JP2000514612A - 双対性を用いる方法及び装置における、または関連した改良、そしてまたデジタル情報通信のためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 無線電話システム、特に無線個人分岐交換機(Pbx)で、音声システム及び一斉呼び出しシステムの両方として運用するためのシステム及び方法。本システムは音声会話と表示データの両方を遠隔装置に通信するためのプロトコルを含む。デジタル通信システムで、その中に時間ドメイン多重アクセス・システムが含まれ、移動式、無線装置から受信する信号でのフエージング、干渉、マルチパスに関連した問題を削減するための複数アンテナで運用されるもの。固定局と移動式無線装置の間で使用されるプロトコルは、固定局が無線装置から受信する信号を評価し、かつ最高の受信信号を持つと判断されるアンテナを用いて、無線装置に発信する機会を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 双対性を用いる方法及び装置における、または関連した改良、そしてまたデジタ ル情報通信のためのシステム 本発明は、一般に電話システムにおける通信のためのシステムと方法に向けられ たもので、特に地上にある有線電話システムと統合した携帯用無線電話を用いる システムと方法に向けられている。 電話産業は、過去二三年の間に、部分的には比較的安価な携帯電話サービスの利 用によって拍車をかけられて大きな成長を経験した。このようなサービスでは、 電話加入者は地上に回線のある公衆電話網中に結合する、基地局のネットワーク と、ＲＦリンク経由で通信するために、携帯式で電池を電力とした携帯電話装置 を使う。このようなシステムでは、セルラー構造が一般的に用いられ、それにお いては、特定の基地局が決められた周波数を用いて“セル”内の携帯電話と通信 し、また隣接した基地局群は、それらのセル内の電話と通信するために他の周波 数を使う。もし基地局がお互いに十分離れていれば、一つのセル内の基地局も電 話群の何れもが、他のセル内に持ち込むに十分な出力の信号を発生しない限り、 同一の周波数が使用されてもよい。このようにして、限られた数の周波数が特定 の地理的な地方にわたっての電話サービスを提供する、非競合パターンにおいて は同時使用可能である。勿論、電話が一つのセルから出て他のセルに移る時、別 の通話のために同じ周波数を使用している非隣接のセル内への混線を避けるため に、通話の最中に、その電話は周波数を切り替え（または新しいチャンネルに“ ホップ”(飛ぶ)）せねばならないかも知れない。 セルラー電話技術の使用により、広大な地理的領域が、沢山の携帯電話を利用可 能となった。携帯電話の人気が拡大するにつれて、しかしながら、周波数（また は“チャンネル”）が満杯になった。そこでの競合する利用全体に対して、利用 可能な限られたＲＦバンド幅内では、セルラ ーの混雑に対する問題解決は、単に、各セル内に追加の周波数やチャンネルを加 えることには、必ずしも存在しない。 従来技術において、より小型のセルを利用してセルラー装置の電力を削減し、周 波数が互いにより近接した中で、同時使用出来るようにすることが提案されてい る。このような解決法では、完全に十分で無く、大きく削減された電力レベルに なると、通信のＳ/Ｎ比は電話通信では許容できないレベルに近づくかも知れな い。この線に沿って、従来技術は、オフィスビル、オフィスビルの一部、または オフィス群を、セル・サイトまたは小型のセルラー・システムとすることを提案 している。現状の混雑するセルラー・システムを前提としても、しかし、このよ うな提案されたシステムは、一般に、収容できる携帯電話数に限度がある。 多くのオフィス事情では、オフィスで働く人は、彼らの割り当ての場所からかな りの時間離れ、そして仕事上の必要からオフィス内を動き回るかも知れない。従 来技術で、このような動き回る人々に電話サービスを提供する転送系または同様 なものを用いて、自動的に、その通話を一つの場所からもう一つへと送ることを 意味した。 このようなシステムは、通常、実施するのに、かなりの負担をユーザに要求する もので、典型的なオフィス環境では好ましくない。従って、オフィス内の人々に とって、携帯式またはセルラー技術を利用することが望ましい。典型的なオフィ スビルでは、既存の地上に回線のあるシステム、例えば個人ビジネス交換機（ま たは“ＰＢＸ”）は、何らかの移動通信を提供するが、効果的な通信のためには 不十分である。一般的に、携帯電話は、セルラー・システムと公衆地上回線の電 話システムとのＲＦ通信を統合する基地ユニットに繋がれ、直接的にビジネスマ ン自身のＰＢＸには繋がれない。効果的には、オフィス環境でのこのような解決 法は、お互いによく繋がれていない、または、いずれにせよ調整のとれていない 、二つの独立した電話システムを生み出す。加えて、オフィスを収容するビルの 外部構造は、典型的なセルラーＲＦ信号の既存の基地局との 送受信を非実用的にするかも知れない。 仕事をする人々に、オフイスビルやオフィスビルの一部のような特定の地理的空 間を動き回らせたいことへの解決法は、また、このような仕事をする人々が電話 システムによって連絡出来続けることを可能にし、仕事をする人々が電話システ ムの利点を利用出来続けることを可能にすることは、無線システムをＰＢＸに統 合することである。このような統合により、仕事をする人々にかかってくる通話 は、その人がシステムの運用範囲内にあるならば何時でも、無線システムにより 、その仕事をする人に向けられる。同時に、動き回って仕事をする人は、有線シ ステムで彼が自分の席に座っているかのように、容易にオフィスの内外のどちら でも、容易に電話をかけることが出来るだろう。動き回って仕事をする人はまた 、その人がオフィス内の何処にいようとも、ＰＢＸ（個人用登録ダイヤル、特定 回線への特別なアクセス等）の全特性の恩恵を持つだろう。 望ましくは、無線ＰＢＸシステムは、使用が易しく、軽量で、長い電池寿命を持 つ携帯用電話ユニットを含むだろう。後者の二つの希望は、電池寿命がしばしば 電池のサイズ（及び重量）に直接関係する限り、お互いにある程度、競合するも のである。それ故、それらが出来る限り電力効率がよいことが、携帯ユニットの 設計に重要であることが多い。 従来技術のセルラー・システム内では、特定の基地局が、一つまたはそれ以上の 制御チャンネル、及び幾つかの、または沢山の音声チャンネルとつながっていた 。制御チャンネルは、音声周波数の使用と連携し、典型的なセントラル・オフィ ス機能（例えば、番号のダイヤル、携帯装置の呼び出し音を鳴らす事など）のア ナログのために、携帯ユニットの制御部分と通信するために使用される。 基地局内の音声チャンネルの全部が利用されている時、音声チャンネルの一つが 、再び利用可能になるまで、しなければならない制御のタスクがもう無いので、 制御チャンネルの必要はもはや無いかも知れない。このようなシステムでは、機 能していない音声チャンネルを無駄にしない ことが望ましいし、追加の音声チャンネルが得られて、追加のハードウエアのコ スト無しに、従来からのシステムでの能力を拡大するし、追加のバンド幅がシス テムによって占有されることはない。 それ故本発明の目的は、個人分岐交換機又は同様のオフィス電話システムへ無線 電話システムを連結する新規システム及び方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、音声用（又はデータ）用無線システムのあらゆる利用可能 なチャンネルを使用する新規なシステム及び方法を提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、携帯ユニットの能力を低下させることなく、ユニッ ト中での電力消費を減少させるための新規なシステム及び方法を提供することに ある。 本発明の他の目的は、配線の延長や実質的なプログラム化をしないで、オフィス 環境に設置出来る新規なシステム及び方法を提供することにある。 本発明の別の目的は、オフィスの既設の壁や天井の面に容易に取り付けられるハ ウジングを用いた総合的無線ＰＢＸ電話施設を実現するための新規なシステム及 び方法を提供することにある。 本発明のさらに別の目的は、基地局がシステムに容易に追加（又は電力遮断後に リセット）出来、かつ特別のプログラムをせずにオンラインで出来るような無線 システムにより通信する新規なシステム及び方法を提供することにある。 本発明のさらに別の目的は、複数の無線電話と複数の基地局の間で正確に効率よ く通信するための新規なシステム及び方法を提供することにある。 本発明のこれらの、そして多くの目的及び効用は、請求の範囲、添付図面及び以 下の実施態様の詳細説明の精読により、本発明に関係する当業者に容易に理解さ れるであろう。 図１は、本発明のシステムの実施態様を示す簡略な機能的ブロック図で ある。 図２は、本発明の通信システム中に用い得るフレームとスロットの関係を示す時 間軸ダイアグラムである。 図３は、従来のシステムにおける制御及び通信チャンネルの時間的関係を示す時 間軸ダイアグラムである。 図４は、本発明で用い得る制御及び通信チャンネルのタイミングならびに通信フ レームの受信及び送信部のタイミングを示す時間軸ダイアグラムである。 図５は、人々及び配置される電話基地局の可能な位置を示した。建物内部の模式 図である。 図６は、本発明の実施態様内での搬送周波数の使用を示す周波数割付表である。 図７は、本発明の一つの局面での基地局ハウジングと複数のアンテナの見取り図 である。 図８は、本発明における基地局と携帯電話の間の通信部に用いられ得るフレーム を示す時間軸ダイアグラムである。 図９は、本発明で使用され得る相関器の出力のチャート例を示すダイアグラムで ある。 図10は、本発明のシステムのもう一つの実施態様を説明する簡略化された機能ブ ロック・ダイアグラムである。 図１を参照して、本発明を用いる電話システムは米合衆国の公衆電話網のような 標準的な電話網の複数電話線または幹線に接続されるスイッチ10を含んでもよい 。スイッチ10はまた電話線または同様な非伝搬性の媒体を介して複数の地上に回 線のある電話群14に接続される。スイッチ10はまた基地局インターフェース・ユ ニット（“ＢＳＩＵ”）16を通して、基地局コネクタ20に通じている一つ以上の 基地局に接続出来る。 各基地局18は、以下にさらに記述されるように、複数の携帯電話を持つ無線通信 の手段を含む。 運用時、スイッチはＰＢＸ、ＰＡＢＸ、キーシステム等のような標準的電話 スイッチング・ユニットとして働き、機能的には電話群14を公衆電話網に相互結 合する。このようなスイッチ10はHarris Corporationにより“Harris 20/20”と して販売されているユニットのようなスイッチング・ユニットであり得る。スイ ッチの範囲と複雑さに依存して、メモリダイヤル、通話転送、ボイスメールの返 事と配達、及び近代電話スイッチに共通の他の多くの特徴を含む、電話使用者を その通話について援助するのに利用できる多くの特徴を持つことが出来る。 スイッチにより達成されるタスクの一つは、所望の電話器への外から入ってくる 、または内部通話方式の電話のマッピング、及び要望によりシステム電話群に対 しての“外線”の提供である。もし外からの電話が、地上に回線のある電話群14 の一つに結ばれれば、スイッチ10は、従来のやり方で配線接続により所望の電話 を鳴らし、所望の電話14と通話を受け付けた外線の間の、同じまたはもう一つの 配線接続による音声通話パスを確立する。 スイッチ10により受信され携帯電話群22行きである通話は、以下に記述される方 法により、その携帯電話22を現在制御している基地局への適確な制御情報を送る ＢＳＩＵに送られる。通話が携帯電話22ともう一つの電話に接続される時、スイ ッチ10は音声回路をＢＳＩＵ 16に向けるように働き、それは代わりに音声回路 上の音声メッセージに関する情報を、無線リンク24を介して所望の携帯電話22に 送る。 公知のように、電話音声回路はアナログまたはデジタルであり得る。一つの従来 システムでは、電話網から到達する電話回線はアナログ回線かも知れない。従来 のスイッチ回路を通して、スイッチ10は電話網から到達するアナログ音声回路を 地上に回線のある電話14に、アナログまたはデジタル・モードで送るかも知れな い。もしデジタルスイッチが使用されているなら、そのスイッチ10は、最初にア ナログ電話網から到達した音声情報を一連のデジタル・ビットに変換し、従来の 手段によりそれらのビットを地上に回線のある電話14に通信する。デジタルの地 上に回線のある電話から到達し、電話網12行きの通信は電話14から スイッチ10に送信され、同等のアナログ信号に変換されて、電話網12からの回線 上に印加される。 本発明はアナログスイッチのみ、あるいはデジタルスイッチの使用のみに限定さ れるものではなく、ここに開示された発明の概念はアナログまたはデジタルのい ずれかに関して容易に実施可能である。また本発明がＰＢＸまたは類似の“スタ ンドアロン”装置の使用に限定されるものではなく、その中で無線または地上に 回線のある他の電話類と無線電話を統合することが望まれる電話システムまたは サブシステムに応用され得る。したがって、スイッチ10はそれ自身、配線システ ムに限定されることなく、マイクロ波リンク経由のよようないかなる従来手段に よってでも、“外部の”電話網12と通信可能である。従って、好ましい実施態様 の詳細説明はスイッチ10内の特定の信号がデジタルまたはアナログ信号と記述し ても、発明はこのような信号を持つシステムにに限定されず、記述は単に説明用 であり、限定するものではない。 電話網からのアナログ電話の通話で携帯電話群22の一つ行きのものは、スイッチ 10内でデジタル形式に変換され、ＢＳＩＵ１６に渡される。ＢＳＩＵでは、その 通話からのデジタル情報は他の通話からの同様のデジタル情報と組み合わされて 、通信リンク群20経由でそれからその通話を処理する基地局18に渡される。代わ りに、以下に述べられる方法で基地局18は電話の通話からのデジタル情報を所望 の携帯電話22に通信する。現在のシステムは電話システムなので、携帯電話22で 適用された音声のデジタル形式を、基地局18とＢＳＩＵ 20を通して電話網12か らの適当な回線へ供給するために、上記の流れに単に反対の通話の帰りのパスが 存在することに注意すること。もし電話網の回線がアナログ回線なら、帰りの信 号のデジタル形式は電話網回線12へ印加するためにアナログ形式に変換されるだ ろう。 公知のように、ボイスメッセージが連続であると考えられるとしても、このよう なメッセージのデジタル形式はデジタル・ビットの連続的な流れである必要はな い。むしろ、もしデジタル機器が十分速ければ、音声 を表すデジタル・ビットのクラスタは一緒に送信され、ビットのもう一つのクラ スタが再び送られねばならない前の期間がこれに続く。もしデジタル・ビットの クラスタのシリーズが、デジタル信号がアナログに逆転換される、クラスタ間の 特定の待ち時間内に到達するなら、受信したアナログ信号を聴いている使用者は 、ボイスメッセージが別個の部分で送信されたという事実に気がつき得ない。本 発明はこの事実を利用して、複数の携帯電話群が、基地局18と携帯電話の間で、 同時に一つの周波数またはチャンネルをタイムシェアすることを可能にする。 さて、図２を参照して、時間分割多重アクセスとして知られる通信の形式で、複 数の携帯電話群が単一の周波数を共有出来る。図２に描かれるように、特定の周 波数（または搬送波）は複数のスロット、図２のシステムでは八つ（８）に分割 出来る。基地局18と携帯電話22の間の適当な連携により、その携帯電話はデジタ ル・メッセージをスロット２で受信することを期待出来るが、そのスロットは繰 り返し８個のスロットの一つとして現れる。このようにして携帯電話22は、図２ に示されるようにスロット２にデジタル・データを受信する。最初のスロット２ の終了後の７個のスロットで、二番目のスロット２が到達し、それは特定の携帯 電話22用のデジタル・データを再び担っている。各スロットはデータの複数のデ ジタル・ビットを送付出来る。スロット類が十分な頻度で繰り返す限り、携帯電 話22はボイスメッセージのデジタル形式を十分な速度で受信し、メッセージのア ナログ形式は携帯電話22においてデジタル−アナログ変換によって正確に再構築 され得る。データの損失を避けるために、連続したスロットが受信されねばなら ない前に送信出来る時間の長さは、一度にどれだけ沢山のビットが送られるかと 、公知の関係にあるボイスメッセージ内の音の周波数に依存する。前に記された ように、典型的な電話メッセージは二方向であり、したがって電話の通話には二 つのスロットが必要とされ、一つはデジタル信号を携帯電話22への移送、そして 他は携帯電話からのデジタル信号の移送のためである。 一つの電話の通話がフレームの二つのスロットのみを占めるので、その他のスロ ットは他の携帯電話22の同時使用を可能にする。一般的に、基地ユニットは、ど のスロットが特定の電話の通話に使用されるべきかを携帯電話に通報し、通信中 の携帯電話群の全部が同期されている（二つの携帯電話が全く同時に発信して、 それが両方によって発信されている最中の信号を通常破壊するだろうことを避け るために）ことを保証するための特別なプロトコルを使用する。 従来技術のシステムでは、典型的にはフレームの第一のスロットは基地局からの 音声信号を、その時それによって制御されている各種の携帯電話群に送るのに用 いられる。例えば、図３を参照して、従来技術の９スロット・フレームは、制御 スロット（基地ユニットから制御メッセージを送るため）として第一のスロット （ＣＯＮ）を、基地局から携帯電話（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4）に行く音声信号用の 次の４個のスロットを、及び携帯電話群から基地局（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4）へ行 く音声信号の用の最後の４個のスロットを使用できる。 本発明のシステムにおいて、また図４に描かれるように、フレームの最初のスロ ット（ＣＯＮ）は制御スロットとして使用できる；しかし従来技術と対照的に、 残りのスロットは二つの半スロット群に分割され、各スロットの第一の半スロッ トで基地局が発信し、第二の半スロットで基地局が受信（携帯電話が送信）する 。 従来技術と比較して、本発明の使用により携帯電話による電力消費削減に特に効 果がある。従来技術において、通信部分が必要とされることが期待されない時、 携帯電話の通信部分に供給される電力を削減することが知られている。このよう に、例えば図３の従来技術システムで、携帯電話は三つのスロット類、即ち、そ れがスケジュールされる時、制御スロット内部で、送信、受信、及び通信するた めのスロット類以外の全てにおいて、その通信部分への電力を削減することが出 来るだろう。本発明の一面において携帯電話の通信部分は、一つのスロット（以 下に説明されるように、それが電話の通話に入っている間、本発明の携帯電話 は通信チャンネル（またはスロット）をモニタする必要がない）の間のみ完全に 励起される必要がある。したがって本発明は、フレーム当り数少ないスロットの 間、このような通信回路に電力を与える必要をとにかく削減することに加えて、 電力が持ち上げられ、通信回路から削減される比較的非効率的な期間を削減する 。 従来技術システムで公知であるように、制御チャンネルが、通信システムのフレ ームのため、及び基地局と携帯電話群の間の制御情報を通信するための、タイミ ングを確立するために使用され得る。例えば、制御チャンネルの期間中、基地局 は特定の携帯電話群に、それらの音声データのためにどちらのスロットと周波数 を使用するかを通報したり、一つの特定携帯電話に電話キーパッドの特定ユーザ 加入についての応答法を通報するデータを送信出来る。また制御スロットの間に 、システムは、音声回路を求めているどんな携帯電話でもこのような回路につい ての要望を発信したり、他の管理的なデータや基地局の機能的要求やＰＢＸを発 信するような期間を提供出来る。 さて図５を参照して、本発明のシステムがある地域を連続的にカバーする能力が 、オフィス空間50の典型的な階の概略図上で説明できる。オフィス空間50の内部 で、数多くの壁52が空間を個室群54と廊下56に分割する。基地局ＢＳ1とＢＳ2は 全体を電話でカバーするためにオフィス空間50内に置かれ得る。基地局の数と場 所は予期される電話の通話本数とカバーされるべき空間の構造に依存する。その 空間はビルの単一階の一部、ビルの複数階、複数のビルやビル群に関連した外部 空間であってもよい。使用者が本発明のシステムによりカバーされる空間内で彼 の携帯電話を使用したい時、彼は彼の携帯電話に指示事項一式を入力できる。以 下に述べるプロセスで、その携帯電話は通信すべき基地局を選び、その基地局に 関連した制御スロットの一つの間にその選ばれた基地局へ音声回路についての使 用者の要望を送る。基地局はどのスロットと周波数が利用可能かを決定し、音声 チャンネルとして携帯電話により使用できるスロットと周波数を識別するメッセ ージを携帯電話に返す。 標準的な信号技術により、そこで携帯電話はダイヤルされるべき電話の加入者番 号を発信するか、または電話システムの何か他の機能を要求できる。 例示及び図５を続けて参照して、システム内の基地局の各々がその制御チャンネ ルに使用される周波数をそれと関連させている。携帯電話が音声回路または電話 システムからの他の機能を求める時、携帯電話は制御チャンネルとして割り当て られたことが知られている周波数群をスキャンして、どの制御チャンネル信号が 最高の信号強度、Ｓ/Ｎ比あるいは信号品質の他の計量値を持って受信されたか を測定する。制御チャンネル信号で最高の品質が選ばれると、携帯電話はそれか ら制御チャンネル経由でその信号を送る基地局とのコンタクトを始めるだろう。 図５のオフィス空間に関して、もしその基地局が利用可能なチャンネルを持つな ら、その基地局は他のものより近いので、携帯電話ＰＴ1とＰＴ3は基地局１と通 信することが期待出来る、さもなくば、携帯電話ＰＴ1とＰＴ2は基地局２と通信 すると予想され得る。同様に、携帯電話ＰＴ4は同じ理由により、基地局２と通 信する（そしてそれから音声チャンネルを得る）と予想される。ＰＴ3とＰＴ5が 通信しようとする基地局は、図５の空間の概略からは容易に決定できない。携帯 電話ＰＴ5が物理的に基地局１よりも基地局２に近いということに注意；しかし 携帯電話ＰＴ5と基地局２の間の直接のパスは壁を通してである。壁の厚さと組 成及び携帯電話ＰＴ5が位置している部屋から廊下へのドアの開口の寸法を含む 無数の要素に依存して、基地局１または基地局２（もし利用できるなら）が携帯 電話５が着信する場所かも知れない。 本発明の選択方式を用いて、携帯電話群を特定の基地局に割り当てることは動的 であり、携帯電話と基地局の間で通信される信号の局地的な変動を考慮すること に注意。 本発明の一つの実施態様において、入と出の通話は携帯電話と実質的に同じプロ セスで処理可能であるが、その差は入ってくる通話は“リーン”信号で始まるこ とにある。“リーン”信号を受け取ると、本発明は入と 出の通話両方用の携帯電話におけると同様のプロトコルを使用出来る。特定の携 帯電話での通話の間、携帯電話の使用者はオフィス内を動き回るかも知れない。 使用者が動くと、彼は同時に通話を制御している基地局からある時は離れるだろ う。本発明のシステムでは携帯電話は携帯電話と基地局の間の通話の品質をモニ タし、予め決めた基準以下への信号の劣化に当って、その基地局を再選択し、通 話が携帯電話との最高の通信を持つ基地局での新しいチャンネル（または以下に 説明されるスロット/周波数の組み合わせ）に移動されるように要求する。例え ば、図５を再び参照して、空間内のＰＴ1と記された場所での携帯電話が最初に 最も近い基地局ＢＳ1（ＢＳ1が利用可能なチャンネルを持つと仮定して）を使う ことが予想され得る。もし携帯電話の使用者がその時通話中にＰＴ1からＰＴ4へ 移動するなら、携帯電話とその制御する基地局（本例でのＢＳ1）の間の信号は 十分に劣化して、携帯電話が新しい通信パスを求めるようにする。ＰＴ4と記さ れた場所で、携帯電話は最も近い基地局、今やＢＳ2を選択し、新しく選ばれた 基地局から音声チャンネルを得ると予想される。本発明のシステムにおいて、携 帯電話は、単に使用者が彼の場所を動き、もう一つの基地局がより近く、または より直接的になるからという理由で、基地局を切り替える必要はない。むしろ、 一つのチャンネルからもう一つに不必要なホッピングするのを避けるために、本 発明の携帯電話は音声通話の品質が許容できるままである限り、現在の基地局に 滞在し続けることが出来る。 携帯電話は携帯電話と基地局の間の通信チャンネルの全ての特性を評価出来る。 本発明において、典型的には送信回路内のボコーダにより信号品質の評価として 提供される音声品質評価を用いることが、効率的であることが発見された。この 評価をホッピングの制御のために使用することは、多くのボコーダ回路が既にそ れらの音量制御操作の部分としての評価を行い、従ってこれを用いればもう一つ の回路や処理機能の必要がないので、特に効率的である。 スタンバイ・モード（進行中の音声通信無し）において、携帯電話は基 地局からの制御チャンネルの品質に基づく信号品質を評価できる。もし信号品質 が予め決めた基準まで劣化するなら、携帯電話はもう一つの基地局の制御チャン ネルに切り替えられる。この技術は、時にはソフト・ローミングと呼ばれるが、 信号品質が事実上ホップを求めるのに必要なレベル以下に劣化す直前に、通話が 携帯電話によって通話が始められるか、受信される時、起こり得る過渡的な影響 を防ぐことが出来る。新しくもたらされた通話でのこのような状態では、携帯電 話は基地局/周端数-スロット・スイッチを正確に始めるための通信チャンネル上 の十分に有用な通話品質を持たないかも知れない。スタンバイ・モードで本技術 を用いることにより、本発明のシステムは、携帯電話が近くの最高の基地局を使 用するという確率を増加しようとするものである。 チャンネルが許容できる通信を持つ限り、与えられた音声チャンネルに留まるこ とにより、携帯ユニットは、典型的には通話中に制御チャンネルをモニタする必 要がない。割り当てられたスロットは知られた繰り返し速度で発生するので、音 声通話中、携帯ユニットはスロットが通信中のスロットの間を除いてその通信回 路を非励起化できる。スロットの終わりに、携帯ユニットはその通信回路を非励 起化できて、割り当てられたスロットの次の発生の直前にこのような回路群を再 励起できる。スロット群の間の期間中、携帯電話はフォワード・チャンネル（基 地局から携帯電話へのチャンネル）から受信したデジタル音声データをデジタル からアナログ形式に、電話のスピーカー（またはイヤーピース）への適用のため 、変換し続け、スロット群の間の期間に受信されるオーディオ入力（またはキー パッド・エントリー）を集積し続ける。次のスロットが発生する時、携帯電話は フォーワード・チャンネルの音声データの次のパケットを受信し、スロット間の 期間中に使用者からの音声データの次のパケットを送信する。携帯電話内部のク ロック回路群が基地局群のクロック回路群と十分に同期し続ける限り、携帯電話 はタイミング回路を用いて、制御チャンネルとの相談の必要無しに、次のフレー ム内で一つのスロットから直接同じスロットへと完全にジャンプ出来るであろう 。 図６を参照して、本発明のシステムにおいて、スロットまたはチャンネルは特定 のスロット/周端数の組み合わせと考えられる。フレーム当り８個のスロットを 持つシステムにおいては、フレーム当り利用可能な８個のチャンネルまたは通信 の機会があり、各“機会”はフォーワード通信とリバース（携帯電話から基地局 への）通信を含んでいる。スロット内ではフォーワードとリバース通信は同じ搬 送周波数で実行される。従って、各基地局はその制御下に８個のスロットを持つ 。スロットの各々がフレーム内の他のスロットから独立していて、各スロットは そのシステム内で使用されるチャンネル周波数のどれかであり得る。従って、例 えば図６のシステムでの基地局２について、スロット１（一般に制御チャンネエ ル、しかし以下参照）は特定の周波数、f6を運用する制御チャンネルでよい。図 ６のシステムの例の時に、基地局Ｂはまた三つの進行中の音声通信を持ったが、 一つの携帯電話はスロット３で周波数f3を使用し、もう一つはスロット６でf2を 使用し、さらにもう一つはスロット７でf3を使用する。スロットの各々がフレー ムの開始時、予め決めた時間を開始する。従って、携帯電話が基地局により“ス ロット６、周波数f2を使用せよ”と指令される時、携帯ユニットは、各フレーム の開始後スロット６に関連した予め決めた期間、周波数f2でフォワード音声デー タを受信し、そしてスロット内の適当な時間の間、それが周波数f2でそのリバー ス・データ送ることになるのを知っている。本発明のシステムにおいて、割り当 てられた周波数のどれも、何れかの基地局でどちらかのスロットにおいて使用出 来る。それ故、特定の基地局群に対して周波数や周波数のセットを割り当てない 。本発明のこの特徴がシステムの設置、基地局の交代や新しい基地局を著しく容 易にする。加えて、本発明のこの特徴は、高度に行動的な使用者と、与えられた システムの地理を通して移動するサービス要求に答える著しい融通性を提供する 。 運用中、基地局はシステムに割り当てられたチャンネルをスキャンして、利用可 能なスロット/周端数の組み合わせを決定する。非使用のスロッ トの間の割り当てられた周波数に同調して、基地局はどのスロット/周端数の組 み合わせがその領域内で使われていないかを決定し、新しい音声チャンネルが携 帯電話により要求される時、それらの利用可能なスロット/周波数の組み合わせ の一つを割り当てることが出来る。重要なことに、利用可能なスロット/周端数 の組み合わせデータは、各基地局によりローカルベースで行われる。基地局群と 携帯電話群の限定された領域の故に、特定のスロット/周端数の組み合わせがシ ステム内で使用されているという事実は、そのシステム内の他の場所で使用され 得ないということを必ずしも意味しない。例えば、図６のシステムを参照して、 基地局Ａはそれによって制御されている携帯電話の一つにスロット５と周波数f9 を割り当てられ、そして同じスロットと周波数は図６のシステム基地局Ｎにおけ るような比較的離れた基地局において使用可能である。基地局群とそれらが制御 する携帯電話が十分離れている限り、周波数/スロットの組み合わせは、本発明 のシステム全体にわたり使用され、複数回同時使用され得るので、システムが多 くの同時の通話を処理する実質的な能力を提供する。 一般に、本発明のシステムは非使用スロットの間にシステムのモニタリングを使 用して、スロット/周端数の組み合わせがそれに対して利用可能か否かを決定す る。もし基地局が特定のスロット/周端数の進行中の使用を検出出来なければ、 比較的離れた携帯電話と基地局が同じスロット/周端数の組み合わせを使用して いるという事実にも拘わらず、そのスロット/周端数は“利用可能”と考えられ てよい。このようなシステムでは、特定の基地局がそれが組み合わせが利用可能 と信じるスロット/周端数の組み合わせの特定の使用から十分離れているとして も、基地局により制御されている携帯電話は同じスロット/周端数の組み合わせ の“離れた”使用からの干渉を受けるかも知れない。しかし、前に述べたように 、携帯電話は割り当てられたスロットの間、通信中の音声信号の品質をモニター しているので、このような干渉が、もし起これば、携帯電話が同じ又は他の基地 局でのもう一つの周波数/スロットへのホッ プを開始させるであろう。 本発明のさらにもう一つの面において、電話の通話を運ぶシステム容量は基地局 の各々での消滅する制御チャンネルの使用により改善され得る。非制御チャンネ ルの全部が進行中の通話のために使用されている時、その基地局はその制御チャ ンネルを音声チャンネルとして自由に割り当てられる。前に記したように、一度 、スロット群の一つで通話が始まれば、その通話の携帯電話は基地局の制御チャ ンネルを使用するさらなる必要がない。もし“正常な”音声チャンネルの全部が 一杯で、基地局に制御チャンネルしか残らないなら、一度、その基地局がそのチ ャンネルを音声チャンネルとして割り当てると、全部のチャンネルが音声通信に より占有されたままである限り、単純に基地局での制御チャンネルの必要はない 。その制御チャンネルを放棄した基地局によってサービスをされる地理的領域内 の新しい音声チャンネルを求めるどんな携帯電話も、その基地局が利用可能であ るとは自動的に検出しないだろうし、その制御チャンネルに通信することの出来 るもう一つの基地局を選択するだろう。以前に言及したように、携帯電話の設計 において電力削減は重要な考慮事項である。本発明のもう一つの面において、携 帯電話が“スタンバイ”モードにある時、電力が削減される。このモードでは、 携帯電話は励起されているが、音声通信は発生しておらず、主に新しい通話を待 っているか、次の通話をしようとする使用者のためである。スタンバイ・モード では、本発明の一面に従う携帯電話は、通信の全フレームをモニターせずに、む しろＮフレーム毎にモニターし、モニターが終わると通信回路への電力を削減し 、Ｎ-1フレーム通過後に通信回路を再度電力供給するためのタイマーをセットす る。Ｎフレームのシリーズは“スーパーフレーム”と呼ばれる。このようにして 、通信の電力消費は実質的に削減されるが、その電話は通話に“応答する”こと が可能なままであり、使用者の要求があれば容易に電話をかけられるようになっ ている。 複数の離れた装置と一つの基地局の間の通信における、従来技術での公知の問題 の中に、離れた装置の全て、または多くが、ほぼ同時にその基 地局の制御チャンネルと通信しようとすると、お互いのメッセージが衝突し、基 地局と成功裏に通信できるものは少数または皆無である。本発明のシステムでは 、携帯ユニット群は、特定の時間の期間及び制御チャンネル・スロットの開始か ら時間を合わせて送信することにより、基地局と通信しようとすることを思い出 すこと。もし一つ以上の携帯電話が同時に送信しようとすれば、どれも送信に成 功しないかも知れない。制御チャンネルでの衝突に関連した問題は、全ての携帯 電話が基地局群とコンタクトを再び取ろうとする時、システムが立ち上げたり、 リセットする直後に特にわずらわしくなり得る。制御チャンネルでの衝突を減ら すために、本発明の携帯電話はそれに割り当てられた番号を使用して、スーパー フレームのどのフレームが基地局の制御チャンネルとコンタクトしようとしてい るか決定する。携帯電話に割り当てられた番号は、そのメモリの一つにプログラ ムされるか、電話内のマイクロプロセサまたは何か半永久的（または永久的な） 方法により読み取られ得るＤＩＰスイッチにより、入力され得る。本発明のシス テムにおいて、基地局は制御チャンネルの中でスーパーフレーム内部の各フレー ムの位置を指示する。例えば、もしスーパーフレームが特定のシステムで32フレ ームからなるとすれば、制御チャンネル通信は連続的なフレームが１から32まで 番号をつけてあるという指示を含むだろう。携帯電話は割り当てられた番号をモ ジュラス番号、通常はスーパーフレーム中のフレームで割って、モジュラスの残 りに等しい数を持つフレームの間に制御チャンネルにアクセスしようとする。例 えば、もし携帯電話がスーパーフレーム当り32フレームを持つシステムにおいて 、番号179を割り当てられれば、その携帯はスーパーフレームの19番目のフレー ム（即ち、179モヂュラス32は余りが19）の間に基地ユニットと通信しようとす る。数がスパーフレームの全体にわたって制御チャンネルへのアクセスの試みを 広げるようなやり方で割り当てられる限り、各携帯電話が独特の番号を持つ必要 はない。 本発明の利点を持ってしても制御チャンネルで衝突が起こる場合には、 各衝突している携帯電話が、期間のランダム性がさらなる衝突をなくするか、減 少するだろうという期待の中で、制御チャンネルにアクセスする前に、ランダム な期間待つような、“スロッテド・アロハ”に用いられる方式のようなフォール バック競争方式が用いられ得る。 電話通信システムにおいては、一つの装置から発信された電磁波信号はしばしば 直接受信機に向かわず、一つの物体からはねてもうーつへと、受信されるまでに 色々なパスをとることは公知である。多重パスは、受信されるまでに、信号が壁 をはね、壁を突き抜け、他の表而をはねるようなビル内部では特に重大な問題で ある。飛び跳ねている間及び受信アンテナ部で、各種の多重パス信号がお互いに 組み合わさり、結合するので、受信した信号は、通常、波形内部に種々の打ち消 しを持った異なる相群で到達する、オリジナル信号の複数のコピーである。多重 パスの影響を削減するためには、従来技術では、空間的ならびに周波数多様性を 与えるように、受信機に複数のアンテナを使用することが知られている。多くの このようなシステムでは、受信機は最高の信号を持つアンテナを選ぶ論理回路を 含み、そのアンテナからの信号を受け入れ、他の信号を拒絶する。従来技術の他 のアンテナ多様性システムでは、受信機の回路は各種のアンテナに現れる信号を 組み合わせようとする。従来技術では通常、後者のシステムがより良い受信状況 を提供してきたが、複雑性が増し、回路も増えるという問題がある。 多重パスに関連した問題は、電力が一般的に低く、（電力を一定に保ち、周波数 の再利用を可能にするため）また携帯電話が空間的に固定されていないような携 帯システムにおいて、しばしば悪化する。使用者が会話中に携帯電話の位置を再 調整し、毎回アンテナを基地局に対して方向を向けなおす（一般に電話の内部に あるか、電話の方向に外部に固定されている）ことが、しばしば起こる。 加えて、使用者がよく移動すると送信される信号中にコリオリ効果を生じるだろ う。従って、携帯システムでは基地局と携帯電話の両方でさまざまなアンテナを 使用することが特に有用である。本発明のもう一つの 面において、本発明のシステムは信号の受信を改善するために“双対性”を使用 する。図７を参照して、各基地局70はそれに関連した複数のアンテナ群72を持つ ことが出来る。基地局がその中で携帯電話と通信している各スロットの間、携帯 電話は最初に基地局と通信する。携帯電話から基地局への通信の前置き部分の間 に、携帯電話は前置き内部に基地ユニットがそのアンテナ群（図７のシステムで は４個）の各々への受信を試験するために使用する予め決めたビット・パターン をその前置き内に含む。基地局はそれから携帯電話からの残りの通信を受信する ための最良のアンテナを使用する。同じスロットの間に、基地局はフォーワード ・データを携帯局に通信する機会を持ち、そして同じアンテナを携帯ユニットか らデータを受信するのにそれが丁度用いたようなデータを発信するために使用す る。基地局の携帯電話への通信の送信部分は直ちに携帯電話からの通信の受信と 使用されるべき最良のアンテナの評価に続くので、前に選択されたアンテナがも はや携帯局は基地局と電話の間で使用されるべき最良のものでないように位置を 変えていることはありそうにもない。 基地局は同じアンテナ評価とフレームの間でのそのスロット群の各々の選択を使 用できる。従って、基地局が各連続的なスロットに用いられるのに異なるアンテ ナを選ぶだろうということは、全くあり得ることである。 本発明により、アンテナ選択の間にアンテナ群はまだそれらの信号の品質を測定 している間に切り替えられ得る。切り替えの鎖に固有の遅れと受信したＲＦ信号 の測定での遅れは、アンテナが通信から切り替えられるように指令された後で、 しばらくの間試験を続行することを可能にする。このような技術の利点は、アン テナ多様性機能への前置きにより多く貢献せねばならないこともなく、より多く の信号データを試験出来ることである。 本発明のもう一つの面において、アンテナの選択システムは与えられた スロットについて二つの最良のアンテナを選ぶことができ、携帯電話への送信に 最良のアンテナを後にスロット内で使用し、そして減衰設定評価用の二つの最良 のアンテナを評価する。もし二つの最良のアンテナで受信した信号が予め決めた メリットの数字を超えるなら、次のフレームの間にアンテナが信号パスに追加さ れ得る。これに反して、もしその二つの最良の信号が予め決めたメリットの数字 よりも弱いなら、その減衰は次のフレーム内で除去され得る。このようにして、 受信のダイナミックレンジは、減衰が選択的に、二つの信号の強度に基づいて加 えられたり、外されたりするにつれ、改善され得る。二つのアンテナからの信号 の利用は発明を限定することを意図されたのではなく、またより多くの信号が、 もし望まれるなら、処理の負担を増加はするが、使用され得る。同様にメリット の数字は二つの信号の強度に、望ましい方法で個別または組み合わせで、あるい は受信信号群の何か他の特徴に関連付けられ得る。 図７に引き続き参照して、本発明の基地局はどれか適当な構造のハウジング76に 収容され得るし、また典型的なオフィス装飾様式にうまく溶け込む構造のもので あることが望ましい。基地局70は複数の独立に取り付けられたアンテナ群74を含 み、それらは、ハウジング76（アンテナ７２ａに関して見て）の横に沿って、あ るいはそれに直角に（アンテナ７２に関して見て）配置された一つの位置から回 転して移動され得る。アンテナ７２は、ハウジング７６内部で、アンテナと回路 の間の電気的な接触を保ちながら、軸７４の周りの回転が出来るような従来の手 段により、ハウジングに取り付けられ得る。選択的には、アンテナは、単一の軸 より多くの周りを回転できるボールとソケット配置（示されていない）のような 個別の配置がが可能な従来技術によるハウジングに取り付けられ得る。実際、ハ ウジングへのアンテナの物理的な取り付けは、アンテナ群と基地局の通信回路の 間で電気的なパスが保たれている限り、必要ではない。 運用において、基地局７０のアンテナ７２は基地局７０が携帯電話と通 信する能力を増加するいかなる方法で取り付けられてもよい。例えば、本実施態 様のシステムにおいて、基地局と携帯電話群は垂直の分極を使用するように設計 され得る。もし基地局が天井に置かれるなら、アンテナ群７２の全部が、システ ム設計に合う方向を与えるために垂直に下に振られるかも知れない。もし基地局 が垂直の壁に張り付けられるなら、アンテナ群の底部のセットは、二つの頭部の アンテナが１８０度振り出されて垂直上向きの位置になるかも知れないのに、ハ ウジング７６の横側のままであるかも知れない。同様に、アンテナ群は、基地局 ７０の近くの地理的領域での異常なＲＦ伝播を調整するため、携帯電話への信号 量を増加するハウジング７６に関しての何れかの位置に独立に置かれ得る。 本発明の携帯電話と基地局の間の信号送受信を実施するための一つの手段は、図 ８の時間軸ダイアグラムにおいて説明され、それは本発明の半分のスロットの機 能的構成を描く。時間スロットは情報の複数ビットを含み得るが、本発明の一つ の実施態様では２４０ビットが使用される。スロットの最初の部分は前置きから 成り、それはデータが受け取られる前に受信機に信号を獲得させるような十分な 同期ビットを含み得る。前置きに続き、“ユニーク・ワード（独特の言葉）”か も知れない、即ち、スロット内の同じ場所でいつも発見される予め決められたビ ットのセットのことである。ユニーク・ワードをスロット内の知られた場所で使 用することにより、受信機はそのフレーム・クロックを送信機のそれに同期でき る。ユニーク・ワードに続いて、複数の“データ”ビットが発生する。データ・ ビットは、メッセージの種類と送信機での進行中の活動に依存して、デジタル音 声データ、制御データ、命令データその他（一般にここでは“アプリケーション ”データと参照）を含み得る。最後に、ある種のチェックサム（和の検算）また はＣＲＣが含まれ、受信機がそれがメッセージを正確に受信したことを確認する のを助ける。一般に、どんな種類の公知の検証方式が、チェックサム、チェック ビット、フォールディング・チェックサム、エラー修正ビット等を含め、通信の 中で 使われるが、メッセージの有効性に捧げられるビットの数とシステムのデータ処 理量の間には矛盾があることに気づく。 携帯電話から基地ユニットへのメッセージの前置きの間に、４個のアンテナ選択 フィールドが含まれる。アンテナ選択ビットが、シンボル・タイミングを回復す るために従来から使われているメッセージの一部を占めるので、基地局によるシ ンボル回復は、他の対策が取られなければ、劣化させられるかも知れないことに 注意。一つのこのような対策はメッセージのデータ部分に関して前置き部のサイ ズを増加すること、またはメッセージ全体の長さを増すことであり得よう。これ らのオプションの両方がシステムのデータ・バンド幅の減少を伴う。本発明の一 つの面において、バンド幅減少対策は取られないで、新規のシンボル・タイミン グ回復法が使われる。図８を参照して、本発明の一面において、シンボル・タイ ミングは信号がそれを通して印可される相関器の出力から得られる。一般に、受 信した信号は各シンボルのための複数のサンプルを提供するため、サンプリング される。本発明の一つの実施態様において、入力信号の各シンボルが相関器の出 力で10回サンプリングされる。 どの１回の相関器出力の大きさも受信したシンボルの中心がその時間にある確率 に相当する。シンボル内の各ｉ番目のサンプルについて、サンプルの総計が得ら れ、他のサンプル全ての総計と比較され、最大の総計がシンボルの中心に相当す る最も可能性のあるサンプルを示す。言い換えれば、受信機は以下の方程式を計 算する。 ただしＫはシンボル当りのサンプル数、ＴＯＴＡＬはスロット(全シンボル)当り のサンプル数。本発明のこの面は全スロットを使ってシンボル・タイミングを測 定し、それからその測定を使ってシンボル群の各々を抽出することに注意。本発 明のこの面を実施するために、入ってくるメッ セージは動的メモリに保存され、一方でシンボル・タイミングは抽出されている ；しかし、シンボル・タイミングの測定はメッセージの最初の受信に始まってよ く、全スロットの受信を待つ必要はない。 シンボル・タイミングが一度得られると、本発明の受信機は“ムービング・ウイ ンド（動く窓）”相関器を使って、ユニーク・ワードを見つける。本発明におい ては、しきい値相関器の必要はない。従って、相関器は全体のスロットの長さを 持つて入ってくる信号の有限の部分を調べ、どこにユニーク・ワードが最もある らしいかを決定する。一度、相関器が最も可能性のある場所を決定したら、受信 機のプロセサは回復されたスロットについて、ビット毎の検査をして、仮定され たユニーク・ワードの各ビットが入ってくるメッセージの中に存在するか否かを 決定する。もしユニーク・ワードが発見されれば、フレーム内のどこにユニーク ・ワードが現れるかが予め決められているので、受信機はそれからユニーク・ワ ードの周りの、そのフレーミングを全部セットアップ出来る。 一度、そのユニーク・ワードが成功裏に得られれば、それ以降のフレームのユニ ーク・ワードは、送信機と受信機の間のドリフトを測定したり、受信機をそのド リフトについて調整するのに使い得る。それ以降のユニーク・ワードの獲得には 、全フレームを調べる必要はなく、しかし、ユニーク・ワード期待される時間付 近に小さな窓が現れるので通常は十分で、受信機側の処理の負荷を削減するだろ う。 基地局群がお互いに同期を維持するのを援助して、それらが正しくスロット/周 端数の組み合わせを調べることが出来るようにするため、本発明のシステムは定 期的に全ての基地局に送られる共通のクロック・パルスを持っている。そのクロ ック・パルスは、基地局に関連して使用される典型的なスイッチからのような比 較的安定な源から取られ得る。例えば、デジタル電話の応用例でよく使用される パルス・コーデド・モジュレーション（“ＰＣＭ”）において、基地局とスイッ チの間のＰＣＭスロットの一つが定期的に同期（またはリセット）パルスを搬送 するようにプログラムされて、それ が全ての基地局により受信されて、そのクロックとそれにより導出される通信フ レームを同期するのに用いられる。もしスイッチから正確なクロックが与えられ るなら、基地局は高価なオシレータが不要なので単一の安定なクロックはデータ の整列を助け、ハードウエアのコストを削減する。さらには、携帯電話は基地局 （それは、代わりに、スイッチからのＰＣＭクロックのような正確なクロック上 にロックされている）から受信したＲＦ搬送波を使用して参照クロックを周波数 補正することにより本発明中の比較的安価で、比較的精度は悪い、オンンボード 参照クロックを使用出来る。 本発明のもう一つの面において、システムは、使用者が開始すると、遠隔のユニ ットが遠隔のユニットと基地局の間で通信のビット・エラー・レート（“ＢＥＲ ”）試験を発動できるようなプロトコルを含むことが出来る。ＢＥＲ試験は遠隔 ユニット、基地局、または擬似ランダム・シーケンスによっての送信を含んでよ い。基地局と遠隔ユニットの両方がＢＥＲを測定するためにこのようなシーケン スの受信を使ってもよいし、（基地局の場合）そのＢＥＲを使用者への表示のた めに遠隔ユニットに報告してもよい。表示されたＢＥＲ情報は、システムを取り つけた人々にとってシステムのカバー範囲と性能を測定したり、確かめたりする のに非常に役立つ。本発明のこの面はＢＥＲ測定に限定されず、本発明のシステ ムは、信号を送ったり、信号強度のようなＲＦ信号の予め決められた特性の信号 測定をしたり出来る。本発明のもう一つの面において、基地局と携帯電話の間の メッセージは、携帯電話にプログラム化されているシステム識別子を含むことが できる。システム識別子は、それから、例えば前置きの中のように、メッセージ の中に置かれる。それから携帯電話と基地局はシステム識別子を調べ、もしそれ が受信機に関するシステム識別子に合わないならば、メッセージを完全に無視で きる。このようにして、二つの全く別のシステムが同じ地理的領域の部分を、お 互いに隣り合って存在できる。同様に、携帯電話群も一つのインストールされた システムより多くで運用するようプログラムされ、それによって一つ のシステムからもう一つへと自由に動き回るだろう。通話量とセキュリティの心 配に依存するが、人々は特定の携帯電話についてオーソライズされたシステム識 別を変更して色々な地理的領域からアクセスされる能力の変わる携帯電話を提供 され得る。 同様に、本発明の携帯電話は、使用者が彼の遠隔ユニットを励起させる以外のい かなる行動を始める必要無しに複数の無線システムで使用され得る。（携帯電話 へのアクセスを提供する各システムの管理者は携帯電話を受け入れるシステムを 構築しなければならない）この特徴は、同じ（または近くの）ビジネス・キャン パス内の異なる場所で異なるシステムが運用するような設備において特に有用で ある。このような設備では、使用者は場所の一つのエリヤからもう一つへ移動し 、そこでは全く異なる無線システムが設置されているとしても、彼の携帯電話を 十分利用出来、それはその使用者に関する個人的な特徴も含むことが出来る。一 方、もし二つの隣接したシステムが一つのシステムの使用者が他の使用をオーソ ライズしたくなければ、本発明の無線システムは自動的にオーソライズされてい ない携帯電話を無視し、携帯電話は“他所の”システムによって使用されている 基地局及び通信を使用しようとしない。 本発明のシステムはまた、同時に呼び出しシステム及び電話として使用され得る 。この面において携帯電話はそれらの表示用に英数字のメッセーッジを受信でき 、呼び出し音が励起されて、使用者にメッセージを知らせることが出来る。ペー ジャーとして使用される時、移動式の局は携帯電話での使用者に電話の通話を完 了させないが、単に現存する通信システムを使って呼び出しメッセージを送る。 ページャー/電話の組み合わせの無線システムで使われる遠隔ユニット群は全使 用者にとって同じでよいが、希望により、呼び出し専用に使用されるユニットで 、コストが安いが、音声通信能力のないものがある。 図１を再び参照して、本発明のシステムの設置はその構造により比較的容易に可 能である。例えば、スイッチは通信手段20による基地局18と通信可能なＢＳＩＵ 16と関連あるデジタル・スイッチであればよい。 通信手段20は、二つの捩った配線のセットのような簡単なものでよく、配線２本 は基地局16へのデータの送信に使われ、配線２本はデータをＢＳＩＵ16への送信 に使われる。４本の配線上のデータの送信は、配線の各ペア上で同時に起こって いる複数のデジタル・メッセージを処理するため、Ｅ-1として公知のプロトコル を使ってなされ得る。加えて,４本の配線はまた基地局へ電力とグラウンド参照 を搬送し、基地局をビルの電気配線に統合する必要はない。 運用において、基地局は壁、天井のような都合の良い表面に載せられ、そして４ 本の配線は基地局18とＢＳＩＵ16の間に張られる。基地局に関する一般化された 電力立ち上げプログラマブル・リード・オンリ・メモリ（“ＰＲＯＭ”）を使っ て、基地局18は通信手段20からの電力または利用可能な電気配線の電力の適用に よりＰＲＯＭを用いてそれ自身ブートできる。一度、基地局がブートされれば、 それはメッセージをＢＳＩＵに送り、システム・ユニーク・データと構造のダウ ンロードを要求する。 基地局18は割り当てられた周波数を持たず、主に電話の場所よりむしろ信号強度 の評価で運用するので、基地局の莫大なプログラミングは一般に不要である。こ のプログラミングの不要なことが、システムの設置を容易にし、停電や急激な電 圧変動後のサービスを自動的に回復させる。図10（共通要素については図１で使 用されたのと共通の番号を使用）に描かれるような本発明のさらなる実施態様に おいて、本発明で使用されるスイッチ10は上記のようなデジタル・スイッチであ る必要はなく、公衆電話網12をそのシステムに相互接続する従来方式のアナログ ・スイッチであってよい。このようなシステムにおいて、ベース・ステーション ・インタフェース・アパラタス（“ＢＳＩＮ”）90がデジタル無線システムと従 来方式のアナログ・スイッチ10の間の接続に使用され得る。ＢＳＩＡは無線シス テム（基地局１８と携帯電話２２）に図１に関連して記述されるＢＳＩＵの全機 能を提供する。加えて、図10の別のシステムのＢＳＩＡは携帯電話からのデジタ ル通信全てを従来方式のアナログ通信に変換し、携帯電話22からの機能要求を標 準的なスイッチ（例えばＰＢＸ） のプロトコルと信号に変換できる。他に、ＢＳＩＡ90は携帯電話により直接実行 されるべきいくつかの機能が、携帯電話22を適当にプログラミングすることによ り（以下に説明するように）、特定の使用者の入力に応答して、特別のＰＢＸに 関連した行動を起こさせられる。 図10を引き続き参照して、ＢＳＩＡは標準的なパソコン91または同様な計算装置 で、必要な時ＢＳＩＡに取り外し可能で取りつけられるものにより構成され、そ して制御され得る。パソコンは、例えば、システム管理者が構成の変更をしたり 、試験を始めたり、システムの性能に関するデータを収集したい時に接続される だろう。パソコン91内のソフトウエアは典型的には以下のソフトウエアを含む： システム・コンフィギュレーション、アップグレーディング、性能統計の解析と 警報及び新しいプログラムのＢＳＩＡと基地局へのダウンロード。 基地局群用の新しい、またはアップグレードしたプログラムはこのようなプログ ラムを基地局群への通信用のＢＳＩＡ（または図１にあるようなシステムのＢＳ ＩＵにより）にダウンロードすることにより容易に、かつ便利に実行され得る。 こうして、新しい、改良された特徴の再プログラミングは基地局への削除または アクセスの必要がなく、結果として、設置されたシステムを維持する人員の著し い倹約となる。ＢＳＩＡ（またはＢＳＩＵ）はまた、携帯電話の使用者が、簡単 で、少ないキー操作でマクロ・コマンドを実行できる能力を含む。マクロの能力 において、ＢＳＩＡはスイッチへのプロトコルに必要な信号が一回の携帯電話上 のキー打ちで容易に実行されるようにする。例えば、スイッチ中のある機能が番 号1,2,3用のＤＴＭＦの連続送信を必要とするなら、携帯電話上の単一のファン クション・キーが実例の機能が必要とされるＢＳＩＡに信号を送るために使用さ れ得るだろう。代わりに、ＢＳＩＡは1,2,3の番号用のＤＴＭＦ信号が成功裏に スイッチに送信されるようにするだろう。スイッチはＤＴＭＦ信号を受信し、要 求された機能が求められているのを理解し、要求された機能を行うのに必要な行 動を便利に実行する。マクロのセットがＢＳＩＡの中にプログラム化でき、その いくつかは携帯電話に依存す るので、異なる電話群上の同じキーが異なる信号をスイッチに送らせられるよう にする。さらには、マクロの異なるセットが異なる種類のスイッチ用に開発され て、スイッチのプロトコルの差異を収容し、設置中に適当なセットがＢＳＩＡに ダウンロードされるようにする。 本発明のもう一つの面において、携帯電話は、スイッチからプログラムされ（基 地局を通して）システム内の各種の電話群の特徴をカスタマイズすることが出来 る。システムが設置され、励起された後、メッセージがスイッチから電話に送ら れ、電話内の特定の特徴を提供し、そして電話上の表示の表われ方を制御し得る 。例えば、電話の表示は従来からの地上に回線のある電話のキーパッドとスイッ チに類似させることが出来る。電話使用者に利用可能な機能を特定することによ り、そのスイッチが一つの電話のスイッチ群が他の電話群のスイチ群と全く異な る機能を運用するように出来るし、また、電話の表示類がプログラムされた機能 を示す異なる画像を示すようにすることも出来る。例えば,その上に５個の仮想 的なスイッチを持つ電話の表示において、一つの電話のトップのスイッチは“保 留”用に使われ得るが、別の電話では、“転送”用に使われ得る。 それ故、第一の電話上の表示は電話の表示上のスイッチの画像内部または近くで “保留”を表示するよう命令され得るだろうし、一方第二の電話は表示上の同じ 場所で“転送”を表示するよう命令され得るだろう。システムで使用される、表 示及び各種携帯電話の特徴の変更は本発明のスイッチとコマンド構造を主に使っ て容易になされ得る。加えて、もし携帯電話の使用者が使用者関連のコードを提 供するよう要求されれば、各電話は使用者コードに応答してその表示と機能を変 えるだろうし、同じ電話が使用者のセキュリティ・レベルやサービス・レベルに 依存して、異なる特徴を持つだろう。 表示は、現在のセルラー電話の親しみのある英数字のメッセージとアイコンの両 方を使用出来る、即ち、“電子メール待ち”、バッテリの強さ、スピーカのボリ ューム、ラインの状況等のような特定の状態や活動を提 案したり、表現したりするグラフィカルな画像である。 本発明の実施態様はまた遠隔のユニットが容易に使用できるように、以下に述べ られる一つ又はそれ以上の使用者インタフェース特性を利用するように構成され 得る。例えば、本発明の実施態様は、使用者が、ダイヤルされるべき電話番号の 数字をダイヤルして、それからアクション・キー（“コール”キー）を押すか、 あるいは最初にアクション・キーを押して、それからダイヤルされるべき電話番 号の数字が続くと言った使用プロトコルを含み得る。最初の方法は、現在セルラ ー電話システムで普通の使用者プロトコルに似ており、二番目の方法は、現在の コードレス電話で普通に使用されているプロトコルに似ている。本発明において は、使用者は何れかのプロトコルを使用することのオプションを与えられている 。 本発明に使用されるもう一つの有用なプロトコルにおいては、使用者はアクショ ン・キーを二回押してダイヤルされた最後の電話番号を再ダイヤルできる。例え ば、使用者は“コール”キーをを二回すと、最初ダイヤル音を得て、二回目に前 にダイヤルした番号を再ダイヤルすることになる。単一のキーを使うことは、使 用者がコールと再ダイヤルの機能を示す異なるキーをキーパッド上で探す必要な しにすることで助けになる。もう一つの有用なプロトコルにおいて、掛かってく る通話が、遠隔ユニットの使用者によって、その場限りではあるが、転送され得 る。このプロトコルでは、遠隔ユニットでの通話受信に当り、その遠隔ユニット は呼び出し音または振動のような標準的な方法によって電話が掛かっているのを 知らせる。オプション的には、遠隔ユニットは電話を掛けてきたパーティの電話 番号や内線番号を表示できる。使用者は掛かってきた電話に下記のいずれかで応 答できる：そのコールに答えるため“コール”キーを押すこと；“クリヤ”キー を押して呼び出し音を止め、そしてその電話に返事をしないでおくこと；あるい は、“エンド”キーを押して、もう一つの電話、留守番電話システム、またはボ イスメール・システムのような別のユニットに自動的に転送させること。 さらに本発明で使用されるもう一つのプロトコルの特徴においては、遠隔ユニッ トのキーボードが電子的にロックされて、限定された数のキーのみ使用可能であ るようにする。例えば、使用者が予め決めたキー・シーケンスを入力して全ての 使用（機能をアンロックすることを除いて）から電話をロックする、または電話 を限定された状態にロックすることができる。限定された状態では、使用者は三 つのキー、全ての機能を復元する“アンロック”キー、遠隔ユニットを切る“電 源”キー及び掛かってくる電話に応答する“コール”キーが使用を許され得る。 限定された状態での遠隔ユニットでは、遠隔ユニットはキーをうっかり、または オーソライズされていないのに押してしまう心配なしに自由に持ち運べる。 本発明の望ましい実施態様が述べられてきたが、一方、述べられた実施態様は説 明のためのみで、発明の範囲は添付された請求範囲によってのみ定義されるべき もので、これらから当業者に当然思い浮かぶ、同等の全範囲、多くのバリエーシ ョン、修飾は該当するものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年８月２６日（１９９８．８．２６） 【補正内容】 請求の範囲 １． 時間分割多重アクセス（“ＴＤＭＡ”）通信システムで、一つの基地ユ ニットと複数の遠隔ユニットの間を時間シリーズのフレームによって通信し、そ して、それが各フレームを複数のスロットに分割し、上記スロットの各々が一つ の特定の遠隔ユニットに関連する通信に割り当てられ、各スロットは二つの部分 に分割されていて、その間に一つの決まった遠隔ユニットから通信が受信され、 またそれへ送信されるもので、そのシステムがその基地ユニットとそれらの遠隔 ユニットの間の通信用の複数のアンテナによって特徴づけられるもので、かつ上 記アンテナの一つを選択するための選択手段が上記遠隔ユニットへのスロットの 間に通信用に使用され、それが同じスロットの間に上記遠隔ユニットから受信し た信号に少なくとも部分的に基づくもの。 ２． 請求項１のシステムで、その中でスロット内部の通信が、遠隔ユニット から最初に受信されるもの。 ３． 請求項１または２において請求されるシステムで、その中で上記選択手 段が受信した信号の受信信号強度を評価する手段からなるもの。 ４． 請求項１または２において請求されるシステムで、その中でその基地ユ ニットと複数の遠隔ユニットが時間シリーズのフレームにより通信するもので、 各々が受信信号の強度を向上するスペクトル形状を持つ一つの前書きを持つもの 。 ５． 請求項１または２において請求されるシステムで、その中で上記選択手 段が少なくとも一つの全体フレームの間に受信信号強度を評価する手段からなる もの。 ６． 前述の請求項のどれかで請求されるシステムで、その中で上記遠隔ユニ ットが電池節約回路からなるもので、それは、いくつかのフレームの間で上記遠 隔ユニットへの通信部分への電力を削減するが、一つのフレームの単一スロット の間の通信が必要な時を除く。 ７． 請求項６において請求されるシステムで、その中で上記電池節約回路が 単一スロット以外の全てについて電力を削減するもの。 ８． 請求項１から３までの何れか一つに従うシステムで、電池節約回路から なり、それは上 記遠隔ユニットの通信部分への電力を削減するが、Ｎ番目のフレーム毎の一つの スロットの間を除くもの。ただしＮは１より大である。 ９． 請求項８において請求されるシステムで、その中で上記フレームのＭ個 の連続したものが一つのスーパーフレームにグループ化され、そしてＮはＭより 大であるか等しいもの。 １０． 請求項９において請求されるシステムで、その中で異なる遠隔ユニット 群が一つのスーパーフレーム内部の異なるフレーム群の制御スロットの間に通信 するもの。 １１． 請求項10において請求されるシステムで、その中で、スーパーフレーム 内部で上記遠隔ユニットが通信するようなスーパーフレーム内のフレームが各遠 隔ユニットに関連する識別番号から決定されるもの。 １２． 複数の基地局群と複数の遠隔ユニット群からなる通信システムで、上記 遠隔ユニットの各々がラジオ用周波数（“ＲＦ”）リンク経由で一つまたはそれ 以上の基地局群と通信し、各基地局は複数の、地理的に多様なアンテナからなり 、そしてその中で通信は一連のデジタル・メッセージを用いて達成され、各メッ セージは前書き部を含み、通信方法が以下のステップからなるもの： （ａ）その前置き部分を複数のアンテナ選択部分に分割することで、上記複数の 分割部分が数において複数のアンテナに等しいもの； （ｂ）基地局で、上記アンテナ選択部分の各々に関連する信号の質を評価して、 遠隔ユニットからの最良の信号を受信するアンテナを決定すること；そして （ｃ）最良の信号を持つと決められたアンテナを用いて、遠隔ユニットと通信す ること。 １３． 請求項１２において請求されるシステムで、その中でデジタル・メッセ ージが時間シリーズのフレームからなり、かつその中で評価及び通信の上記ステ ップが各フレームで行われるもの。 １４． 請求項１３において請求されるシステムで、その中で評価のステップが 同じフレーム内部で通信するステップの前の一つのフレーム内で達成されるもの 。 １５． 請求項１２または１３において請求されるシステムで、その中で各フレ ームが複数のスロットに分割され、その間に遠隔ユニット群は上記基地局にアプ リケーション・データを送信でき、かつその中で通信の上記ステップが上記スロ ットの各々について行われ、そのアン テナは、他のスロットに関して独立に決定される各スロットむけに用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── 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)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，Ａ Ｕ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ， ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 シュメル アーディティ アメリカ合衆国、フロリダ州 32919、メ ルバーン、ウェスト ナサ ブルバード 1025 (72)発明者 イラン バラック アメリカ合衆国、フロリダ州 32919、メ ルバーン、ウェスト ナサ ブルバード 1025 (72)発明者 アレン ジャクソン アメリカ合衆国、フロリダ州 32919、メ ルバーン、ウェスト ナサ ブルバード 1025 (72)発明者 デヴィッド ホックマン アメリカ合衆国、フロリダ州 32919、メ ルバーン、ウェスト ナサ ブルバード 1025 (72)発明者 パーミンダー シカンド アメリカ合衆国、フロリダ州 32919、メ ルバーン、ウェスト ナサ ブルバード 1025 (72)発明者 シュメル バチンスキ アメリカ合衆国、フロリダ州 32919、メ ルバーン、ウェスト ナサ ブルバード 1025

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 一つの基地ユニットと複数の遠隔ユニットの間を、フレームの時間シリー ズによって通信し、各フレームを複数スロットに分割し、上記スロットの各々が 特定の遠隔ユニットに関連する通信に動的に割り当てられている時間分割多重ア クセス（“ＴＤＭＡ”）通信システムで、各スロットを、通話が決まった遠隔ユ ニットから受信及び送信される間、二つの部分に分割することを特徴とするもの 。 ２． 請求項１で請求される通信システムで、一つのスロット内の通話が遠隔ユ ニットから最初に受信されるもの。 ３． 請求項１または２で請求される通信システムで基地ユニットと遠隔ユニッ トの間の通信用の複数のアンテナを含み、その中で上記アンテナの一つが選ばれ て、上記遠隔ユニットへのスロット間の通信用に使用され、その通信が同じスロ ットの間で上記遠隔ユニットから受信した信号に少なくとも部分的に基づくもの 。 ４． 請求項１から３の何れか一つに請求される通信システムで、上記遠隔ユニ ットが電池節約回路からなり、それは、いくつかのフレームの間で、一つのフレ ームの単一のスロットの間で通信することが必要とされる時を除いて、上記遠隔 ユニットの通信部分への電力を削減するもの。 ５． 請求項４で請求される通信システムで、上記電池節約回路が単一スロット 以外の全てについて電力を削減するもの。 ６． 複数の基地局と複数の遠隔ユニットからなる通信システムで、上記遠隔ユ ニットの各々がラジオ用周波数（“ＲＦ”）リンク経由で、上記基地局の一つま たはそれ以上と通信しており、そして各基地局は複数の、地理的に多様なアンテ ナからなり、そして、その中では、通信は一連のデジタル・メッセージを用いて 達成され、各メッセージは前置き部分を含むもので、以下のステップからなる通 信方法： （ａ）その前置き部分を複数のアンテナ選択部分に分割することで、上 記複数の分割部分が数において複数のアンテナに等しいもの； （ｂ）基地局で、上記アンテナ選択部分の各々に関連する信号の質を評価して、 遠隔ユニットからの最良の信号を受信するアンテナを決定すること；そして （ｃ）最良の信号を持つと決められたアンテナを用いて、遠隔ユニットと通信す ること。 ７． 請求項６で請求された通信システムで、デジタル・メッセージが時間シリ ーズのフレームからなり、そして、その中では評価及び通信の上記ステップが各 フレームについて行われるもの。 ８． 請求項７で請求される通信システムで、その中で評価のステップが同じフ レーム内で通信するステップの以前に一つのフレーム内で達成されるもの。 ９． 請求項７または８で請求される通信システムで、その中で各フレームが複 数のスロットに分割され、それらスロットの間に遠隔ユニットがアプリケーショ ン・データを上記基地局に送信し、かつその中で上記通信するステップが上記ス ロットの各々について行われ、各スロット用に使用されるアンテナは他のスロッ トに関して独立に決定されるもの。 １０．時間分割多重アクセス（“ＴＤＭＡ”）通信システムで、それが一つの基 地ユニットと複数の遠隔ユニットと時間シリーズのフレームにより通信し、そし て、それが各フレームを複数のスロットに分割し、上記スロットの各々が動的に 一つの特定の遠隔ユニットに関連した通信を割り当てられており、各スロットは 二つまたはそれ以上の部分に分割されていて、各スロットの間に通信は決まった 遠隔ユニットから受信され、そして送信されるもので、基地局と遠隔ユニットの 間の通信用の複数のアンテナがあり、上記アンテナの一つが選ばれて、上記遠隔 ユニットへのスロットの間の通信用に使われ、その通信は同じスロットの間に上 記遠隔ユニットから受信される信号に少なくとも部分的に基づくもの。 １１．請求項10において請求される方法で、その中で上記評価が受信した信号の 受信信号強度を評価することからなるもの。 １２．請求項10において請求される方法で、その前置きが受信信号の強度を向上 するスペクトル形状を持つもの。 １３．請求項10において請求される方法で、上記評価が少なくとも一つの完全な フレームの間受信した信号強度の評価からなるもの。 １４．時間分割多重アタセス（“ＴＤＭＡ”）通信システムで、それが一つの基 地局と複数の遠隔ユニットの間で、時間シリーズのフレームにより通信し、そし て、それが各フレームを複数のスロットに分割し、上記スロットの各々が一つの 特定の遠隔ユニットに関連する通信に動的に割り当てられているもので、その中 で各スロットは二つの部分に分割され、そのスロットの間に通信は一つの決まっ た遠隔ユニットから受信され、そしてそれへ送信されるもので、その改良が電池 節約回路からなるもので、それは上記遠隔ユニットの通信部分への電力を削減す るが、それはＮ番目のフレーム毎の一つのスロットの間を除くものである。ただ しＮは１以上である。 １５．請求項14において請求されるシステムで、上記フレームのＭ個の連続した ものが一つのスーパーフレームにグループ化されるもので、ＮはＭより大きいか 等しい。 １６．請求項15において請求されるシステムで、その中で異なる遠隔ユニット群 が一つのスーパーフレーム内で異なるフレームの制御スロットの間に通信するも の。 １７．請求項16において請求されるシステムで、その中で上記遠隔ユニットが通 信するようなスーパーフレームの内部のフレームが、各遠隔ユニットに関連する 識別番号から決定されるもの。