JPH11513859A - 無線通信システムにおける移動局に対する活動制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 システムが移動局とのトランザクションを開始または終了した後に、移動局の活動モードを制御する方法および装置が提供される。この活動モードは、移動局が「覚醒状態」に留まっているか、またはスリープモードに入るか、に対応し、それはシステムに知らされなければならない。もし移動局が直ちにスリープモードに入らなければ、基地局は、移動局が全てスロットを読取りつつあると期待しうる。もし移動局がスリープモードにあれば、移動局は、その割当てられたページングスロットのみを読取る。移動局は、選択された量の活動時間が満了するまでスリープモードに入らない。活動時間中には、移動局は全てのスロットを読取り続ける。その結果、移動局は直ちにパケットを受信することができ、それによって、移動局の応答時間を増加させるセットアップ時間が節約される。

Description

【発明の詳細な説明】 無線通信システムにおける移動局に対する活動制御 背景 本発明は電気通信に関し、特に、さまざまな動作モード（アナログ、ディジタ ル、デュアルモード、など）、および周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割 多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、およびハイブリッドＦ ＤＭＡ／ＴＤＭＡ／ＣＤＭＡのようなアクセス技術における、セルラ無線システ ムおよび衛星無線システムのような無線通信システムに関する。本発明の特徴は 、情報の受信および送信の手順を改善する技術に関する。 以下の説明は、本発明が適用されうる環境に関する。この一般的説明は、本発 明をより良く理解しうるように、公知のシステムおよび関連用語の概要を与える 意図のものである。 北米においては、ディジタル通信およびＴＤＭＡのような多元接続技術は、デ ィジタル高度移動体電話サービス（ｄｉｇｉｔａｌ ａｄｖａｎｃｅｄ ｍｏｂ ｉｌｅ ｐｈｏｎｅ ｓｅｒｖｉｃｅ）（Ｄ−ＡＭＰＳ）と呼ばれるディジタル セルラ無線電話システムにより現在与えられていて、その特性のあるものは電気 通信産業協会（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａ ｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）および電子産業協会（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｄｕ ｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）（ＴＩＡ／ＥＩＡ）により公表された 暫定規格ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂの、「デュアルモード移動局−基地局 適合性規格（Ｄｕａｌ−Ｍｏｄｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ）」に指定さ れており、この公表の内容は、ここで参照して特に本願に取り込むこととする。 アナログ領域において周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）のみにより動作する消費 者の装置の、現存の大きい基礎のために、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ規格 はデュアルモード（アナログおよびディジタル）規格となっており、アナログ適 合性と共にディジタル通信能力を与える。例えば、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４ −Ｂ規格は、ＦＤ ＭＡアナログ音声チャネル（ＡＶＣ）と、ＴＤＭＡディジタルトラヒックチャネ ル（ＤＴＣ）と、の双方を与える。ＡＶＣおよびＤＴＣは、８００メガヘルツ（ ＭＨｚ）付近の周波数を有する無線搬送波を、それぞれの無線チャネルが３０キ ロヘルツ（ＫＨｚ）のスペクトル幅を有するように周波数変調することにより実 現される。 ＴＤＭＡセルラ無線電話システムにおいては、それぞれの無線チャネルは、一 連のタイムスロットに分割され、それぞれのタイムスロットは、データ源からの 情報のバースト、例えば、音声変換信号のディジタル式にコード化された部分を 含む。それらのタイムスロットは、所定の持続時間を有する相次ぐＴＤＭＡフレ ームにグループ化される。それぞれのＴＤＭＡフレーム内のタイムスロットの数 は、その無線チャネルを同時に共用しうる異なるユーザの数に関連する。もしＴ ＤＭＡフレーム内のそれぞれのスロットが、異なるユーザに割当てられれば、Ｔ ＤＭＡフレームの持続時間は、同じユーザヘ割当てられる相次ぐタイムスロット 間の最小量の時間となる。 通常は無線搬送波上の連続するタイムスロットではない、同じユーザへ割当て られる相次ぐタイムスロットは、そのユーザのディジタルトラヒックチャネルを 構成し、それはそのユーザへ割当てられる論理チャネルと考えられうる。以下に 詳述するように、ディジタル制御チャネル（ＤＣＣＨ）もまた、制御信号を通信 するために用いられ、そのようなＤＣＣＨは、通常無線搬送波上の不連続タイム スロットの系列により形成される。 上述のようなＴＤＭＡシステムの多くの可能な実施例の１つのみにおいて、Ｔ ＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ規格は、それぞれのＴＤＭＡフレームが６つの連 続するタイムスロットから成り、かつ４０ミリ秒（ｍｓｅｃ）の持続時間を有す るようにした。従って、それぞれの無線チャネルは、通話をディジタル式にコー ド化するために用いられる音声コーダ／デコーダ（コーデック）のソースレート に依存して、３つから６つまでのＤＴＣ（例えば、３つから６つまでの電話通話 ）を搬送しうる。そのような音声コーダは、フルレートまたはハーフレートで動 作しうる。フルレートＤＴＣは、一定の期間内にハーフレートＤＴＣの２倍の数 のタイムスロットを必要とし、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂにおいては、 それぞれのフルレートＤＴＣは、それぞれのＴＤＭＡフレームの２つのスロット 、すなわち、ＴＤＭＡフレームの６つのスロットの、第１および第４、第２およ び第５、または第３および第６のものを用いる。それぞれのハーフレートＤＴＣ は、それぞれのＴＤＭＡフレームの、１つのタイムスロットを用いる。それぞれ のＤＴＣタイムスロット中においては３２４ビットが送信され、その大部分であ る２６０ビットは、コーデックの音声出力によるもので、音声出力のエラー訂正 コーディングによる諸ビット含んでおり、残余のビットは、同期などの目的のた めの、時刻およびオーバヘッド信号方式の保護のために用いられる。 ＴＤＭＡセルラシステムは、バッファおよびバースト（ｂｕｆｆｅｒ−ａｎｄ −ｂｕｒｓｔ）モードすなわち不連続送信モードにより動作し：それぞれの移動 局は、その割当てられたタイムスロット中においてのみ送信（および受信）を行 う。例えば、フルレートにおいては移動局は、スロット１中に送信し、スロット ２中に受信し、スロット３中にアイドリングし、スロット４中に送信し、スロッ ト５中に受信し、スロット６中にアイドリングし、その後、後続のＴＤＭＡフレ ーム中においてこのサイクルを繰返す。従って、電池電源式のものでありうる移 動局は、それが送信も受信もしていないタイムスロット中においては、電力節約 のために、スイッチオフまたはスリープ状態にされうる。 セルラ無線通信システムはまた、音声チャネルすなわちトラヒックチャネルの 外に、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 ／アクセスチャネル、すなわち制御チャネルをも有する。例えば、ＴＩＡ／ＥＩ Ａ／ＩＳ−５４−Ｂによれば、２１の専用アナログ制御チャネル（ＡＣＣ）が存 在し、これらは、８００ＭＨｚ付近に位置する送受信のための所定の固定周波数 を有する。これらのＡＣＣは、常に同じ周波数に見出され、それらは移動局によ り容易に捜し出され、またモニタされうる。 例えば、アイドル状態にある（すなわち、スイッチオンされているが、呼を行 ったり受けたりしていない）時に、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂシステム内 の移動局は、最強の制御チャネル（一般に、その瞬間に移動局が位置しているセ ルの制御チャネル）に同調し、その後それを定期的にモニタして、対応する基地 局を経て呼を受信し、または開始する。移動局がアイドル状態にある間にセル間 を移動する時は、移動局は最後には「旧」セルの制御チャネル上の無線接続を「 失い」、「新」セルの制御チャネルに同調する。制御チャネルへの最初の同調と 、その後の再同調とは、全ての利用可能な制御チャネルをそれらの既知周波数で 走査し、「最良の」制御チャネルを見出すことにより自動的に行われる。良好な 受信品質を有する制御チャネルが見出された時は、移動局はこのチャネルに、そ の品質が再び劣化するまで同調し続ける。このようにして、移動局はシステムと の「接触状態（ｉｎ ｔｏｕｃｈ）」に留まる。 移動局は、アイドル状態にある間に、該移動局をアドレス指定したページング メッセージを求めて、制御チャネルをモニタしなければならない。例えば、通常 電話（地上回線）の加入者が移動局を呼出す時、その呼は、公衆加入電話網（Ｐ ＳＴＮ）から移動交換局（ＭＳＣ）へ送られ、ＭＳＣはダイヤルされた番号を解 析する。もしダイヤルされた番号の妥当性が確認されば、ＭＳＣは、いくつかの 無線基地局のいくつか、または全てに対し、それらのそれぞれの制御チャネルを 経て、呼出された移動局の移動局識別番号（ＭＩＮ）を含むページングメッセー ジを送信することにより、呼出される移動局をページングすることを要求する。 ページングメッセージを受信したそれぞれのアイドル移動局は、受信したＭＩＮ を、自身の記憶しているＭＩＮと比較する。一致した記憶ＭＩＮを有する移動局 は、特定の制御チャネルを経てページ応答を基地局へ送信し、基地局はそのペー 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への利用可能 な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ス イッチオンして、その基地局をして、制御チャネルを経て呼出された移動局へ、 該呼出された移動局が選択された音声チャネル、すなわちトラヒックチャネルに 同調するように命令するメッセージを送らしめる。呼に対するスルー接続は、前 記移動局が選択されたＡＶＣまたはＤＴＣに同調し終わった時に確立される。 ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂにより指定されたＡＣＣを有するシステムの 性能は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６により指定されたディジタル制御チャネ ル（ＤＣＣＨ）を有するシステムにおいて改善され、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１ ３６の開示内容は、ここで参照して特に本願に取り込むこととする。そのような ＤＣＣＨを用いる際、それぞれのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ無線チャネル は、ＤＴＣのみ、ＤＣＣＨのみ、またはＤＴＣとＤＣＣＨとの両者の混合を搬送 しうる。ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６−Ｂの枠組内では、それぞれの無線搬送 周波数は、３つのフルレートＤＴＣ／ＤＣＣＨ、または６つのハーフレートＤＴ Ｃ／ＤＣＣＨ、または、その間の任意の組合せまで、例えば、１つのフルレート および４つのハーフレートのＤＴＣ／ＤＣＣＨを有しうる。 しかし、一般に、ＤＣＣＨの送信レートは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ により指定されたハーフレートおよびフルレートと一致する必要はなく、また、 ＤＣＣスロットの長さは、一様でなくてもよく、また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無線チャネル 上に定められことができ、例えば、連続するＴＤＭＡスロットのストリーム内の ｎ番目毎のスロットから成りうる。この場合、それぞれの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に等しくてもよく、等しくなくてもよい。あるいは（他の可能な代 替方式を制約することなく）、これらのＤＣＣＨスロットは、当業者に公知の他 の方法により定められうる。 セルラ電話システムにおいて、移動局が基地局およびＭＳＣと通信しうるため には、エアリンク（ａｉｒ ｌｉｎｋ）プロトコルが必要である。通信リンクプ ロトコルは、通信産業内においてはレイヤ２プロトコルと通常呼ばれ、その機能 性はレイヤ３メッセージの境界指定すなわちフレーミングを含む。これらのレイ ヤ３メッセージは、諸移動局および諸セルラ交換機内に存在するレイヤ３同位エ ンティティ間で送られうる。物理レイヤ（レイヤ１）は、物理通信チャネルのパ ラメータ、例えば、無線周波数の間隔、変調特性など、を定めている。レイヤ２ は、物理チャネルの制約内における情報の正確な送信に必要な技術、例えば、エ ラーの訂正および検出など、を定めている。レイヤ３は、物理チャネルを経て送 信された情報の、受信および処理のためのプロシージャを定めている。 移動局と、セルラ交換機（基地局およびＭＳＣ）と、の間の通信は、図１、図 ２（ａ）、および図２（ｂ）を参照することにより、一般的に説明しうる。図１ は、複数のレイヤ３メッセージ１１、レイヤ２フレーム１３、およびレイヤ１チ ャネルバースト、すなわちタイムスロット、１５を概略的に示す。図１において 、それぞれのレイヤ３メッセージに対応する、チャネルバーストのそれぞれのグ ループは、論理チャネルを構成し、上述のように、与えられたレイヤ３メッセー ジのためのチャネルバーストは、通常、ＴＩＡ／ＥＩＡ／１３６搬送波上の連続 スロットではない。一方、チャネルバーストは連続でありえ、１つのタイムスロ ットが終わると直ちに次のタイムスロットが始まりうる。 それぞれのレイヤ１チャネルバースト１５は、完全なレイヤ２フレームと、例 えばレイヤ１動作のために用いられるエラー訂正情報および他のオーバヘッド情 報のような他の情報と、を含む。それぞれのレイヤ２フレームは、レイヤ３メッ セージの少なくとも一部と、レイヤ２動作のために用いられるオーバヘッド情報 と、を含む。図１には示されていないが、それぞれのレイヤ３メッセージは、該 メッセージのペイロードと考えられうるさまざまな情報要素と、それぞれのメッ セージのタイプを識別するためのヘッダ部分と、可能な挿入部分と、を含む。 それぞれのレイヤ１バーストおよびそれぞれのレイヤ２フレームは、複数の異 なるフィールドに分割される。特に、それぞれのレイヤ２フレーム内の限定長デ ータフィールドは、レイヤ３メッセージ１１を含む。レイヤ３メッセージは、レ イヤ３メッセージ内に含まれる情報量に依存して可変長を有するので、単一のレ イヤ３メッセージの送信には、複数のレイヤ２フレームが必要とされうる。その 結果、レイヤ３メッセージの全体を送信するためには、チャネルバーストとレイ ヤ２フレームとの間に１対１の対応が存在するので、複数のレイヤ１チャネルバ ーストもまた必要とされうる。 上述のように、レイヤ３メッセージを送るために１つより多いチャネルバース トが必要とされる時は、そのいくつかのバーストは、通常無線チャネル上の連続 バーストではない。さらに、そのいくつかのバーストは、通常、そのレイヤ３メ ッセージを搬送するために用いられる特定の論理チャネルに当てられた順次バー ストでさえない。それぞれの受信バーストを受信し、処理し、かつそれに反応す るためには、時間が必要なので、レイヤ３メッセージの送信に必要なバーストは 、通常、図２（ａ）に概略的に示され、かつＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６規格 に関連して上述された、スタガフォーマットをなして送られる。 図２（ａ）は、搬送周波数により送られる連続タイムスロット１、２、．．． 内に含まれるタイムスロットの系列１、２、．．．、Ｎ、．．．として構成され た、順方向（すなわちダウンリンク）ＤＣＣＨの一般的な例を示す。これらのＤ ＣＣＨスロットは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６により指定された無線チャネ ルのような無線チャネル上に定められることができ、例えば図２（ａ）に見られ るように、一連の連続スロット内のｎ番目毎のスロットから成りうる。それぞれ のＤＣＣＨスロットは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６によるＤＴＣスロットの 長さである６．６７ｍｓｅｃに等しくてもよく、等しくなくてもよい持続時間を 有する。 図２（ａ）に示されているように、ＤＣＣＨスロットはスーパフレーム（ＳＦ ）に編成することができ、それぞれのスーパフレームは、異なる種類の情報を搬 送するいくつかの論理チャネルを含む。スーパフレーム内のそれぞれの論理チャ ネルに対しては、１つまたはそれ以上のＤＣＣＨスロットが割当てられうる。図 ２（ａ）の代表的なダウンリンクスーパフレームは、３つの論理チャネル、すな わち、オーバヘッドメッセージのための６つの相次ぐスロットを含む一斉送信制 御チャネル（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 むページングチャネル（ＰＣＨ）と、チャネル割当てその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ネル（ＡＲＣＨ）と、を含む。図２（ ａ）の代表的なスーパフレーム内の残余のタイムスロットは、追加のページング チャネルＰＣＨのような他の論理チャネル、またはその他のチャネル用に当てら れる。移動局の数は、通常スーパフレーム内のスロット数よりも遥かに多いので 、それぞれのページングスロットは、ある独特の特性、例えば、ＭＩＮの最後の ディジット、を共通とするいくつかの移動局をページングするために用いられる 。 図２（ｂ）は、順方向ＤＣＣＨのスロットのための好ましい情報フォーマット を示す。本発明により送信されたそれぞれのスロットは複数のフィールドを含み 、図２（ｂ）は、それぞれのフィールド内のビット数を、そのフィールド上に示 す。同期フィールドにより送られるビットは、従来のように、コード化スーパフ レーム相（ＣＳＦＰ）フィールドおよびデータフィールドの正確な受信を保証す るた めに用いられる。同期フィールドは、スロットの開始を見出すために基地局によ り用いられる所定のビットパターンを含む。共用チャネル帰還（ＳＣＦ）フィー ルドは、システムに対するアクセスを要求するために移動局により用いられるラ ンダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を制御するために用いられる。ＣＳＦＰフ ィールドは、移動局がそれぞれのスーパフレームの開始を見出すことを可能なら しめる、コード化スーパフレーム相値を伝える。これは、順方向ＤＣＣＨのスロ ット内の情報フォーマットの単なる一例に過ぎない。 効率的なスリープモード動作および高速セル選択の目的のために、ＢＣＣＨは 、いくつかのサブチャネルに分割されうる。ＢＣＣＨの構造は公知であり、それ は、移動局がスイッチオンされた時（移動局がＤＣＣＨにロックされた時）シス テムにアクセスし（呼を行い、または受け）うる前に、移動局が最小量の情報を 読取ることを可能にする。スイッチオンされた後、アイドル移動局は、それの割 当てられたＰＣＨスロット（それぞれのスーパフレーム内に通常１つある）のみ を定期的にモニタする必要があり、他のスロット中においては移動局はスリープ 状態にありうる。ページングメッセージの読取りに費やされる移動局の時間と、 スリープ状態に費やされる移動局の時間と、の比は制御可能であり、呼設定遅延 と電力消費との間のトレードオフを表す。 ＴＤＭＡタイムスロットは、ある固定された情報搬送容量を有するので、それ ぞれのバーストは、上述のレイヤ３メッセージの一部のみを典型的に搬送する。 アップリンク方向においては、多数の移動局がコンテンションに基づいてシステ ムとの通信を試み、一方、ダウンリンク方向においては、多数の移動局がシステ ムから送られるレイヤ３メッセージを聞く。公知のシステムにおいては、いずれ の与えられたレイヤ３メッセージも、レイヤ３メッセージの全体を送るのに必要 な数のＴＤＭＡチャネルバーストを用いて搬送されなければならない。 ディジタル制御チャネルおよびトラヒックチャネルは、移動ユニットにおける スリープ期間をより長く保持して電池の寿命を長くするなどの理由のために望ま しい。 ディジタル制御チャネルおよびトラヒックチャネルは、システム容量を最適化 し、階層形セル構造、すなわち、マクロセル、マイクロセル、ピコセル、などの 構造を支援するための、拡張された機能性を有する。「マクロセル」という用語 は、一般に従来のセルラ電話システムにおけるセルの大きさ（例えば、少なくと も約１キロメートルの半径）に匹敵する大きさを有するセルに関してのものであ り、「マイクロセル」および「ピコセル」という用語は、累進的により小さいセ ルに関してのものである。例えば、マイクロセルは、公共の屋内または屋外区域 、例えば集会センターまたは繁華な街路をカバーし、ピコセルは、オフィスの廊 下または高い建物のフロアをカバーする。無線カバレージの大小からいうと、マ クロセル、マイクロセル、およびピコセルは、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、互いに異なっていてもよく、あるいは互いにオーバ ラップしていてもよい。 図３は、代表的な階層形、すなわち多重レイヤ形、セルラシステムを示す。６ 角形により表されたかさ形マクロセル１０は、上位のセルラ構造を作っている。 それぞれのかさ形セルは、下位のマイクロセル構造を含みうる。かさ形マクロセ ル１０は、街路に沿った区域に対応する、点線内に囲まれた区域により表された マイクロセル２０と、破線内に囲まれた区域により表されたマイクロセル３０と 、建物の個々のフロアをカバーするピコセル４０、５０、および６０と、を含む 。マイクロセル２０および３０によりカバーされた２つの街路の交差部分は、密 度の高いトラヒック集中区域でありえ、従って過密点を表している。 図４は、典型的な基地局１１０および移動局１２０を含む、代表的なセルラ移 動無線電話システムのブロック図である。この基地局は、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、ＭＳＣ１４０はさら にＰＳＴＮ（図示せず）に接続されている。このようなセルラ無線電話システム の一般的特徴は、ウエジケ（Ｗｅｊｋｅ）外に対する「セルラ通信システムにお ける隣接者補助形ハンドオフ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｈａｎｄ ｏｆｆ ｉｎ ａ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔ ｅｍ）」と題する米国特許第５，１７５，８６７号に説明されているように、本 技術分野において公知であり、該特許の内容は、参照することにより本願に取り 込むこととする。 基地局１１０は、音声チャネルトランシーバ１５０により複数の音声チャネル を操作し、音声チャネルトランシーバ１５０は、制御および処理ユニット１３０ により制御される。また、それぞれの基地局は制御チャネルトランシーバ１６０ をも含み、制御チャネルトランシーバ１６０は、１つより多くの制御チャネルを 操作しうる。制御チャネルトランシーバ１６０は、制御および処理ユニット１３ ０により制御される。制御チャネルトランシーバ１６０は制御情報を、基地局ま たはセルの制御チャネルを経て、その制御チャネルにロックされた移動局へ一斉 送信する。トランシーバ１５０および１６０は、音声および制御トランシーバ１ ７０と同様に、単一装置として実現され、同じ無線搬送周波数を共用するＤＣＣ ＨおよびＤＴＣに用いられる。 移動局１２０は、その音声および制御チャネルトランシーバ１７０において、 制御チャネル上の一斉送信された情報を受信する。次に、処理ユニット１８０は 、移動局がロックすべき候補セルの特性を含む受信された制御チャネル情報を評 価し、移動局がいずれのセルにロックすべきかを決定する。有利なことに、レイ ス（Ｒａｉｔｈ）外に対する「無線電話システムにおける通信制御の方法および 装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃ ａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａ Ｒａｄｉｏｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｓｙ ｓｔｅｍ）」と題する米国特許第５，３５３，３３２号に説明されているように 、受信された制御チャネル情報は、それが関連するセルに関する絶対情報を含む のみでなく、その制御チャネルが関連するセルに隣接する他のセルに関する相対 情報をも含む。上記特許の内容は、参照することにより本願に取り込まれる。 ユーザの「通話時間」、すなわち、移動局の電池の寿命、を増加させるために は、現在のアナログ順方向制御チャネル（ＦＯＣＣ）のために指定されているタ イプのメッセージを、アイドル移動局が、ＦＯＣＣにロックした時、および、そ の後情報が変化した時のみに、オーバヘッドメッセージを読取ることを可能にす るフォーマットで搬送しうる、ディジタル順方向制御チャネル（基地局から移動 局へ）を用いうる。移動局は全ての他の時間にはスリープ状態にある。そのよう なシステムにおいては、あるタイプのメッセージが、他のタイプのものよりも頻 繁に基地局により一斉送信され、また移動局は一斉送信されたことごとくのメッ セージを読取る必要はない。 ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−５４−Ｂ規格およびＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６規 格により指定されいるシステムは回線交換技術であり、これは、物理呼接続を確 立し、通信エンドシステムが交換すべきデータを有する間はその接続を維持する 、「コネクションオリエンテッド」通信のタイプのものである。回線交換機の直 接接続はオープンパイプラインとして働き、エンドシステムが、適切と見たもの のために回線を使用しうるようにする。回線交換データ通信は、定帯域幅アプリ ケーションに適するが、それは低帯域幅かつ「バースト性」アプリケーションの ためには比較的に非効率的である。 コネクションオリエンテッド（例えばＸ．２５）または「コネクションレス」 （例えばインターネットプロトコル「ＩＰ」）のものでありうるパケット交換技 術は、物理接続の設定または切断を必要とせず、これは回線交換技術と著しい対 照をなす。これは、データの待ち時間を短縮し、また、比較的短い、バースト性 の、または対話形の、トランザクションの処理においてチャネルの効率を増大さ せる。コネクションレスパケット交換ネットワークは、複数経路指定サイトへ経 路指定機能を分配し、それにより中央交換ハブを用いる時に起こりうるトラヒッ クボトルネックを回避する。データは、適切なエンドシステムのアドレス指定に より「パケット化」された後、データ経路に沿って独立ユニットへ送信される。 通信エンドシステム間に配置された、時には「ルータ」と呼ばれる中間システム が、パケット毎にとられるべき最適経路について決定を行う。経路指定の決定は 、最低コスト経路またはコスト距離、リンクの容量、送信を待っているパケット 数、リンクのためのセキュリティ要求、および中間システム（ノード）の動作状 態、を含むいくつかの特性に基づいて行われる。 単一回線のセットアップと対照される、経路距離を考慮した経路に沿ってのパ ケット送信は、アプリケーションおよび通信の柔軟性を提供する。それはまた、 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）が結合した環境において発展させた方法でもある。パケット交 換は、データ通信に適している。そのわけは、多くのアプリケーションおよび使 用されるキーボード端末のような装置が対話形のもので、データをバーストとし て送信するからである。ユーザが、端末へもっとデータを入力している間、また は問題を考えるために休んでいる間、チャネルはアイドル状態にあるのではなく 、パケット交換は、いくつかの端末からの複数の送信をそのチャネルへインタリ ーブする。 パケットデータは、経路独立性と、ネットワークノードの故障の際に代替経路 を選択するルータの能力と、のために、より高度のネットワークの堅牢性を与え る。従って、パケット交換は、ネットワーク線のより効率的な使用を可能にする 。パケット技術は、接続時間の代わりに、送信されるデータの量に基づいて、エ ンドユーザに料金を請求することの選択権を提供する。もしエンドユーザのアプ リケーションが、エアリンクの効率的な使用を行うように設計されていたとすれ ば、送信されるパケットの数は最小となる。もしそれぞれの個々のユーザのトラ ヒックが最小に保持されれば、サービス提供業者のネットワーク容量は効果的に 増大せしめられる。 パケットネットワークは、通常、オープンシステムインタフェース（ＯＳＩ） モデルまたはＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックのような、産業上広範なデータ規 格に基づいて設計される。これらの規格は、形式上または事実上、多年にわたっ て発展せしめられ、これらのプロトコルを用いるアプリケーションは、容易に利 用されうる。規格に基づくネットワークの主要目的は、他のネットワークとの相 互接続性を実現することである。インターネットは、そのような規格に基づくネ ットワークによるこの目標の追求の、今田こおける最も明らかな例である。 パケットネットワークは、インターネットまたはコーポレートＬＡＮと同様に 、今日のビジネスおよび通信環境の一体的部分である。移動体計算がこれらの環 境において普及するのに伴い、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１３６を用いる無線サー ビス提供業者のような業者は、これらのネットワークへのアクセスを提供するた めの最良の位置に配置される。それにもかかわらず、セルラシステムにより提供 される、またはセルラシステムのために提案される、データサービスは、一般に 、それぞれの活動中の移動局ユーザのために専用無線チャネルを用いる回線交換 モードの動作に基づいている。 回線交換モードの動作に基づくセルラシステムのためのデータサービスにおけ る多少の例外は、パケットデータの概念を含む以下の文献に記載されている。 米国特許第４，８８７，２６５号および「ディジタルセルラシステムにおける パケット交換（Ｐａｃｋｅｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃ ｅｌｌｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ）」第３８回ＩＥＥＥ車両技術協議会会報（Ｐｒ ｏｃ．３８ｔｈ ＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ ｎｆ．）第４１４ないし４１８頁（１９８８年６月）には、共用されるパケット データ無線チャネルを与えるセルラシステムが記載されており、それぞれの該チ ャネルは複数のデータ呼を収容しうる。パケットデータサービスを要求する移動 局は、本質的に正規のセルラ信号方式を用いる特定のパケットデータチャネルに 割当てられる。このシステムは、パケットデータネットワークとインタフェース するためのパケットアクセスポイント（ＰＡＰＳ）を含みうる。それぞれのパケ ットデータ無線チャネルは、１つの特定のＰＡＰに接続され、従って、そのＰＡ Ｐに関連するデータ呼を多重化しうる。ハンドオーバは、同じシステムにおいて 音声呼のために用いられるハンドオーバと極めて類似した様式で、システムによ り起動される。パケットチャネルの容量が不十分な状況においては、新しいタイ プのハンドオーバが追加される。 これらの文献はデータ呼指向のものであり、正規の音声呼におけると同様に、 システム起動ハンドオーバの使用に基づいている。これらの原理を、ＴＤＭＡセ ルラシステムにおいて汎用パケットデータサービスを行うために適用すると、ス ペクトル効率および性能に欠点を生じる。 米国特許第４，９１６，６９１号には、新しいパケットモードセルラ無線シス テムのアーキテクチャと、（音声および／またはデータ）パケットを移動局へ経 路指定するための新しいプロシージャと、が記載されている。基地局、幹線イン タフェースユニットを経由した公衆交換機、およびセルラ制御ユニットは、ＷＡ Ｎを経て互いにリンクしている。経路指定プロシージャは、移動局起動ハンドオ ーバに基づき、また、（呼出し中において）移動局から送信されるパケットのヘ ッダに対する、そのパケットが通過する基地局の識別子の追加に基づいている。 移動局からの後続のユーザ情報パケットの間の期間が延長している場合は、移動 局は、セル位置情報を伝える目的の特別制御パケットを送信しうる。 セルラ制御ユニットは、それが呼に呼制御番号を割当てる時に、呼の確立にま ず関係する。それは次に、移動局に呼制御番号を知らせ、幹線インタフェースユ ニットに呼制御番号および最初の基地局の識別子を知らせる。次に、呼出し中に パケットが、幹線インタフェースユニットと、現在サービスしている基地局と、 の間で直接経路指定される。 米国特許第４，９１６，６９１号に説明されているシステムは、ＴＤＭＡセル ラシステムにおいてパケットデータサービスを行う特定の問題に直接関連しては いない。 「ＧＳＭにおけるパケット無線（Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ ｉｎ ＧＳＭ） 」欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｔ Ｄｏｃ ＳＭＧ ４ ５８／９３（ １９９３年２月１２日）およびフィンランドのヘルシンキ（１９９３年１０月１ ３日）における「将来の競争環境におけるＧＳＭ（ＧＳＭ ｉｎ ａ Ｆｕｔｕ ｒｅ Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）」と題するセミナー において提出された「ＧＳＭのために提案される一般的パケット無線サービス（ Ａ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｐｏ ｓｅｄ ｆｏｒ ＧＳＭ）」は、ＧＳＭにおける音声およびデータのための可能 なパケットアクセスプロトコルを略述している。これらの文献は、ＴＤＭＡセル ラシステム、すなわち、ＧＳＭに直接関連しており、それらは最適化された共用 パケットデータチャネルの可能な編成を略述しているが、それらは、全システム 的解決において統合パケットデータチャネルの特徴を扱ってはいない。 「ＧＳＭネットワークにおけるパケットデータ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ ｏ ｖｅｒ ＧＳＭ）」、Ｔ Ｄｏｃ ＳＭＧ １ ２３８／９３、ＥＴＳＩ（１９ ９３年９月２８日）には、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「代理人」と、の間に仮想チャネルを確立するために、最初にお ける正規のＧＳＭ信号方式および認証の使用に基づき、ＧＳＭにおけるパケット データサービスを提供する概念が説明されている。正規の信号方式が高速なチャ ネルのセットアップおよび解放のために変更されると、正規のトラヒックチャネ ルはパケット転送のために用いられる。この文献はＴＤＭＡセルラシステムに直 接関連しているが、その構想は、現存のＧＳＭトラヒックチャネルの「高速交 換」バージョンの使用に基づいているので、最適化された共用パケットデータチ ャネルに基づく構想と比較すると、スペクトル効率およびパケット転送遅延（殊 に短いメッセージに対しての）に関して欠点を有する。 その開示内容をここで参照して特に本願に取り込むこととする、セルラディジ タルパケットデータ（ＣＤＰＤ）システムの仕様、レリース１．０（１９９３年 ７月）は、現在の高度移動体電話サービス（ＡＭＰＳ）システム、すなわち、北 米アナログセルラシステム、において利用可能な無線チャネルを利用するパケッ トデータサービスを提供する構想を説明している。ＣＤＰＤは、米国セルラオペ レータのグループにより是認された、包括的な公開仕様である。言及されている 項目には、外部インタフェース、エアリンクインタフェース、サービス、ネット ワークアーキテクチャ、ネットワーク管理、および主官庁が含まれている。 指定されたＣＤＰＤシステムは、大部分は、現存のＡＭＰＳのインフラストラ クチャとは無関係なインフラストラクチャに基づいている。ＡＭＰＳシステムと の共通点は、同じタイプの無線周波チャネルおよび同じ基地局サイトの利用（Ｃ ＤＰＤにより用いられる基地局は、新しいＣＤＰＤ特有のものでありうる）と、 ２つのシステム間のチャネル割当てを調整する信号インタフェースの使用と、に 限られる。 移動局へのパケットの経路指定は、まず、そのパケットを、移動局アドレスに 基づき、ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）を備えたホームネットワークノード（ホ ーム移動体データ中間システム（ｈｏｍｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｄａｔａ Ｉｎｔｅ ｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＭＤ−ＩＳ）へ経路指定し；次に、必要な 時は、そのパケットをＨＬＲ情報に基づき、滞在先のサービス提供ＭＤ−ＩＳへ 経路指定し；最後にそのパケットを、そのサービス提供ＭＤ−ＩＳから、移動局 のセル位置をそのサービス提供ＭＤ−ＩＳへ報告しつつある該移動局に基づき、 現在の基地局を経て転送すること、に基づく。 ＣＤＰＤシステムの仕様は、本願が扱っている、ＴＤＭＡセルラシステムにお けるパケットデータサービスの提供の特定問題に直接関連してはいないが、ＣＤ ＰＤシステムの仕様に記載されているネットワークの特徴および構想は、本発明 によるエアリンクプロトコルのために必要とされるネットワークの特徴に対する 基礎として用いられうる。 ＣＤＰＤネットワークは、現存のデータ通信ネットワークおよびＡＭＰＳセル ラネットワークの拡張をなすように設計される。現存のコネクションレスネット ワークのプロトコルは、ＣＤＰＤネットワークにアクセスするために用いられう る。そのネットワークは常に発展しつつあると考えられるので、それは、適切で ある時に新しいネットワークレイヤのプロトコルの追加を許容する、オープンネ ットワークの設計を用いる。ＣＤＰＤネットワークの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およびそれ以下に制限される。そのよう にすることは、下位のＣＤＰＤネットワークを変更せずに、上位レイヤのプロト コルおよびアプリケーションを展開することを可能にする。 移動体加入者の観点からは、ＣＤＰＤネットワークは、伝統的ネットワークの 、データおよび音声双方に関する無線移動体への拡張になっている。ＣＤＰＤサ ービス提供業者のネットワークサービスを用いることにより、加入者は、多くが 従来からのデータネットワーク上に存在するデータアプリケーションに、支障な くアクセスしうる。ＣＤＰＤシステムは、２つの相互に関連したサービスセット 、すなわちＣＤＰＤネットワーク支援サービスおよびＣＤＰＤネットワークサー ビス、と見ることができる。 ＣＤＰＤネットワーク支援サービスは、ＣＤＰＤネットワークを維持し主管す るために必要な任務を行う。これらのサービスは、課金サーバ、ネットワーク管 理システム、メッセージ転送サーバ、および認証サーバが行う。これらのサービ スは、サービス提供業者間の相互操作性を許容するように定められる。ＣＤＰＤ ネットワークが、その原ＡＭＰＳインフラストラクチャを越えて技術的に発展す る時、ネットワーク支援サービスは不変のままであることが期待される。ネット ワーク支援サービスの機能は、どのような移動体ネットワークにも必要であり、 無線周波（ＲＦ）技術とは無関係である。 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す ることを可能にするデータ転送サービスである。さらに、データ通信の一方、ま たは双方の端は、移動体でありうる。 要約すると、パケットデータのために最適化された共用パケットデータチャネ ルの提供に基づき、Ｄ−ＡＭＰＳセルラシステムにおいて汎用パケットデータサ ービスを行うシステムが必要とされている。本願は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１ ３６規格により指定されたコネクションオリエンテッドネットワークのようなコ ネクションオリエンテッドネットワークと、コネクションレスパケットデータネ ットワークと、の組合わされた利点を有するシステムおよび方法に関する。さら に、本発明は、ＣＤＰＤネットワークへのアクセスにも関する。 要約 本発明の１つの特徴は、システムが移動局とのトランザクションを開始または 終了した後に、移動局の活動モードを制御する方法を提供していることである。 この活動モードは、移動局が「覚醒状態（ａｗａｋｅ）」に留まっているか、ま たはスリープモードに入るか、に対応し、それはシステムに知らされなければな らない。もし移動局が直ちにスリープモードに入らなければ、基地局は、移動局 が順方向制御チャネル上の全ての非一斉送信チャネルスロットを読取りつつある と期待しうる。もし移動局がスリープモードにあれば、移動局は、その割当てら れたページングスロットのみを読取る。移動局は、選択された量の活動時間が満 了するまでスリープモードに入らない。活動時間中には、移動局は全てのスロッ トを読取り続ける。その結果、移動局は直ちにパケットを受信することができ、 それによって、移動局の応答時間を増加させるセットアップ時間が節約される。 図面の簡単な説明 本発明の特徴および利点は、本説明を図面と併せて読むことにより理解されよ う。図面において、 図１は、複数のレイヤ３メッセージ、レイヤ２フレーム、およびレイヤ１チャ ネルバースト、すなわちタイムスロットを概略的に示し、 図２（ａ）は、搬送周波数により送られた連続タイムスロット内に含まれるタ イムスロットの系列として構成された順方向ＤＣＣを示し、 図２（ｂ）は、ＩＳ−１３６ ＤＣＣＨのフィールドスロットフォーマットの 例を示し、 図３は、代表的な階層形、すなわち多重レイヤ形、セルラシステムを示し、 図４は、典型的な基地局および移動局を含む、代表的なセルラ移動無線電話シ ステムのブロック図であり、 図５は、可能なマッピングシーケンスの１つの例を示し、 図６（ａ）から図６（ｃ）までは、移動局の機能モードの例を示し、 図７は、イントラモードおよびインタモードのページングの例を示す。 詳細な説明 本発明は、移動局と基地局との間のコネクションレス通信のためのプロトコル およびプロシージャの実現に関する。特に、本発明は、ＩＳ−１３６に基づくパ ケットデータのために必要な、無線インタフェースプロトコルおよび関連する移 動局プロシージャに関する。本発明の１つの特徴であるプロトコルおよびプロシ ージャは、ＩＳ−１３６のディジタル制御チャネル（ＤＣＣＨ）の動作に似てい る。そのわけは、ＩＳ−１３６は、例えば、ＤＣＣＨ上の２地点間ショートメッ セージサービスのコネクションレス送信を行うために設計されたものだからであ る。この事実に基づき、ＩＳ−１３６プロトコルおよびプロシージャが、本発明 の実施例におけるパケットオリエンテッドサービスを支援するように拡張された 。さらに一般的には、本発明は、任意の標準化された、または所有権を主張でき る、パケットネットワークを用いた、または、コネクションオリエンテッドプロ トコルを用いた、基地局とネットワークエンティティとの間の通信に関する。そ のわけは、ネットワークに関してなんら仮定が行われていないからである。ＣＤ ＰＤ仕様のネットワークの特徴は、本発明の実施において用いられうる１つの例 である。 本発明の特定の実施例における特定のアプリケーションのために、性能特性の 柔軟性を最大化するため、また端末インプリメントを特製しうるために、いくつ かの帯域幅割当てが行われる。１つのそのような帯域幅割当ては、ホストＰＤＣ Ｈであり、それは、ＩＳ−１３６ディジタル制御チャネル上の追加論理サブチャ ネルである。ホストＰＤＣＨは、インプリメントの労力を最小化しうるが、限定 されたスループットレートを与える。専用ＰＤＣＨ上に与えられる他の３つの帯 域幅割当ては、フルレートＰＤＣＨ、ダブルレートＰＤＣＨ、およびトリプルレ ートＰＤＣＨである。ＰＤＣＨは、同じ搬送波上においてＩＳ−１３６ＤＣＣＨ およびＤＴＣと、３つのフルレートチャネルに対応するレートリミットまで混合 されうる。 本発明による、移動局と基地局との間のコネクションレス通信のためのプロト コルおよびプロシージャは、性能特性の最大化を目的とする。本発明による他の 望ましい機能性の拡張には、例えばＩＳ−１３６によるもののような、ＰＤＣＨ ページング区域および登録の導入、コネクションオリエンテッドＤＴＣ上のコネ クションレス通信のために定められたレイヤ３メッセージを送るためのオプショ ンの提供、ＰＤＣＨ上にありながらのＩＳ−１３６ページングインディケータの 提供、およびＤＴＣ上にありながらの専用ＰＤＣＨ通知の提供、が含まれる。移 動局と基地局との間のさまざまなコネクションレス通信の特徴を改善するための 、特定のプロトコルおよびプロシージャの１つの可能なセットは、以下において 議論される。 理解を助けるために、１つの可能なマッピングシーケンスが図５に示されてお り、これは、レイヤ３メッセージがどのようにしていくつかのレイヤ２フレーム 内へマップされるかの専用ＰＤＣＨの例と、ＦＤＰＣＨタイムスロット上へのレ イヤ２フレームマッピングの例と、ＰＤＣＨチャネル上へのタイムスロットマッ ピングの例と、を示している。順方向ＰＤＣＨ（ＦＰＤＣＨ）タイムスロットお よび逆方向ＰＤＣＨ（ＲＰＤＣＨ）バーストの長さは固定されているが、異なる 固定長を有する３つの形式のＲＰＤＣＨバーストが存在しうる。ＦＰＤＣＨスロ ットは、図５の物理レイヤ上にあるものと仮定されている。本発明においては、 ＴＤＭＡフレーム構造は、ＩＳ−１３６のＤＣＣＨおよびＤＴＣに対するものと 同じである。マルチレートチャネル（ダブルレートＰＤＣＨおよびトリプルレー トＰＤＣＨ）が用いられる時、最大スループットのために追加のＦＰＤＣＨスロ ットフォーマットが指定される。当業者が認めるように、この代表的な無線イン タフェースプロトコルは、多モード端末動作を可能にし、これは以下に、そのパ ケットデータプロトコルおよび音声プロトコル双方の柔軟なマッピングにより説 明される。 図６（ａ）は、パケット専用端末として起動される移動局を示す。図６（ａ） は、移動局が、まずＤＣＣＨを見出し、ＢＣＣＨを読取って、ビーコンＰＤＣＨ に対するポインタを見出すことにより、単独モードの動作を起動する（ステップ １）１つの例を示す。この移動局は、この時点ではそれ自身をＤＣＣＨ上に登録 しない。この移動局が、（例えば、図６（ａ）に示されているようにビーコンＰ ＤＣＨに対するポインタにより）ビーコンＰＤＣＨのある場所を識別してビーコ ンＰＤＣＨにキャンプオンすると、ステップ２により示されているように移動局 は能動モードに入り、それ自身を登録する。移動局は、その登録に対するシステ ムの応答の結果として、異なるＰＤＣＨへ向け直される。移動局は能動モードに 留まり、該モードにおいてそれは、ステップ３により示されているように活動タ イマが期限切れになるまで、その割当てられたＰＤＣＨ上の全てのタイムスロッ トを読取る。次に移動局は、受動モードすなわちスリープモードに入り、該モー ドにおいては、ステップ４により示されているように、全てより少ないタイムス ロットが読取られる。このようにして、移動局は、登録においてパケット専用端 末として起動される。 図６（ｂ）は、デフォルトモードがＤ−ＡＭＰＳである、Ｄ−ＡＭＰＳおよび ＰＤＣＨ双方の動作モードに登録した移動局の例を示す。図６（ｂ）は、Ｄ−Ａ ＭＰＳページおよびＰＤＣＨページの双方を含むイベントのシーケンスに向けて のものである。移動局がＩＳ−１３６スリープモードにあり、終了しつつあるＰ ＤＣＨトランザクションを示すページが受信された時、すなわちパケットデータ トランザクションが開始されつつある時は、移動局は、ＤＣＣＨからその前に割 当てられていたＰＤＣＨへ移動し、図６（ｂ）のステップ１により示されている ように能動モードに入る。ＰＤＣＨトランザクションが完了し、能動タイマが期 限切れになった後、移動局は、ステップ２に示されているように受動モードに入 る。受動モードにある間に第２（受動）タイマが期限切れになった後、移動局は 、ステップ３により示されているように最初のＤＣＣＨへ復帰する。移動局がＩ Ｓ−１３６スリープモードにあり、終了しつつあるＤ−ＡＭＰＳトランザクショ ンを示すページが受信された時、例えば、音声呼がその移動局により開始されつ つある時は、移動局は、ステップ４により示されているように、その音声呼のた めのトラヒックチャネルを割当てられる。その音声呼の完了後、移動局は、ステ ップ５により示されているようにＩＳ−１３６スリープモードに復帰する。これ らのステップは、移動局が、音声およびパケットデータの端末としてページング さ れることを可能にすることがわかる。 図６（ｃ）には、パケット専用端末としてページングされる移動局の例が示さ れている。図６（ｃ）のステップ１に示されているように、終了しつつあるＰＤ ＣＨトランザクションを示すページメッセージが受信される。この終了しつつあ るＰＤＣＨトランザクションが完了し、非活動タイマが期限切れになった後、移 動局は、ステップ２により示されているように受動モードに入る。ＩＳ−１３６ 能動モードは、パケットデータ専用端末により使用されないので、図６（ｃ）に 示されているようにこのモードは使用されない。この端末は、図６（ｃ）に示さ れているように、なおＩＳ−１３６ ＤＣＣＨ上のＢＣＣＨを読取る能力を有す る。例えば、ＩＳ−１３６ ＤＣＣＨ（マザーＤＣＣＨ）のＢＣＣＨ上に送られ たオーバヘッド情報は、この移動体端末により読取られうる。このようにして、 移動局はパケットデータ専用端末として機能する。 本発明は１つの特徴として、移動局が、指令およびデータを受信するための高 速応答時間を実現することを可能にする方法を提供する。１つの実施例において は、移動局のための活動モード制御が行われる。特に、登録メッセージのような トランザクションにおいては、移動局は、その意図した動作モードをシステムへ 知らせる。１つの動作モード、例えばパケットデータモードにおいては、移動局 は所定量の活動時間の間活動モードに置かれ、この活動時間中においては、移動 局は、移動体ユーザの選択可能な期間の間覚醒状態に保たれる。この期間中は、 移動局は、スーパフレーム内の、一斉送信タイムスロット以外の全てのタイムス ロットを読取る。その結果、移動局は、より高いアプリケーションレイヤのデー タをより高速応答で受信し、セットアップ時間は短縮されるが、より多くの電力 が消費される。そのわけは、移動局が、その割当てられたページングスロットの みよりも多くを読取るからである。 図７は、可能なインタモードおよびイントラモードのページングイベントをさ らに示す。ＩＳ−１３６能動状態とは、移動局が２地点間メッセージを（ＤＣＣ ＨまたはＤＴＣを経て）受信または送信するプロセスにある、全てのＩＳ−１３ ６状態を表す。ＩＳ−１３６制御チャネルにキャンプオンしている間に、移動局 は、終了しつつあるパケットデータトランザクションについての、または終了し つつあるＩＳ−１３６トランザクションについての、（ページングされた）指示 を与えられる。逆に、もし移動局が、ＰＤＣＨにキャンプオンせしめられれば、 それは終了しつつあるＩＳ−１３６トランザクションに関してページングされる 。 高速応答時間を得るためには、覚醒状態に留まり、全てのタイムスロットを読 取ることが望ましい。しかし、これは移動体電力を効率的に使用することになら ない。従って、活動タイマにより設定された所定時間の間覚醒状態に留まり、そ の後スリープモードに入れば、高速応答時間と、電力消費の最小化と、の効果的 なバランスの実現を助ける。システムは、移動局がＦＰＤＣＨ上の全ての非一斉 送信スロットを読取る活動モードにあって、任意のタイムスロットにおいてアク セスされ、それによりシステムが、割当てられたページングタイムスロットにお いてメッセージを送るために待つ必要がない時を知らなければならない。これを 管理する１つの方法は、移動局と基地局とが、例えば登録メッセージにより互い にわかりあった状態にあるＩＳ−１３６モードである。完全なレイヤ３メッセー ジを受信した後、移動局は、例えば１分間覚醒状態にセットされ、その間に移動 局はＦＰＤＣＨ上の全ての非一斉送信スロットを読取る。この期間の後には、移 動局の割当てられたページングスロットのみが使用されなければならない（すな わち、移動局はスリープモードに入る）。次に、例えば、もう９分の後、移動局 はＰＤＣＨへ復帰しうる。 もう１つの例においては、移動局が最小数のスロットより多く（すなわち、ペ ージングスロットのみより多く）を読取った時に生じる電力消費の量を改善する ために、移動局は、活動タイマが期限切れになった後に使用可能にされる非活動 タイマにより決定される、別のユーザ選択可能な量の時間の間、ＤＣＣＨ上のス リープモードへ復帰しうる。その非活動タイマが期限切れになり、Ｄ−ＡＭＰＳ モードが起動された後、移動局はマザーＤＣＣＨへ復帰してＤＣＣＨキャンピン グ状態へ入る。もちろん、システムは、移動局がＤＣＣＨにキャンプオンしてい るか、またはＰＤＣＨにキャンプオンしているか、を知らなければならない。も し移動局が、ＰＤＣＨにキャンプオンしていれば、２つの状態が可能である。１ つの状態は、ことごとくのスーパフレーム中において１つのタイムスロットが読 取られるスリープモードである。しかし、スリープモードは、移動局により高速 応答時間を与えるほど主導的ではない。 本発明により与えられる１つの利点は、音声モードおよびデータモードにおけ る二重動作のような、改善されたデュアルモード動作である。マザーＤＣＣＨへ 復帰してＤＣＣＨキャンピング状態へ入ることにより、もし音声／データデュア ルモード動作において、音声トランザクションがデータトランザクションに対し 優先権を有すれば、音声トランザクションはより速やかに受信されうる。本発明 のもう１つの利点は、インタモードページングのための設備が制限されている条 件下で得られる。ネットワークが複雑になり過ぎることを防止するために、イン タモードページングのための設備は制限されうる。もし制限された状態のセット のみがインタモードページングを与える場合にページングを行うためには、移動 局は、本発明におけるもっとも一般的な状態へ移動する。例えば図７において、 もし移動局がＰＤＣＨ受動状態にあれば、ＩＳ−１３６からのインタモードペー ジングは、行われえない。マザーＤＣＣＨへ復帰してＤＣＣＨキャンピング状態 へ入ることにより、いずれのモードもページングされうる。 本発明により与えられるさらにもう１つの利点は、ＰＤＣＨによるよりも多く のスリープモードクラスが、ＤＣＣＨにより与えられうることである。ＤＣＣＨ キャンピング状態へ入ることにより、電力消費を可能な限り大きく低減したスリ ープモードに移動局をセットすることができる。 本発明を以上に説明したが、それがさまざまに変化せしめられうることは明ら かである。そのような変化は、本発明の精神および範囲からの逸脱とみなされる べきではなく、全てのそのような改変は、当業者にとって明らかなように、以下 の請求の範囲内に含まれるように意図されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月１０日 【補正内容】 これらのサービスは、サービス提供業者間の相互操作性を許容するように定めら れる。ＣＤＰＤネットワークが、その原ＡＭＰＳインフラストラクチャを越えて 技術的に発展する時、ネットワーク支援サービスは不変のままであることが期待 される。ネットワーク支援サービスの機能は、どのような移動体ネットワークに も必要であり、無線周波（ＲＦ）技術とは無関係である。 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す ることを可能にするデータ転送サービスである。さらに、データ通信の一方、ま たは双方の端は、移動体でありうる。 文献ＷＯ９５／１６３３０に記載されているように、パケットデータの機能性 を、例えば、ＧＳＭシステムと組合わせるシステムは公知である。文献ＷＯ９４ ／１３０８９およびＥＰＡ０６１５３６４Ａ１に記載されているような、ある形 式のスリープモード、すなわち電力節約モードを含む他のシステムも公知である 。しかし、これらのシステムはいずれも、ＣＤＰＤパケットデータ機能とＤ−Ａ ＭＰＳシステムとの組合せを記述または提案していない。 要約すると、パケットデータのために最適化された共用パケットデータチャネ ルの提供に基づき、Ｄ−ＡＭＰＳセルラシステムにおいて汎用パケットデータサ ービスを行うシステムが必要とされている。本願は、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−１ ３６規格により指定されたコネクションオリエンテッドネットワークのようなコ ネクションオリエンテッドネットワークと、コネクションレスパケットデータネ ットワークと、の組合わされた利点を有するシステムおよび方法に関する。さら に、本発明は、ＣＤＰＤネットワークへのアクセスにも関する。 要約 本発明の１の特徴は、システムが移動局とのトランザクションを開始または終 了した後に、移動局の活動モードを制御する方法を提供していることである。こ の活動モードは、移動局が「覚醒状態（ａｗａｋｅ）」に留まっているか、また はスリープモードに入るか、に対応し、それはシステムに知らされなければなら ない。もし移動局が直ちにスリープモードに入らなければ、基地局は、移動局が 順方向制御チャネル上の全ての非一斉送信チャネルスロットを読取りつつあると 期待しうる。もし移動局がスリープモードにあれば、移動局は、その割当てら れたページングスロットのみを読取る。移動局は、選択された量の活動時間が満 了するまでスリープモードに入らない。活動時間中には、移動局は全てのスロッ トを読取り続ける。その結果、移動局は直ちにパケットを受信することができ、 それによって、移動局の応答時間を増加させるセットアップ時間が節約される。 請求の範囲 １．無線通信システムにおける移動局の覚醒モードおよびスリープモードを含 む待機レベルの制御方法であって、 （ａ）前記待機レベルを変更するステップであって、該ステップにおいて前記 移動局が、無線通信システムの要求と実質的に無関係な可変期間を有する少なく とも１つのタイマの期間満了に応答して、第１待機レベルから第２待機レベルへ 動作していく、前記待機レベル変更ステップと、 （ｂ）前記システムにおいて、前記移動局の前記待機レベルを決定するステッ プであって、該ステップにおいて前記移動局が、前記覚醒モード中における第１ 所定時間の間実質的に全てのパケットデータチャネルのタイムスロットを読取り 、前記スリープモード中において、前記第１所定時間の後の第２所定時間の間パ ケットデータチャネルの割当てられたページングスロットを読取る、前記待機レ ベル決定ステップと、 を含む、前記方法。 ４．前記第２所定時間の満了後ディジタル制御チャネル（ＤＣＣＨ）へ復帰し 、かつ該ＤＣＣＨ上のＤＣＣＨスリープモードへ入るステップをさらに含む、請 求項１に記載の方法。 ５．無線通信システムにおける移動局の覚醒モードおよびスリープモードを含 む待機レベルの制御システムであって、 前記待機レベルを変更する手段であって、該手段により前記移動局が、可変期 間を有する少なくとも１つのタイマの期間満了に応答して、第１待機レベルから 第２待機レベルへ動作していく、前記待機レベル変更手段と、 前記システムに、前記移動局の前記待機レベルを通知する手段であって、該手 段により前記移動局が、前記覚醒モード中における第１所定時間の間実質的に全 てのタイムスロットを読取り、前記スリープモード中において、前記第１所定時 間の後の第２所定時間の間パケットデータチャネルの割当てられたページングス ロットを読取る、前記待機レベル通知手段と、 を含む、前記制御システム。 ６．前記第２所定時間の後ディジタル制御チャネル（ＤＣＣＨ）へ復帰し、か つ該ＤＣＣＨ上のＤＣＣＨスリープモードへ入るための手段をさらに含む、請求 項５に記載の制御システム。 ７．前記少なくとも１つのタイマが、個々の移動局ユーザにより選択可能であ る期間を有する、請求項５に記載の制御システム。 ８．前記少なくとも１つのタイマが、個々の移動局ユーザにより選択可能であ る期間を有する、請求項１に記載の制御システム。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 ダイアチャイナ，ジョン アメリカ合衆国27529 ノースカロライナ 州ガーナー，クリスチン ドライブ 505 (72)発明者 ヘンリー，レイモンド，シー. アメリカ合衆国27587 ノースカロライナ 州ウェイク フォレスト，ポートマーノッ ク コート 8404 (72)発明者 アンダーソン，カール−エリック スウェーデン国 エス−117 27 ストッ クホルム，ルンダグ 36

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．無線通信システムにおける移動局の操作方法であって、 （ａ）該移動局が動作している動作モードを検出するステップと、 （ｂ）前記システムへ、前記ステップ（ａ）において検出された前記移動局の 前記動作モードを知らせるステップと、 を含む、前記方法。 ２．前記動作モードが、覚醒モードおよびスリープモードを含む、請求項１に 記載の方法。 ３．前記移動局が、前記覚醒モードを含む第１所定時間の間順方向パケットデ ータチャネル（ＦＰＤＣＨ）上の全ての非一斉送信スロットを読取り、前記移動 局が、前記第１所定時間の満了後パケットデータチャネル（ＰＤＣＨ）上にある 間に、前記スリープモードを含む第２所定時間の間その割当てられたページング スロットのみを読取る、請求項２に記載の方法。 ４．前記第２所定時間の満了後ディジタル制御チャネル（ＤＣＣＨ）へ復帰し 、かつ該ＤＣＣＨ上のＤＣＣＨスリープモードへ入るステップをさらに含む、請 求項３に記載の方法。 ５．移動局が動作しつつある動作モードを検出する検出器と、 前記移動局の前記検出された動作モードを送信する手段と、 を含む、前記移動局。 ６．動作モードが覚醒モードおよびスリープモードを含む、請求項５に記載の 移動局。 ７．前記覚醒モードを含む第１所定時間の間ＦＰＤＣＨ上の全ての非一斉送信 スロットを読取り、かつ前記スリープモードを含む第２所定時間の間割当てられ たページングスロットのみを読取る手段、 をさらに含む、請求項６に記載の移動局。 ８．前記第２所定時間の満了後ディジタル制御チャネル（ＤＣＣＨ）へ復帰し 、かつ該ＤＣＣＨ上のＤＣＣＨスリープモードへ入る手段、 をさらに含む、請求項７に記載の移動局。 ９．前記第１所定時間の満了後前記移動局がパケットデータチャネルを聞きつ つある間に、前記移動局が前記スリープモードに入る、請求項７に記載の移動局 。 １０．移動局の動作モードを表示する報告を受信する手段と、 前記移動局の前記動作モードに基づき前記移動局へメッセージを送信する手段 と、 を含む、基地局。 １１．前記送信する手段が、もし前記移動局がスリープモードにあれば、割当 てられたページングスロット中において前記メッセージを送信する、請求項１０ に記載の基地局。 １２．前記送信する手段が、もし前記移動局が能動モードにあれば、割当てら れたページングスロット以前に前記メッセージを送信する、請求項１０に記載の 基地局。