JP2000516436A - 無線システム及び呼確立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ネットワークサブシステムと固定の位置を有する加入者端末との間の無線接続について指向性アンテナビームを使用するような無線システムに関する。ネットワークサブシステムは、例えば、送信ビーム角度、受信ビーム角度、エアーインターフェース遅延特性、エアーインターフェースインパルス応答、ネットワークサブシステムの送信電力、加入者端末の送信電力、レーキブランチの数を含む双方向の無線接続のパラメータを記憶するための手段を備える。ネットワークサブシステムは、新しいユーザーの双方向のテスト無線接続のパラメータを測定する共通の測定ユニットも備える。

Description

【発明の詳細な説明】 無線システム及び呼確立方法 発明の分野 本発明は、ネットワークサブシステムと、固定の位置を有し、ネットワークサ ブシステムに対して双方向の無線接続を有する少なくとも１つの加入者端末とを 備える無線システムに関する。その無線接続は、指向性アンテナビーム（orient ed antenna beam）を使用する。 発明の背景 近年、公衆電話網（ＰＳＴＮ）の加入者端末と交換センタとの間のデータ伝送 接続を無線接続によって無線で実施する装置が既知となってきている。その装置 は無線ローカルループ（ＷＬＬ）として知られている。この装置によって、利用 者の構内へのケーブルの設置が避けられる。セルラー方式無線ネットワークで使 用されるネットワークサブシステムに属する、例えば、基地局といったような装 置、及び、無線接続上で動作する加入者端末が安価になってきているので、この 装置は十分に商品としての競争力を有する。しかしながら、例えば、人口がまば らな領域では、広大なエリアをカバーするために、必要な通常の基地局の数は非 常に多いので、ネットワークインフラストラクチャーの高コストが問題となり得 る。 基地局のレンジ及びシステムのトラフィック容量を増大するために、異なるス マートアンテナ装置がセルラー方式無線ネットワークにおいて開発されてきてい る。このような装置は空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）と呼ばれる。代表的な装置 はアンテナアレーである。例えば、基地局では、基地局に関して、加入者端末が 位置する方向を何らかの方法で測定し、送信において、加入者端末に向けられた アンテナビームを使用することが可能である。受信においては、スマートアンテ ナ装置で、所望の複数経路伝播の信号成分を構造的に合成でき、発生し得る干渉 信号の影響を最小化できる。上記に説明した装置によって、例えば、信号の搬送 波／干渉比率の改善、セル容量の増大、接続品質の改善、加入者端末の電池寿命 の増大、レンジの拡張が可能である。 上記に説明したＷＬＬとＳＤＭＡ技術の組み合わせは非常にコストが高くなる ので、この装置は、ケーブルで実施される通常の固定の電話接続と比較して商品 としての競争力がない。これは、受信器が各々のトラフィックチャネルに対して 多次元ビームサーチャー及びトラッカーを必要とするという事実に因る。多次元 インパルス応答測定もまた必要とされる。もし、システムが符号分割多元接続（ ＣＤＭＡ）技術も使用するならば、多次元符号収集が受信において必要とされる 。 発明の特徴 本発明の目的は、上記に説明したＷＬＬとＳＤＭＡ技術とを低コストで組み合 わせることが可能な無線システムを提供することである。 これは、ネットワークサブシステムが、双方向の無線接続のパラメータを記憶 するための手段を備えるようなシステムで実現される。 本発明に従う処理の最大の利点は、競争力のある価格で、加入者端末と公衆電 話網との間の接続を実施できることである。 図面の簡単な説明 以下に、添付図に従って、例を参照して、本発明をより詳細に説明する。 図１は、ＳＤＭＡの動作方式を示す。 図２は、本発明に従うネットワークサブシステムの基地局を例示するブロック 図である。 図３は、本発明に従う方法を例示するフローチャートである。 発明の実施の形態 本発明は、ＳＤＭＡ技術でより効果的に動作するようにされ得るような全ての 無線システムにおいて使用するのに適している。本出願は、例としてＴＤＭＡ及 びＣＤＭＡシステムを使用するが、本発明をそれらに限定するものではない。 図１は、本発明に従う動作を例示する。ネットワークサブシステム１００は、 指向性アンテナビームを使用する。本出願では、ネットワークサブシステム１０ ０とは、例えば、基地局、基地局コントローラ、ネットワーク管理システム、伝 送装置、交換センタといった、一般的に、ネットワークオペレータによって制御 される固定の装置をいう。基地局コントローラ、及び、それが制御する基地局に よって形成される統合体は、基地局システムと称される。 個人の住宅といったような固定の位置で加入者端末１２０、１２２を所有する ユーザーは、もし所望するならば、ネットワークサブシステム１００を介して、 いずれかの他のユーザーとの接続を確立できる。同様に、別のユーザーは加入者 端末１２０、１２２に対して呼を実施できる。第１のユーザーの加入者端末１２ ０の指向性アンテナビーム１１０は、第２のユーザーの加入者端末１２２の指向 性アンテナビーム１１２に干渉しない。本思想は、例えば、通常の全方向性アン テナもしくは３つの部分にセクター化されたセルの代わりに、もしくは、それに 加えて、アンテナビームの指向性を使用するということである。アンテナビーム が狭くなればなる程、セルの容量が大きくなる。例えば、基地局の地理的な位置 に対して東−西方向１４０に向かわせるといったように、指向性アンテナビーム の方向を指示することができる。それから、この方向からの度数でアンテナビー ムの角度を指示する。例えば、図では、第１のアンテナビーム１１０の角度１３ ０は約２０度である。同様に、第２のアンテナビーム１１２の角度１３２は約１ １０度である。例えば、もし、別個のアンテナを送信及び受信用に備えるならば 、送信及び受信アンテナビームの角度は異なる大きさとなり得る。 加入者端末１２０もまたそれ自体の送信において指向性アンテナビームを使用 することができる。最も簡便な方法では、通常の指向性アンテナを加入者端末１ ２０に接続し、ネットワークサブシステム１００の基地局の受信アンテナアレー の方向に向ける。 図２は本発明に従う基地局の簡便化されたブロック図である。図２は本発明を 例示するのに必須であるブロックを示すのみであるが、従来の基地局も、ここで は詳細に説明されていないいくつかの他の機能および構成を備えているというこ とは、当業者にとって明白である。実際、基地局は、例えば、ＳＤＭＡ技術を使 用し、本発明によって必要とされるように変更されているＧＳＭシステムの通常 の基地局である。 基地局は、チャネルコーデック２１０、２１２、２１４を経由して公衆電話網 ２００に接続される。チャネルコーデックは基本帯域信号の処理を実施する。送 信及び受信ビームフォーマーのアレー２２０はチャネルコーデック２１０、２１ ２、２１４に接続される。ビームフォーマー２２２、２２４、２２６の各々は１ つのチャネルコーデック２１０、２１２、２１４に接続される。ビームフォーマ ー２２２、２２４、２２６の機能は、送信及び受信の両方で指向性アンテナビー ムを処理することによって、方向に関する情報を生成することである。ビームフ オーマーアレー２２０は、呼制御及び操作及び維持の機能を有する制御ユニット ２４０によって制御される。制御ユニット２４０は、加入者属性に関する情報が 記憶されている加入者データベース２５０を使用する。 本発明によると、ネットワークサブシステム１００は、双方向の無線接続のパ ラメータを記憶するための手段を備える。基地局システムの加入者データベース ２５０にパラメータを記憶できるのが好ましい。 ネットワークサブシステムは、新しいユーザーの双方向のテスト無線接続のパ ラメータを測定するようにされた少なくとも１つの共通の測定ユニットを備える 。図２に示される基地局では、これは、ビームフォーマーアレー２２０のビーム フォーマーの１つ、例えば、ビームフォーマー２２０が、他のビームフォーマー よりも複雑な構成を有し、ビームサーチャーを備えるといったように実施される のが好ましい。従って、ビームフォーマー２２２は共通の測定ユニットと称され る。 新しいユーザーがシステムに到着する時、最初に、双方向のテスト無線接続が ネットワークサブシステム１００と加入者端末１２０との間で確立される。それ から、共通の測定ユニット２２２はテスト無線接続のパラメータを測定する。パ ラメータには、例えば、送信ビーム角度、受信ビーム角度、エアーインターフェ ースチャネル特性、インパルス応答を含むが、本発明をそれに限定するわけでは ない。送信及び受信ビーム角度は先に図１で示されている。エアーインターフェ ースチャネル特性により、加入者端末は移動しないので、送信と受信との間のタ イミングについて、常に一定のままである固定数が分かる。パラメータは加入者 データベース２５０に記憶される。本発明によれば、加入者データベースにネッ トワークサブシステム１００の送信電力及び／もしくは加入者端末１２０の送信 電力を記憶することも可能である。テスト無線接続中に、加入者端末１２０がネ ットワークサブシステム１００に加入者端末１２０の送信電力を信号で送るとい ったように、加入者端末１２０の送信電力をネットワークサブシステム１００に 通知するのが最も好ましい。当然、ネットワークサブシステム１００はそれ自体 の送信電力を分かっているので、それを測定する必要はない。 本発明をＣＤＭＡシステムで使用する時、受信器はレーキ受信器である。ＣＤ ＭＡでは、ユーザーは、各々の接続に特有な拡散符号によって互いに識別される 。送信において、送信されるべき情報は、相当に広い帯域を有し、一般的に擬似 ランダムである拡散符号で拡散される。受信では、広帯域信号は同一の拡散符号 で拡散されるので、その広帯域信号は最初に送信された狭帯域情報信号に復元さ れる。レーキ受信器は、受信された複数経路伝播の信号成分を復調するブランチ を備える。本発明によれば、他のパラメータに加えて、レーキ受信器のブランチ の最適な数もまた測定されて、加入者データベース２５０に記憶され得る。 ネットワークサブシステムは、双方向の無線接続がネットワークサブシステム と加入者端末との間に確立される時に、ネットワークサブシステムに記憶されて いる双方向の無線接続のパラメータを使用するようにされる。図２に示される基 地局では、これは、制御ユニット２４０が呼確立要求を受信する時、その制御ユ ニットが加入者データベース２５０から当無線接続のパラメータを引き出すとい ったように実施される。それから、制御ユニット２４０は共通のビームフォーマ ー２２４、２２６にパラメータを与え、アンテナアレー２３０を介して加入者端 末へ送信される指向性アンテナビームをパラメータで生成するようにビームフォ ーマに命令する。同様に、受信では、アンテナアレー２３０を介して受信される 信号を使用して、受信アンテナビーム角度でビームを形成する。接続確立中、加 入者端末にもエアーインターフェース遅延特性を通知するので、加入者端末は、 それ自体が送信できる時間が分かる。送信電力も加入者端末に指示され得る。代 替案では、加入者端末はこれらのパラメータをそれ自体のメモリに記憶する。従 って、呼確立中に、ネットワークサブシステムはこれらのパラメータを加入者端 末へ信号で送る必要はない。 最も簡便な方法では、本発明をソフトウェアで実施する。その場合、制御ユニ ット２４０はデジタル信号プロセッサもしくは汎用プロセッサであり、その方法 のステップはソフトウェアによって実施される処理である。例えば、ＨＷ構成要 素から形成される別個のロジック、もしくは、ＡＳＩＣ（Application specific integrated circuit（特定用途向けＩＣ））で本発明を実施することも可能で ある。 図３は、フローチャートの形式で本方法のステップを例示する。 ステップ３００：最初に、新しいユーザーかどうかを調べる。すなわち、最初 に、ユーザーがネットワークサブシステムへの無線接続を初めて確立するのかど うか、もしくは、ネットワークサブシステムがユーザーへの無線接続を初めて確 立するのかどうか、又は、ユーザーは無線接続を既に有しているのかどうかを調 べる。ユーザーが無線接続を既に有している場合には、パラメータは既に保存さ れている。 ステップ３０２：新しいユーザーなので、双方向のテスト無線接続を確立する 。 ステップ３０４：テスト無線接続のパラメータを測定する。 ステップ３０６：測定されたパラメータを記憶する。 ステップ３０８：新しいユーザーではないので、記憶されているユーザーパラ メータを引き出す。 ステップ３１０：記憶されているパラメータで、双方向の無線接続を確立する 。 添付図に従って、例を参照して、本発明を上記に説明したけれども、本発明は それらに限定されることなく、添付の請求の範囲に開示されている本発明の思想 の範囲内においていくつかの方法で変更され得ることは明白である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，Ｄ Ｅ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ネットワークサブシステムと、固定の位置を有し、ネットワークサブシステ ムへの双方向の無線接続を有する少なくとも１つの加入者端末とを備え、無線 接続は指向性アンテナビームを使用し、ネットワークサブシステムは双方向の 無線接続のパラメータを記憶するための手段を備える無線システム。 ２．ネットワークサブシステムは、新しいユーザーの双方向のテスト無線接続の パラメータを測定するようにされている少なくとも１つの共通の測定ユニット を備える請求項１に記載のシステム。 ３．ネットワークサブシステムは、双方向の無線接続がネットワークサブシステ ムと加入者端末との間で確立される時に、ネットワークサブシステムに記憶さ れている双方向の無線接続のパラメータを使用するようにされている請求項１ に記載のシステム。 ４．パラメータには、送信ビーム角度が含まれている請求項１から請求項３のい ずれか１つに記載のシステム。 ５．パラメータには、受信ビーム角度が含まれている請求項１から請求項３のい ずれか１つに記載のシステム。 ６．パラメータには、エアーインターフェース遅延特性が含まれている請求項１ から請求項３のいずれか１つに記載のシステム。 ７．パラメータには、エアーインターフェースインパルス応答が含まれている請 求項１から請求項３のいずれか１つに記載のシステム。 ８．パラメータには、ネットワークサブシステムの送信電力が含まれている請求 項１から請求項３のいずれか１つに記載のシステム。 ９．パラメータには、固定の位置を有する加入者端末の送信電力が含まれている 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のシステム。 10．ＣＤＭＡ及びレーキ受信器が使用され、パラメータには、レーキブランチの 数が含まれている請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のシステム。 11．ネットワークサブシステムと、固定の位置を有し、ネットワークサブシステ ムへの双方向の無線接続を有する少なくとも１つの加入者端末とを備え、無線 接続は指向性アンテナビームを使用するような無線システムにおいて接続を確 立するための方法において、 新しいユーザーのための双方向のテスト無線接続を確立するステップと、 テスト無線接続のパラメータを測定するステップと、 測定されたパラメータを記憶するステップとを備える方法。 12．ユーザーの記憶されているパラメータを引き出すステップと、 引き出されたパラメータで、双方向の無線接続を確立するステップとを更に 備える請求項１１に記載の方法。 13．パラメータには、送信ビーム角度が含まれる請求項１１もしくは請求項１２ のいずれか１つに記載の方法。 14．パラメータには、受信ビーム角度が含まれる請求項１１もしくは請求項１２ のいずれか１つに記載の方法。 15．パラメータには、エアーインターフェース遅延特性が含まれる請求項１１も しくは請求項１２のいずれか１つに記載の方法。 16．パラメータには、エアーインターフェースインパルス応答が含まれる請求項 １１もしくは請求項１２のいずれか１つに記載の方法。 17．パラメータには、ネットワークサブシステムの送信電力が含まれる請求項１ １もしくは請求項１２のいずれか１つに記載の方法。 18．パラメータには、固定の位置を有する加入者端末の送信電力が含まれる請求 項１１もしくは請求項１２のいずれか１つに記載の方法。 19．無線システムはＣＤＭＡ及びレーキ受信器を使用し、パラメータには、レー キブランチの数が含まれる請求項１１もしくは請求項１２のいずれか１つに記 載の方法。 20．ネットワークサブシステムと、固定の位置を有し、ネットワークサブシステ ムへの双方向の無線接続を有する少なくとも１つの加入者端末とを備え、無線 接続は指向性アンテナビームを使用し、ネットワークサブシステムは双方向の 無線接続のパラメータを記憶するための手段を備え、ネットワークサブシステ ムは、無線接続が確立される時に、無線接続の少なくとも１つのパラメータを 加入者端末へ送信するようにされている無線システム。