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技術 符号分割多元接続(CDMA)ユーザ装置

出願人 インテルコーポレイション
発明者 ゴーサッチ・トーマス・イーアマルフィタノ・カルロ
出願日 2012年2月9日 (8年10ヶ月経過) 出願番号 2012-026522
公開日 2012年5月10日 (8年7ヶ月経過) 公開番号 2012-090355
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード チャネルマルチプレクサ 完成装置 ワイヤレス制御 携帯型コンピュータ装置 パラメータ表 セルラー方式電話 基本帯域幅 ブロック組
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図面 (8)

課題

解決手段

CDMAユーザ装置では帯域幅が、データ転送速度の算出に基づいて、特定のCDMA加入者装置セッション内で動的に割当てられる。帯域幅は、データ転送速度の算出に基づいて、特定のCDMA加入者装置のセッション内で動的に割当てられる。特に、動的帯域幅割当てアルゴリズムは、伝送全体に対する加入者当たり利用可能なポート予測ユーザ帯域幅、および並列ユーザ帯域幅に基づいて計算した許容限度から動作する。また、優先サービス対応、不均衡フォワードおよびリバーススペクトル利用、音声優先順位付け、および帯域切換えの機能も備えている。

概要

背景

一般大衆による無線電話およびパーソナルコンピュータの使用の増加は、以前は特定用途だけに使用すると考えられていた、高度な通信サービスに対する需要を招いている。

たとえば1980年代後半には、セルラー方式電話で有効なワイヤレス音声通信は、加入料金が高いために、ビジネスマン特権であった。遠方コンピュータネットワークアクセスする場合にも同様であった。そのため最近まで、ビジネス関係者や大きな機関だけが必要なコンピュータ通信線アクセス装置購入できた。

しかし、現在では、一般大衆は、インターネット私用イントラネットなどのネットワークにアクセスするだけでなく、ワイヤレス方式のネットワークにも同様にアクセスすることをますます望むようになっている。これは特に、ポータブルコンピュータラップトップコンピュータハンディタイプ個人用情報端末機器などのユーザには重要なことである。これらのユーザは、むしろ電話線に接続することなく、ネットワークにアクセスすることを望んでいる。

既存のワイヤレスネットワークを使用して、インターネットやその他のネットワークに対して低価格で高速にアクセスが可能な、広範囲に利用できる満足な解決手段はまだない。この状況は、いくつかの不利な環境の産物に他ならない。たとえば、有線ネットワーク上でビジネス環境における高速データサービスを提供する一般的方法は、大部分の家庭事務所で利用できる音声級のサービスに簡単に適合できないものである。さらに、このような標準的高速データサービスは、標準的セルラー方式、ワイヤレスの送受信器での効率的伝送には不向きである。

さらに、既存のセルラーネットワークは、元来、音声サービス配送用としてだけ設計された。現在でも、使用されているワイヤレス変調方式は、簡単に利用できる9.6kbpsの範囲内だけで、最大データ転送速度音声情報を配送することに主力を置いている。これは、米国も含めて、大部分の国のセルラー交換網が、約300から3600HZの帯域幅を有するアナログ音声チャネルを使用しているからである。このような低周波数チャネルは、28.8kbps(キロビット/秒)の速度で、または現在では一般に低価格有線モデムを使用して利用できる56.6kbpsの速度ではなおさら、データを直接伝送するのに役立たない。今ではこのような速度は、インターネットアクセス最低許容データ転送速度と考えられている。

現在米国では、高速なブロック組み立ての交換網が使用されてきている。高速データアクセスが可能な、ISDN総合サービス・ディジタル・ネットワーク)と呼ばれる特定の有線ネットワークが長年に渡って知られているが、その料金は最近になってようやく低減され、有線サービスでさえ一般家庭ユーザにも魅力のある料金になってきた。このようなネットワークの大部分は、セルラー方式が最初に開発された時点では知られていたが、セルラーネットワーク接続形態(トポロジー)上でISDN程度のデータサービスを提供する準備は整っていない。

ISDNは本質的に回路交換プロトコルであり、接続を維持したまま連続的にビットを送信して端末ノード間の同期を取るように設計されていた。不利なことには、ワイヤレス環境では、チャネルへのアクセスに費用がかかり、それらに対する競争があることである。通信媒体は、本質的に共有が可能なことを期待される。これは、本質的に回線の共有を意図していない通常の有線ISDN環境とは異なる。

概要

DMA無線リンクワイヤレス信号を伝送するCDMAユーザ装置を提供する。CDMAユーザ装置では帯域幅が、データ転送速度の算出に基づいて、特定のCDMA加入者装置セッション内で動的に割当てられる。帯域幅は、データ転送速度の算出に基づいて、特定のCDMA加入者装置のセッション内で動的に割当てられる。特に、動的帯域幅割当てアルゴリズムは、伝送全体に対する加入者当たり利用可能なポート予測ユーザ帯域幅、および並列ユーザ帯域幅に基づいて計算した許容限度から動作する。また、優先サービス対応、不均衡フォワードおよびリバーススペクトル利用、音声優先順位付け、および帯域切換えの機能も備えている。

目的

たとえば、有線ネットワーク上でビジネス環境における高速データサービスを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

符号分割多元接続(CDMAユーザ装置であって、送信機と、受信機と、物理層を含んだ複数の層にわたって通信セッション確立するために前記送信機と前記受信機と共に動作可能なコントローラであって、前記コントローラは、前記通信セッション中にデータ又は音声以外の情報のみを運搬する制御チャネルとデータ又は音声を運搬するトラフィックチャネルとの使用を容易し、前記トラフィック・チャネルと前記制御チャネルはCDMAコードと関連しており、前記トラフィック・チャネルと前記制御チャネルが開放された後、前記通信セッション中、前記物理層以外の前記複数の層のうちの少なくとも1つの層の状態が維持され、前記コントローラは前記トラフィック・チャネルと関連したいくつかのCDMAコードのデータ転送を制御し、前記いくつかのCDMAコードは待ち行列中のデータ量に基づいている、前記コントローラと、を備えたCDMAユーザ装置

請求項2

請求項1に記載のCDMAユーザ装置において、前記トラフィック・チャネルと関連したCDMAコードは1つ又は複数のサブ・チャネルと関連していることを特徴とするCDMAユーザ装置。

請求項3

符号分割多元接続(CDMA)ユーザ装置であって、送信機と、物理層を含んだ複数の層にわたって基地局との通信セッションを確立するために前記送信機と共に動作可能なコントローラであって、前記送信機は制御情報を運搬する制御チャネルを送信し、前記制御情報は前記通信セッション中にデータ又は音声以外の情報のみを含み、前記コントローラは前記通信セッション中に前記制御チャネルを使用していくつかのCDMAコードを管理し、前記送信機によりデータ、音声、又は前記情報が送信されない時で前記通信セッション中、前記物理層以外の前記複数の層のうちの少なくとも1つの層の状態が維持される、前記コントローラと、を備えたCDMAユーザ装置。

背景技術

0001

一般大衆による無線電話およびパーソナルコンピュータの使用の増加は、以前は特定用途だけに使用すると考えられていた、高度な通信サービスに対する需要を招いている。

0002

たとえば1980年代後半には、セルラー方式電話で有効なワイヤレス音声通信は、加入料金が高いために、ビジネスマン特権であった。遠方コンピュータネットワークアクセスする場合にも同様であった。そのため最近まで、ビジネス関係者や大きな機関だけが必要なコンピュータ通信線アクセス装置購入できた。

0003

しかし、現在では、一般大衆は、インターネット私用イントラネットなどのネットワークにアクセスするだけでなく、ワイヤレス方式のネットワークにも同様にアクセスすることをますます望むようになっている。これは特に、ポータブルコンピュータラップトップコンピュータハンディタイプ個人用情報端末機器などのユーザには重要なことである。これらのユーザは、むしろ電話線に接続することなく、ネットワークにアクセスすることを望んでいる。

0004

既存のワイヤレスネットワークを使用して、インターネットやその他のネットワークに対して低価格で高速にアクセスが可能な、広範囲に利用できる満足な解決手段はまだない。この状況は、いくつかの不利な環境の産物に他ならない。たとえば、有線ネットワーク上でビジネス環境における高速データサービスを提供する一般的方法は、大部分の家庭事務所で利用できる音声級のサービスに簡単に適合できないものである。さらに、このような標準的高速データサービスは、標準的セルラー方式、ワイヤレスの送受信器での効率的伝送には不向きである。

0005

さらに、既存のセルラーネットワークは、元来、音声サービス配送用としてだけ設計された。現在でも、使用されているワイヤレス変調方式は、簡単に利用できる9.6kbpsの範囲内だけで、最大データ転送速度音声情報を配送することに主力を置いている。これは、米国も含めて、大部分の国のセルラー交換網が、約300から3600HZの帯域幅を有するアナログ音声チャネルを使用しているからである。このような低周波数チャネルは、28.8kbps(キロビット/秒)の速度で、または現在では一般に低価格有線モデムを使用して利用できる56.6kbpsの速度ではなおさら、データを直接伝送するのに役立たない。今ではこのような速度は、インターネットアクセス最低許容データ転送速度と考えられている。

0006

現在米国では、高速なブロック組み立ての交換網が使用されてきている。高速データアクセスが可能な、ISDN総合サービス・ディジタル・ネットワーク)と呼ばれる特定の有線ネットワークが長年に渡って知られているが、その料金は最近になってようやく低減され、有線サービスでさえ一般家庭ユーザにも魅力のある料金になってきた。このようなネットワークの大部分は、セルラー方式が最初に開発された時点では知られていたが、セルラーネットワーク接続形態(トポロジー)上でISDN程度のデータサービスを提供する準備は整っていない。

0007

ISDNは本質的に回路交換プロトコルであり、接続を維持したまま連続的にビットを送信して端末ノード間の同期を取るように設計されていた。不利なことには、ワイヤレス環境では、チャネルへのアクセスに費用がかかり、それらに対する競争があることである。通信媒体は、本質的に共有が可能なことを期待される。これは、本質的に回線の共有を意図していない通常の有線ISDN環境とは異なる。

0008

本発明は、ISDNプロトコルと、符号分割多元接続(CDMA)タイプ変調システムを利用できるような既存のセルラー信号とを特有な方法で統合することにより、標準ワイヤレス接続上の高速データおよび音声のサービスを提供するものである。本発明は、CDMAワイヤレスチャネルへのアクセスをより効率的に割当てることにより、高速なデータ転送速度を実現している。具体的には、たとえば別々のコードを指定することによって、多数のサブチャネルが標準CDMAチャネル帯域幅内で定義され、これらサブチャネルは、ISDNプロトコルをサポートするのに通常必要とされる。オンライン各加入者装置が必要とする瞬間的な帯域幅は、必要に応じて、RF(無線周波数)搬送波の複数のサブチャネルを各セッションに動的に割当てることで対応する。たとえば、複数のサブチャネルは、ウェブ(Web)ページダウンロードするときなどのように、加入者帯域幅要求条件が相対的に高度な期間中に許可され、加入者が以前にダウンロードしたウェブページを読んだり、他のタスクを実行している時などのように回線が相対的に軽負荷の期間中は開放される。

0009

サブチャネル指定アルゴリズムは、特定加入者への各種レベル優先サービスを提供するために実施できる。これらのアルゴリズムは、加入者当たり利用可ポート予測されるユーザ帯域幅、サービス割増料金などに基づいて指定される。

0010

本発明の別の形態によれば、利用可能な帯域幅の一部分は、通信セッション確立するために最初に割当てられる。一旦セッションを確立すると、加入者装置に伝送するデータがない場合、すなわち一定時間長さの間データパス静止状態にある場合は、以前に指定された帯域幅の割当てが解除される。さらに、以前に割り当てた帯域幅の割当てのすべてを解除するのではなく、少なくとも一定部分をセッション中の加入者が利用できる状態に保つことが好ましい。さらに長時間静止状態が継続する場合には、帯域幅の残余部分でさえもそのセッションから割当てが解除される。ネットワーク層プロトコル論理セッション接続は、サブチャネルが指定されていない場合でもそのまま維持される。

0011

好ましい構成では、所定の最小アイドル時間の間は、各ネットワーク層接続に対して単一サブチャネルを維持する。これは、チャネルの設定と解除を効率的に管理するのに役立つ。

0012

本発明の前記およびその他の目的、特徴および利点は、図面を参照した以下の好適な実施形態の説明により明らかになるであろう。添付図面において、異なる図を通じて同一部分には同一符号が用いられている。

図面の簡単な説明

0013

本発明による帯域幅管理方法を使用しているワイヤレス通信システムブロック図である。
開放型システム間相互接続OSI)方式階層化プロトコル図であって、帯域幅管理方法が通信プロトコルによって実行される。
所定の無線周波数(RF)チャネル内でサブチャネルが割り当てられる方法示す図である。
加入者装置の構成要素のさらに詳細なブロック図である。
動的にサブチャネルを要求および開放するために、加入者装置が実行する動作の状態図である。
各加入者装置にサービスするのに必要な、基地局装置の一部のブロック図である。
本発明によって動的に帯域幅を管理するために、基地局で実行する処理の高度に構造化した説明図である。

実施例

0014

さらに具体的に図面について説明する。図1はシステム100のブロック図であり、システム100は、たとえばISDNのようなディジタル・データ・プロトコルを、符号分割多元接続(CDMA)のようなディジタル変調ワイヤレスサービスと継ぎ目なく統合して、ワイヤレス接続上で高速データおよび音声サービスを提供する。

0015

システム100は2種類の構成要素から成り、加入者装置101、102および基地局170を含む。これらの要素101と170の両種類は、協働して必要な機能を提供し、本発明を希望通り実現する。加入者装置101は、ラップトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、個人用携帯型情報端末(PDA)などの携帯型コンピュータ装置110に、ワイヤレス・データ・サービスを提供する。基地局170は加入者装置101と協働して、携帯型コンピュータ装置110と、公衆交換電話網(PSTN)180に接続しているような他の装置との間のデータ伝送許容する。

0016

さらに具体的には、加入者装置101によって、データおよび/または音声サービスは、ポータブルコンピュータ110以外にも、電話器112−1、112−2(ここでは、まとめて電話器112と称する)などの1つ以上の装置に対しても提供される。(電話器112自体は、さらに、図1には示さない他のモデムおよびコンピュータに接続されていてもよい)。ISDNの通常用語では、ポータブルコンピュータ110および電話器112は端末装置(TE)と呼ばれる。加入者装置101は、ネットワーク端末タイプ1(NT−1)と呼ばれる機能を提供する。図示する加入者装置101は、特にいわゆる基本速度インタフェース(BRI)タイプISDN接続で動作し、2つの搬送すなわちBチャネルと1つのデータすなわちDチャネル、(通常は2B+Dで表す)を設ける。

0017

加入者装置101自体は、ISDNモデム120と、ここではプロトコル変換装置130と称し、スプーフィング(spoofing)132および帯域幅管理134を含み本発明によるさまざまな機能を実行する装置と、CDMAトランシーバ140と、加入者装置アンテナ150とから構成されている。加入者装置101の各種構成要素は、別々の装置または一体化した装置として実現される。たとえば、多くのメーカーから販売されている既存の慣習的なISDNモデム120を、既存のCDMAトランシ−バ140と組合せて使用することもできる。この場合、別個の装置として販売されるプロトコル変換装置130により、固有機能全体が提供される。一方、ISDNモデム120、プロトコル変換装置130、およびCDMAトランシ−バ140は、完成装置として統合され、単独の加入者装置101として販売できる。

0018

ISDNモデム120は、端末装置110や112間のデータおよび音声信号を、標準ISDN" U"インタフェースで要求されるフォーマットに変換する。UインタフェースはISDNシステムの基準点であり、ネットワーク端末(NT)と電話会社間の接続点を指定する。

0019

プロトコル変換装置130は、スプーフィング132および基本帯域幅管理134機能を実行するものであり、後でさらに詳しく説明する。一般に、スプーフィング132は、加入者装置101が基地局170の反対側の公衆交換電話網180に常に接続されているかのように、端末装置110、112に対して見せることを、確実にするものである。

0020

帯域幅管理機能134は、必要に応じてCDMA無線チャネル160の割当てと割当て解除とを実行する。また帯域幅管理は、CDMAチャネル160のサブ部分を動的に指定し、所定のセッションに割当てられる帯域幅を動的に管理する機能を含む。この方法は後で詳しく説明する。

0021

CDMAトランシーバ140はプロトコル変換装置130からデータを受取り、このデータをCDMA無線リンク160−1上を加入者装置アンテナ150を通して伝送するのに適した形式にフォーマットし直す。CDMAトランシーバ140は単一の1.25MHz無線周波数チャネルだけで動作するか、または別の好ましい実施形態では、多重割当て無線周波数チャネルに同調してもよい。

0022

CDMA信号伝送は基地局で受信され、基地局装置170によって処理される。基地局装置170は通常マルチチャネルアンテナ171、多重CDMAトランンシーバ172、および帯域幅管理機能174から構成されている。帯域幅管理は、CDMA無線チャネル160とサブチャネルの割当てを制御する。次に、基地局170が、復調した無線信号を、従来から既知の方法を用いて公衆交換電話網(PSTN)180に結合する。たとえば、基地局170は、1次群速度ISDN、またはその他のLAPベースプロトコル(IS−634やV5.2など)などの、多数の異なる効率的通信プロトコルを介して、PSTN180と通信できる。

0023

データ信号がCDMA無線チャネル160で双方向に伝送されることは理解されるであろう。つまり、ポータブルコンピュータ110で発生したデータ信号はPSTN180に結合され、PSTN180から受信されたデータ信号はポータブルコンピュータ110に結合される。

0024

装置102のような他の種類の加入者装置を使用して、より高速のデータサービスを提供することができる。このような装置102は、通常nB+Dタイプと呼ばれるサービスを提供する。このサービスは、1次群速度インタフェース(PRI)タイププロトコルと呼ばれるプロトコルを使用して端末装置110、112と通信することができる。これらの装置は、Uインタフェース上を512kbpsのようなより高速のサービスを提供する。プロトコル変換装置130とCDMAトランシーバ140の動作は、nB+Dタイプ加入者装置102に対して、前述した加入者装置101と同様である。ただし、加入者装置102をサポートする無線リンク160の数がより多いか、または各々がより広い帯域幅を有していることが理解されるであろう。

0025

次に、図2について説明する。本発明は開放型システム間相互接続(OSI)多層化プロトコル図のコンテキストで説明できる。3つのプロトコルスタック220、230、および240は、ISDNモデム120、プロトコル変換装置130、基地局170のそれぞれに対するものである。

0026

ISDNモデム120で使用されるプロトコルスタック220は、ISDN通信には通常備えられている。プロトコルスタック220は、端末装置側で、第1層にアナログディジタル変換(およびディジタル−アナログ変換)221とディジタル・データ・フォマッティング222、第2層にアプリケーション層223を有する。Uインタフェース側では、プロトコル機能が、第1層に標準1.430に従う基本速度インタフェース(BRI)、第2層に、標準Q.921で指定されたLAPDプロトコルスタック、モード間でネットワークレベルのセッションを確立するのに必要とされる、Q.931またはX.227ならびに上位レベルエンドツーエンド信号228などの上位レベルのネットワーク層プロトコルを有する。

0027

プロトコルスタック220の下位層は、2つの搬送(B)チャネルを一体にして、従来から既知の方法で、単一の128kbpsのデータ転送速度を実現している。加入者装置102で使用されているのと同様の機能が、一次群速度インタフェースで提供されており、複数Bチャネルを一体化することでUインタフェースを介して最大512kbpsのデータ転送速度を実現している。

0028

プロトコル変換装置130に組込まれたプロトコルスタック230は、Uインタフェース側で、第1層の基本速度インタフェース231と、第2層のLAPDインタフェース232とから構成され、ISDNモデムスタック220の対応する階層に一致する。

0029

通常ネットワーク層と呼ばれる次の上位層では、帯域幅管理235が、プロトコル変換装置スタック230のUインタフェース側とCDMA無線リンク側の両方にまたがっている。CDMA無線リンク側160では、プロトコルは使用するCDMA無線通信の方式に依存する。ここでEW[x] 234と呼ばれる効率的なワイヤレスプロトコルは、第1層231と第2層232のISDNプロトコルスタックをカプセル化し、上位のネットワーク層セッションを中断せずに、端末装置110を1つ以上のCDMA無線チャネルから分離する。

0030

基地局170は、CDMA241とEW[x] 242の整合プロトコルの他に帯域幅管理243を有する。PSTN側では、プロトコルは、基本速度インタフェース244とLAPD245に変換し戻してもよく、またはQ.931やV5.2246のような上位レベルのネットワーク層プロトコルを有してもよい。

0031

コール処理機能247によって、ネットワーク層はチャネルの設定と解除を行い、さらに、従来から既知のノード間におけるエンドツーエンドセッション接続をサポートするのに要求される別の処理を提供してもよい。

0032

EW[x]プロトコル234により実行されるスプーフィング機能132は、利用できるCDMA無線リンク160が存在しない場合でも、ISDN接続のためのUインタフェースを適切に維持するのに必要な機能を有する。この機能が必要な理由は、ISDNが当初有線接続向けに開発されたものであるため、いずれか一方の終端の端末装置が実際に伝送データを有するかとは無関係に、連続した同期データ・ビットのストリームを送信することを予測しているからである。スプーフィング機能132がなければ、少なくとも192kbpsのデータ転送速度をサポートするのに十分な帯域幅の無線リンク160が、実際にデータが存在してもしなくても、エンドツーエンドネットワーク層セッションの持続期間中は必要になる。

0033

したがって、EW[x]234は、ISDN通信パス上をCDMAトランシーバ140にこれらの同期データ・ビットをループバックさせ、十分広域の無線通信リンク160を連続して利用できると、端末装置110、120に信じ込ませる。しかし、端末装置からワイヤレストランシーバ140にデータが実際に引き渡されるときにだけ、ワイヤレス帯域幅が割当てられる。したがって、従来技術と異なり、ネットワーク層は、通信セッション全体に対して、指定されたワイヤレス帯域幅を割当てる必要がない。つまり、データが端末装置からネットワーク装置に提供されていない場合は、帯域幅管理機能235は、最初に指定した無線チャネル帯域幅160の割当てを解除し、それを別のトランシーバと別の加入者装置101が使用できるようにする。

0034

図3によって、帯域幅管理235と243が無線帯域幅の動的割当てを実現する方法を理解できるであろう。この図は、本発明による無線リンク160用の1つの可能な周波数案を示す。具体的には、通常のトランシーバ170は、最大30MHzのような極めて広い帯域幅内の任意の1.25MHzチャネルに対する命令に同調される。既存のセルラー無線周波数帯域内の周波数設定の場合は、これら帯域幅は通常800から900MHzの範囲内で利用できる。個人用通信機器PCS)タイプのワイヤレス装置において、帯域幅は通常約1.8から2.0GHzの範囲に割当てられる。さらに、一般的には、80MHzのようなガード帯域で分離されている2つのマッチング帯域が同時に動作する。2つのマッチング帯域は、フォワードおよびリバース全二重リンクを形成する。

0035

加入者装置101内のトランシーバ140や基地局170内のトランシーバ172などのCDMAトランシーバの各々は、所定の1.25MHz無線周波数チャネルに、任意の時間点で同調可能である。このような1.25MHz無線周波数搬送波は、許容できるビット誤り率限界内で、最高の場合でも、全体として約500から600kbps最大データ速度伝送程度であると、一般に理解されている。

0036

128kbpsの速度の情報を有するISDN方式のような接続をサポートするためには、最高の場合でも、わずか約(500kbps/128kbps)または3つのISDN加入者装置がサポートできるだけである、と従来技術では一般に理解されている。

0037

これに対して、本発明では、約500から600kbpsの利用可能な帯域幅を、比較的多数のサブチャネルにさらに分割する。図示した例では、帯域幅を64のサブチャネル300に分割し、各々は8kbpsのデータ転送速度を有する。所定のサブチャネル300では、複数の異なる指定可能な擬似ランダムコードの1つで伝送を符号化して、物理的に実現される。たとえば、64つのサブチャネル300は、各々規定されたサブチャネル300に対して別々の直交ウォルシュコードを使用して、CDMAの単一のRF搬送波内で定義できる。

0038

本発明の基本的概念は、必要とされる場合にだけ、サブチャネル300を割当てることである。たとえば、複数のサブチャネル300が、特定のISDN加入者装置101が多量のデータの伝送を要求している時間中に許可される。これらサブチャネル300は、加入者装置101が比較的軽負荷の時間中は開放される。

0039

前述したサブチャネルの割当ておよび割当て解除の好ましい方法は、通常の加入者装置101を詳しく理解するのに役立つ。次に図4について説明する。プロトコル変換装置130の一例は、マイクロコントローラ410、リバースリンク処理装置420、フォワードリンク処理装置430から構成される。リバースリンク処理装置420はさらにISDNリバーススプーファ(spoofer)422、音声データ検出部423、音声デコーダ424、データ処理部426、およびチャネルマルチプレクサ428を有する。フォワードリンク処理装置430は、リバースリンク処理装置420とは逆方向に動作して類似する機能を有し、チャネルマルチプレクサ438、音声データ検出部433、音声デコーダ434、データ処理部436、およびISDNフォワードスプーファ432を有する。

0040

動作については、まずリバースリンク420が、Uインタフェースを介してISDNモデム120からチャネルデータを受取り、これをISDNリバーススプーファ432に送る。繰返すごとに、冗長な「エコー」ビットは受信データから削除され、一旦抽出されると、スプーファ432に送られる。したがって、残りの第3層およびさらに上位レベルのビットは、ワイヤレスリンク上に送信する必要のある情報である。

0041

この抽出されたデータは、処理されるデータの種類に応じて、音声デコーダ424またはデータ処理部426に送られる。

0042

ISDNモデム120からのすべてのDチャネルデータは、直接音声データ検出部423に送られ、チャネルマルチプレクサ428のDチャネル入力に入力される。音声データ検出回路423は、Dチャネルで受取ったコマンドを分析してDチャネルの内容を決定する。

0043

チャネルコマンド解読して、提供されるワイヤレスサービスのクラスを制御してもよい。たとえば、コントローラ410は、最大データ転送速度等のようなパラメータを含む、サービスクラスを希望する顧客に関する情報を有する顧客パラメータ表を記憶してもよい。このようにして、適当なコマンドがチャネルマルチプレクサ428に送られて、通信に要する無線リンク160上の1つ以上の必要なサブチャネル300を要求する。その後、情報が音声またはデータのいずれかによって、音声デコーダ424またはデータ処理部426のいずれかが、チャネルマルチプレクサ428にデータ入力を供給し始める。

0044

チャネルマルチプレクサ428は、情報が音声またはデータのいずれであるかに応じて、音声データ検出回路423から提供される制御信号を使用する。

0045

さらに、CPUコントローラ410は、チャネルマルチプレクサ428と連動して動作し、加入者装置101と基地局170間のEW[x]プロトコル234の必要な実施形態を提供するのを援助する。たとえば、サブチャネル要求、チャネル設定、およびチャネル解除命令を、ワイヤレス制御チャネル440に配置されたコマンドを介して送る。これらのコマンドは基地局170内の同等機能部分によってインタセプトされ、特定のネットワーク層セッションに、サブチャネル300を適切に割当てる。

0046

データ処理部426は、CPUコントローラ410に必要なデータ転送速度を見積もり、これによって、適切なコマンドが制御チャネル440上に送られて適切な数のサブチャネルを割当てることができる。またデータ処理部426は、パケット組立てを実行し、第3層のデータを伝送用の適切な形式でバッファリングしてもよい。

0047

フォワードリンク430は同様に動作する。特に、信号は先ずチャネルマルチプレクサ438によりチャネル160から受取る。制御チャネル440で受取った情報に応答して、制御情報は音声データ検出回路433に転送される。受取った情報がデータを含んでいると判定すると、受信ビットはデータ処理部436に転送される。一方、音声情報の場合は、音声デコーダ434に転送される。

0048

その後、音声およびデータ情報はISDNフォワードスプーファ432に送られて、適切なISDNプロトコル形式に構成される。この情報の組立てにおいては、ISDNリバーススプーファ422から受取ったエコービットと調整を取り、ISDNモデム120に対してUインタフェース上での正確な同期を保つ。

0049

伝送する情報が存在しない場合に、伝送用に最初に割当てられたワイヤレス帯域幅が、その他の使用に再割当てされても、ネットワーク層の通信セッションを維持する方法を以下に説明する。具体的には、リバーススプーファ422およびフォワードスプーファ432が協働して、フラグパターン同期ビット、その他必要な情報などの、情報が無い搬送信号をループバックして、CDMAトランシーバ150を介して割当てられたワイヤレスパスが引き続き利用可能であるかのように、ISDNモデム120に接続されて動作を継続するデータ端末装置見せかける。

0050

したがって、特定の端末装置からチャネルマルチプレクサ428に情報を伝送する実際の必要、またはチャネルマルチプレクサ438から受取った実際の情報が無い限り、本発明では最初に指定されたサブチャネル300の割当てを解除する。これにより、ワイヤレスシステム100の別の加入者装置に対して利用可能となる。

0051

CPUコントローラ410はさらに、誤り訂正パケットバッフアリング、ビット誤り率測定を含む、EW[x]プロトコル234を実行するための追加的な機能を有する。

0052

この機能は、加入者装置101内で帯域幅管理235を実行するのに必要なもので、通常EW[x]プロトコルと組み合わさって、チャネルマルチプレクサ428、438、およびデータ処理部420、436と協働するCPUコントローラ410により実行される。一般に、帯域幅指定では、測定された短期間データ速度必要度に基づいて、各ネットワーク層セッションに対して指定される。1つ以上のサブチャネル300が、これら測定値およびキュー内のデータ量、またはサービスプロバイダにより指定されるサービス優先度などのパラメータに基づいて指定される。さらに、所定のセッションがアイドルであれば、単一サブチャネルが指定されている場合のような最小数のサブチャネル保持状態であっても、接続は端末間で維持されていることが好ましい。たとえば、最終的にはこの単一サブチャネルは、所定の最小アイドル時間が経過後は終了する。

0053

図5に加入者装置101の処理の詳細を示す。加入者装置101は、本発明にかかる基地局170からのサブチャネル300の割当てを要求する。最初の状態502においては、処理はアイドル状態である。ある時点で、データは伝送準備完了状態になり、状態504に入る。そこでは、データが伝送可能状態にある事実が、データが準備されていることを示すデータ処理部426内の入力データバッファによって検出される。

0054

状態504では、たとえばサブチャネルを加入者装置101に割当てるための制御チャネル440を介して、要求が作成される。サブチャネルがすぐに使用できない場合は、歩調合わせ状態506に入り、その状態で加入者装置はそのまま待機し、サブチャネル指定の要求をキューつなぐ

0055

最終的に、サブチャネル300が基地局から許可され、処理は状態508に続行される。この状態では、データ転送は単一の指定されたサブチャネルを使用し始める。単一サブチャネル300が要求されたデータ転送を維持するのに十分か、および/または利用されている最中である限り、処理はこの状態を続行する。しかし、データ処理部426によって通知される場合のように、入力バッファが空のときは、処理状態510に進行する。この状態510では、データトラフィック再開される場合には、サブチャネルは指定されたままである。この場合、入力バッファが再度充填され、データが再度伝送できる状態になると、処理は状態508に戻る。しかし、状態510から、低トラフィックタイマ満了すると、処理は状態512に進行し、そこで単一サブチャネル300が開放される。その後処理はアイドル状態502に戻る。状態512では、キューにつながった要求が状態506または516から待ったままの場合、サブチャネルは開放されずに、その要求を満たすために使用される。

0056

状態508に戻り、代わって、入力バッファの中身が、単一サブチャネル300では必要なデータフローを維持するのに不十分であることを示す、所期限界点を越える速度で充填されはじめると、状態514に入って、さらにサブチャネル300が要求される。サブチャネル要求メッセージは、再度制御チャネル440上を、またはすでに割当てられているサブチャネル300を通して送られる。追加サブチャネル300がすぐに利用できない場合は、歩調合わせ状態516に入り、状態514と516に戻ることにより、必要に応じて要求は再試行される。最終的には、追加サブチャネルが許可されて、処理は状態508にもどることができる。

0057

現在利用可能な追加サブチャネルを使用して、処理は状態518を続行し、そこではデータ転送は複数のサブチャネルN個上で行われる。これは、N個のサブチャネル間に入力データを割当てる機能やその他のメカニズムを結合するチャネルを通して、同時になされる。入力バッファの中身が空き限界以下に減少すると、待ち状態520に入る。

0058

しかし、バッファ充填率を越えると、状態514に入り、さらにサブチャネル300が再度要求される。

0059

状態520では、高トラフィックタイマが満了すると、1つ又は複数の追加サブチャネルが状態522中で開放され、処理は状態508に戻る。

0060

図6は、システム100の基地局装置170の構成要素のブロック図である。これらの構成要素は、加入者装置101についてすでに図4で詳述したのと、類似の機能を実行する。フォワードリンク620およびリバースリンク630が、基地局170によってサポートする必要のある各加入者装置101または102用に必要とされることが理解されるであろう。

0061

基地局のフォワードリンク620は、加入者装置100内のリバースリンク420と同様に機能し、サブチャネル逆マルチプレクサ622、音声データ検出部623、音声デコーダ624、データ処理部626、およびISDNスプーファを有する。ただし、データは基地局170内を反対方向に伝送される。同様に、基地局のリバースリンク630は、加入者装置のフォワードリンク430内の構成要素と類似の要素を含み、ISDNスプーファ632、音声検出部633、音声デコーダ634、データ処理部636、およびサブチャネルマルチプレクサ638を有する。基地局170は、また、CPUコントローラ610を必要とする。

0062

基地局170と加入者装置101の動作で異なるものの1つは、帯域幅管理機能243の実施形態である。これはCPUコントローラ610、または基地局170の別の処理で実行される。

0063

図7に、帯域幅管理243の動的チャネル割当て部650で実行されるソフトウェア処理の詳細な説明を示す。この処理は、連続的に実行されるメインプログラム710を有し、ポート要求処理、帯域幅開放処理、帯域幅要求処理を含み、使用していないサブチャネルの検索と解除を行う。

0064

ポート要求の処理は、コードモジュール720内でさらに詳細に説明する。ポート要求処理では、ポート要求を受取り次第、新しい接続のためのサブチャネル、好ましくは無線周波数帯域幅の最も利用されていないセクションから選択されるサブチャネルを予約する。予約がされると、RFチャネル周波数とコード指定が加入者装置101に戻され、サブチャネル割当て表が更新される。一方、サブチャネルが利用できない場合は、ポート要求はポート要求のキューに追加される。予測される待ち時間が、待ち状態のポート要求数と優先度に基づいて見積もられ、適当な待ちメッセージが要求中の加入者装置101に戻される。

0065

帯域幅開放モジュール730では、フォワードリンク内のマルチプレクサ622内で実行されるチャネル結合機能に、サブチャネルを開放する必要を通知する。その後、周波数とコードがサブチャネルの利用可能なプールに戻されて、無線記録が更新される。

0066

次の帯域幅要求モジュール740は、最小帯域幅最高優先度の要求を選択する。次に、利用可能なサブチャネルのリストを分析して、最大利用可能数を決定する。最後に、サブチャネルが必要度、優先度、利用可能性に基づいて指定される。サブチャネルマルチプレクサ622内のチャネル帯域幅結合機能に通知され、どのサブチャネルがどの接続に指定されたかを記録する無線記録が更新される。

0067

要求アルゴリズムにおける帯域幅においては、一般に確立理論を用いて、接続もしくは利用可能なポートの数、および希望するスループットサイズとサブチャネル周波数指定を維持するのに必要なスペクトルを管理する。またサービスに対して割増料金を支払う加入者に基づいて優先サービスを提供できる。

0068

たとえば、128kbpsISDN加入者装置101をサポートする場合、16×8kbpsサブチャネル以上が所定時間に割当て可能なことが理解されるであろう。特に、20のような大きなサブチャネル数を割当てて、サブチャネル指定における遅延と応答を補償させることもできる。これはまた、ウェブページをダウンロード中に一般に経験するような、さらに効率的な方法でバーストデータを扱うことができる。

0069

さらに、音声トラフィックを、データトラフィックより優先させることができる。たとえば、音声呼出しを検出すると、少なくとも1つのサブチャネル300が常時動作状態になり、音声転送を独占的に割当てることができる。この方法では、音声呼出しが妨げられる可能性は最小になる。

0070

均等物
本発明は、好ましい実施形態を参照して詳述したが、請求の範囲によって明らかにされる本発明の趣旨と範囲を逸脱しないで、形式または細部を種々変更できることは、当業者には理解されるであろう。

0071

たとえば、ISDNの代わりに、その他の有線ディジタルプロトコルを、xDSL、イーサネット登録商標)、X.25などのEW[x] プロトコルでカプセル化してもよい。これにより、ここで説明した動的ワイヤレスサブチャネル指定方法を有利に使用できる。

0072

当業者は、必要異常の実験を行わなくとも、ここで説明した本発明の特定の実施形態の均等物を容易に想倒するだろうし、そうすることもできる。そのような均等物は請求の範囲に含まれる。

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