあり、以下の条件のいずれかが満たされる場合に限って、要求パケットを送出する。

１）最後の要求パケットから最小数Ｎ_ｍｉｎのビットが送信されている、または
２）最後の要求パケットが送信されてから所定の時間間隔Ｔ_ｍａｘが経過している、すなわち、どんな要求パケットも送信せずに所定の時間間隔が経過している。

条件１）は、要求パケットがあまりにも頻繁に送信されないように、すなわち、最後の要求以来十分なデータが流れているようにしようとするものである。条件２）は、要求パケットがあまりにもまれにしか送信されないことがないように、すなわち、要求パケットが、少なくともＴ_ｍａｘごとに１回送出されるようにしようとするものである。ＡＴは、トラフィックチャネルデータ上に要求パケットを乗せて運ぶ。要求は、高速送信のために電力増強され得る。

一実施形態では、上記条件ａ）のＮ_ｍｉｎは以下によって与えられる。

式中、ＲｅｑＲａｔｉｏは、要求ビットとトラフィックビットの所望の比を表し、ＲｅｑｕｅｓｔＰｋｔＳｉｚｅの大きさは、要求中のフロー数によって変化する。ＲｅｑＲａｔｉｏは、要求メッセージによって生じるオーバーヘッドが大きくなりすぎないように、すなわち、送信されるものの大部分が要求ビットではなくトラフィックビットからなるように選択される。

リソース割り振り要求を含む要求パケットを送出することに加え、ＡＴからの要求機構は、ＡＴからＡＴへのＲＬチャネル品質情報の送信を含む。ＡＴは、前述のように、機会レベルを決定することによってＲＬチャネル品質情報を生成する。上記の段落９６から９９で詳細に説明したように、機会レベルは、過去ｋスロットにわたってフィルタリングされたパイロット信号のエネルギーと、このパイロット信号の瞬間エネルギー（すなわち、ｎ番目のタイムスロットの間のパイロット信号のエネルギー）の比が、閾値を上回るよう求めることによって決定される。

一実施形態では、機会レベルは、以下の閾値を用いて、上記表３に記載するように定義される。

機会レベル０（「データなし」）の場合、Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）はＦｉｌｔ＿Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）を約３ｄＢ上回る。

機会レベル１（「データあり」）の場合、Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）はＦｉｌｔ＿Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）から約３ｄＢ以内である。

機会レベル２（「データあり」、チャネル条件「良好」）の場合、Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）はＦｉｌｔ＿Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）を約３ｄＢ超下回る。

機会レベル３（「データあり」、チャネル条件「非常に良好」）の場合、Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）はＦｉｌｔ＿Ｔｘ＿Ｐｉｌｏｔ（ｎ）を約６ｄＢ超下回る。

上記の閾値レベル（３ｄＢおよび６ｄＢ）は説明のための例示的値であり、前述の通信システムの他の実施形態は異なる閾値レベルを持ち得ることを理解すべきである。また、上記の例では３である機会レベルの数も、本特許で説明する通信システムの他の実施形態では異なり得る。

ハイブリッドモードが提供される一実施形態では、ＲＬチャネル品質情報は、上りチャネル品質指示チャネル(Ｒ−ＣＱＩＣＨ；Reverse Channel Quality Indicator Channel）チャネルを介して送信され得る。この実施形態では、ＲＬチャネル品質情報は、ＡＮによってハイブリッドスロットがスケジュールされるときに限ってＡＴからＡＮに送信される。各機会レベルは、Ｒ−ＣＱＩＣＨチャネル上で、ＱＰＳＫ変調を使用して送信される。

ＭＡＣフロー要求メッセージおよび（ハイブリッドモードがスケジュールされるときに限り）Ｒ−ＣＱＩＣＨチャネルを介して送信される機会レベルの受信に応答しての、ＡＮからの許可機構には、ａ）（前述のように）伝送モードを割り当てること、２）要求パケットの受信に応答してリソース割り振り許可メッセージを生成し、送信すること、および３）（ＴＤＭトラフィックのために）ハイブリッドスロットのＴＤＭ／ＯＦＤＭ部分での個別ユーザ許可を生成し、送信することが含まれる。

ＣＤＭトラフィックのリソース割り振り許可メッセージをスケジュールするときに、この許可メッセージは、サービス提供セクタからこれのＡＴに、ＦＬトラフィックチャネル上で送信される。許可メッセージのタイミングおよび内容は、ＡＮスケジューラによって決定される。許可メッセージは、１つまたは複数のＡＴのための「許可」を含み、個別ＡＴへの許可は、このＡＴ内の１つまたは複数のＭＡＣフローのためのリソース割り振りを含む。フローのリソース割り振りは、このフローでのＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴ、ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴｍａｘ、およびＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴｈｏｌｄの値を含む。ＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴｈｏｌｄは、この後の許可までＴＯＲＡＦＦＩＣ ＴＯ ＰＩＬＯＴ割り振りを固定するのに使用され得る。この許可メッセージは、特定のフローの新しい状態変数およびパラメータ値を含む。許可メッセージを受信すると、ＡＴは、これのＲＬＭＡＣ状態変数およびパラメータを、適切なフローごとにそれぞれの受け取られた値で上書きする。許可メッセージは、マルチユーザパケットまたは制御チャネルを介して送信され得る。マルチユーザパケットに埋め込まれるときには、この許可メッセージに関連付けられたペイロードを参照するために、このマルチユーザパケットのＭＡＣヘッダで予約されたＭＡＣ＿ＩＤが使用される。

機会レベルの受信に応答して生成される、ハイブリッドスロットのＴＤＭ／ＯＦＤＭ部分でのユーザ許可は、ＦＬ ＰＧＣＨ（パケット許可チャネル；Packet Grant Channel）を介して送信される。ＴＤＭトラフィックのＰＧＣＨは、信頼度向上のために２スロットにわたって繰り返される。図１５に、ＰＧＣＨの符号化、変調および拡散を示す、ＰＧＣＨの構造を図示する。誤り検出符号器７０２は、ＣＲＣ符号器とすることができる。畳み込み符号器７０４は、制約長さ（Ｋ）９を有する。図示の実施形態では、１／４の畳み込み符号率が使用される。ブロック７０６で、畳み込み符号器７０４の中から合計４シンボルがパンクチャされる。パンクチャリング操作からのシンボルは、ブロックインターリーバ７０８によってブロックインターリーブされる。ブロックインターリーバ７０８の中からの合計１２８シンボルがＱＰＳＫ変調器７１０を使用して変調され、次いで、ＩストリームとＱストリームに分割され、Ｗ_７ ^８符号によって拡散される。拡散操作の中から合計５１２チップがスロット中の５１２ＭＡＣチップにマップされる。代替の手法では、ＰＧＣＨが、図３と併せて前述したように、３元モード符号付オン／オフ変調を使用して、ＲＰＣチャネルの直交分岐上を介して伝えられる。

流れ図は、理解のために順番に描かれているが、実際の実装においては、いくつかのステップは、並列に実行され得ることが理解されるであろう。

情報および信号は、多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表され得ることが理解されるであろう。例えば、上記の説明全体で参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光の場または粒子、あるいはこれらの任意の組み合わせで表され得る。

さらに、本明細書で開示する実施形態との関連で説明される様々な例示的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両者の組み合わせとして実施され得ることも理解されるであろう。このハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に示すために、以上では、様々な例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、一般に、これらの機能の観点から説明している。このような機能がハードウェアとして実施されるか、それともソフトウェアとして実施されるかは、個々の用途およびシステム全体に課される設計制約条件に左右されるものである。当分野の技術者であれば、個々の用途ごとに様々なやり方で前述の機能を実施し得るが、このような実施上の判断は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。

本明細書で開示する実施形態と関連して説明される様々な例示的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ；Digital Signal Processor）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ；Field Programmable Gate Array）または他のプログラム可能論理回路、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成部品、または本明細書で説明される諸機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせを用いて実施され、または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることもできるが、代替として、このプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態マシンとすることもできる。また、プロセッサは、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと結合した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは他の任意のこのような構成としても実施され得る。

本明細書で開示する実施形態との関連で説明される方法またはアルゴリズムの諸ステップは、直接ハードウェアとして、プロセッサによって実行可能なソフトウェアモジュールとして、または両者の組み合わせとして実施され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当分野で知られている他の任意の形の記憶媒体に存在し得る。記憶媒体の一例は、プロセッサがこの記憶媒体から情報を読み出し、この記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体化することもできる。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣに存在し得る。ＡＳＩＣは、ユーザ端末に存在し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末にディスクリート部品としても存在し得る。

開示の実施形態の以上の説明は、任意の当分野の技術者が本発明を実施または使用することを可能にするために示すものである。当分野の技術者には様々な変更が容易に明らかになるはずであり、本明細書で定義する一般原理は、各実施形態の範囲を逸脱することなく適用され得る。ゆえに、本発明は、本明細書に示す実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴と整合性を有する最大限の範囲と一致すべきものである。

本特許文書の開示の一部は、著作権保護を受けるべき資料を含む。著作権所有者は、これが特許庁の特許ファイルまたは記録に公表されている場合には、この特許文書または特許開示がファックス複製されることに異存はないが、そうでない場合には、どんなものであれ、すべての著作権を確保するものである。

読者の便宜のために、以下に、アルファベット順の頭字語リストを示す。

頭字語リスト
ＡＰ アクセスポイント
ＡＣＫ 肯定応答
ＡＲＱ 自動再送信要求
ＡＳＩＣ 特定用途向け集積回路
ＢＰＳＫ 二相位相変調
ＣＤＭＡ 符号分割多重接続
ＣＲＣ 巡回冗長検査
ＤＲＣ チャネルデータ要求メッセージ
ＤＲＣ データ要求チャネル
ＤＳＰ ディジタル信号プロセッサ
ＥｃｐＩＮｔ １チップ当たりのエネルギー対雑音干渉比
ＦＤＭＡ 周波数分割多重接続
ＦＰＧＡ フィールドプログラマブルゲートアレイ
ＦＲＡＢ フィルタリングされた上りアクティビティビット
ＦＴＰ ファイル転送プロトコル
ＧＯＳ サービス程度
ＨＤＲ 高データ転送速度
ＬＡＣ リンクアクセス制御
ＭＡＣ 媒体アクセス制御チャネル
ＭＯＤ 変調器
ＭＳＢ 最上位ビット
ＮＡＣＫ 非サービス提供アクセスポイント
ＯＦＤＭ 直交周波数分割多重化
ＯＬ 機会レベル
ＯＳＩ 開放型システム間相互接続
ＰＣ パイロットチャネル
ＰＥＲ パケット誤り率
ＰＧＣＨ パケット許可チャネル
ＰＮ 擬似雑音
ＰＲ パケットレディ
ＰＳＴＮ 公衆交換電話網
ＱｏＳ サービス品質
ＱＰＳＫ 四相位相変調
ＲＡ 上りアクティビティ
ＲＬＰ 無線リンクプロトコル
ＲＯＴ ライズオーバーサーマル
ＲＰＣ 上り電力制御チャネル
ＲＲＩ 上り転送速度指示
ＳＤ スケジューリング決定
ＳＩＮＲ 信号対干渉雑音比
ＴＤＭＡ 時分割多重接続
３ＧＰＰ 第３世代パートナーシッププロジェクト

上りまたは下りリンクを介してデータ伝送を提供することのできる通信システムを示す概念的ブロック図である。 ＦＬ波形を示す図である。 下り電力制御チャネルを介して電力制御コマンドおよびパケット許可コマンドを伝える方法を示す図である。 ＲＬ上で送信される信号を生成するアーキテクチャを示す図である。 ＲＬ上で送信される信号を生成するアーキテクチャを示す図である。 ＲＬ上で送信される信号を生成するアーキテクチャを示す図である。 各ハーフスロットの最後でオーバーヘッドチャネルバーストが送信される実施形態における、１タイムスロットにわたるＲＬ波形を示す図である。 上り転送速度指示（ＲＲＩ；Reverse Rate Indicator）チャネルおよび上りトラフィックチャネルが、一意のウォルシュ符号でカバーされて同時に送信される実施形態における、１タイムスロットにわたるＲＬ波形を示す図である。 オーバーヘッドチャネルおよび上りトラフィックチャネルが時分割多重（ＴＤＭ）技術を用いて送信される実施形態における、１タイムスロットにわたるＲＬ波形を示す図である。 ＲＬデータ送信を示す図である。 ＲＬデータ再送信を示す図である。 加入者局を示す図である。 制御装置およびアクセス端末を示す図である。 モード設定がサブフレームごとに変更され得る伝送を示す図である。 １タイムスロット全体がＣＤＭである伝送モード（「モード１」）における、１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す図である。 １タイムスロット全体がＣＤＭである伝送モード（「モード１」）における、１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す図である。 １タイムスロット内でＣＤＭモードとＴＤＭ／ＯＦＤＭモードが時分割多重化されるハイブリッド伝送モード（「モード２」）における、１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す図である。 １タイムスロット内でＣＤＭモードとＴＤＭ／ＯＦＤＭモードが時分割多重化されるハイブリッド伝送モード（「モード２」）における、１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す図である。 １タイムスロット内でＣＤＭモードとＴＤＭ／ＯＦＤＭモードが１：３の割合で時分割多重化されるＴＤＭであるハイブリッド伝送モード（「モード３」）における、１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す図である。 １タイムスロット内でＣＤＭモードとＴＤＭ／ＯＦＤＭモードが１：３の割合で時分割多重化されるＴＤＭであるハイブリッド伝送モード（「モード３」）における、１サブフレームにわたるＲＬ波形を示す図である。 ＡＴにおけるＭＡＣフローでのスケジュールリソース割り振り制御を可能にする実施形態における要求パケットフォーマットを示す図である。 パケット許可（ＰＧ）チャネルの構造を示す図である。

Claims (14)

1. 複数の多重アクセス伝送モードの各々においてデータを伝送するように動作可能なアクセス端末（ＡＴ）であって、該アクセス端末は、
   プロセッサと、そして
   該プロセッサに結合されたモード選択部とを備え、
   該アクセス端末は、フレーム内の複数の伝送タイムスロットの１つに関し、複数の多重アクセス伝送モードのうちの１つの選択を指示する信号を受信するように、そして該伝送タイムスロットの期間において該選択された多重アクセス伝送モードでデータを伝送するように構成され、
   該複数の多重アクセス伝送モードはハイブリッド多重アクセス伝送モードを含み、ここにおいて単一の伝送タイムスロットの一部の期間においてデータは符号分割多重であり、そして該単一の伝送タイムスロットの残りの部分の期間において、データは時分割多重または直交周波数分割多重の何れかである、
   アクセス端末。
2. 該複数の多重アクセス伝送モードは、全体の該伝送タイムスロットの期間においてデータが符号分割多重である多重アクセス伝送モードを含む、
   請求項１のアクセス端末。
3. 該アクセス端末は該伝送タイムスロットの上記一部の期間において遅延の影響を受けやすいデータを送信するように、そして該伝送タイムスロットの上記残りの部分の期間において耐遅延性データを送信するように動作可能である、
   請求項１のアクセス端末。
4. 該アクセス端末は該伝送タイムスロットの上記一部の期間において該符号分割多重オーバーヘッドチャネルを送信するように、該伝送タイムスロットの上記残りの部分において時分割多重データを送信するように動作可能である、
   請求項１のアクセス端末。
5. 該アクセス端末はさらにアクセスネットワークに対し伝送タイムスロットにおいてデータを伝送する要求を伝送するように、そして該要求に従い該伝送タイムスロットにおいてデータを伝送する許可を該アクセスネットワークから受信するように構成される、
   請求項１のアクセス端末。
6. 該アクセス端末はアクセスネットワークから該信号を受信するようにさらに構成される、
   請求項１のアクセス端末。
7. データを伝送する方法であって、
   複数の多重アクセス伝送モードから選択された多重アクセス伝送モードを指示する信号を受信し、そして
   フレーム内の複数の伝送タイムスロットの１つ期間において該選択された多重アクセス伝送モードにおいてデータを伝送することを含み、
   該複数の多重アクセス伝送モードはハイブリッド多重アクセス伝送モードを含み、ここで単一の伝送タイムスロットの一部の期間においてはデータは符号分割多重であり、そして該単一の伝送タイムスロットの残りの部分の期間においてはデータは時分割多重または直交周波数分割多重の何れかである、
   方法。
8. 該複数の多重アクセス伝送モードは、全体の該伝送タイムスロットの期間において該データが符号分割多重である多重アクセス伝送モードを含む、
   請求項７の方法。
9. 信号を受信することはアクセスネットワークから信号を受信することを含む、
   請求項７の方法。
10. アクセスネットワークに対し該伝送タイムスロットにおいてデータを伝送する要求を伝送し、そして
    該要求に従い該伝送タイムスロットにおいてデータを伝送する許可を該アクセスネットワークから受信することをさらに含む、
    請求項７の方法。
11. 該要求を伝送することは各アクセス端末において該伝送タイムスロットに関する機会レベルを決定し、そして該機会レベルを伝送することを含む、
    請求項１０の方法。
12. データを伝送する装置であって、
    複数の多重アクセス伝送モードから選択された多重アクセス伝送モードを指示する信号を受信する手段、そして
    フレーム内の複数の伝送タイムスロットの１つ期間において該選択された多重アクセス伝送モードにおいてデータを伝送する手段を含み、
    該複数の多重アクセス伝送モードはハイブリッド多重アクセス伝送モードを含み、ここで単一の伝送タイムスロットの一部の期間においてはデータは符号分割多重であり、そして該単一の伝送タイムスロットの残りの部分の期間においてはデータは時分割多重または直交周波数分割多重の何れかである、
    装置。
13. コンピュータ実行可能命令に関するプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体であって、該命令は、
    コンピュータ上で実行された場合にコンピュータに、複数の多重アクセス伝送モードから選択された多重アクセス伝送モードを指示する信号を受信させ、そして
    フレーム内の複数の伝送タイムスロットの１つ期間において該選択された多重アクセス伝送モードにおいてデータを伝送させるように動作させ、
    該複数の多重アクセス伝送モードはハイブリッド多重アクセス伝送モードを含み、ここで単一の伝送タイムスロットの一部の期間においてはデータは符号分割多重であり、そして該単一の伝送タイムスロットの残りの部分の期間においてはデータは時分割多重または直交周波数分割多重の何れかである、
    コンピュータ可読媒体。
14. 通信システムであって、
    複数の多重アクセス伝送モードから多重アクセス伝送モードを選択するように、複数のアクセス端末の少なくとも１つに該選択された多重アクセス伝送モードを指示する信号を同報送信するように、そして該選択された多重アクセス伝送モードにおける該アクセス端末の１つからフレーム内の複数の伝送タイムスロットの１つにデータの伝送をスケジュールするように、構成されたアクセスネットワークを含み、
    該複数の多重アクセス伝送モードはハイブリッド多重アクセス伝送モードを含み、ここで単一の伝送タイムスロットの一部の期間においてはデータは符号分割多重であり、そして該単一の伝送タイムスロットの残りの部分の期間においてはデータは時分割多重または直交周波数分割多重の何れかである、
    通信システム。

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