JP2001522563A - 選択呼出受信機におけるエネルギ節約方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 無線通信システム５は、少なくとも１つのコントローラ６に結合される送信ユニット１を備える。コントローラ６は、SCR(選択呼出受信機)２をSCRグループに細分し、SCRグループをスーパーグループに割り当て、選択された数のメッセージ・フレーム２１６とメッセージ間隔２０８とを各スーパーグループ内の各SCRグループに割り当てる機能に適応される。次に１つのスーパーグループが選択され、捕捉グループ・メッセージ内に入れられる。このスーパーグループは、捕捉グループ・メッセージ受信の目標とされるSCR２に対して、スーパーグループに従ってメッセージ受信間隔２０３の間、メッセージを監視することを命令するものである。次に、コントローラ６は、SCR２に向けて捕捉グループ・メッセージを送信するよう、送信ユニット１を起動する。特定のSCR２のメッセージ目標が生成され、選択されるスーパーグループに従い送信ユニット１を介して送信される。目標のSCR２は、受信されるスーパーグループに従いメッセージを受信する。

Description

【発明の詳細な説明】 選択呼出受信機におけるエネルギ節約方法および装置 発明の分野 本発明は、一般に衛星通信システムに関し、特に、無線通信システムにおいて 動作する選択呼出受信機におけるエネルギを節約するための方法および装置に関 する。 発明の背景 携帯無線選択呼出ユニットやそれにメッセージを通信するための無線インフラ ストラクチャなどの新技術の出現により、国内に居る個人が、今や遠隔地に居る 他のユーザからカスタム・メッセージを受信することができるようになった。カ スタム無線通信の典型的な形式としては、電子メール・メッセージ，ページング ・メッセージおよびセルラ電話メッセージなどがある。現在では、多くのカスタ ム無線メッセージ通信システムは地上を基地としており、その地上カバレージ容 量には地理的な制約がある。 それに対して、衛星通信システムは、大きなカバレージ容量を有する。衛星通 信システムが世界的な情報の流布を革新する助けとなったのはこのためである。 これはテレビ ジョン信号の世界的放送に最も顕著である。衛星通信システムを用いる世界的通 信の可能性と、このようなシステムにおける現在の進歩により、産業界の指導者 たちはセルラ電話サービス，ページング・サービスさらにはより多くのものを提 供することのできる世界的衛星通信システムを開発することに力を結集してきた 。 このような事業者が直面する当面の問題は、導入するのに費用効果が優れ、保 守の費用効果に優れる衛星通信システムの開発である。通信産業に起こる別の問 題は、小型で、現在国内で用いられる既存の選択呼出ユニットと匹敵するバッテ リ寿命性能を有する選択呼出ユニットの使用に対応する衛星通信システムの開発 である。衛星準拠選択呼出ユニットの費用，小型性およびバッテリ効率に影響を 与える主要な要因は、世界的衛星通信システムに採用される通信プロトコルの種 類である。 従って、衛星と選択呼出ユニットの費用効果の優れた導入および保守を可能に する通信プロトコルが実質的に必要である。さらに、世界的衛星通信システムで 動作する選択呼出ユニットにおけるバッテリ資源を最適化する通信プロトコルが 必要である。 図面の簡単な説明 本発明は添付の請求項における独自性により明記される。 しかし、本発明の他の特徴は、以下の詳細説明を添付の図面と組み合わせて参照 することにより、より明らかになり良く理解頂けよう。 第１図は、本発明による無線通信システムの図である。 第２図は、本発明による衛星通信システムで用いられる通信プロトコルを示す タイミング図である。 第３図および第４図は、通信プロトコルを利用するSCRが本発明により、大量 のエネルギをどのように節約することができるかを示すタイミング図である。 第５図ないし第７図は、本発明によるSCR，コントローラおよび衛星の電気ブ ロック図をそれぞれ示す。 第８図および第９図は、本発明によるコントローラおよびSCRの動作をそれぞ れ示す流れ図である。 好適な実施例の説明 本発明に関して開示される信号化プロトコル，方法および装置は、本発明の譲 受人に譲渡され、本明細書に参考文献として含まれるOlds他による米国特許第５ ，６１３，１９４号「Satellite-Based Cellular Messaging System and Method of Operation Thereof」（１９９７年３月１８日出願）に関する。 第１図は、本発明による無線通信システム５の概略図を示す。単純にするため に、無線通信システム５をここでは システム５と呼ぶ。好ましくは、システム５は、送信機を有する少なくとも１つ の衛星１を備える送信ユニットに結合される少なくとも１つのコントローラ６に よって構成される衛星通信システムである。しかし、言うまでもなく、本発明は 送信ユニットが少なくとも１つの地球に本拠を置く従来の無線送信機である地球 準拠通信システムにも適応可能である。いずれの実施例も本発明と実質的に類似 するので、以下の説明は衛星通信システムの実施例に焦点を当てる。 第１図により、いくつかの衛星１が地球４の回りの比較的低い軌道内に配置さ れる。これらの衛星１は、好ましくは、衛星１の配座全体が地球４全体に対して 連続するカバレージを提供するように軌道内に配置される。衛星１に加えて、シ ステム５は、地球４上に基地を置く１つ以上のコントローラ６を備える。各コン トローラ６は、中央交換オフィス６（または「ゲートウェイ」）の動作と機能的に 等しい。単純にするために、各コントローラ６をここではオフィス６と呼ぶ。オ フィス６は、地球４の表面にあり、RF通信リンク８を介して近隣の衛星１と通信 状態にある。衛星１は、データ通信リンク３を介して互いにも通信を行う。衛星 １の配座を通じて、オフィス６は地球４上のどのような寸法の領域にもカバレー ジ領域を提供することができる。オフィス６は、公衆電気通信交換網（図示せず ）に結合し、この交換網を通じてシステム５の加入者への起呼に対する 要求が受信される。各オフィス６は、そのオフィス６と関連を持つ地球４の地域 にあると思われる加入者に対する起呼要求を受信する。第１図は、便宜上１つの オフィス６しか図示しない。 しかし、任意の数の地球４の領域に関して任意の数のオフィス６を採用するこ とができることは、当業者には明白であろう。さらに、すべてのオフィス６が分 布方式で動作することも、あるいはすべてのオフィス６からシステム５内の衛星 １配座にメッセージを中継する１つの指定されたオフィス６と集合的に通信状態 で動作することもできることは、言うまでもない。 システム５は、ページャまたは他の一方向携帯ユニットなどのSCR２（選択呼 出ユニット）も任意の数だけ、可能性としては数百万個備える。SCR２は、通信 リンク７を介して架空の衛星１から通信を受信するように構築される。好ましく は、リンク７は実質的に見通し線（line-of-sight）通信に対応するRF周波数を 利用し、リンク７は単信方式のリンクである。言い換えると、通信は衛星１から SCR２に向かって一方向にしか進まない。単信通信にすることで、SCR２を低量の 電力を消費する小型で安価のユニットとして製造することができる。リンク３ま たは８に関して、単信通信であるための制限は起こらない。むしろ、これらのリ ンクはそれぞれ、衛星間通信およびオフィス対衛星の通信用となる。 第２図は、システム５が本発明によりSCR２と通信するために利用する通信プ ロトコル２００を示すタイミング図である。（好ましくは１９４．４秒の継続期 間を有する）通信サイクル２０２の間、通信プロトコル２００は、９個のブロッ ク間隔２０４（各々が好ましくは２１．６秒の継続期間を有する）によって構成 される。各ブロック間隔２０４は、捕捉グループ・メッセージ間隔２０６にさら に細分され、そのすぐ後に４つのメッセージ間隔２０８によって構成されるメッ セージ受信間隔２０３が続く。好ましくは、SCR２の各々は、メッセージ２１８ を監視するために９個のブロック間隔２０４の１つに割り当てられる。あるいは 、各SCR２が９個のブロック間隔２０４のうち１つ以上のブロックに割り当てら れることがあることも、言うまでもない。 一般に、オフィス６は、地球４上の大きな地域に対する通信を制御する。とり わけ、オフィス６は、複数のセル領域に対する衛星１の送信を制御する。各セル 領域は、オフィス６に接続する大きな地域を分割したものである。地球４上でSC R２の位置を追跡するために、SCR２のユーザはセル領域（たとえば都市）間を移 動するとき、あるいは異なるオフィス６に接続する大きな領域（たとえば国）間 を移動するときには、そのユニットを登録しなければならない。オフィス６に接 続するセル領域はかなり大きいので、SCR２のユーザ登録はユーザが特定の領域 に留まる間は頻 繁に必要とされるわけではない。 １つのブロック間隔２０４をSCR２に割り当てることによって、SCR２は割り当 てられたブロック間隔２０４の間だけ起動する。後で説明するように、これがシ ステム５内で動作するSCR２と衛星の集団に対し第１レベルのバッテリ節約機能 を階層的に提供する。捕捉グループ・メッセージ間隔２０６は、システム５が少 なくとも１つの捕捉グループ・メッセージ２１３を送信するために用いる。この 例では、システム５は、好ましくは複数の捕捉グループ・メッセージ２１３を、 各々、第２図に示される４８個のフレーム２１０のうち選択された１つのフレー ムの間に送信する。各捕捉グループ・メッセージ２１３は、グループ階層情報フ ィールド２１２と巡回スケジュール・フィールド（visitation schedule field ）２１４とによって構成される。これらのフィールドがSCR２に対して、メッセ ージ受信間隔２０３の間にメッセージを監視する方法を決定するために用いる情 報を与える。言うまでもなく、捕捉グループ・メッセージ間隔２０６には、たと えばSCR２に対して複数の可能な周波数チャネルから選択された特定の周波数チ ャネルを用いてメッセージ２１８を受信することを命令するフィールドなど、別 のフィールドが用いられることもある。また、言うまでもなくフィールド２１２ ，２１４の順序は関係がなく、通信プロトコル２００の動作に影響を与えずに変 更することもできる。 同様に、複数のメッセージ間隔２０８の各々は、複数のメッセージ・フレーム ２１６（好ましくは４８個）によって構成される。各メッセージ・フレーム２１ ６の間、１つ以上のメッセージ２１８がシステム５によって１つ以上の目標のSC R２に対して送信される。巡回スケジュール・フィールド２１４は、目標のSCR２ に対して、複数のメッセージ間隔２０８の各々の間に４８個のメッセージ・フレ ーム２１６のうち選択された数のフレーム内にメッセージを監視することを命令 するデジタル・データによって構成される。 これを実現するために、巡回スケジュール・フィールド２１４は、４８ビット のデータによって構成される。巡回スケジュール・フィールド２１４内の各ビッ ト位置は、メッセージ間隔２０８の各々に含まれる４８個のメッセージ・フレー ム２１６と直接的な対応関係を有する。巡回スケジュール・フィールド２１４内 の４８個のビット位置のうち任意の位置にある論理「１」は、SCR２に対して、S CR２が４つのメッセージ間隔２０８の各々の間に４８のメッセージ・フレーム２ １６のうち特定の１つの間にメッセージを監視しなければならないことを知らせ る。たとえば、ビット位置１６，１９，４０，４３に論理「１」があり、他のす べてのビット位置には論理「０」があるとすると、それはSCR２に対して、SCR２ が４つのメッセージ間隔２０８の各々の間に、１６，１９，４０，４３（第２図 に図 示）と番号を振られたメッセージ・フレーム２１６の間はメッセージを監視しな ければならないことを示す。他のメッセージ・フレーム２１６の間（すなわちフ レーム１〜１５，１７〜１８，２０〜３９，４１〜４２，４４〜４８の間）は、 SCR２は４つのメッセージ間隔２０８の各々の間に電力が低減する。 この説明から明らかになるように、巡回スケジュール・フィールド２１４はさ らに第２レベルのバッテリ節約機能をSCR２に与える。巡回スケジュール・フィ ールド２１４によるブロック間隔２０４の割当と１つ以上のメッセージ・フレー ム２１６の動的な割当の階層的な組み合わせが結果として実質的なバッテリ節約 機能をSCR２に提供するが、追加のバッテリ節約機能が望ましい。 このような融通性を得るために、通信プロトコル２００は、第２図に示すグル ープ階層情報フィールド２１２を利用する。巡回スケジュール・フィールド２１ ４と同様に、グループ階層情報フィールド２１２は、目標のSCR２に対して、複 数のメッセージ・フレーム２１６およびメッセージ間隔２０８のうちから選択さ れた数の間だけ、メッセージを監視することを命ずるデジタル・データを含む。 以下の表１，２は、例として、グループ階層情報フィールド２１２の２つの代替 実施例の動作を説明する。便宜上、グループ階層情報フィールド２１２を「GHフ ィールド」と略する。 表１は、グループ階層情報フィールド２１２の第１実施例を示す。表１の第１ 列は、グループ階層情報フィールド２１２に対応し、この例では２ビット・コー ドからなるので、４つの可能な命令のうちの１つをSCR２に与える(そのうちの１ つはこの例では用いられない)。次の４つの列は、１つ以上のSCRグループに割り 当てられた選択された数のメッセージ・フレーム２１６によって構成される。こ の例では、４つのSCRグループ（例としてSCRグループＡ，Ｂ，Ｄ，Ｄ）がある。 SCRグループは、衛星通信システム５内の世界中のSCR２の１つの小区分によって 構成される。好ましくは、SCR２は、SCR２の複数のアドレス範囲に基づきSCRグ ループに細分される。 たとえば、世界中に１００万個のSCR２があるとし、そのSCRに連続番号が振ら れているとする。このような場合、アドレス範囲1〜２５０，０００のSCR２はSC RグループＡに、アドレス範囲２５０，００１〜５００，０００のSCR２はSCRグ ループＢに、アドレス範囲５００，００１〜７５０，０００のSCR２はSCRグルー プＣに、アドレス範囲７５０，００１〜１，０００，０００のSCR２はSCRグルー プＤに割り当てられることになる。世界中のSCR２を個別集合のSCRグループに分 割するために、無限数の割当方法を採用することができることは、当業者には明 白であろう。表１は、４つのSCRグループからなる例に関するが、SCR全体を本発 明の動作を変更せずにそれより多いSCRグループに、あるいはそれよりも少ないS CRグループに細分することができることは言うまでもない。 表１の説明を続けて、この表の各行はスーパーグループを表す。本実施例に関 しては、各スーパーグループにはSCRグループが割り当てられ、これがメッセー ジ・フレーム２１６の独自の集合に割り当てられる。たとえば、バイナリ・コー ド「００」は、SCRグループＡ，Ｂが１〜２４までのメッセージ・フレーム２１ ６に割り当てられ、SCRグループＣ，Ｄが２５〜４８までのメッセージ・フレー ム２１６に割り当てられるスーパーグループを表す。バイナリ・コード「０１」 は、SCRグループＡが１〜１２までのメッセージ・フレーム２１６に割り当てら れ、SCRグループＢが １３〜２４までのメッセージ・フレーム２１６に割り当てられ、SCRグループＣ が２５〜３６までのメッセージ・フレーム２１６に割り当てられ、SCRグループ Ｄが３７〜４８までのメッセージ・フレーム２１６に割り当てられる別のスーパ ーグループを表す。第３スーパーグループは、バイナリ・コード「１０」によっ て表され、この場合はSCRグループＡ〜Ｄが４８個すべてのメッセージ・フレー ム２１６に割り当てられる。 表１に表される実施例については、SCRグループＡ〜Ｄが、メッセージ受信間 隔２０３の間に４つすべてのメッセージ間隔２０８に割り当てられる。この実施 例の動作を下記の表２の説明の後で簡単に説明する。 表１とは対照的に、表２はメッセージ間隔２０８の組み合わせを各スーパーグ ループに関してSCRグループＡ〜Ｄに割り当てる。たとえば、バイナリ・コード 「００」は、SCRグループＡ，Ｂが第１および第２メッセージ間隔２０８に割り 当てられ、SCRグループＣ，Ｄが第３および第４メッセージ間隔２０８に割り当 てられるスーパーグループを表す。バイナリ・コード「０１」は、SCRグループ Ａが第１メッセージ間隔２０８に、SCRグループＢが第２メッセージ間隔２０８ に、SCRグループＣが第３メッセージ間隔２０８に、そしてSCRグループＤが第４ メッセージ間隔２０８に割り当てられる別のスーパーグループを表す。第３スー パーグループは、バイナリ・コード「１０」によっ て表され、この場合はSCRグループＡ〜Ｄが４つすべてのメッセージ間隔２０８ に割り当てられる。表２の実施例に関しては、SCRグループＡ〜Ｄは選択された 数のメッセージ間隔２０８の４８個のメッセージ・フレーム２１６すべてに割り 当てられることに注目されたい。 各表について、それより多くのあるいは少ないスーパーグループを用いること ができることは当業者には自明であろう。さらに、グループ階層情報フィールド ２１２が用いるビット・コードを、捕捉グループ・メッセージ間隔２０６の間に 他のフィールドから送信される未使用のビット状態を用いて通信することができ る。 グループ階層情報フィールド２１２と巡回スケジュール・フィールド２１４の 機能を統合することにより、SCR２においてエネルギを節約する有利な方法が得 られる。第３図および第４図は２つの代替実施例のもとでグループ階層情報フィ ールド２１２および巡回スケジュール・フィールド２１４を統合して用いる場合 の実例を示す。 第３図に示す３つの例は、表１に提示される例によるグループ階層情報フィー ルド２１２の実施例を表す。便宜上、第１例を２つのタイミング部分（例１Ａお よび１Ｂ）に細分する。この例では、巡回スケジュール・フィールド２１４がＳ ＣＲ２に対して、１６，１９，４０，４３と番号を振ったメッセージ・フレーム ２１６内のデータを監視することを命ずる。この例は、捕捉グループ・メッセー ジ２１３ がSCR２により（システム５により送信される４８個の捕捉グループ・メッセー ジ２１３から−−タイミング部分３２４で示す）受信されると始まる。捕捉グル ープ・メッセージ２１３は、バイナリ・コード「００」を有するグループ階層情 報フィールド２１２を含む。 このコードは、SCRグループＡ，Ｂに対して、１〜２４と番号を振ったメッセ ージ・フレーム２１６のうちいずれか１つのメッセージ・フレームの間と、すべ てのメッセージ間隔２０８の間にメッセージを監視することを命ずる。さらに、 このコードはSCRグループＣ，Ｄに対して、２５〜４８と番号を振ったメッセー ジ・フレーム２１６のいずれか１つのメッセージ・フレームの間と、すべてのメ ッセージ間隔２０８の間にメッセージを監視することを命ずる。SCRグループＡ ，Ｂは１〜２４までのメッセージ・フレーム２１６しか監視しないので、巡回ス ケジュール・フィールド２１４により４０，４３と番号を振られたメッセージ・ フレーム２１６の割当は無視される。同様に、SCRグループＣ，Ｄは２５〜４８ までのメッセージ・フレーム２１６しか監視しないので、１６，１９と番号を振 られたメッセージ・フレーム２１６の割当は無視される。これらの割当は、タイ ミング部分３２６，３２８によって図示される。 例１は、SCRグループＡ，ＢおよびSCRグループＣ，Ｄが、各メッセージ間隔２ ０８の２つのメッセージ・フレー ム２１６間で量的に分配することのできるメッセージを有する場合に適している 。このようにメッセージを分配することにより、すべてのSCR２が巡回スケジュ ール・フィールド２１４により指定される全メッセージ間隔２０８および全メッ セージ・フレーム２１６の間、「常に」メッセージを監視する場合と比較すると 、各SCRグループ内のSCR２のバッテリ寿命性能が実質的に最適化される。 例２では、捕捉グループ・メッセージ２１３がSCR２により（システム５が送 信した４８個の捕捉グループ・メッセージ２１３から−−タイミング部分３３１ により図示）受信される。捕捉グループ・メッセージ２１３は、SCR２に対して 、１６と１９と番号を振ったメッセージ・フレーム２１６の間だけ、メッセージ を監視することを命ずる巡回スケジュール・フィールド２１４によって構成され る。また、グループ階層情報フィールド２１２はバイナリ・コード「０１」を有 する。このコードは、SCRグループＡが１〜１２までのメッセージ・フレーム２ １６のうちの１つのメッセージ・フレームの間メッセージを監視し、SCRグルー プＢが１３〜２４までのメッセージ・フレーム２１６のうち１つのメッセージ・ フレームの間メッセージを監視し、SCRグループＣが２５〜３６までのメッセー ジ・フレーム２１６のうち１つのメッセージ・フレームの間メッセージを監視し 、SCRグループＤが３７〜３８までのメッセージ・フレーム２１６のうち１つの メッセージ・フレーム の間メッセージを監視することを命令する。この割当をタイミング部分３３０に よって示す。 巡回スケジュール・フィールド２１４は、SCRグループに対して、１６，１９ と番号を振ったメッセージ・フレーム２１６のみを監視することを命ずるので、 SCRグループＡ，Ｃ，Ｄはこの命令を無視して、全メッセージ・フレーム２１６ とメッセージ間隔２０８の間は電力を低減することになり、それによってかなり の量のエネルギが節約される。SCRグループＢのみが、全メッセージ間隔２０８ の間の１６，１９と番号を振ったメッセージ・フレーム２１６の間、メッセージ を監視する。例２は、メッセージが１つのSCRグループにのみ宛てられる場合を 示す。重ね合わせることにより、全SCRグループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがメッセージ受 信の目標となることができ、各SCRグループが特定のSCRグループに宛てられるメ ッセージのみを監視することは当業者には明らかであろう。 最後に、例３において、捕捉グループ・メッセージ２１３がSCR２により（シ ステム５が送信した４８個の捕捉グループ・メッセージから−−タイミング部分 ３３３により図示）受信される。捕捉グループ・メッセージ２１３は、ＳＣＲ２ に対して１６，１９，４０，４３と番号を振ったメッセージ・フレーム２１６の 間メッセージを監視することを命ずる巡回スケジュール・フィールド２１４によ って構成される。さらに、グループ階層情報フィールド２１２は バイナリ・コード「１０」を有する。このコードは、SCRグループＡ〜Ｄに対し て、１〜４８までのメッセージ・フレーム２１６のうち任意の１つのメッセージ ・フレームにおいてメッセージを監視することを命ずる。このため、SCRグルー プＡ〜Ｄは、巡回スケジュール・フィールド２１４の命令下で、各メッセージ間 隔２０８の間に１６，１９，４０，４３と番号を振ったメッセージ・フレーム２ １６内のメッセージを監視する。例３は、フレームおよびSCRグループにメッセ ージを割り振る際に最大の融通性が必要とされる場合に対応する。 第４図に示される３つの例は、表２に示される例によるグループ階層情報フィ ールド２１２の代替実施例を表す。第４図の各例について、巡回スケジュール・ フィールド２１４は、SCR２に対して１６，１９，４０，４３と番号を振ったメ ッセージ・フレーム２１６においてデータを監視することを命ずる。 第４図の第１例では、SCR２により（システム５が送信した４８個の捕捉グル ープ・メッセージから−−タイミング部分３０４により図示）受信される捕捉グ ループ・メッセージ２１３は、バイナリ・コード「００」を有するグループ階層 情報フィールド２１２を備える。このコードは、SCRグループＡ，Ｂに対して、 最初の２つのメッセージ間隔２０８のうちいずれか一方のメッセージ間隔の間と 、１６，１９，４０，４３と番号を振ったメッセージ・フレー ム２１６の間にメッセージを監視することを命ずる。このコードは、SCRグルー プＣ，Ｄに対しても、最後の２つのメッセージ間隔２０８のうちいずれか一方の メッセージ間隔の間と、１６，１９，４０，４３と番号を振ったメッセージ・フ レーム２１６の間にメッセージを監視することを命ずる。SCRグループＡ，Ｂに 関する割当はタイミング部分３０６によって図示される。同様に、SCRグループ Ｃ，Ｄに関する割当はタイミング部分３０８によって図示される。 このスーパーグループは、SCRグループＡ，ＢとSCRグループＣ，Ｄとが２つの メッセージ間隔２０８の間でのみ量的に分配することができるメッセージを有す る場合に適している。このようにメッセージを分配することによって、すべての SCR２が巡回スケジュール・フィールド２１４に指定される全メッセージ間隔２ ０８および全メッセージ・フレーム２１６の間、「常に」メッセージを監視する 場合と比較すると、各SCRグループ内のSCR２のバッテリ寿命性能が実質的に最適 化される。 例２に示されるスーパーグループは、SCR２のバッテリ寿命性能が例１のスー パーグループにより行われる最適化よりもさらに最適化される様子を示す。この 例では、SCR２により（システム５が送信した４８個の捕捉グループ・メッセー ジから−−タイミング部分３１０により図示）受信される捕捉グループ・メッセ ージ２１３は、バイナリ・ コード「０１」を有するグループ階層情報フィールド２１２を備える。このコー ドは、SCRグループＡが第１メッセージ間隔２０８の間メッセージを監視し、SCR グループＢが第２メッセージ間隔２０８の間メッセージを監視し、SCRグループ Ｃが第３メッセージ間隔２０８の間メッセージを監視し、SCRグループＤが第４ メッセージ間隔２０８の間にメッセージを監視することを命ずる。SCRグループ Ａ〜Ｄは、それらが割り当てられたメッセージ間隔２０８の間、１６，１９，４ ０，４３と番号を振ったメッセージ・フレーム２１６を監視する。これらの割当 はタイミング部分３１２〜３１８によって示される。 言うまでもなく、このスーパーグループはSCR２による最小量のエネルギ放出 を必要とする。これは、各SCR２に関して１つのメッセージ間隔２０８の間しか 活動が起こらないためである。 最後に、例３において、SCR２により（システム５が送信した４８個の捕捉グ ループ・メッセージから−−タイミング部分３２０により図示）受信される捕捉 グループ・メッセージ２１３は、バイナリ・コード「１０」を有するグループ階 層情報フィールド２１２を備える。このコードは、SCRグループＡ〜Ｄに対して 、全メッセージ間隔２０８の間と、１６，１９，４０，４３と番号を振ったメッ セージ・フレーム２１６の間メッセージを監視することを命ずる。この割当はタ イミング部分３２２により示される。このス ーパーグループは、メッセージ・フレーム２１６およびSCRグループに対してメ ッセージを割り振る際に最大の融通性が望まれる場合に有用である。 この時点で、表１，２に例示されるグループ階層情報フィールド２１２の実施 例が、システム５内の各オフィス６がSCR２のバッテリ寿命性能を最適化するた めに利用することのできる融通性のある手段となることが読者には明白であろう 。グループ階層情報フィールド２１２に関して提示される実施例を組み合わせて 、より複雑なバッテリ節約スキームを形成することができることも当業者には理 解頂けよう。 第５図ないし第７図は、本発明によるSCR２，コントローラ６および衛星１の 電気ブロック図をそれぞれ示す。 第５図を参照して、SCR２は、従来のアンテナ４０２に結合される受信機４０ ４と、電源スイッチ４０８と、プロセッサ４１０と、ユーザ・インタフェース４ ２１とによって構成される。受信機４０４およびアンテナ４０２は（これを通じ て通信リンク７が開設される）は、衛星通信システム５により送信されるメッセ ージを含む無線信号を受信するために利用される。受信機４０４は、好ましくは 、リンク７からの送信に含まれる二相偏移変調（BPSK:bi-phase shift keying） および直角位相偏移変調（QPSK:quadrature phase shift keying）エンコード済 みデータを回復する。受信機４０４がデジタル・データを回復し、 これは次にプロセッサ４１０により処理される。受信機４０４により提供される デジタル・データに基づき、プロセッサ４１０は受信される無線信号を拒否また は受諾するようにプログラミングされる。 電源スイッチ４０８はプロセッサ４１０の命令下で、受信機４０４に対する電 力を制御し、それによりバッテリ節約機能を提供するための、MOS（金属酸化物 半導体）スイッチなどの従来のスイッチである。 プロセッサ４１０は、SCR２の動作を制御するために用いられる。一般に、プ ロセッサ４１０の主な機能は、受信機４０４により提供される被復調メッセージ を解読および処理し、それを格納して、ユーザにメッセージが受信されたことを 知らせる。被復調メッセージは、好ましくは、第２図に提示される通信プロトコ ル２００によりプロセッサ４１０によって解読される。解読機能を実行するため に、プロセッサ４１０は、ROM（読み取り専用メモリ）およびRAM（ランダム・ア クセス・メモリ）などの不揮発性メモリ部分と揮発性メモリ部分とを有する従来 のメモリ４１８に結合される従来のマイクロプロセッサ４１６によって構成され る。メモリ４１８の用途の１つは、システム５から受信されるメッセージを格納 することである。別の用途は、SCR２が受信する着信パーソナル・メッセージま たはグループ・メッセージを識別するために利用される１つ以上の選択呼出アド レスを格納することである。 メッセージが解読されメモリ４１８に格納されると、プロセッサ４１０は警告 装置４２２（ユーザ・インタフェース４２１に含まれる）を起動し、警告装置４ ２２がユーザに対し触覚および／または可聴警告信号を発する。たとえば従来の LCDディスプレイ４２４および従来のユーザ制御部４２０をさらに備えるユーザ ・インタフェース４２１は、ユーザが被受信メッセージを処理するために利用さ れる。このインタフェースは、メッセージの読み取り，削除および凍結などのオ プションを提供する。 あるいは、本発明の機能や、メッセージ処理などの他の一般的動作機能および ユーザ・メッセージ・インタフェース機能を実行するためにさらに処理能力が必 要とされる場合は、２つ以上のプロセッサ４１０を用いてもよいことは言うまで もない。 第６図は、本発明によるコントローラ６（中央交換オフィスまたはゲートウェ イとも呼ばれる）のブロック図である。コントローラ６は、プロセッサ４３２を 備え、これは単独のプロセッサとしてもプロセッサ網として構築されてもよい。 プロセッサ４３２は、変調／復調セクション４２８を介してアンテナ４２６に結 合する。アンテナ４２６は、通信リンク８を開設する際に用いられる。セクショ ン４２８は、プロセッサ４３２が生成（または使用）したデジタル・データをリ ンク８と互換性のある被変調RF通信に（あるいはそれから）変換する。 コントローラ６は、恒久的データおよび一時的データを格納するメモリ４３４ も備える。このような恒久的および一時的データとは、コンピュータ・プログラ ム，コントローラ６の動作を通じて変化しないデータおよびコントローラ６の動 作を通じて変化するデータを含む。タイマ４３３もプロセッサ４３２に結合する 。タイマ４３３は、コントローラ６が現在のシステム時刻を追跡して、送信が実 時間需要に応じてコントローラ６から送られるように動作することを可能にする 。公衆電話通信交換網（PSTN:public switched telecommunications network） インタフェース４３０を介して、プロセッサ４３２はPSTN４３６に結合する。SC R２に対する起呼要求はPSTN４３６およびインタフェース４３０を介して受信さ れる。また、SCR２に対する起呼要求は衛星網１（第１図参照）とリンク８を介 して受信される。 第７図は、本発明による衛星１のブロック図である。システム５（第１図参照 ）内のすべての衛星１は、好ましくは第７図のブロック図により実質的に説明さ れる。衛星１は、クロスリンク・トランシーバ４４０とクロスリンク・アンテナ ４３８とを備える。トランシーバ４４０およびアンテナ４３８は、他の近隣衛星 １に対するクロスリンク３（第１図）を支援する。ゲートウェイ・リンク・トラ ンシーバ４４４とゲートウェイ・リンク・アンテナ４４２は、ゲートウェイ６と 通信するためにゲートウェイ・リンク８ （第１図）を支援する。 さらに、加入者ユニット・トランシーバ４４８および加入者ユニット・リンク ・アンテナ４４６は、SCR２（第１図）を支援する。好ましくは、各衛星１は、 最大で１０００個以上のSCR２（第１図）を同時に支援する。もちろん、アンテ ナ４３８，４４２，４４６は単独の多方向アンテナとしても個別のアンテナ群と しても実現できることは、当業者には明白であろう。加入者ユニット・アンテナ ４４６は、多くのセル領域に同時にアクセスすることのできる同相アレイ・アン テナとすることが望ましい。好適な実施例においては、最大４８個の個別のスポ ット・ビームが同数のセル領域に同時にアクセスする。 プロセッサ４５２は、各トランシーバ４４０，４４４，４４８と、メモリ４５ ４およびタイマ４５０にも結合する。プロセッサ４５２は、１つ以上のマイクロ プロセッサを用いて構築することができる。プロセッサ４５２は、タイマ４５０ を用いて、現在日時を維持する。メモリ４５４は、プロセッサ４５２に対する命 令として機能し、またプロセッサ４５２によって実行されると、下記のコントロ ーラ６の流れ図（第８図参照）に説明される手順を、衛星１に実行させるデータ を格納する。さらに、メモリ４５４は、衛星１の動作により処理される変数，表 およびデータベースを含む。 加入者ユニット・トランシーバ４４８は、望ましくは、 プロセッサ４５２の命令に応じて特定の選択可能な時間スロット中にすべての異 なる選択可能な周波数上で送受信を行うことのできる多チャネルFDMA/TDMA（周 波数分割多重接続／時分割多重接続）トランシーバである。加入者ユニット・ト ランシーバ４４８は、通信のために望ましい数の送信および受信周波数を提供す るのに充分な数のチャネルを有する。加入者ユニット・トランシーバ４４８は、 望ましくは、任意の周波数チャネル集合上での送信および受信を可能にし、各加 入者ユニット・トランシーバ４４８が、必要な場合は全周波数および時間スロッ ト割当を処理する能力を持つことによって、全周波数チャネル集合の全スペクト ル容量を利用することができるようにする。 加入者ユニット・トランシーバ４４８は、通常のトラフィック二重搬送波より 高い電力においてSCR信号を送信する。この追加の電力が通常のトラフィック・ チャネルよりも改善されたリンク・マージンを提供する。この追加のリンク・マ ージンにより、自動車および建造物などの障害物にSCR信号が侵入する能力が強 化される。また、これにより感度の低い、従って値段が安いSCR２をシステム５ と共に用いることもできる。 第８図および第９図は、本発明によるコントローラ６とSCR２の動作をそれぞ れ示す流れ図５００,６００である。流れ図５００，６００は、それぞれのメモ リ４３４，４１８に格納されるコントローラ６およびSCR２のプログラミ ングされた命令を示す。 流れ図５００の段階は、１つのブロック間隔２０４に関するコントローラ６の 動作に関する。このため、以下の説明は、残りのブロック間隔２０４の各々につ いてコントローラ６によって繰り返される。 流れ図５００は、段階５０２で始まる。ここではコントローラ６が複数のスー パーグループを生成する。これを実行するために、コントローラ６はSCRを複数 のSCRグループに細分し、SCRグループを複数のスーパーグループに割り当てる。 コントローラ６は、さらに選択された数のメッセージ・フレーム２１６とメッセ ージ間隔２０８を各スーパーグループ内の各SCRグループに割り当てる。この割 当の例は表１，２に示される(上記)。段階５０６において、コントローラ６は複 数の捕捉グループ・メッセージ２１３（好ましくは４８個のメッセージ−−第２ 図ないし第５図参照）を生成する。各捕捉グループ・メッセージ２１３は、捕捉 グループ・メッセージ間隔２０６の複数のフレーム２１０のうち選択された１つ のフレームの間に送信されるよう指定される。 捕捉グループ・メッセージ２１３を生成するために、コントローラ６は複数の スーパーグループから１つのスーパーグループを選択し、捕捉グループ・メッセ ージ２１３内に、スーパーグループに対応するグループ階層情報を含める。グル ープ階層情報は、グループ階層情報フィールド２ １２内に含まれる。スーパーグループは、選択された捕捉グループ・メッセージ ２１３の受信を目標とされる複数のSCR２に対して、スーパーグループに含まれ る選択された数のメッセージ・フレーム２１６およびメッセージ間隔２０８に従 って、メッセージ受信間隔２０３の間に１つ以上のメッセージを監視することを 命ずるために用いられる。 複数の捕捉グループ・メッセージ２１３が生成されると、コントローラ６は段 階５０８に進む。ここで、コントローラ６は、衛星１にトランシーバ４４８を起 動させて、捕捉グループ・メッセージ間隔２０６の間に複数の捕捉グループ・メ ッセージ２１３を送信させる。段階５１０において、コントローラ６は、現在の ブロック間隔２０４に割り当てられた１つ以上のSCR２に対応する１つ以上のメ ッセージを生成する。SCRメッセージが生成されると、コントローラ６は段階５ １４に進み、そこで衛星１にトランシーバ４４８を起動させ、１つ以上のSCR２ の各々に関して選択されたスーパーグループに従って、メッセージ受信間隔２０ ３の間に１つ以上のメッセージを送信させる。コントローラ６と衛星１との間の 通信はすべて、通信リンク８を介して行われることに注目されたい。 第９図を参照して、流れ図６００は段階６０２で始まる。この段階では、SCR ２は受信機４０４を起動して、衛星１が送信する捕捉グループ・メッセージ２１ ３を監視させる。上記のように、捕捉グループ・メッセージ２１３は、SCR ２を選択された数のメッセージ・フレーム２１６およびメッセージ間隔２０８に 向けるグループ階層情報によって構成される。段階６０４において、SCR２は、 受信されるグループ階層情報（選択されるスーパーグループに対応する）とSCR ２が属するスーパーグループとに応じてメッセージ受信間隔２０３の間、１つ以 上のメッセージを受信機４０４に監視させる。段階６０６でメッセージ受信間隔 ２０３の間に１つ以上のメッセージが検出されると、SCR２はメッセージを第５ 図に関して上述されたように処理し、段階６０８に進む。段階６０８において、 SCR２はそのユーザに対して、保留中のメッセージが受信されたことを知らせる 。 第８図には図示されないが、SCR２のプロセッサ４１０は、捕捉グループ・メ ッセージ２１３により命じられた選択された数のメッセージ間隔２０８およびメ ッセージ・フレーム２１６に従って、メッセージ受信間隔２０３の間は、受信機 ４０４とプロセッサ４１０の部分の電力を低減するようプログラミングされる。 この動作は、SCR２のバッテリ節約モードに対応し、これは捕捉グループ・メッ セージ２１３と共に送付される選択されたスーパーグループに基づいて決まる。 グループ階層情報フィールド２１２と巡回スケジュール・フィールド２１４から 受信される統合された命令は、可変するメッセージ・トラフィック条件下で、SC R２のバッテリ寿命を最適化する柔軟性のある手段とな る。 要するに、本発明は衛星１およびSCR２の両方のバッテリ寿命性能を最適化す るという利点を有する方法および装置を提供する。これは、グループ階層情報フ ィールド２１２と巡回スケジュール・フィールド２１４を組み合わせて用いるこ とにより実現される。これらのフィールドが共に、コントローラ６に対して、既 存のメッセージ・トラフィック条件により衛星１とSCR２のバッテリ寿命性能を 最適にする能力を与える。 本発明は好適な実施例に関して説明されたが、本発明から逸脱せずに多くの変 更および変形が可能であることは当業者には明白であろう。従って、これらすべ ての変更および変形は、添付の請求項に定義される本発明の精神および範囲内に あると見なされるものとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．メッセージ受信間隔の間、複数のSCR（選択呼出受信機）にメッセージを 送信する送信ユニットであって、前記メッセージ受信間隔は、各々が複数のメッ セージ・フレームによって構成される複数のメッセージ間隔によって構成される 送信ユニット；および 前記送信ユニットに結合される少なくとも１つのコントローラであって、前記 コントローラが： 前記SCRを複数のSCRグループに細分する機能； 前記SCRグループを複数のスーパーグループに割り当てる機能； 選択された数のメッセージ・フレームおよびメッセージ間隔を各スーパーグ ループ内の各SCRグループに割り当てる機能； 前記複数のスーパーグループから１つのスーパーグループを選択する機能； 捕捉グループ・メッセージを生成する機能； 前記捕捉グループ・メッセージ内に、前記被選択スーパーグループに対応す るグループ階層情報を含め、前記スーパーグループが前記捕捉グループ・メッセ ージの受信の目標とされる複数のSCRに対して、前記スーパーグループに含まれ る前記選択された数のメッセージ・フレームおよびメッセージ間隔に従い、前記 メッセージ受信間隔の間、 １つ以上のメッセージを監視することを命ずる機能； 前記送信ユニットをして、捕捉グループ・メッセージを前記SCRに対して送 信させる機能； １つ以上のSCRに対応する１つ以上のメッセージを生成する機能；および 前記送信ユニットをして、前記被選択スーパーグループに従い前記メッセー ジ受信間隔の間に、前記１つ以上のメッセージを送信させる機能； に適応される少なくとも１つのコントローラ； によって構成されることを特徴とする無線通信システム。 ２．前記複数のSCRが前記SCRの複数のアドレス範囲に基づいてSCRグループに 細分されることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。 ３．前記捕捉グループ・メッセージが、前記複数のメッセージ間隔の各々に関 して、選択された数の前記複数のメッセージ間隔の間にメッセージを監視するこ とをSCRに命ずる巡回スケジュールによってさらに構成されることを特徴とする 請求項１記載の無線通信システム。 ４．前記送信ユニットが送信機を有する少なくとも１つの衛星によって構成さ れることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。 ５．捕捉グループ・メッセージを送信し、複数のSCR(選択呼出受信機)にメッ セージを送信する送信ユニットであって、各SCRが複数のブロック間隔のうち選 択された１つ のブロック間隔に割り当てられ、各ブロック間隔は捕捉グループ・メッセージ間 隔とメッセージ受信間隔とによって構成され、前記捕捉グループ・メッセージ間 隔が複数のフレームによって構成され、前記メッセージ受信間隔が各々が複数の メッセージ・フレームによって構成される複数のメッセージ間隔によって構成さ れる送信ユニット；および 前記送信ユニットに結合される少なくとも１つのコントローラであって、前記 コントローラが： 前記複数のブロック間隔のうち選択された１つのブロック間隔に関して、前 記SCRを複数のSCRグループに細分する機能； 前記SCRグループを複数のスーパーグループに割り当てる機能； 選択された数のメッセージ・フレームおよびメッセージ間隔を各スーパーグ ループ内の各SCRグループに割り当てる機能； 少なくとも１つの捕捉グループ・メッセージを生成し、各捕捉グループ・メ ッセージが前記複数のフレームのうち選択された１つのフレームの間に送信され ることを指定され、選択された捕捉グループ・メッセージを生成する段階が： 前記複数のスーパーグループから１つのスーパーグループを選択する段階 ；および 前記捕捉グループ・メッセージ内に、前記被選択ス ーパーグループに対応するグループ階層情報を含め、前記スーパーグループが前 記捕捉グループ・メッセージの受信の目標とされる複数のSCRに対して、前記ス ーパーグループに含まれる前記選択された数のメッセージ・フレームおよびメッ セージ間隔に従い、前記メッセージ受信間隔の間、１つ以上のメッセージを監視 することを命ずる段階によって構成される段階； によって構成される機能； 前記送信ユニットをして、前記少なくとも１つの捕捉グループ・メッセージ を前記前記捕捉グループ・メッセージ間隔の間に送信させる機能； 前記複数のブロック間隔のうち選択された１つのブロック間隔に割り当てら れる１つ以上のSCRに対応する１つ以上のメッセージを生成する機能；および 前記送信ユニットをして、前記被選択スーパーグループに従い前記メッセー ジ受信間隔の間に、前記１つ以上のメッセージを送信させる機能； に適応される少なくとも１つのコントローラ； によって構成されることを特徴とする無線通信システム。 ６．前記複数のSCRが前記SCRの複数のアドレス範囲に基づいてSCRグループに 細分されることを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。 ７．各捕捉グループ・メッセージが、前記複数のメッセージ間隔の各々に関し て、選択された数の前記複数のメッ セージ間隔の間にメッセージを監視することをSCRに命ずる巡回スケジュールに よってさらに構成されることを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。 ８．メッセージ受信間隔の間に、送信ユニットによって送信されるメッセージ を受信する受信機であって、前記メッセージ受信間隔が複数のメッセージ間隔に よって構成される受信機；および 前記受信機に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサが： 前記受信機をして、前記送信ユニットにより送信される捕捉グループ・メッ セージを監視させ、前記捕捉グループ・メッセージが前記複数のスーパーグルー プのうち選択された１つのスーパーグループに対応するグループ階層情報によっ て構成され、各スーパーグループが複数のSCRグループによって構成され、各SCR グループが無線通信システム内の選択された数のSCRを備え、さらに各SCRグルー プには前記無線通信システムによって、各SCRグループのスーパーグループに従 い、選択された数のメッセージ・フレームおよびメッセージ間隔が割り当てられ る機能；および 前記受信機をして、前記被受信スーパーグループと、前記SCRが属する前記S CRグループとに従って、前記メッセージ受信間隔の間に１つ以上のメッセージを 監視させる機能； に適応するプロセッサ； によって構成されることを特徴とする選択呼出受信機(SCR)。 ９．前記プロセッサが、前記被受信スーパーグループに従い、前記メッセージ 受信間隔の間、前記受信機と前記プロセッサの部分の電力を削減する機能にさら に適応されることを特徴とする請求項８記載のSCR。 １０．前記無線通信システムが衛星通信システムによって構成され、前記送信 ユニットが送信機を有する少なくとも１つの衛星によって構成されることを特徴 とする請求項８記載のSCR。