JP2003528526A

JP2003528526A - 無線通信システムにおける順方向リンクスケジューリング

Info

Publication number: JP2003528526A
Application number: JP2001569982A
Authority: JP
Inventors: ホルツマン、ジャック; バオ、ガン
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2003-09-24
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: KR100690222B1; EP1264422A2; ATE382213T1; CN1418414A; EP1264422B1; HK1053200B; DE60132074T2; WO2001071926A2; TW512600B; JP4694081B2; BR0109271A; AU2001250860A1; KR20020088082A; HK1053200A1; CN1255959C; WO2001071926A3; ES2296743T3; DE60132074D1

Abstract

(57)【要約】【課題】音声データ通信とともに伝送される非音声データのための所望の伝送「スロット」を選択するための方法および装置を提供する。【解決手段】音声データ通信と関連して非音声データを通信するための所望の伝送スロットを選択するための方法および装置。補足チャネル上に非音声データを伝送するための所望の電力レベルおよび伝送レートを反映するスロットは基本チャネル上を基地局により遠隔局に伝送される音声データの伝送電力レベルに基づいて選択される。所望の伝送スロットは、周波数チャネルに関する情報を基地局にメッセージ通信する遠隔局なしにまたは補足チャネルのための干渉情報なしに選択される。無線通信システムに順方向リンクスケジューリングを行なう方法は、フレームの最初の部分で利用可能な基地局電力を決定し、各補足チャネルのためのフレームの最初の部分で必要な伝送電力を予測し、予測される伝送電力を用いて継続維持できるレートを決定し、最近の窓に対しスループットにより分割し補足チャネル優先順位指数を得、最優先順位指数を有する補足チャネルが次のフレームに対して伝送可能にすることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

この発明は無線通信に関する。特に、この発明は無線通信システムにおける順
方向リンクスケジューリングを行うための方法および装置に関する。

【０００２】

【関連出願の記載】

伝統的に、無線通信システムは種々のサービスを支持することが要求される。
そのような通信システムのひとつは「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セル
ラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局互換性規格」（
以下ＩＳ−９５と呼ぶ）に準拠する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムであ
る。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、この発明の譲受
人に譲渡された米国特許第4,901,307号（発明の名称：衛星中継器または地上中
継器を用いたスペクトル拡散多重アクセス通信システム）および米国特許第5,10
3,459号（発明の名称：ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて波形を発生するた
めのシステムおよび方法）、および同時係属米国特許出願シリアル番号第09/382
,438号（発明の名称：無線通信システムにマルチキャリア順方向リンクを用いた
方法および装置）に開示されている。上記各々は参照することにより本明細書に
組み込まれる。

【０００３】つい最近、上述した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提供するようなハイブリッドサービスを提供した。そのよう
なサービスの実施を調整するために、国際電気通信組合は、無線通信チャネル上
に高レートおよび高品質音声サービスを提供するための規格案の提出を要求した
。「ｃｄｍａ２０００ＩＴＵ−ＲＲＴ候補提案」という名称で予備的な提案が
電気通信産業協会により発行された（参照することにより本明細書に組み込まれ
、以下ｃｄｍａ２０００と呼ぶ）。基本的かつ追加のチャネル非音声データを送
信するための種々の方法はｃｄｍａ２０００に開示されている。

【０００４】ＣＤＭＡシステムにおいて、ユーザは、１つ以上の基地局を介してネットワー
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りインターネットのような地上にあるデー
タ源と通信するかもしれない。ＲＳとＢＳとの間のリンクは一般に「逆方向リン
ク」と呼ばれる。ＢＳはデータを受信し、基地局コントローラ（ＢＳＣ）を介し
て地上にあるデータネットワークに経路を定める。データがＢＳからＲＳに送信
されると、それは「順方向リンク」に送信される。ＣＤＭＡＩＳ−９５システム
において、順方向リンク（ＦＬ）と逆方向リンク（ＲＬ）は別箇の周波数に割当
てられる。

【０００５】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、ＣＤＭ
ＡＲＳはソフトハンドオフ中のように同時に複数のＢＳと通信することも可能
である。ソフトハンドオフは以前の基地局と古いリンクを中断する前に新しい基
地局と新しい順方向および逆方向リンクを確立するプロセスである。ソフトハン
ドオフは呼が不注意にシステムから切り離される場合に中断された呼の確立を最
小にする。ソフトハンドオフ中におけるＲＳと１つ以上のＢＳとの間の通信を供
給するための方法と装置は、本発明の譲受人に譲渡され参照することにより本明
細書に組み込まれる米国特許第5,267,261号（発明の名称：ＣＤＭＡセルラ電話
システムにおける移動補助ソフトハンドオフ）に開示される。

【０００６】無線データアプリケーションの高まる需要を考えると、非常に能率的な音声お
よびデータ無線通信システムの必要性がますます重要になってきた。一定のサイ
ズの符号チャネルフレームでデータを送信するための１つの方法は、本発明の譲
受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,504,
773号（発明の名称：伝送のためのデータのフォーマット化のための方法および
装置）に詳細に記載されている。ＩＳ−９５規格に従って、非音声データあるい
は音声データは１４．４ｋｂｐｓのデータレートで２０ｍｓｅｃの符号チャネル
フレームに分割される。

【０００７】音声サービスとデータサービスとの間の重要な差異は、音声サービスは厳重な
一定の遅延要件を有するという事実である。一般には、音声サービスの全体の一
方向の遅延は１００ｍｓｅｃ未満でなければならない。その一方、選択的に計画
されたデータサービス遅延は、１００ｍｓｅｃ以上でも通信システムの効率性を
最適化するために使用することができる。例えば、比較的長い遅延を要するエラ
ー訂正符号化技術をデータサービス伝送とともに使用することができる。

【０００８】データ伝送の品質と効率性を測定するいくつかのパラメータは、データパケッ
トを転送するのに必要な伝送遅延とシステムの平均スループットレートである。
上述したように、伝送遅延は音声または「音声データ」通信に対して有するのと
同じ影響力をデータまたは「非音声」通信に持たない。それでも遅延はデータ通
信システムの品質を測定するための重要な測定基準なので無視することはできな
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性の反映
である。

【０００９】さらに、無線通信システムにおいて、信号の品質性能要件を満足させると同時
に信号の伝送エネルギーを最小に維持すると能力は最大となる。すなわち伝送さ
れた音声データまたは非音声データは受信したとき著しく劣化し得ない。受信し
た信号の品質の１つの尺度は受信器における搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）である。
従って、受信器において一定のＣ／Ｉを維持する伝送電力制御システムを提供す
ることが望ましい。そのようなシステムは本発明の譲受人に譲渡され参照するこ
とにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,056,109号（発明の名称：ＣＤＭ
Ａセルラ電話システムにおける伝送電力を制御するための方法および装置）に記
載されている。

【００１０】セルラシステムにおいて、所定のユーザのＣ／Ｉは被覆領域内のＲＳのロケー
ションの関数である。所定レベルのサービスを維持するために、ＴＤＭＡシステ
ムおよびＦＤＭＡシステムは周波数再使用技術の手段を取る。すなわち、すべて
の周波数チャネルおよび／またはタイムスロットが各基地局において使用される
わけではない。ＣＤＭＡシステムにおいて、同一周波数チャネル割り当てをシス
テムのすべてのセルに再使用し、それにより全体の効率を改善する。ＲＳに関連
するＣ／Ｉは基地局からユーザのＲＳへの順方向リンク上で支持可能な情報レー
トを決定する。無線通信システムにおいて高レートデジタルデータを伝送するた
めの例示システムは、本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書
に組み込まれる、同時係属米国特許出願シリアル番号第08/963,386号（発明の名
称：一層高いレートのパケットデータ伝送のための方法および装置）に開示され
ている。

【００１１】ＲＳに関連するＣ／Ｉは順方向リンク上で支持可能な情報レートを決定するの
で、使用される各周波数チャネルのための伝送情報および歴史的なＣ／Ｉ情報を
知ることは役に立つ。この情報は一般にＲＳにおいて収集されＢＳに通信される
。しかしこの通信は高価なシステムリソースを使用する。必要なものは、そのよ
うな通信要件を除去する発明である。望ましくは、第１チャネル上のＢＳ伝送電
力レベルは第２チャネル上にさらなるデータを伝送するための都合の良いスロッ
トを予測するために使用される。

【００１２】通信チャネルの知識を使用して、チャネル条件が良好なときに大部分を伝送す
ることによりＣＤＭＡシステムの能力を増大させることができることは技術的に
良く知られている。例えば、S.W. Kim & A.Goldsmith著「符号分割多重アクセス
通信における不完全な電力制御」Globecom (1997)；R. Knopp & Humblet著「周
波数選択フェイディングチャネル上の多重アクセス」PIMRC (1995)；A.Goldsmit
h & P.Varaiya著「電力制御を介した増大するスペクトル効率」ICC (1993)を参
照されたい。この技術は一般にウオータフィリング（waterfilling）と呼ばれる
。セルラまたはＰＣＳＣＤＭＡシステムにおいて生じる問題点は、ウオータフ
ィリング手法においては、所定のＢＳにより近いユーザが有利に働くという公正
さである。従って、トータルスループットと公正さとの間にトレードオフがある
。

【００１３】搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）により与えられる優先度に基づくアルゴリズムは常
に最良のチャネルを有するＢＳに近いユーザに電力のすべてを常に与えるであろ
う。これはシステムスループットを最大にするが、ＢＳから遠いユーザに対して
不公平であろう。最近、D. Tse著「レート適合およびスケジューリングを介した
順方向リンクマルチユーザダイバーシティ」（まだ発行されていない）により導
入された１つの解決方法は、過度に長く伝送しないユーザの優先度を高めること
により公正さを導入するスループット監視を含めることによりスループットと公
正さとを妥協して解決しようと試みる。しかしながら、公正さとシステムスルー
プットを妥協して解決し、複数のユーザに適した、改良された順方向リンクのス
ケジューリング技術を技術的に提供する必要がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

おおまかには、この発明は無線通信サービスのための増大する要求により提起
された新しい技術的挑戦を解決する。この発明は、音声データ通信とともに伝送
される非音声データのための所望の伝送「スロット」を選択するための方法およ
び装置に関する。非音声データのための所望の電力レベルおよび伝送レートを反
映するスロットは基地局により遠隔局に伝送される音声データのための伝送電力
レベルに基づいて選択される。

【００１５】一実施形態において、この発明は、無線通信システムにおいて使用される補足
チャネル上に非音声データを送信するための所望のスロットを予測するための方
法を提供するように実施可能である。一般的に、ベースロケーションにより送信
される音声データ信号の品質を反映する測定基準は遠隔局において測定される。
１つ以上の測定基準、または受信した信号の品質を表す値は遠隔局からベースロ
ケーションに通信される。望ましくは、ベースロケーションは、メッセージまた
は値に鑑みて音声データ伝送電力を調節することができる。同時に、順方向リン
ク音声データ伝送電力レベルはベースロケーションにおいて監視される。音声デ
ータは特にここで基本チャネルと呼ばれる第１チャネルを用いて遠隔局に伝送さ
れる。

【００１６】一実施形態において、動的伝送電力値は第１チャネル上を伝送される種々の音
声データ伝送電力レベルを用いて計算される。次にこの値を用いてさらなるデー
タを伝送するための所望のスロットを選択する。このさらなるデータはさらなる
データを伝送するための所望の伝送電力レベルを用いて、共有されていようがい
まいが、補足チャネルのような第２チャネルに伝送される。

【００１７】他の実施形態において、この発明はデジタル信号処理装置により実行可能なデ
ジタル情報を含む製品を提供する。さらに他の実施形態において、この発明の方
法を実施するのに使用される装置を生ずる。この装置は遠隔局と、なかんずく遠
隔局に情報信号を通信するために使用されるトランシーバを有する基地局から構
成し得る。明らかに信号を受信するために、遠隔局も基地局に通信可能に接続さ
れるトランシーバを含み、そして恐らく適用できる場合には衛星を含む。この装
置はまた、ネットワークまたはその構成要素の１つに通信可能に接続される、マ
イクロプロセッサや特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のようなデジタルデータ
処理装置も含む。

【００１８】この発明はユーザに多数の利点を提供する。１つの利点は、ベースロケーショ
ンが音声データのための電力を伝送し、それにもとづいて補足チャネルの電力制
御を確立することができる。他の利点は、通信ネットワークにより現在経験する
システムリソースコストを低減する。これらのネットワークは遠隔局において受
信された補足チャネル信号の品質に関する遠隔局から受信したメッセージに依存
する。さらに他の利点は、この発明は非音声データを運ぶチャネル内の都合のよ
い伝送スロットを、音声データのための歴史的ベースロケーション伝送電力レベ
ルを用いて選択可能にすることである。この発明はまた、この発明の以下の詳細
な説明を再検討した後さらに明白になる多数の長所および利点を提供する。

【００１９】この発明の第１の観点において、無線通信システムが複数の基地局と複数のデ
ータユーザを含み、各データユーザはフレームを基地局に送信し基地局からフレ
ームを受信することにより基地局と通信するように構成される無線通信システム
の順方向リンク上の第１のタイプのチャネルのデータユーザの伝送レートおよび
伝送電力をスケジュールする方法が提供される。この方法はフレームの先頭にお
ける利用可能な基地局電力レベルを決定する工程と、各データユーザのためにフ
レームの先頭における必要な伝送電力レベルを予測する工程と、予測された要求
される伝送電力レベルで持続可能な各データユーザのための伝送レートを決定す
る工程と、各データユーザのための優先順位指数を発生する工程と、および最も
高い有線順位指数を有するデータユーザが次のフレーム上で最初に伝送するよう
にデータユーザのための伝送の順位を制御する工程を有利に含む。

【００２０】一実施形態において、各データユーザのための優先順位指数を発生する工程は
各ユーザのためのスループット値により割り算することから構成される。

【００２１】一実施形態において、各データユーザのためのフレームの先頭における要求さ
れる伝送電力レベルを予測する工程は第２のタイプのチャネルの各データユーザ
のための伝送電力レベルを予測することから構成される。この場合にデータユー
ザのすべてが第１のタイプのチャネルと第２のタイプのチャネルを使用し、第２
のチャネルのための予測された伝送電力レベルに利得計数を掛け、予測された伝
送電力レベルを変換して、第１のタイプのチャネルのための電力レベルを伝送す
る。

【００２２】一実施形態において、各データユーザのためのフレームの先頭において要求さ
れる伝送電力レベルを予測する工程は、さらに第１のタイプのチャネルのための
予測される伝送電力レベルに、フレーム上の適当な平均電力を保証するためのマ
ージン値を掛ける工程から構成される。

【００２３】一実施形態において、この方法はさらに、残りの基地局電力レベルが十分に存
在するなら他のデータユーザが伝送可能にする工程を含む。

【００２４】この発明の他の実施形態において、複数のインフラストラクチャエレメントが
第１のタイプのチャネル上でフレームを交換することにより複数のデータユーザ
と通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメントが提供される。
インフラストラクチャエレメントは有利にプロセッサと、プロセッサに接続され
、プロセッサにより実行可能な命令群を含む、プロセッサ読み出し可能な記憶媒
体を含み、フレームの先頭においてインフラストラクチャエレメントのための利
用可能な電力レベルを決定し、各データユーザのためのフレームの先頭における
要求される伝送電力レベルを予測し、予測された要求される伝送電力レベルで持
続可能な各データユーザのための伝送レートを決定し、各データユーザのための
優先順位指数を発生し、最も高い優先順位指数を有するデータユーザがつぎのフ
レーム上で最初に伝送するようにデータユーザの伝送の順位を制御する。

【００２５】この発明の他の観点において、第１のタイプのチャネル上でフレームを交換す
ることにより、複数のインフラストラクチャエレメントが複数のデータユーザと
通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメントが提供される。イ
ンフラストラクチャエレメントはフレームの先頭におけるインフラストラクチャ
エレメントのための利用可能な電力レベルを決定する手段と、各データユーザの
ためのフレームの先頭における要求される伝送電力レベルを予測する手段と、予
測された要求される伝送電力レベルで持続可能な各データユーザのための伝送レ
ートを決定する手段と、各データユーザのための優先順位指数を発生する手段と
、最も高い優先順位指数を有するデータユーザが次のフレーム上で最初に伝送す
るようにデータユーザのための伝送の順位を制御する手段とを有利に含む。

【００２６】

【発明の実施の形態】

この発明の本質、目的および利点は、同一部に同符号を付した添付図面に関連
して以下の詳細な記載を考慮した後、当業者にはより明白になるであろう。

【００２７】図１乃至９はこの発明の種々の方法および装置の観点の例を示す。限定を意図
したものではなく、説明を簡単にするために、この装置例は、種々のハードウエ
ア部品および相互接続により具現化可能な信号処理装置との関連で記載される。
これらの信号処理装置のためのさらなる配置は以下の記載を読んだ後当業者に明
白になるであろう。

【００２８】動作ＩＳ−９５は８つまでの順方向リンクと８つまでの逆方向リンクを用いてベー
スロケーション（ＢＳ）が遠隔局（ＲＳ）と通信可能にすることによりデータの
媒体データ（ＭＤＲ）伝送を支持する。多少類似のシステムを用いてより高いデ
ータレート（ＨＤＲ）伝送を可能にさせる進歩が成された。一般には、通信の品
質を維持するのに必要な最低の可能な電力レベルで送信されるならば、ＢＳとＲ
Ｓとの間でデータをより効率的に通信可能である。

【００２９】ＲＦキャパシティとＲＦ安定性のバランスを取るために、音声データの伝送は
一般に基地局と通信する多数の無相関のユーザおよび上位互換性のあるマルコフ
音声統計に依存する。これらの多数の無相関のユーザは予想通りに静止した対数
正規順方向リンクＲＦ伝送電力分布の結果になる。この順方向リンクＲＦ電力予
測可能性が無ければ、順方向リンク電力制御および移動援助されたハンドオフは
不安定になるであろう。

【００３０】しかしながら、インターネットからデータをダウンロードするような非音声デ
ータの伝送は同様には振舞わない。データトラフィックはしばしばバーストでく
る。その結果比較的長い期間の最大レート伝送となりそれに続いて比較的長い期
間の最小レート伝送がある。ＭＤＲネットワークおよびＨＤＲネットワークの出
現で、これらの効果はさらにはっきりとする。相関音声リンクと異なり、これら
のリンクは最大レート、最小レートおよび電力制御との間で切り替わる。これは
、順方向電力分布を全体として明らかに非静止状態かつ非対数正規にさせる。

【００３１】典型的な通信ネットワークにおいて、ＲＳユーザ（ユーザ）は、通信する基地
局に関連するロケーションに応じて異なる無線周波数（ＲＦ）要件を持つ。ユー
ザのＲＦ環境が悪ければそれだけ、一定量のデータを供給するために基地局はよ
り多くの電力を必要とする。それゆえ、貧弱なＲＦ環境を経験するユーザはより
多くのネットワークキャパシティを使用する。例えば、ユーザがビルのＲＦシャ
ドウを通過するのに対して別のユーザはおそらく木のＲＦシャドウを通過する場
合のように、異なる物理ロケーションにいるユーザは異なるフェーディング条件
を経験するであろう。これらの条件は受信した信号の強度を低減し、フェードが
生じなかった場合よりも貧弱な品質の受信信号を生じる。

【００３２】図１に示すように、ＢＳからＲＳに伝送された音声データの伝送電力レベルは
時間とともに変化する。例えば、時刻１０２においてＢＳからユーザ＃１に音声
データを伝送するために使用される電力レベルは最大である。時刻１０４におい
て、ユーザ＃２に音声データを伝送するのに必要な電力レベルは最小である。時
刻１０６において、ユーザ＃１と＃２のための平均音声データ伝送電力レベルは
最小である。この発明の一実施形態において、図２に示すスロット１０８はさら
なるデータをユーザ＃２のデータチャネルに伝送するために好都合な時間または
スロットである。この決定は、ベースロケーションにおいて測定される音声デー
タ伝送電力レベルを用いて成される。第１のチャネル上の音声データ伝送のため
の予測されたＢＳ電力レベルに基づいて第２チャネル上のユーザに伝送すべき非
音声データを選択することは全体のデータスループットを最大にし、第２のチャ
ネルに関してＲＳからＢＳへの品質測定基準メッセ−ジングを必要としない。

【００３３】この基本的方法は音声データ伝送に１）最小帯域、２）最大遅延窓および３）
所定データレートを保証させることを保証する。しかしながら、非音声データユ
ーザはより厳しくない通信品質要件を有しているので、伝送データレートは変化
し得る。しかしながら、この発明は単独で非音声データ伝送に使用することもで
きる。この実施形態において、非音声データは１つ以上の順方向リンクチャネル
を使用するが、全体として一定のトータル伝送電力を持って通信される。通信は
、伝送電力レベルがトータルの許容可能な伝送電力レベルよりも低いことを保証
するデータレートで伝送する。これは最初にフルレート基本チャネルを用い、次
に伝送のための補足チャネルを付加することにより達成される。補足チャネル上
に伝送するために使用される伝送電力は基本チャネル上に伝送するためにＢＳで
測定される伝送電力から決定される。とにかく、非音声データを伝送するために
使用されるチャネルのための伝送電力レベルは総計としてトータルな許容できる
伝送電力以下の値となる。

【００３４】図３はＣＤＭＡネットワークにおいて使用されるこの発明の一実施形態のため
の方法ステップ３００を反映するフローチャートである。この方法はステップ３
０２において開始し、データ信号がタスク３０４においてＢＳからＲＳに伝送さ
れる。上述したように、この伝送されたデータは第１チャネルに伝送される音声
および／または非音声データで構成することができ、ここでは基本チャネルと呼
ぶ。第１のチャネルはＢＳからＲＳへのより高いレベルのデータと電力制御情報
の組合せを運ぶ順方向リンクチャネルの一部分である。第２チャネルは増大した
データ供給サービスを提供するために第１チャネルまたは順方向専用制御チャネ
ルとともに動作する順方向リンクチャネルの一部分である。第２チャネルは一般
に補足チャネルと呼ばれるが専用基本チャネルになり得る。

【００３５】音声データ伝送が生じると、その伝送を受信するＲＳは受信した通信の品質を
反映するあらかじめ選択された測定基準を測定する。これらの測定基準はビット
エラーレート並びに他の一般に使用される測定基準を含むことができる。受信し
た信号の品質が低下し以前として貧弱なままであるならば、ＲＳはタスク３０８
に代表値をメッセージ送信する。このメッセージは、第１チャネル上に伝送され
たデータのための伝送電力の増大、減少、変化なしが必要であることを示すこと
ができる。必要であれば、タスク３１０において伝送電力レベルを調節すること
ができる。

【００３６】ＢＳはデータを基本チャネルに伝送するので、タスク３１２においてＢＳによ
り伝送電力レベルが監視される。統合された伝送レベルと分布を反映する動的値
はタスク３１４において決定される。この実施形態において、動的値は瞬時の平
均伝送電力レベルを反映することができる。他の実施形態において、動的値が第
１のチャネル伝送の選択された時に最低の伝送電力値を表す限り、動的値は多数
の公知の方法において表すことができる。これらの動的値を用いて、第２チャネ
ル上のデータの伝送のための最も所望のスロットをタスク３１６において予測す
ることができる。データを必要とするＲＳユーザのための非音声データを選択す
ることが出来データを伝送することができる。非音声データ通信を完了したなら
、方法はタスク３２０において終了する。しかしながら、通信が完了しない場合
あるいは他のユーザのために意図された伝送が所望の場合には、方法はタスク３
１８において反復される。

【００３７】ハードウエア部品および相互接続上述した種々の方法実施形態に加えて、この発明の異なる観点は方法を実行す
るために使用される装置実施形態に関係する。

【００３８】図４Ａはこの発明に従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す。ＭＳ４０１はｃｄｍａ２０００マルチキャリアＦＬ
を用いて（図示しない）基地局から信号を受信する。信号は以下に記載するよう
に処理される。ＭＳ４０１はｃｄｍａ２０００ＲＬを用いて情報を基地局に伝送
する。図４Ｂはこの発明に従ってＭＳ４０１により伝送するための情報を作成す
るのに使用されるチャネル構造のより詳細なブロック図を示す。図において、送
信される情報（以下信号と呼ぶ）が、ビットのブロックに組織されたビットで伝
送される。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
。発生器４０３は受信機により受信されるとき信号の品質を決定するのを補助す
るために巡回冗長符号を用いてパリティチェックを発生する。これらのビットは
信号に含まれる。テールビット（一定のシーケンスのビット）もまたデータのブ
ロックの終わりに付加されエンコーダ４０５を公知の状態にリセットすることが
できる。

【００３９】エンコーダ４０５は信号を受信し、エラー訂正目的のために信号に冗長を構築
する。どのようにして情報を信号に構築するかを決定するために異なる「符号」
を用いることができる。これらの符号化されたビットはシンボルと呼ばれる。繰
り返し発生器４０７は所定回数受信するシンボルを反復する、従って送信される
情報の全体の品質に影響を及ぼすことなく伝送エラーによりシンボルの一部を喪
失することが可能である。ブロックインタリーバ４０９はシンボルを受取り、ご
たまぜにする。ロングコード発生器４１１はごたまぜにしたシンボルを受取り、
所定のチップレートで発生された擬似ランダム雑音シーケンスを用いてスクラン
ブルする。各シンボルはスクランブルシーケンスの擬似ランダムチップの１つと
ＸＯＲされる。

【００４０】情報は、この方法に関して上述した１つ以上のキャリア（チャネル）を用いて
伝送することができる。従って、デマルチプレクサ（図示せず）は入力信号「ａ
」を受け取り、入力信号が正常な状態に戻るように複数の出力信号に分割するこ
とができる。一実施形態において、信号「ａ」は３つの別箇の信号に分割され、
各信号は選択されたデータタイプを表し、データタイプ信号につき１つのＦＬチ
ャネルを用いて送信される。他の実施形態において、デマルチプレクサは信号「
ａ」をデータタイプにつき２つの成分に分割することができる。配置に関係無く
、この発明は元の信号から発生された区別可能な信号を１つ以上のチャネルを用
いて伝送できることをもくろむ。

【００４１】さらに、この技術は完全にまたは部分的に同じＦＬチャネルを用いて信号が伝
送される複数のユーザに適用可能である。例えば、４つの異なるユーザからの信
号が同じ３つのＦＬチャネルを用いて送信されるなら、これらの信号の各々は各
信号を３つの成分に逆多重化することにより「チャネライズ」される。この場合
各成分は異なるＦＬチャネルを用いて送信されるであろう。各チャネルに対して
各信号は多重化されＦＬチャネルあたり１つの信号を形成する。次に、ここに記
載した技術を用いて、信号が伝送される。逆多重化された信号は次にウオルシュ
エンコーダ（図示せず）に符号化され乗算器（図示せず）により成分ＩおよびＱ
の２つの成分に広まる。これらの成分は加算器により加算され遠隔局（図示せず
）に通信される。

【００４２】図５Ａは無線通信装置５００において具現化されるこの発明の伝送システムの
例示実施形態の機能ブロック図を示す。当業者は図に示すある機能ブロックはこ
の発明の他の実施形態に存在しないことが理解できるであろう。図５Ｂのブロッ
ク図は、ＩＳ−２０００、ＣＤＭＡアプリケーションのためのｃｄｍａ２０００
とも呼ばれるＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＩＳ−９５Ｃに従う動作に一致する実施形態に
相当する。この発明の他の実施形態は、標準ＥＴＳＩおよびＡＲＩＢにより提案
される広帯域のＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）規格を含む他の規格に有用である。当業
者には、ＷＣＤＭＡ規格の逆方向リンク変調とＩＳ−９５ＳＣ規格の逆方向リン
ク変調との間の広範囲の類似性のために、ＷＣＤＭＡ規格へのこの発明の拡張が
達成できることが理解されるであろう。

【００４３】図５Ａの例示実施形態において、無線通信装置は、この発明の譲受人に譲渡さ
れ、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願シリアル番号第08
/886,604（発明の名称：高データレートＣＤＭＡ無線通信システム）に記載され
た短い直交拡散シーケンスにより互いに区別される複数の区別可能なチャネル情
報を伝送する。５つの別箇の符号チャネルが無線通信装置により伝送される。１
）第１補足データチャネル５３２、２）パイロットおよび電力制御シンボル５３
４の時分割多重されたチャネル、３）専用制御チャネル５３６、４）第２補足デ
ータチャネル５３８および５）基本チャネル５４０である。第１補足データチャ
ネル５３２および第２補足データチャネル５３８は、ファクシミリ、マルチメデ
ィアアプリケーション、ビデオ、電子メールメッセージあるいは他の形態のデジ
タルデータのような基本チャネル５４０の能力を超えるデジタルデータを運ぶ。
パイロットおよび電力制御シンボル５３４の多重化チャネルは、基地局および基
地局または無線通信装置５００と通信する基地局の伝送のエネルギーを制御する
ための電力制御ビットによるデータチャネルのコヒーレント復調を許容するため
のパイロットシンボルを運ぶ。制御チャネル５３６は、無線通信装置５００の動
作モード、無線通信装置５００の能力および他の必要なシグナリング情報のよう
な制御情報を基地局に運ぶ。基本チャネル５４０は無線通信装置から基地局に主
要な情報を運ぶのに使用されるチャネルである。音声伝送の場合には、基本チャ
ネル５４０は音声データを運ぶ。

【００４４】補足データチャネル５３２および５３８は図示しないかつ変調器５２６に設け
られた手段により伝送のために符号化され処理される。電力制御ビットは繰り返
し発生器５２２に供給される。繰り返し発生器５２２は、そのビットをマルチプ
レクサ（ＭＵＸ）５２４に供給する前に電力制御ビットの繰り返しを供給する。
ＭＵＸ５２４において、冗長電力制御ビットはパイロットシンボルと時分割多重
されライン５３４を介して変調器５２６に供給される。

【００４５】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、その制御メッ
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、基地局においてデコーディングの精度をチェックする
ために使用されるパリティビットである一連の巡回冗長検査ビットを付加し、基
地局受信機サブシステムにおいてデコーダのメモリをクリアするために所定のセ
ットのテールビットを制御メッセージに付加する。次にメッセージはエンコーダ
５１６に供給される。エンコーダ５１６は制御メッセージに順方向エラー訂正コ
ーディングを供給する。符号化されたシンボルは繰り返し発生器５１８に供給さ
れる。繰り返し発生器５１８は符号化されたシンボルを反復し、伝送において、
さらなる時間ダイバーシチを供給する。次に、シンボルはインターリーバ５２０
に供給される。インターリーバ５２０は所定のインターリーブフォーマットに従
って信号を整理し直す。インターリーブされたシンボルはライン５３６を介して
変調器５２６に供給される。

【００４６】可変レートデータソース５０２は可変レートデータを発生する。例示実施形態
において、可変レートデータソース５０２は、本発明の譲受人に譲渡され、参照
することにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,414,796号（発明の名称：
可変レートボコーダ）に記載されているような可変レート音声エンコーダである
。可変レートボコーダは、その使用により無線通信装置のバッテリ寿命を増大し
、感知される音声品質に最初の影響でシステム能力を増大するので無線通信にお
いては、よく知られている。電気通信産業協会は最も良く知られた可変レート音
声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
体系化した。これらの可変レート音声エンコーダは、音声アクティビティのレベ
ルに従ってフルレート、ハーフレート、１／４レート、１／８レートと呼ばれる
４つの可能なレートで音声信号を符号化する。レートは音声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、フレームごとに変化する。フルレート
はフレームを符号化するために所定の最大数のビットを使用する。ハーフレート
はフレームを符号化するために所定の最大数のビットの１／２を使用する。１／
４レートは、フレームを符号化するために所定の最大数のビットの１／４を使用
する。１／８レートは、フレームを符号化するために所定の最大数のビットの１
／８を使用する。

【００４７】可変レートデータソース５０２は符号化された音声フレームを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
基地局における復号化の精度をチェックするために使用されるパリティビットで
ある一連の巡回冗長検査ビットを付加し、そして基地局におけるデコーダのメモ
リをクリアするために制御メッセージに所定のセットのテールビットを付加する
。次に、フレームはエンコーダ５０６に供給される。エンコーダ５０６は順方向
エラー訂正コーディングを音声フレーム上に供給する。符号化されたシンボルは
繰り返し発生器５０８に供給される。繰り返し発生器５０８は符号化されたシン
ボルの反復を供給する。次に、シンボルはインターリーバ５１０に供給され所定
のインターリーブフォーマットに従って整理し直される。インターリーブされた
シンボルはライン５４０を介して変調器５２６に供給される。

【００４８】例示実施形態において、変調器５２６は、符号分割多重アクセス変調フォーマ
ットに従ってデータチャネルを変調し、変調された情報を送信器（ＴＭＴＲ）５
３０に供給する。送信器５３０は信号を増幅およびフィルタリングし、その信号
をアンテナ５３０を介して伝送するために送受切換器５２８を介して信号を供給
する。ＩＳ−９５およびｃｄｍａ２０００システムにおいて、２０ｍｓフレーム
は電力制御グループと呼ばれる１６セットの等しい数のシンボルに分割される。
電力制御への言及は、各電力制御グループに対して、フレームを受信する基地局
は、基地局において受信した逆方向リンク信号の十分性の決定に応答して電力制
御コマンドを発行する。

【００４９】図５Ｂは図５Ａの変調器５２６の例示実施形態の機能ブロック図を示す。第１
の補足データチャネルデータは、所定の拡散シーケンスに従って補足チャネルデ
ータをカバーする拡散素子５４２にライン５３２を介して供給される。例示実施
形態において、拡散素子５４２は短いウオルシュシーケンス（＋＋−−）を用い
て補足チャ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
る。相対利得素子５４４は、パイロットおよび電力制御シンボルのエネルギに対
する拡散補足チャネルデータの利得を調節する。利得調節された補足チャネルデ
ータは加算素子５４６の第１の加算入力に供給される。パイロットおよび電力制
御多重化シンボルはライン５３４を介して加算素子５４６の第２加算入力に供給
される。

【００５０】制御チャネルデータはライン５３６を介して拡散素子５４８に供給される。拡
散素子５４８は所定の拡散シーケンスに従って補足チャネルデータをカバーする
。例示実施形態において、拡散素子５４８は短いウオルシュシーケンス（＋＋＋
＋＋＋＋＋−−−−−−−−）を用いて補足チャネルデータを拡散する。拡散デ
ータは相対利得素子５５０に供給される。相対利得素子５５０はパイロットおよ
び電力制御シンボルのエネルギに対して拡散制御チャネルデータの利得を調節す
る。利得調節された制御データは加算素子５４６の第３加算入力に供給される。
加算素子５４６は利得調節された制御データシンボル、利得調節された補足チャ
ネルシンボル、および時分割多重化されたパイロットおよび電力制御シンボルを
加算し、その加算値を乗算器５６２の第１入力および乗算器５６８の第１入力に
供給する。

【００５１】第２補足チャネルはライン５３８を介して所定の拡散シーケンスに従って補足
チャネルデータをカバーする拡散素子５５２に供給される。例示実施形態におい
て、拡散素子５５２は短いウオルシュシーケンス（＋＋−−）を用いて補足チャ
ネルデータを拡散する。拡散データは相対利得素子５５４に供給される。相対利
得素子５５４は拡散補足チャネルデータの利得を調節する。利得調節された補足
チャネルデータは加算器５５６の第１加算入力に供給される。

【００５２】基本チャネルデータはライン５４０を介して拡散素子５５８に供給される。拡
散素子５５８は所定の拡散シーケンスに従って基本チャネルデータをカバーする
。例示実施形態において、拡散素子５５８は短いウオルシュシーケンス（＋＋＋
＋−−−−＋＋＋＋−−−−）を用いて基本チャネルデータを拡散する。拡散デ
ータは相対利得素子５６０に供給される。相対利得素子５６０は拡散基本チャネ
ルデータの利得を調節する。利得調節された基本チャネルデータは加算素子５５
６の第２加算入力に供給される。加算素子５５６は利得調節された第２補足チャ
ネルデータシンボルおよび基本チャネルデータシンボルを加算し、その加算値を
乗算器５６４の第１入力および乗算器５６６の第１入力に供給する。

【００５３】例示実施形態において、２つの異なる短いシーケンス（ＰＮ_ＩおよびＰＮ_Ｑ）
を用いた擬似拡散はデータを拡散するのに使用される。例示実施形態において、
短いＰＮシーケンスＰＮ_ＩおよびＰＮ_ＱはロングＰＮコードにより乗算されさら
なるプライバシーを供給する。擬似雑音の発生は、技術的に良く知られており、
本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特
許第5,103,459号（発明の名称：ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて信号波形
を発生するためのシステムおよび方法）に記載されている。ロングＰＮシーケン
スは乗算器５７０および５７２の第１入力に供給される。短いＰＮシーケンスＰ
Ｎ_Ｉは乗算器５７０の第２入力に供給され、短いＰＮシーケンスＰＮ_Ｑは乗算器
５７２の第２入力に供給される。

【００５４】乗算器５７０から得られるＰＮシーケンスは乗算器５６２および５６４の各第
２入力に供給される。乗算器５７２から得られるＰＮシーケンスは乗算器５６６
および５６８の各第２入力に供給される。乗算器５６２からの積シーケンスは減
算器５７４の加算入力に供給される。乗算器５６４からの積シーケンスは加算素
子５７６の第１加算入力に供給される。乗算器５６６の積シーケンスは減算器５
７４の減算入力に供給される。乗算器５６８からの積シーケンスは加算素子５７
６の第２加算入力に供給される。

【００５５】減算器５７４からの差分シー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は差分シーケンスに必要なフィルタリングを行
い、フィルタリングされたシーケンスを利得素子５８２に供給する。利得素子５
８２は信号の利得を調節し、利得調節された信号をアップコンバータ５８６に供
給する。アップコンバータ５８６は、ＱＰＳＫ変調フォーマットに従って利得調
節された信号をアップコンバートし、アップコンバートした信号を加算素子５９
０の第１入力に供給する。

【００５６】加算素子５７６からの加算シー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は必要なフィルタリングを差分シーケンスに
行い、フィルタリングされたシーケンスを利得素子５８４に供給する。利得素子
５８４は信号の利得を調節し、利得調節された信号をアップコンバータ５８８に
供給する。アップコンバータ５８８は利得調節された信号をＱＰＳＫ変調フォー
マットに従ってアップコンバートし、アップコンバートされた信号を加算素子５
９０の第２入力に加算する。加算素子５９０は２つのＱＰＳＫ変調された信号を
加算しその結果を送信器（図示せず）に供給する。

【００５７】図６Ａにおいて、基地局６００の選択された部分の機能ブロック図がこの発明
の一実施形態に従って示される。無線通信装置５００（図５Ｂ）からの逆方向リ
ンクＲＦ信号は受信器（ＲＣＶＲ）６０２に受信される。受信器６０２は受信し
た逆方向リンクＲＦ信号をベースバンド周波数にダウンコンバートする。例示実
施形態において、受信器６０２はＱＰＳＫ復調フォーマットに従って受信された
信号をダウンコンバートする。復調器６０４はつぎにベースバンド信号を復調す
る。復調器６０４はさらに、図６Ｂを参照して以下に説明する。

【００５８】復調された信号はアキュムレータ６０６に供給される。アキュムレータ６０６
は冗長的に伝送された電力制御グループのシンボルのシンボルエネルギを加算す
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、所定のデ
インターリーブフォーマットに従って整理し直す。整理し直されたシンボルはデ
コーダ６１０に供給され伝送されたフレームの推定値を供給するためにデコード
される。次に、伝送されたフレームの推定値はＣＲＣチェック６１３に供給され
る。ＣＲＣチェック６１３は伝送されたフレームに含まれるＣＲＣビットに基づ
いてフレーム推定値の精度を決定する。

【００５９】例示実施形態において、基地局６００は逆方向リンク信号にブラインドデコー
ディング(blind decoding)を行なう。ブラインドデコーディングは先天的に伝送
のレートを受信器が知らない可変レートデータをデコードする方法を記載する。
例示実施形態において、基地局６００は可能な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、デコードする。最良の推定値として選択されたフレー
ムはシンボルエラーレート、ＣＲＣチェック、山本測定基準のような品質測定基
準に基づく。

【００６０】各レート仮説のためのフレームの推定値は制御プロセッサ６１７に供給され、
デコードされた推定値の各々の一連の品質測定規準も供給される。これらの品質
測定規準はシンボルエラーレート、山本測定規準、およびＣＲＣチェックを含め
ることができる。制御プロセッサ６１７はデコードされたフレームの１つを遠隔
局に供給しまたはフレーム消去を宣言する。

【００６１】好適実施形態において、図６Ａに示す復調器６０４は各情報チャネルのための
１つの復調チェーンを有する。例示復調器６０４は例示変調器により変調される
信号に複合復調を行なう。上述したように、受信器（ＲＣＶＲ）６０２は受信し
た逆方向ＲＦ信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、ＱおよびＩベー
スバンド信号を出力する。

【００６２】デスプレッダ６２２および６２４はそれぞれ図５Ａからのロングコードを用い
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（Ｂ
ＢＦ）６１８および６２０はそれぞれＩおよびＱベースバンド信号をフィルタす
る。

【００６３】デスプレッダ６２２および６２４はそれぞれ図５ＢのＰＮ_Ｉシーケンスを用い
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６２
８はそれぞれ図５ＢのＰＮ_Ｑシーケンスを用いて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において結合され
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。次に、結合器６３０および６３２の各出力は、図５Ｂの関心
のある特定チャネルをカバーするために使用されたウオルシュコードを用いてウ
オルシュアンカバラー(Walsh-uncoverer)６３４および６３６においてウオルシ
ュアンカバーされる。ウオルシュアンカバラー６３４および６３６の各出力はア
キュムレータ６４２および６４４により１つのウオルシュシンボルを越えて加算
される。

【００６４】結合器６３０および６３２の各出力もアキュムレータ６３８および６４０によ
り１つのウオルシュシンボルを越えて加算される。アキュムレータ６３８および
６４０の各出力はつぎにパイロットフィルタ６４６および６４８に印加される。
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（図５Ａ）の
推定される利得と位相を決定することによりチャネル条件の推定を発生する。パ
イロットフィルタ６４６の出力は、複合乗算器６５０および６５２において、ア
キュムレータ６４２および６４４の各出力と複合乗算される。同様に、パイロッ
トフィルタ６４８の出力は、複合乗算器６５４および６５２においてアキュムレ
ータ６４２および６４４の各出力と複合乗算される。複合乗算器６５４の出力は
結合器６５８において複合乗算器６５０の出力と加算される。複合乗算器６５６
の出力は結合器６６０において複合乗算器６５２の出力から減算される。最後に
、結合器５５８および６６０の出力は結合器６６２で結合され関心のある変調さ
れた信号を出力する。

【００６５】特定の前述にもかかわらず、この開示の利点を有する通常の熟練工は、上述の
装置は、この発明の範囲を逸脱することなく異なる構成の機械として実現可能で
あることが認識されるであろう。同様に、平行法を構築することができる。特定
の装置例として、加算素子６２２と加算素子６２６は機能ブロック図においては
別箇の素子として示されているけれども、図６Ｂに示すような加算素子６２２の
ような部品の１つを加算素子６２６と結合することができる。

【００６６】信号を有する媒体上述した方法は、例えば一連の機械読み出し可能な命令を実行するために基地
局を動作させることにより実現可能である。これらの命令は種々のタイプの信号
を有する媒体に存在させることができる。この点で、この発明の一実施形態はプ
ログラムされたプロダクト、または、信号を有する媒体からなる製品に関係し、
それにより上述した方法を実行するためにデジタル信号プロセッサにより実行可
能な機械読み出し可能な命令のプログラムを具現化する。

【００６７】信号を有する媒体はなんらかのタイプのデジタルデータ記憶媒体から構成し得
る。例示デジタルデータ記憶媒体は図７に示される。他の例示記憶媒体は特定用
途向け集積回路（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、あるいは他の適当な信号を有する媒体から構成し得る。この発明
の説明するための実施例において、機械読み出し可能な命令はＣ、Ｃ＋、Ｃ＋＋
あるいは他のコーディング言語のような言語からコンパイルされたソフトウエア
オブジェクトコードを構成することができる。

【００６８】順方向スケジューリングアルゴリズム一実施形態において、ＢＳ（図示せず）は無線通信システムにおいて順方向リ
ンクスケジューリングを達成するために図８のフローチャートに示される方法ス
テップを実行するように構成される。以下の条件を特定の実施形態に従って適用
可能である。（１）Ｎの補足チャネル（ＳＣＨ）データユーザがあり、各々は基
本チャネル（ＦＣＨ）と結びつく；（２）ＳＣＨアクティブセット＝１かつＦＣ
Ｈアクティブセット≧１；（３）ターボでコーダはＳＣＨのために使用され、重
畳デコーダはＦＣＨのために使用される；（４）ＳＣＨユーザが（高速予測に必
要な）３つのレートまで決定するのにブラインドレート決定が使用される；（５
）フレームの始めで必要なＦＣＨ電力を予測するために（システムシミュレーシ
ョンには無いけれども）予測子がＢＳにおいて利用可能である。（６）データユ
ーザのために利用可能な電力

【数１】但し、Ｐ_ｍａｘは合計電力であり、Ｏｔｈｅｒｐｏｗｅｒｓはオーバヘッド電
力レベル（例えば、パイロットチャネル、ページングチャネル、同期チャネル、
および制御チャネル（ＣＣＨ）のための）；（７）伝送されたユーザの電力とレ
ートがマージンを用いて決定された後、利用可能な電力Ｐ_ａのすべてを使用する
ために電力は比例的に増大される；（８）システムシミュレータはフレームタイ
ミング、フレーム毎のフェーディング変化、データユーザのための個々のキュー
、および各フレームに必要なＦＣＨ電力を含まなければならない。

【００６９】ステップ７００において、ＢＳはユーザスループットＴ_Ｉ（０）。次にＢＳは
ステップ７０２に進む。ステップ７０２において、ＢＳはｋ番目のフレームの入
力パラメータを得る。次にＢＳはステップ７０４に進む。ステップ７０４におい
て、ＢＳは、各データユーザのための潜在ＳＣＨレート、Ｒ_ｉ（ｋ）、優先順位
指数、Ｉ_ｉ（ｋ）を計算する。次にＢＳはステップ７０６に進む。ステップ７０
６において、Ｓ＝｛１，２，．．．，Ｎ｝、Ｐ_ｒ（ｋ）＝Ｐ_ａ（ｋ）、但しＰ_ｒ（ｋ）＝利用可能な残り電力であり、Ｓは新しいユーザ集合である。次にＢＳは
ステップ７０８に進む。ステップ７０８において、ＢＳは伝送レートおよび伝送
電力を設定し、ユーザスループットＴ_ｉ（ｋ）を更新する。次にＢＳはステップ
７０２に戻る。すべてのフレームが処理されるまで反復が継続される。

【００７０】特定の実施形態に従って、図８においてＢＳにより取り込まれたアルゴリズム
ステップは図９のフローチャートを参照して詳細に記載される。図９のステップ
８００において、ＢＳ（図示せず）は、Ｔ_ｉ（０）をｉ＝１，２，．．．、Ｎに
対して９．６ｋｂｐｓに設定することによりユーザスループットをイニシャライ
ズする。ただし、ｉはユーザ番号を示す指数であり、Ｎはユーザの合計数である
。他の実施形態において、ユーザスループットは１４．４ｋｂｐｓにイニシャラ
イズされる。次に、ＢＳはステップ８０２に進む。

【００７１】ステップ８０２乃至８０６において、ＢＳはｋ番目のフレームの入力パラメー
タを取得する。ステップ８０２において、ＢＳはデータユーザに利用可能な合計
電力Ｐ_ａ（ｋ）を計算する。ユーザデータに利用可能な合計電力は、ＢＳのため
の最大電力（便宜的に一定である）から、基本チャンネル電力レベルの和および
他のすべての和の両方、またはオーバヘッド、電力レベル（例えばパイロットチ
ャネル、ページングチャネル、同期チャネル、および制御チャネルのための電力
レベル）を減算することにより便宜的に計算することができる。ＢＳはステップ
８０４に進む。ステップ８０４において、ＢＳは各データユーザｉのフレームｋ
のＦＣＨ伝送電力

【数２】を取得する。但し、ユーザ数をＮとしてｉ＝１，２，．．．，Ｎである。ＦＣＨ
電力レベルは多数の以前のフレームに対して時間に関して各フレームの電力制御
グループを積分し、次に、ｃｄｍａ２０００において指定されるｋ番目のフレー
ムに必要な瞬時電力を予測することにより取得される。次にＢＳはステップ８０
６に進む。ステップ８０６において、ＢＳはｉ＝１，２，．．．，Ｎに対し各デ
ータユーザｉのフレームｋのＦＣＨ伝送レート

【数３】を取得する。データコール中伝送レートは便宜的に一定であり、ｃｄｍａ２００
０に指定されるようにフルレート（例えば９．６ｋｂｐｓまたは１４．４ｋｂｐ
ｓ）、ハーフレート、１／４レート、１／８レートのいずれかである。ＢＳは次
にステップ８０８に進む。

【００７２】ステップ８０８乃至８１０において、ＢＳは各データユーザに対し可能なＳＣ
Ｈ、Ｒ_ｉ（ｋ）および優先順位指数Ｉ_ｉ（ｋ）を計算する。ステップ８０８にお
いて、ＢＳは以下の式に従って各ユーザのための可能なＳＣＨを決定する。

【００７３】

【数４】但し、Ｐ_ＴＣはターボでコーダを用いてレート

【数５】でデータを伝送するのに必要な電力であり、Ｐ_ＣＣは重畳デーダを用いてレート

【数６】でデータを伝送するのに必要な電力である。Ｐ_ＴＣおよびＰ_ＣＣはシミュレーシ
ョンを介して便宜的に得られ動作前にＢＳ内のルックアップテーブルに記憶され
る。値α_ＰＭは便宜的に１より大きい伝送電力予測マージンである。値α_ＡＳＭは便宜的に１より大きいアクティブセットマージンである（ＦＣＨアクティブセ
ットは１より大きいけれども、音声コールのためにユーザと１以上のＢＳ同時に
通信可能にし、ＳＣＨは１に等しく、ユーザからのデータコールを丁度１つのＢ
Ｓに制限する）。次にＢＳはステップ８１０に進む。ステップ８１０において、
ＢＳは以下の式に従って各ユーザのための優先順位指数を決定する。

【００７４】Ｉ_ｉ（ｋ）＝Ｒ_ｉ（ｋ）／（Ｔ_ｉ（ｋ），（ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）次に、ＢＳはステップ８１２に進む。

【００７５】ステップ８１２乃至８３０において、ＢＳは、Ｓ＝｛１，２，．．．，Ｎ｝お
よびＰ_ｒ（ｋ）＝Ｐ_ａ（ｋ）（但しＰ_ｒ（ｋ）は利用可能な残り電力でありはＳ
は新しいユーザ集合である）と仮定して各ユーザｊのための実際のＳＣＨ伝送レ
ート

【数７】を計算する。ステップ８１２においてＢＳは

【数８】を許し、ｒ_ｌ≦Ｒ_ｊ（ｋ）＜ｒ_ｌ＋１となるように多数の利用可能なレート（ｒ _１＜ｒ_２，．．．，＜ｒ_Ｍ）にＲ_ｊ（ｋ）を合わせる。レートの数はシグナリン
グチャネルを介してＢＳとデータユーザとの間で交渉されるいかなるレートの数
であり得る。特定の実施形態において利用可能なレートの数は３である。次にＢ
Ｓはステップ８１４に進む。ステップ８１４において、ＢＳはＲ_ｊ（ｋ）＜ｒ_１か否か判断する。Ｒ_ｊ（ｋ）がｒ_１より小さければ、ＢＳはステップ８１６に進
む。一方、Ｒ_ｊ（ｋ）がｒ_１より小さくなければ、ＢＳはステップ８１８に進む
。ステップ８１６においてＢＳはユーザｊの実際の伝送レート

【数９】をゼロに等しく設定する。ステップ８１８において、ＢＳはＲ_ｊ（ｋ）＞ｒ_Ｍか
否か判断する。Ｒ_ｊ（ｋ）がｒ_Ｍより大きければ、ＢＳはステップ８２０に進む
。一方、Ｒｊ（ｋ）がｒ_Ｍより大きくなければ、ＢＳはステップ８２２に進む。
ステップ８２０において、ユーザｊのための実際の伝送レート

【数１０】をｒ_Ｍに等しく設定する。ステップ８２２において、ＢＳはユーザｊの実際の伝
送レート

【数１１】をｒ_ｌに等しく設定する。次にＢＳはステップ８２４に進む。

【００７６】ステップ８２４において、ＢＳは以下の式に従って利用可能な残りの電力Ｐ_ｒ（ｋ）を更新する。

【００７７】

【数１２】次にＢＳはステップ８２６に進む。ステップ８２６において、ＢＳはユーザ集合
Ｓからユーザｊを減算することにより新しいユーザ集合Ｓを更新する。次にＢＳ
はステップ８２８に進む。ステップ８２８において、ＢＳは以下の式に従って新
しい伝送レートＲ_ｉ（ｋ）を更新する。

【００７８】

【数１３】次にＢＳはステップ８３０に進む。ステップ８３０においてＢＳはユーザ集合Ｓ
がゼロに等しくないか判断する。ユーザ集合Ｓが空集合φでなければＢＳはステ
ップ８１２に戻り、ステップ８１２乃至８３０を反復し、次のユーザｊのために
、次のユーザのための実際のＳＣＨ伝送レート

【数１４】を計算する。一方、ユーザ集合Ｓが空集合φであるならば、ＢＳはステップ８３
２に進む。

【００７９】ステップ８３２乃至８３６において、ＢＳは各ユーザのための伝送レートおよび
伝送電力を設定し、ｋ番目のフレームに対しユーザスループットＴｉ（ｋ）を更
新する。ステップ８３２において、ＢＳはレート

【数１５】でデータを伝送する。次にＢＳはステップ８３４に進む。ステップ８３４におい
て、ＢＳは以下の式に従ってユーザｉの伝送電力を更新する。

【００８０】

【数１６】次にＢＳはステップ８３６に進む。ステップ８３６において、ＢＳは以下の式に
従ってｋ番目のフレームに対してユーザスループットＴｉ（ｋ）を更新する。

【００８１】

【数１７】但しｔは複数のフレームにおける窓サイズである。次に、ＢＳは次のフレームの
処理を開始するためにステップ８０２に戻る。

【００８２】以上、無線通信システムにおける順方向リンクスケジューリングを実行するた
めの新規で改良された方法および装置について述べた。上述した実施形態に従っ
て、ＢＳにおける利用可能な電力が、音声トラフィックを調整後、順方向リンク
データコールのために使用される。トータルシステムスループットは比例公正実
行において公平にバランスされる。継続維持できるデータレートはＢＳにおいて
便宜的に予測される。ＦＣＨの伝送電力は例示実施形態に従ってＳＣＨのための
利得係数と便宜的に乗算される。すべての利用可能な電力が使用されるまで複数
のユーザが同時に伝送することができる。

【００８３】当業者に理解されるように、例えばｃｄｍａ２０００において指定されるＤＣ
ＣＨのような他のチャネルを他の実施形態においてＦＣＨの代わりに使用するこ
とができる。従って、例えば、ＤＣＣＨ（重畳的に符号化される）はＳＣＨ（タ
ーボ符号化される）の適当な利得係数と乗算される。

【００８４】当業者は、ここに開示した実施形態と関連して記載された種々の例証となる論
理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは電子ハードウエ
ア、コンピュータソフトウエア、あるいはそれら両方の組合せとして実現可能で
ある。種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路およびステップは一
般にそれらの機能の点から述べた。機能がハードウエアまたはソフトウエアとし
て実現されるかどうかは、特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せ
られた設計上の制約に依存する。熟練工はこれらの環境の下でのハードウエアと
ソフトウエアの互換性および各特定のアプリケーションに対して記載された機能
をどのようにベストに実現するかを認識する。例として、ここに開示した実施形
態に関連して記載した種々の例示論理ブロック、モジュール、回路、およびアル
ゴリズムステップは、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集
積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）また
は他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジ
ック、例えばレジスタとＦＩＦＯのようなディスクリートハードウエア部品、一
連のファームウエア命令を実行するプロセッサ、またはそれらのいずれかの組合
せを用いて実現または実行可能である。プロセッサは便宜的にはマイクロプロセ
ッサであるが、別の方法では、プロセッサはいかなる汎用プロセッサ、コントロ
ーラ、マイクロコントローラあるいは状態機械であってもよい。ソフトウエアモ
ジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモ
リ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、
ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に知られている他のいかなる形態の記憶媒体に常駐
させることができる。さらに当業者は、上記記載の全体に渡って参照されるデー
タ、命令、コマンド、情報、信号、およびチップは便宜的に電圧、電流、電磁波
、磁界または粒子、オプティカルフィールドまたは粒子またはそれらのいずれか
の組合せにより表される。

【００８５】他の実施形態現在この発明の例示実施形態であると考えられるものを示したが、当業者には
付加されたクレームにより定義されるように、この発明の範囲を逸脱することな
く種々の変更および改良が可能であることが理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態に従う時間に関する伝送電力変動を示す図である。

【図２】この発明の一実施形態に従う望ましい補足チャネル伝送電力を示す図である。

【図３】この発明の一実施形態に従う動作シーケンスを示すフローチャートである。

【図４ａ】この発明に従って使用される移動局のための一般的な構成のブロック図である
。

【図４ｂ】この発明の一実施形態に従って使用される一般的なチャネル構造のブロック図
である。

【図５ａ】この発明の一実施形態に従って使用されるデジタル信号処理装置のハードウエ
ア部品および相互接続のブロック図である。

【図５ｂ】図５ａに示される変調器５２６のハードウエア部品および相互接続であってこ
の発明の一実施形態に従って使用されるブロック図である。

【図６ａ】この発明の一実施形態に従って使用されるデジタル信号処理基地局装置のハー
ドウエア部品および相互接続のブロック図である。

【図６ｂ】図６ａに示す復調器のハードウエア部品および相互接続であってこの発明の一
実施形態に従って使用されるブロック図である。

【図７】この発明の一実施形態に従う例示デジタルデータ記憶媒体である。

【図８】順方向リンクスケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局に
より行なわれる方法ステップを示すフローチャートである。

【図９】順方向スケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局により行
なわれる詳細な方法ステップを示すフローチャートである。

【図９ａ】順方向スケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局により行
なわれる詳細な方法ステップを示すフローチャートである。

【図９ｂ】順方向スケジューリングを達成するために無線通信システムの基地局により行
なわれる詳細な方法ステップを示すフローチャートである。

【符号の説明】

４０１・・・移動局４０３・・・テーブルビット発生器４０５・・・エンコーダ４０７・・・繰り返し発生器４０９・・・ブロックインタリーバ４１１・・・ロングコード発生器５００・・・無線通信装置５０２・・・可変レートデータソース５０４・・・ＣＲＣおよびテーブルビット発生器５０６・・・エンコーダ５０８・・・繰り返し発生器５１０・・・インターリーバ５１２・・・メッセージ発生器５１４・・・ＣＲＣおよびテーブルビット発生器５１６・・・エンコーダ５１８・・・繰り返し発生器５２０・・・インターリーバ５２２・・・繰り返し発生器５２４・・・マルチプレクサ５２６・・・変調器５３０・・・送信器５３２・・・第１補足データチャネル５３４・・・パイロットおよび電力制御シンボル５３６・・・専用制御チャネル５３８・・・第２補足データチャネル５４０・・・基本チャネル５４２・・・拡散素子５４４・・・相対利得素子５４６・・・加算素子５４８・・・拡散素子５５０・・・相対利得素子５５２・・・拡散素子５５４・・・相対利得素子５５６・・・加算器５５８・・・拡散素子５６０・・・相対利得素子５６４、５６６、５６８、５７０、５７２・・・乗算器５７４・・・減算器５７６・・・加算素子５７８、５８０・・・ベースバンドフィルタ５８２、５８４・・・利得素子５８６、５８８・・・アップコンバータ５９０、６２２、６２６・・・加算素子６００・・・基地局６０２・・・受信器６０４・・・復調器６０６・・・アキュムレータ６０８・・・デインターリーバ６１０・・・デコーダ６１３・・・ＣＲＣチェック６１７・・・制御プロセッサ６１８、６２０・・・ベースバンドフィルタ６２２、６２４、６２６、６２８・・・デスプレッダ５５８、６３０、６３２、６５８、６６０・・・結合器６３４、６３６・・・ウオルシュアンカバラー６３８、６４０、６４２、６４４・・・アキュムレータ６４６、６４８・・・パイロットフィルタ６５０、６５２、６５４、６５６・・・複合乗算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者バオ、ガンアメリカ合衆国、カリフォルニア州 92130 サン・ディエゴ、ラークフィールド・コート 13255 Ｆターム(参考） 5K022 EE01 EE21 EE31 5K067 BB21 CC10 EE02 EE10 GG08 GG09 HH21 JJ11 JJ17 【要約の続き】対して伝送可能にすることを含む。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線通信システムの順方向リンク上の第１の種類のチャネル
のデータユーザの伝送レートと伝送電力をスケジューリングする方法であって、
前記無線通信システムは複数の基地局と複数のデータユーザを含み、各データユ
ーザは基地局にフレームを送信し、基地局からフレームを受信することにより基
地局と通信するように構成される方法において、下記工程を具備する方法：フレームの最初の部分で利用可能な基地局電力レベルを決定する；各データユーザに対してフレームの最初の部分で必要な伝送電力レベルを予測
する；予測された必要な伝送電力レベルを用いて持続維持できる各データユーザのた
めの伝送レートを決定する；各データユーザのための優先順位指数を発生する；および最優先順位指数を有するデータユーザが次のフレームで最初に伝送するように
データユーザのための伝送の順番を制御する。
【請求項２】前記発生する工程は各ユーザのためのスループット値で各ユ
ーザのための伝送データレートを分割する工程から構成される、請求項１の方法
。
【請求項３】前記予測工程は第２の種類のチャネルの各データユーザのた
めの伝送電力レベルを予測する工程から構成され、全てのデータユーザは第１の
種類のチャネルと第２の種類のチャネルを使用し、前記第２チャネルのための予
測された伝送電力レベルを利得係数と乗算し、前記予測される伝送電力レベルを
前記第１の種類のチャネルのための伝送電力レベルに変換する工程から構成され
る請求項２の方法。
【請求項４】前記各データユーザに対してフレームの最初の部分で必要な
伝送電力レベルを予測する工程はさらに前記第１の種類のチャネルのための予測
される伝送電力レベルをマージン値と乗算しフレームに対して適切な平均電力を
保証する工程から構成される、請求項３の方法。
【請求項５】十分な残りの基地局電力レベルが存在するならば他のデータ
ユーザが伝送可能にする工程からさらに構成される、請求項２の方法。
【請求項６】下記手段を具備する、第１の種類のチャネル上でフレームを
交換することにより複数のインフラストラクチャエレメントが複数のデータユー
ザと通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメント：プロセッサ；および前記プロセッサと接続され、前記プロセッサにより実行可能な命令群を含み、
フレームの最初の部分でインフラストラクチャエレメントのための利用可能な電
力レベルを決定し、各データユーザに対してフレームの最初の部分で必要な伝送
電力レベルを予測し、前記予測された必要な伝送電力レベルで継続維持できる各
データユーザのための伝送レートを決定し、各データユーザのための優先順位指
数を発生し、最優先順位指数を有するデータユーザが次のフレームに対して最初
に伝送するようにデータユーザのための伝送の順位を制御するプロセッサ読み出
し可能な記憶媒体。
【請求項７】各データユーザのための優先順位指数を発生するために、各
ユーザのための前記伝送データレートを各ユーザのためのスループット値で分割
するために前記命令群は前記プロセッサによりさらに実行可能である、請求項６
のインフラストラクチャエレメント。
【請求項８】前記命令群は前記プロセッサによりさらに実行可能であり、
第２の種類のチャネルの各データユーザのための伝送電力レベルを予測し、すべ
てのデータユーザは第１の種類のチャネルと第２の種類のチャネルを使用し、前
記第２のチャネルのための予測される伝送電力レベルを利得係数と乗算し、予測
される伝送電力レベルを前記第１の種類のチャネルのための伝送電力レベルに変
換する、請求項７のインフラストラクチャエレメント。
【請求項９】前記フレームに対して適切な平均電力を保証するために前記
第１の種類のチャネルのための予測される伝送電力レベルをマージン値と乗算す
るために前記命令群はさらに前記プロセッサにより実行可能である、請求項８の
インフラストラクチャエレメント。
【請求項１０】十分な残りのインフラストラクチャエレメント電力レベル
が存在するならば、他のデータユーザが伝送可能にするために前記命令群はさら
に前記プロセッサにより実行可能である、請求項７のインフラストラクチャエレ
メント。
【請求項１１】下記手段を具備する、第１の種類のチャネル上でフレーム
を交換することにより複数のインフラストラクチャエレメントが複数のデータユ
ーザと通信する無線通信システムのインフラストラクチャエレメント：フレームの最初の部分で前記インフラストラクチャエレメントのための利用可
能な電力レベルを決定する手段；各データユーザに対しフレームの最初の部分で必要な伝送電力レベルを予測す
る手段；前記予測された必要な伝送電力レベルで継続維持できる各データユーザのため
の伝送レートを決定する手段；各データユーザのための優先順位指数を発生する手段；および最優先順位指数を有するデータユーザが次のフレームに対して最初に伝送する
ようにデータユーザのための伝送の順番を制御する手段。
【請求項１２】前記発生手段は、各ユーザのための伝送データレートを各
ユーザのためのスループット値により分割する手段から構成される、請求項１１
のインフラストラクチャエレメント。
【請求項１３】前記予測手段は第２の種類のチャネルの各データユーザの
ための伝送電力レベルを予測する手段から構成され、すべてのデータユーザは第
１の種類のチャネルと第２の種類のチャネルを使用し、前記第２チャネルのため
の予測される伝送電力レベルを利得係数と乗算し予測される伝送電力レベルを前
記第１の種類のチャネルのための伝送電力レベルに変換する手段から構成される
、請求項１２のインフラストラクチャエレメント。
【請求項１４】各データユーザのためのフレームの最初の部分で必要な伝
送電力レベルを予測する手段は前記第１の種類のチャネルのための予測される伝
送電力レベルをマージン値と乗算しフレームに対して適切な平均電力を保証する
手段からさらに構成される、請求項１３のインフラストラクチャエレメント。
【請求項１５】十分な残りのインフラストラクチャエレメント電力レベル
が存在するならば他のデータユーザが通信することを可能にする手段をさらに有
する、請求項１２のインフラストラクチャエレメント。