JP2002507855A - 可変通信容量を備えるモジュール式基地局 - Google Patents

可変通信容量を備えるモジュール式基地局

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JP2002507855A JP2000537330A JP2000537330A JP2002507855A JP 2002507855 A JP2002507855 A JP 2002507855A JP 2000537330 A JP2000537330 A JP 2000537330A JP 2000537330 A JP2000537330 A JP 2000537330A JP 2002507855 A JP2002507855 A JP 2002507855A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 操業当初の設備費を軽減ししかも増設を容易にした柔軟性の高いＣＤＭＡ基地局を提供する。 【解決方法】 この発明はモジュール式の基地局アーキテクチャを提供する。この増設可能な基地局は、慣用の公衆交換網との間で複数の同時並行の通話をサポートするように構成されたディジタル基地局ユニットで組み立てる。操業開始時には故障時に備えた予備のために二つの基地局ユニットを配備する。トラフィック容量を上げる必要がその後生じた場合は追加の基地局ユニットを配備する。セクタ化を要する場合は、それら複数の基地局ユニットに指向性を組み合わせる。それら基地局ユニットの各々には隔てた位置に配置した二つの増幅器付きアンテナモジュールを接続し、それらアンテナモジュールに全方向アンテナまたは指向性アンテナ、送信信号用の大電力ＲＦ増幅器および受信信号用の低雑音増幅器をそれぞれ含める。二つの基地局ユニットに電力供給可能な個別の電源モジュールが停電時の予備電源として作動し、無停電電源装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は通信システムに関する。より詳細にいうと、この発明はセルラー通
信システムのセル内にある複数の個別加入者と複数の小容量無線基地局、すなわ
ち加入者数に比例して稼働効率を上げるようにセルごとに一つ配置してある複数
の小容量基地局との間に符号分割多元接続無線インタフェースを用いた通信シス
テムに関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
高度に進んだセルラー通信は符号分割多重化または符号分割多元接続ＣＤＭＡ
として知られる最新技術を利用している。従来技術による通信システムの一例を
図１に示す。
【０００３】 ＣＤＭＡは、伝送すべきデータを擬似雑音信号で変調することによりデータを
拡大帯域（拡散したスペクトラム）で伝送する通信技術である。帯域幅数千ヘル
ツの伝送すべき信号を帯域幅数百万ヘルツに広げるのである。その通信チャネル
を互いに独立なｍ個のサブチャネルで同時並行に用いる。各サブチャネルにとっ
て、それ以外のすべてのサブチャネルは雑音として認識される。
【０００４】 図に示すとおり、所定の帯域幅の単一のサブチャネルを、広帯域幅の擬似雑音
（ｐｎ）系列発生器で発生した所定のパターンを繰り返す独特の拡散符号と混合
する。これら独特の拡散符号は、拡散符号相互間の相関をほぼ零にするように、
通常互いに直交関係にある。上記データ信号をｐｎ系列で変調し、ディジタルス
ペクトラム拡散信号を生ずる。次に、搬送波信号をそのディジタルスペクトラム
拡散信号で変調し、順方向リンクを確立し伝送する。受信機は伝送されてきた信
号を復調し、ディジタルスペクトラム拡散信号を抽出する。伝送されてきたデー
タは送信側と同一のｐｎ系列との間で相関をとって再生する。拡散符号が互いに
直交関係にある場合は、受信信号は特定の拡散符号に関連した特定の利用者信号
と相関をとることができ、その特定の拡散符号に関連した所望の利用者信号だけ
を強調してそれ以外のすべての利用者のための他信号を強調なしにすることがで
きる。逆方向リンクの確立には、これと同じ処理を繰り返す。
【０００５】 位相偏移変調ＰＳＫなどのコヒーレント変調技術を固定式か移動式かを問わず
複数の加入者に用いた場合は、それら加入者との同期のために基地局からグロー
バルパイロットを継続的に送信する。加入者ユニットは常に基地局と同期をとっ
ており、チャネル位相および振幅パラメータの推算のために上記パイロット信号
情報を用いる。逆方向リンクについては、共通パイロット信号は実現可能ではな
い。通常は逆方向リンク通信に適しているのは非コヒーレント検波手法だけであ
る。基地局による初期捕捉で逆方向リンクを確立するために、加入者局は所定の
ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）経由でランダムアクセスパケットを送信
する。
【０００６】 これまでに採用された従来技術によるＣＤＭＡ通信システムの多くは、パーソ
ナル通信サービス（ＰＣＳ）用の交信相手の加入者局が固定式であれ移動式であ
れ、当初から通話トラフィックが大きいものとして設計されていた。サービスプ
ロバイダーの提案した通信システム仕様により通信サービス稼動領域を定める基
地局の所要数が決まる。この仕様により、各セルの地理的配置が定まり、固定式
および移動式の両方の加入者を収容するセル一つあたりの予想加入者数を定める
トラフィック容量が定まる。各セルの通信トラフィック容量の最大値は通常は上
記の設計で確立される。
【０００７】 従来技術のＣＤＭＡ通信システムは多数の同時並行の交信を当初から処理する
ように設計され容量設定されており、したがってサービスプロバイダーにとって
操業開始時の費用は多大である。それらのシステムは、費用効率の高い小規模な
初期設置を可能にししかも将来の加入者数増加を吸収できる融通性ある基地局構
成に対する需要に対処していない。
【０００８】 したがって、この発明の目的はＣＤＭＡ通信システムの初期設備費用を低減し
、しかも必要に応じて将来の増設を可能にすることである。
【０００９】
【発明の概要】
この発明はモジュールの形状を備え、所定の地理的領域にＣＤＭＡ通信システ
ムを新たに設置する際の初期費用の低減を可能にし、しかも将来の容量拡大を可
能にする基地局アーキテクチャを提供する。この増設可能なアーキテクチャは、
慣用の公衆交換網との間の複数の同時並行の無線の呼をサポートするように構成
したディジタル基地局ユニットで組み立てる。操業開始の際には片方の故障に備
えて二つの基地局ユニットを配備する。トラフィック容量拡大の必要が生じた場
合は追加の基地局ユニットを加えることができる。セクタ化を要する場合は基地
局ユニットを方向ごとに分けることができる。基地局ユニットの各々から隔てて
配置し、それらユニットの各々に接続した二つの増幅器付きアンテナモジュール
、すなわち全方位または外部指向性アンテナ、送信周波数用大電力ＲＦ増幅器お
よび受信周波数用低雑音増幅器を含むアンテナモジュールを設ける。電力線故障
の場合は、二つの基地局ユニットをサポートできる別個の電源モジュールから継
続して電力を供給する。
【００１０】 この発明は、拡大するトラフィック容量を初期設置費用を高めることなくサポ
ートするように増設を容易にするアーキテクチャで、セクタすなわちオムニセル
が大きい場合も小さい場合もサポートする。
【００１１】 したがって、この発明の目的は加入者交信トラフィックが増大した場合の増設
を容易に可能にすることである。
【００１２】 上記以外の利点は好ましい実施例に関する次の詳細な説明から当業者には明ら
かになろう。
【００１３】
【好ましい実施例の説明】 同じ構成要素には同じ参照数字を付けて示した図面を参照してこの発明を説明
する。
【００１４】 増設可能な基地局を用いたＣＤＭＡ通信システム１５のシステム図を図１に示
す。セルラー通信システムの四つのセル１７、１９、２１、２３を基地局送受信
機１７’、１９’、２１’、２３’にそれぞれ関連づけて示してある。一つの加
入者ユニット２５を一つのセルの中に示してある。基地局１７’と加入者ユニッ
ト２５との間で共通のＣＤＭＡ周波数帯域幅のそれぞれの領域で複数の個別の順
方向信号および逆方向信号が送信される。
【００１５】 この増設可能なモジュール式基地局に用いた基地局ユニットＢＳＵは加入者ユ
ニット２５の数に比例した増設可能な構成を可能にする。例えば、繁忙期の平均
利用率が１０パーセント未満である１５０個の加入者局は同時並行の呼１５以下
をサポートするモデム１６個付きの基地局ユニット１６を要する。故障に備えた
冗長度確保のために、一つのＢＳＵ故障時に限定的サービスを提供できるように
するには同じ大きさの加入者群に対して二つの併設ＢＳＵ（上記最小容量の２倍
を有する）を増設可能な基地局に設ける必要がある。
【００１６】 この併設モジュール利用による手法は、必要に応じて二つのＢＳＵ以上に拡大
して加入者数の更なる増加を吸収する。各ＢＳＵは全方位をカバーするがセクタ
ー化のために指向性アンテナで構成することもできる。セル内の特定の領域で加
入者増が生じた場合は、その高密度化したセクタへのサービス提供のために特定
の方向に特化したＢＳＵを同様に配備することもできる。ＢＳＵの各々は標準ま
たは特注の陸上インタフェースの任意の一つを経由して公衆交換網ＰＳＴＮに接
続する。
【００１７】 故障時の許容度を確保するために、各加入者ユニット２５は少なくとも二つの
ＢＳＵと交信可能でなければならない。一つのセルまたはセクタを１個乃至ｎ個
のＢＳＵでカバーしている場合は、各加入者ユニット２５はそれらｎ個のＢＳＵ
の任意の一つと交信できなければならない。現時点において好ましい実施例では
ｎ＝６である。セル内にある加入者ユニット２５の各々は経路損失最小のＢＳＵ
を選択する。
【００１８】 ＣＤＭＡ無線インタフェース用の増設可能なモジュール式基地局は操業のサポ
ートのためにひと組のグローバルチャネルを必要とする。グローバルパイロット
は加入者ユニットによる初期捕捉をサポートし、コヒーレント処理のためのチャ
ネル評価を行う。一つ以上のグローバル報知チャネルでシグナリング情報を提供
する。各ＢＳＵはそれぞれ独自のグローバルチャネル組を必要とする。しかし、
グローバルチャネルは無線回線容量を費やすので、ＢＳＵの各々に全機能グロー
バルチャネルひと組を割り当てるのはコスト大である。
【００１９】 この増設可能なモジュール式基地局は電源節約のための加入者ユニット動作を
サポートする。そのために、加入者ユニット２５はスリープモード、すなわち例
えば１秒ごとに１回だけごく短く覚醒状態に戻って入来呼表示用の着呼メッセー
ジをチェックするスリープモードで動作する必要がある。しかし、加入者ユニッ
トの覚醒時間が短い場合は基地局からのグローバルパイロットの信号強度を高め
なければならない。このパイロット信号強度はコヒーレント復調およびチャネル
評価用の基準信号を提供するだけのために必要な信号強度レベルよりも高くなけ
ればならない。
【００２０】 各加入者ユニット２５は併設ＢＳＵひと組に割り当てられ、覚醒期間ごと１回
ずつそれらＢＳＵを交互に捕捉する。加入者ユニット２５は第１のＢＳＵを偶数
番目の秒ごとに、第２のＢＳＵを奇数番目の秒ごとに逐次的に捕捉する。三つ以
上のＢＳＵが配置されている場合は、この加入者ユニットはそれらＢＳＵの各々
を逐次的に捕捉し１番目のＢＳＵに戻る動作を繰り返す。これと対応して、ＢＳ
Ｕの各々は特定セル内に配備されているＢＳＵの数に応じて高出力電力レベルお
よび低出力電力レベルでパイロット信号を送信する。これらＢＳＵはパイロット
信号送信を高電力レベルで送信するものがどのＢＳＵで、低電力レベルで送信す
るものがどのＢＳＵであるかを特定するようにプログラムされている。
【００２１】 同一グループ中の併設ＢＳＵはすべて二つの索引、すなわちグループの識別記
号を表示する索引Ｉgroupと、そのグループの中のＢＳＵの識別記号を特定する 索引Ｉunitとの二つの索引を蓄積するように予めプログラムされている。各加入
者ユニット２５はＩgroupで表示される一つのグループに割り当てられる。固定 加入者ユニットの無線接続に対してはその加入者を登録時に指定してデータ入力
することができる。移動加入者ユニットについては、加入者ユニット２５でＢＳ
Ｕパイロットの相対的信号強度を試験してローミングおよびハンドオーバの場合
と同様に強度最大値のものを選択することによって抽出する。
【００２２】 加入者ユニット２５が一つのＩgroupに関連づけられると、同期をとることに よってそのグループの各ＢＳＵ Ｉgroup、Ｉunitにアクセスできる。加入者ユニ
ット２５は覚醒状態に入る度ごとにパイロット信号を最大電力で送信中のＢＳＵ
（Ｉunit）のパイロット信号と同期をとり直す。加入者ユニット２５は時刻に基
づいてＢＳＵの識別記号を抽出する。Ｉgroupと関連づけられた上記以外の加入 者ユニット２５も同じ方法を用いて高強度パイロット信号チャネルおよび報知チ
ャネルを送信中のＢＳＵを特定する。その結果、加入者ユニット２５すべてが覚
醒状態に入り、最大電力で送信中のＢＳＵのパイロットチャネルおよび報知チャ
ネルを監視する。
【００２３】 各加入者ユニット２５はＰＳＴＮから時刻情報を受信する。「網操作および保
守（Ｏ＆Ｍ）」機能が誤差２ミリ秒以内の精度の時刻情報を含むメッセージを供
給する。これらメッセージはＯ＆Ｍ機能ブロックから地上リンク経由で各基地局
の位置へ送られ各ＢＳＵに送られる。各ＢＳＵは低速報知チャネル経由で時刻情
報を一度だけ送る。加入者ユニット２５はこの情報を用いて内部クロックの同期
をとる。
【００２４】 時刻（ｔｏｄ）は加法演算 Ｉunit＝tod mod(n) （式１） を用いて一つのＢＳＵの識別情報に変換される。ここでｎはＩgroup内のＢＳＵ の数のメモリ内の値である。ＢＳＵおよびＩgroup内の全加入者局は特定の時刻 にどのＢＳＵが報知信号を送信するかを把握している。覚醒状態に入ると、加入
者ユニット２５は同期をとり、割当て時間スロット内のメッセージを読み、送信
中のＢＳＵからの受信パイロット信号の信号強度を測る。また、加入者ユニット
２５は送信中のＢＳＵのアクティビティを測る。
【００２５】 ＢＳＵは低速または高速報知チャネル経由で通話容量表示メッセージを送る。
低速報知チャネルはアクティビティ量表示メッセージを送る。高速報知チャネル
は交通信号灯の利用によりアクティビティ表示メッセージを送る。各トラフィッ
クチャネルは報知チャネル常駐の交通信号灯と称する表示メッセージを有し、そ
のメッセージによって加入者ユニット２５に空塞状態を伝える。この交通信号灯
を通話容量表示情報として用いることによって、加入者ユニット２５はどのＢＳ
Ｕが空きに最も近い状態であるかを推測する。ＢＳＵはすべて着呼メッセージを
送る。加入者ユニット２５は、この着呼メッセージを認識すると、接続相手とし
て最適のＢＳＵを選択する。この選択は空塞の度合および信号強度などの情報に
よって決める。加入者ユニット２５は、交通信号灯や空塞状態などで定まる通話
容量最大値近傍までＢＳＵが達していない場合は、受信パイロット信号レベル最
大値を示すＢＳＵを選択する。
【００２６】 ＢＳＵパイロットは加入者ユニット２５の覚醒状態時には大きい強度を示すよ
うに常にプログラムされているので、覚醒への所要時間は最小にできる。加入者
ユニット２５が覚醒状態復帰後に行う再捕捉を単純化するには強度の大きいパイ
ロット信号が必要である。再捕捉のあとは加入者ユニット２５は低デューティサ
イクルおよび低電池消費状態に戻る。通常のトラフィックチャネルの約１／２の
信号電力レベルを有する低電力レベルパイロットを常時送信する。覚醒処理サポ
ート時以外は各ＢＰＵはグローバルパイロット信号を低電力レベルで送信してい
るので、各ＢＰＵは確立ずみのトラフィックチャネルのコヒーレント復調を無線
通話容量合計値への影響を無視できる程度に抑えながら常にサポートする。
【００２７】 加入者ユニット２５は各覚醒処理サイクルについて時刻情報に基づきＩgroup からの被選択ＢＳＵを抽出し、その被選択ＢＳＵのグローバルパイロットチャネ
ルおよび報知チャネル対応のｐｎ拡散符号をロードする。次に、加入者ユニット
２５は覚醒処理サイクルごとに１回ずつ受信パイロット信号の相対的信号強度を
測定して、その相対的レベルをメモリに格納し、候補ＢＳＵの各々について最新
の測定値の平均値をとる。
【００２８】 加入者ユニット２５は所定のＢＳＵのサポート中のトラフィック量の情報をそ
の情報が低速報知チャネル経由で送信中であれば読み取り、または各ＢＳＵにつ
いての赤の交通信号灯の数を認識しメモリに格納して短期間平均値を維持する。
【００２９】 加入者ユニット２５は好ましいＢＳＵを特定する選択処理を行う。加入者ユニ
ット２５がアクセスチャネルを要求すると、その好ましいＢＳＵを選択して適切
な符号をロードし通常の立上げ処理を起動する。
【００３０】 ＢＳＵは時刻クロックを維持し、１ミリ秒ごとに１回または１サブエポックご
とに１回読み出す。時刻情報はグローバルチャネル送信同期の特定のために用い
る。次にそれぞれのグローバルチャネルを割り当てて送信電力を所望のレベルに
設定する。ＢＳＵから報知チャネルで通常送信されるトラフィックメッセージお
よび信号は進行する。加入者ユニット２５とＢＳＵとの間の同期が確保されてい
る場合は、加入者ユニット２５は送信電力レベルを徐々に上げながらシンボル長
の短符号を送信する。加入者ユニット２５はＢＳＵからの受信確認信号、すなわ
ちＢＳＵによる受信の有無の判定のための交通信号灯として作用し上記の短符号
の受信確認として作用する受信確認信号を監視する。
【００３１】 ＢＳＵ選択のための加入者ユニット２５の処理は、次の情報でメモリ内のデー
タベースを維持することを含む。
【００３２】 ・RelPower (Iunit); ただしＩunit＝１乃至ｎ ここでRelPower はＢＳＵ（Ｉunit）の相対電力であり、全部ｎunitある 。
【００３３】 ・Activity (Ｉunit); ただしＩunit＝１乃至ｎ 覚醒処理の各々について、 ・RelPower (Iunit) を受信パイロット電力測定値の低域フィルタ処理ずみ 推算値として維持する。
【００３４】 ・RelPower (Iunit)＝RelPower(Iunit)＋ α（パイロット電力測定値−RelPower) （式２） ・Activity (Iunit)＝報知チャネル経由で送信されたトラフィックのレベル
、 または ・Activity (Iunit)＝そのＢＳＵにつき進行中の覚醒処理サイクルについて 数えた赤の交通信号灯の数。 加入者ユニット２５がアクセス要求を試みる場合は、ＢＳＵ割当てを受信パイロ
ット電力の相対レベルおよび相対的アクティビティの関数として定める。例えば
、加入者ユニット２５はＢＳＵのアクティビティが閾値以下であれば受信パイロ
ット信号強度最大値のＢＳＵを選択できる。当業者には認識されるとおり、上記
以外の性能判断基準も利用できる。
【００３５】 増設可能なモジュール式基地局６１の例の構成および物理的配置を図３、図４
および図５に示す。基地局６１の物理的構成は互いに別々の四つの密封箱、すな
わち（１）ディジタル基地局筺体（ＤＢＣ）６３、（２）基地局電源モジュール
（ＢＳＰＭ）６５、および（３)(４）二つの増幅器付きアンテナモジュール（Ａ
ＡＭ）６７１および６７２を備える。
【００３６】 基地局筺体６３は屋内設置にも屋外設置にも適した対環境密封箱である。ＤＢ
Ｃ６３はＢＳＵ６９を収容している。ＡＡＭ６７１および６７２はＢＳＵ６９か
ら隔てて高所７１にとりつける。各ＢＳＵ６９には二つのＡＡＭ６７が必要であ
る。
【００３７】 ＢＳＰＭ６５は図４に示したとおり蓄電池７３、整流器インバータ７５および
能動型電圧調整器７７を備える。ＢＳＰＭ６５は交流１２０／２２０Ｖ電源（図
示してない）からの外部電源入力７９を受け、整流濾波出力８１をＤＢＣ６３に
供給する。この装置の動作は電子工学の分野で周知の無停電電源装置と同じであ
る。蓄電池７３は電力線の送電が停止してから最大４時間にわたりＤＢＣ６３ １基（２台のＢＳＵ６９）の動作を継続して維持する。電力はそれぞれのＢＳＵ
６９に接続線経由で供給する。ＤＢＣ６３は屋外に配置され得るので、ＢＰＳＭ
６５は別個にして同様に外部環境から密封してある。
【００３８】 図５に示すとおり、ＢＳＵ６９は高速パラレルデータバス８７および配電バス
８９を用いた共通背面板８５を有するカードラック組立体である。基地局６１用
の着脱可能なカードは、（１）一つのシステム制御モジュール（ＳＣＭ）９１、
（２）一つのベースバンド送受信機モジュール（ＢＴＭ）９３、（３）一つの電
源モジュール（ＰＳＭ）９５、（４）二つの無線周波数制御モジュール（ＲＦＣ
）９７、および（５）各々が１６個の送信用／受信用モデム１０１を含む６個以
下の無線インタフェースモジュール（ＡＩＭ）９９を要する。ＰＳＭ９５は外部
ＢＳＰＭ６５をコネクタ１０３経由でＢＳＵ６９に接続し、ローカル電源電圧調
整および平滑化を行う。
【００３９】 ＳＣＭ９１は、送信用／受信用モデム選択の制御およびもう一つの併設ＢＳＵ
６９における故障時の調整のための補助メモリ付きシステムレベルプロセッサを
含む。各ＳＣＭ９１は併設ＢＳＵ６９相互間のEthernet E1線などデータ転送線 １０７経由の信号授受を可能にする信号授受バスポート１０５を含む。信号授受
バス１０７は駆動用ソフトウェアまたは動作パラメータのアップロードまたはダ
ウンロードのための外部問合せを各ＳＣＭ９１ができるようにする。ＳＣＭ９１
識別はＤＩＰスイッチなどで行う。このモジュール式基地局への外部からの接続
はこのモジュール上のＦポート経由で行い、ＥＤＰＣＭ６０回線まで搬送可能な
従来型Ｅ１線１１１を受け入れるためのＨＤＬＣ導線または光ファイバ回線をサ
ポートする。
【００４０】 ＢＴＭ９３は活性状態のＡＩＭ９９からのアナログベースバンド信号を組み合
わせ、受信通話信号を活性状態の受信ＡＩＭ９９に分配する。所要通話容量が二
つのＢＳＵ６９を必要とする場合は、各ＢＳＵ６９につき各ＢＴＭ９３を互いに
接続する。
【００４１】 ＲＦＣ９７はＢＴＭ９３からの信号を受けてアップコンバータ１１３で周波数
変換し送信Ｌ０，Ｌ１に備える。同様に、ＲＦＣ９７は受信信号Ａ，Ｂをダウン
コンバータ１１５で周波数変換する。Ｄ−Ａ変換および選択可能な送信側ディジ
タル遅延および受信側ディジタル遅延をＲＦＣ９７内で行う。
【００４２】 ＡＡＭ６７は送信通話信号Ｌ０，Ｌ１および受信通話信号Ａ，Ｂのための全方
位印刷配線アンテナ１２１を収容している。セルセクタ化が設計要件である場合
は指向性アンテナ１２３を用いることもできる。このアンテナ１２は３セクタ乃
至５セクタ動作をサポートするように構成してある。高電力送受切換器１２５お
よび低電力送受切換器１２７によって送信周波数Ｌ０，Ｌ１と受信周波数Ａ，Ｂ
とを分離し、送受両方向の各々につき別々の増幅器１２９，１３１を両送受切換
器の間に配置してある。送信用電力増幅器１２９および受信用低雑音増幅器１３
１を隔てて配置してあるのでＲＦＣ９７とＡＡＭ６７との間には低コストの同軸
ケーブル１３３を用いることができる。これら増幅器１２９、１３１への直流電
力はＢＴＭ９３から同軸ケーブル経由で供給する。
【００４３】 ＡＩＭ９９の各々は送信Ｌ０，Ｌ１用および受信Ａ，Ｂ用に１６個までの個別
のモデム１３５を含む。ＢＳＵ６９は最少１個から合計６個までのＡＩＭ９９で
構成できる。ＡＩＭ９９の各々は１６個のモデム（同時並行の通話用１５プラス
報知用１個）を備える。トラフィック需要に応じて最大６個のＡＩＭ９９でＰＣ
Ｍ音声９８回線またはＬＤ−ＣＥＬＰ音声１８０回線をサポートできる。
【００４４】 モジュール式基地局アーキテクチャ６１でセル内の大型セクタも小型セクタも
サポートでき、また全方位セルもサポートできる。ＢＳＵ６９の各々は当初は搭
載モデム１３５（ＡＩＭ９９）の数に応じて要求される数の呼および特定の種類
のサービスをサポートするように構成してある。指定された一つのセル位置には
冗長度確保のため最低二つの併設ＢＳＵ６９が必要である。これらＢＳＵ６９の
各々は冗長度確保手段を内蔵していないので、故障発生の場合は固定または移動
加入者ユニット２５がいずれも同一セル基地局位置の併設ＢＳＵ６９と交信でき
るようにして冗長度を確保する。どの加入者ユニット２５も一つのセクタの中の
ＢＳＵ６９のいずれかと関連づけができるようにして冗長度を確保する。ＢＳＵ
６９が故障すると通話容量が失われるが、加入者ユニット２５はもう一つの併設
ＢＳＵ６９にアクセスできる。一つのセクタ内のＢＳＵ６９を余分の容量を備え
るように構成して、そのセクタ内における故障発生の際の緩衝手段とすることも
できる。
【００４５】 ＢＳＵ６９の各々は所属の加入者ユニットと互いに独立に交信できる。前述の
とおり、この機能を達成するにはＢＳＵ６９の各々はグローバルパイロット信号
１３７用の独自のグローバルチャネルと、高速報知チャネル１３９と低速報知チ
ャネル１４１とを備えなければならない。
【００４６】 独自のグローバルパイロット信号１３７は加入者ユニット２５の各々が個々の
ＢＳＵ６９と同期をとることを可能にする。高速報知チャネル１３９は加入者ユ
ニット２５に対し交通信号灯として作用しそれぞれのＢＳＵ６９の空塞状態およ
び電源立上り状態を知らせる。低速報知チャネル１４１はパーソナル通信サービ
スのためにＢＳＵ６９からアクティビティ情報および着呼情報を加入者ユニット
に伝達する。
【００４７】 上述のとおり、各ＢＳＵ６９のグローバルパイロット信号を従来技術の場合と
同様に送信すると、その送信が無線回線容量に影響を与えるので、セクタまたは
セルの利用可能性が深刻に後退する。従来技術の場合と違ってこれらＢＳＵ６９
の各々は標準３２kbpsの従来型トラフィックチャネルの信号強度の約半分の強度
で微弱グローバルパイロット信号１３７を連続的に送信する。
【００４８】 併設ＢＳＵ６９の各々は外部システムＥ１回線１０７経由で併設ＢＳＵ６９を
認識しそれとハンドシェイクし、ＢＳＵ６９のＢＴＭ９３／ＳＣＭ９１を互いに
結合して基地局位置からのグローバルパイロット信号１３７の送信を調整する。
Ｅ１回線１０７は併設ＢＳＵ６９の各々に問い合わせしてそれぞれの独自のグロ
ーバルパイロット信号１３７の送信を調整する。ＢＳＵ６９の各々はそれ自身の
グローバルパイロット信号１３７のレベルを有限期間にわたって通常トラフィッ
クチャネルのレベルまで引き上げる。他方のＢＳＵ６９の各々もそれぞれのグロ
ーバルパイロット信号１３７を送信し続けるが、それらの送信は微弱電力レベル
である。この手法はＢＳＵ６９の片方だけからそれ自身のグローバルパイロット
信号１３７を高電力レベルで送信することを確実にする。
【００４９】 高速報知チャネル１３９および低速報知チャネル１４１はＢＳＵ６９の各々か
ら通常の電力レベルで送信される。多数のＢＳＵ６９が同じ位置に併設されてい
る場合は、それら高速報知チャネル１３９、低速報知チャネル１４１、グローバ
ルパイロット信号１３７および一つの高強度パイロット信号の送信に必要な無線
通話容量オーバヘッド総計は単一基地局の場合に比べて増加する。しかし、セク
タまたはセルあたりＰＣＭ９８回線の最大容量は、オーバヘッド発生が順方向リ
ンクに限られるので、影響を受けない。逆方向リンクは、各加入者ユニットから
の割当てパイロット信号１４３が無線通話容量に制約を与えるので、問題がより
大きい。
【００５０】 ＢＳＵ６９からの各パイロット信号１３７の電力レベル切換は加入者ユニット
２５の捕捉に有利である。ＢＳＵ６９の各々はそれ自身のパイロット信号１３７
を有限期間にわたり正常の電力レベルで一斉報知するので、加入者ユニット２５
が最大強度のパイロット信号１３７を捕捉する可能性が高まる。受信電力レベル
最大のＢＳＵ６９が内蔵モデム１３５全部を活性状態（送信用であるか受信用で
あるかを問わず）にしている場合は、加入者ユニット２５はそれを無視して次の
最大電力レベルパイロット信号１３７の捕捉を試みる。
【００５１】 ＢＳＵ６９の各々は独自のグローバルパイロット信号１３７の送信のために独
自の符号を必要とする。パイロット信号１３７の各々につき共通のシードをＢＳ
Ｕ６９すべてに供給するが、ＢＳＵ６９の各々に独自の符号を実効的に生ずるよ
うに符号をｚ千チップだけずらして独自の識別番号を生成する。単一の共通グロ
ーバルパイロットシードからＢＳＵ６９の各々のための複数の独自符号を生成す
る。
【００５２】 図６、図７Ａおよび図７Ｄを参照すると、増設可能なモジュール式基地局６１
は少なくとも一つ、必要に応じて二つ（図示の場合）または複数のＢＳＵを備え
る。
【００５３】 ＡＡＭ６７の各々に配置してある可変受信遅延ユニット１１９が受信信号Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの到着時間をシフトさせる。一つのＢＳＵ６９で二つの受信信号到着
時間調整をユニット１１９により行い、その出力を加算器１４５で加算し、信号
１４７、すなわち互いに異なる遅延を伴う二つの受信信号複製出力を生ずる。
【００５４】 セクタ化または多数の加入者ユニット２５に対処する構成にしたモジュール式
基地局６１は複数のＢＳＵ６９を備える。この構成に伴うＡＡＭ６７はすべてＢ
ＳＵ６９の各々に受信信号を共通に供給する。個々のアンテナ１２１からの出力
はＢＳＵ６９のそれぞれのＢＴＭ９３に配置した加算器１４５，１４９に加える
。
【００５５】 可変遅延ユニット１１９の出力を加算してＢＳＵ６９の各々に入力し、互いに
異なる遅延を受けたｙ（整数）個の受信信号複製を含む信号を生ずる。ＡＡＭ６
７の各々に対応する可変遅延ユニット１１９は互いに異なる所定の遅延時間を有
する。少なくとも２チップ、すなわち信号強度の正味増加を達成するための追加
処理を可能にする少なくとも２チップの遅延を遅延ユニット１１９の各々で与え
るのが好ましい。
【００５６】 ＣＤＭＡ通話の各々は独自の符号に関連している。ＡＩＭ９９のモデム１３５
は多数のＣＤＭＡ通話の同時並行処理、すなわち各モデムが互いに異なるＣＤＭ
Ａ符号関連の通話を処理する同時並行処理を可能にする。信号ｘ個と既知の歪と
を組み合わせることによって所要電力レベルの低下が可能になり、所与の基地局
に収容できる加入者局２５の数（同時並行通話の数）を増加させることができる
。
【００５７】 ２トランク構成で最大数のＢＳＵを備えるセルラー基地局を図８に示す。故障
に備えて、ＢＳＵ６９相互間に現用予備関係を形成してある。ＰＣＭ音声６８回
線までを搬送できる単一のＥ１回線１１１が無線分配ユニット（ＲＤＵ）１５３
から二つのＢＳＵ６９に接続してある。この構成によって単一ＢＳＵモードの際
の故障の影響を解消し、モジュール相互間の信号スループットを上げる。
【００５８】 この発明を好ましい実施例について上に述べてきたが、請求の範囲記載のこの
発明の範囲内で上記以外の諸変形が可能であることは当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による通常のＣＤＭＡ通信システムの単純化したブロック
図。
【図２】この発明の実施例の通信網。
【図３】増設可能なモジュール式基地局の物理的な設置の状況。
【図４】この増設可能なモジュール式基地局用の電源のブロック図。
【図５】基地局ユニットのブロック図。
【図６】二つの基地局ユニットのブロック図。
【図７Ａ】図６に示した第１の基地局ユニットのための二つの増幅器付きア
ンテナモジュールおよび無線周波数制御モジュールのブロック図。
【図７Ｂ】図６に示した第１の基地局ユニットのための基地局送受信機モジ
ュールおよび六つの無線インタフェースモジュールのブロック図。
【図７Ｃ】図６に示した第２の基地局ユニットのための二つの増幅器付きア
ンテナモジュールおよび無線周波数制御モジュールのブロック図。
【図７Ｄ】図６に示した第２の基地局ユニットのための基地局送受信機モジ
ュールおよび六つの無線インタフェースモジュールのブロック図。
【図８】二つの基地局ユニットを用いた増設可能な基地局のブロック図。
【符号の説明】
１５ ＣＤＭＡ通信システム １７，１９，２１，２３ セル １７’，１９’，２１’，２３’ 基地局送受信機 ２５ 加入者ユニット ６１ 増設可能なモジュール式基地局 ６３ ディジタル基地局筺体（ＤＢＣ） ６５ 基地局電源モジュール（ＢＳＰＭ） ６７ 増幅器付きアンテナモジュール（ＡＡＭ） ６９ 基地局ユニット ７３ 蓄電池 ７５ 整流器／インバータ ８３ カードラック ８５ 共通背面板 ８７ 高速パラレルデータバス ９１ システム制御モジュール（ＳＣＭ） ９３ 基地局送受信機モジュール（ＢＴＭ） ９５ 電源モジュール（ＰＳＭ） ９７ 無線周波数制御モジュール（ＲＦＣ） ９９ 無線インタフェースモジュール（ＡＩＭ） １０１ 送信／受信モジュール １０３ コネクタ １０５ バスポート １０７ 通信バス １１１ 従来型Ｅ１回線 １１３ アップコンバータ １１５ ダウンコンバータ １２１ アンテナ １２３ 指向性アンテナ １２５ 大電力送受切換器 １２７ 低電力送受切換器 １２９ 送信電力増幅器 １３１ 低雑音増幅器 １３５ モデム １３７ グローバルパイロットチャネル １３９ 高速報知チャネル １４１ 低速報知チャネル １４５，１４９ 加算器 １５３ 無線分配ユニット
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年５月４日（２０００．５．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｑ 7/30 (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，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ディック，スティーヴン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11767 ネスコンセット，ボーバン ドライブ 61 (72)発明者 カザケヴィッチ，レオニード アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11803 プレインビュー，ラウンドトリー ドラ イブ 95 (72)発明者 オズルターク，ファティ エム． アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11050 ポート ワシントン，ウィロウデイル アヴェニュー 70 (72)発明者 レジス，ロバート ティー． アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11743 ハンティントン，ダンロップ ロード 51Ａ (72)発明者 ターナー，リチャード アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11769 オークデイル，ウッドローン アヴェニ ュー 63 Ｆターム(参考） 5K022 EE01 EE21 EE31 5K067 AA41 CC10 EE02 EE10 EE23 GG04 GG11 KK00

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基地局と交信する複数の加入者ユニットとの間のＣＤＭＡ無線
    インタフェースを用いた双方向通信システムであって、 各々が所定数の加入者ユニットと交信できる複数のモジュール式基地局ユニッ
    トの数に基づく通話容量をサポートする最大数ｎ以下のモジュール式基地局ユニ
    ットにより構成した増設可能な基地局を含み、 前記基地局ユニットの各々が独自のＣＤＭＡグローバルパイロットチャネルを
    高電力レベルで有限時間区間、すなわち前記増設可能な基地局の中の他の基地局
    ユニットにおける対応の時間長とは異なる時間区間にわたって送信し、 前記増設可能な基地局とＣＤＭＡ通信する複数の加入者ユニットであって、前
    記ｎ以下のモジュール式基地局ユニットからのグローバルパイロットチャネルの
    受信を、それらグローバルパイロットチャネルの各々の受信がそれ以外のグロー
    バルパイロット全部の受信とは異なるそれぞれのグローバルチャネルの高電力レ
    ベル送信区間と同期した区間に行われるように行う手段を各々が有する 複数の加入者ユニットを含む双方向通信システム。
  2. 【請求項２】前記ｎが最大の所望通話容量を一つの基地局ユニットの容量で
    除算した結果に基づいて算出する請求項１記載の通信システム。
  3. 【請求項３】前記増設可能なモジュール式基地局がｍ＜ｎである数ｍのモジ
    ュール式基地局ユニットで構成されている請求項１記載の通信システム。
  4. 【請求項４】前記ｎがｎ＝６である請求項１記載の通信システム。
  5. 【請求項５】前記区間が時刻による決められる請求項１記載の通信システム
    。
  6. 【請求項６】前記グローバルチャネルを選択的に受信する手段が前記区間に
    わたって覚醒状態にある手段を含む請求項１記載の通信システム。
  7. 【請求項７】前記モジュール式基地局ユニットの各々が高速報知チャネルと
    低速報知チャネルとをさらに送信する請求項１記載の通信システム。
  8. 【請求項８】前記グローバルパイロットチャネルを受信する手段が受信グロ
    ーバルパイロットチャネル信号の相対的強度を蓄積する手段をさらに含む請求項
    １記載の通信システム。
  9. 【請求項９】前記グローバルパイロットチャネルを受信する手段が低速報知
    チャネルおよび高速報知チャネルを受信するとともに、その基地局ユニットの通
    話容量を前記低速報知チャネルおよび高速報知チャネルから抽出して蓄積する手
    段をさらに含む請求項７記載の通信システム。
  10. 【請求項１０】前記モジュール式基地局ユニットの一つとの間の加入者ユニ
    ットの交信の起動をグローバルパイロット信号のうち最大信号強度を示す前記モ
    ジュール式基地局ユニットを蓄積データから選択することによって行う請求項９
    記載の通信システム。
  11. 【請求項１１】前記選択が前記基地局ユニットの通話容量をさらに含む請求
    項１０記載の通信システム。
  12. 【請求項１２】基地局と交信する複数の加入者ユニットとの間のＣＤＭＡ無
    線インタフェースを用いた双方向通信システムに用いる基地局であって、 各々が所定最大数の加入者ユニットと任意の時点で交信できる複数のモジュー
    ル式基地局ユニットの数に基づく通話容量をサポートする最大数ｎ以下のモジュ
    ール式基地局ユニットにより構成した増設可能な基地局を含み、 前記基地局ユニットの各々が独自のＣＤＭＡグローバルパイロットチャネルを
    高電力レベルで有限時間区間、すなわち前記増設可能な基地局の中の他の基地局
    ユニットにおける対応の時間区間とは異なる時間区間にわたって送信する 前記双方向通信システムに用いる基地局。
  13. 【請求項１３】複数のグローバルパイロットチャネルを送信する基地局と交
    信する複数の加入者ユニットとの間のＣＤＭＡ無線インタフェースを用いた双方
    向通信システムに用いる加入者ユニットであって、 前記基地局からの所定数ｎのグローバルパイロットチャネルの選択的受信を、
    前記グローバルチャネルの各々の受信がｎ個の時間区間の一つ、すなわち各々が
    互いに異なるグローバルパイロットチャネルの受信区間を構成する区間の一つで
    行われるように、行う 前記双方向通信システムに用いる加入者ユニット。
  14. 【請求項１４】基地局と交信する複数の加入者ユニットとの間のＣＤＭＡ無
    線インタフェースを用いた双方向通信を提供する方法であって、 各々が所定最大数の加入者ユニットと交信できる複数のモジュール式基地局ユ
    ニットの数に基づく通話容量をサポートする最大数ｎ以下のモジュール式基地局
    ユニットにより増設可能な基地局を形成する過程と、 前記基地局ユニットの各々から独自のＣＤＭＡグローバルパイロットチャネル
    を高電力レベルで有限時間区間、すなわち前記増設可能な基地局の中の他の基地
    局ユニットにおける対応の時間区間とは異なる時間区間にわたって送信する過程
    と、 前記増設可能な基地局とＣＤＭＡ通信する複数の加入者ユニットであって、前
    記ｎ以下のモジュール式基地局ユニットからのグローバルパイロットチャネルの
    受信をそれらグローバルパイロットチャネルの各々の受信がそれ以外のグローバ
    ルパイロット全部の受信とは異なるそれぞれのグローバルチャネルの高電力レベ
    ル送信区間と同期した区間に行われるように行う過程と を含む双方向通信システムを提供する方法。
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