JPH10504169A - 符号分割多元接続通信システムにおいてサービス・オプションを変更するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム（１００）は、基地局（１０２）から移動局（１０６）に送信されるハンドオフ・メッセージ（５００）内に採用されるサービス・オプションを表すデータを含めることにより、移動局（１０６）においてサービス・オプション変更を実施する。サービス・オプションを変更するための媒体としてハンドオフ・メッセージ（５００）を利用することにより、第１カバー・エリア（１０４）から第２カバー・エリア（１１０）へ、あるいはあるカバー・エリア（１０４）内の第１チャネルから第２チャネルヘ移動局（１０６）をハンドオフする前に、サービス・オプション変更を実行するために従来必要であった面倒なニゴシエーション方法が省かれる。

Description

【発明の詳細な説明】 符号分割多元接続通信システムにおいて サービス・オプションを変更するための方法および装置 発明の分野 本発明は、一般に、符号分割多元接続(code divisionmultiple access)通信シ ステムに関し、さらに詳しくは、符号分割多元接続通信システムにおいてサービ ス・オプション割り当てを変更することに関する。 発明の背景 符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムは周知である。ＣＤＭＡ通信シス テムにおいて、２つの通信ユニット（例えば、中央通信サイトおよび移動通信ユ ニット）間の通信は、通信チャネルの周波数バンド上の各送信信号を固有のユー ザ拡散符号(spreading code)で拡散することによって達成される。この拡散のた め、送信信号は通信チャネルの同一周波数バンドにあり、固有ユーザ拡散符号に よってのみ分離される。これらの固有ユーザ拡散符号は、好ましくは、拡散符号 間の相互相関がほぼゼロとなるように互いに直交する。そのため、ユーザ拡散符 号が互いに直交 する場合、（特定の拡散符号に関連する）所望のユーザ信号のみが逆拡散(despr ead)されるように、受信信号は特定のユーザ符号と相関できる。 ＣＤＭＡ通信システムにおいてデータ信号を互いに分離するために利用できる いくつかの異なる拡散符号が存在することが当業者に理解される。これらの拡散 符号には、疑似雑音(ＰＮ：pseudo noise)符号およびウォルシュ符号(Ｗalsh co des)が含まれるが、それらに限定されない。ウォルシュ符号は、アダマール行列 の単一の行または列に対応する。例えば、６４チャネルのＣＤＭＡスペクトル拡 散システムでは、６４ｘ６４アダマール行列内の６４個のウォルシュ符号のセッ トから、特定の相互に直交するウォルシュ符号を選択できる。また、特定のウォ ルシュ符号を利用して特定のデータ信号を拡散することにより、特定のデータ信 号を他のデータ信号から分離できる。 さらに、拡散符号を利用して、データ信号をチャネル符号化できることが当業 者に理解される。雑音，フェージングおよびジャミングなどのさまざまな無線電 話チャネル不具合の影響に対する送信信号の耐久性を向上させることにより、デ ータ信号をチャネル符号化して、通信システム、特に、無線電話通信システムの 性能を改善する。一般に、チャネル符号化は、ビット誤りの可能性を低減し、お よび／またはビット・エネルギ／雑音密度（Ｅ_b／Ｎ₀）として一般に表される所 要信号対雑音比を低減して、データ信号 を送信するために本来必要である以上に帯域幅を費やして、信号を復元する。例 えば、以降の送信のためにデータ信号を変調する前に、ウォルシュ符号を利用し てデータ信号をチャネル符号化できる。同様に、疑似雑音（ＰＮ）拡散符号を利 用して、データ信号をチャネル符号化できる。 一般的なＣＤＭＡ送信では、情報信号の帯域幅を拡大し、この拡大された信号 を送信し、受信した拡散スペクトルを元の情報信号帯域幅に再マッピングするこ とにより所望の情報信号を復元する。ＣＤＭＡ送信で用いられるこの一連の帯域 幅のやり取りにより、ＣＤＭＡ通信システムは雑音の多い信号環境または通信チ ャネルでも比較的雑音のない情報信号を伝達できる。通信チャネルからの送信信 号の復元の品質は、あるＥ_b／Ｅ₀の誤り率（すなわち、特定の時間期間または受 信ビット期間における送信信号の復元における誤りの数）によって測定される。 誤り率が増加すると、受信側で受信される信号の品質は低下する。その結果、通 信システムは、受信信号の品質の劣化が制限されるように、誤り率を上限または 最大値に制限すべく設計される。 デジタル・セルラ・システム（ＤＣＳ）についてＩＳ−９５Ａによって定義さ れるシステム(ＥＩＡ(Ｅlectronic Ｉndustries Ａssociation)，2001 Ｅye Ｓt reet，Ｎ.Ｗ.，Ｗashington，Ｄ.Ｃ．20006によって出版されたＭobile Ｓtatio n-Ｂase Ｓtation Ｃompatibility，Ｓtandard for Ｄual-Ｍode Ｗideband Ｓp read Ｓpectrum Ｃellular Ｓystem)や、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）について ＡＮＳＩ−Ｊ−ＳＴＤ−８によって定義されるシステムなど、現在のＣＤＭＡ通 信システムでは、基地局および移動局の機能はそのソフトウェアおよびハードウ ェア構成に基づいて異なる場合がある。そのような一例は、利用可能なサービス ・オプションの分野にあり、ＩＳ−９５ＡについてはＴＳＢ５８によって定義さ れる。各サービス・オプションは、サービス・オプションを表すデータによって 定義され、またＩＳ−９５ＡについてＴＳＢ５８にて定義されるように、このデ ータはサービス・オプションを表す１６ビット・フィールドである。 あらゆるサービス・オプションをＤＣＳ／ＰＣＳのあらゆるオペレータがサポ ートしなければならないという必要はない。そのため、ホーム基地局と通信する 移動局がホームＤＣＳ／ＰＣＳによってサポートされるサービス・オプションを サポートしないＤＣＳ／ＰＣＳに入ると、ホーム基地局はターゲットＤＣＳ／Ｐ ＣＳによってサポートされるサービス・オプションに変更するため移動局にメッ セージを送信する必要がある。サービス・オプションを変更する現在のプロセス は面倒で時間のかかるネゴシエーション方法であり、ＤＣＳ／ＰＣＳにおいて実 施する場合には、透過的な移動局ハンドオフの目的と整合性がない方法である。 注意すべき点は、この方法自体が面倒なことであり、ハンドオフを含めると、全 体的なサービス・オプション変 更／ハンドオフ作業はＤＣＳ／ＰＣＳで完全に整合性がないことである。 例えば、サービス・オプションを変更するために必要な現在の方法は、サービ ス・オプションの変更を提案する移動局に基地局が「サービス要求メッセージ( Ｓervice Ｒequest Ｍessage)」を送信するときに開始する。ＩＳ−９５Ａでは 、移動局がこのメッセージに応答するために５秒の最大時間期間を許す。次に、 移動局は、サービス・オプションの提案された変更を承認する「サービス応答メ ッセージ(Ｓervice Ｒesponse Ｍessage)」で応答する。基地局は、このメッセ ージについて最大０．２秒待つことができる。次に、基地局は、採用すべきサー ビス・オプションのデータ表現を含む「サービス接続メッセージ(Ｓervice Ｃon nect Ｍessage)」を送信する。移動局は、このメッセージについて最大０．４秒 待つことができる。最後に、移動局は、サービス・オプションの変更が完了した ことを基地局に通知する「サービス接続完了メッセージ(Ｓervice Ｃonnect Ｃo mpletion Ｍessage)」で応答する。この時点で、基地局は、「拡張ハンドオフ方 向メッセージ(Ｅxtended Ｈandoff Ｄirection Ｍessage)」を移動局に送信する 。ハンドオフは最大０．４秒要することがあるので、サービス・オプション変更 からハンドオフまでの全体のネゴシエーション方法では、空中で最大６秒の「不 感時間(dead time)」が生じることがある。空中のこ の「不感時間」の量により、移動局はソフト・ハンドオフに入ることが遅れ、こ れはシステム干渉を増加させ、それに伴いシステム容量を低下させる影響を有す る。 従って、システム容量に影響を及ぼさずに、ＣＤＭＡ通信システムにおいてサ ービス・オプションを効率的に変更する方法および装置が必要とされる。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるサービス・オプション変更を有利に採用できるＣＤＭ Ａ通信システムを概略的に示す。 第２図は、本発明を有利に実施できるように、基地局の受信機とＣＤＭＡ通信 する移動局の送信機を概略的に示す。 第３図は、本発明を有利に実施できるように、移動局の受信機とＣＤＭＡ通信 する基地局の送信機を概略的に示す。 第４図は、ＣＤＭＡ通信システムのプロトコル階層構造を概略的に示す。 第５図は、本発明によるサービス・オプション・データ表現を有する「拡張ハ ンドオフ方向メッセージ(Ｅxtended Ｈandoff Ｄirection Ｍessage)」を示す。 好適な実施例の詳細な説明 符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムは、基地局 から移動局に送信されるハンドオフ・メッセージ内に採用すべきサービス・オプ ションを表すデータを含めることにより、移動局においてサービス・オプション 変更を実施する。サービス・オプションを変更するための媒体としてハンドオフ ・メッセージを利用することにより、第１カバー・エリアから第２カバー・エリ ア、あるいはあるカバー・エリア内の第１チャネルから第２チャネルへの移動局 のハンドオフの前に、サービス・オプション変更を実施するために現在必要とさ れる面倒なニゴシエーション方法が省かれる。 概略的にいうと、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムにおけるサービ ス・オプションは、まず移動局によって採用されるサービス・オプションを判定 し、あらかじめ存在するメッセージ内でこのサービス・オプションを表すデータ を移動局に送信することにより、移動局において変更される。好適な実施例では 、サービス・オプションを表すデータは、複数のサービス・オプションのうち一 つを表す１６ビット・フィールドであり、あらかじめ存在するメッセージは、ハ ンドオフ・メッセージ、特に、拡張ハンドオフ方向メッセージ(Ｅxtended Ｈand off Ｄirection Ｍessage)である。また、好適な実施例では、あらかじめ存在す るメッセージにおいてサービス・オプションのデータ表現を送信することは、送 信が行われる物理層に対して透過的である。 ここで、第１図を参照して、本発明によりサービス・オプション変更を有利に 採用できるＣＤＭＡ通信システム１００を示す。第１基地局は第１カバー・エリ ア１０４に位置し、移動局１０６と通信する。通信は、ＩＳ−９５Ａによって定 義されるようにＣＤＭＡ通信システムと整合性のあるデータ情報を収容するデジ タル無線チャネル１０８を介して行われる。移動局１０６は、移動局１０６が第 ２カバー・エリア１１０に近づくまで、第１基地局１０２との通信を維持する。 移動局１０６が第２カバー・エリア１１０に近づくと、第１基地局１０２から 第２基地局１１２へのセルラ・ハンドオフが必要になる。ＣＤＭＡでは、「ソフ ト・ハンドオフ(soft handoff)」と呼ばれる機能がサポートされる。ソフト・ハ ンドオフ中に、第２基地局１１０は、セルラ・ハンドオフのターゲットであるこ とをあらかじめ通知され、そのため移動局１０６が第１基地局１０２と通信する ために利用する送信パターンが通知される。第２基地局１１２は、この同じ送信 パターンで移動局１０６への送信を開始し、移動局１０６は、両方の基地局１０ ２，１１２からの送信を検出／復調する。第２基地局１１２が良好な品質を与え ると（閾値に基づいて）移動局が判断すると、基地局１０２，１１２は、ＣＤＭ Ａ基地局コントローラ（ＣＢＳＣ：ＣＤＭＡ Ｂase Ｓite Ｃontroller）１１４ を介してその旨通知される。第１基地局１０２から移動局１０６への 通信は終了され、第２基地局１１２が通信負担を担う。このハンドオフは「ソフ ト・ハンドオフ」と呼ばれるが、これは移動局１０６の視点から見て、通信の中 断が生じないためである。 （サービス・オプション変更／ハンドオフ手順の長い組み合わせを有すること により）ソフト・ハンドオフの開始が遅延された場合、移動局１０６がソフト・ ハンドオフを開始する閾値は増加される。この閾値の増加の結果、移動局１０６ によって送信されるために必要な電力量が高くなる。あらゆる通信システムと同 様に、送信される電力量が高くなると、通信システムが受ける干渉が多くなる。 ＣＤＭＡ通信システムでは、システム干渉の増加の結果、システム容量、すなわ ち任意の一つの基地局１０２，１１２によって担当できる移動局１０６の数が減 少する。 第２図は、本発明を有利に実施できるように、基地局１０２の受信機２０３と ＣＤＭＡ通信する移動局１０６の送信機２００を概略的に示す。通信システムの 符号化部分２０１において、トラヒック・チャネル・データ・ビット２０２はマ イクロプロセッサ（μＰ）から発生し、特定のビット・レート（例えば、９．６ キロビット／秒）でエンコーダ２０４に入力される。μＰ２０５は、ブロック指 定の関連機能２０７に結合され、ここで呼処理、リンク確立およびセルラ通信を 確立・維持することに関連する他の一般的な機能を含む機能が実行される。トラ ヒック・チャネル・ データ・ビット２０２は、ボコーダによってデータに変換された音声，純粋なデ ータあるいはこれら２種類のデータの組み合わせを含むことができる。エンコー ダ２０４は、以降でデータ・シンボルをデータ・ビットに最尤復号することを容 易にする符号化アルゴリズム（例えば、畳み込みまたはブロック符号化アルゴリ ズム）により、固定符号化レート（１／ｒ）にてトラヒック・チャネル・データ ・ビット２０２をデータ・シンボル２０６に符号化する。例えば、エンコーダ２ ０４は、データ・シンボル２０６（例えば、２８．８キロシンボル／秒のレート で出力される５７６個のデータ・シンボル）を出力するように、３データ・シン ボルに対して１データ・ビット（すなわち、１／３）の固定符号化レートにて、 トラヒック・チャネル・データ・ビット２０２（例えば、９．６キロビット／秒 のレートにて受信された１９２個の入力データ・ビット）を符号化する。 次に、データ・シンボル２０６はインタリーバ(interleaver)２０８に入力さ れる。インタリーバ２０８は、データ・シンボル２０６をブロック（すなわち、 フレーム）に整理して、シンボル・レベルで入力データ・シンボル２０６をブロ ック・インタリーブする。インタリーバ２０８では、データ・シンボルは、デー タ・シンボルの所定のサイズ・ブロックを定める行列に個別に入力される。デー タ・シンボルは、行列が列(column)毎に埋められるよ うに、行列内の位置に入力される。データ・シンボルは、行列が行(row)毎に空 になるように、行列内の位置から個別に出力される。一般に、行列は、列の数に 等しい行を有する方形行列であるが、連続して入力される非インタリーブ・デー タ・シンボル間の出力インタリーブ距離を増加するために他の行列形式も選ぶこ とができる。インタリーブされたデータ・シンボル１１０は、入力されたのと同 じデータ・シンボル・レート（例えば、２８．８キロシンボル／秒）でインタリ ーバ２０８によって出力される。行列によって定められるデータ・シンボルのブ ロックの所定のサイズは、所定長の送信ブロック内で符号化ビット・レートにて 送信できるデータ・シンボルの最大数から導出される。例えば、データ・シンボ ルが２８．８キロシンボル／秒のレートでエンコーダ２０４から出力され、かつ 送信ブロックの所定の長さが２０ミリ秒である場合、データ・シンボルのブロッ クの所定のサイズは、２８．８キロシンボル／秒と、２０ミリ秒（ｍｓ）との積 で、５７６データ・シンボルに等しく、これは１８ｘ３２行列を定める。 符号化されインタリーブされたデータ・シンボル２１０は、通信システムの符 号化部分２０１から出力され、通信システムの送信部分２１６に入力される。デ ータ・シンボル２１０は、変調器２１７により通信チャネル上で送信するために 準備される。次に、変調された信号は、デジタル無線チャネル１０８上で送信す るためアンテナ２１８に与 えられる。 変調器２１７は、拡散プロセスにおいて符号化インタリーブ・データ・シンボ ル２１０から固定長符号のシーケンスを導出することにより、直接シーケンス符 号分割スペクトル拡散送信のためにデータ・シンボル２１０を準備する。例えば 、基準符号化データ・シンボル２１０のストリーム内のデータ・シンボルは、６ 個のデータ・シンボルのグループが一つの６４ビット長符号によって表されるよ うに、固有の固定長符号に拡散できる。６個のデータ・シンボルのグループを表 す符号は、好ましくは合成され、一つの６４ビット長符号を形成する。この拡散 プロセスの結果、固定レート（例えば、２８．８キロシンボル／秒）にて符号化 インタリーブ・データ・シンボル２１０を受けた変調器２１７は、より高い固定 シンボル・レート（例えば、３０７．２キロシンボル／秒）を有する６４ビット 長符号の拡散シーケンスを有する。符号化インタリーブ・データ・ビット２１０ のストリーム内のデータ・シンボルは、本発明の範囲および精神から逸脱せずに 、多くの他のアルゴリズムに基づいてより大きな長さの符号のシーケンスに拡散 できることが当業者に理解される。 拡散シーケンスは、この拡散シーケンスを長拡散符号（例えば、ＰＮ符号）で さらに拡散することにより、直接シーケンス符号分割スペクトル拡散送信のため にさらに準備される。拡散符号は、固定チップ・レート（例えば、１． ２２８メガチップ／秒）で出力されるシンボルのユーザ固有シーケンスまたは固 有のユーザ符号である。固有ユーザ符号は、どのユーザが符号化トラヒック・チ ャネル・データ・ビット２０２をデジタル無線チャネル１０８上で送信したかに ついての識別を与えるだけでなく、符号化トラヒック・チャネル・データ・ビッ ト２０２をスクランブルすることにより、通信チャネルにおける通信の機密性を 向上させる。さらに、ユーザ符号拡散符号化データ・ビット（すなわち、データ ・シンボル）は、シヌソイド(sinusoid)の位相制御を駆動することによりシヌソ イドを双位相変調(bi-phase modulate)するために用いられる。シヌソイド出力 信号は、帯域通過濾波され、ＲＦ周波数に変換され、増幅され、濾波されて、ア ンテナ２１８によって放射されて、ＢＰＳＫ(Ｂinary Ｐhase Ｓhift Ｋeyed)変 調によりデジタル無線チャネル１０８におけるトラヒック・チャネル・データ・ ビット２０２の送信を完了する。 基地局受信機２０３の受信部分２２２は、アンテナ２２４を介してデジタル無 線チャネル１０８から送信スペクトル拡散信号を受信する。受信信号は、逆拡散 器(despreader)およびサンプラ２２６によってデータ・サンプルにサンプリング される。次に、データ・サンプル２４２は、通信システムの復号部分２５４に出 力される。 逆拡散器およびサンプラ２２６は、好ましくは、濾波，復調，ＲＦ周波数から の変換および所定のレート（例えば、 １．２２８８メガサンプル／秒）でのサンプリングにより、受信スペクトル拡散 信号をＢＰＳＫサンプリングする。次に、ＢＰＳＫサンプリングされた信号は、 受信サンプリング信号を長拡散符号で相関することにより逆拡散される。この逆 拡散されたサンプリング信号２２８は、所定のレート（例えば、受信スペクトル 拡散信号の４つのサンプルのシーケンスが一つのデータ・サンプルによって逆拡 散および／または表現されるように、３０７．２キロサンプル／秒）でサンプリ ングされ、非コヒーレント検出器２４０に出力され、その後データ・サンプル２ ４２の非コヒーレント検出が行われる。 当業者に理解されるように、複数の受信部分２２２，２２３およびアンテナ２ ２４，２２５を利用して、スペース・ダイバーシチを行うことができる。Ｎ番目 の受信機部分は、上記の受信部分２２２と実質的に同様に、デジタル無線チャネ ル１０８において受信スペクトル拡散信号からデータ・サンプルを取り出すべく 動作する。Ｎ個の受信部分の出力２４２〜２５２は、好ましくは、加算器２５０ に入力され、この加算器２５０は入力データ・サンプルをコヒーレント検出デー タ・サンプル２６０の合成ストリームにダイバーシチ合成する。 次に、ソフト判定データを形成する個別のデータ・サンプル２６０は、個別の データ・レベルにて入力ソフト判定データ２６０をデインタリーブするデインタ リーバ２６２ を含む復号部分２５４に入力される。デインタリーバ２６２では、ソフト判定デ ータ２６０は、ソフト判定データの所定のサイズのブロックを定める行列に個別 に入力される。ソフト判定データは、行列が行毎に埋められるように、行列内の 位置に入力される。デインタリーブされたソフト判定データ２６４は、行列が列 毎に空になるように、行列内の位置から個別に出力される。デインタリーブされ たソフト判定データ２６４は、入力されたのと同じレート（例えば、２８．８キ ロメトリック／秒）でデインタリーバ２６２によって出力される。 行列によって定められるソフト判定データのブロックの所定のサイズは、所定 長の送信ブロック内で受信されるスペクトル拡散信号からデータ・サンプルをサ ンプリングする最大レートから導出される。 デインタリーブされたソフト判定データ２６４は、デコーダ２６６に入力され 、このデコーダ２６６は、最尤復号方法を利用して、被推定トラヒック・チャネ ル・データ・ビット２６８を生成する。最尤復号方法は、ビタビ復号アルゴリズ ムに実質的に類似するアルゴリズムを利用することにより補強できる。デコーダ ２６６は、個別のソフト判定データ２６４のグループを利用して、最尤シーケン ス推定デコーダ２６６の各特定の時間状態において用いられるソフト判定遷移メ トリックのセットを形成する。ソフト判定遷移メトリックの各セットを形成する ために用いられる グループ内のソフト判定データ２６４の数は、各入力データ・ビット２０２から 生成される畳み込みエンコーダ２０４の出力におけるデータ・シンボル２０６の 数に対応する。各セット内のソフト判定遷移メトリックの数は、各グループ内の ソフト判定データ２６４の数で２を累乗したものに等しい。例えば、送信機にお いて１／３畳み込みエンコーダを利用する場合、各入力データ・ビット２０２か ら３つのデータ・シンボル１０６が生成される。従って、デコーダ２６６は、３ つの個別ソフト判定データ２６４のグループを用いて、最尤シーケンス推定デコ ーダ２６６における各時間状態で用いられる８つのソフト判定遷移メトリックを 形成する。被推定トラヒック・チャネル・データ・ビット２６８は、ソフト判定 データ２６４がデコーダ２６６に入力されるレートと、入力データ・ビット２０ ２を元来符号化するために用いられる固定レートとに関連するレートで生成され る（例えば、ソフト判定データが２８．８キロメトリック／秒で入力され、元の 符号化レートが１／３である場合、被推定トラヒック・チャネル・データ・ビッ ト２６８は９６００ビット／秒のレートで出力される）。 被推定トラヒック・チャネル・データ・ビット２６８は、μＰ２０７と同様な μＰ２７０に入力される。μＰ２０７の場合と同様に、μＰ２７０はブロック指 定された関連機能２７２に結合され、このブロックも呼処理，リンク確立および セルラ通信を確立・維持することに関連する他の一 般的な機能を含む機能を実行する。また、μＰ２７０はインタフェース２７４に も結合され、このインタフェース２７４により、基地局１０２の受信機２０３は ＣＢＳＣ１１４と通信できる。 第３図は、本発明を有利に実施できるように、移動局１０６の受信機３０３と ＣＤＭＡ通信する基地局１０２の送信機３００を概略的に示す。通信システムの 符号化部分３０１において、トラヒック・チャネル・データ・ビット３０２は、 μＰ３０５から出力され、特定のビット・レート（例えば、９．６キロビット／ 秒）でエンコーダ３０４に入力される。μＰ３０５は、第２図のブロック２０７ ，２７２と同様なセルラ関連機能を実行するブロック指定の関連機能３０７に結 合される。また、μＰ３０５は、基地局１０２の送信機３００がＣＢＳＣ１１４ と通信するのを可能にするインタフェース３０９にも結合される。 トラヒック・チャネル・データ・ビット３０２は、ボコーダによってデータに 変換された音声，純粋なデータあるいはこれら２種類のデータの組み合わせを含 むことができる。エンコーダ３０４は、以降でデータ・シンボルをデータ・ビッ トに最尤復号することを容易にする符号化アルゴリズム（例えば、畳み込みまた はブロック符号化アルゴリズム）により、固定符号化レート（１／ｒ）にてトラ ヒック・チャネル・データ・ビット３０２をデータ・シンボル３０６に符号化す る。例えば、エンコーダ３０４は、デー タ・シンボル３０６（例えば、１９．２キロシンボル／秒のレートで出力された ３８４個のデータ・シンボル）を出力するように、２データ・シンボルに対して １データ・ビット（すなわち、１／２）の固定符号化レートにて、トラヒック・ チャネル・データ・ビット３０２（例えば、９．６キロビット／秒のレートで受 信した１９２個の入力データ・ビット）を符号化する。 次に、データ・シンボル３０６は、インタリーバ３０８に入力される。インタ リーバ３０８は、データ・シンボル３０６をブロック（すなわち、フレーム）に 整理して、シンボル・レベルで入力データ・シンボル３０６をブロック・インタ リーブする。インタリーバ３０８では、データ・シンボルは、データ・シンボル の所定のサイズ・ブロックを定める行列に個別に入力される。データ・シンボル は、行列が列毎に埋められるように、行列内の位置に入力される。データ・シン ボルは、行列が行毎に空になるように、行列内の位置から個別に出力される。一 般に、行列は、列の数に等しい行を有する方形行列であるが、連続して入力され る非インタリーブ・データ・シンボル間の出力インタリーブ距離を増加するため に他の行列形式も選ぶことができる。インタリーブされたデータ・シンボル３１ ０は、入力されたのと同じデータ・シンボル・レート（例えば、１９．２キロシ ンボル／秒）でインタリーバ３０８によって出力される。行列によって定められ るデータ・シンボルのブロッ クの所定のサイズは、所定長の送信ブロック内で符号化ビット・レートにて送信 できるデータ・シンボルの最大数から導出される。例えば、データ・シンボル３ ０６が１９．２キロシンボル／秒のレートでエンコーダ３０４から出力され、か つ送信ブロックの所定の長さが２０ミリ秒である場合、データ・シンボルのブロ ックの所定のサイズは、１９．２キロシンボル／秒と、２０ミリ秒（ｍｓ）との 積で、３８４データ・シンボルに等しく、これは１８ｘ３２行列を定める。 符号化されインタリーブされたデータ・シンボル３１０は、通信システムの符 号化部分３０１から出力され、通信システムの送信部分３１６に入力される。デ ータ・シンボル３１０は、変調器３１７により通信チャネル上で送信するために 準備される。次に、変調された信号は、デジタル無線チャネル１０８上で送信す るためアンテナ３１８に与えられる。 変調器３１７は、符号化インタリーブされたデータ・シンボル３１０に対して データ・スクランブルを行うことにより、直接シーケンス符号分割スペクトル拡 散送信のためにデータ・シンボル３１０を準備する。データ・スクランブルは、 インタリーバ出力シンボル３１０と、このシンボルについて送信期間の開始にて 有効な長符号疑似雑音ＰＮチップの二進値との法２の加算(modulo-2 addition) を実行することによって達成される。この疑似雑音ＰＮシー ケンスは、１．２２８８ＭＨｚクロック・レートで動作する長符号と同等であり 、ここで各６４の最初の出力のみがデータ・スクランブルのために（すなわち、 １９２００サンプル／秒のレートで）用いられる。 スクランブルの後、スクランブルされたデータ・シンボルからの固定長符号の シーケンスは、拡散プロセスにおいて導出される。例えば、スクランブルされた データ・シンボルのストリーム内の各データ・シンボルは、各データ・シンボル が一つの６４ビット長符号によって表されるように、好ましくは固有の固定長符 号に拡散してもよい。データ・シンボルを表すこの符号は、好ましくは、各デー タ・シンボルに対して法２の加算される。この拡散プロセスの結果、固定長レー ト（例えば、１９．２キロシンボル／秒）で符号化インタリーブされたデータ・ シンボル３１０を受けた変調器３１７は、より高い固定シンボル・レート（例え ば、１２２８．８キロシンボル／秒）を有する６４ビット長符号の拡散シーケン スを有する。符号化インタリーブされたデータ・ビット３１０のストリーム内の データ・シンボルは、本発明の範囲および精神から逸脱せずに、多くの他のアル ゴリズムに基づいてより大きな長さの符号のシーケンスに拡散できることが当業 者に理解される。 拡散シーケンスは、この拡散シーケンスを長拡散符号（例えば、ＰＮ符号）で さらに拡散することにより、直接シーケンス符号分割スペクトル拡散送信のため にさらに準 備される。拡散符号は、固定チップ・レート（例えば、１．２２８メガチップ／ 秒）で出力されるシンボルのユーザ固有シーケンスまたは固有のユーザ符号であ る。固有ユーザ符号は、どのユーザが符号化トラヒック・チャネル・データ・ビ ット３０２をデジタル無線チャネル１０８上で送信したかについての識別を与え るだけでなく、符号化トラヒック・チャネル・データ・ビット２０２をスクラン ブルすることにより、通信チャネルにおける通信の機密性を向上させる。さらに 、ユーザ符号拡散符号化データ・ビット（すなわち、データ・シンボル）は、シ ヌソイド(sinusoid)の位相制御を駆動することによりシヌソイドを双位相変調(b i-phase modulate)するために用いられる。シヌソイド出力信号は、帯域通過濾 波され、ＲＦ周波数に変換され、増幅され、濾波されて、アンテナ３１８によっ て放射されて、ＢＰＳＫ変調によりデジタル無線チャネル１０８におけるトラヒ ック・チャネル・データ・ビット３０２の送信を完了する。 基地局受信機３０３の受信部分３２２は、アンテナ３２４を介してデジタル無 線チャネル１０８から送信スペクトル拡散信号を受信する。受信信号は、逆拡散 器およびサンプラ３２６によってデータ・サンプルにサンプリングされる。次に 、データ・サンプル３４２は、通信システムの復号部分３５４に出力される。 逆拡散器およびサンプラ３２６は、好ましくは、濾波， 復調，ＲＦ周波数からの変換および所定のレート（例えば、１．２２８８メガサ ンプル／秒）でのサンプリングにより、受信スペクトル拡散信号をＢＰＳＫサン プリングする。次に、ＢＰＳＫサンプリングされた信号は、受信サンプリング信 号を長拡散符号で相関することにより逆拡散される。この逆拡散されたサンプリ ング信号３２８は、所定のレート（例えば、受信スペクトル拡散信号の６４個の サンプルのシーケンスが一つのデータ・サンプルによって逆拡散および／または 表現されるように、１９．２キロサンプル／秒）でサンプリングされ、非コヒー レント検出器３４０に出力され、データ・サンプル３４２の非コヒーレント検出 が行われる。 当業者に理解されるように、複数の受信部分３２２，３２３およびアンテナ３ ２４，３２５を利用して、スペース・ダイバーシチを行うことができる。Ｎ番目 の受信機部分は、上記の受信部分３２２と実質的に同様に、デジタル無線チャネ ル１０８において受信スペクトル拡散信号からデータ・サンプルを取り出すべく 動作する。Ｎ個の受信部分の出力３４２〜３５２は、好ましくは、加算器３５０ に入力され、この加算器３５０は入力データ・サンプルをコヒーレント検出デー タ・サンプル３６０の合成ストリームにダイバーシチ合成する。 次に、ソフト判定データを形成する個別のデータ・サンプル３６０は、個別の データ・レベルにて入力ソフト判定 データ３６０をデインタリーブするデインタリーバ３６２を含む復号部分３５４ に入力される。デインタリーバ３６２では、ソフト判定データ３６０は、ソフト 判定データの所定のサイズのブロックを定める行列に個別に入力される。ソフト 判定データは、行列が行毎に埋められるように、行列内の位置に入力される。デ インタリーブされたソフト判定データ３６４は、行列が列毎に空になるように、 行列内の位置から個別に出力される。デインタリーブされたソフト判定データ３ ６４は、入力されたのと同じレート（例えば、１９．２キロメトリック／秒）で デインタリーバ３６２によって出力される。 行列によって定められるソフト判定データのブロックの所定のサイズは、所定 長の送信ブロック内で受信されるスペクトル拡散信号からデータ・サンプルをサ ンプリングする最大レートから導出される。 デインタリーブされたソフト判定データ３６４は、デコーダ３６６に入力され 、このデコーダ３６６は、最尤復号方法を利用して、被推定トラヒック・チャネ ル・データ・ビット３６８を生成する。最尤復号方法は、ビタビ復号アルゴリズ ムに実質的に類似するアルゴリズムを利用することにより補強できる。デコーダ ３６６は、個別のソフト判定データ３６４のグループを利用して、最尤シーケン ス推定デコーダ３６６の各特定の時間状態において用いられるソフト判定遷移メ トリックのセットを形成する。ソフト判 定遷移メトリックの各セットを形成するために用いられるグループ内のソフト判 定データ３６４の数は、各入力データ・ビット３０２から生成される畳み込みエ ンコーダ３０４の出力におけるデータ・シンボル３０６の数に対応する。各セッ ト内のソフト判定遷移メトリックの数は、各グループ内のソフト判定データ３６ ４の数で２を累乗したものに等しい。例えば、送信機において１／２畳み込みエ ンコーダを利用する場合、各入力データ・ビット３０２から２つのデータ・シン ボル１０６が生成される。従って、デコーダ３６６は、２つの個別ソフト判定デ ータ３６４のグループを用いて、最尤シーケンス推定デコーダ３６６における各 時間状態で用いられる４つのソフト判定遷移メトリックを形成する。被推定トラ ヒック・チャネル・データ・ビット３６８は、ソフト判定データ３６４がデコー ダ３６６に入力されるレートと、入力データ・ビット３０２を元来符号化するた めに用いられる固定レートとに関連するレートで生成される（例えば、ソフト判 定データが１９．２キロメトリック／秒で入力され、元の符号化レートが１／２ である場合、被推定トラヒック・チャネル・データ・ビット３６８は９６００ビ ット／秒のレートで出力される）。被推定トラヒック・チャネル・データ・ビッ ト３６８は、μＰ３７０に入力され、このμＰ３７０は、デジタル無線チャネル １０８において送信される被推定トラヒック・チャネル・データ・ビット３６８ と、拡張ハンドオフ方向メッ セージのフィールドを含む他のフィールドを解釈する。μＰ３７０は、ブロック ２０７，２７２，３０７によって実行されるものと同様なセルラ関連機能を実行 する関連機能３７２に結合される。 第４図は、ＣＤＭＡ通信システムのプロトコル階層構造を概略的に示す。第４ 図に示すように、プロトコルは概念上の層に論理的に分割される。層１ ４００ 、すなわちデジタル無線チャネル１０８の物理層は、ビットの送信に関係する機 能を含む。これらの機能は、無線波を介する変調，符号化，フレーミングおよび チャネル化を含む。マルチプレクス・サブ層４０２は、ユーザ・データおよびシ グナリング・プロセスのためにデジタル無線チャネル１０８の共有を可能にする 多重化機能を提供する。シグナリング・プロトコル層２は、主トラヒック層２ ４０４と副トラヒック層２ ４０６とに分割され、基地局１０２と移動局１０６ との間のシグナリング上位層メッセージ（例えば、上位層４０８，４１０から） の確実な伝達に関係するプロトコルである。このような上位層シグナリング・メ ッセージは、メッセージ再送信および重複検出を含む。 前述のように、ＩＳ−９５Ａのサービス・オプションは、ＴＳＢ５８によって 定義され、現時点で基本可変レート音声サービス（８ｋｂｐｓ），移動局ループ バック，エンハンスド可変レート音声サービス（８ｋｂｐｓ），非同期データ・ サービス，グループ３ファクシミリ，ショート・メ ッセージ・サービス，送信制御プロトコル／インターネット・プロトコル・パケ ット・データ・サービスおよびポイント・ツー・ポイント（ＰＰＰ）パケット・ データ・サービス上のセルラ・デジタル・パケット・データ（ＣＤＰＤ）が含ま れる。マルチプレクス・サブ層４０２より上のすべてのプロトコル階層は、サー ビス・オプションに依存する。すなわち、サービス・オプションを変更するため の基地局１０２から移動局１０６へのシグナリングは、層２ ４０４，４０６ま たはそれより上で行われる。 基地局１０２により移動局１０６に送信される別のパラメータは、レート・セ ット(rate set)と呼ばれるパラメータで、このパラメータは、デジタル無線チャ ネル１０８上で用いられるデータ・レートを定義するために用いられる。現在、 ＩＳ−９５Ａは、レート・セット１およびレート・セット２の２つのレート・セ ット・パラメータを定義し、各レート・セットは独自のサービス・オプションの セットを有する。レート・セットの変更は、（チャネル上のボコーディング・レ ートおよびチャネルの帯域幅を変更することにより）デジタル音声チャネル１０ ８を変更するので、レート・セット変更は、デジタル無線チャネル１０８をサポ ートする物理層である層１ ４００に対して透過的でない。しかし、レート・セ ット・パラメータが設定されると、物理層を変更せずにサービス・オプションを 変更できる。すなわち、与えられたレート・セットの任意のサービス・ オプション変更は、デジタル無線チャネル１０８をサポートする物理層である層 １ ４００に対して透過的となる。 前述のように、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム１００におけるサ ービス・オプションは、本発明に従って、まず移動局１０６によって採用される サービス・オプションを判定し、あらかじめ存在するメッセージ内でこのサービ ス・オプションを表すデータを移動局１０６に送信することによって、移動局１ ０６において変更される。好適な実施例では、サービス・オプションを表すデー タは、複数のサービス・オプションのうち一つを表す１６ビット・フィールドで あり、あらかじめ存在するメッセージは、拡張ハンドオフ方向メッセージ(Ｅxte nded Ｈandoff Ｄirection Ｍessage)である。第５図は、ハンドオフ・メッセー ジを、特に、本発明により、ハンドオフに関するデータとサービス・オプション ・データ表現の両方を有する拡張ハンドオフ方向メッセージ(Ｅxtended Ｈandof f Ｄirection Ｍessage)５００を示す。第５図に示すように、メッセージ５００ は、必要に応じて基地局／移動局メーカ用に確保され、１６ビット長のＡdditio nal Ｆieldsフィールド５０２を有する。本発明の好適な実施例では、メッセー ジ５００のフィールド５０２は、移動局においてサービス・オプションを変更す るために用いられる１６ビットのサービス・オプション・データ表現を収容する 。サービス・オプションの変更は（第４図から最もよく分かるように） 層２およびそれより上で行われるので、Ａdditional Ｆieldsフィールド５０２ は、主トラヒック層２ ４０４（データ・フィールド５０４によって表される） または副トラヒック層２ ４０６（データ・フィールド５０６によって表される ）のいずれかのサービス・オプションを収容してもよい。 欧州デジタル・セルラ・システム(ＧＳＭ：Ｇlobal Ｓystem for Ｍobile Ｃo mmunication)や、日本デジタル・セルラ・システム（ＰＤＣ：Ｐersonal Ｄigit al Ｃellular）などの特定の時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システムは、ハン ドオフ・メッセージを利用して、特定の層１の特性、すなわち、デジタル無線チ ャネル１０８に関する特性を変更する。しかし、上記のように、与えられたレー ト・セットについて、ＣＤＭＡ通信システムにおけるサービス・オプション変更 は、サービス・オプション変更に関するすべてのシグナリングが層２ ４０４， ４０６またはそれより上で行われるため、デジタル無線チャネル１０８に対して 完全に透過的となる。 移動局においてサービス・オプションを変更する典型的な例を、第１図を参照 して以下で説明する。移動局１０６が第１カバー・エリア１０４内に位置し、第 １セットのサービス・オプションをサポートする第１基地局１０２と通信してお り、第２セットのサービス・オプションをサポートする第２基地局１１２が担当 する第２カバー・エリア１ １０に入ると想定すると、第１基地局１０２は、まず最初に、セルラ・ハンドオ フが必要なことを識別する。サービス・オプション条件に拘わらず、移動局１０ ６が第１カバー・エリア１０４から第２カバー・エリア１１０への通信を維持す ることを可能にするためには、セルラ・ハンドオフが必要となる。 この時点で、第１基地局１０２はセルラ・ハンドオフが必要なことを認識して いるので、第１基地局１０２は採用すべきサービス・オプションを判定して、第 ２基地局１１２がこの判定されたサービス・オプションをサポートするかどうか を調べることができる。この段階は、第２基地局１１２が異なるサービス・オプ ションをサポートすることを選んだ異なるオペレータの基地局かもしれないので 必要となる。当業者に理解されるように、利用可能なサービス・オプション情報 は、第１基地局１０２またはＣＢＳＣ１１４にあってもよい。また、この判定に 基づいて、第１基地局１０２は、判定したサービス・オプションのデータ表現を 拡張ハンドオフ方向メッセージ５００のＡdditional Ｆieldsフィールド５０２ に挿入し、この拡張ハンドオフ方向メッセージ５００を移動局１０６に送信する 。移動局１０６は、拡張ハンドオフ方向メッセージ５００を受信し、このメッセ ージ内のデータをμＰ３７０に送って、解釈させる。μＰ３７０は、受信したデ ータを解釈し、Ａdditional Ｆieldsフィールド５０２内のデータ表現に基 づいてサービス・オプションを変更し、本発明に従ってセルラ・ハンドオフを実 行するように移動局１０６の受信機３０３を変更する。 当業者に理解されるように、本発明によるサービス・オプション変更は、上記 のセル間ハンドオフに限定されない。例えば、本発明によるサービス・オプショ ン変更は、セル内ハンドオフにも有利に適用できる。第１図を参照して、移動局 １０６は、システムに課せられた制約のためにセル内ハンドオフを必要とするこ とがある。一例として、容量上の制約は、ある基地局１０２によってサポートさ れるサービス・オプションを制限することがある。高システム容量のとき（日中 のピーク時間）、基地局１０２は、グループ３ファクシミリなどの特定のチャネ ル時間を消費するサービス・オプションをサポートしないように設計できる。シ ステム容量が軽減すると（日中のオフピーク時間）、基地局１０２はすべてのサ ービス・オプションをサポートできるようにする。これらのシステム制約は、層 １ ４００のプロトコルによってサポートされるデジタル無線チャネル１０８に 対して透過的な方法で施すことができる。 従来の面倒なネゴシエーション・プロセスを実行するために余分な時間を必要 としないので、本発明によるＣＤＭＡ通信システムは、欠落呼(dropped calls) のレートを増加せずにサービス・オプション変更を実行する。さらに、すべての シグナリングは層２ ４０４，４０６またはそれ より上で行われるので、本発明によるサービス・オプション変更は層１ ４００ のプロトコルによってサポートされるデジタル無線チャネル１０８に対して透過 的である。最後に、移動局１０６はソフト・ハンドオフに入る際に遅れないので 、システム干渉は低減され、その結果、従来のサービス・オプション変更方法に 比べてシステム容量が増加する。 本発明について特定の実施例を参照して具体的に図説してきたが、発明の精神 および範囲から逸脱せずに、形式および詳細のさまざまな変更が可能なことが当 業者に理解される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムにおいてサービス・オプション を変更する方法であって： 移動局によって採用されるサービス・オプションを判定する段階；および あらかじめ存在するメッセージ内で、前記サービス・オプションを表すデータ を前記移動局に送信する段階； によって構成されることを特徴とする方法。 ２．前記サービス・オプションを表す前記データは、複数のサービス・オプショ ンのうち一つを表す１６ビット・フィールドをさらに含んで構成されることを特 徴とする請求項１記載の方法。 ３．前記あらかじめ存在するメッセージは、ハンドオフ・メッセージをさらに含 んで構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ４．あらかじめ存在するメッセージ内で、前記サービス・オプションのデータ表 現を送信する前記段階は、前記送信する段階が行われる物理層に対して透過的で あることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５．ＣＤＭＡ通信システムの基地局と通信する移動局において、サービス・オプ ションを変更する方法であって： 前記基地局から送信されるハンドオフ・メッセージにおいて、採用されるサー ビス・オプションを表すデータを受 信する段階；および 前記ハンドオフ・メッセージにおいて受信した前記データに基づいて、前記移 動局において前記サービス・オプションを変更する段階； によって構成されることを特徴とする方法。 ６．前記サービス・オプションを変更する前記段階は、前記ハンドオフ・メッセ ージが送信される物理資源に対して透過的であることを特徴とする請求項５記載 の方法。 ７．移動局においてサービス・オプションを変更する方法であって、前記移動局 はＣＤＭＡ通信システムと整合性があり、前記移動局は第１基地局と通信し、か つ前記第１基地局から第２基地局へのハンドオフを必要とし、前記移動局は前記 第１基地局によってサポートされる現在のサービス・オプションを実施する方法 は： 前記第１基地局において： 前記第２基地局によって採用されるサービス・オプションを判定する段階 ； 前記判定されたサービス・オプションのデータ表現をハンドオフ・メッセ ージに挿入する段階；および 前記ハンドオフが必要なときに、前記ハンドオフ・メッセージを前記移動 局に送信する段階； 前記移動局において： 前記第１基地局から前記ハンドオフ・メッセージを受信する段階； 前記データ表現に基づいて前記サービス・オプションを変更する段階；お よび 前記ハンドオフ・メッセージに基づいて、前記第１基地局から前記第２基 地局に通信を変更する段階； によって構成されることを特徴とする方法。 ８．前記ＣＤＭＡ通信の前記第１基地局および前記第２基地局は、ソフト・ハン ドオフをサポートすることを特徴とする請求項７記載の方法。 ９．複数のサービス・オプションをサポートし、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ） 通信システムと整合性がある移動局であって： サービス・オプションのデータ表現と、通信ハンドオフに関するデータとを収 容するハンドオフ・メッセージを受信する受信機；および 前記データ表現に対応する前記サービス・オプションを実施するように前記ハ ンドオフ・メッセージを解釈し、前記通信ハンドオフを実行するように前記移動 局の受信機を変更するマイクロプロセッサ； によって構成されることを特徴とする移動局。 １０．前記ハンドオフ・メッセージは、セル間ハンドオフまたはセル内ハンドオ フに関するハンドオフ・メッセージであることを特徴とする請求項９記載の移動 局。