JPH07504552A - Ｃｄｍａセル通信システムでベース局を同時にアクセスする自動車局間のメッセージの衝突を減少する装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＣＤＭＡセル通信システムで ベース局を同時にアクセスする自動車局間のメツセージの衝突を減少する装置お よび方法技術分野 本発明はセル電話システムに関する。特に本発明は実質上多重通路伝播を有する 環境または多数の自動車電話ユニットが同時にベース局をアクセスする状況下で のセル電話システムの信頼性を高めるシステムに関する。

多くの通信システムはランダムに１以上の受信機にアクセスすることを必要とす る多重送信機を有する。局部領域ネットワーク（ＬＡＮ）はこのような多重アク セスシステムの１例である。セル電話システムは別の例である。このようなシス テムでは幾つかの送信機が同時的に送信を試みるときメツセージは互いに干渉ま たは“衝突”する可能性がある。受信機は衝突に含まれるメツセージを区別する ことができない。

通常“アロハ”と“スロットアロハ”プロトコルと呼ばれる２つのこのような多 重アクセスのプロトコルは文献（“Ｄａｊａ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　”　、第４章 、Ｐｒｅｎｌｉｃｅ−Ｈａｌｌ　ＳＥｎｇｌｔｗｏｏｄ　Ｃｌ１ｆｉｓ、　１９ ８７年）に説明されている。アロハプロトコルでは各送信機はいつでもメツセー ジを送信してもよい。送信されたメツセージが衝突していることを発見したとき 送信機はランダムな遅延時間を待ち、メツセージを再度送信する。スロットアロ ハでは全てのメツセージは予め定められた長さの時間スロットに適合される。送 信されたメツセージが衝突していることを発見したとき送信機はランダムなスロ ット数遅延し、それからメツセージを再送信する。両者の方法ではランダム遅延 は送信機が同時に再送信しないように導入される。

コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）変調の使用は多数のシステム使用者が存在 する通信を助長する技術の１つである。

セル電話システムのＣＤＭＡ技術の使用は“Ｍｅｔｈｏｄ　ｕｄ　Ａｐｐａｒａ ｔｕｓ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｐｏｗ ｅｒ　ｉｎ　＊　ＣＤＭＡ　Ｃ＊１１ｕｌａｒ　ＴｅｌｅｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅ ｍ　”と題する米国特許第５．０５６．０３１号明細書と“Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎ ｄ　ＭＣｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｉｇｎｘｌ　Ｗ！　ｙｓ ｆｏｒｍｓ　ｉｎ　ａ　ＣＤＭＡ　Ｃｚｌｌｕｌａｒ　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ　５ ７ｓｌ＜ｏ＋　”　と題する米国特許第５．１０３□４５９号明細書に記載され ている。

前述した特許明細書では多重アクセス技術が説明され、ここではそれぞれトラン シーバを有する多数の自動車馬がセルサイトとしても知られるベース局を通して ＣＤＭＡスプレッドスペクトル通信信号を使用して通信する。ベース局は自動車 電話スイッチング局（ＭＴ　Ｓ　Ｏ）に接続され、これは公共スイッチ電話回路 網（ＰＳＴＮ）に接続される。

同一の周波数帯域が全ての局に共通であるのでＣＤＭＡスプレッドスペクトル技 術の使用はベース局と同時に通信することができる自動車局数を最大にする。各 自動車は自動車馬が送信された信号を拡散するために使用するその自動車に特有 に関連する疑似雑音（ＰＮ）コードを有する。前述の参照した特許明細書ではこ のＰＮコードは“長いＰＮコード“と呼ばれている。呼びが一度開始されると、 即ちベース局が送信された自動車馬に対応して長いＰＮコードを選択すると、ベ ース局は自動車馬により送信された信号を受信し、拡散から戻すことができる。

同様に自動車馬はベース局により送信された信号を受信しデスプレッドすること ができる。あるシステムでは信号は同様に“パイロツ）−”　ＰＮコードで変調 されてもよい。

しかしながら、あるタイプの送信では、各自動車使用者の長いコードよりも共通 の長いＰＮコードを使用することが利点である。呼びを開始しようとする自動車 馬により送信されるメツセージはこのような送信の１例である。呼びの開始を所 望する自動車馬は対応する共通のＰＮコードを使用して共通の“アクセスチャン ネル”てこのようなリクエストを送信することができる。ベース局はこのＰＮコ ードを使用して信号をデスプレッドすることによりアクセスチャンネルを監視す ることができる。呼びを開始するためのメツセージは音声送信と比較して比較的 短いのでアクセスチャンネルが使用され、受信機は自動車馬が特有の長いＰＮコ ードにより関連される多数の特有の“トラフィックチャンネル“よりも簡単に比 較的少数のアクセスチャンネルを監視する。

アクセスチャンネルは呼びを開始するだけでなく既に開始された呼び期間以外の 時間にベース局に情報を送信するために自動車馬で使用されることができる。例 えばアクセスチャンネルは“ページングチャンネル“上をべ一、ス局により開始 された入来する呼びに応答するために自動車馬により使用されてもよい。

前述の状況下では、多数の自動車馬がアクセスチャンネルで同時に送信する。２ つの自動車馬が同時に送信され多重通路が存在しないとき、各自動車馬とベース 局との間の距離の２倍の差に等しい遅延により時間で分離されたベース局に送信 が到達する。大部分の動作状況下では、多数の自動車馬がベース局から正確に等 しい距離にあることはほとんどない。

しかしながら、同時に送信されたメツセージは２つ以上の局が同じ距離にあると き衝突する。多くの状況ではベース局への送信到着の間の時間が１つのＰＮチッ プを超過するので送信を区別されることができる。

ある動作状況は衝突を生じる傾向がある。衝突は多数の自動車馬が同時にセルの 端部に接近し、自動車馬の引継ぎを起こす状況のとき起こりがちである。アクセ スチャンネル送信はセルの端部にあるとき自動車馬が実質的にベース局から同じ 距離にあるのでベース局に同時に到着する。

自然災害を伴うような他の理由で多数の自動車使用者が同時に呼びを開始しよう とすることも可能性がある。アクセスチャンネル上での多数の自動車馬の同時送 信がベース局のプロセッサの最大の処理能力を超過する可能性がある。

アクセスチャンネル衝突の可能性は自動車局数の増加と多重通路反射の増加で増 加する。多重通路は２つの送信の主要な信号が１チップ以上の時間で分割されて もよいが送信の多重通路の成分はそうではないので問題を増す。さらに’Ｄｉｖ ｅｒｓｉｔ７　Ｒｃｃｅｉｖｅｒ　ｉｎ　ａ　ＣＤＭＡ　Ｃｃｌｌｕｌａｒ　Ｍ ｏｂｉｌｔ　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ　ＳＴＳｊｅｍと題する”米国特許第５．１０ ９．３０９号明細書で説明されているようにメツセージの品質を改良するために ベース局ダイパーシティ受信機は受信された多重通路成分を結合する多重相関器 を具備してもよい。しかしながら多重通路成分の間に存在する曖昧性はダイパー シティ受信機の有効性を低下する。

これらの問題と非効率は技術で明白に知られており、以下記載される方法で本発 明により解決される。

発明の要約 本発明は同時に動作する多重スプレッドスペクトル送信機の間の干渉を減少し、 受信機の利用可能なソース間での送信機の分配を改良する。本発明は局部地域回 路網を含んだ受信機との調節されていない通信を試みる多重送信機を有する任意 の通信システムに応用可能である。本発明の実施例の図では送信機はアクセスチ ャンネル上で送信される自動車馬であり、受信機はＣＤＭＡセル通信回路網のベ ース局である。

各自動車馬はアクセスチャンネル送信用の１以上のランダム化を使用する。ラン ダム化は衝突を少なくするために送信を分離する効果を有する。第１のランダム 化は各信号にランダム時間遅延を付加することによってアクセスチャンネル信号 を分離し、第２のランダム化は各信号の直接シーケンス拡散をランダムに変化す ることによりこれらを分離する。

″ＰＮランダムイじと呼ばれる第１のランダム化では、自動車馬は１チップ以上 で、メツセージ自体の長さより非常に少ない量によりアクセスチャンネル送信を 時間遅延する。対照的に、スロットアロハプロトコルを使用する非スプレッドス ペクトル通信システムは衝突時に典型的に送信承認の受信を待機する。承認の受 信によってではなく典型的に検出された衝突が生じたならば、自動車馬はランダ ム遅延、典型的にはメツセージを再送信する前に幾つかのスロットを待機しなけ ればならない。本発明はスプレッドシステムをアドレスするので、衝突は前述の 距離差と、典型的にスロット長よりも非常に少ないＰＮランダム遅延を付加する ことにより減少される。

真のランダム化が理想的であるが、ベース局が自動車馬により使用される遅延値 を得ることができるように疑似ランダム方法が使用され、これは送信の復調を必 要とする。ＰＮランダム化遅延は特有に自動車馬に関連する数が与えられるハツ シュアルゴリズムを使用して疑似ランダムに生成されてもよい。入力数は局の電 子装置の連続番号（Ｅ　Ｓ　Ｎ）であってもよい。ＰＮランダム化遅延を計算す る疑似ランダム方法のさらに別の利点は、自動車馬により付加される遅延量を知 るベース局が自動車馬が連続的にトラフィックチャンネルで送信する信号を迅速 に必要とすることである。

ＰＮランダム化はセルの端部即ちベース局から等距離で同時に送信される自動車 局数を含んだシナリオの文脈で理解される。このようなシナリオではＰＮランダ ム化はランダム量により各自動車馬からベース距離までの実効的な距離を増加す る。

多重通路は異なった自動車馬により同時に送信された信号の区別においてベース 局で受ける困難を高める。小さいＰＮランダム化遅延は多重通路成分を分離する のに十分ではなく、これほそうでなければ多重通路環境における受信を改良する ためにベース局のダイパーシティ受信機により使用される。

“チャンネルランダム化シ　と呼ばれる第２のランダム化はこのような多重通路 環境の送信品質を改良するために使用される。前述の参照した特許明細書および 出願明細書で説明されているように、ＣＤＭＡ送信機はＰＮコードを使用して信 号を拡散し、ＣＤＩＶｉＡ受信機はＰＮコードの局部レプリカを使用して受信信 号を復調する。チャンネルランダム化において、自動車馬はアクセスチャンネル 信号を拡散するＰＮコードを変化する。ＰＮコードを効率的に変化することは多 数のアクセスチャンネルを生成する。ベース局は各可能なアクセスチャンネルに 対応する受信機を有する。多重通路の存在でもベース局は異なったアクセスチャ ンネル上の同時的送信を区別することができる。

チャンネルランダム化が使用されるとき、ベース局は自動車馬にアクセスチャン ネルの最大数を表すパラメータ、即ち受信することができる最大数の異なったＰ Ｎコードを送信する。ベース局はこの最大のアクセスチャンネルパラメータをシ ステム情報の周期的通信期間中に自動車馬に送信し、またはベース局と自動車馬 との間の“オーバーヘッド”に送信する。

ベース局がアクセスチャンネルを有するよりもより多くのこのような送信を受信 するならば同時的送信を区別することができない。この理由で自動車馬はＰＮラ ンダム化とチャンネルランダム化に加えて“バックオフランダム化”と呼ばれる 第３のランダム化と、“持続性”と呼ばれる第４のランダム化を使用する。

ベース局と通信しようとする自動車馬によるアクセスチャンネルの各送信は“プ ローブと呼ばれる。ベース局が適切にプローブを区別し、受信するならば、自動 車馬に承認を送信する。自動車馬が予め定められた中断期間後、プローブへの承 認を受信しないならば、別のプローブを試みるこのようなプローブの予め定めら れた数はアクセスプローブシーケンスと呼ばれる。アクセスプローブシーケンス 全体は自動車馬がシーケンスのプローブの承認を受信しないならば多数回反復さ れることができる。

バックオフランダム化では自動車馬はランダム遅延を連続的なプローブ間に挿入 する。プローブ開始前、自動車馬は予め定められた範囲でランダム数を生成し、 ランダム数に比例する量によりプローブを遅延する。

持続的に、自動車馬は各アクセスプローブシーケンス前にランダム遅延を挿入す る。アクセスプローブシーケンスの開始前、自動車馬はランダムに生成された数 と予め定められた持続性パラメータとを比較する。持続性パラメータはアクセス プローブシーケンスが生じるか否かの決定に使用される確率である。自動車馬は ランダム数が持続性パラメータにより決定される数の範囲内であるならばアクセ スプローブシーケンスを開始する。持続性が使用されるならば自動車馬は試験が パスするかプローブが承認されるまでに予め定められた間隔で試験を行う。

最終的に、自動車馬が予め定められた数のアクセスプローブシーケンス内のプロ ーブへの承認を受信しないならば、計画を断念する。

セル電話システムで自動車馬がベース局への非声送信用アクセスチャンネルを使 用する。自動車馬は例えば自動車使用者が呼びを開始するときベース局との通信 をリクエストする。

自動車馬は入来する呼びを承認するためにアクセスチャンネル上でベース局から の送信にも応答する。後者の状況ではベース局は自動車馬からの応答をより効率 的に処理するためにはある時間期間内に生じるものと予期される。ベース局が状 況で幾つかの制御を有しているために自動車馬は送信応答用に持続性を使用する 必要はない。

自動車馬はさらにベース局により受信される信号に必要な最小の電力で送信する ことにより相互の干渉を減少する。自動車馬はベース局に到達する必要があると 評価されるよりも幾らか少ないパワーレベルで第１のプローブで送信する。この 保守的な評価は予め定められた値か或いは自動車馬が有するまたはベース局から 受信される信号の測定されたパワーレベルに応答して計算される。好ましい実施 例は自動車馬がベース局から受信されたパワーを測定するものである。この受信 されたパワーはベース局の送信パワー×通路損失である。

初期的な送信パワーを設定するために自動車馬はこの評価と一定の補正と要素の 調節を使用する。これらの調節係数はベース局からの自動車馬に送られてもよい 。これらの係数にはベース局の放射パワーに対応する。自動車馬からベース局へ の通路損失が本質的にベース局から自動車馬への通路損失と同じであるので、ベ ース局で受信された信号は正確なレベルであり、ベース局が適切な補正係数を供 給することを仮定する。この最小のパワーレベルで第１のアクセスプローブを送 信した後、自動車馬は予め定められたステップの量により各アクセスプローブシ ーケンス内で連続的プローブのパワーを増加する。

本発明のその他の特徴と利点を伴って前述の説明は後述の説明、請求の範囲、添 付図面を参照してより明白になるであ本発明を完全に理解するため添付図面に示 されている実施例の後述の詳細な説明を参照する。

図１はベース局受信機で単一の相関器によりデスプレッドされる２つのスプレッ ドスペクトル信号を示した図である。

図２は図１と類似した図であり、信号上の多重通路効果を示している。

図３はベース局受信機で別々の相関器によりデスプレッドされる２つのスプレッ ドスペクトル信号を示している。

図４は多重アクセスプローブを示した図である。

図５は自動軍属アクセスチャンネル送信機の好ましい実施例を示している。

図６ａと図６ｂは本発明のランダム化方法を示したフローチャートである。

好ましい実施例の説明 図１では２つのアクセスチャンネル信号１０．１２が受信機（図示せず）でデス プレッドされ、これは各相関スパイク１４．１６を生成する。例えば信号１２が 発される送信機がさらに信号１０が発される送信機よりも受信機から離れている ので、信号１２は信号１０のすぐ後に到着する。信号１０．１２はＣＤＭＡセル 電話システム（図示せず）の直接シーケンススプレッドスペクトル信号であって もよい。このような実施例では送信機は自動車馬のアクセスチャンネル送信機で あり、受信機はベース局のアクセスチャンネル受信機である。

ベース局受信機の信号１０と信号１２との到着時間の間の差がこれらが変調され たＰＮコードの１つのチップより少ないならば、受信機は信号１０．１２を区別 することができない。例えば２つの自動車馬の間の距離が１２０メートル（ｍ） より少なく、アクセスチャンネルが１．２２８８メガヘルツ（ＭＨｚ）のチップ 速度であるとき図１は真である。受信機が信号を区別できないとき衝突が生じる と言う。

各自動車馬は送信された信号と同一のアクセスチャンネル上で他の自動車馬の送 信された信号との間の衝突の可能性を少なくするため“ＰＮランダム化”を使用 する。ＰＮランダム化では第１の自動軍属送信機は信号１０を遅延した信号１８ の位置に遅延し、第２の自動軍属送信機は信号１２を遅延した信号２０の位置に 遅延する。／Ｘツシュ関数はベース局が自動車馬により使用される遅延を決定す ることを可能にするので遅延を生成するのに好ましい。ベース局は自動車馬に到 着するメツセージが受ける総合的な遅延を測定し、付加されたＰＮランダム化遅 延を減算することにより自動車馬への距離を計算することができる。

以下（式１）で示されている／Ｘツシュ関数は遅延を生成するために自動車馬と 関連する電子通し番号（ＥＳＮ）を使用している。ハツシュ関数は信号を変調す るＰＮコードシーケンス発生器の０乃至５１２チツプの範囲で遅延ＲＮを発生す る。

最大の遅延は後述の他のランダム化により与えられる遅延よりも非常に少ない。

ベース局はシステムの初期化期間中またはその他の期間に距離指数ＰＲＯＢＥ　 ＰＮ　ＲＡＮを自動車馬に与える。遅延距離Ｒは２ＰＲＯＢＥ　ＰＮ　ＲＡＮと して限定される。

ＲＮ＝　Ｒｘ（（４０５０３ｘ（ＬｅＨｅＤ））ｍｏｄ２１６）／２１６（１） ここで、Ｒは遅延距離である。

ＬはＥＳＮの下位桁の１６ビツトである。

ＨはＥｓＮの上位桁の１６ビツトである。

Ｄは数１４ＸＥｓＨの下位桁の１２ビツトである。

ＸはＸ以下の最大の整数を表している。

ｅはビット的の排他的ＯＲ動作を表している。

全ての他の動作は整数の演算である。

図２では２つのアクセスチャンネル信号２２．２４が受信機相関器（図示せず） によりデスプレッドされ、これは各相関スパイク２６．２８を生成する。図１の ように信号２４は信号２２のすぐ後に到着する。信号２２．２４は前述の方法を 使用して遅延される。多重通路の存在はそれぞれ信号２２．２４の多重通路相関 スパイク３０．３２を生成する。しかし、相関スパイク２６に近い相関スパイク ３２が存在するために信号２２の受信を改良するためダイパーシティベース局受 信機はスパイク２６．３０を結合する。しかしながら多重通路相関スパイク３２ が相関スパイク２６の１チップ以内で受信されるか、または多重相関スパイク３ ０が相関スパイク２８の１チップ以内で受信されるならば、受信機は信号２４か ら信号２２を区別することができない。スパイク２６、２６．３０．３２が互い に非常に接近して生じるならば受信機はどのスパイクがどの信号に関連されるか を決定できずそれ故これらを結合できない。しかしながら、１以上のチップのＰ Ｎランダム化遅延が例えば信号２４に付加されるならば信号２４は図２の右側に シフトされ、相関スパイク３２は相関スパイク２６と干渉しない。ベース局のダ イパーシティ受信機はスパイク２６．３０のような互いに近接して生じる多重通 路成分が同じ送信信号２２と関連され、それ故結合されることを仮定することが できる。同様に、ベース局受信機はスパイク２８．３２が信号２４と関連され、 これらを結合することを仮定することができる。このような仮定は多重通路遅延 が典型的に１つのチップよりも少ないので正しい。

図３では２つのアクセスチャンネル信号３４．３６は２つの別々の受信機相関器 （図示せず）によりデスプレッドされる。

２つの自動軍属送信機（図示せず）は異なったＰＮコードでそれぞれ信号３４． ３６を変調するために“チャンネルランダム化”を使用し、これらを復調するた めにベース局受信機が異なった相関器を用いることを必要とする。信号３４．３ ６は同一の周波数帯域を共有するが、これらは異なったＰＮコードを使用して変 調されるので異なったアクセスチャンネルを占有する。受信機は第１のアクセス チャンネルに対応するＰＮコードを使用して信号３４をデスプレッドし、相関ス パイク３８を生成するが、信号３６は受信機への雑音として現れる。多重通路の 存在においてさえも受信機が信号３４．３６の区別をすることを許容するこの特 性はスプレッドスペクトル通信でよく知られている。ベース局受信機が他のアク セスチャンネルで同時に受信できる各アクセスチャンネルでは、ベース局はアク セスチャンネルに対応するＰＮコードを使用する受信機を具備しなければならな い。

チャンネルのランダム化では送信機は予め定められた距離ＡＣＣＣＨＡＮからア クセスチャンネルをランダムに選択する。ベース局はシステムの開始期間中また は動作期間中の他の時にこのＡＣＣＣＨＡＮを自動車馬に提供する。自動車馬が 選択するアクセスチャンネルの数はハードウェア設計とシステムの処理能力によ り限定されるが最大３２が好ましい。

ＰＮランダム化とチャンネルランダム化が使用されても、１より多くの送信機が 同一のアクセスチャンネルを選択し同時にそれにメツセージを送信するならばメ ツセージの衝突が生じる。送信機は衝突を減少するため時間にわたってメツセー ジをさらに分散するように“バックオフランダム化”および“持続性”を使用し てもよい。後者のランダム化により生成される遅延はＰＮランダム化により生成 される遅延よりも非常に大きい。後者の方法はＰＮランダム化およびチャンネル ランダム化と同様に図４で示されているタイミング図と図５で示されているシス テムと図６ａ、６ｂで示されているフローチャートを参照して後述される。

図５では自動軍属プロセッサ＋００はベース局（図示せず）と通信しようとする ステップ１０２で開始する図６ａで示されているステップを実行する。自動車馬 （図示せず）が情報をベース局に送信しなければならないときに処理が開始され ることができる。例えば使用者はベース局に導かれなければならない電話の呼び を開始してもよい。自動車馬は１以上の“アクセスプローブ１０４，１０６．１ ０８．１１０．１１２．１１４．１１６．１１８．１２０をベース局に送信する ことにより通信を試みる。アクセスプローブは１つのメツセージから成り、１つ の“スロット”の最大継続時間を有する。１スロツトはベース局と自動車馬が前 述のＣＤ　Ｍ　Ａセル電話システム中で同期されるシステムの予め定められた時 間間隔である。前述のようにアクセスプローブの継続時間とランダム化をＰＮラ ンダム化と比較する目的で、実際のスロット長は臨界的ではないが５Ｑｍ　ｓ程 度でよい。従ってＰＮランダム化遅延はスロットの非常に小さい割合である。

アクセスの試みでは自動車馬は１つのこのようなプローブがベース局により承認 されるまでアクセスプローブを送信し続ける。従って衝突が生じるならばメツセ ージは承認されず、自動車馬は別のプローブを試みる。予め定められた数のアク セスプローブは“アクセスプローブシーケンス”と呼ばれる。

図４ではアクセスプローブシーケンス１２２はアクセスプローブ１０４．１０６ ．１０８から成り、アクセスプローブシーケンス１２４はアクセスプローブ１１ ０．１１２．１１４から成り、アクセスプローブシーケンス１２６はアクセスプ ローブ１１６．１１８．１２０から成っている。

呼びの開始は開始信号１２８を発生し、これはプロセッサ１００に与えられる。

ステップ１３０でプロセッサ１００はプローブカウントＰＲＯＢＥをゼロ、アク セスプローブシーケンスカウントＳＥＱをゼロに初期化する。ステップ１３２で ブロモ・ソサ１００はＰＮランダム化遅延ＲＮを得るため前述のノ＼ツシ二関数 を計算する。プロセッサ１００はＲＮに対応する遅延信号１３４をタイミング発 生器１３６に提供する。ブロモ・ソサ１００はメツセージデータ１３８をエンコ ーダ１４０に提供し、これは前述の参照した米国特許明細書で説明されているよ うにこれをエンコードする。エンコードされたメツセージデータ１４２は長いＰ Ｎコードシーケンス発生器１４６により発生された長いＰＮコード１４４で変調 される。前述したように発生された特定の長いＰＮコード１４４は使用されるア クセスチャンネルに対応する。この変調は前述の米国特許明細書に説明されてい る。排他的ＯＲ装置１５２が変調を行うために示されているが、乗算器のような 通信技術で知られている同等の構造も使用されてよい。遅延信号１３４に応答し てタイミング発生器１３６はタイミング信号１５６．１５８．１６０をこれらの 素子に提供し、これは最終的な送信信号１６４を遅延させる。

ステップ１６２でプロセッサ１００は自動車馬がベース局からの通信に応答する ことを意図しているか否か、またはベース局との通信の要求を開始しようとして いるか否かを決定する。

使用者により開始された呼びは応答を試みた例というよりもリクエストを試みた 例である。図４のようにリクエストの試みが必要ならばプロセッサ１００はステ ップ１６６に進む。しかしながら応答を試みることが要求されたならば、自動車 馬はステップ１６８でバックオフランダム化を行う。バックオフランダム化では Ｏ乃至ＢＫＯＦＦ＋１の範囲でプロセッサ１００はランダム数ＲＳを生成し、Ｂ ＫＯＦＦは予め定められたパラメータである。それからステップ１７０でプロセ ッサ１００はステップ１６６に進む前にＲＳスロットの期間を待つ。プロセッサ １００はタイミング発生器１３６からスロットカウント信号１７２を受信するの で遅延するためにスロットを計算することができる。

ステップ１６６でプロセッサ１００は前述したように同一のリクエスト／応答試 験を行う。リクエストの試みが必要とされるならば、プロセッサ１００は持続性 試験を行い、これは連続したアクセスプローブシーケンスの間に１以上のスロッ トのランダム遅延を導入する。持続性試験ではプロセッサ１００はステップ１７ ４のスロットの開始でランダム確率ＲＰを生成する。予め定められたパラメータ Ｐは次のアクセスプローブシーケンスが行われる確率を表す。ステップ１７６で プロセッサ１００はＰとＲＰを比較する。ＲＰがＰよりも小さいならば持続性試 験は合格し、プロセッサ１００はステップ１７８に進む。

持続性試験か失敗すると、プロセッサ１００は次のスロットの開始前に直ちに試 験を繰返す。プロセッサ１００が応答の試みがステップ１６６でのリクエストの 試みよりも必要とされることを決定するならば、ステップ１７８に進む。リクエ ストの試みとは異なって、ベース局が多重自動軍属が同時に応答しないように応 答を必要とする通信を予定することができるので応答試行期間中、持続性試験は 必要ではない。

リクエストの試みを表す図４の例ではプロセッサ１００は時間１８０でスロット の開始時にステップ１７４を開始する。自動車馬はリクエストを試みるのでこれ は持続性試験を行う。試験は失敗し、時間１８２でスロットの開始直前に再度行 われる。

この第２の試みでは試験が合格しプロセッサ１００はステップ１７８に進む。

プロセッサ１００はステップ１７８でチャンネルのランダム化を行う。これはゼ ロ乃至ＡＣＣＣＨＡＮの範囲でランダム数ＲＡを生成し、これはアクセスチャン ネルの最大数を表す予め定められたパラメータである。ＲＡはアクセスプローブ シーケンス１２２が送信されるアクセスチャンネルに対応する。

プロセッサ１００はアクセスチャンネル選択信号１８３をＰＮコードシーケンス 発生器１４６に提供する。

ステップ１８４でプロセッサ１００は送信パワー信号１８６を予め定められた初 期レベルＩＮＩＴ　ＰＷＲに初期化し、これは図５のパワー送信機１８８に提供 される。ＣＤＭＡセル通信システムまたはスプレッドスペクトル通信システムで は、多数の送信機の結合された信号によりほぼ決定される背景雑音のレベルを最 小にすることが重要である。低レベルの背景雑音は受信機が雑音から所望のスプ レッドスペクトル信号をより容易に抽出することを可能にする。雑音レベルを最 小にするために本発明は各自動車馬が送信するパワーを最小にする。

ＩＮＩＴ　ＰＷＲはメツセージを受けるためベース局に典型的に必要とされるレ ベルより下の値に設定される。プロセッサ１００はベース局から以前にまたは現 在受信される信号の測定されたパワーレベルを使用してＩＮＩＴ　ＰＷＲを見積 もることが好ましい。自動車馬の受信機部分は示されていないが、前述の１つ以 上の米国特許明細書で説明されている。

図６ｂではステップ１９０でプロセッサ１００はシステムのアクセス状態のタイ マー（図示せず）を無能にし、これはプロセッサ１００に自動車馬が予め定めら れた中断期間内にベース局から期待されているメツセージを受信していないとい う指示を与えるのに用いられる。このようなタイマーはアクセス期間中は無能に されなければならない。

ステップ１９２でメツセージは選択されたアクセスチャンネルＲＡでアクセスプ ローブ１０４で送信される。図４で示されているようにＰＮランダム化はさらに 時間１９４にアクセスプローブ１０４の開始を遅延し、これは時間１８２後にＰ Ｎチップを発生する。６０ｍ　ｓスロットよりも非常に小さいこの遅延は明瞭に する目的で図４では誇張されている。アクセスプローブ１０４の高さはその相対 的なパワーレベルを表している。時間１９６でのアクセスプローブ１０４の送信 の終端部でプロセッサ１００は内部承認中断タイマーＴＡの動作を開始する。予 め定められた中断パラメータＡＣＣＴＭＯはプロセッサ１００がプローブ１０４ までの承認を待機しなければならない時間長を示す。プロセッサ１００が中断期 間内に承認信号１９８を受信するならば、これはステップ２００に進み、アクセ スチャンネルリクエストの試みを終了する。これは本発明とは関係のない他の動 作を行う。ＡＣＣＴＭＯの時間期間がプロセッサ１００の承認の受信なしに経過 するときステップ２０２に進む。

図４ではタイマーＴＡは時間２０４で時間切れとなる。

ステップ２０６でプロセッサ１００はその内部プローブカウンタの値ＰＲＯＢＥ を増分する。ステップ２０８でＰＲＯＢＥとＮＵＭ　５ＴＥＰを比較し、これは 承認が受信されないとき各アクセスプローブシーケンスで行われるアクセスプロ ーブ数を示す予め定められたパラメータである。図４ではアクセスプローブシー ケンス１２２が３つのアクセスプローブ１０４゜１０６、１０８で構成されるの でＮＵＭ　５ＴＥＰは３である。それ故、プロセッサ１００はステップ２１０に 進む。

ステップ２１０でプロセッサ１００はプローブのバックオフランダム化を開始す る。プローブのバックオフランダム化は前述のバックオフランダム化と類似して おり、その差はプローブのバックオフランダム化がアクセスプローブシーケンス の連続的なアクセスプローブの間で行われ、バックオフランダム化が各アクセス プローブシーケンス前で行われることである。ＰＲＯＢＥ　ＢＫＯＦＦの値はＢ ＫＯＦＦの値であってもよいし、この値に等しくなくてもよい。ステップ２１０ ではプロセッサ１００はゼロ乃至ＰＲＯＢＥ　ＢＫＯＦＦ＋１の距離でランダム 数ＲＴを生成し、これは予め定められたノくラメータである。ステップ２１２で ブロセ・ソサ１００はＲＴスロツトを待機する。例えば図４でＲＴは“２″であ り、プロセッサ１００は時間２１４でのスロット開始まで２つのスロットを待機 する。

ステップ２１６でプロセッサｌＯｏは予め定められたパラメータであるＰＷＲ５ ＴＥＰＸ０．５　＋、：等しいデシベル（ｄＢ）数によりパワー送信機１８８の 送信パワーを増加させる数に送信パワー信号１８６を変化する。プロセッサｌｏ ｏはステップ１９０に進み、時間２１４でのスロットの開始後のＲＮチップであ る時間２１８において同一のアクセスチャンネルＲＡ上の増加したパワーレベル でアクセスプローブ１０６を送信する。プロセッサ１００は時間２２０から時間 ２２２までの中断期間内に承認を受けない。これは“１”のプローブバックオフ ＲＴを生成し、ステップ２１２における時間２２４のスロット開始まで１つのス ロットを待機する。アクセスプローブ１０８は時間２２４のスロットの開始後の ＲＮチップである時間２２６で同一のアクセスチャンネルＲＡ上でさらに増加し たパワーレベルで送信される。時間２３０の中断期間の終端部によりベース局が ら受信された承認はなくＮＵＭ　５ＴＥＰプローブが送信されているのでプロセ ッサ１００はステップ２３２に進む。

ステップ２３２で、プロセッサ１００はシステムアクセス状態タイマー（図示せ ず）をエネーブルし、ステップ２３４に進む。

アクセスプローブシーケンス１２２の送信が完了するとプロセッサ１（ＩＱは内 部アクセスプローブシーケンスカウンタの値ＳＥＱを増分する。ステップ２３６ でプロセッサ１００はＳＥＱとＭＡＸ　ＲＥＱ　ＳＥＱまたＬｔＭＡＸ　Ｒ３Ｐ 　ＳＥＱを比較し、前者はリクエストの試みを中止する前に行うための最大数の アクセスプローブシーケンスを示す予め定められたパラメータであり、後者は応 答の試みを中止する前に行うための最大数のアクセスプローブシーケンスを示す 予め定められたパラメータである。これらの最大数の１つに到達するならばプロ セッサ１００はステップ２３８に進む。これは本発明の主題ではない他の動作を 行ってもよい。

ステップ２３６の試験が付加的なプローブシーケンスの行われることを示すなら ば、プロセッサ１００はステップ２４０に進み、ここでステップ１６８．１７０ を参照して前述したようにバックオフランダム化を行う。例えば図４ではプロセ ッサ１００は時間２３０で“１”のランダム数Ｒ３を生成し、ステップ２４２で 時間２４８のスロット開始まで１つのスロットを待機する。

それからプロセッサ１００はアクセスプローブシーケンス１２４を開始するため ステップ１６６（図６ａ）に戻る。

プロセッサ１００はアクセスプローブシーケンス１２２を生成するため同様の方 法でアクセスプローブシーケンス１２４を生成するステップを行う。この例のよ うに、リクエストの試みが必要とされるならば、プロセッサ１００はステップ１ ７４で時間２４８で始まるスロットの直前に持続性試験を行う。試験が失敗し、 時間２５０で始まるスロット開始直前に繰返される。

この第２の試験が失敗すると時間２５２においてスロット開始直前に繰返される 。第３の試験に合格し、プロセッサ１００はステップ１７８に進む。

プロセッサ１００はステップ１７８でチャンネルランダム化を行う。プロセッサ ！００は各アクセスプローブシーケンスの開始時にアクセスチャンネルをランダ ムに選択するので、アクセスプローブシーケンス１２４が送信されるアクセスチ ャンネルはアクセスプローブシーケンス１２２が送信されるのと同一のアクセス チャンネルではない可能性がある。ステップ１８４でプロセッサ１００は送信パ ワー信号１８６を初期化し、ステップ１９０（図６ｂ）でプロセッサ１００はシ ステムアクセス状態のタイマーを無能にする。

ステップ１９２でメツセージがアクセスプローブ１１０で送信され、さらにＰＮ ランダム化により時間２５２において開始するスロットから時間２５４に遅延さ れる。プロセッサ１００は中断期間が、受信された承認信号１９８を有せずに時 間２５８まで経過した後ステップ２０２に進む。

ステップ２１０のプローブバックオフランダム化ではプロセッサ１００は′３” のランダム数ＲＴを生成し、プロセッサ１００は時間２６０で始まるスロットま でステップ２１２で３つのスロットを待機する。ステップ１９２でプロセッサ１ ００は信号１６４のパワーを増加し、時間２６０においてスロット開始後ＲＮチ ップである時間２６２において増加されたパワーレベルでアクセスプローブ１１ ２を送信する。

中断期間が時間２６６で時間切れになる前に承認信号を受信しないので、プロセ ッサ１００は前述のステップを３度通過する。２つのスロットのプローブのバッ クオフを生成し、時間２６８まで待機する。アクセスプローブ１１４は時間２６ ８後ＲＮチツプである時間２７０において送信される。時間２７４における中断 による承認なしでアクセスプローブ１１４の送信はアクセスプローブシーケンス １２４を終了し、プロセッサ１００はステップ２３４でＳＥＱを増分する。それ からプロセッサ１００はステップ２４０で“１”のバックオフランダム化を生成 する。

プロセッサ１００は時間２７６において開始するスロットまでステップ２４２で １つのスロットを待機する。プロセッサ１００はそれからアクセスプローブシー ケンス！２６を始めるためにステップ１６６に戻る。

リクエストの試みが必要ならば、プロセッサ１００はステップ１７４で持続性試 験を行う。図４で示された例では持続性試験は時間２８４において開始するスロ ットの前に通過する以前に３回失敗する。アクセスプローブシーケンス１２６で は前述したようにアクセスプローブ１１６は時間２８６で送信され、アクセスプ ローブ１１８は時間２９４で送信され、アクセスプローブ１２０は時間３０２で 送信される。

自動軍属がアクセスプローブ３０４を送信した後で中断タイマーがＡＣＣＴＭＯ に到達する前、プロセッサ１００は時間３０６でベース局から承認信号１９８を 受信する。承認信号１９８に応答して、プロセッサ１００はステップ２００に進 み、リクエストの試みを終了する。

図４はリクエストの試みを示しているが、応答の試みも同様である。リクエスト の試みでは持続性試験がアクセスプローブ１０４前に行われない。代りにステッ プ１６８．１７０でのバックオフランダム化はアクセスプローブ１０４前にバッ クオフ遅延を生成する。同様に持続性試験はアクセスプローブシーケンス１２２ と１２４との間とシーケンス１２４と１２６との間で行われる。

明らかに、本発明の他の実施例と変形もこれらの方法を考慮して当業者により容 易に行われるであろう。それ故、本発明は以下の請求の範囲によってのみ限定さ れるが前述の特許明細書と添付図面を伴って考慮し、このような全ての他の実施 例と変形もその技術的範囲内に含まれる。

ＦＩＧ、　１ ２４３２−ＸｆＹ３アバく つ２　へ フロントページの続き （７２）発明者　ライ−バー、ジュニア、リンゼイ・ニーアメリカ合衆国、カリ フォルニア州 ９２１２２、サン・ディエゴ、トニー・ドライブ３４１９ （７２）発明者　パドバ一二、ロベルトアメリカ合衆国、カリフォルニア州 ９２１３０、サン・ディエゴ、フツラ・ストリート１２６３４

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信回路網で送信されたメッセージ間の衝突を避けるための特有の識別コ ードを有する遅延装置において、メッセージを提供するためのプロセッサ手段と 、前記識別コードに応答して遅延時間を提供するエンコーダと、 前記遅延時間により前記メッセージを遅延するタイミング発生器と、 前記遅延されたメッセージを受信機に送信する送信機とを具備する遅延装置。
2. （２）前記送信された遅延されたメッセージがチップ速度を有するＰＮコードシ ーケンスを使用する直接的なシーケンスのスプレッドスペクトル信号の拡散であ り、前記遅延時間が１チップと等しいかそれよりも大きい請求項１記載の遅延装 置。
3. （３）ランダム数発生器と、 前記ランダム発生器から受信したランダム数に応答してＰＮコードシーケンスの 予め定められたセットからＰＮコードシーケンスをランダムに選択するＰＮコー ドシーケンス発生器とをさらに具備している請求項２記載の遅延装置。
4. （４）前記受信機からの承認に応答して承認指示を与える検出手段と、 前記時間が予め定められた中断パラメータを超過するとき、前記メッセージと前 記承認指示の送信の間の時間を測定し、中断信号を与えるためのタイマと、 前記中断信号に応答して付加的なメッセージを提供する前記プロセッサ手段とを さらに具備する請求項３記載の遅延装置。
5. （５）前記連続的なメッセージをカウントし、予め定められた最大のプローブカ ウントに到達するときリセットされるプローブカウンタと、 前記プローブカウンタがリセットされるとき各前記連続的メッセージの予め定め られた最小値であるパワーを増加するための前記送信機に接続されたパワー制御 装置とをさらに具備している請求項４記載の遅延装置。
6. （６）前記パワー制御装置が予め定められた増分により各前記連続的なメッセー ジの前記パワーを増加する請求項５記載の遅延装置。
7. （７）前記プロセッサ手段が前記中断信号に応答して前記連続的なメッセージ間 にバックオフ遅延を挿入し、前記バックオフ遅延は第２のランダム数に対応して いる請求項６記載の遅延装置。
8. （８）前記プローブカウンタがリセットされるとき前記プロセッサ手段は前記メ ッセージを提供せず、第３のランダム数が予め定められた持続的範囲内である請 求項７記載の遅延装置。
9. （９）特有の識別コードを有する複数の送信機と少なくとも１つの受信機とを具 備する通信回路網におけるメッセージ間の衝突を減少する方法において、 メッセージを生成し、 前記識別コードに対応する遅延時間により前記メッセージを遅延し、 パワーレベルを有する前記遅延されたメッセージを送信するステップを有するこ とを特徴とする方法。
10. （１０）前記送信された遅延されたメッセージがチップ速度を有するＰＮコード シーケンスを使用して直接的なシーケンスのスプレッドスペクトル信号の拡散で あり、前記遅延時間が１チップ以上である請求項９記載のメッセージ間の衝突を 減少する方法。
11. （１１）予め定められたセットのＰＮコードシーケンスからＰＮコードシーケン スをランダムに選択し、前記遅延されたメッセージを選択されたＰＮコードシー ケンスで変調するステップを前記送信ステップの前にさらに有する請求項１０記 載のメッセージ間の衝突を減少する方法。
12. （１２）予め定められた中断期間中、前記受信機からの承認信号を監視するステ ップをさらに有する請求項１１記載のメッセージ間の衝突を減少する方法。
13. （１３）第１のランダム数を生成し、 前記第１のランダム数と応答して予め定められた範囲からバックオフ時間期間を 選択し、 前記バックオフ時間期間を待つステップを前記送信ステップの前にさらに有する 請求項１２記載のメッセージ間の衝突を減少する方法。
14. （１４）予め定められたパワー増分により前記パワーレベルを増加し、 プローブカウントを増分し、 前記プローブカウントを予め定められたプローブシーケンス長と比較し、 前記プローブカウントが前記予め定められたプローブシーケンス長と等しいとき 予め定められた初期値に前記パワーレベルを設定するステップをさらに有する請 求項１３記載のメッセージ間の衝突を減少する方法。
15. （１５）第２のランダム数を繰返し発生し、前記第２のランダム数が前記予め定 められた持続パラメータに対応する範囲内になるまでこれと予め定められた持続 パラメータとを比較するステップをさらに有する請求項１４記載のメッセージ間 の衝突を減少する方法。