JP2002512740A - Switching system with wireless communication system and multi-directional antenna - Google Patents

Switching system with wireless communication system and multi-directional antenna

Info

Publication number
JP2002512740A
JP2002512740A JP50441898A JP50441898A JP2002512740A JP 2002512740 A JP2002512740 A JP 2002512740A JP 50441898 A JP50441898 A JP 50441898A JP 50441898 A JP50441898 A JP 50441898A JP 2002512740 A JP2002512740 A JP 2002512740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base station
telephone
mobile phone
switch
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP50441898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ジャクソン アレン
アーディティ シュメル
バチンスキ シュメル
ターヒューン ダニエル
ヌエンドルフ キース
ホックマン デヴィッド
シカンド パーミンダー
ハダー ラミ
クライン ジェイ
メシュ デヴィッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harris Corp
Original Assignee
Harris Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/671,670 external-priority patent/US5978674A/en
Priority claimed from US08/672,274 external-priority patent/US5943618A/en
Application filed by Harris Corp filed Critical Harris Corp
Priority claimed from PCT/US1997/011475 external-priority patent/WO1998000989A2/en
Publication of JP2002512740A publication Critical patent/JP2002512740A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y02B60/50

Abstract

(57)【要約】 無線PBXシステムは無線電話サービスに使用される1つのエリアに分散させられた基地局を利用する。フェーディング(fading)と多重パスに伴う問題を低減するために、基地局は複数のアンテナを利用する。基地局のアンテナは回転可能で、少なくとも対になっており、そのため基地局は垂直に、平行に、または水平に対していくらかの角度をもって、つるしてもよく、基地局が搭載されたローカルエリアにとってアンテナの好ましい伝搬特性をもたらす位置に、アンテナに容易に指向性を与えることができる。また、電話システムの配置と、システムの無線電話装置の使用者に使用可能な機能/特性を容易に変化させるためのシステムおよび方法も含まれている。電話装置は、使用者から受けた入力に与えられた解釈を変化させるために、基地局との相互作用によって配置されうる表示部を含んでもよい。 (57) [Summary] Wireless PBX systems utilize base stations distributed over a single area used for wireless telephone service. To reduce the problems associated with fading and multiple paths, a base station utilizes multiple antennas. The base station's antennas are rotatable and at least paired, so that the base station may be suspended vertically, parallel, or at some angle to the horizontal, so that the local area in which the base station is mounted may be suspended. Directivity can be easily imparted to the antenna at a position that provides favorable propagation characteristics of the antenna. Also included are systems and methods for easily changing the placement of the telephone system and the features / properties available to the user of the wireless telephone device of the system. The telephone device may include a display that may be positioned by interaction with the base station to change the interpretation given to the input received from the user.

Description

【発明の詳細な説明】 無線通信システムおよび多指向性アンテナ を備えるスイッチング交換システム 本願は、一般的に電話システムにおける通信システムと方法に関するものであ り、特に、地上の有線電話システムと統合された携帯無線電話を使用するための システムおよび方法に関するものである。 電話産業は、一つには比較的安価なセルラー電話(cellular telephone:携帯 電話)サービスによって、ここ2、3年で大きな成長を遂げた。このサービスに おいては、電話加入者は携帯でき、電池を電力源とする、手で持つ電話装置を使 用して、地上の公共電話ネットワークとRFリンク上の信号のインターフェース となる基地局のネットワークと、RFリンクを介して通信する。このシステムに おいては、セルラー(cellular)の形が通常使用され、特定の基地局が特定の周 波数を使用してその「セル」(cell)内の複数の携帯電話と通信し、近接した基 地局はそのセル内の複数の電話と通信するのに別の周波数を使用する。基地局が 他の基地局から十分距離がある場合には、基地局も1つのセルの電話も他のセル に影響を与えるのに十分な出力の信号を派生しないかぎり、同一の周波数が両方 のセルに使用できる。このように、特定の地域での電話サービスを提供する非抵 触(non-conflicting)パターンで、限られた数の周波数を再使用することがで きる。もちろん、電話が1つのセルから他のセルに移動したとき、違うセルと同 一の周波数を使用している近接していないセルに通信するのを避けるために、通 話中は電話の周波数を切り替える(もしくは新しいチャンネルに「飛ぶ」(hop ))。 セルラー電話技術の使用は、広い地域における多くの携帯電話の使用を可能に した。しかし、携帯電話の人気が広まったことから、周波数(または「チャンネ ル」)はいっぱいになってしまった。電話の同時使用の全てに用いられる限られ たRF帯域において、セルラーの混雑状態を解決することは、各セル内で追加の 周波数またはチャンネルを単に追加することでは必ずしもない。 従来の技術では、より小さなセルを使用し、セルラー装置の出力を低減するこ とで、他により近接して周波数を再使用することが提案されている。しかし、こ の解決法は完全に十分なものとはいえない。なぜなら、大幅に低減した出力レベ ルでは、通信の信号対雑音比(signal to noise ratio)が電話通信においては 受け入れがたいレベルにまで達するかもしれないからである。このことから、従 来の技術はオフィス・ビル、オフィス・ビルの一部またはオフィス複合ビルをセ ル用地(cell site)や小セルラーシステム(small cellular system)にすることを 提案している。しかし、現在のセルラーシステムの混雑から、この提案も一般に 適応できる携帯電話の数の点で限定される。 多くのオフィス環境では、オフィスで社員(worker:働く人)はしばしば長時 間の間決められた職場から離れ、仕事の必要があるときはオフィスの中を歩き回 る(roam)こともある。従来の技術では、このようなあちこちを歩き回る人に電話 サービスを提供する場合、自動的に通話呼び出し(電話)(call)を1つの場所 から他の場所へ回す、通話呼び出し(電話)転送スキームを意味することが多か った。このようなシステムは一般に、使用者が装置へたくさん入力することを要 求するので、そこが典型的なオフィス環境では欠点であった。したがって、オフ ィス内にいる人に携帯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、既に存在する地上システムにセルラー電話を加える、例えば 構内交換機(Private Business Exchange)(または「PBX」)が移動通信を 提供するが、効率的な通信には不十分であった。一般に、携帯電話は、セルラー システムのRF通信を公共の地上電話システムに統合し、社員個人のPBXは直 接統合しない、基地ユニットにつながっている。実際上、オフィス環境でのこの ような解決法は、両者が強く結びついていない、またはいずれにせよ対等の関係 の、2つの独立した電話システムをもたらす。さらに、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信号を基地局へまたは基地局から伝送する のに実用的でないこともある。 社員が、オフィスビルやオフィスビルの一部といった、特定の地域内で歩き回 れるようにすること、これらの社員に電話システムが届き続けられるようにする こと、または社員が電話システムの利点を利用できるようにすることの解決法は 、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って、社員 にかかってきた電話は無線システムによって、社員がシステムの作動範囲にいれ ばどこにいても、直接呼び出すことが可能になる。同時に、歩き回る社員は有線 システムのある自分の席に座っているように、オフィスの中でも外でも電話の通 話呼び出し(電話)を簡単にうけることができる。歩き回る社員は、オフィス内 のどこにいるときでも、PBXの全ての特性の利点(例えば、個人的に登録した ダイアル機能や、限定された回路への特別なアクセル等)を享受できる。 望ましくは、無線PBXシステムは使いやすく、軽量で、電池寿命が長い携帯 電話ユニットを含む。後者の2つの希望は、電池寿命は電池のサイズ(または重 量)と直接的に関係することが多いので、ある意味では相反するものである。し たがって、できるだけ高い出力効率を有する携帯ユニットをデザインすることが 重要となることが多い。 従来のセルラーシステムでは、特定の基地局が1つまたは複数の制御チャンネ ル、およびいくつかまたは多数の音声チャンネルを合同していることが知られて いる。制御チャンネルは携帯ユニットの制御部と通信して、音声周波数の使用を 調整し、典型的な中央オフィス機能(例えば、番号をダイヤルする、携帯ユニッ トを呼び出す、等)の類似機能を実行する。基地局内のすえての音声チャンネル が使用されているとき、制御チャンネルはもはや必要でない。なぜなら、音声チ ャンネルの1つが使用可能になるまで制御処理が実行されないからである。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 しく、ハードウェア面での追加コストおよびシステムによって使用される追加帯 域を発生させずに、従来のシステムにくらべてシステム容量を拡大するために、 追加の音声チャンネルを得ることができる。 従って、本発明の1つの目的は、無線電話システムを構内交換機(PBX)ま たは同様のオフィス電話システムに統合する新規なシステムおよび方法を提供す ることである。 本発明の他の1つの目的は、無線システムのすべての使用可能なチャンネルを 音声(またはデータ)メッセージに使用する新規なシステムおよび方法を提供す ることである。 本発明の他の1つの目的は、無線システムのすべての使用可能なチャンネルを 音声(またはデータ)メッセージに使用する新規なシステムおよび方法を提供す ることである。 本発明のさらに他の1つの目的は、携帯ユニットの容量を低減させることなく 、かかるユニット内の電力消費を低減させる新規なシステムおよび方法を提供す ることである。 本発明の他の1つの目的は、広範囲にわたる電話線敷設および/または多くの プログラミングなしに、オフィス環境に設置できる新規なシステムおよび方法を 提供することである。 本発明の他の1つの目的は、オフィスの現存する壁や天井の表面上に簡単に搭 載することができるハウジング(housings)を使用する統合した無線PBX電話 の可能性を提供する新規なシステムおよび方法を提供することである。 本発明の他の1つの目的は、基地局が容易にシステムに追加でき(または出力 停止後のリセットができ)、および多くのプログラミングなしにオンライン化す ることができる無線システムでの新規な通信システムおよび方法を提供すること である。 本発明の他の1つの目的は、複数の無線電話と複数の基地局の間を正確に効率 的に通信するための新規なシステムおよび方法を提供することである。 本発明のこれらのおよびその他の目的および利点は、クレーム、添付図面、お よび以下の好ましい実施例の詳細な説明を熟読することで、発明が属する分野の 当業者には容易に明らかになるであろう。 図1は、本発明のシステムの実施例を示す簡略化した機能的ブロック図である 。 図2は、本発明の通信システムに用いられるフレームとスロットの関係を示す タイミング図である。 図3は、従来技術のシステムにおける制御と通信チャンネルのタイミングを示 すタイミング図である。 図4は、制御と通信チャンネルのタイミングと、本発明で使用される通信フレ ームの受信部分と伝送部分のタイミングを示すタイミング図である。 図5は、人とビル内部の電話基地局の可能な配置を示すビル内部の図である。 図6は、本発明の1実施例における、搬送周波数の使用を示す周波数割り当て 図である。 図7は、本発明の1つの特徴における基地局ハウジングおよび複数のアンテナ の図である。 図8は、本発明における基地局と携帯電話間の通信部で使用されるフレームを 示すタイミング図である。 図9は、本発明で使用される相関器の出力の模範的チャートを示す図である。 図10は、本発明のシステムの他の実施例を示す簡略化した機能的なブロック 図である。 図1を参照すると、本発明を使用した電話システムは、アメリカ合衆国の公共 電話ネットワークのような、標準の電話ネットワークの複数の線または本線に接 続されたスイッチ10を含んでもよい。スイッチ10はまた、電話線もしくは同 様の非伝搬メディアを介して、複数の地上電話14に接続されている。スイッチ1 0は基地局インターフェースユニット(Base Station Interface Unlt)(「B SIU」)16を介して、1つまたはそれ以上の基地局18に基地局コネクタ2 0を介して接続されてもよい。各基地局18は、以下に述べるように、複数の携 帯電話2と無線通信する手段を含む。 その動作において、スイッチは、PBX、PABX、キー・システム等の標準 の電話スイッチング・ユニットとして動作し、機能的には、公共電話ネットワー クに電話14を相互接続する。このようなスイッチ10は、「HARRIS20/20 」としてHARRIS CORPORATIONにより販売されているユニットのようなスイッチ・ ユニットであってもよい。スイッチの範囲および複雑さによって、メモリー・ダ イヤリング、通話呼び出し(電話)転送、音声メール応答および発送、および最 新の電話スイッチに共通したその他の特徴を含む、電話使用者の通話を補助する 多くの特徴を有してもよい。 スイッチにより達成される機能の1つは、域内(in-bound)または内線電話の 通話呼び出し(電話)を所望の電話機にマッピング(mapping)すること、およ び要求によりシステム電話に対して「外線」を提供することである。域内通話呼 び出し(電話)が地上電話14の1つにつながった(bound for)とき、スイッ チ10は通常、所望の電話を電話線接続を介して通話呼び出し(電話)、所望の 電話14および通話呼び出し(電話)を受信した外線の間の、同一または別の電 話線接続にそった音声通信パスを確立する。 携帯電話22宛のスイッチ10によって受信された通話呼び出し(電話)は、 以下の方法で現在のところ携帯電話22を制御している基地局に適切な制御情報 を送信するBSIUに回される。通話呼び出し(電話)が携帯電話22と他の電 話の間で接続されたときは、スイッチ10は音声回路をBSIU16に指示する よう動作し、BSIU16はまた音声回路に選択された基地局18を指示し、基 地局18はまた、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に送信する。 周知のように、電話音声回路はアナログでもデジタルでもよい。従来のシステ ムの1つにおいては、電話ネットワークからきている電話線はアナログ線でもよ い。従来のスイッチ回路においては、スイッチ10は、電話ネットワークからの アナログ音声回路をアナログまたはデジタルモードで地上電話14に回す。デジ タルスイッチが使用されている場合は、スイッチ10はアナログ電話ネットワー クからの音声情報を一連のデジタルビットに変換し、 それらのビットを従来の手段で地上電話14に通信する。電話ネットワーク12 宛のデジタル地上電話14からきた通信は電話14からスイッチ10に伝送され 、等価アナログ信号に変換され、電話ネットワーク12から電話線に印加される 。 本発明は、アナログスイッチのみまたはデジタルスイッチのみの使用に限定さ れるものではなく、ここで開示される発明概念は、アナログまたはデジタルスイ ッチを用いて容易に完成されうる。本発明はPBXまたは同様の「独立(stand-a lone)」型装置の使用に限定されず、無線電話を他の無線電話または地上電話と 統合することが望ましい、いかなる電話システムまたはサブシステムにも応用可 能である。したがって、スイッチ10はそれ自身「外部」電話ネットワーク12 と、有線システムに限らない従来の手段、たとえばマイクロ波リンクを介して、 通信してもよい。したがって、実施例の説明がスイッチ内の特定の信号をデジタ ル信号またはアナログ信号と記載しても、発明はかかる信号を有するシステムに 限定されず、説明は単に例示的なもので限定的なものではない。 携帯電話22のうちの一台宛のアナログ電話通話呼び出し(電話)はスイッチ 10内でデジタル形式に変換され、BSIU16に伝送される。BSIUで、通 話呼び出し(電話)からのデジタル情報は他の通話呼び出しからの同様のデジタ ル情報と結合され通信リンク20を介して基地局18へと伝送され、通話呼び出 しを操作(handling)する。また、以下に述べる方法において、基地局18は電 話通話呼び出しからのデジタル情報を所望の携帯電話に通信してもよい。現在の システムは電話システムであるので、電話通話呼び出しにはリターンパスが存在 することに注意されたい。それは、単純に上記の流れを逆転させて、携帯電話2 2に印可された音声のデジタル形式を基地局18とBSIU20を通して電話ネ ットワーク12から適切な電話線に与えるものである。電話ネットワーク線がア ナログ線であれば、リターン信号のデジタル形式は電話ネットワーク線12に印 加するためにアナログ形式に変換されるだろう。 周知のように、音声メッセージが継続的なものであると考えられても、このよ うなメッセージのデジタル形式がデジタルビットの継続的な流れである必要はな い。むしろ、デジタル装置が十分に早い処理能力を有していれば、音声信号を示 すデジタルビットのクラスタ(束:cluster)は、別のビットのクラスタが再び 伝送される前に、一定時間をおいて一緒に伝送されてもよい。デジタル信号がア ナログに変換されたときに、一連のデジタルビットのクラスタがクラスタ間の潜 伏期間内に届いた場合、受信されたアナログ信号を聞いている使用者は音声メッ セージが分割されて伝送された事実を感知できない。本発明はこの事実を利用し て、複数の携帯電話が基地局18と携帯電話22の間の単一周波数またはチャン ネルを同時に時間共有(time-share)することを可能にする。 図2を参照すると、時分割多重アクセスとして知られる通信形式で、複数の携 帯電話は単一の周波数を共有する。図2に示されるように、特定の周波数(もし くは搬送)は複数のスロット、図2のシステムでは8つに分割される。基地局1 8と携帯電話22の固有の共同作用によって、携帯電話は8スロットの1つとし て反復して生成されるスロットである、スロット2のデジタルメッセージを受領 することができる。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のデジタルデータを受領する。第1のスロット2の終了後7つのスロッ ト、そして特定の携帯電話22のデジタルデータを再び保持する第2のスロット 2が届く。各スロットはデータの複数のデジタルビットを伝送できる。スロット が十分な周波数で反復するかぎり、携帯電話22は音声メッセージのデジタル形 式を、メッセージのアナログ形式が携帯電話22におけるデジタル−アナログ変 換で正確に再構成できる程度に十分に受信できる。データの損失を避けるために 連続したスロットが受領される前に経過する時間の長さは、いくつのビットが同 時に送信されるかということと、周知の関係にある音声メッセージ内の音声周波 数によって決まる。上記したとおり、典型的な電話メッセージは双方向であって 、したがって、2つのスロットが電話の通話には必要とされ、そのうち1つはデ ジタ ル信号の携帯電話22への伝送(passage)であり、もう1つは携帯電話22か らのデジタル信号の伝送である。 1回の電話通話はフレームの2スロットを占めるだけので、他のスロットは他 の携帯電話22による同時使用が可能である。一般に、基地局は、携帯電話22 にどのスロットが特定の電話通話に使用されているかを知らせ、通信中の携帯電 話の全てが同時に使用されることを保証するために(通常両方により伝送されて いる信号が破壊されてしまうので、2つの携帯電話が全く同時に伝送を行うのを 避けるために)、特定のプロトコルを使用する。 従来のシステムでは、典型的には、フレームの第1のスロットは音声信号を基 地局からさまざまな携帯電話に送信し、それにより制御するために用いられる。 例えば、図3を参照すると、従来技術の9スロット・フレームは第1のスロット (CON)を(基地局から局へと制御メッセージを送信するための)制御スロッ トとして使用し、音声信号のための次の4スロットは基地局から携帯電話(T1 ,T2,T3,T4)へと送られ、音声信号のための最後の4スロットは携帯電 話から基地局(R1,R2,R3,R4)へと送られる。 本発明のシステムにおいては、図4に示されるように、フレームの第1のスロ ット(CON)は制御スロットとして使用されるが、従来技術とは逆に、残りの スロットは、第1のハーフ・スロットを送信する基地局と各スロットの第2のハ ーフ・スロットを(携帯電話により送信され)受信する基地局のために、2つの ハーフ・スロットに分割される。 従来技術と比較すると、本発明の使用は携帯電話の電力消費を低減するのに特 にメリットがある。従来技術において、通信部分が必要でないとき、携帯電話の 通信部分に供給される電力が低減されることは知られている。したがって、例え ば図3の従来技術において、携帯電話はすべてのしかし3つのスロット、すなわ ち、送信、受信および制御スロット内での通信が予定されているスロットにおい て、通信部分への電力を低減することができる。本発明の1つの特徴によれば、 携帯電話の通信部分は、(以下に述べるとおり、 本発明の携帯電話は、電話通話中は通信チャンネル(またはスロット)をモニタ しなくてもよいので)1スロットの間だけ十分に付勢されていることが必要であ る。したがって、本発明は、フレーム毎のスロットが少ない間中、通信回路の電 力を上げる必要を低減させるのに加えて、電力が止められ通信回路から低減され ている間、比較的効率的でない期間を低減する。 従来技術のシステムにおいて知られているように、制御チャンネルは通信シス テムのフレームと、基地局と携帯電話間の制御情報を通信するタイミングを確立 するのに使用することができる。例えば、制御チャンネルの期間中、基地局は特 定の携帯電話に、どのスロットと周波数を音声データに使用するかを知らせるた めに、または特定の電話に、電話キーパッドの使用者エントリーにどのように反 応するかを知らせるデータを送信することができる。また制御スロット中も、シ ステムは、その期間中、音声回路を探している携帯電話はその要求を音声回路に 送信できる、および/または、基地局またはPBXの管理データまたは機能的要 求を送信できる期間を提供する。 図5を参照すると、本発明のシステムの1つのエリアを継続的にカバーする能 力がオフィス空間50の典型的なフロアの略図上に図示されている。オフィス空 間50内で、いくつかの壁52が空間を個室54と廊下56に分割している。基 地局BS1とBS2はオフィス空間50内に位置し、それをカバーする通話範囲 を提供する。基地局の数と位置は予想される通話量とカバーされる空間の形によ ってきまる。空間はビルの1フロア、ビルの複数フロア、複数のビル、および/ またはビルに付随した外部空間の一部であってもよい。使用者が自分の携帯電話 を本発明のシステムによりカバーされる空間内で使用したいときは、携帯電話に 一連の指示をエンターすればよい。以下に述べる工程によって、携帯電話は基地 局を選択し、それにより、基地局に付随する制御スロットの1つの期間内に、音 声回路への使用者の要求を選択された基地局に通信し送信する。基地局はどのス ロットと周波数が使用可能であるかを決定し、携帯電話に音声チャンネルとして 使用されるべきスロットと周波数を確認した携帯電話にメッセージを返す。標準 的な信号技術によ り、携帯電話はダイヤルすべき電話の加入者番号を送信し、または電話システム の他の機能を要求する。 一例をあげて図5への参照を続けると、システム内の各基地局は制御チャンネ ルに使用される周波数に付随させてもよい。携帯電話が電話システムから音声回 路または他の機能を探しているときに、携帯電話は制御チャンネルとして割り当 てられていることがわかっている周波数を走査(scan)して、どの制御チャンネ ル信号が最高信号強度、信号対雑音比、および/または、その他の信号特性の計 量的基準(metrics)を伴って受信されたかを決定する。最高の特性を有した制 御チャンネル信号が選択され、携帯電話は制御チャンネルを介してその信号を送 信している基地局との接触を始める。図5のオフィス空間に関しては、基地局が 使用可能なチャンネルを有している場合には、基地局が他の基地局より近くにあ るので、携帯電話PT1およびPT3は基地局1と通信するものと予想される。 そうでなければ、携帯電話PT1およびPT2は基地局2と通信するものと予想 される。同様に、同じ理由から、携帯電話PT4は基地局2と通信(し、音声チ ャンネルを取得)する。PT3とPT5が通信する基地局は、図5のスペースの 概略からは容易に決定できない。携帯電話PT5は物理的に基地局1より基地局 2に近いが、携帯電話PT5と基地局2の間の直接パスが壁を通っていることに 注目されたい。壁の厚さや組成、携帯電話PT5がある部屋から廊下に抜けるド アのサイズを含む多くの因子によって、基地局1または基地局2が(使用可能で あれば)携帯電話PT5の場所となってもよい。本発明の選択スキームを使用す ることで、携帯電話の特定の基地局へ割り当てが動的になり、携帯電話と基地局 の間の信号通信における局地的変化が考慮にいれられることに注目されたい。 本発明の一実施例においては、かかってきた(incoming)電話とかける(outgoin g)電話は、携帯電話で実際には同一のプロセスで取り扱われ、唯一の相違点は、 かかってきた電話の場合は「呼出音」(Ring)信号が先立つ点である。「呼出音 」信号を受信してから、本発明では、かかってきた電話とかけ る電話の両方に対して、携帯電話におけるを使用してもよい。 特定の携帯電話での通話中、携帯電話の使用者はオフィスを動き回ることが できる。使用者が動くとき、使用者はときどき通話を制御している基地局から離 れることもある。本発明のシステムにおいては、携帯電話は携帯電話と基地局の 間で行われる通信の質をモニタし、下記の所定の基準による信号の低下があれば 、基地局を再選択し、携帯電話と最良の通信を行う基地局の新しいチャンネル( もしくは以下に説明するスロット/周波数の組み合わせ)に通話が移動するよう 要求する。たとえば、再び図5を参照すると、あるスペース内で指定場所PT1 の携帯電話は、(BS1が使用可能なチャンネルを有していると仮定して)最初 に最も近い基地局BS1を使用するものと期待される。もし携帯電話の使用者が 通話中にPT1からPT4へと移動して、携帯電話とそれを制御する基地局(例 えばBS1)の間の信号の質が十分低下したときには、携帯電話は新たな通信パ スを探す。PT4に選択された位置で、携帯電話は最も近い基地局、現在はBS 2を選択すると予想され、新たに選択された基地局から音声チャンネルを獲得す る。本発明のシステムでは、使用者が位置を移動し、他の基地局が近くおよび/ または直接的になっただけでは、携帯電話は基地局をスイッチする必要はないこ とに注目されたい。むしろ、1つのチャンネルから他のチャンネルヘ不必要に飛 ぶこと(ホッピング:hopping)を避けるために、本発明の携帯電話は、音声通 信の質が受容可能な限り、現在の基地局にとどまり続ける。 携帯電話は、携帯電話と基地局の間の通信チャンネルのいかなる特性も評価す る。本発明では、信号の質の評価として、代表的には通信回路のボコーダ(voco der)により与えられる音声の質の評価が効率的だということがわかっている。 このホッピング制御のための評価を使用することは、特に効率的である。なぜな ら多くのボコーダ回路は、その音量制御動作の一部としてすでに評価を行ってお り、したがってこれを使用することで、もう1つの回路または処理機能を必要と することを避けられるからである。 スタンバイ・モード(進行中の音声通信ではない)において、携帯電話は 基地局からの制御チャンネルの質に基づいて信号の質を評価する。信号の質が所 定の基準まで低下した場合、携帯電話は他の基地局の制御チャンネルにスイッチ する。この技術は、ソフト・ローミング(soft roaming)とも呼ばれ、信号の質 が実際にホップが必要なレベル以下に低下する直前に、通話が携帯電話により開 始または受信されたときにおこることがある遷移効果を防ぐ。新たに通話が確立 された状況では、携帯電話は通信チャンネル上で、正確に基地局/周波数・スロ ットスイッチを開始するのに十分な有用な通話データを獲得していない。このス タンバイ・モード中の技術を用いることで、本発明のシステムは携帯電話が近く にある最良の基地局を使用する可能性を高めようとしている。 チャンネルが受容可能な通信を続ける限り、与えられた音声チャンネルにとど まることで、携帯ユニットは電話通話中に制御チャンネルをモニタする必要がな くなる。なぜなら、割り当てられたスロットは既知の反復率で生成するので、音 声通信の間、携帯ユニットは通信中であるスロット中を除いて、通信回路の付勢 を止めてもよい。スロットの終わりに、携帯ユニットは通信回路の付勢をやめ、 割り当てられたスロットが次に生成される前に急速に通信回路を再付勢するため にタイマをセットすることもできる。スロット間の時間、携帯電話は順方向のチ 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変換し、電話のスピーカ(またはイヤピース( earpiece))に印加し、スロット間の時間中に受信したオーディオ入力(または 使用者のキーパッド・エントリー)に対応するデジタル情報を蓄積する。次のス ロットが生成されたとき、携帯電話は前のチャンネル音声データの次のパケット を受信し、スロット間の時間中の使用者により入力された音声データの次のパケ ットを送信する。携帯電話内のクロック回路が基地局のクロック回路と十分に同 時性を有している限り、携帯電話は、タイミング回路を使用して、制御チャンネ ルに問い合わせることなく、1つのスロットから次のフレームの同一スロットへ と直接飛ぶことができる。 図6を参照すると、本発明のシステムにおいては、スロットまたはチャンネル は特定のスロット/周波数の組み合わせと考えられる。フレーム毎に8スロット を有するシステムにおいては、フレーム毎に8つのチャンネルまたは通信の可能 性(opportunity)があり、各「可能性」は順方向の通信と逆方向(携帯電話か ら基地局への)通信を含む。スロット内では、順方向と逆方向の通信は同一の搬 送周波数により搬送される。したがって、各基地局その制御下に8つのスロット を有する。各スロットは1つのフレーム内で、他のスロットから独立しており、 各スロットはシステム内で使用されるいかなるチャンネル周波数であってもよい 。したがって、図6のシステムの基地局2を例とすると、スロット1(通常制御 チャンネルである、下記を参照されたい)は特定の周波数f6で動作する制御チ ャンネルであってもよい。図6のシステムにおいては、基地局Bはまた3つの音 声通信が実行中であり、1つの携帯電話はスロット3上の周波数f13を使用し 、他の1つの携帯電話はスロット6上の周波数f2を使用し、もう1つの携帯電 話はスロット7上の周波数f3を使用している。各スロットはフレーム開始後の 所定の時間に開始する。したがって、携帯電話が基地局から「スロット6、周波 数f2を使用せよ」と指示されたとき、携帯ユニットは、各フレームの開始後スロ ット6に伴う所定の時間経過後に周波数f2上の順方向音声データを受信するこ と、およびスロット6内の適切な時間中に周波数f2上の逆方向データを送信す べきことがわかっている。 本発明のシステムにおいて、いかなる基地局のいかなるスロットに、割り当て られた周波数のどれを使用してもよい。したがって、特定の基地局への周波数の 割り当てまたは周波数のセットは存在しない。本発明の特徴は、システム、基地 局の移転、または新たな基地局を設置するのが非常に簡単なことである。さらに 、本発明のこの特徴によれば、移動が多い使用者および与えられたシステムの地 形における移動サービスの要求に応えるためのシステムが非常に柔軟性があるこ とである。 動作において、基地局はシステムに割り当てられたチャンネルをモニタし、 使用可能なスロット/周波数の組み合わせを決定する。使用されていないスロッ トの最中に各割り当て周波数に同調させることで、基地局はどのスロット/周波 数の組み合わせがその範囲内で使用されていないかを決定し、新たな音声チャン ネルが携帯電話によって要求されたときに使用可能なスロット/周波数の組み合 わせの1つを割り当てる。示唆的に(significantly)、使用可能なスロット/ 周波数の組み合わせデータは、各基地局によってローカル・ベース(local basi s)で生成される。基地局と携帯電話の範囲が限定されているので、特定のスロ ット/周波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、それら がシステムのどこにも使えないということを必ずしも意味するわけではない。例 えば、図6のシステムを参照すると、基地局Aはそれにより制御されている携帯 電話の1つを、スロット5と周波数f9を使用するように割り当てることができ 、同一のスロットと周波数を、図6のシステムの基地局Nにおけるように比較的 遠い基地局のエリアで使用することもできる。基地局とそれにより制御された携 帯電話が十分に離れている限り、本発明のシステムでは周波数/スロットの組み 合わせは使用および複数回再使用することができ、システムが多くの同時の電話 通話を取り扱う大きな可能性を与える。 一般に、本発明のシステムは、使用されていないスロットの期間中に、スロッ ト/周波数の組み合わせが使用可能かどうかを決定するために、システムのモニ タリングを使用してもよい。基地局が特定のスロット/周波数の使用実行中を検 出できなければ、比較的離れた携帯電話と基地局が同一のスロット/周波数を使 用していたとしても、スロット/周波数は「使用可能」と判断される。このシス テムにおいては、たとえ特定の基地局が、特定のスロット/周波数の組み合わせ から十分に離れていて使用可能であると思われたとしても、基地局により制御さ れる携帯電話が同一のスロット/周波数の組み合わせの「離れたところでの」使 用から干渉を受ける可能性がある。しかし、前記したとおり、携帯電話は割り当 てられたスロット中に通信された音声信号の質をモニタしているので、そのよう な干渉がおこったとすれば、同 一または別の基地局の別の周波数/スロットの組み合わせにホップを開始する。 本発明のさらにその他の特徴においては、システムの電話通話を搬送する容量 は、各基地局における消失(disappearing)制御チャンネルを使用することで改 善される。非制御チャンネルの全てが実行中の電話通話に使用された場合、基地 局は自由に制御チャンネルを音声チャンネルとして割り当てることができる。前 記したとおり、いったん電話通話が1つのスロット上に確立された場合には、そ の通話をしている携帯電話はそれ以上基地局の制御チャンネルを使用する必要が ない。「通常の」音声チャンネルの全てが埋まり、制御チャンネルのみが基地局 に残っている場合、いったん基地局がそのチャンネルを音声チャンネルとして割 り当てたら、すべてのチャンネルが音声通信で占められている限り、基地局に制 御チャンネルがある必要はなくなる。その制御チャンネルを放棄した(given up )基地局によりサービスされている地形エリア内で、新たな音声チャンネルを望 む携帯電話は、自動的にその基地局を使用可能なものとして検出せず、制御チャ ンネルで通信ができる他の基地局を選択する。 前記したとおり、電力の低減は携帯電話のデザインにおいて重要な課題である 。本発明の別の特徴においては、携帯電話が「スタンバイ」モードにあるとき電 力が低減される。このモードにおいて、主に新たな電話の通話呼び出しまたは使 用者が次の電話呼び出しをするのを待つ間、携帯電話は付勢されるが音声通信は 発生しない。スタンバイ・モードにおいては、本発明の1つの特徴による携帯電 話は、通信の全てのフレームをモニタしないが、全てのN番目のフレームをモニ タし、モニタ完了後、通信回路の電力を低減し、N−1番目のフレームが通過し たあと通信回路に再度電力をいれるためタイマをセットする。一連のNフレーム は「スーパーフレーム」と呼ばれる。このようにして、電話は呼び出しに「応答 」し、使用者の要求によりたやすく通話を回すことができる状態で、通信電力消 費は大幅に低減される。 複数の離れた装置と基地局の間の通信に関する従来技術における、1つの 知られた問題は、全てまたは多くの離れた装置がほぼ同時に基地局の制御チャン ネルと通信を試みて、お互いにメッセージが衝突し、ほとんどまたは全く基地局 と通信が成功しないということである。本発明のシステムにおいては、携帯ユニ ットは、制御チャンネルスロットの開始中と経過後の特定の時間中の送信により 基地局との通信を試みることを思い出されたい。1つ以上の携帯電話が同時に送 信を試みると、どちらも成功しないだろう。制御チャンネル上での衝突に伴う問 題は、携帯電話の全てが基地局との接触を再確立する際、システムがONになっ たとき、およびリセットした直後に、特に問題が多い。制御チャンネル上での衝 突を低減するために、本発明の携帯電話は、スーパーフレームのどのフレームに おいて基地局の制御チャンネルに接触しようとしているかを決定するのに、携帯 電話に割り当てられた番号を使用する。携帯電話に割り当てられた番号はメモリ の1つにプログラムされてもよいし、DIPスイッチによって入力されてもよく 、それは電話内のマイクロプロセッサまたは同様の半永久的(または永久的な) 方法によって読み出してもよい。本発明のシステムにおいては、基地局は制御チ ャンネル内にスーパーフレーム内の各フレームの位置を示す。例えば、特定のシ ステムにおいてスーパーフレームが32のフレームからなるときに、制御チャン ネル通信は、連続したフレームに1から32までの番号がついたことを示す表示 を含む。携帯電話は、通常スーパーフレームのフレームの数である、係数により 割り当て番号を割り、係数残(modulus remainder)に等しい数のフレームの間 に、制御チャンネルにアクセスすることを試みる。例えば、携帯電話が、スーパ ーフレーム毎に32のフレームを有するシステムにおいて、番号179を割り当 てられた場合、携帯電話はスーパーフレームの19番目のフレームの間に(すな わち、179に係数32で残が19)、基地局と通信を試みる。制御チャンネル へのアクセスの試みをスーパーフレームの全体に広げるように、番号が割り当て られている限り、各携帯電話は唯一の番号を有する必要がないことに注目された い。 本発明の利点をもってしても制御チャンネル上で衝突が起こった場合、例 えば「スロットを有するアロハ(slotted aloha)」システムで使用されている スキームのような後退競争スキーム(fallback contention scheme)が使用でき る。そのスキームにおいては、衝突している携帯電話のそれぞれが、時間のラン ダムさ(無作為)によってさらに衝突が起こることを除外または減少させること を期待して、制御チャンネルにアクセスを試みる前にランダムな(無作為な)時 間の間待機する。 リモート(遠隔)通信システムにおいては、1つの装置から送信された電磁的 信号がしばしば受信器に直接行かず、受信されるまでに1つの対象物または表面 から別のものに跳ね返って(bouncing)さまざまなパスを通ることがよく知られ ている。信号が受信されるまでに壁から跳ね返り、壁を通過し、またその他の表 面から跳ね返る、建物の内部においては、多重パス(multipath)は特に顕著な 問題である。跳ね返っている間および受信アンテナにおいて、さまざまな多重パ ス信号が互いに結合および干渉する結果、受信された信号は、通常、波形の中で さまざまな打ち消しが生じつつ、さまざまな位相で到達した、もとの信号の多数 の複製となる。多重パスの効果を低減させるためには、従来の技術においては、 空間と周波数の多様性(diversity:ダイバーシチ)をもたらすため、複数のア ンテナを受信器に使用することが知られている。このようなシステムの多くにお いて、受信器は最良の信号を有するアンテナを選択し、そのアンテナから信号を 受領し、その他の信号を排除する論理回路を有する。その他の従来技術のアンテ ナ・ダイバーシチ・システムにおいては、受信器回路はさまざまなアンテナに現 れた信号を結合しようとする。通常、従来技術においては、後者のシステムの方 がより受信状態が良好であるが、より複雑になり回路が増大するという負担があ る。 多重パスに伴う問題は、(電力を維持し、頻繁な再使用を可能にするために) 出力レベルが通常低く、携帯電話が空間に固定されていない、携帯システムにお いてはしばしばより悪化している。(通常は電話に対して内部に、または電話の 方向の外部に固定された)基地局に対してアンテナを再調整するたびに、使用者 が通話中に携帯電話の位置を再調整することがしばしばあ る。 さらに、使用者はしばしば移動するため、コリオリス(coriolis)効果を送信 された信号に起こす。従って、携帯システムでは基地局と携帯電話の両方でアン テナのダイバーシチを使用することが特に有益である。 本発明の他の特徴においては、本発明のシステムは信号の受信を改善するため に「二元性(duality)」を用いる。図7を参照すると、各基地局70はそれに 付属した複数のアンテナ72を有してもよい。基地局が携帯電話と通信する各ス ロット中において、携帯電話は第1に基地局と通信する。携帯電話から基地局へ の通信のプリアンブル(preamble)部分では、携帯電話はプリアンブル部分に、 基地局が各アンテナ上での受信をテストするために使用する、信号の所定のビッ トパターンを含む(図7のシステムでは4である)。基地局は次に携帯電話からの 通信の残りの部分を受信するのに最良のアンテナを使用する。同一のスロット中 に、基地局は順方向データを携帯電話に通信する機会を有し、このデータを送信 するのに携帯ユニットからのデータを受信したのと同じアンテナで使用する。携 帯電話への基地局送信部分は、携帯電話からの通信受領と使用すべき最良のアン テナの評価の直後に続くので、予め選択されたアンテナが、もはや基地局と電話 の間で使用するのに最良なアンテナではなくなるように、携帯局がその位置を変 更したということはおこりそうもない。 基地局は、同一のアンテナ評価およびフレーム中の各スロットの選択を使用す ることができる。したがって、基地局が連続したスロットのそれぞれ使用する異 なるアンテナを選択することは、全く可能である。 本発明の発明者により、アンテナ選択の間、その信号特質を測定しながらアン テナをスイッチしてもよいことが発見されている。スイッチング回路(switchin g chain)に固有の遅れと受信したRF信号の測定での遅れにより、通信外でア ンテナがスイッチするよう指令された後で、ある程度の時間、テストを継続する ことが可能になる。この技術の利点は、アンテナ・ダイバーシチ機能により多く のプリアンブル部分をささげる必要なく、より多くの信 号データをテストすることができる点である。 本発明の他の特徴によれば、携帯電話への送信に最良のアンテナをスロット内 で後で使用して、減衰設定評価に最良な2つのアンテナを評価することで、アン テナ選択システムは与えられたスロットのために2つの最良のアンテナを選択し てもよい。2つの最良のアンテナで受信された信号が所定の利点特性(figure o f merit)を超えた場合には、次のフレームの間に信号パスにもう1つのアンテ ナを追加することができる。逆に、2つの最良の信号が所定の利点特性より弱い 場合には、次のフレームでは減衰を排除してもよい。このようにして、2つの信 号の強さによって減衰が選択的に追加されたり排除されたりすることにより、受 信のダイナミック・レンジが増大される。2つのアンテナからの信号の使用は発 明を限定することを意味するものではなく、それが望ましい場合は、処理が増大 するという負担があるが、より多くの信号を用いてもよい。同様に、利点特性は 個別に、または所望の方法で結合した2つの信号の強さに、または受信信号の他 の特性に関連している。 図7をつづけて参照すると、本発明の基地局は適当な形、望ましくは典型的な オフィスの装飾によくとけこむ形のハウジング76に収容されてもよい。基地局 70は、(アンテナ72aについて示されるように)ハウジング76の側面にそ った位置から回転移動できる、または(アンテナ72について示されるように) それに垂直な、複数の独立して固定されたアンテナ74を含む。アンテナ72は 、ハウジング76内のアンテナと回路の間の電気的接触を保ちながら軸74を中 心の回転が可能な、従来の手段を介してハウジング76に固定してもよい。選択 的に、アンテナは、1つ以上の軸を中心の回転が可能な、ボールとソケットの装 置(図示せず)のような個別のアラインメント(alignment)を可能にする、他 の従来の手段を介してハウジングに固定してもよい。実際、アンテナの物理的な 固定は、電気的パスがアンテナと基地局通信回路の間に保たれているかぎり、必 要ではない。 動作において、基地局70のアンテナ72は、基地局70の携帯電話との通信 能力を高める、いかなる方法で整列されていてもよい。たとえば、本実 施例のシステムにおいて、基地局と携帯電話は垂直偏光を使用するように設計さ れてもよい。基地局が天井に搭載された場合、全てのアンテナ72はシステム設 計に適合するような指向性をもたらすように、垂直につるされてもよい。基地局 が垂直壁面にはりつけられた場合、アンテナの底部セットはハウジング76に横 づけにされる一方、2つの上部アンテナは垂直上方位置に対して180度につる されてもよい。同様に、アンテナは、基地局70に近い地形的エリアにおいて異 常なRF電搬条件を調整するために、携帯電話に対する信号処理能力比を増大さ せるような、ハウジング76に対して独立したいかなる位置にあってもよい。 本発明の携帯電話と基地局の間の信号発信を達成する1つの手段は、本発明の 1.5(one-half)スロットの機能構成をあらわす、図8のタイミング図に示さ れている。時間スロットは複数ビットの情報を含んでもよく、本発明の1つの実 施例においては240ビットが使用されている。スロットの第1の部分は、デー タが受信される前に受信器が信号を獲得することができるのに十分な同期ビット を含んでもよい、プリアンブル部分を含む。プリアンブルに続くのは「単一のワ ード(unique word)」、すなわち、スロットの同一位置に常にある所定のビッ トのセットであってもよい。単一のワードをスロットの既知の位置に使用するこ とで、受信器はそのフレームクロックを送信器のフレームクロックに同期させる ことができる。単一のワードに続いて複数の「データ」ビットがあってもよい。 メッセージのタイプと送信器での通話中活動によって、データビットはデジタル 音声データ、指令データ、等(ここでは通常「アプリケーション」データである )をふくんでもよい。最終的に、いくつかのタイプのチェックサム(checksum) またはCRCが、受信器がメッセージを正確に受信したことを確実にするのを補 助するために含まれてもよい。一般に、通信中にあらゆるタイプの既知の確認ス キームを用いることができる。それらは、チェックサム、チェックビット、折り 込みチェックサム、誤差補正ビット等、メッセージ有効性のためのビット数対シ ステムのデータ処理能力の間の均衡をとること(tradeoff)を実現するもの を含む。 携帯電話から基地局へのメッセージのプリアンブル部分には、4つのアンテナ 選択フィールドが含まれている。アンテナ選択ビットは、シンボルタイミングを 復元(recover)させるために従来使用されていた、メッセージの一部を占める ので、基地局によるシンボル復元は他の方法がとられない場合低下することに注 目されたい。このような基準の1つはメッセージのデータ部分に関してプリアン ブル部分のサイズを増大させるため、またはメッセージの全長を増大させるため に使用できる。この両方の選択肢は、システムのデータ帯域の低減をもたらす。 本発明の1つの特徴によれば、どの帯域低減方法もとられないが、新規なシンボ ルタイミング復元方法が使用される。図8を参照すると、シンボルタイミングは 信号がそれを通して印加される相関器の出力から得られる。一般に、受信された 信号は各信号のために複数のサンプルを提供するためにサンプルされる。本発明 の一実施例においてば、入力信号の各シンボルは相関器の出力において10回サ ンプルされる。相関器の出力の1回の大きさは、その時に受信されたシンボルの 中心の大きさにおおよそ対応する。シンボル内のサンプルのそれぞれに対して、 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、シンボルの中心 に対応すると最も思われるサンプルを示す最大の総計と比較される。換言すれば 、受信器は以下の等式を計算してもよい: ここで、Kはシンボル毎のサンプル数に等しく、TOTALはスロット毎のサン プル総数(シンボル全て)に等しい。本発明のこの特徴は、シンボルタイミング を決定するのに全スロットを使用し、各シンボルを抽出するのにその決定を使用 することに注目されたい。本発明のこの特徴を達成するために、シンボルタイミ ングが抽出されている間、入ってくるメッセージがダイナミック・メモリにスト アされてもよい。しかし、シンボルタイミング決定はメッセージの最初の受信で 開始してもよく、全スロットの受信を待つ必要はな い。 いったんシンボルタイミングが得られれば、本発明の受信器は「ムービング・ ウィンドウ(moving window)」相関器を使用して、単一のワードを発見する。本 発明ではしきい値相関器を使用する必要はない。したがって、相関器が全スロッ トの長さを有するかかってきた信号の定型(finite)部分を検討し、単一のワー ドがどこにもっともありそうかを決定する。いったん相関器がもっともありそう な位置を決定したら、受信器のプロセッサが復元されたスロットに1ビットずつ の(a bit for bit)検査を予想された単一のワードの各ビットがかかってきた メッセージに存在するかどうかを決定する。単一のワードが発見された場合、単 一のワードがフレームのどこに現れるかが決定されたので受信器は全てのフレー ミングを単一のワード周辺に組み立てる。 いったん単一のワードが無事に獲得されたら、その後に続くフレーム内の単一 のワードは送信器と受信器の間の流れ(drift)を測定するために、およびその 流れのために受信器を調節するのに使用してもよい。単一のワードが現れると予 想される時間の周辺の小さなウィンドウで通常は十分であって、受信器の処理負 担を低減させるので、その後のフレームにおける単一のワードを獲得することに より、全てのフレームを検討する必要がなくなる。 基地局が正確にスロット/周波数の組み合わせを検討できるように相互の同期 を維持するのを補助するために、本発明のシステムは全ての基地局に周期的に送 信される共通クロックパルスを含んでもよい。クロックパルスは、基地局に結合 して使用される典型的なスイッチからのように比較的安定したパルス源から、生 成されてもよい。例えば、デジタル電話アプリケーションによく用いられるよう なパルスコード変調(Pulse Coded Modulation「PCM」)システムにおいて、 基地局とスイッチの間のPCMスロットの1つを、全ての基地局により受領され 、クロックとそれから生成された通信フレームとを同期させるためにしようされ る同期(またはリセット)パルスを搬送するために周期的にプログラムしてもよ い。 スイッチから正確なクロックがもたらされれば基地局は高価な発振器を必要と しないので、単一の安定したクロックを使用することは、データの整列(alignm ent)を保証し、ハードウェアのコストを削減するのに役立つ。さらに、本発明 では、携帯電話は、基地局から受信したRF搬送波を使用する基準クロック(ス イッチからのPCMクロックのような正確なクロックに固定されている)を周波 数補正することにより、比較的安価で比較的正確さに劣る搭載型(on-board)基 準クロックを使用してもよい。 本発明の他の特徴においては、システムは、使用者の開始により、リモート( 遠隔)ユニットと基地局の間の通信に対するビット誤差率(bit error rate:「 BER」)テストを求めうるプロトコルを含んでもよい。このBERテストは遠 隔ユニット、基地局、または両方の擬似ランダム・シーケンス(pseudo-random sequences)からの送信を含んでもよい。基地局と遠隔(ユニット)の両方がこ のようなシーケンスの受信を使用してBERを決定し、(基地局の場合には)B ERを遠隔ユニットに報告して使用者に表示してもよい。表示されたBER情報 はシステム取付者がシステムの範囲と性能を決定し、および/または、確認する のに非常に役立つ。本発明のこの特徴はBER測定に限定されず、本発明のシス テムは信号を送信し、または信号強度のようなRF信号の所定の特性を信号測定 してもよい。 本発明のその他の特徴によれば、基地局と携帯電話の間のメッセージは携帯電 話にプログラムされたシステム確認子(system identifier)をふくんでもよい 。システム確認子はメッセージの中、たとえばプリアンブル部分に位置してもよ い。携帯電話と基地局はそこでシステム確認子を検討し、受信器に関するシステ ム確認子と一致しない場合にはメッセージを完全に無視してもよい。したがって 、2つの完全に分離したシステムが、同一の地形的エリアをカバーする部分に互 いに並んで存在してもよい。同様に、携帯電話は1つ以上の設置されたシステム に実行するようにプログラムされてもよく、それにより1つのシステムから他の システムに自由に移れる。混雑状況と安全性を考慮することによって、特定の携 帯電話に許可されたシステム確認を 変更することで、多様な地形的エリアからアクセスできる能力を変えた携帯電話 を提供できる。同様に、本発明の携帯電話は遠隔ユニットを付勢する以外の機能 を使用者が開始する必要が無い、多重無線システムに使用してもよい(携帯電話 に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ようにシステ ムを設計しなければならない)。この特徴は、同一(または近接した)ビジネス 構内において、さまざまなシステムがさまざまな場所で動作する設置状態のとき 特に役立つ。このような設置状態においては、使用者は、全く異なった無線シス テムが設置されている場所の1つのエリアから他のエリアに動いてもよく、使用 者に関した個人的特徴も含めて携帯電話の最大限の使用ができる。一方、2つの 近接したシステムが1つのシステムの使用者に他のシステムを使用することを許 可することを望まない場合は、ほんはつめいの無線システムは自動的に許可され なかった携帯電話を無視し、携帯電話は「異質の」システムにより使用されてい る通信チャンネルと基地局を使用しようと試みない。 本発明のシステムはまた無線選択呼出受信機(pager:ページャ、ポケット・ ベル)システムおよび電話システムと同時に使用できる。この点において、携帯 電話は表示のための文字数字メッセージを受信してもよく、メッセージの使用者 を報知(alert)するために呼出装置(ringer)が付勢できる。ページャとして使 用されたとき、移動局は使用者に対する電話呼出を携帯電話で遂行することがで きず、単にページャのメッセージを送信するために既存の通信システムを使用す るだけである。ページャ/電話複合無線システムで使用される遠隔ユニットは全 ての使用者にとって同一であり、ページング(無線選択呼出受信)のみに使用さ れるユニットのいくつかは、音声通信能力がない低費用ユニットであってもよい 。 再び図1を参照すると、本発明のシステムはその構造により比較的容易に作成 することができる。例えば、スイッチは、通信手段20を介して基地局18に通 信できるBSIU16を伴うデジタルスイッチでもよい。通信手段20は2セッ トの撚り合わせたワイヤ程度に単純でもよく、そのうち2本の ワイヤは基地局へのデータ通信に使用され、また2本のワイヤはBSIU16へ のデータ通信に使用される。4本のワイヤ上のデータ通信は、各対のワイヤに同 時に生じうる複数のデジタルメッセージを扱うために、E−1として知られるプ ロトコルを使用して行うことができる。さらに、4本のワイヤは出力および接地 基準を基地局に搬送するので、基地局をビルの電線に統合することは必要でない 。 動作において、基地局18は、壁や天井、および基地局18とBSIU16の 間にわたされた4本のワイヤのように、便利な表面に搭載することができる。基 地局18に結合した一般的な高出力プログラム可能な読出専用メモリ(「PRO M」)を使用することで、通信手段20または使用可能な電線からの出力を印加 するのにPROMを使用して、基地局18はそれ自身利用できる。いったん基地 局18が利用された場合、システム単一データおよび配置のダウンロードを要求 するBSIUに対してメッセージを送信してもよい。基地局18は割り当てられ た周波数を有さず、電話の位置よりむしろ信号強度の評価を最初に実行するので 、基地局の拡張プログラムは通常不要である。このプログラムの必要がないこと により、システムの設置がより容易になり、電力不足またはサージ(surge:動揺 )の後にサービスの自動的再開を提供する。 図10(同一の要素については図1に使用したのと共通の参照番号が使用され ている)に示される本発明のその他の特徴においては、本発明に使用されている スイッチ10は上記のデジタルスイッチでなくともよく、公共の電話ネットワー ク12にシステムを相互接続する従来のアナログスイッチでもよい。このシステ ムにおいては、デジタル無線システムと従来のアナログスイッチ10の間のイン ターフェースとして、基地局インターフェース装置(Base Station Interface A pparatus「BSIA」)90を使用してもよい。 BSIAは、図10で説明されたBSIUの全ての機能を無線システム(基地局 18および携帯電話22)にもたらす。さらに、図10の代替システムのBSI Aは携帯電話へのおよび携帯電話からのデジタル通信の全てを従来 のアナログ通信に変換し、携帯電話22からの変換機能要求を標準スイッチ(例 えば、PBX)プロトコルおよび信号化に変換する。かわりに、BSIA90は 、特定の使用者の入力に応じて特定のPBX関連機能を実行するように適切に( 下記のように)携帯電話22をプログラムすることによって、携帯電話により直 接達成されるいくつかの機能を実行してもよい。 さらに図10を参照すると、BSIAは、標準のパーソナル・コンピュータ9 1または、必要であればBSIA90に移動可能に固定できる同様のコンピュー タ装置を介して、配置され、制御されてもよい。たとえば、システム管理者が配 置変更の実施、テストの開始、またはシステムの性能に関するデータ収集を望む とき、パーソナル・コンピュータを接続できる。パーソナル・コンピュータ91 内のソフトウェアは典型的には、システム配置、アップロード、性能統計および アラーム分析、およびBSIAと基地局への新しいプログラムのダウンロードの ためのソフトウェアを含む。基地局のための新しいまたはアップデータされたプ ログラミングは、基地局への通信のためにBSIAに(または図1のようなシス テムのBSIUを介して)このようなプログラムをダウンロードすることで容易 にかつ便利に達成される。したがって、新しいかつ改善された特徴の再プログラ ミングは基地局への移動またはアクセスを必要としないので、その結果設置され たシステムを維持するのに人手をかなり省くことができる。 BSIA(またはBSIU)はまた、携帯電話使用者が単純かつ短いキー操作 でマクロ指令を実行する性能も有する。マクロ性能において、BSIAは、携帯 電話の1回のキー・ストロークにより容易に達成される、スイッチに対するプロ トコルに必要な信号を提供する。たとえば、スイッチ内のある種の機能が番号1 、2、および3のためのDTMF信号の連続通信を所望された場合、携帯電話の 単一機能キーは、典型的機能が必要とされていることをBSIAに報知するため に使用できる。また、BSIAはスイッチに連続して送信される番号1、2、お よび3のためのDTMF信号を生成する。スイッチはDTMF信号を受信し、要 求された機能が所望されたことを理解し、 要求された機能を実行するのに従来必要な操作を実行する。1セットのマクロを BSIAにプログラムしてもよく、そのうちいくつかば携帯電話に依存し、その 結果異なる電話の同一のキーはう一致に送信される異なる信号を生成してもよい 。さらに、異なるタイプのスイッチをスイッチプロトコルの相違と、設置の際B SIAにダウンロードされた適切なセットをもたらすための異なるタイプのスイ ッチ用に、マクロのセットを変えてもよい。 本発明の他の特徴によれば、携帯電話は、システム内のさまざまな電話のため の特徴にあわせるために、スイッチから(基地局を介して)プログラムできる表 示部(ディスプレイ)を含んでもよい。システムが設置され付勢された後で、電 話内のいくつかの特徴をもたらすためにメッセージをスイッチから電話へと送信 してもよく、またメッセージが電話の表示部の表示を制御してもよい。例えば、 電話の表示部は従来の地上電話のキーパッドとスイッチに似せることもできる。 電話使用者に使用可能な機能を特定することで、スイッチは1つの電話のスイッ チに他の電話のスイッチとは全く異なる機能を実行させてもよく、また電話表示 部にプログラムされた機能のさまざまなイメージ表示を表示させてもよい。たと えば、5つの仮想(バーチャル)スイッチを有する電話表示部において、1つの 電話の1番上のスイッチを「保留」機能のために使用し、別の電話の上の(同じ スイッチ)を「転送」機能に使用してもよい。従って、第1の電話の表示部に電 話表示部のスイッチのイメージの中または近くに「保留」を表示するように指令 し、一方、第2の電話は表示部の同一の場所に「転送」を表示するよう指令する こともできる。 表示部の変更およびシステムに使用されているさまざまな携帯電話の特徴は、本 発明のスイッチおよび指令構造を中心に使用することで、容易に実現できる。さ らに、携帯電話使用者が使用者関連コードを提供することを要求された場合、各 電話は使用者コードに応答して表示と機能を変更することができ、同一の電話は 使用者の安全性レベルとサービスレベルにより異なる特徴をもつことになる。 表示部は、既存のセルラー電話の良く知られた文字数字メッセージとアイ コン(icons)、たとえば「電子メール(e-mall)待機中」、電池残量、スピー カ音量レベル、電話線の状態等の状態や動作を示唆または示す図形的イメーシの 両方を使用してもよい。 本発明の一実施例は、遠隔ユニットを使用しやすくするような下記の1つまた はそれ以上の使用者インターフェース特性を利用するよう配置されてもよい。た とえば、本発明の一実施例は、使用者がダイヤルすべき電話番号の数字(digits )をダイヤルし、(「呼出」キーのような)操作キーを押下し、または最初に操 作キーを押下してからダイヤルすべき電話番号数字をダイヤルする、使用者プロ トコルを含んでもよい。第1の方法は、既存のセルラー電話システムに共通の使 用者プロトコルに類似しており、第2の方法は既存のコードレス電話に共通して 使用されているプロトコルに類似している。本発明においては、使用者は両方の プロトコルを使用する選択肢を与えられている。 本発明で使用してもよい他の便利なプロトコルにおいては、最後にダイヤルし た電話番号をリダイヤルするのに使用者は操作キーを2回押下する。たとえば、 使用者は「呼出」キーを2回押下してもよく、その場合、1回目でダイヤルトー ンを得て、2回目で前回ダイヤルした番号をリダイヤルする。単一キーを使用す ることで、呼出およびリダイヤル機能を表示する異なったキーのキーパッドを探 すことを不要とすることで、使用者を補助する。 他の便利なプロトコルにおいては、かかってきた電話通話は遠隔ユニットの使 用者により特別ベースでつなぎ直される。このプロトコルでは、電話呼出を遠隔 ユニットで受信したところで、遠隔ユニットは呼出音または振動といった標準的 な方法で電話呼出を表示してもよい。選択肢として、遠隔ユニットは呼出側の電 話番号または内線を表示してもよい。使用者はかかってきた電話呼出にどの方法 で応答してもよい、すなわち、「呼出」キーを押下し呼出に応じる、「クリア」 キーを押下し呼出音を無音にして呼出には応じないままにする、または「終了」 キーを押下し呼出を自動的に別のユニット、たとえば別の電話、メッセージ録音 システム、または音声メールシステムに つなぎ直す、である。 本発明で使用されうるプロトコルのさらに他の特徴においては、限られた数の キーだけが使用されるように、遠隔ユニットのキーボードは電子的にロックされ てもよい。たとえば、使用者は電話の全ての使用から(ロック解除機能を除き) ロックするために、または電話を制限状態にロックするために、所定のキー・シ ーケンスを入力してもよい。制限状態においては、使用者は3つのキー、すなわ ちすべての機能を回復する「ロック解除」キー、遠隔ユニットをOFFにする「 電源」キー、かかってきた電話の呼出に応答する「呼出」キー、を使用できると してもよい。遠隔ユニットを制限状態にすることで、遠隔ユニットは、不注意な または許可されていないキーの押下を心配することなく自由に搬送することがで きる。 以上において本発明の実施例を説明したが、説明された実施例は単に例示的な もので、精読することにより当業者にとって自然にわかる均等物、多くの変化、 および修正の全範囲に適合するように、発明の範囲は添付の請求の範囲のみによ って定義される。The present invention relates to a switching system comprising a wireless communication system and a multi-directional antenna. Generally relates to communication systems and methods in telephone systems, In particular, A system and method for using a portable wireless telephone integrated with a terrestrial wired telephone system. The telephone industry One is the relatively inexpensive cellular telephone: Mobile phone) service, Here 2, It has grown significantly in three years. In this service, Phone subscribers can carry, Powered by batteries, Using a handheld telephone device, A network of base stations that interface the terrestrial public telephone network with signals on the RF link; Communicate via RF link. In this system, The cellular form is usually used, A particular base station uses a particular frequency to communicate with multiple mobile phones in that "cell" Proximate base stations use different frequencies to communicate with multiple phones in the cell. If the base station is far enough from other base stations, Unless neither the base station nor the phone of one cell derives a signal of sufficient power to affect the other cells, The same frequency can be used for both cells. in this way, A non-conflicting pattern of providing telephone services in a specific area, A limited number of frequencies can be reused. of course, When a phone moves from one cell to another, To avoid communicating with non-adjacent cells using the same frequency as a different cell, Switch between phone frequencies (or "hop" to a new channel) during a call. The use of cellular telephone technology It enabled the use of many mobile phones in large areas. But, With the spread of mobile phones, The frequency (or "channel") is full. In the limited RF band used for all simultaneous phone use, Solving cellular congestion It is not always necessary to simply add additional frequencies or channels within each cell. With conventional technology, Use smaller cells, By reducing the output of the cellular device, It has been proposed to reuse frequencies closer to others. But, This solution is not entirely satisfactory. Because At greatly reduced output levels, This is because the signal to noise ratio of the communication may reach unacceptable levels in telephony. From this, Conventional technologies are office buildings, It has been proposed that part of an office building or an office complex be a cell site or a small cellular system. But, From the current congestion of cellular systems, This proposal is also generally limited in the number of mobile phones that can be accommodated. In many office environments, At the office (worker: Workers) often leave the designated workplace for a long time, Sometimes they roam around in the office when they need to work. With conventional technology, If you want to provide phone service to people walking around here and there, Automatically turn a call from one place to another, It often meant a call-call (telephone) transfer scheme. Such systems are generally Since the user requires a lot of input into the device, That was a drawback in a typical office environment. Therefore, It is desirable to use mobile or cellular technology for people in the office. In a typical office building, Add cellular phones to existing terrestrial systems, For example, a private business exchange (or "PBX") provides mobile communications, It was not enough for efficient communication. In general, The mobile phone Integrating cellular system RF communications into the public terrestrial telephone system, Do not directly integrate employee PBX, Connected to base unit. In practice, Such a solution in an office environment The two are not strongly connected, Or in any case an equal relationship, This results in two independent telephone systems. further, The external structure of the building that houses the office is It may not be practical to transmit a typical cellular RF signal to or from a base station. Employees Office buildings and parts of office buildings, Be able to walk around in certain areas, To ensure that these employees have access to the telephone system, Or the solution of making employees take advantage of the telephone system, Integrating the wireless system into the PBX. With this integration, Employees receive calls over the wireless system, No matter where employees are within the operating range of the system, It becomes possible to call directly. at the same time, Employees walking around are sitting in their own seats with wired systems, You can easily receive telephone calls (telephone) both inside and outside the office. The roaming employees, No matter where you are in the office, Advantages of all properties of PBX (for example, Dial function registered personally, Special accelerator to a limited circuit, etc.). Preferably, Wireless PBX system is easy to use, Lightweight, Includes mobile phone units with long battery life. The latter two hopes are Battery life is often directly related to battery size (or weight), In a sense, they are contradictory. Therefore, It is often important to design a portable unit that has the highest possible output efficiency. In a traditional cellular system, A particular base station has one or more control channels, And it is known to combine several or many audio channels. The control channel communicates with the control of the mobile unit, Adjust the use of audio frequencies, Typical central office functions (for example, Dial a number, Call mobile unit, Perform similar functions. When the previous audio channel in the base station is being used, The control channel is no longer needed. Because This is because the control process is not executed until one of the audio channels becomes available. In such a system, It is desirable not to waste audio channels that are not working, Without incurring additional hardware costs and additional bandwidth used by the system, To expand system capacity compared to conventional systems, Additional audio channels can be obtained. Therefore, One object of the present invention is to provide A new system and method for integrating a wireless telephone system into a private branch exchange (PBX) or similar office telephone system. Another object of the present invention is to provide It is to provide a new system and method that uses all available channels of a wireless system for voice (or data) messages. Another object of the present invention is to provide It is to provide a new system and method that uses all available channels of a wireless system for voice (or data) messages. Still another object of the present invention is to provide Without reducing the capacity of the mobile unit, It is to provide new systems and methods that reduce power consumption in such units. Another object of the present invention is to provide Without extensive telephone laying and / or much programming, It is to provide a new system and method that can be installed in an office environment. Another object of the present invention is to provide It is an object of the present invention to provide a novel system and method that offers the possibility of an integrated wireless PBX telephone using housings that can be easily mounted on existing walls and ceiling surfaces of offices. Another object of the present invention is to provide Base stations can be easily added to the system (or reset after power outage) And a new communication system and method in a wireless system that can be brought online without much programming. Another object of the present invention is to provide It is to provide a novel system and method for accurately and efficiently communicating between multiple wireless telephones and multiple base stations. These and other objects and advantages of the present invention are: claim, Attached drawings, Upon perusal of the detailed description of the preferred embodiment below and It will be readily apparent to one skilled in the art to which the invention pertains. FIG. FIG. 2 is a simplified functional block diagram illustrating an embodiment of the system of the present invention. FIG. FIG. 4 is a timing chart showing a relationship between a frame and a slot used in the communication system of the present invention. FIG. FIG. 4 is a timing chart showing timing of control and communication channels in a system of the related art. FIG. Control and communication channel timing, FIG. 3 is a timing chart showing timings of a reception part and a transmission part of a communication frame used in the present invention. FIG. FIG. 2 is a view inside a building showing possible locations of people and telephone base stations inside the building. FIG. In one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a frequency allocation diagram illustrating the use of a carrier frequency. FIG. FIG. 4 is an illustration of a base station housing and multiple antennas in one aspect of the invention. FIG. FIG. 4 is a timing chart showing a frame used in a communication unit between a base station and a mobile phone according to the present invention. FIG. FIG. 4 shows an exemplary chart of the output of the correlator used in the present invention. FIG. FIG. 4 is a simplified functional block diagram illustrating another embodiment of the system of the present invention. Referring to FIG. A telephone system using the present invention Like the United States public telephone network, It may include a switch 10 connected to multiple lines or mains of a standard telephone network. Switch 10 also Over a telephone line or similar non-propagating medium, It is connected to a plurality of land phones 14. Switch 10 is connected via a Base Station Interface Unlt (“B SIU”) 16 One or more base stations 18 may be connected via base station connector 20. Each base station 18 As described below, Means for wirelessly communicating with a plurality of mobile phones 2 is included. In its operation, The switch is PBX, PABX, Operates as a standard telephone switching unit such as a key system, Functionally, Interconnect the telephone 14 to the public telephone network. Such a switch 10 A switch unit such as the unit sold by HARRIS CORPORATION as "HARRIS 20/20" may be used. Depending on the scope and complexity of the switch, Memory dialing, Call forwarding (telephone) transfer, Voice mail response and shipping, And other features common to modern telephone switches, It may have a number of features that assist the telephone user in talking. One of the functions achieved by the switch is Mapping an in-bound or extension telephone call (telephone) to the desired telephone; And providing an "outside line" to the system telephone upon request. When an intra-area call (telephone) is bound for one of the land phones 14, Switch 10 is typically Call the desired telephone via telephone line connection (telephone), Between the desired telephone 14 and the outside line receiving the call (telephone) Establish a voice communication path along the same or another telephone line connection. The telephone call (telephone) received by the switch 10 addressed to the mobile phone 22 is: It is routed to the BSIU which transmits appropriate control information to the base station currently controlling the mobile phone 22 in the following manner. When a call (telephone) is connected between the mobile phone 22 and another phone, The switch 10 operates to indicate the audio circuit to the BSIU 16; The BSIU 16 also indicates to the voice circuit the selected base station 18, Base station 18 also Information about the voice message on the voice circuit is transmitted to the desired mobile phone 22 via the wireless link 24. As we all know, The telephone audio circuit may be analog or digital. In one conventional system, The telephone line coming from the telephone network may be an analog line. In a conventional switch circuit, The switch 10 An analog voice circuit from the telephone network is routed to the terrestrial telephone 14 in an analog or digital mode. If a digital switch is used, Switch 10 converts voice information from the analog telephone network into a series of digital bits, The bits are communicated to terrestrial telephone 14 by conventional means. Communication from the digital terrestrial telephone 14 to the telephone network 12 is transmitted from the telephone 14 to the switch 10, Converted to an equivalent analog signal, Applied from the telephone network 12 to the telephone line. The present invention It is not limited to using only analog switches or only digital switches, The inventive concept disclosed here is: It can be easily completed using analog or digital switches. The present invention is not limited to the use of a PBX or similar "stand-a lone" type device, It is desirable to integrate the radiotelephone with other radiotelephones or terrestrial telephones, Applicable to any telephone system or subsystem. Therefore, The switch 10 itself is an "external" telephone network 12; Conventional means not limited to wired systems, For example, via a microwave link, You may communicate. Therefore, Even if the description of the embodiment describes a particular signal in the switch as a digital signal or an analog signal, The invention is not limited to systems with such signals, The description is merely illustrative and not restrictive. An analog telephone call (telephone) addressed to one of the mobile telephones 22 is converted into a digital form in the switch 10, It is transmitted to BSIU16. At BSIU, The digital information from the call (telephone) is combined with similar digital information from other call calls and transmitted via communication link 20 to base station 18; Handle call calls. Also, In the method described below, Base station 18 may communicate the digital information from the telephone call to the desired mobile phone. Since the current system is a telephone system, Note that there is a return path for telephone calls. that is, Simply reverse the above flow, The digital form of the voice applied to the mobile telephone 22 is provided from the telephone network 12 to an appropriate telephone line through the base station 18 and the BSIU 20. If the telephone network line is an analog line, The digital form of the return signal will be converted to analog form for application to telephone network line 12. As we all know, If your voice message is considered continuous, The digital form of such a message need not be a continuous stream of digital bits. Rather, If the digital device has enough processing power, Cluster of digital bits representing a sound signal (bundle: cluster) Before another cluster of bits is transmitted again, They may be transmitted together after a certain time. When a digital signal is converted to analog, If a series of clusters of digital bits arrives within the latency period between clusters, A user listening to the received analog signal cannot perceive the fact that the voice message was split and transmitted. The present invention takes advantage of this fact, It allows multiple mobile phones to time-share a single frequency or channel between base station 18 and mobile phone 22 simultaneously. Referring to FIG. In a communication format known as time division multiple access, Multiple mobile phones share a single frequency. As shown in FIG. A particular frequency (or carrier) may have multiple slots, The system of FIG. 2 is divided into eight. Due to the inherent synergy of base station 18 and mobile phone 22, The mobile phone is a slot that is repeatedly generated as one of the eight slots, The digital message in slot 2 can be received. In this way, The mobile phone 22 is, as shown in FIG. The digital data of the slot 2 is received. 7 slots after the end of the first slot 2, Then, the second slot 2 holding the digital data of the specific mobile phone 22 again arrives. Each slot can carry multiple digital bits of data. As long as the slot repeats at a sufficient frequency, The mobile phone 22 converts the digital format of the voice message, The message can be received sufficiently that the analog form of the message can be accurately reconstructed by digital-to-analog conversion in the mobile phone 22. The length of time that elapses before consecutive slots are received to avoid data loss is How many bits are transmitted at the same time, It depends on the voice frequency in the voice message which has a well-known relationship. As mentioned above, A typical telephone message is two-way, Therefore, Two slots are required for phone calls, One of them is the transmission of a digital signal to the mobile phone 22, The other is transmission of digital signals from the mobile phone 22. One phone call occupies only two slots in the frame, Other slots can be used simultaneously by other mobile phones 22. In general, The base station Inform mobile phone 22 which slot is being used for a particular phone call, To ensure that all of the communicating mobile phones are used at the same time (usually the signals transmitted by both are destroyed, To avoid two phones transmitting at exactly the same time), Use a specific protocol. In conventional systems, Typically, The first slot of the frame transmits voice signals from the base station to various mobile phones, It is used to control thereby. For example, Referring to FIG. The prior art 9 slot frame uses the first slot (CON) as a control slot (for transmitting control messages from the base station to the station), The next four slots for voice signals are transmitted from the base station to the mobile phone (T1, T2 T3 Sent to T4), The last four slots for voice signals are transmitted from the mobile phone to the base station (R1, R2 R3 R4). In the system of the present invention, As shown in FIG. The first slot (CON) of the frame is used as a control slot, Contrary to conventional technology, The remaining slots are For the base station transmitting the first half slot and the base station receiving the second half slot of each slot (transmitted by the mobile phone), It is divided into two half slots. Compared to the prior art, The use of the present invention has particular advantages in reducing the power consumption of mobile phones. In the prior art, When the communication part is not needed, It is known that the power supplied to the communication part of a mobile phone is reduced. Therefore, For example, in the prior art of FIG. The mobile phone has all but three slots, That is, Send, In the slot where communication within the receive and control slot is scheduled, The power to the communication part can be reduced. According to one aspect of the invention, The communication part of the mobile phone (As described below, The mobile phone of the present invention During a telephone call, the communication channel (or slot) need not be monitored, so it needs to be fully energized for only one slot. Therefore, The present invention As long as there are few slots per frame, In addition to reducing the need to increase the power of the communication circuit, While the power is off and reduced from the communication circuit Reduce periods of relatively inefficiency. As is known in prior art systems, The control channel is a communication system frame, It can be used to establish the timing of communicating control information between the base station and the mobile phone. For example, During the control channel, The base station has a specific mobile phone, To let you know which slot and frequency to use for audio data, Or on a specific phone, Data can be sent that informs how to respond to user entries on the telephone keypad. Also during the control slot, the system, During that time, A cell phone looking for an audio circuit can send the request to the audio circuit, And / or Provides a period during which base station or PBX management data or functional requests can be transmitted. Referring to FIG. The ability to continuously cover one area of the system of the present invention is illustrated on a typical floor plan of office space 50. In the office space 50, Several walls 52 divide the space into a private room 54 and a corridor 56. The base stations BS1 and BS2 are located in the office space 50, Provide a call coverage that covers it. The number and location of base stations will depend on the expected traffic and the form of space covered. The space is one floor of the building, Multiple floors of the building, Multiple buildings, And / or may be part of an external space associated with the building. If the user wants to use his mobile phone in the space covered by the system of the present invention, Enter a series of instructions on your mobile phone. By the steps described below, The mobile phone selects the base station, Thereby, Within one period of the control slot associated with the base station, The user's request for the voice circuit is communicated and transmitted to the selected base station. The base station determines which slots and frequencies are available, A message is returned to the mobile phone that has confirmed the slot and frequency to be used as the voice channel for the mobile phone. With standard signal technology, The mobile phone sends the subscriber number of the phone to be dialed, Or request other features of the telephone system. Continuing with reference to FIG. 5 by way of example, Each base station in the system may be associated with a frequency used for a control channel. When your mobile phone is looking for audio circuits or other features from the phone system, The mobile phone scans for frequencies that are known to be assigned as control channels, Which control channel signal has the highest signal strength, Signal-to-noise ratio, And / or Determine if received with other signal characteristic metrics. The control channel signal with the best characteristics is selected, The cell phone initiates contact with the base station transmitting the signal via the control channel. Regarding the office space in FIG. 5, If the base station has an available channel, Since the base station is closer to other base stations, The mobile phones PT1 and PT3 are expected to communicate with the base station 1. Otherwise, Cell phones PT1 and PT2 are expected to communicate with base station 2. Similarly, For the same reason, The mobile phone PT4 communicates with the base station 2 ( Get audio channel). The base station with which PT3 and PT5 communicate is It cannot be easily determined from the outline of the space in FIG. Although the mobile phone PT5 is physically closer to the base station 2 than the base station 1, Note that the direct path between mobile phone PT5 and base station 2 is through the wall. Wall thickness and composition, Depending on a number of factors, including the size of the door that the cell phone PT5 exits into the hallway from the room where it is, The base station 1 or the base station 2 (if available) may be the location of the mobile phone PT5. By using the selection scheme of the present invention, Assignment of mobile phones to specific base stations becomes dynamic, Note that local changes in signaling between the mobile phone and the base station are taken into account. In one embodiment of the present invention, Incoming calls and outgoing calls Mobile phones are actually handled in the same process, The only difference is that In the case of an incoming call, the "ring" signal precedes. After receiving the "ring tone" signal, In the present invention, For both incoming and outgoing calls, It may be used in mobile phones. During a call on a specific mobile phone, Mobile phone users can move around the office. When the user moves, The user sometimes moves away from the base station controlling the call. In the system of the present invention, The mobile phone monitors the quality of the communication between the mobile phone and the base station, If there is a signal drop according to the following predetermined criteria, Reselect the base station, Request that the call move to a new channel (or slot / frequency combination described below) of the base station that will best communicate with the mobile phone. For example, Referring again to FIG. The mobile phone at the designated location PT1 in a certain space It is expected that the first closest base station BS1 will be used (assuming BS1 has an available channel). If the mobile phone user moves from PT1 to PT4 during a call, When the quality of the signal between the mobile phone and the base station controlling it (eg BS1) has deteriorated sufficiently, The mobile phone looks for a new communication path. At the position selected for PT4, The mobile phone is the closest base station, It is currently expected to select BS 2, Obtain a voice channel from the newly selected base station. In the system of the present invention, The user moves the position, Just because other base stations are near and / or direct, Note that the mobile phone does not need to switch the base station. Rather, Unnecessarily flying from one channel to another (hopping: hopping) The mobile phone of the present invention As long as the quality of the voice communication is acceptable, Continue to stay at the current base station. The mobile phone Evaluate any characteristics of the communication channel between the mobile phone and the base station. In the present invention, As an assessment of signal quality, It has been found that evaluating the quality of speech, typically provided by a vocoder in a communication circuit, is efficient. Using this evaluation for hopping control Especially efficient. Because many vocoder circuits, It has already been evaluated as part of the volume control operation, So by using this, This is because the need for another circuit or processing function can be avoided. In standby mode (not an ongoing voice call) The mobile phone evaluates the signal quality based on the quality of the control channel from the base station. If the signal quality drops to a certain standard, The mobile phone switches to the control channel of another base station. This technology is Also called soft roaming, Just before the signal quality actually drops below the level that hops need, Prevent transition effects that can occur when a call is initiated or received by a mobile phone. In a newly established call situation, The mobile phone is on the communication channel Not getting enough useful call data to start the base station / frequency / slot switch exactly. By using the technology in this standby mode, The system of the present invention seeks to increase the likelihood that a mobile phone will use the best base station nearby. As long as the channel continues acceptable communication, By staying on a given audio channel, The portable unit does not need to monitor the control channel during a telephone call. Because Since the assigned slots are generated at a known repetition rate, During voice communication, The mobile unit does not The energization of the communication circuit may be stopped. At the end of the slot, The portable unit stops energizing the communication circuit, A timer can also be set to quickly re-energize the communication circuit before the assigned slot is next created. Time between slots, The mobile phone converts the digital audio data received from the forward channel (base station to mobile phone channel) from digital to analog format, Apply to the phone speaker (or earpiece) The digital information corresponding to the audio input (or the user's keypad entry) received during the time between slots is stored. When the next slot is created, The mobile phone receives the next packet of the previous channel audio data, Transmit the next packet of voice data entered by the user during the time between slots. As long as the clock circuit in the mobile phone is sufficiently synchronized with the base station clock circuit, The mobile phone Using a timing circuit, Without querying the control channel, It is possible to fly directly from one slot to the same slot in the next frame. Referring to FIG. In the system of the present invention, A slot or channel is considered a particular slot / frequency combination. In a system with 8 slots per frame, There are eight channels or communication opportunities per frame, Each "possibility" includes forward communication and reverse (cell phone to base station) communication. Inside the slot, Forward and reverse communications are carried on the same carrier frequency. Therefore, Each base station has eight slots under its control. Each slot is within one frame, Independent of other slots, Each slot can be any channel frequency used in the system. Therefore, Taking the base station 2 of the system of FIG. 6 as an example, Slot 1 (usually a control channel, (See below) may be a control channel operating at a particular frequency f6. In the system of FIG. Base station B is also performing three voice communications, One mobile phone uses frequency f13 on slot 3; Another mobile phone uses frequency f2 on slot 6, Another mobile phone uses frequency f3 on slot 7. Each slot starts at a predetermined time after the start of a frame. Therefore, The mobile phone sends the message "Slot 6, Use frequency f2 ". The mobile unit is Receiving forward audio data on frequency f2 after a predetermined time associated with slot 6 after the start of each frame; And that during the appropriate time in slot 6, the reverse data on frequency f2 should be transmitted. In the system of the present invention, In any slot of any base station, Any of the assigned frequencies may be used. Therefore, There is no frequency assignment or frequency set to a particular base station. The features of the present invention are: system, Relocation of base stations, Or it is very easy to install a new base station. further, According to this feature of the invention, The system is very flexible to meet the demands of mobile services for mobile users and the terrain of a given system. In operation, The base station monitors the channels assigned to the system, Determine available slot / frequency combinations. By tuning to each assigned frequency during an unused slot, The base station determines which slot / frequency combination is not used within that range, Assign one of the available slot / frequency combinations when a new voice channel is requested by the mobile phone. Significantly, Available slot / frequency combination data is Generated on a local basis by each base station. Because the range of base stations and mobile phones is limited, The fact that certain slot / frequency combinations are used in the system It does not necessarily mean that they cannot be used anywhere in the system. For example, Referring to the system of FIG. Base station A sends one of the mobile phones controlled by it, Can be assigned to use slot 5 and frequency f9, The same slot and frequency, It can also be used in relatively distant base station areas, such as in base station N of the system of FIG. As long as the base station and the cell phone controlled by it are far enough apart, In the system of the present invention, the frequency / slot combination can be used and reused multiple times, The system offers great potential for handling many simultaneous telephone calls. In general, The system of the present invention During the unused slot period, To determine if a slot / frequency combination is available, System monitoring may be used. If the base station cannot detect that a particular slot / frequency is in use, Even if a relatively distant mobile phone and base station use the same slot / frequency, The slot / frequency is determined to be "usable". In this system, Even if a particular base station Even if you think you can use it far enough from a particular slot / frequency combination, Cell phones controlled by a base station may be subject to interference from "remote" use of the same slot / frequency combination. But, As mentioned above, The mobile phone monitors the quality of the voice signal communicated during the assigned slot, If such interference occurs, Initiate a hop to another frequency / slot combination of the same or another base station. In still other features of the invention, The capacity of the system to carry telephone calls is This is improved by using a disappearing control channel at each base station. If all of the non-control channels are used for active phone calls, The base station can freely assign the control channel as a voice channel. As mentioned above, Once a telephone call has been established on one slot, The mobile phone making the call does not need to use the base station's control channel anymore. All "normal" audio channels are filled, If only the control channel remains at the base station, Once the base station assigns that channel as an audio channel, As long as all channels are occupied by voice communications, There is no need for the base station to have a control channel. Within a terrain area served by a base station that has given up its control channel, Mobile phones that want new audio channels Does not automatically detect that base station as available, Select another base station that can communicate with the control channel. As mentioned above, Power reduction is an important issue in mobile phone design. In another aspect of the invention, Power is reduced when the mobile phone is in a "standby" mode. In this mode, Mainly while waiting for a new phone call or the user to make the next phone call The mobile phone is activated but no voice communication occurs. In standby mode, A mobile phone according to one aspect of the present invention includes: Do not monitor every frame of the communication, Monitor all Nth frames, After monitoring is completed, Reduce the power of communication circuits, After the N-1 th frame has passed, a timer is set to turn on the power to the communication circuit again. A series of N frames is called a "superframe". In this way, The phone "answers" the call, In a state where the call can be easily turned at the request of the user, Communication power consumption is greatly reduced. In the prior art relating to communication between a plurality of remote devices and a base station, One known problem is: All or many distant devices attempt to communicate with the base station control channel almost simultaneously, Messages collide with each other, Little or no communication with the base station is successful. In the system of the present invention, The mobile unit is Recall that an attempt is made to communicate with the base station by transmitting during a particular time after the start and after the elapse of the control channel slot. If one or more mobile phones try to send at the same time, Neither will succeed. The problem with collisions on the control channel is When all of the mobile phones re-establish contact with the base station, When the system is turned on, And immediately after reset, There are many problems. To reduce collisions on the control channel, The mobile phone of the present invention To determine which frame of the superframe is trying to contact the base station control channel, Use the number assigned to your mobile phone. The number assigned to the mobile phone may be programmed into one of the memories, May be input by a DIP switch, It may be read by a microprocessor in the phone or similar semi-permanent (or permanent) method. In the system of the present invention, The base station indicates the position of each frame in the superframe in the control channel. For example, When a superframe consists of 32 frames in a particular system, Control channel communication is Includes an indication that consecutive frames are numbered from 1 to 32. The mobile phone Usually the number of frames in the superframe, Divide the assigned number by the coefficient, During a number of frames equal to the modulus remainder, Attempt to access control channel. For example, The mobile phone In a system with 32 frames per superframe, If you were assigned the number 179, The mobile phone is in the superframe during the 19th frame (ie, 179, the coefficient is 32 and the rest is 19), Attempt to communicate with the base station. To spread control channel access attempts throughout the superframe, As long as the number is assigned, Note that each cell phone need not have a unique number. If a collision occurs on the control channel, even with the advantages of the present invention, For example, a fallback contention scheme can be used, such as the scheme used in "slotted aloha" systems. In that scheme, Each of the colliding mobile phones In hopes of eliminating or reducing further collisions due to randomness of time (randomness) Wait for a random (random) time before attempting to access the control channel. In a remote communication system, Electromagnetic signals transmitted from one device often do not go directly to the receiver, It is well known that bouncing from one object or surface to another takes various paths before being received. Bounce off the wall before the signal is received, Go through the wall, Also bouncing off other surfaces, Inside the building, Multipath is a particularly significant problem. While bouncing and at the receiving antenna, As a result of the various multipath signals combining and interfering with each other, The received signal is Normal, While various cancellations occur in the waveform, Arrived in various phases, Many copies of the original signal. To reduce the effects of multipath, In the prior art, Diversity of space and frequency (diversity: Diversity) It is known to use multiple antennas for a receiver. In many such systems, The receiver selects the antenna with the best signal, Receive a signal from that antenna, It has a logic circuit for eliminating other signals. In other prior art antenna diversity systems, Receiver circuits attempt to combine the signals that appear on the various antennas. Normal, In the prior art, The latter system has better reception, but There is a burden that the circuit becomes more complicated and the number of circuits increases. The problem with multiple paths is (Maintain power, Power levels are usually low (to allow frequent reuse) Mobile phone is not fixed in space, Often worse in mobile systems. (Usually internal to the phone, Or re-adjust the antenna to a base station (fixed outside the direction of the phone) Often, the user repositions the mobile phone during a call. further, Because users often move, The coriolis effect causes the transmitted signal. Therefore, In mobile systems, it is particularly beneficial to use antenna diversity at both the base station and the mobile phone. In another aspect of the invention, The system of the present invention uses "duality" to improve signal reception. Referring to FIG. Each base station 70 may have a plurality of antennas 72 associated with it. In each slot where the base station communicates with the mobile phone, The mobile phone first communicates with the base station. In the preamble part of the communication from the mobile phone to the base station, The mobile phone is in the preamble part, Used by the base station to test reception on each antenna, It contains a predetermined bit pattern of the signal (4 in the system of FIG. 7). The base station then uses the best antenna to receive the rest of the communication from the mobile phone. During the same slot, The base station has the opportunity to communicate the forward data to the mobile phone, This data is transmitted using the same antenna that received the data from the portable unit. The base station transmission part to the mobile phone is It follows immediately after receiving communication from the mobile phone and evaluating the best antenna to use, The preselected antenna is As it is no longer the best antenna to use between the base station and the phone, It is unlikely that the mobile station has changed its location. The base station The same antenna estimation and selection of each slot in the frame can be used. Therefore, Selecting different antennas for each of the consecutive slots that the base station uses Absolutely possible. By the inventor of the present invention, During antenna selection, It has been discovered that the antenna may be switched while measuring its signal quality. Due to the delay inherent in the switching circuit and the delay in measuring the received RF signal, After the antenna is commanded to switch outside of communication, Some time, Testing can be continued. The advantages of this technology are: There is no need to dedicate many preamble parts to the antenna diversity function, The point is that more signal data can be tested. According to another feature of the invention, Use the best antenna later in the slot for transmission to the mobile phone, By evaluating the two best antennas for the attenuation setting evaluation, The antenna selection system may select the two best antennas for a given slot. If the signals received at the two best antennas exceed a predetermined figure of merit, Another antenna can be added to the signal path during the next frame. vice versa, If the two best signals are weaker than a given advantage characteristic, The attenuation may be eliminated in the next frame. In this way, By selectively adding or removing attenuation depending on the strength of the two signals, The dynamic range of reception is increased. The use of signals from two antennas is not meant to limit the invention, If that is desirable, There is a burden that processing will increase, More signals may be used. Similarly, The benefit characteristics are individually Or to the strength of the two signals combined in the desired way, Or it is related to other characteristics of the received signal. With continued reference to FIG. The base station of the present invention has a suitable shape, It may be desirably housed in a housing 76 that is well integrated with typical office decor. The base station 70 Rotatable from a position along the side of housing 76 (as shown for antenna 72a); Or perpendicular to it (as shown for antenna 72), It includes a plurality of independently fixed antennas 74. The antenna 72 is Rotatable about axis 74 while maintaining electrical contact between the antenna and circuitry within housing 76; It may be secured to housing 76 via conventional means. Optionally, The antenna is Can rotate around one or more axes, Allowing individual alignment, such as a ball and socket arrangement (not shown), It may be secured to the housing via other conventional means. In fact, The physical fixation of the antenna As long as the electrical path is maintained between the antenna and the base station communication circuit, Not necessary. In operation, The antenna 72 of the base station 70 Enhance the communication capability of the base station 70 with the mobile phone; They can be aligned in any way. For example, In the system of the present embodiment, Base stations and mobile phones may be designed to use vertical polarization. If the base station is mounted on the ceiling, All antennas 72 provide directivity to match the system design, It may be suspended vertically. If the base station is mounted on a vertical wall, The bottom set of antennas is laid down on the housing 76 while The two upper antennas may be suspended 180 degrees relative to the vertical upper position. Similarly, The antenna is In order to adjust abnormal RF transport conditions in a terrain area near the base station 70, Such as increasing the signal processing capacity ratio to mobile phones, It can be in any position independent of housing 76. One means of achieving signaling between the mobile phone and the base station of the present invention is 1. of the present invention FIG. 8 is a timing chart showing a functional configuration of five (one-half) slots. A time slot may contain multiple bits of information, and in one embodiment of the invention 240 bits are used. The first portion of the slot includes a preamble portion that may include enough synchronization bits to allow the receiver to acquire a signal before data is received. Following the preamble may be a "unique word", i.e., a predetermined set of bits always at the same position in the slot. By using a single word at a known location in the slot, the receiver can synchronize its frame clock to the transmitter's frame clock. There may be multiple "data" bits following a single word. Depending on the type of message and on-call activity at the transmitter, the data bits may include digital voice data, command data, etc. (here typically "application" data). Finally, some type of checksum or CRC may be included to help ensure that the receiver has correctly received the message. In general, any type of known verification scheme can be used during communication. They include checksums, check bits, folding checksums, error correction bits, etc., that achieve a tradeoff between the number of bits for message validity versus the data throughput of the system. The preamble portion of the message from the mobile phone to the base station contains four antenna selection fields. Note that the antenna selection bits occupy part of the message, which was conventionally used to recover symbol timing, so that symbol recovery by the base station is reduced if no other method is taken. . One such criterion can be used to increase the size of the preamble portion with respect to the data portion of the message, or to increase the overall length of the message. Both options result in a reduction in the data bandwidth of the system. According to one aspect of the present invention, no band reduction method is used, but a novel symbol timing recovery method is used. Referring to FIG. 8, symbol timing is derived from the output of the correlator through which the signal is applied. Generally, the received signal is sampled to provide a plurality of samples for each signal. In one embodiment of the invention, each symbol of the input signal is sampled ten times at the output of the correlator. The magnitude of the output of the correlator roughly corresponds to the magnitude of the center of the symbol received at that time. For each sample in the symbol, the sum of the samples is obtained, compared to the sum of all other samples, and compared to the largest sum that indicates the sample most likely to correspond to the center of the symbol. In other words, the receiver may calculate the following equation: Here, K is equal to the number of samples per symbol, and TOTAL is equal to the total number of samples per slot (all symbols). Note that this feature of the present invention uses all slots to determine symbol timing and uses that determination to extract each symbol. To achieve this feature of the present invention, the incoming message may be stored in dynamic memory while the symbol timing is being extracted. However, the symbol timing decision may start with the first reception of the message and does not have to wait for reception of all slots. Once the symbol timing is obtained, the receiver of the present invention uses a "moving window" correlator to find a single word. The present invention does not require the use of a threshold correlator. Thus, the correlator considers the finite portion of the incoming signal having the full slot length and determines where a single word is most likely. Once the correlator has determined the most probable location, the message in which the receiver's processor has received each bit of a single word expected to be examined a bit for bit in the reconstructed slot To determine if it exists. If a single word is found, the receiver assembles all framing around the single word since it has been determined where the single word appears in the frame. Once a single word has been successfully acquired, a single word in the subsequent frame is used to measure the drift between the transmitter and the receiver, and the receiver for that flow. May be used to adjust. By acquiring a single word in a subsequent frame, a small window around the time at which a single word is expected to appear is usually sufficient, reducing the processing burden on the receiver. There is no need to consider the frame. To assist the base stations in maintaining synchronization with each other so that they can accurately consider slot / frequency combinations, the system of the present invention may also include a common clock pulse that is periodically transmitted to all base stations. Good. The clock pulse may be generated from a relatively stable pulse source, such as from a typical switch used in connection with a base station. For example, in a Pulse Coded Modulation (PCM) system such as is commonly used in digital telephone applications, one of the PCM slots between the base station and the switch is received by all base stations, and the clock and It may be programmed periodically to carry a synchronization (or reset) pulse used to synchronize with the generated communication frame. Using a single stable clock assures data alignment and reduces hardware costs, since the base station does not need an expensive oscillator if the correct clock comes from the switch Help to do. Further, in the present invention, the mobile phone is relatively inexpensive by frequency correcting a reference clock (fixed to a precise clock such as a PCM clock from a switch) using an RF carrier received from a base station. A relatively inaccurate on-board reference clock may be used. In another aspect of the invention, a system includes a protocol that, upon user initiation, may require a bit error rate ("BER") test for communication between a remote unit and a base station. May be. The BER test may include transmissions from remote units, base stations, or both pseudo-random sequences. Both the base station and the remote (unit) may use the reception of such a sequence to determine the BER and (in the case of a base station) report the BER to the remote unit and display it to the user. . The displayed BER information is very useful for the system installer to determine and / or confirm the scope and performance of the system. This aspect of the invention is not limited to BER measurement, and the system of the invention may transmit signals or measure certain characteristics of the RF signal, such as signal strength. According to another feature of the invention, the message between the base station and the mobile phone may include a system identifier programmed into the mobile phone. The system identifier may be located in the message, for example, in the preamble part. The mobile phone and the base station then consider the system identifier and may completely ignore the message if it does not match the system identifier for the receiver. Thus, two completely separate systems may be present alongside each other in portions covering the same topographical area. Similarly, a mobile phone may be programmed to run on one or more installed systems, so that it is free to move from one system to another. By taking into account congestion and security, changing the system verification allowed for a particular mobile phone can provide a mobile phone with varying ability to access from various terrain areas. Similarly, the mobile phone of the present invention may be used in multiple wireless systems where the user does not need to initiate functions other than activating the remote unit (the administrator of each system providing access to the mobile phone). Must design the system to accept mobile phones). This feature is particularly useful in installations where different systems operate in different locations within the same (or adjacent) business premises. In such an installation, the user may move from one area of the location where a completely different wireless system is installed to another area, including the personal characteristics associated with the user. Maximum use. On the other hand, if two adjacent systems do not want to allow users of one system to use the other system, the only wireless system will automatically remove the unauthorized mobile phone. Ignore, and the mobile phone does not attempt to use the communication channel and base station used by the "foreign" system. The system of the present invention can also be used in conjunction with a radio pager (pager) and telephone system. At this point, the mobile phone may receive the alphanumeric message for display, and a ringer may be activated to alert the user of the message. When used as a pager, the mobile station cannot perform a telephone call to the user on the mobile phone, but simply uses the existing communication system to send the pager's messages. The remote units used in the combined pager / telephone wireless system are the same for all users, and some of the units used only for paging (paging selective radio) are low cost units without voice communication capability. You may. Referring again to FIG. 1, the system of the present invention is relatively easy to construct due to its structure. For example, the switch may be a digital switch with a BSIU 16 that can communicate with the base station 18 via the communication means 20. The communication means 20 may be as simple as two sets of twisted wires, of which two wires are used for data communication to the base station and two wires are used for data communication to the BSIU 16. Data communication on the four wires can be performed using a protocol known as E-1 to handle multiple digital messages that can occur simultaneously on each pair of wires. Further, since the four wires carry power and ground references to the base station, it is not necessary to integrate the base station into the building wires. In operation, the base station 18 can be mounted on a convenient surface, such as a wall or ceiling, and the four wires passed between the base station 18 and the BSIU 16. By using a common high-power programmable read-only memory ("PROM") coupled to the base station 18, a PROM can be used to apply output from the communication means 20 or available power lines. , Base station 18 is itself available. Once the base station 18 is utilized, a message may be sent to the BSIU requesting a download of the system single data and configuration. Since the base station 18 does not have an assigned frequency and performs a signal strength assessment first rather than the telephone location, a base station extension program is usually not required. The absence of this program makes installation of the system easier and provides for automatic restart of service after a power shortage or surge. In another aspect of the present invention shown in FIG. 10 (the same reference numerals are used for the same elements as in FIG. 1), the switch 10 used in the present invention is a digital switch as described above. It need not be a switch, but may be a conventional analog switch that interconnects the system with the public telephone network 12. In this system, a base station interface device (BSIA) 90 may be used as an interface between the digital wireless system and the conventional analog switch 10. BSIA brings all the functions of the BSUI described in FIG. 10 to the wireless system (base station 18 and mobile phone 22). In addition, the BSIA of the alternative system of FIG. 10 converts all digital communications to and from the cell phone into conventional analog communication and converts the conversion function request from cell phone 22 to a standard switch (eg, PBX) protocol. And convert to signaling. Alternatively, the BSIA 90 may be configured to perform the specific PBX-related functions in response to a specific user input by appropriately programming the mobile phone 22 (as described below), thereby providing a number of functions directly achieved by the mobile phone. That function may be executed. Still referring to FIG. 10, the BSIA may be located and controlled via a standard personal computer 91 or similar computer device that can be movably secured to the BSIA 90 if necessary. For example, a personal computer can be connected when a system administrator wants to perform a reconfiguration, start a test, or collect data on system performance. Software in personal computer 91 typically includes software for system deployment, upload, performance statistics and alarm analysis, and downloading new programs to BSIA and base stations. New or updated programming for the base station is easy and convenient by downloading such a program to the BSIA (or via the BSU in a system such as FIG. 1) for communication to the base station. Is achieved. Thus, the reprogramming of new and improved features does not require movement or access to the base station, which can significantly save manpower to maintain the installed system. BSIA (or BSUI) also has the ability for mobile phone users to execute macro commands with simple and short keystrokes. In macro performance, BSIA provides the necessary signals for the protocol to the switch, easily achieved with a single keystroke of a mobile phone. For example, if certain functions in the switch desired continuous communication of DTMF signals for numbers 1, 2, and 3, a single function key on a mobile phone would require that typical functions be required. To the BSIA. Also, the BSIA generates DTMF signals for numbers 1, 2, and 3 that are transmitted sequentially to the switch. The switch receives the DTMF signal, understands that the requested function is desired, and performs the operations conventionally required to perform the requested function. A set of macros may be programmed into the BSIA, some of which may be cell phone dependent, and thus generate different signals which are transmitted in the same key match on different phones. Furthermore, the set of macros may be changed for different types of switches to provide different switch protocols and the proper set downloaded to the BSIA during installation. According to another feature of the present invention, the mobile phone may include a display that can be programmed (via a base station) from a switch to accommodate features for the various phones in the system. After the system is installed and activated, a message may be sent from the switch to the phone to provide some features within the phone, and the message may control the display on the phone display. . For example, a telephone display could resemble a keypad and switch of a conventional landline telephone. By identifying the functions available to the telephone user, the switch may cause one telephone switch to perform a completely different function than the other telephone switch, and may provide a variety of functions programmed on the telephone display. It may be possible to display a simple image display. For example, in a phone display with five virtual switches, the top switch of one phone is used for the "hold" function and the (same switch) on another phone is "transfer" May be used for functions. Thus, the display of the first telephone is instructed to display "hold" in or near the image of the switch on the telephone display, while the second telephone "transfers" to the same location on the display. May be displayed. Modifications of the display and various features of the mobile phone used in the system can be easily realized by mainly using the switch and command structure of the present invention. In addition, when a mobile phone user is required to provide a user-related code, each phone can change the display and function in response to the user code, and the same phone can be used for user safety. Different levels and service levels will have different characteristics. The display unit displays the well-known alphanumeric messages and icons of existing cellular phones, such as "waiting for e-mall", battery level, speaker volume level, phone line status, etc. Or a graphical image suggesting or indicating an action may be used. One embodiment of the present invention may be arranged to take advantage of one or more of the following user interface characteristics that facilitate use of the remote unit. For example, one embodiment of the present invention involves a user dialing digits of a telephone number to be dialed, pressing an operating key (such as a "call" key), or first pressing an operating key. It may include a user protocol for dialing the telephone number digits to be dialed afterwards. The first method is similar to the user protocol common to existing cellular telephone systems, and the second method is similar to the protocol commonly used for existing cordless telephones. In the present invention, the user is given the option to use both protocols. In another convenient protocol that may be used with the present invention, the user presses the operating key twice to redial the last dialed telephone number. For example, the user may press the "call" key twice, in which case the first gets a dial tone and the second gets the last dialed number. The use of a single key assists the user by eliminating the need to search for keypads of different keys that display call and redial functions. In another convenient protocol, incoming telephone calls are reconnected on a special basis by the user of the remote unit. In this protocol, once a telephone call is received at the remote unit, the remote unit may display the telephone call in a standard manner, such as ringing or vibrating. Optionally, the remote unit may display the caller's telephone number or extension. The user may respond to the incoming telephone call in any manner, i.e. press the "ring" key to answer the call, press the "clear" key to silence the ringer and remain unanswered Or press the "End" key to automatically reconnect the call to another unit, such as another telephone, message recording system, or voice mail system. In still another aspect of the protocol that may be used with the present invention, the keyboard of the remote unit may be electronically locked so that only a limited number of keys are used. For example, the user may enter a predetermined key sequence to lock from all use of the phone (except for the unlock feature) or to lock the phone in a restricted state. In the restricted state, the user has three keys: an "unlock" key to restore all functions; a "power" key to turn off the remote unit; a "ring" key to answer incoming calls; May be used. By placing the remote unit in a restricted state, the remote unit is free to transport without having to worry about inadvertent or unauthorized key presses. While the embodiments of the present invention have been described above, the described embodiments are illustrative only, and will be understood by those skilled in the art to their equivalents, many variations, and the full range of modifications and alterations that will occur to those skilled in the art. As such, the scope of the invention is defined solely by the appended claims.

───────────────────────────────────────────────────── 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 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 (72)発明者 ダニエル ターヒューン 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 キース ヌエンドルフ 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 ラミ ハダー 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 ジェイ クライン 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 メシュ 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────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries 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) Inventor Schmel Bachinski             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025 (72) Inventor Daniel Tarhun             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025 (72) Inventor Keith Nuendolph             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025 (72) Inventor David Hockman             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025 (72) Inventor Perminder Second             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025 (72) Inventor Lami Hudder             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025 (72) Inventor Jay Klein             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025 (72) Inventor David Mesh             United States, Florida 32919             Luverne, West Nasa Boulevard             1025

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.私用の電話線と公共電話ネットワークを相互接続する電話スイッチと、 複数の遠隔ユニットを前記私用の電話線に相互接続する複数の基地局と、前記 基地局と前記遠隔ユニットの間の通信がRF通信を使用して達成され、 前記基地局は複数のアンテナを有し、および 前記基地局の1つにおける前記アンテナのそれぞれが物理的に前記1つの基地 局のその他の前記アンテナから独立して指向性を有してもよいことを特徴とする 通信システム。 2.前記基地局が単一のハウジングの中に収容されていることを特徴とする、請 求項1記載の通信システム。 3.前記基地ユニットが壁または天井に固定され、前記アンテナは所望の物理的 指向性を得るために調節されてもよいことを特徴とする、請求項2記載の通信シ ステム。 4.前記アンテナが前記ハウジングの側面にそって回転するように搭載されても よいことを特徴とする、請求項2記載の通信システム。 5.前記アンテナが、前記ハウジングが固定された表面の傾斜に関わりなく、垂 直偏光信号を伝送するように物理的に指向性を有してもよいことを特徴とする、 請求項1から4のいずれか1つに記載の通信システム。 6.前記アンテナが、地形的変化および前記基地局に近接した構造に適合するよ うに、物理的に指向性を調節されてもよいことを特徴とする、請求項1から5の いずれか1つに記載の通信システム。 7.基地局、前記基地局から遠隔電話および複数の遠隔電話に通信するためのR F手段、前記電話のそれぞれがそれに結合した文字数字表示部を有し、および公 共電話ネットワークに前記基地局を接続するためのスイッチからなる遠隔通信シ ステムであって、 前記スイッチから前記基地局にプログラミングメッセージを送信し、前記基地 局から前記RF手段を使用する前記遠隔電話に相関プログラミングメッセージを 送信することにより、プログラミングが使用可能であるという特性を示すことを 特徴とする遠隔通信システム。 8.前記遠隔電話の使用者に対して、前記プログラミングメッセージが前記表示 部にその外観を変化させることを特徴とする、請求項7記載の遠隔通信システム 。 9.前記相関プログラミングメッセージが前記RF手段の順方向チャンネル(fo rward channel)における確保された(reserved)動作コードを用いて送信され ることを特徴とする、請求項7または8記載の遠隔通信システム。 10.使用可能な特性のリストおよび前記特性を実行するためのスイッチにより 要求されたコードに対して、前記基地局が遠隔電話のキーを配置する(maps)こ とを特徴とする、請求項7から9のいずれか1つに記載の遠隔通信システム。 11.スイッチ、前記スイッチに機能的に接続された複数の基地局、複数の遠隔 電話、および前記基地局と前記電話の間を通信するためのRF手段からなる遠隔 通信システムであって、改良点が、前記基地局に結合したブート・プロム(boot prom)と、それにより追加基地局が実質的なプログラミングなしに遠隔通信シ ステムに追加できる各前記スイッチから配置情報をダウンロードする手段とから なることを特徴とする遠隔通信システム。[Claims] 1. A telephone switch that interconnects the private telephone line with the public telephone network;   A plurality of base stations interconnecting a plurality of remote units to the private telephone line; Communication between a base station and said remote unit is achieved using RF communication;   The base station has a plurality of antennas, and   Each of the antennas at one of the base stations is physically located at the one base station. Characterized in that it may have directivity independent of other antennas of the station Communications system. 2. The base station is housed in a single housing. The communication system according to claim 1. 3. The base unit is fixed to a wall or ceiling and the antenna is 3. The communication system according to claim 2, wherein the communication system may be adjusted to obtain directivity. Stem. 4. Even if the antenna is mounted so as to rotate along the side of the housing, The communication system according to claim 2, wherein the communication system is good. 5. The antenna is suspended regardless of the slope of the surface to which the housing is fixed. Characterized in that it may have physical directivity to transmit a linearly polarized signal, The communication system according to claim 1. 6. The antenna is adapted for terrain changes and structures close to the base station. 6. The method according to claim 1, wherein the directivity may be physically adjusted. A communication system according to any one of the preceding claims. 7. A base station, an R for communicating from the base station to a remote telephone and a plurality of remote telephones; F means, each of said telephones having an alphanumeric display associated therewith; A telecommunications system comprising a switch for connecting said base station to a common telephone network; The stem,   Transmitting a programming message from the switch to the base station, A correlation programming message from a station to the remote telephone using the RF means. By sending it indicates that it has the property of being usable for programming. A telecommunications system characterized. 8. The programming message is displayed to the remote telephone user. The telecommunications system according to claim 7, characterized in that the external part changes its appearance. . 9. The correlation programming message is transmitted to the forward channel (fo) of the RF means. sent using the reserved operation code in the rward channel. 9. The telecommunications system according to claim 7, wherein: 10. With a list of available properties and a switch to implement said properties The base station maps the remote telephone key to the requested code. The telecommunications system according to any one of claims 7 to 9, characterized in that: 11. A switch, a plurality of base stations operatively connected to the switch, a plurality of remote A remote comprising a telephone and RF means for communicating between said base station and said telephone A communication system, wherein the improvement comprises a boot prom coupled to the base station.  prom), which allows the additional base station to communicate with the telecommunications system without substantial programming. Means to download configuration information from each of the switches that can be added to the system A telecommunications system characterized by:
JP50441898A 1996-06-28 1997-06-30 Switching system with wireless communication system and multi-directional antenna Ceased JP2002512740A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/671,670 1996-06-28
US08/671,670 US5978674A (en) 1996-06-28 1996-06-28 Method and apparatus for configuring dispersed components in a communications system
US08/672,274 US5943618A (en) 1996-06-28 1996-06-28 Multiple orientation, multiple antenna apparatus
US08/672,274 1996-06-28
PCT/US1997/011475 WO1998000989A2 (en) 1996-06-28 1997-06-30 Wireless communications system and switching exchange with multiple orientaiton antennas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002512740A true JP2002512740A (en) 2002-04-23

Family

ID=27100595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50441898A Ceased JP2002512740A (en) 1996-06-28 1997-06-30 Switching system with wireless communication system and multi-directional antenna

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002512740A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6023621A (en) Wireless communications system and method having dynamic reallocation of communication frequencies
US6097704A (en) System for communicating digital information between a base unit and plural mobile units
CN1732651B (en) Method and apparatus for establishing direct communication for mobiles in a radio communication system
CA2232693C (en) A method for performing handover and roaming in a radio communication environment
EP0189920B1 (en) Radio channel control method for mobile communication system
EP1166466B1 (en) A method of and equipment for performing radio communication in a plurality of radio communication environments
US5722070A (en) Cell of preference check in a communications network
JPH0847040A (en) Call setting method for using in network having mobile end user
JPH0472828A (en) Mobile radio communication system
US5995492A (en) Method and apparatus for using duality to remotely communicate
US5887255A (en) Multiple use wireless communications system and method
KR950011077B1 (en) Radio communication system
US6023460A (en) Wireless communications system and method using a reusable control channel
US5870389A (en) Method and apparatus for reducing power consumption in wireless, mobile communicating devices
US5978674A (en) Method and apparatus for configuring dispersed components in a communications system
JPH09219678A (en) Cordless communication system
US5943325A (en) Method and apparatus for determining symbol timing in a wireless communications system
US5943618A (en) Multiple orientation, multiple antenna apparatus
JP2001509974A (en) Method or apparatus for symbol timing determination in a wireless communication system using a reusable control channel and reducing power or improvements thereto
EP0898851B1 (en) Improvements to or relating to a multiple use wireless communications system and method having dynamic reallocation of communication frequencies
JPS6355826B2 (en)
EP1176842A2 (en) Wireless communication system and switching exchange with remote programming of telephones with alphanumeric display
JP2002512740A (en) Switching system with wireless communication system and multi-directional antenna
WO1998000983A2 (en) Method and apparatus for using duality and also a system for communicating digital information
EP0897237A2 (en) TDMA communication device and method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060627

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20060927

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20061113

A313 Final decision of rejection without a dissenting response from the applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A313

Effective date: 20070216

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070320