JP4971514B2

JP4971514B2 - 基本チャンネルの送信パワー測定値を使用して好ましい補助チャンネル伝送スロットを予測する方法および装置

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Description

本発明は無線通信に関する。特に、本発明は基本チャンネルと関連して使用される補助チャンネルに必要なパワー制御を予測する方法および装置に関する。

伝統的に、無線通信システムは種々のサービスをサポートするために必要とされる。そのようなシステムの一つは符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）システムであり、それは“デュアルモード広帯域拡散スペクトルセルラシステム用のＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局適合標準規格”（以下ＩＳ−９５という）と一致している。ＣＤＭＡ技術の使用は米国特許第４，９０１，３０７号明細書、同第５，１０３，４５９号明細書および米国特許出願０９／３８２，４３８号明細書に記載されており、本明細書において参考文献とされる。

さらに、最近では、上述のＣＤＭＡシステムのような無線システムは無線音声およびデータ通信の両方を行うようなハイブリッドサービスを提供する。このようなサービスの実行に適合するために、国際通信ユニオンは無線通信チャンネルで高レートデータサービスおよび高品質音声サービスを行うための提案された標準規格にしたがうことをリクエストしている。予備的な提案は通信工業会から“ｃｄｍａ２０００ＩＴＵ−ＲＲＴＴ候補サブミッション”として発行され、ここで参考文献とされ、以下単にｃｄｍａ２０００と呼ぶ。基本および補助チャンネルにより非音声データを伝送する種々の方法がｃｄｍａ２０００中に開示されている。

ＣＤＭＡシステムにおいて、ユーザは１以上の基地局を通ってネットワークと通信する。例えば遠隔局（ＲＳ）のユーザは無線リンクを介して基地局（ＢＳ）にデータを送信することによってインターネットのような地上ベースのデータソースと通信することができる。ＲＳとＢＳとの間のリンクは通常逆方向リンクと呼ばれている。ＢＳはデータを受信し、それを基地局制御装置（ＢＳＣ）を介して地上ベースのデータネットワークに転送する。データがＲＳからＢＳへ送信されるとき“順方向リンク”で送信される。ＣＤＭＡＩＳ−９５システムにおいては、順方向リンク（ＦＬ）と逆方向リンク（ＲＬ）は別々の周波数を割当られる。

遠隔局は通信中に少なくとも１つの基地局と通信する。しかしながらＣＤＭＡのＲＳはまた、ソフトハンドオフ中のように同時に多数のＢＳと通信することができる。ソフトハンドオフは前の基地局との古いリンクが遮断される前に、新しい基地局と新しい順方向リンクと逆方向リンクを設定するプロセスである。ソフトハンドオフは、呼がシステムから不注意で遮断された場合のような呼のドロップの確率を最小にする。ソフトハンドオフ処理中にＲＳと１以上のＢＳとの間の通信を行う方法および装置は本出願人の米国特許第５，２６７，２６１号明細書に記載されており、本明細書において参考文献とされる。

無線データ応用に対する需要は増加しているため、非常に効率の高い音声およびデータ無線通信システムに対する必要性が著しく増加している。固定されたサイズのコードチャンネルフレームでデータを送信する１つの方法は、本出願人の米国特許第５，５０４，７７３号明細書に記載されており、本明細書において参考文献とされる。ＩＳ−９５標準規格にしたがって、非音声および音声データは１４．４Ｋｂｐｓの高いデータレートで２０ミリ秒の広さのコードチャンネルフレームに区分される。

音声サービスと音声データサービスとの大きな相違は、音声サービスが厳密な固定遅延要求を有することである。典型的に、音声サービスの全体として１方向遅延は１００ミリ秒より小さい必要がある。それと対照的に、選択的に計画されたデータサービスの遅延は１００ミリ秒より大きくてもよく、通信システムの効率を最適にするように使用されることができる。例えば比較的長い遅延が必要であるエラー補正コード技術がデータサービス伝送に使用されることができる。

データ伝送の品質および効率を測定するパラメータには、データパケットを転送するために必要な伝送遅延およびシステムの平均スループットが含まれる。上述のように伝送遅延は、それが音声または音声・データ通信に対するときデータまたは“非音声”において同じインパクトを有しない。さらに、遅延は、それらが通信システムの品質の測定の重要な計量であるために無関係ではない。平均スループットレートは通信システムのデータ伝送能力の効率を反映している。

さらに、無線通信システムにおいては、容量は、信号の送信エネルギが最小値に維持され、その一方で信号に対する品質性能要求を満足させるときに最大にされる。すなわち、送信された音声・データまたは非音声データの品質は、受信されたとき著しい劣化を受けることはできない。受信された信号の品質の一つの尺度は受信機における搬送波対妨害比（Ｃ／Ｉ）である。すなわち、受信機において一定のＣ／Ｉを維持する送信パワー制御システムを提供することが好ましい。そのようなシステムは本出願人の米国特許第５，０５６，１０９号明細書に記載されており、ここで参考文献とされる。

セルラシステムにおいて、任意の所定のユーザのＣ／Ｉはカバー領域内のＲＳの位置の関数であることはよく知られている。所定レベルにサービスを維持するためにＴＤＭＡおよびＦＤＭＡシステムは周波数再使用技術、すなわち全ての周波数チャンネルおよび／または時間スロットが各基地局で使用されるのではない技術に頼っている。ＣＤＭＡシステムでは、同じ周波数チャンネル割当がシステムの全てのセルで再使用され、それによって全体の効率が改善される。ＲＳと関係するＣ／Ｉは、基地局からユーザのＲＳまでの順方向リンクをサポートできる情報レートを決定する。無線通信システムにおける高速デジタルデータ伝送のための例示的なシステムは、本出願人の米国特許出願０８／９６３，３８６号明細書に記載されており、本明細書において参考文献とされる。

ＲＳと関係するＣ／Ｉは順方向リンクでサポートされることのできる情報レートを決定するから、使用された各周波数チャンネルに対する送信情報とＣ／Ｉの履歴情報を知ることは有効である。この情報は通常ＲＳで収集され、ＢＳにメッセージとして送られる。しかし、このメッセージは高価なシステムリソースを使用する。本発明で必要なことはそのようなメッセージに対する要求をなくすことである。第１のチャンネルにおけるＢＳ送信パワーレベルは第２のチャンネルにおける付加的なデータの送信に対して好ましいスロットを予測するために使用されることができる。

簡潔に述べると、本発明は、無線通信サービスに対する増加する需要により提供された新しい技術的問題を解決する。本発明は、音声・データ通信に関連して送信される非音声データに対して好ましい送信“スロット”を選択する方法および装置に関する。非音声データに対して好ましいパワーレベルおよび送信レートを反映して、スロットは基地局により遠隔局に送信された音声・データに対する送信パワーレベルに基づいて選択される。

１実施形態において、本発明は無線通信システムで使用される補助チャンネルにおいて非音声データを送信するための好ましいスロットを予測する方法を提供する。一般的に説明すると、基地局によって送信された音声・データ信号の品質を反映する測定基準値が遠隔局で測定される。１以上の測定基準値または受信された信号の品質を表す値は遠隔局から基地局へメッセージとして送られる。所望ならば、基地局はメッセージまたは値を考慮して音声・データ送信パワーを調整してもよい。同時に、順方向リンクの音声・データ送信パワーのレベルが基地局において監視される。音声・データは第１のチャンネル、詳しく説明すれば基本チャンネルと呼ばれるチャンネルを使用して遠隔局に送信される。

１実施形態において、ダイナミックな送信パワー値が第１のチャンネルで送信された種々の音声・データ送信パワーレベルを使用して計算される。その後、この値は付加的なデータを送信するために所望のスロットを選択するのに使用される。この付加的なデータは、付加的なデータを送信するための所望の送信パワーレベルおよびデータレートを使用して補助チャンネルのような第２のチャンネルで送信され、その第２のチャンネルは共用されても、共用されなくてもよい。

別の実施形態において、本発明は、デジタル信号処理装置によって実行可能なデジタル情報を含む製造製品を提供する。さらに別の実施形態において、本発明は、本発明の方法を実施するために使用される装置を提供する。この装置は、遠隔局と、少なくとも１つの基地局とを含み、その基地局は、特に、情報信号を遠隔局と通信するために使用されるトランシーバを有している。明らかに、信号を受信するために遠隔局もまた基地局と通信するように結合されたトランシーバを有している。この装置はまた、マイクロプロセッサまたは用途特定集積回路（ＡＳＩＣ）のような少なくとも１つのデジタルデータ処理装置を備え、それはネットワークまたはそのコンポーネント部分の１つに結合されて通信を行う。

本発明は多くの利点を提供する。利点の１つは、音声・データに対して基地局位置における送信されたパワーに基づいて補助チャンネルのパワー制御が設定されることができることである。別の利点は本発明が通信ネットワークにより現在得られるシステムリソースコストを減少させることである。これらのネットワークは遠隔局で受信された補助チャンネル信号の品質に関する遠隔局から受信されたメッセージに依存する。さらに別の利点は、本発明が、音声・データに対する基地局の履歴的な送信パワーレベルを使用して非音声データを伝送するチャンネルの好ましい送信タイムスロットを選択することが可能であることである。本発明はまた、その他の多くの利点および効果を有しており、それらは以下の詳細な説明を参照することによって明らかになるであろう。

本発明による送信パワーの時間に関する変動を示すグラフおよび本発明の１実施形態による好ましい補助チャンネル送信パワーを示すグラフ。本発明の１実施形態による動作シーケンスを示すフローチャート。本発明にしたがって使用される移動局に対する一般的な構成のブロック図および本発明にしたがって使用される一般的なチャンネル構造のブロック図。本発明にしたがって使用されるデジタル信号処理装置のハードウェアコンポーネントおよび相互接続のブロック図。図４に示され、本発明にしたがって使用される変調器526 のハードウェアコンポーネントおよび相互接続のブロック図。本発明にしたがって使用される基地局のデジタル信号処理装置のハードウェアコンポーネントおよび相互接続の一部分のブロック図。図６に示され、本発明にしたがって使用される復調器604 のハードウェアコンポーネントおよび相互接続のブロック図。本発明によるデジタルデータ記憶媒体の例示的実施形態の説明図。

詳細な説明

本発明の特徴、目的および利点は、以下の詳細な説明および添付図面から当業者に明らかになるであろう。なお、図面において同じ参照符号は同じ部分を一貫して示している。
図１乃至８は、本発明の種々の方法および装置の例示的な形態を示している。説明を容易にするために、装置の例は、種々のハードウェアコンポーネントおよび相互接続によって実例として示されることのできる信号処理装置に関連して説明されているが、それに制限されない。当業者は、以下の説明からこれらの信号処理装置に対する別の構成を認識するであろう。

［動作］
ＩＳ−９５は、８つまでの順方向リンクおよび８つまでの逆方向リンクを使用して基地局（ＢＳ）が遠隔局（ＲＳ）と通信することを可能にすることによりデータの媒体データレート（ＭＤＲ）伝送をサポートする。さらに進歩したものは、いくぶん類似したシステムを使用してさらに高いデータレート（ＨＤＲ）の伝送を可能にする。一般に、通信の品質を維持するために必要とされる最も低い可能なパワーレベルでデータが送信された場合、それはＢＳとＲＳとの間でさらに効率的に通信されることができる。

音声・データの伝送は一般に、基地局と通信している非常に多くの相関しないユーザと、ＲＦ容量およびＲＦ安定性の両者を平衡にする良好な動作のマルコフ音声統計とに依存している。これらの多数の相関しないユーザは、予測可能に静的で対数正規曲線の順方向リンクＲＦ送信パワー分布を生じさせる。この順方向リンクＲＦパワー予測能力がないと、順方向リンクパワー制御および移動体支援ハンドオフは不安定なものとなる。

しかしながら、インターネットからのデータのダウンロードのような非音声データ伝送もまた機能しない。データトラフィックはバーストで入って来くることが多く、その結果、比較的長期間の最小レート伝送により後続される比較的長期の最大レート伝送を生じさせる。ＭＤＲおよびＨＤＲネットワークの出現により、これらの結果が表明されることがはるかに多くなっている。相関した音声リンクとは異なり、これらのリンクは最大レートと最小レートとの間で同時に切替わり、また同時にパワー制御を切替える。これは、順方向リンクパワー分布を全体として明らかに非定常的で正規曲線でないものにする。

典型的な通信ネットワークにおいて、ＲＳユーザは彼等が通信している基地局に関する彼等の位置に応じて異なった無線周波数（ＲＦ）要求を有している。ユーザのＲＦ環境が悪くなると、それだけ一層、基地局が固定量のデータを伝送するために必要とするパワーが多くなる。したがって、悪いＲＦ環境下のユーザのほうがネットワーク容量をより多く使用する。異なった物理的位置のユーザは、たとえば、あるユーザは建造物のＲＦシャドウ中に入り、一方別のユーザは樹木のＲＦシャドウに入っている等、異なったフェーディング条件下に置かれる。これらの条件は受信される信号の強度を低下させ、その結果、受信される信号の品質はフェードが発生しなかった場合よりも低くなる。フェーディングを克服するために、送信パワーが増加されてもよい。

図１のＡに示されているように、ＢＳからＲＳに伝送された音声データに対する送信パワーレベルは時間と共に変化する可能性がある。たとえば、時間102 において、音声・データをＢＳからユーザ＃１に送信するために使用されるパワーレベルは最大である。時間104 において、ユーザ＃２に音声・データを送信するために必要とされるパワーレベルは最小である。時間106 では、ユーザ＃１および＃２に対する平均音声・データ送信パワーレベルは最小である。本発明の１実施形態において、図１のＢに示されているスロット108 は、ユーザ＃２のデータチャンネルで付加的なデータを送信するのに好ましい時間、すなわちスロットである。この決定は、基地局で測定された音声・データ送信パワーレベルを使用して行われる。第２のチャンネルでユーザに送信される非音声データを、第１のチャンネルでの音声・データ伝送に対して予測されたＢＳパワーレベルに基づいて選択することにより、全体的なデータスループットが最大化すると共に、第２のチャンネルに関しては品質測定値をメッセージとしてＲＳからＢＳに送信する必要がなくなる。

この基本的な方法により、音声・データ伝送の（１）最小帯域幅、（２）最大遅延ウインドウおよび（３）所定のデータレートが確実に保証される。しかしながら、非音声・データのユーザの通信品質要求は一般にあまり厳しくないので、送信データレートは変えられることが可能である。しかしながら、本発明は非音声・データ送信に対してのみ使用されることもできる。この実施形態では、非音声・データは、１以上の順方向リンクチャンネルを使用して、全体的に固定した総送信パワーで通信される。この通信は、送信パワーレベルが総許容送信パワーレベルより確実に低くなるデータレートで送信される。これは、送信するために最初に全レートの基本チャンネルを使用し、その後補助チャンネルを追加することによって行われる。補助チャンネルで送信するために使用される送信パワーは、基本チャンネルでの送信に対してＢＳで測定された送信パワーから決定される。とにかく、非音声・データを送信するために使用されるチャンネルに対する送信パワーレベルの総計は総許容送信パワーより低い値になる。

図２は、ＣＤＭＡネットワークにおいて使用されている本発明の１実施形態に対する方法ステップ200 を反映したフローチャートである。この方法はステップ302 においてスタートし、タスク304 においてＢＳからＲＳにデータ信号が送信される。上述したように、この送信されたデータは、ここでは基本チャンネルとも呼ばれる第１のチャンネルで送信される音声および、または非音声データを含んでいてもよい。第１のチャンネルは、高レベルのデータおよびパワー制御情報の組合せをＢＳからＲＳに送る順方向リンクチャンネルの一部分である。第２のチャンネルは、第１のチャンネルと共に動作する順方向リンクチャンネルの一部分またはデータ伝送サービスを増加させるための順方向専用制御チャンネルである。第２のチャンネルは一般に補助チャンネルと呼ばれているが、しかし専用基本チャンネルであることができる。

音声・データ送信送が行われると、その送信を受信したＲＳは、受信された通信の品質を反映する予め選択された測定規準を測定する。これらの測定規準は、ビットエラーレートおよび別の一般に使用されている測定規準を含むことができる。受信された信号の品質が低下するか、あるいは低いままである場合、タスク308 においてＲＳは代表的な値をメッセージとしてＢＳに送る。このメッセージにより、第１のチャンネルで送信されたデータに対する送信パワーの増加、減少または無変化が必要であることが示されることができる。必要とされた場合、タスク310 において送信パワーレベルは調節されることができる。

ＢＳが基本チャンネルでデータを送信すると、タスク312 において送信パワーレベルはＢＳにおいて監視される。タスク314 において、総送信レベルおよび分布を反映するダイナミックな値が決定される。この実施形態において、ダイナミックな値は瞬時平均送信パワーレベルを反映してもよい。別の実施形態において、ダイナミックな値は第１のチャンネルの送信に対して時間的に選択された点で最低の送信パワ−をそのダイナミック値が表しているかぎり、技術的に知られている多くの方法で決定されてもよい。タスク316 において、これらのダイナミックな値を使用して、第２のチャンネルでのデータ伝送に対して最も好ましいスロットが予測されることができる。非音声データを必要としているＲＳユーザに対して、そのデータが選択されて送信されることができる。非音声データ通信が終了した場合、この方法はタスク320 で終了する。しかしながら、通信が終了していない場合、あるいは別のユーザに対して意図された送信が所望された場合には、ステップ318 においてこの方法が反復される。

［ハードウェアコンポーネントおよび相互接続］
上述した種々の方法の実施形態に加えて、本発明の別の特徴はこれらの方法を行なうために使用される装置に関するものである。
図３のＡは、本発明にしたがって使用されるように構成された移動局（ＭＳ）401 の簡単なブロック図を示している。ＭＳ401 はｃｄｍａ２０００多搬送波ＦＬを使用して基地局（示されていない）から信号を受信する。信号は以下のように処理される。ＭＳ401 は基地局に情報を送信するためにｃｄｍａ２０００多搬送波ＦＬを使用する。図３のＢは、ＭＳ401 によって送信されるように情報を処理するために本発明にしたがって使用されるチャンネル構造の詳細なブロック図を示している。図面において、以降信号と呼ばれる送信されるべき情報は、ビットのブロックに構成されたビットで送信される。ＣＲＣおよびテールビット発生器（発生器）403 は信号を受信する。この発生器403 は、受信機によって受信されたときに信号の品質を決定するのを助けるために周期冗長検査コードを使用してパリティチェックビットを発生する。これらのビットは信号中に含まれている。ビットの固定シーケンスであるテールビットもまたエンコーダ405 を既知の状態にリセットするためにデータのブロックの終りに付加されてもよい。

エンコーダ405 は信号を受取って、エラー補正するためにその信号中に冗長性を組み込む。その冗長性が信号中にどのようにして組み込まれるかを決定するために異なった“コード”が使用されてもよい。これらの符号化されたビットはシンボルと呼ばれる。反復発生器407 は、それが受取ったシンボルを予め定められた回数反復させ、それによって、送信されている情報の全体の品質に影響を及ぼすことなくシンボルの一部分が伝送エラーにより失われることを可能にする。ブロックインターリーバ409 はシンボルを受取って、それらを乱雑に混ぜる。長コード発生器411 は乱雑に混ぜられたシンボルを受取って、予め定められたチップレートで発生された擬似雑音シーケンスを使用してそれらをスクランブルする。各シンボルはスクランブルしたシーケンスの擬似ランダムチップの１と排他的オア処理される。

情報は、上記において方法に関して説明されたように１以上の搬送波（チャンネル）を使用して送信されることができる。したがって、デマルチプレクサ（示されていない）は入力信号“ａ”を受取って、入力信号が再生されることのできる方法でそれを多数の出力信号に分割する。１実施形態において、信号“ａ”は、各信号が選択されたデータタイプを表わす３つの別々の信号に分割され、データタイプ信号当り１つのＦＬチャンネルを使用して送信される。別の実施形態では、デマルチプレクサが信号“ａ”をデータタイプ当り２つの成分に分割する。構成に関係なく、本発明は、親信号から発生された異なった信号が１以上のチャンネルを使用して送信されることができるものである。

さらに、この技術は、完全にまたは部分的に同じＦＬチャンネルを使用して信号を送信する多くのユーザに適応されることができる。たとえば、４人の異なったユーザからの信号が同じ３つのＦＬチャンネルを使用して送信されようとしている場合、これらの各信号は、異なったＦＬチャンネルを使用してそれぞれ送られる３つの成分にそれら各信号をデマルチプレクスすることによって“伝送（ｃｈａｎｎｅｌｉｚｅ）”される。各チャンネルに対して、各信号は共に多重化されて、ＦＬチャンネル当り１つの信号を形成する。その後、信号は、ここに記載されている技術を使用して送信される。その後、デマルチプレクスされた信号はウォルシュエンコーダ（示されていない）によって符号化され、乗算器によって２つの成分ＩおよびＱに拡散される。これらの成分は加算器によって合計され、遠隔局（示されていない）に送られる。

図４は、無線通信装置500 において使用されている本発明の送信システムの例示的な実施形態の機能ブロック図を示している。当業者は、図面に示されているある機能ブロックが本発明の別の実施形態中には存在しない可能性があることを認識するであろう。図５のブロック図は、ＩＳ−２０００とも呼ばれるＴＩＡ／ＥＩＡ規格のＩＳ−９５Ｃに、あるいはＣＤＭＡ適用に関してはｃｄｍａ２０００にしたがった動作に調和した実施形態に対応している。本発明の別の実施形態は、標準化団体であるＥＴＳＩおよびＡＲＩＢによって提唱された広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）規格を含む他の規格に対して有用である。当業者は、ＷＣＤＭＡ規格における逆方向リンク変調とＩＳ−９５Ｃ規格における逆方向リンク変調との間の広範囲にわたる類似性のために、本発明がＷＣＤＭＡ規格に拡大可能であることを認識するであろう。

図４の例示的な実施形態において、無線通信装置は、ここにおいて参考文献とされ、その権利が本出願人に譲渡された米国特許出願第 08/886,604 号明細書（“HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMNICATION SYSTEM”）に記載されている短い直交拡散シーケンスによって互いに弁別される複数の異なったチャンネルの情報を送信する。無線通信装置により５つの別々のコードチャンネル：（１）第１の補助データチャンネル532 、（２）パイロットおよびパワー制御シンボルの時間多重化されたチャンネル534 、（３）専用制御チャンネル536 、（４）第２の補助データチャンネル538 、および（５）基本チャンネル540 が送信される。第１の補助データチャンネル532 および第２の補助データチャンネル538 は、ファクシミリ、マルチメディア用、ビデオ、電子メールメッセージまたはその他の形態のデジタルデータのような、基本チャンネル540 の容量を越えるデジタルデータを伝送する。パイロットおよびパワー制御シンボルの多重化されたチャンネル534 は、基地局によるデータチャンネルのコヒーレントな復調を可能にするためのパイロットシンボルと、無線通信装置500 と通信している基地局の伝送エネルギを制御するためのパワー制御ビットとを伝送する。制御チャンネル536 は無線通信装置500 の動作モード、無線通信装置500 の能力およびその他必要なシグナリング情報等の制御情報を基地局に伝送する。基本チャンネル540 は、無線通信装置から基地局に主要な情報を伝送するために使用されるチャンネルである。スピーチ送信の場合、基本チャンネル540 はスピーチデータを伝送する。

補助データチャンネル532 および538 は符号化され、示されていない手段によって伝送のために処理され、変調器526 に供給される。パワー制御ビットは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）524 にビットを供給する前にパワー制御ビットを反復させる反復発生器522 に供給される。ＭＵＸ524 において、冗長パワー制御ビットはパイロットシンボルにより時間多重化され、ライン534 を通って変調器526 に供給される。

メッセージ発生器512 は必要な制御情報メッセージを発生し、制御メッセージをＣＲＣおよびテールビット発生器514 に供給する。ＣＲＣおよびテールビット発生器514 は、基地局における復号の正確さを検査するために使用されるパリティビットである１組の周期冗長検査ビットを追加し、基地局の受信機サブシステムにおけるデコーダのメモリをクリアするように制御メッセージに予め定められたテールビットのセットを追加する。その後、メッセージはエンコーダ516 に供給され、このエンコーダ516 は制御メッセージについて順方向エラー補正コーディングを行う。符号化されたシンボルは反復発生器518 に供給され、この反復発生器518 は符号化されたシンボルを反復し、それによって送信時の付加的な１時間ダイバーシティを行う。その後、シンボルは、予め定められたインターリーブフォーマットにしたがってシンボルを再整列するインターリーバ520 に供給される。インターリーブされたシンボルはライン536 を通って変調器526 に供給される。

可変レートデータソース502 は可変レートのデータを発生する。例示的な実施形態において、可変レートデータソース502 はここにおいて参考文献とされ、その権利が本出願人に譲渡されている米国特許第 5,414,796号明細書（“VARIABLE RATE VOCODER ”）に記載されているような可変レートのスピーチエンコーダである。可変レートボコーダは、それらの使用により無線通信装置の電池寿命を延ばすと共にシステム容量を増加させ、それによって知覚されるスピーチ品質が受ける影響が最小であるために、無線通信において人気がある。米国電気通信工業会は、最も人気のある可変レートピーチエンコーダを暫定規格ＩＳ−９６および暫定規格ＩＳ−７３３のような規格に成文化している。これらの可変レートピーチエンコーダは、音声活動のレベルにしたがって全レート、１／２レート、１／４レートまたは１／８レートと呼ばれる４つの可能なレートでスピーチ信号を符号化する。レートはスピーチのフレームを符号化するために使用されるビットの数を示し、フレーム単位で変化する。全レートはフレームを符号化するために予め定められた最大数のビットを使用し、１／２レートはフレームを符号化するために予め定められた最大数の１／２のビットを使用し、１／４レートはフレームを符号化するために予め定められた最大数の１／４のビットを使用し、１／８レートはフレームを符号化するために予め定められた最大数の１／８のビットを使用する。

可変レートデータソース502 は、符号化されたスピーチフレームをＣＲＣおよびテールビット発生器504 に供給する。ＣＲＣおよびテールビット発生器504 は、基地局での復号の正確さを検査するために使用されるパリティビットである１組の周期冗長検査ビットと、基地局におけるデコーダのメモリをクリアにするための予め定められた組のテールビットのセットとを制御メッセージに付ける。その後、フレームはエンコーダ506 に供給され、そのエンコーダ506 がスピーチフレームについて順方向エラー補正コーディングを行う。符号化されたシンボルは反復発生器508 に供給され、この反復発生器508 が符号化されたシンボルを反復させる。その後、シンボルはインターリーバ510 に供給され、予め定められたインターリーブフォーマットにしたがって再整列される。インターリーブされたシンボルはライン540 を通って変調器526 に供給される。

例示的な実施形態において、変調器526 は符号分割多元接続変調フォーマットにしたがってデータチャンネルを変調し、変調された情報を送信機（ＴＭＴＲ）530 に供給し、そのＴＭＴＲ530 がその信号を増幅して濾波し、アンテナによって送信するために信号を送受切換え器528 に供給する。ＩＳ−９５およびｃｄｍａ２０００システムにおいて、２０ｍ秒のフレームは、パワー制御グループと呼ばれる１６組の等しい数のシンボルに分割される。パワー制御の基準は、各パワー制御グループに対して、フレームを受信している基地局が基地局における受信された逆方向リンク信号の十分性の決定に応答してパワー制御コマンドを発生することに基づいてなされている。

図５は図４の変調器526 の例示的な実施形態の機能ブロック図を示している。第１の補助データチャンネルデータはライン532 を通って拡散素子542 に供給され、この拡散素子542 は予め定められた拡散シーケンスにしたがって補助チャンネルデータを隠蔽（カバー）する。例示的な実施形態において、拡散素子542 は短いウォルシュシーケンス（++--）により補助チャンネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子544 に供給され、この相対利得素子544 は拡散補助チャンネルデータの利得を、パイロットおよびパワー制御シンボルのエネルギに関して調節する。利得を調節された補助チャンネルデータは加算素子546 の第１の加算入力に供給される。パイロットおよびパワー制御多重化シンボルはライン534 を通って加算素子546 の第２の加算入力に供給される。

制御チャンネルデータはライン536 を通って拡散素子548 に供給され、この拡散素子548 は予め定められた拡散シーケンスにしたがって補助チャンネルデータを隠蔽（カバー）する。例示的な実施形態において、拡散素子548 は短いウォルシュシーケンス（++++++++--------）により補助チャンネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子550 に供給され、その相対利得素子550 は拡散制御チャンネルデータの利得を、パイロットおよびパワー制御シンボルのエネルギに関して調節する。利得を調節された制御データは加算素子546 の第３の加算入力に供給される。加算素子546 は利得を調節された制御データシンボルと、利得を調節された補助チャンネルシンボルと、および時間多重化されたパイロットおよびパワー制御シンボルとを合計して、その和を乗算器562 の第１の入力と乗算器568 の第１の入力とに供給する。

第２の補助チャンネルデータはライン538 を通って拡散素子552 に供給され、この拡散素子552 は予め定められた拡散シーケンスにしたがって補助チャンネルデータを隠蔽（カバー）する。例示的な実施形態において、拡散素子552 は短いウォルシュシーケンス（++--）により補助チャンネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子554 に供給され、その相対利得素子550 は、拡散補助チャンネルデータの利得を調節する。利得を調節された補助チャンネルデータは加算素子556 の第１の加算入力に供給される。

基本チャンネルデータはライン540 を通って拡散素子558 に供給され、この拡散素子558 は予め定められた拡散シ−ケンスにしたがって基本チャンネルデータを隠蔽（カバー）する。例示的な実施形態において、拡散素子558 は短いウォルシュシーケンス（++++----++++----）により基本チャンネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子560 に供給され、その相対利得素子560 は拡散基本チャンネルデータの利得を調節する。利得を調節された基本チャンネルデータは加算素子556 の第２の加算入力に供給される。加算素子556 は利得を調節された第２の補助チャンネルデータシンボルと、および基本チャンネルデータシンボルを合計して、その和を乗算器564 の第１の入力と乗算器566 の第１の入力とに供給する。

例示的な実施形態において、２つの異なる短いＰＮシ−ケンス（ＰＮ_IおよびＰＮ_Q）を使用する疑似雑音拡散はデータを拡散するために使用される。短いＰＮシ−ケンスの例示的な実施形態において、短いＰＮシ−ケンスＰＮ_IおよびＰＮ_Qは付加的プラ−バシ−に供給する長いＰＮコードによって多重化される。疑似雑音シ−ケンスの生成はここにおいて参考文献とされ、その権利が本出願人によって譲渡された米国特許出願第5,103,459 号明細書（“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM ”）に記載され、技術的によく知られている。長いＰＮシ−ケンスは乗算器570 および572 の第１の入力に供給される。短いＰＮシ−ケンスＰＮ_Iは乗算器570 の第２の入力に供給され、短いＰＮシ−ケンスＰＮ_Qは乗算器572 の第２の入力に供給される。

乗算器570 からＰＮシ−ケンスの結果は乗算器562 および564 の各第２の入力に供給される。乗算器572 からの結果的に得られたＰＮシ−ケンスは乗算器566 および568 の各第２の入力に供給される。乗算器564 からの積シ−ケンスは加算素子576 の第１の加算入力に供給される。乗算器566 からの積シ−ケンスは減算器574 の入力減算入力を供給される。乗算器568 からの積シ−ケンスは加算素子576 の第２の加算入力を供給される。

減算器574 からの差シ−ケンスはベースバンドフィルタ578 に供給される。ベースバンドフィルタ578 は差シ−ケンスについて必要なフィルタリングを実行し、利得素子582 に瀘波されたシ−ケンスを供給する。利得素子582 は信号の利得を調節し、アップコンバ−タ586 に利得調節された信号を供給する。アップコンバ−タ−586 はＱＰＳＫ変調フォーマットに従って利得調節された信号を上方変換し、加算素子590 の第１の入力に変換していない信号を供給する。

加算素子576 からの合計シ−ケンスはベースバンドフィルタ580 に供給される。ベースバンドフィルタ580 は差シ−ケンスの必要な瀘波を実行し、利得素子584 に瀘波されたシ−ケンスに供給される。利得素子584 は信号の利得を調節し、アップコンバータ588 に利得調節された信号を供給する。アップコンバータ588 はＱＰＳＫ変調フォーマットに従って利得調節された信号を上方変換し、加算素子590 の第２の入力の変換された信号を供給する。合計素子590 は２つのＱＰＳＫの変調された信号を合計し、送信機（示されていない）にその結果を供給する。

図６について説明すると、ベースステーション600 の選択された部分の機能ブロック図が本発明に従って示されている。無線通信装置500 （図５）からの逆方向リンクＲＦ信号は受信機（ＲＣＶＲ）602 によって受信され、この受信機（ＲＣＶＲ）602 は受信された逆方向リンクＲＦ信号をベースバンド周波数に下方向に変換する。例示的な実施形態において、受信機602 はＱＰＳＫ復調フォーマットに従って受信された信号を下方変換する。復調器604 はベースバンド信号を復調する。復調器604 はさらに図７を参照して以下説明される。

復調された信号は累算器606 に供給される。累算器606 は冗長的に送信されたパワー制御グループのシンボルエネルギ−を合計する。累算されたシンボルエネルギはデインタリーバ608 に供給され、予め定められたデインターリーブフォーマットに従って再整列される。再整列されたシンボルはデコーダ610 に供給され、送信されたフレームの評価値を供給するために復号される。送信されたフレームの評価値はＣＲＣ検査613 に供給され、このＣＲＣ検査613 は送信フレーム中に含まれたＣＲＣビットに基づいたフレーム評価値の正確度を決定する。

例示な実施形態において、基地局600 は逆方向リンク信号のブラインドデコードを実行する。ブラインドデコードは可変レートデータをデコードする方法を記載し、それにおいて受信機は送信レートの優先度を知らない。例示的な実施形態において、基地局600 はそれぞれのレート仮説に従ってデータを累算し、デインターリーブし、および復号する。最良な評価値として選択されたフレームは信号エラー率、ＣＲＣ検査および山本計算法のような測定基準に基づいている。

それぞれのレート仮説に対するフレームの評価値は制御プロセッサ617 に供給され、復号された評価値に対する品質測定基準のセットもまた供給される。品質測定基準は記号エラー率、山本計算法およびＣＲＣ検査を含んでいる。制御プロセッサは選択的に遠隔局ユーザの復号されたフレームの１つを供給し、またはフレーム消失を公表される。

好ましい実施形態において、図６に示された復調器604 は各情報チャンネルに対して１つの復調回路を有する。例示的な復調器604 は例示的な変調器によって変調された信号の複素数復調を実行する。前述の、受信機（ＲＣＶＲ）602 は受信された逆方向リンクＲＦ信号をベースバンド周波数に下方変換し、ＱおよびＩのベースバンド信号を生成する。デスプレッダ614 および616 は図４からの長いコードを使用してＩおよびＱベースバンド信号をデスプレッドする。ベースバンドフィルタ(BBF)618および620 はそれぞれＩおよびＱベースバンド信号を瀘波する。

デスプレッダ622 および624 はそれぞれ図５のＰＮ_Iシ−ケンスを使用してＩおよびＱ信号をデスプレッドする。同様に、デスプレッダ626 および628 はそれぞれ図５のＰＮ_Qシ−ケンスを使用してＱおよびＩ信号をデスプレッドする。デスプレッダ622 および624 の出力は結合器630 で結合される。デスプレッダ628 の出力は結合器632 においてデスプレッダ624 の出力から減算される。各結合器630 および632 の出力は図５に関係する特別なチャンネルをカバーするウォルシュコードのウォルシュ−アンカバー装置634 および636 においてウォルシュ−アンカバーされる。ウォルシュ−アンカバー装置634 および636 の各出力は累算器642 および644 によって１つのウォルシュシンボルを合計される。

結合器630 および632 の各出力は累算器638 および640 により１つのウォルシュ記号で合計される。累算器638 および640 の各出力はパイロットフィルタ646 および648 に供給される。パイロットフィルタ646 および648 はパイロット信号データ534 （図４参照）の評価された利得および位相を決定することによってチャンネル状態の評価値を生成する。パイロットフィルタ646 の出力は複素数乗算器650 および652 において累算器642 および644 の各出力と複素数乗算される。同様に、パイロットフィルタ648 の出力は複素数乗算器654 および656 において累算器642 および644 の各出力と複素数乗算される。複素数乗算器654 の出力は結合器658 において複素数乗算器650 の出力と加算される。複素数乗算器656 の出力は結合器660 において複素数乗算器652 の出力から減算される。最後に結合器658 および660 の出力は関係する復調された信号を生成するために結合器662 において結合される。

本発明の特定の前述の詳細な説明にかかわらず、この開示の利点を知った当業者は本発明の技術的範囲を逸脱せずに異なる構成のマシンを構成できることは明らかである。同様に並列した方法が開発できる。単なる例示として、図７に示される加算素子622 のような素子の１つが合計素子626 と結合され、機能ダイアグラムの別の素子として示されることもできる。

［信号−伝送媒体］
例えば上記に記載された方法がマシンで読取ることのできる指令のシ−ケンスを実行するために基地局を動作することによって実行される。これらの命令は図８に示されているような種々のタイプの信号伝送媒体による。この点に関して、本発明の１実施形態はプログラムされた製品、あるいは製造品に関連し、上記記載の方法を実行するデジタル信号プロセッサによって実行可能なマシン読み出し可能な命令のプログラムを確実に実行する信号搬送媒体を含んでいる。

信号伝送媒体は任意のタイプのデジタルデータ記憶媒体でよい。例えばこの記憶媒体は、用途特定集積回路（ＡＳＩＣ）、基地局によりアクセス可能なデジタルデータまたは光記憶装置、電子的読取り専用メモリ、またはその他の適当な信号搬送媒体を含んでいる。例示された本発明の実施形態では、マシン読取り可能な命令は、Ｃ，Ｃ＋，Ｃ＋＋のような言語またはその他のコード化言語から編集されたソフトウエアオブジェクトコードを含んでいてもよい。
［その他の実施形態］
本発明の現在考慮される例示的な実施形態について図示し説明したが、当業者には、添付された請求の範囲によって規定された本発明の技術的範囲から逸脱することなく種々の変形、変更が行うことができることは明白であろう。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］１以上の第１のチャンネルによって基地局と遠隔局との間で音声・データを含んでいる信号を送信し、
１以上の第１のチャンネルによって送信された音声・データに対する送信パワーレベルを基地局で測定し、
その送信パワーレベルに対する履歴プロファイルを決定し、
この送信パワーレベルに対する履歴プロファイルを使用して、付加的なデータを送信するために第２のチャンネルの送信パワーレベルおよびデータレートを選択するステップを含んでいる無線通信システムにおけるデータ送信に好ましいスロットの予測方法。
［２］基地局から受信された音声・データ信号の品質を反映した伝送測定規準を遠隔局で測定し、
音声・データ信号の品質の変化または無変化を遠隔局から基地局にメッセージで送信し、
基地局によって送信された音声・データに対する前記メッセージを考慮して送信パワーを調節するか、あるいは調節しないステップをさらに含んでいる[１］の方法。
［３］無線通信システムでのデータ送信に好ましいスロットの予測方法を行なうための、デジタル信号処理装置によって実行可能なマシン読出し可能な命令のプログラムを確実に含んでいる信号伝送媒体において、
前記命令が、
基地局と遠隔局との間で音声・データを含む信号を送信し、
１以上の第１のチャンネルによって送信された音声・データに対する送信パワーレベルを基地局において測定し、
その送信パワーレベルに対する履歴プロファイルを決定し、
この送信パワーレベルに対する履歴プロファイルを使用して、付加的なデータを送信するために第２のチャンネルの送信パワーレベルおよびデータレートを選択する方法ステップを含んでいる信号伝送媒体。
［４］前記命令はさらに、
基地局から受信された音声・データ信号の品質を反映している送信測定規準を遠隔局において測定し、
音声・データ信号の品質の変化または無変化についてのメッセージを遠隔局から基地局に送信し、
基地局によって送信された音声・データに対する前記メッセージを考慮して送信パワーを調節するか否かを実行するステップをさらに含んでいる[３］の信号伝送媒体。
［５］無線通信システムにおける基地局と遠隔局との間のデータ送信に好ましいスロットを予測するために使用される装置において、
基地局が１以上のチャンネルを使用して遠隔局と通信することができるように遠隔局と通信するために接続されている基地局を具備し、
前記基地局は、
基地局と遠隔局との間で音声および非音声データ信号を送信することのできる送信機と、
送信機と通信するように接続されたデジタル信号処理装置とを具備し、
前記デジタル信号処理装置は、
１以上の第１のチャンネルによって遠隔局に送信された音声・データに対する送信パワーレベルを基地局において測定し、
１以上の第１のチャンネルによって行なわれた伝送に対するダイナミックな送信パワーレベルを決定し、
このダイナミックな送信パワーレベルを使用して、付加的なデータを遠隔局に送信するために第２のチャンネル送信スロットを選択するように命令を実行するように構成されている装置。
［６］基地局から受信された音声・データ信号の品質を反映した伝送測定規準を遠隔局において測定する測定手段と、
音声・データ品質の変化または無変化を示す値のメッセージを基地局に送信するメッセージ送信手段と、
音声・データ品質に関する前記メッセージを考慮して送信パワーを調節するか否かを実行する手段とをさらに含んでいる[５］の装置。

Claims

無線通信システムにおけるデータを送信するための装置において、
１以上の第１のチャンネルによって基地局から音声・データを含んでいる複数の信号を送信する手段と、
１以上の第１のチャンネルによって送信された音声・データに対する複数の信号にそれぞれ対応する複数の送信パワーレベルを基地局で測定する手段と、
瞬時平均送信パワーレベルである履歴情報の中の最低の瞬時平均送信パワーレベルを前記複数の送信パワーレベルに対して決定する手段と、
前記最低の瞬時平均送信パワーレベルを示す時間に基づいて、第２のチャンネルで付加的なデータを送信するためのスロットを選択する手段とを具備する装置。
第1のチャンネルは基本チャンネルである、請求項１記載の装置。
第２のチャンネルは補助チャンネルである、請求項２記載の装置。
基本チャンネルでの第1の送信は非音声・データである、請求項２記載の装置。
基本チャンネルでの第1の送信は音声・データであり、補助チャンネルでの第２の送信は非音声・データである、請求項３記載の装置。
送信は拡散スペクトル送信である、請求項５記載の装置。
無線通信システムにおけるデータを送信するための方法において、
１以上の第１のチャンネルによって基地局から音声・データを含んでいる複数の信号を送信し、
１以上の第１のチャンネルによって送信された音声・データに対する複数の信号にそれぞれ対応する複数の送信パワーレベルを基地局で測定し、
瞬時平均送信パワーレベルである履歴情報の中の最低の瞬時平均送信パワーレベルを前記複数の送信パワーレベルに対して決定し、
前記最低の瞬時平均送信パワーレベルを示す時間に基づいて、第２のチャンネルで付加的なデータを送信するためのスロットを選択することを含んでいる、方法。
第1のチャンネルは基本チャンネルである、請求項７記載の方法。
第２のチャンネルは補助チャンネルである、請求項８記載の方法。
基本チャンネルでの第1の送信は非音声・データである、請求項８記載の方法。
基本チャンネルでの第1の送信は音声・データであり、補助チャンネルでの第２の送信は非音声・データである、請求項９記載の方法。
送信は拡散スペクトル送信である、請求項１１記載の方法。
移動無線装置で実行可能な複数の命令を記憶するためのプロセッサ読み取り可能な媒体において、
前記複数の命令は、
１以上の第１のチャンネルによって基地局から音声・データを含んでいる複数の信号を送信し、
１以上の第１のチャンネルによって送信された音声・データに対する複数の信号にそれぞれ対応する複数の送信パワーレベルを基地局で測定し、
瞬時平均送信パワーレベルである履歴情報の中の最低の瞬時平均送信パワーレベルを前記複数の送信パワーレベルに対して決定し、
前記最低の瞬時平均送信パワーレベルを示す時間に基づいて、第２のチャンネルで付加的なデータを送信するためのスロットを選択することが実行可能である、プロセッサ読み取り可能な媒体。
第1のチャンネルは基本チャンネルである、請求項１３記載のプロセッサ読み取り可能な媒体。
第２のチャンネルは補助チャンネルである、請求項１４記載のプロセッサ読み取り可能な媒体。
基本チャンネルでの第1の送信は非音声・データである、請求項１４記載のプロセッサ読み取り可能な媒体。
基本チャンネルでの第1の送信は音声・データであり、補助チャンネルでの第２の送信は非音声・データである、請求項１５記載のプロセッサ読み取り可能な媒体。
送信は拡散スペクトル送信である、請求項１７記載のプロセッサ読み取り可能な媒体。
無線通信のための装置において、
１以上のプロセッサと、
前記１以上のプロセッサに結合されたメモリと、
２以上のセルから２以上の信号を受信するように構成されている受信機とを具備し、
前記１以上のプロセッサは、
第１のチャンネルによって基地局から音声・データを含んでいる複数の信号を送信し、
１以上の第１のチャンネルによって送信された音声・データに対する複数の信号にそれぞれ対応する複数の送信パワーレベルを基地局で測定し、
瞬時平均送信パワーレベルである履歴情報の中の最低の瞬時平均送信パワーレベルを前記複数の送信パワーレベルに対して決定し、
前記最低の瞬時平均送信パワーレベルを示す時間に基づいて、第２のチャンネルで付加的なデータを送信するためのスロットを選択するように構成されている、装置。