JPH11513857A - 通信システムにおける時間分散を補償するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 通信システムにおける時間分散の悪影響を補正するための方法を開示する。移動局に第１の送信レートが割り当てられ、この移動局は送信信号の時間分散を検出できる。この移動局は移動局内の補償器によって時間分散を所定時間内に補償できるか否かに応じて別の送信レートをリクエストできる。システムはこのリクエストに応答して第１の送信レートよりも高いか、または低い第２の送信レートの表示を移動局に送ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 通信システムにおける時間分散を補償するための方法 背景 本願出願人の発明は電気通信に関し、より詳細には、種々の作動モード（アナ ログ、デジタル、デュアルモード等）のための無線通信システム、例えばセルラ ー無線システムおよび衛星無線システム、ならびにアクセス技術、例えば周波数 分割マルチアクセス（ＦＤＭＡ）、時間分割マルチアクセス（ＴＤＭＡ）、符号 分割マルチアクセス（ＣＤＭＡ）、ハイブリッドＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ に関する。本発明の特定の特徴は、バンド割り当て、トラヒックおよび容量管理 、およびトランザクションのスループットおよび質を高めるための技術に関する ものである。 次の説明は、本発明のシステムを適用できる環境に関するものである。この一 般的な説明は、本発明をより良好に理解できるよう公知のシステムおよびそのシ ステムに関連した用語の一般的な概略を提供するものである。北米では、高度デ ジタル移動電話サービス（Ｄ−ＡＭＰＳ）と称されるデジタルセルラー無線電話 システムにより、現在のところ、デジタル通信およびマルチアクセス技術、例え ばＴＤＭＡが提供されており、上記高度デジタル移動電話サービスの特徴の一部 は、通信工業協会および電子工業協会（ＴＩＡ／ＥＩＡ）により発行されている 暫定規格ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ「デュアルモードの移動局−基地局コ ンパチビリティ規格」により指定されており、この規格を本明細書で参考例とし て引用する。周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）によりアナログ領域でのみ作 動する装置の膨大な数の消費者のベースがあるため、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５ ４−Ｂはデジタル通信機能とのアナログコンパチビリティを考慮したデュアルモ ード（アナログおよびデジタル）の規格となっている。例えば、ＴＩＡ／ＥＩＡ ／ＩＳ−５４−Ｂ規格はＦＤＭＡアナログ音声チャンネル（ＡＶＣ）と、ＴＤＭ Ａデジタルトラヒックチャンネル（ＤＴＣ）との双方を考慮したものである。Ａ ＶＣおよびＤＴＣは各無線チャンネルが３０キロヘルツ（ＫＨｚ）のスペクトル 幅を有するように８００メガヘルツ（ＭＨｚ）に近い周波数の周波数変調無線搬 送波信号によって実現される。 ＴＤＭＡセルラー無線電話システムでは、各無線チャンネルは一連のタイムス ロットに分割されており、タイムスロットの各々はデータソースからのバースト 状の情報、例えば音声会話のデジタル符号化された部分を含む。タイムスロット は所定の長さを有する連続するＴＤＭＡフレームにグループ分けされ、各ＴＤＭ Ａフレームにおけるタイムスロットの数は無線チャンネルを同時に共用できる異 なるユーザーの数に関連している。ＴＤＭＡフレーム内の各スロットが異なるユ ーザーに割り当てられる場合、ＴＤＭＡフレームの長さは同一ユーザーに割り当 てられる連続するタイムスロット間の最小時間となっている。 同一ユーザーに割り当てられる連続するタイムスロット（通常、無線搬送波上 の連続するタイムスロットではない）は、ユーザーのデジタルトラヒックチャン ネルを構成し、このチャンネルはユーザーに割り当てられた論理チャンネルと見 なすことができる。後により詳細に説明するように、通信制御信号を考慮してデ ジタル制御チャンネル（ＤＣＣ）を設けることもでき、かかるＤＣＣチャンネル は無線搬送波上で一連の、通常は連続しないタイムスロットによって形成された 論理チャンネルとなっている。 上記ＴＤＭＡシステムの多数の可能な実施例のうちのわずか１つにおいて、Ｔ ＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ規格は各ＴＤＭＡフレームが６つの連続するタイ ムスロットから成り、４０ミリ秒（ｍｓｅｃ）の長さを有することを規定してい る。従って、各無線チャンネルは通話をデジタル的に符号化するのに使用される スピーチ符号化器／復号化器（コーデック）のソースレートに応じて３つから６ つのＤＴＣ（例えば３つから６つの電話の通話）を搬送できる。かかるスピーチ コーデックはフルレートまたはハーフレートのいずれかで作動できる。フルレー トのＤＣＴは所定の時間においてハーフレートのＤＣＴの２倍の数のタイムスロ ットを必要とし、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂでは各フルレートのＤＣＴは 各ＴＤＭＡフレームのうちの２つのスロット、例えばＴＤＭＡフレームの６つの スロットのうちの第１および第４スロット、第２および第５スロット、または第 ３および第６スロットを必要とする。各ハーフレートのＤＣＴは各ＴＤＭＡフレ ームのうちの１つのタイムスロットを使用し、各ＤＴＣタイムスロットのうちで ３２４個のビットが送信され、そのうちの主要な部分、すなわち２６０個のビッ トはスピーチ出力の誤り訂正符号化に起因するビットを含むコーデックのスピー チ出力によるものであり、他のビットはガード時間および同期用オーバーヘッド 信号化に使用される。 ＴＤＭＡセルラーシステムはバッファーバーストモード、すなわち送信断続モ ードで作動し、各移動局は割り当てられたタイムスロット中でのみ送受信するこ とが理解できよう。例えばフルレートでは移動局はスロット１の間に送信し、ス ロット２の間で受信をし、スロット３の間でアイドル状態となり、スロット４の 間で送信し、スロット５の間で受信し、スロット６の間でアイドル状態となり、 その後、連続するＴＤＭＡフレームの間でこのサイクルを繰り返す。従って、バ ッテリー給電式の移動局では送信も受信もしない時のタイムスロットにおける電 力を節約するためにスイッチオフまたはスリープ状態にすることができる。 セルラー無線通信システムは、音声すなわちトラヒックチャンネルの他に基地 局と移動局との間で呼設定メッセージを搬送するためのページング／アクセス、 すなわち制御チャンネルも提供する。例えばＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂに よれば、８００ＭＨｚに近い送受信のための所定周波数を有する２１本の専用ア ナログ制御チャンネル（ＡＣＣ）が設けられている。これらＡＣＣは常に同一チ ャンネルで見つけられるので、移動局によってこれらチャンネルを容易に見つけ 、モニタすることができる。 例えばアイドル状態の時（すなわちスイッチオンしているが、発呼をしないか 、または呼び出しを受けない状態の時）、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂシス テムにおける移動局は最も強力な制御チャンネル（一般に、そのときに移動局が 位置しているセルの制御チャンネル）に同調し、定期的にモニタし、対応する基 地局を通して発呼を受けるか、または発呼を開始できる。アイドル状態の間にセ ル間を移動する際、移動局は以前のセルの制御チャンネルでの無線接続を最終的 に失い、新しいセルの制御チャンネルに同調する。初期の同調およびその後の制 御チャンネルへの再同調はいずれも最良の制御チャンネルを探すよう、既知の周 波数における利用可能な制御チャンネルのすべてをスキャンすることによって自 動 的に達成される。受信の質が良好な制御チャンネルが発見されると、受信の質が 再び劣化するまで移動局はこのチャンネルに同調した状態のままとなる。このよ うに、移動局はシステムによってタッチ状態に留まる。 アイドル状態の間では移動局は自分に向けられたメッセージをページングする ために制御チャンネルをモニタしなければならない。例えば通常の電話（地上回 線）の加入者が移動局の加入者を呼び出すと、この発呼は公衆交換電話ネットワ ーク（ＰＳＴＮ）からダイアルされた番号を分析する移動交換センター（ＭＳＣ ）に向けられる。ダイアルされた番号が有効であれば、ＭＳＣは呼び出された移 動局の移動式別番号（ＭＩＮ）を含むページングメッセージをそれぞれの制御チ ャンネルを通して送信することにより、呼び出された移動局をページングするこ とを多数の無線基地局のうちの一部またはすべてに求める。ページングメッセー ジを受けた各アイドル状態の移動局は、受信されたＭＩＮと自局に記憶されてい るＭＩＮとを比較し、記憶されているＭＩＮが一致した移動局は特定の制御チャ ンネルを通して基地局へページ応答を送信し、基地局はこのページ応答をＭＳＣ へ送る。 ＭＳＣはページ応答を受信すると、ページ応答を受信した基地局に利用できる ＡＶＣまたはＤＴＣを選択し、その基地局内の対応する無線トランシーバをオン にし、呼び出された移動局が所定の音声すなわちトラヒックチャンネルに同調す ることを指示するメッセージをその基地局が制御チャンネルを通して呼び出され た移動局に送るようにさせる。移動局が一旦、所定のＡＶＣまたはＤＴＣに同調 すると、通話のためのスルー接続が設定される。 ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂによって指定されたＡＣＣを有するシステム の性能は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６で指定されたデジタル制御チャンネル （ＤＣＣＨ）を有するシステムでは改善されており、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１ ３６を本明細書で参考例として引用する。かかるＤＣＣＨを使用することにより ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂの無線チャンネルはＤＴＣのみ、ＤＣＣＨのみ 、またはＤＴＣとＤＣＣＨの双方の組み合わせを搬送できる。ＴＩＡ／ＥＩＡ／ ＩＳ１３６−Ｂのフレームワーク内では、各無線搬送波周波数は３つまでのフル レートのＤＴＣ／ＤＣＣＨまたは６つまでのハーフレートのＤＴＣ／ＤＣＣＨ、 ま たは両者の任意の組み合わせ、例えば１つのフルレートのＤＴＣ／ＤＣＣＨと４ つのハーフレートのＤＴＣ／ＤＣＣＨの組み合わせを有することができる。しか しながら一般に、ＤＣＣＨの送信レートはＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂで指 定されたハーフレートおよびフルレートと一致しなくてもよく、ＤＣＣＨのスロ ットの長さは均一でなくてもよく、ＤＴＣスロットの長さと一致しなくてもよい 。ＤＣＣＨはＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ無線チャンネルで定義でき、例え ば連続するＴＤＭＡスロットのストリーム内のｎ番目ごとのスロットから構成で きる。この場合、各ＤＣＣＨスロットの長さはＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ によるＤＴＣスロットの長さである６．６７ｍｓｅｃに等しくてもよいし、等し くなくてもよい。当業者であれば、この代わりに（更に他の可能な変形例に対す る制限をすることなく）、公知の他の方法でこれらＤＴＣスロットを定義できよ う。 セルラー電話システムでは移動局が基地局およびＭＳＣと通信できるようにす るのに、無線リンクプロトコルが必要である。この通信無線プロトコルはセルラ ー電話の発呼を開始し、これを受信するのに使用される。この通信リンクプロト コルは通信業界で一般にレイヤー２のプロトコルと称されているものであり、そ の機能にはレイヤー３メッセージの区切り、すなわちフレーミングが含まれる。 これらレイヤー３メッセージは移動局およびセルラー交換システム内に存在する 通信するレイヤー３のピアーエンティティの間で送ることができる。物理的レイ ヤー（レイヤー１）は物理的通信チャンネルのパラメータ、例えば無線周波数の 間隔、変調特性等を定め、レイヤー２は物理チャンネルの制約内、例えば誤り訂 正および検出等における情報の正確な送信に必要な技術を定め、レイヤー３は物 理チャンネルを通して送信される情報の受信および処理を行うための手順を定め ている。 図１および２を参照して、移動局とセルラー交換システム（基地局とＭＳＣ） との間の通信を一般に説明できる。図１は複数のレイヤー３のメッセージ１１と 、レイヤー２のフレーム１３と、レイヤー１のチャンネルバーストすなわちタイ ムスロット１５を略図で示す。図１において、各レイヤー３のメッセージに対応 するチャンネルバーストの各グループは、論理チャンネルを構成でき、上記のよ うに所定のレイヤー３メッセージに対するチャンネルバーストは通常、ＴＩＡ／ Ｅ ＩＡ／１３６搬送波上の連続するスロットではない。他方、チャンネルバースト は連続的であり、１つのタイムスロットが終了するとすぐに次のタイムスロット が開始できる。 各レイヤー１のチャンネルバースト１５は完全なレイヤー２のフレームを含む だけでなく、他の情報、例えば誤り訂正情報およびレイヤー１の動作に使用され る他のオーバーヘッド情報を含む。各レイヤー２のフレームはレイヤー３メッセ ージの少なくとも一部のみならず、レイヤー２の作動に使用されるオーバーヘッ ド情報を含む。図１には示されていないが、各レイヤー３メッセージはメッセー ジのペイロードと見なすことができる種々の情報要素、それぞれのメッセージタ イプを識別するためのヘッダー部分、および可能な場合にはパディングを含む。 各レイヤー１のバーストおよび各レイヤー２のフレームは複数の異なるフィー ルドに分割されている。特に各レイヤー２のフレームにおける限定された長さの ＤＡＴＡフィールドはレイヤー３のメッセージ１１を含む。レイヤー３メッセー ジはレイヤー３メッセージに含まれる情報量に応じた可変長さを有するので、単 一のレイヤー３メッセージを送信するのに複数のレイヤー２フレームが必要とな ることがある。この結果、チャンネルバーストとレイヤー２フレームの間に１： １の対応がある場合、レイヤー３メッセージ全体を送信するのに複数のレイヤー １チャンネルバーストも必要となることがある。 上記のようにレイヤー３メッセージを送るのに２つ以上のチャンネルバースト が必要な時に、無線チャンネル上でいくつかのバーストは通常、連続したバース トとならない。更に通常、数個のバーストはレイヤー３メッセージを搬送するの に使用される特定の論理チャンネルに専用の、連続するバーストにもならない。 各バーストを受信し、受信した各バーストを処理し、これに応答するのに時間が 必要であるので、通常、レイヤー３メッセージを送信するのに必要なバーストは 図２（ａ）に略図で示し、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６規格を参照して上で説 明したように、スタガー状のフォーマットで送られる。 図２（ａ）は搬送波周波数で送られる連続するタイムスロット１、２、....に 含まれる一連のタイムスロット１、２、....、Ｎ、....として構成された順方向 （またはダウンリンク）のＤＣＣＨの一般的な例を示す。これらＤＣＣＨスロッ トはＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６によって指定されるような無線チャンネルに 定義でき、例えば図２（ａ）に示されるように一連の連続するスロットにおける ｎ番目ごとのスロットから構成できる。各ＤＣＣＨスロットの長さは６．６７ｍ ｓｅｃでもよいし、６．６７ｍｓｅｃでなくてもよく、この６．６７ｍｓｅｃは ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６規格によるＤＴＣスロットの長さである。 図２（ａ）に示されるように、ＤＣＣＨスロットはスパーフレーム（ＳＦ）に 構成でき、各スーパーフレームは異なる種類の情報を搬送する多数の論理チャン ネルを含む。スーパーフレーム内の各論理チャンネルに１つ以上のＤＣＣＨスロ ットを割り当てできる。図２（ａ）におけるダウンリンクのスーパーフレームの 一例は、３つの論理チャンネル、すなわちオーバーヘッドメッセージのための６ つの連続するスーパーフレームを含む一斉放送制御チャンネル（ＢＣＣＨ）と、 ページングメッセージのための１つのスロットを含むページングチャンネル（Ｐ ＣＨ）と、チャンネル割り当ておよび他のメッセージのための１つのスロットを 含むアクセス応答チャンネル（ＡＲＣＨ）とを含む。図２（ａ）のスーパーフレ ーム例における他のタイムスロットは他の論理チャンネル、例えば付加的ページ チャンネルＰＣＨまたは他のチャンネルの専用とすることができる。通常、移動 局の数はスーパーフレーム内のスロット数よりもかなり多いので、各ページング スロットは所定のユニークな特徴、例えばＭＩＮの最終桁を共用する数局の移動 局をページングするのに使用される。 図２（ｂ）は、順方向ＤＣＣＨのスロットに対する好ましい情報フォーマット を示す。各スロット内で転送される情報は複数のフィールドを含み、図２（ｂ） はそのフィールドよりも上の各フィールドにおけるビット数を示す。ＳＹＮＣフ ィールド内で送られるビットは従来のように符号化されたスーパーフレームフェ ーズ（ＣＳＦＰ）およびＤＡＴＡフィールドの正確な受信の補償を助けるように 使用される。ＳＹＮＣフィールドはスロットのスタート点を探すのに基地局によ って使用される所定のビットパターンを含む。システムへのアクセスをリクエス トするのに移動局が使用するランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）を制御す るのに共用チャンネルフィードバック（ＳＣＦ）フィールドが使用される。この ＣＳＦＰフィールドは移動局が各スーパーフレームの開始点を探すことができる ようにする符号化されたスーパーフレーム位相値を運ぶ。これは順方向ＤＣＣＨ のスロットにおける情報フォーマットに対する一例である。 効率的なスリープモード動作および高速のセル選択を行うためにＢＣＣＨを多 数のサブチャンネルに分割できる。システムにアクセスできる（発呼を送信また は受信する）前に移動局がスイッチオンされている（移動局はＤＣＣＨにロック されている）時の最少量の情報を移動局が読み出しできるようにするＢＣＣＨ構 造が知られている。スイッチオン後は、アイドル状態の移動局は割り当てられた ＰＣＨスロット（通常、スーパーフレームごとに１つ）だけを定期的にモニタす るだけでよく、移動局は他のスロットの間でスリープできる。移動局のページン グメッセージを読み出すのに使用される時間とスリープに使用される時間の比は 制御可能であり、呼設定遅延と電力消費量との妥協を示す。 各ＴＤＭＡタイムスロットは所定の固定された情報搬送容量を有するので、各 バーストは上記のように一般に、レイヤー３のメッセージの一部しか搬送しない 。アップリンク方法では、多数の移動局が競争した状態でシステムとの通信を試 みるが、ダウンリンク方向では多数の移動局がシステムから送られるレイヤー３ のメッセージを聴取する。公知のシステムでは、レイヤー３メッセージ全体を送 るのに必要なバーストと同じだけ多いＴＤＭＡチャンネルバーストを使って所定 のレイヤー３メッセージを搬送しなければならない。 移動ユニットのためにより長いスリープ時間をサポートする理由から、デジタ ル制御チャンネルおよびトラヒックチャンネルが望ましく、この結果、例えばバ ッテリーの寿命が長くなる。デジタルトラヒックチャンネルおよびデジタル制御 チャンネルはシステム容量を最適にし、階層的なセル構造、すなわちマクロセル と、マイクロセルと、ピコセル等の構造をサポートするための拡張された機能を 有する。「マクロセル」なる用語は一般に、従来のセルラー電話システムにおけ るセルのサイズに匹敵するサイズ（例えば少なくとも約１ｋｍの半径）を有する セルを一般に意味し、「マイクロセル」および「ピコセル」なる用語は、次第に 小さいセルを意味する。例えばマイクロセルは公的な屋内または屋外のエリア、 例えばコンベンションセンターまたは繁華街をカバーし、ピコセルはオフィスの 通路または高層ビルのフロアをカバーできる。無線カバー範囲の観点からマクロ セル、マイクロセルおよびピコセルは互いに異なっていてもよいし、また異なる トラヒックパターンまたは無線環境を処理するために互いに重なっていてもよい 。 図３は、階層的、すなわちマルチレイヤー状のセルラーシステムの例を示す。 三角形状によって示される傘状のマクロセル１０は、重なったセルラー構造を構 成し、各傘状セルは下部のマイクロセル構造を含むことができる。傘状セル１０ は点線で囲まれた領域で表示されるマイクロセル２０と、町の道路に沿った領域 に対応する点線で囲まれた領域によって表示されたミクロセル３０と、ビルの個 個のフロアをカバーするピコセル４０、５０および６０を含む。マイクロセル２ ０および３０によってカバーされた２つの街の道路の交差点は、トラヒックの集 中度の密な領域でよく、よってホットスポットを表示する。 図４は、基地局１１０および移動局１２０の例を含むセルラー移動無線電話シ ステムの一例のブロック図を示す。基地局は制御および処理ユニット１３０を含 み、このユニットはＭＳＣ１４０に接続され、ＭＳＣは次にＰＳＴＮ（図示せず ）に接続される。かかるセルラー無線電話システムの一般的な特徴は、本願で参 考例として引用する「セルラー通信システムにおける近接局支援ハンドオフ」を 発明の名称とするウェイケ外に付与された米国特許第5,175,867号に記載されて いるように、当業者に知られているものである。 基地局１１０は制御および処理ユニット１３０によって制御される音声チャン ネルトランシーバ１５０を通して複数の音声チャンネルを取り扱う。更に各基地 局は２つ以上の制御チャンネルを処理できる制御チャンネルトランシーバ１６０ を含む。制御チャンネルトランシーバ１６０は制御および処理ユニット１３０に よって制御され、制御チャンネルトランシーバ１６０は基地局またはセルの制御 チャンネルを通してこの制御チャンネルにロックされた移動局に制御情報を一斉 送信する。トランシーバ１５０と１６０は同一搬送波周波数を共用するＤＣＣＨ およびＤＴＣと共に使用するために、音声および制御トランシーバ１７０と同じ ように単一デバイスとして構成できることが理解できよう。 移動局１２０はその音声および制御チャンネルトランシーバ１７０にて制御チ ャンネルに一斉送信された情報を受信する。次に処理ユニット１８０はロックオ ンする移動局に対する候補点であるセルの特徴を含む受信された制御チャンネル 情報を評価し、移動局がどのセルにロックするかを判断する。好ましくは受信さ れた制御チャンネル情報はその情報が関連するセルに関する絶対情報を含むだけ でなく、「無線電話システムにおける通信制御のための方法および装置」を発明 の名称とし、レイス他（Ｒａｉｔｈ ｅｔ ａｌ．）に付与された米国特許第5, 353,332号に記載されているように、制御チャンネルが関連するセルに近い他の セルに関する相対情報を含む。この米国特許を本願では参考例として引用する。 ユーザーのトーク時間、すなわち移動局のバッテリーの寿命を長くするために 、デジタルの順方向の（基地局から移動局への）制御チャンネルを設けてもよい 。この制御チャンネルは移動局がＦＯＣＣにロックされている時、およびその後 は、情報が変更された時に限り、アイドル状態の移動局がオーバーヘッドメッセ ージを読み出すことができるようにするフォーマットで、現在のアナログ順方向 制御チャンネル（ＦＯＣＣ）に指定されたタイプのメッセージを搬送でき、移動 局は他のすべての時間でスリープする。かかるシステムでは、あるタイプのメッ セージは他のタイプのメッセージよりもより頻繁に基地局によって一斉送信され 、移動局は放送されたどのメッセージも読み取る必要はない。 ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−ＢおよびＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６規格に よって指定されたシステムは、回路交換技術であり、物理的な個接続を設定し、 通信エンドシステムは交換するデータを有する限り、その接続を維持するあるタ イプの接続指向通信技術である。回路交換機の直接接続はシステムが適当と見な すものに対してエンドシステムが回路を使用できるようにするオープンパイプラ インとして働く。回路交換データ通信は一定バンド幅のアプリケーションには良 好に適すが、狭バンド幅およびバースト状のアプリケーションに対しては比較的 非効率的である。 接続指向（例えばＸ．２５）または無接続（例えばインターネットプロトコル のＩＰ）であるパケット交換技術は、物理接続の設定およびティアダウンを必要 とせず、このことは回路交換技術と著しく対照的となっている。このことによっ て、データ潜伏が低下し、比較的短いバースト状または相互対話式取引を扱う際 にチャンネルの効率が高まる。無接続パケット交換ネットワークはルーチング機 能を多数のルーチングサイトに分散させているので、中央交換ハブを使用した際 に発生し得る、起こり得るトラヒックのボトルネックが回避される。データは適 当な末端システムのアドレス指定によりパケット化され、データパスに沿って独 立した単位として送信される。通信中の末端システムの間に位置する、ルーター と時々称される中間システムは、パケットごとに取り得る最も適したルートに関 する判断を行う。ルーティング判断は最少コスト、すなわちコスト計量、リンク の容量、送信のために待機するパケット数、リンクのための安全条件、および中 間システム（ノード）の作動ステータスを含む多数の特性に基づいて行われる。 単一回路設定と異なり、パス計量を考慮したルートに沿ったパケット送信は、 アプリケーションおよび通信のフレキシビリティを与える。最も標準的なローカ ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）が コーポレート環境にすでに関与している方法でもある。パケット交換はデータ通 信に適当な方法である。その理由は、使用されるアプリケーションおよびデバイ ス、例えばキーボードターミナルの多くが相互対話式であり、データをバースト 状に送信するからである。問題を検討するためにターミナルまたはポーズ内にユ ーザーが多数のデータを入力する間、アイドル状態となっているチャンネルの代 わりにパケット交換はチャンネル上の数個のターミナルから多数の送信信号をイ ンターリーブする。 パケットデータはパスの独立性およびネットワークノードの障害時にルーター の別のパスを選択する能力に起因する、より高いネットワークロバストネスを提 供する。従って、パケット交換はネットワーク回線をより効率的に使用できるよ うにするものであり、パケット技術は接続時間の代わりに送信されるデータ量に 基づき、エンドユーザーに課金するオプション案を提供するものである。エンド ユーザーのアプリケーションは無線リンクを効率的に使用できるようになってい る場合、送信されるパケット数は最少となる。個々の各々のユーザーのトラヒッ クが最少に維持されている場合、サービスプロバイダのネットワーク容量は効率 的に高められる。 パケットネットワークはオープンシステムインターフェース（ＯＳＩ）モデル またはＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックのような工業的に広範なデータ規格で設 計され、これに基づいている。これら規格は何年間もの間で正式に、または事実 上開発されたものであり、これらプロトコルを使用するアプリケーションは容易 に入手可能である。規格に基づくネットワークの主な目標は、他のネットワーク との相互接続性を達成することである。インターネットはこのような目標のかか る規格に基づくネットワークが追求する今日の最も明らかな例である。 インターネットまたはコーポレートＬＡＮのようなパケットネットワークは、 今日のビジネスおよび通信環境の不可欠な部分となっている。これら環境におい て、移動計算が普及するにつれ、無線サービスプロバイダ、例えばＴＩＡ／ＥＩ Ａ／ＩＳ−１３６を使用するプロバイダは、これらネットワークにアクセスする 最適な位置に位置する。それにも拘わらず、セルラーシステムにより提供され、 またはセルラーシステムのために提供されたデータサービスは、一般に各アクテ ィブな移動ユーザーのための専用無線チャンネルを使用した回路交換作動モード に基づくものである。 データパケットの概念を含む下記の文献には、回路交換作動モードに基づくセ ルラーシステムのためのデータサービスのいくつかの例外が述べられている。 米国特許第4,887,265号、および「デジタルセルラーシステムにおけるパケッ ト交換」第３８回ＩＥＥＥ運搬技術会議議事録、第４１１〜４１８ページ（１９ ８８年６月）は、共用されるパケットデータ無線チャンネルを提供するセルラー システムについて記載したものであり、各チャンネルは多数のデータ通話を送る ことができる。実質的に定期的なセルラー信号を使用する特定パケットデータチ ャンネルには、パケットデータサービスを求める移動局が割り当てられる。この システムは、パケットデータネットワークとインターフェースするためのパケッ トアクセスポイント（ＰＡＰ）を含むことができ、特定のＰＡＰの１つに各パケ ットデータ無線チャンネルが接続されるので、このパケットデータ無線チャンネ ルはそのＰＡＰに関連したデータ通話を多重化できる。音声の通話に対する同一 システムで使用されるハンドオーバーにかなり類似した態様で、システムにより ハンドオーバーが開始される。パケットチャンネルの容量が不十分な場合、その 状況に対して新しいタイプのハンドオーバーが追加される。 これら文献は、データー通話に関するものであり、正規の音声の通話に対する のと同じ方法でシステムにより開始されるハンドオーバーを使用することに基づ いている。ＴＤＭＡセルラーシステムにおいて、汎用のパケットデータサービス を提供するためのこれら原理を適応する結果、スペクトルの効率および性能の欠 点が生じる。 米国特許第4,916,691号は、新規なパケットモードのセルラー無線システムア ーキテクチャおよび（音声および／またはデータ）パケットを移動局にルーティ ングするための新規な手順を示している。基地局幹線インターフェースユニット を介した公衆交換機およびセルラー制御ユニットは、ＷＡＮを介して共にリンク されている。このルーティング手順は移動局で開始されるハンドオーバーおよび （発呼中に）移動局から送信されるパケットのヘッダーにパケットが通過した基 地局の識別子を加えることに基づくものである。移動局からのその後のユーザー 情報パケットの間の時間が長い場合、移動局はセル位置情報を送るために余分な 制御パケットを送ることができる。 セルラー制御ユニットは発呼制御番号を発呼に割り当てる際に、呼設定時に主 に関与する。次にこの制御ユニットは移動局に発呼制御番号を通知し、幹線イン ターフェースユニットに発呼制御番号および最初の基地局の識別子を通知する。 発呼中、パケットは幹線インターフェースユニットと現在サービス中の基地局と の間で直接ルーティングされる。 米国特許第4,916,691号に記載のシステムは、ＴＤＭＡセルラーシステムにお いてパケットデータサービスを提供する特定の問題に直接関連するものではない 。 「ＧＳＭにおけるパケット無線」、ヨーロッパ通信規格機関（ＥＴＳＩ）ＴＤ ｏｃ ＳＭＧ４ ５８／９３（１９９３年２月１２日）および１９９３年１０月 １３日、フィンランド・ヘルシンキにおける「将来の競争的環境におけるＧＳＭ 」を議題とするセミナーで提示された「ＧＳＭのために提案される一般的なパケ ット無線サービス」は、ＧＳＭにおける音声およびデータのための可能性のある パケットアクセスプロトコルの概略を述べている。これら文献はＴＤＭＡセルラ ーシステムすなわちＧＳＭに直接関連するものであり、これら文献は最適な共用 パケットデータチャンネルの可能性のある構造の概略を述べているが、システム 全体の解決案におけるパケットデータチャンネルを統合する問題を述べていない 。 「ＧＳＭネットワークを通したパケットデータ」、Ｔ Ｄｏｃ ＳＭＧＩ ２ ３８／９３、ＥＴＳＩ（１９９３年９月２８日）は、パケット移動局とパケッ トデータサービスへのアクセスを処理するエージェントとの間に仮想的チャンネ ルを設定するために、最初に正規のＧＳＭ信号を使用し、認証することに基づく ＧＳＭにおいてパケットデータサービスを提供する概念について記載している。 高速チャンネル設定およびレリースのために改変された正規の信号と共に、パケ ット転送のために正規のトラヒックチャンネルが使用される。この文献は、ＴＤ ＭＡセルラーシステムに直接関連するものであるが、この概念は現在のＧＳＭト ラヒックチャンネルの高速交換バージョンを使用することに基づくものであるの で、最適な共用パケットデータチャンネルに基づく概念と比較してスペクトル効 率および（特に短いメッセージに対する）パケット転送遅延の点で欠点を有する 。 セルラーデジタルパケットデータ（ＣＤＰＤ）システム仕様、レリース１．０ （１９９３年７月）（本明細書ではこれを引用することにより取り込む）は、現 在の高度移動電話サービス（ＡＭＰＳ）システム、すなわち北米アナログセルラ ーシステムにおいて利用可能な無線チャンネルを使用するパケットデータサービ スを提供するための概念について述べている。ＣＤＰＤは米国セルラー運用者の グループによって支持された包括的なオープン仕様である。この仕様によってカ バーされている事項としては外部インターフェース、無線リンクインターフェー ス、サービス、ネットワークアーキテクチャ、ネットワークマネージおよび管理 がある。 指定されているＣＤＰＤシステムは、現在のＡＭＰＳインフラストラクチャか ら独立したインフラストラクチャにかなりの程度基づくものである。ＡＭＰＳシ ステムの集団は、同一タイプの無線周波数チャンネルおよび同一の基地局サイト （ＣＤＰＤによって使用される基地局は新規で、ＣＤＰＤ固有のものでよい）お よび２つのシステム間のチャンネル割り当てを調整するための信号インターフェ ースを使用することに限定されている。 パケットを移動局にルーティングすることは、まず移動局のアドレスに基づく ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）が設けられたホームネットワークモード （ホームモービルデータ中間システム、ＭＤ−ＩＳ）にパケットをルーティング し、次に、必要な場合にＨＬＲ情報に基づき、パケットを訪問先のサービスＭＤ −ＩＳにルーティングし、最終的にセル位置をサービス中のＭＤ−ＩＳにリポー トする移動局に基づき、サービス中のＭＤ−ＩＳから現在の基地局を介してパケ ットを転送することに基づき行われる。 ＣＤＰＤシステム仕様は本願で解決しようとする、ＴＤＭＡセルラーシステム においてパケットデータサービスを提供する上での特定の問題に直接関連するも のではないが、ＣＤＰＤシステム仕様に記載されているネットワークの特徴およ び概念を本発明に係わる無線リンクプロトコルに必要なネットワークの特徴の基 礎として使用することが可能である。 ＣＤＰＤネットワークは現在のデータ通信ネットワークおよびＡＭＰＳセルラ ーネットワークの拡張となるように設計される。ＣＤＰＤネットワークにアクセ スするのに現在の無接続ネットワークプロトコルを使用できる。ネットワークは 常に関連するものと見なされるので、ネットワークは適当な場合に新しいネット ワークレイヤーを追加することを認めるオープンネットワークデザインを使用す る。ＣＤＰＤネットワークサービスおよびプロトコルはＯＳＩモデルのネットワ ークレイヤーおよびそれよりも下方のレイヤーに限定される。このようにするこ とにより下方のＣＤＰＤネットワークを変更することなく、上方のレイヤーのプ ロトコルおよびアプリケーション開発が可能となる。 移動局の加入者の観点から、ＣＤＰＤネットワークはデータおよび音声の双方 の従来のネットワークの無線移動延長ネットワークとなる。ＣＤＰＤサービスプ ロバイダのネットワークサービスを使用することにより、加入者は多くが従来の データネットワークに存在できるデータアプリケーションにシームレスにアクセ スできる。ＣＤＰＤシステムは２つの相互に関連するサービスのセット、すなわ ちＣＤＰＤネットワークサポートサービス、およびＣＤＰＤネットワークサービ スのように見られる。 ＣＤＰＤネットワークサポートサービスはＣＤＰＤネットワークの維持管理に 必要な義務を果たす。これらサービスとしてはアカウンティングサーバー、ネッ トワーク管理システム、メッセージ転送サーバーおよび認証サーバーがある。こ れらサービスはサービスプロバイダの間で相互に運用できるように定められる。 ＣＤＰＤネットワークが技術的に最初のＡＭＰＳインフラストラクチャを技術的 に越えるにつれ、サポートサービスが変わらないままであることが予想される。 移動ネットワークに対してはネットワークサポートサービスの機能が必要であり 、これら機能は無線周波数（ＲＦ）技術と独立している。 ＣＤＰＤネットワークサービスは、加入者がデータアプリケーションと通信で きるように認めるデータ転送サービスであり、更にデータアプリケーションの一 方の端部または双方の端部を移動性としてもよい。 要約すれば、パケットデータに対して最適にされた共用パケットデータチャン ネルを提供することに基づき、Ｄ−ＡＭＰＳセルラーシステムにおいて汎用パケ ットデータサービスを提供するシステムに対するニーズがある。このアプリケー ションはＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６規格によって指定されたネットワークと 同じような接続指向ネットワークと、無接続パケットデータネットワークの双方 の利点を有するシステムおよび方法に関するものである。 かかるシステムにおける重要な特徴は、チャンネルまたはバンド幅を割り当て ることである。ＩＳ−１３６のためのかかるチャンネル割り当ての一例として、 移動補助チャンネル割り当て（ＭＡＣＡ）がある。ＩＳ−１３６ではトラヒック チャンネルを指定する前にＭＡＣＡメッセージが受信され、このメッセージは一 斉送信制御チャンネル（ＢＣＣＨ）を通して一般に送られる。例えば競争または 保留に基づくアクセスの試みを行うのに使用される手順は高速ＢＣＣＨでのアク セスパラメータメッセージ内で送ることができる。かかるＩＳ−１３６ランダム アクセスパラメータの例としては、最大ビジィ（話中）／保留情報、最大再試行 情報、最大繰り返し情報および最大停止カウンタが含まれる。トラヒックチャン ネルを割り当てる前にＭＡＣＡレポートが使用されるので、ＭＡＣＡは移動局が システムにアクセスした後は情報を提供しない。 セルラー電話通信システムの他の重要な特徴は、無線媒体における不規則性、 すなわち欠陥を補償するのに使用される等化技術にある。マルチパス伝搬の効果 およびセルラーシステムでは送信機と受信機との間の相対移動効果を低減するた めに、受信回路において主に等化器が使用される。このことは、例えばいわゆる 適応型等化を行うＴＤＭＡシステムに関する国際特許出願公開第WO 88/05981号 に記載されている。無線受信機内に内蔵される等化器の設定は、無線送信機から 送信されるデータワードと時間多重された同期ワードに応じて行われる。これら 同期ワードの助けにより媒体の分散特性を補償するよう、等化器をセットできる 。等化器を含む無線受信機は高シンボルレート通信（＞１００ｋｂｉｔ／ｓ）に 対して使用されることが多く、マルチパス伝搬に起因する高シンボルレート通信 のビット感度は、より低いシンボルレート通信のビット感度よりも高い。等化器 を使用する欠点は、等化器が受信機を複雑にし、電力消費量を増すことである。 等化器がないことにより非コヒーレント復調が可能となるという利点が得られ 、この結果、受信機の複雑度が低くなり、電流消費量も少なくなる。更に、車両 速度が高いことに起因する無線チャンネルが急速に変化するロバストな受信機が 得られる。欠点は、シンボル時間のかなりの部分を構成する時間分散により復調 ができないということである。 概要 移動局を設計するに際し、移動局のメーカーは最も高速な可能なレートで通信 したいという潜在的なユーザーの要求と、複雑度の低い移動局、すなわち低レー トで作動する移動局を製造したいというメーカーの要求とを妥協させなければな らない。本発明の一実施例によれば、ユーザーとメーカーの双方の問題は、条件 が望ましい時に最高の可能なレートで通信できる時間分散補償器によって解決で きる。 特に本発明の１つの特徴によれば、移動局に第１の送信レートを割り当てる段 階と、移動局内の調節自在な補償器によって補償できる値よりも大きい送信信号 の時間分散を移動局で検出する段階と、補償できる値よりも大きい時間分散が検 出された際、より低い送信レートをリクエストする段階と、第１の送信レートよ りも低い第２の送信レートの表示を移動局に送る段階と、検出された時間分散を 補償するように補償器を調節する段階とを備えた、通信システムにおける時間分 散の悪影響を補正するための方法が提供される。 本発明の別の特徴によれば、通信システムにおける時間分散の悪影響を補正す る方法は、移動局に第１の送信レートを割り当てる段階と、移動局内の調節自在 な補償器によって補償できる値よりも小さい、送信信号の時間分散を前記移動局 で検出する段階と、補償できる値よりも小さい、送信信号の時間分散が検出され た際、より大きい送信レートをリクエストする段階と、第１の送信レートよりも 大きい第２の送信レートの表示を移動局に送る段階と、検出された時間分散を補 償するように補償器を調節する段階とを備える。 いずれの特徴においても、補償器はレーキ受信機でもよく、このレーキ（ＲＡ ＫＥ）受信機で使用されるタップ数を変えることによって調節できる。またこれ とは異なり、補償器は等化器、特にビタビ等化器でもよく、このビタビ等化器内 で使用されるステート数を変えることによって調節してもよい。 図面の簡単な説明 図面を参照して本明細書を読めば、本願出願人の発明の特徴および利点につい て理解できよう。 図１は、複数のレイヤー３メッセージ、レイヤー２フレームおよびレイヤー１ のチャンネルバーストすなわちタイムスロットを略図で示す。 図２（ａ）は、搬送周波数で送られる連続するタイムスロットに含まれる一連 のタイムスロットとして構成された順方向ＤＣＣを示す。 図２（ｂ）は、ＩＳ−１３６ＤＣＣＨフィールドのスロットフォーマットの一 例を示す。 図３は、階層的、すなわちマルチレイヤー状セルラーシステムの一例を示す。 図４は、基地局および移動局の一例を含むセルラー移動無線電話システムの一 例のブロック図である。 図５は、可能なマッピングシーケンスの一例を示す。 図６は、ＰＤＣＨ再割り当ての一例を示す。 図７は、従来のＲＡＫＥ受信機を示す。 図８は、従来の等化器を示す。 図９は、本発明の一例に係わるフローチャートを示す。 詳細な説明 理解を助けるために、図５に下方レイヤーのメッセージ内に上方レイヤーのメ ッセージをマッピングするための１つの可能なシーケンスが示されている。図５ は、いくつかのレイヤー２フレーム内にレイヤー３のメッセージ（このメッセー ジはより高いレイヤー、例えばＣＤＰＤ移動データリンクプロトコルに従ったフ レームから発生できる）をどのようにマッピングするかの専用ＰＤＣＨの一例、 順方向ＰＤＣＨタイムスロット上へのレイヤー２のフレームのマッピングの一例 、およびＰＤＣＨチャンネル上へのタイムスロットのマッピングの一例を示す。 （図２（ａ）、２（ｂ）、２（ｃ）も参照のこと。）当業者には、本発明はこの ようなマッピングシーケンスのみに限定されず、他のマッピングシーケンスにも 適用できることは明らかであろう。順方向パケットデータチャンネル（ＦＰＤＣ Ｈ）のタイムスロットおよび逆方向パケットデータチャンネル（ＲＰＤＣＨ）の バーストの長さは固定されているが、固定された長さの異なる３つの形態のＲＰ ＤＣＨバーストが存在していてもよい。図５では、ＦＰＤＣＨスロットおよびフ ルレートのＰＤＣＨが物理的レイヤー上にあると見なす。この説明ではＴＤＭＡ フレーム構造はＩＳ−１３６のＤＣＣＨおよびＤＴＣと同じであると見なす。マ ルチレートチャンネル（２倍レートのＰＤＣＨまたは３倍レートのＰＤＣＨ）を 使用する時の最大スループットの利点として、図５に示されるように、異なるＦ ＰＤＣＨスループットフォーマットが指定される。このような物理的レイヤー構 造の例に関する詳細については、１９９５年１０月１８日に出願されたレイス他 による「通信システムにおけるスループット容量を増すための方法」を発明の名 称とする米国特許出願第08/544,489号を参照されたい。 ＰＤＣＨ運用を表示するのにＩＳ−１３６のデジタル制御チャンネル（ＤＣＣ Ｈ）が使用される。図６は、１つのセルに属する（もしくはより詳細には共通す るマザーＤＣＣＨを有する）ＰＤＣＨと、異なるセル内の（より詳細にはＤＣＣ Ｈを再選択するための候補としてのＤＣＣＨ隣接リスト内に表示されたＤＣＣＨ との間の関係を示す。移動局は初期のセル選択において、常にまずＤＣＣＨに進 む。ＤＣＣＨにおいてＰＤＣＨに対するサポートが表示される。ＤＣＣＨが１つ 以上の専用ＰＤＣＨに対するサポートを表示する場合、１つのＰＤＣＨ（ビーコ ンＰＤＣＨ）の搬送周波数が提供される。次に、移動局はビーコンＰＤＣＨに自 らを登録し、システムによって別の専用ＰＤＣＨに再割り当てできる。 移動局を設計する際は、移動局のメーカーは最高の可能なレートで通信したと いう潜在的なユーザーの要求と低い複雑さ、すなわち低コストの移動局を製造し たいというメーカーの要求とを妥協させなければならない。すべての通信システ ムが有する問題は、これらシステムが時間分散を処理しなければならなことであ る。信号が空中境界部を通して送信される際に時間分散すなわちエコーが生じる 。送信レートすなわちタイムスロットまたは符号の数と無関係に、この時間分散 が生じることに留意すること重要である。従って、これに関連し、レートは空中 境界部の総ビットレートとして定義されず、むしろＴＤＭＡシステムでは移動局 に割り当てられるタイムスロットの数およびＣＤＭＡシステムでは移動局に割り 当てられる符号の数として定義される。この結果、移動局または基地局は信号を 送信するレートを小さくするだけでは時間分散の効果を除くことはできない。従 って、通信システムは送信された信号の時間分散効果を補償するために、時間分 散補償器を必要とする。この時間分散補償器はＴＤＭＡシステムでは等化器でよ く、また、ＣＤＭＡシステムではＲＡＫＥ受信機でよいが、これらに限定される ものではない。図７に従来のＲＡＫＥ受信機の図が示され、図８には従来の等化 器の図が示されている。ＲＡＫＥ受信機および等化器の一般的な動作は当業者に 知られているので、これらの説明は本発明では省略する。 最高の可能なレートで通信したいというユーザーの要求と複雑さの低い移動局 を製造したいというメーカーの要求との妥協が図られると、メーカーは最大の可 能なレートで作動できる時間分散補償器を備えた移動局の設計を決定できる。か かる設計では移動局は複雑となり、この結果、高価となる。別の設計例では、時 間分散補償器は低レートでしか作動できないように設計でき、この結果、低レー トでしか通信できない、複雑でない移動局が得られる。しかしながら、図９に示 されるような条件が好ましい時に、本発明は複雑でない移動局でも高レートでの 通信ができるようにするものである。 例えば、条件が望ましく、時間分散が必要でない場合に、あまり複雑でない移 動局（容量の限られた時間分散補償器を有する）は、システム内で最大レートで 通信できる。条件が劣化すると、移動局は補償器の限られた容量により、補償で きないような時間分散の問題に遭遇する。検出された時間分散に応答し、移動局 はシステムに通信レートをより低くすることを求めるリクエストを送ることがで きる。次に移動局は、どのレートが選択されたかに関する基地局のメッセージに よる表示を待つ。一旦、移動局がこの表示を受信すると、移動局は再び新しいレ ートでの動作を開始する。時間分散の問題は低レートの通信にも影響するが、よ り低い通信レートに起因し（より迅速に補償を実行できるようにするよう、ＲＡ ＫＥ受信機における少ないタップまたは等化器における低いステートまたは他の 情報を使用することにより）時間分散を処理するのに必要な補償器の複雑さを低 くできる。 移動局は、より高いレートの送信も要求できる。例えばＧＳＭでは、等化器は ０マイクロセカンド（μｓ）〜１６μｓまでの領域における分散を補償するよう 、フルレートのチャンネルを処理できなければならない。等化器の複雑さは少な くとも遭遇する時間分散量および処理する単位時間当たりのシンボル数に応じて 決まる。従って、時間分散量が１６μｓ未満である場合、等化器の基本的な複雑 さを変えることなく、処理する単位時間当たりのシンボル数を増やすことができ る。例えばフルレートで作動する（例えば１６μｓまでの時間分散を補償できる 等化器を有する）移動局が、時間分散量を８μｓ未満と決定する場合、処理する シンボル数を一般に２倍にできる。かかる状況では、より少ないタップ数、ステ ート数等を使用して、より多くのシンボルを処理するように、補償器をプログラ ムできる。この結果、フルレートの移動局は２倍のレートのチャンネルで作動で きるようになる。移動局は処理できる最高レートのチャンネルをリクエストする ために、これら特徴を利用できる。呼設定中でも移動局の制御チャンネルのモニ タ、およびチャンネル条件の判断に基づき、かかるリクエストを行うことができ る。 以上で本発明について説明したので、本発明を種々の態様に変更できることが 明らかとなろう。かかる変形例は本発明の範囲および要旨から逸脱するものであ るとは見なすべきでなく、当業者に明らかなかかるすべての変形例は次の請求の 範囲内に含まれるものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年９月２４日 【補正内容】 シンボル時間のかなりの部分を構成する時間分散により復調ができないというこ とである。欧州特許出願第EP-A-0415897号は、移動電話装置の受信回路において 、基地局と移動電話装置との間の無線媒体の欠陥（マルチパス伝搬）を補償する ように、着信ベースバンド信号を復調し、等化する方法を述べている。しかしな がら、例えば低シンボルレートまたは単一パス伝搬の場合、復調された信号を常 には等化する必要はない。欧州特許出願第EP-A-0415897号によれば、復調前に受 信信号の時間分散を予想し、時間分散が所定値よりも大きいと判断された時に等 化による復調を実行し、一方、時間分散が低い値にある場合には等化を行わない 復調を実行する。これにより、特に視聴モードの時に受信回路によって消費され る電力を低減できる。 概要 移動局を設計するに際し、移動局のメーカーは最も高速な可能なレートで通信 したいという潜在的なユーザーの要求と、複雑度の低い移動局、すなわち低レー トで作動する移動局を製造したいというメーカーの要求とを妥協させなければな らない。本発明の一実施例によれば、ユーザーとメーカーの双方の問題は、条件 が望ましい時に最高の可能なレートで通信できる時間分散補償器によって解決で きる。 特に本発明の１つの特徴によれば、移動局に第１の送信レートを割り当てる段 階と、移動局内の調節自在な補償器によって補償できる値よりも大きい送信信号 の時間分散を移動局で検出する段階と、補償できる値よりも大きい時間分散が検 出された際、より低い送信レートをリクエストする段階と、第１の送信レートよ りも低い第２の送信レートの表示を移動局に送る段階と、検出された時間分散を 補償するように補償器を調節する段階とを備えた、通信システムにおける時間分 散の悪影響を補正するための方法が提供される。 本発明の別の特徴によれば、通信システムにおける時間分散の悪影響を補正す る方法は、移動局に第１の送信レートを割り当てる段階と、移動局内の調節自在 な補償器によって補償できる値よりも小さい、送信信号の時間分散を前記移動局 で検出する段階と、補償できる値よりも小さい、送信信号の時間分散が検出され た際、より大きい送信レートをリクエストする段階と、第１の送信レートよりも 大きい第２の送信レートの表示を移動局に送る段階と、検出された時間分散を補 償するように補償器を調節する段階とを備える。 いずれの特徴においても、補償器はレーキ受信機でもよく、このレーキ（ＲＡ ＫＥ）受信機で使用されるタップ数を変えることによって調節できる。またこれ とは異なり、 タイムスロットおよび逆方向パケットデータチャンネル（ＲＰＤＣＨ）のバース トの長さは固定されているが、固定された長さの異なる３つの形態のＲＰＤＣＨ バーストが存在していてもよい。図５では、ＦＰＤＣＨスロットおよびフルレー トのＰＤＣＨが物理的レイヤー上にあると見なす。この説明ではＴＤＭＡフレー ム構造はＩＳ−１３６のＤＣＣＨおよびＤＴＣと同じであると見なす。マルチレ ートチャンネル（２倍レートのＰＤＣＨまたは３倍レートのＰＤＣＨ）を使用す る時の最大スループットの利点として、図５に示されるように、異なるＦＰＤＣ Ｈスループットフォーマットが指定される。このような物理的レイヤー構造の例 に関する詳細については、国際特許出願公開第WO 97/151,156号を参照されたい 。 ＰＤＣＨ運用を表示するのにＩＳ−１３６のデジタル制御チャンネル（ＤＣＣ Ｈ）が使用される。図６は、１つのセルに属する（もしくはより詳細には共通す るマザーＤＣＣＨを有する）ＰＤＣＨと、異なるセル内の（より詳細にはＤＣＣ Ｈを再選択するための候補としてのＤＣＣＨ隣接リスト内に表示されたＤＣＣＨ との間の関係を示す。移動局は初期のセル選択において、常にまずＤＣＣＨに進 む。ＤＣＣＨにおいてＰＤＣＨに対するサポートが表示される。ＤＣＣＨが１つ 以上の専用ＰＤＣＨに対するサポートを表示する場合、１つのＰＤＣＨ（ビーコ ンＰＤＣＨ）の搬送周波数が提供される。次に、移動局はビーコンＰＤＣＨに自 らを登録し、システムによって別の専用ＰＤＣＨに再割り当てできる。 移動局を設計する際は、移動局のメーカーは最高の可能なレートで通信したと いう潜在的なユーザーの要求と低い複雑さ、すなわち低コストの移動局を製造し たいというメーカーの要求とを妥協させなければならない。すべての通信システ ムが有する問題は、これらシステムが時間分散を処理しなければならなことであ る。信号が空中境界部を通して送信される際に時間分散すなわちエコーが生じる 。送信レートすなわちタイムスロットまたは符号の数と無関係に、この時間分散 が生じることに留意すること重要である。従って、これに関連し、レートは空中 境界部の総ビットレートとして定義されず、むしろＴＤＭＡシステムでは移動局 に割り当てられるタイムスロットの数およびＣＤＭＡシステムでは移動局に割り 当 てられる符号の数として定義される。この結果、移動局または基地局は信号を送 信するレートを小さくするだけでは時間分散の効果を除くことはできない。従っ て、通信システムは送信された信号の時間分散効果を補償するために、時間分散 補償器を必要とする。この時間分散補償器はＴＤＭＡシステムでは等化器でよく 、また、ＣＤＭＡシステムではＲＡＫＥ受信機でよいが、これらに限定されるも のではない。図７に従来のＲＡＫＥ受信機の図が示され、図８には従来の等化器 の図が示されている。ＲＡＫＥ受信機および等化器の一般的な動作は当業者に知 られているので、これらの説明は本発明では省略する。 最高の可能なレートで通信したいというユーザーの要求と複雑さの低い移動局 を製造したいというメーカーの要求との妥協が図られると、メーカーは最大の可 能なレートで作動できる時間分散補償器を備えた移動局の設計を決定できる。か かる設計では移動局は複雑となり、この結果、高価となる。別の設計例では、時 間分散補償器は低レートでしか作動できないように設計でき、この結果、低レー トでしか通信できない、複雑でない移動局が得られる。しかしながら、図９に示 されるような条件が好ましい時に、本発明は複雑でない移動局でも高レートでの 通信ができるようにするものである。 例えば、条件が望ましく、時間分散が必要でない場合に、あまり複雑でない移 動局（容量の限られた時間分散補償器を有する）は、システム内で最大レートで 通信できる。条件が劣化すると、移動局は補償器の限られた容量により、補償で きないような時間分散の問題（９５）に遭遇する。検出された時間分散に応答し （９３）、移動局はシステムに通信レートをより低くすることを求めるリクエス トを送ることができる（９６）。次に移動局は、どのレートが選択されたかに関 する基地局のメッセージによる表示を待つ（９７）。一旦、移動局がこの表示を 受信すると、移動局は再び新しいレートでの動作を開始する（９８、９４）。時 間分散の問題は低レートの通信にも影響するが、より低い通信レートに起因し（ より迅速に補償を実行できるようにするよう、ＲＡＫＥ受信機における少ないタ ップまたは等化器における低いステートまたは他の情報を使用することにより） 時間分散を処理するのに必要な補償器の複雑さを低くできる（９８）。 移動局は、より高いレートの送信も要求できる。例えばＧＳＭでは、等化器は ０マイクロセカンド（Ａｓ）〜１６Ａｓまでの領域における分散を補償するよう 、フルレートのチャンネルを処理できなければならない。等化器の複雑さは少な くとも遭遇する時間分散量および処理する単位時間当たりのシンボル数に応じて 決まる。従って、時間分散量が１６Ａｓ未満である場合、等化器の基本的な複雑 さを変えることなく、処理する単位時間当たりのシンボル数を増やすことができ る。例えばフルレートで作動する（例えば１６Ａｓまでの時間分散を補償できる 等化器を有する）移動局が、時間分散量を８Ａｓ未満と決定する場合、処理する シンボル数を一般に２倍にできる。かかる状況では、より少ないタップ数、ステ ート数等を使用して、より多くのシンボルを処理するように、補償器をプログラ ムできる。この結果、フルレートの移動局は２倍のレートのチャンネルで作動で きるようになる。移動局は処理できる最高レートのチャンネルをリクエストする ために、これら特徴を利用できる。呼設定中でも移動局の制御チャンネルのモニ タ、およびチャンネル条件の判断に基づき、かかるリクエストを行うことができ る。 以上で本発明について説明したので、本発明を種々の態様に変更できることが 明らかとなろう。かかる変形例は本発明の範囲および要旨から逸脱するものであ るとは見なすべきでなく、当業者に明らかなかかるすべての変形例は次の請求の 範囲内に含まれるものである。 請求の範囲 １．移動局に第１の送信レートを割り当てる段階（９２）と、前記移動局で送 信信号の時間分散を検出する段階（９３）とを含む通信システムにおける時間分 散の悪影響を補正するための方法において、前記検出された送信信号の時間分散 が移動局内の補償器で補償できる値よりも大きいかどうか判断する段階（９５） と、補償できる値よりも大きい時間分散が検出された時により低い送信レートを リクエストする段階（９６）と、第１の送信レートよりも低い第２の送信レート の表示を移動局へ送る段階（９７）と、検出された時間分散を補償するように補 償器を調節する段階（９８、９４）とを特徴とする時間分散の悪影響を補正する 方法。 ２．補償器がレーキ式受信機であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．レーキ式受信機で使用されるタップ数を変えることにより補償器を調節す ることを特徴とする請求項２記載の方法。 ４．補償器が等化器であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５．補償器がビタビ等化器であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ６．ビタビ等化器で使用されるステートの数を変えることにより補償器を調節 することを特徴とする請求項５記載の方法。 ７．移動局に第１の送信レートを割り当てる段階（９２）と、前記移動局で送 信信号の時間分散を検出する段階（９３）とを含む通信システムにおける時間分 散の悪影響を補正するための方法において、前記検出された送信信号の時間分散 が移動局内の補償器で補償できる値よりの小さいかどうか判断する段階（９５） と、補償できる値よりも小さい時間分散が検出された時により高い送信レートを リクエストする段階（９６）と、第１の送信レートよりも高い第２の送信レート の表示を移動局へ送る段階（９７）と、検出された時間分散を補償するように補 償器を調節する段階（９４）とを特徴とする時間分散の悪影響を補正する方法。 ８．補償器がレーキ式受信機であることを特徴とする請求項７記載の方法。 ９．レーキ式受信機で使用されるタップ数を変えることにより補償器を調節す ることを特徴とする請求項８記載の方法。 １０．補償器が等化器であることを特徴とする請求項７記載の方法。 １１．補償器がビタビ等化器であることを特徴とする請求項７記載の方法。 １２．ビタビ等化器で使用されるステートの数を変えることにより補償器を調 節することを特徴とする請求項１１記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．移動局に第１の送信レートを割り当てる段階と、 移動局内の調節自在な補償器によって補償できる値よりも大きい送信信号の時 間分散を移動局で検出する段階と、 補償できる値よりも大きい時間分散が検出された際、より低い送信レートをリ クエストする段階と、 第１の送信レートよりも低い第２の送信レートの表示を移動局に送る段階と、 検出された時間分散を補償するように補償器を調節する段階とを備えた、通信 システムにおける時間分散の悪影響を補正するための方法。 ２．補償器がレーキ式受信機である、請求項１記載の方法。 ３．レーキ式受信機で使用されるタップ数を変えることにより補償器を調節す る、請求項２記載の方法。 ４．補償器が等化器である、請求項１記載の方法。 ５．補償器がビタビ等化器である、請求項１記載の方法。 ６．ビタビ等化器で使用されるステートの数を変えることにより補償器を調節 する、請求項５記載の方法。 ７．移動局に第１の送信レートを割り当てる段階と、 移動局内の調節自在な補償器によって補償できる値よりも小さい、送信信号の 時間分散を前記移動局で検出する段階と、 補償できる値よりも小さい、送信信号の時間分散が検出された際、より大きい 送信レートをリクエストする段階と、 第１の送信レートよりも大きい第２の送信レートの表示を移動局に送る段階と 、 検出された時間分散を補償するように補償器を調節する段階とを備えた、通信 システムにおける時間分散の悪影響を補正するための方法。 ８．補償器がレーキ式受信機である、請求項７記載の方法。 ９．レーキ式受信機で使用されるタップ数を変えることにより補償器を調節す る、請求項８記載の方法。 １０．補償器が等化器である、請求項７記載の方法。 １１．補償器がビタビ等化器である、請求項７記載の方法。 １２．ビタビ等化器で使用されるステートの数を変えることにより補償器を調 節する、請求項１１記載の方法。