JP2005508113A - 半二重無線ディスパッチシステムを近似するシステム及び方法 - Google Patents

半二重無線ディスパッチシステムを近似するシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】システムエネルギーを低減する。
【解決手段】全二重無線電話システムにおける無線ディスパッチサービスは、ディスパッチシステムにおける各音声通信装置に割り当てられたフォワード及びリバースリンクの対を有する。装置が話中か聴中かにより、その装置に対するリンクの1つがシステムエネルギーを保存するためアイドリングされ得、これにより半二重システムを近似する。
【選択図】図2

Description

【発明の分野】
【0001】
本発明は、一般的にユーザグループが相互に通話する無線ディスパッチシステムに関するものである。
【背景】
【0002】
無線電話通信システムにおいて、私的な通信グループで、多くのユーザが無線チャネルを用いて他の無線及び有線電話システムに接続して通信し得るディスパッチサービスが供給され得る。無線チャネルを用いた通信は、多様な多重接続技術の1つであり得る。これらの多重接続技術には、時分割多重接続(TDMA)、周波数分割多重接続(FDMA)、符号分割多重接続(CDMA)を含む。CDMA技術には多くの利点がある。典型的なCDMAシステムについては1990年2月13日に発行された“衛星あるいは地上リピータを用いるスペクトラム拡散多重接続通信システム”と題された米国特許第4,901,307号(K.ギルハウスン等)に記述され、これは本発明の譲受人に譲渡され、参考としてここに組み込まれる。
【0003】
典型的な無線及び有線電話サービスが二地点間サービスを提供するのに対し、ディスパッチサービスは一対多のサービスを提供する。ディスパッチサービスの共通する実地的応用は地元警察放送システム、タクシーディスパッチシステム、連邦捜査局及び機密調査部、総合的な軍通信システムを含む。
【0004】
無線ディスパッチシステムの基本的なモデルは放送網あるいはユーザグループから成る。各ユーザは共通の放送フォワードリンク信号を監視する。ユーザが通話を希望する場合、ユーザはリバースリンク送信チャネルを使用する許可を、例えば、ユーザの例えば無線電話などの無線移動局(MS)におけるプッシュトゥトーク(PTT)ボタンを押すことにより要求する。通話中のユーザの声はリバースリンクから電話機基幹施設へ送られ、フォワードリンクを介して他のグループメンバーへ放送される。理想的には、ディスパッチシステムはシステムへの陸上線と無線アクセスを可能にする。
【0005】
いかなる場合においても、無線電話音声システムは全二重システムである。すなわち、それらは、MSのユーザが話すことと聞くことの双方を同時に行える通常の(一対一の)通信ができるように設計されている。すなわち、全二重システムは、MSのユーザが音声データをリバースリンクを介して基地局に送り、同時に、音声データをフォワードリンクを介して基地局から受信することを可能にするシステムである。
【0006】
しかしながら、本発明により認識されるとおり、ユーザのひとりが話し、他のすべての人が聞くというディスパッチシステムは、元来本質的に半二重式である。一般に、話用MSへのフォワードリンクである必要はなく、また聴用MSからのリバースリンクである必要がない。にもかかわらず、現存する無線音声システムが全二重として構成されることにより、いずれのリンクもディスパッチグループにおいてそれぞれのMSに供給される。これはシステムエネルギーを浪費する。なぜなら、たとえ、MSユーザがそのリンクをアクティブに活用していないときでさえも、ある特定の情報が一対の各リンクを介して伝えられなければならないからである。一例を挙げるとするならば、フォワードリンクのパイロットチャネルは典型的には、MSがリバースリンクを介して通話中のユーザの音声データを送っている間に、使用していないフォワードリンクの持続的な同期化をむだに(ディスパッチ操作の意味において)維持するため、1つ(1)のデューティサイクルでアクティブのまま維持する。また、ボコーダ及び/またはラジオリンクプロトコル(RLP)フレームは、リンク対の使用していないリンクを介して送信される。上記で述べてきた厳格な観察を行うことにより、本発明はここで以下に示す解決を提供する。
【発明の開示】
【発明の要約】
【0007】
全二重無線通信システムにおいて実装される、音声ディスパッチシステムにおける無線移動局(MS)について、フォワード及びリバースリンクのいずれも、MSのユーザが話中か聴中かに応じて、システムエネルギーを節約するために一時的にアイドリングされ得る。ここで意図されるとおり、関連するMSがディスパッチモードにある一方でリンクが「実質的にアイドリング」される場合、リンクは別の場合において通常の通信(二地点間の)モードで搬送される場合のエネルギーより少ないエネルギーを伝える。
【0008】
従って、少なくとも1つの基地局(BTS)、少なくとも1つの話用基地局(MS)、少なくとも1つの聴用MS、そしてBTSと各MSの間のフォワード及びリバースリンクリンク対を含む全二重無線ディスパッチネットワークの移動局(MS)の複数のユーザにディスパッチサービスを提供する方法は、話用MSによるディスパッチサービスでの音声情報の伝送の許可を含む。また、この方法は、少なくとも聴用MSに関連づけられるリバースリンク、または話用MSに関連づけられるフォワードリンクでエネルギー伝送を低減あるいは除去する動作を含む。
【0009】
好ましい実施形態によれば、低減あるいは除去の動作は少なくとも1つのデューティサイクルを含み、これには限定されないが、例えば、パイロットチャネルデューティサイクルを1未満に低減する。また、別の場合にはボコーダまたはRLPフレームを伝える、一対の使用されていないリンク(すなわち聴用MSのためのリバースリンク、及び話用MSのためのフォワードリンク)に対して、別の場合に使用されていないリンクで伝送されるボコーダ及び/またはRLPフレームは低減または除去され得る。
【0010】
別の観点によれば、音声ディスパッチグループにおいて複数のMSの各々のために構築されたフォワード及びリバースリンクの対を持つ無線音声ディスパッチシステムの半二重操作をシミュレーションする方法は、MSが話用MSか、あるいは聴用MSかにより、少なくとも1つのMSに対して、関連づけられるフォワードあるいはリバースリンクをアイドリングすることをそれぞれ含む。
【0011】
別の観点によれば、無線音声ディスパッチシステムは、少なくとも1つの基地局(BTS)、話用MS、及び少なくとも1つの聴用MSを含む。一対のフォワード及びリバースリンクのそれぞれは、実質的にアイドリングされた少なくとも一対の少なくとも1つのリンクで各MSとBTSとの間に確立され得る。この対におけるアイドリングされたリンクの同一性は、関連したMSが話用MSであるか、あるいは聴用MSであるかに依存する。
【0012】
さらに別の観点によれば、無線音声通信システムは少なくとも1つのBTS、音声ディスパッチモードと通常の通信モードとに入ることが可能な話用無線MSと、音声ディスパッチモードと通常の通信モードとに入ることが可能な少なくとも1つの聴用無線MSを含む。第1の全二重通信リンク対はモードにかかわらず、BTSと話用MSとの間に確立され得る、また第2の全二重通信リンク対はモードにかかわらずBTSと聴用MSとの間に確立され得る。本発明によれば、少なくとも第1のリンク対は通常の通信モードでは第1の量のエネルギーを伝え、ディスパッチモードでは第2の量のエネルギーを伝え、この第2のエネルギー量は第1のエネルギー量より少ない。
【0013】
本発明の詳細は、その構造及び動作の両方について、添付の図面に関して最もよく理解され、参照数字は部分を参照する。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【0014】
はじめに図1を参照すると、ディスパッチシステムは、概して指定された10で示されている。好ましい実施形態では、これだけに限定されるものではないが、無線電話のような移動局(MS)12,14,16及び18はディスパッチユニット及び二地点間電話の両方として機能し得る。例示より、移動局12が本システムの通信チャネルの使用が認められ、そしてこのようにアクティブな話者MSであり、さらに移動局14,16及び18が非通話中聴者であると仮定する。
【0015】
図1は、基地局(BTS)20がフォワードリンクとリバースリンク対のそれぞれを聴用移動局14,16及び18に提供し得ることを示している。さらに、基地局20はフォワードリンクとリバースリンク対を話用移動局12に提供し得る。
【0016】
図1はさらに基地局20が、少なくとも下記で説明される論理的な部分を具体化する、論理モジュール24にアクセスをするメディア制御ユニット(MCU)22と通信することを示している。MCU22は基地局20で、または基地局コントローラで、または移動交換センター(MSC)にて、また実際には別の無線電話基幹施設にて実装され得る。論理部分は本発明のMSにおいて具体化され得る。
【0017】
ある典型的な限定されない実施例では、移動局12,14,16,18は、定義されたIS-95A、IS-95B、UCDMA、IS-2000及びその他のもののような(しかしこれに限定されないが)符号分割多重接続(CDMA)原理とCDMA空中(OTA)通信無線インタフェースプロトコルを用いる京セラ、サムソン、あるいはその他の製造会社によって作られた移動電話である。例えば、本発明が適用し得る無線通信システムは、上記に述べたものに拡大し、アナログアドバンスト移動電話システム(AMPS)と、CDMA、時分割多重接続(TDMA)、またTDMAとCDMA技術の両方を使用するハイブリッドシステムなどのデジタルシステムのような、パーソナル通信サービス(PCS)とセルラシステムを含む。CDMAセルラシステムは遠距離通信産業協会/電子産業協会(TIA/EIA)規格IS-95に記述されている。AMPSとCDMAの結合システムはTIA/EIA規格IS-98に記述されている。他の通信システムは、国際移動遠距離通信システム2000/万国移動遠距離通信システム(IMT-2000/UM)、広帯域CDMA(WCDMA)、cdma2000(例えばcdma2000 1xまたは3x規格のような)またはTD-SCDMAとして参照されるものをカバーする規格に記述されている。
【0018】
本発明はいずれの移動局12,14,16,18にも適用する。一般に、本発明を適用する無線通信装置は、無線受話器または電話、セルラ電話を含むがこれに限定されず、また、乗り物(自動車、トラック、ボート、飛行機、列車を含む)への備え付けとして、希望により手動で、携帯可能である。しかしながら、無線通信装置が一般に移動性があるものとして考えられているが、本発明はいくつかの実装では、「固定された」装置に適用され得ると理解される。また、本発明は音声情報を伝送するのに用いられるデータモジュールまたはモデムを適用し、有線または無線リンクを用いる他の装置と通信し得る。さらに、コマンドは、多重通信チャネルを介して音声情報を伝送すべく、予め定められた調整又は関連づけ手法でモデムあるいはモジュールが動作するように用いられ得る。また、無線通信装置はときには、いくつかの通信システムにおいて、ユーザターミナル、移動局、移動ユニット、加入者ユニット、リモートユニット、移動無線または無線電話機、無線ユニット、または単に「ユーザ」や「移動装置」と言及される。
【0019】
図1において、話用MS12は、基地局20との確立された全二重リンクを持っている。ディスパッチネットワークにおいてアクティブな送信機になるために、移動局は、例えば基地局20に対するトラフィックチャネルを要求するアクセスチャネルメッセージを送信することにより伝送要求を送信する。非制限的な実施形態では、このアクセスチャネルメッセージはプッシュトゥトーク(PTT)ボタン26を適切に操作するユーザに応答して生成され得る。
【0020】
上述した構造の概観を持ちつつ、注意は図2へと向けられる。本理論は、下記にて説明されるフローチャートに従って図1に示される構造で実行されることが理解される。フローチャートは、ここでは本発明の論理的構造をコンピュータプログラムソフトウェアで具体化されたのものとして説明している。当該技術に長けた者は、この発明に従って機能するコンピュータープログラムコード要素や電気論理回路のような論理素子構造をフローチャートが説明していることを理解するだろう。明らかに本発明は、その必須の実施形態で、その示されたものに対応する機能ステップのシーケンスを実行するためにデジタル処理装置(すなわちコンピュータ、コントローラ、プロセッサなど)に指令を与える論理素子をその形態において与える機械素子により実行される。
【0021】
換言すれば、この論理は、コンピュータまたはコントロール素子が実行可能な一連の命令として、上述した素子の中でプロセッサにより実行されるコンピュータプログラムによって具体化され得る。これらの命令は例えば、RAM、またはハードドライブ、光学式ドライブに常駐し、あるいは、この命令は磁気テープ、電子読出限定メモリ、または大幅に変更または更新され得る他の適切なデータ記憶装置に保管され得る。
【0022】
さて図2が示す、論理フローチャートを参照すると、ブロック26に始まり、MSのグループは一対多通信を確立するディスパッチモードに入る。一対のリンク(フォワードとリバース)は各MS12,14,16,18とBTS20との間に確立されたままである。ブロック28では、MSの一方、例えばMS12が話用MSとなり、発言権が付与されそのリバースリンクを介してBTS20に音声データを送信する。好ましくは、ディスパッチモードでは、通信はシステムの基幹施設の範囲の技術で知られる、インターネットプロトコル(VOIP)原理による音声を用いる。従って、音声データはVOIPへとパケット化され、基幹施設を介して送られ、各フォワードリンクを介して聴用MS14,16,18へ送り戻され得る。MS12を話用MSにする非限定の方法は、MS12からPTT信号を受信し、処理することである。
【0023】
ブロック30へ進むと、少なくとも、話用MS12のフォワードリンク及び/または1つあるいはそれ以上の聴用MS14,16,18のリバースリンクがアイドリングされる。「アイドリングされる」とは、別の場合に通常の通信(一対一)モードにおいてリンクが搬送するエネルギーよりも少ないエネルギーを搬送する、という意味である。いずれにせよ、アイドリングされた特定の対のリンクはMSが話用、聴用のいずれによるかによる。
【0024】
リンクは、そのリンクでのエネルギー送信の低減または除去動作によりアイドリングされ得る。これは少なくとも1つのデューティサイクル(これに不必要に限定されるものではないが)での減少を含む。非限定の方法例として、典型的には1つ(1)のパイロットチャネルデューティサイクルは、二分の一または四分の一未満にさえまでも低減され得る。また、一対の使用されていないリンクにおけるボコーダ及び/またはRLPフレーム(すなわち、聴用MS14,16,18のリバースリンク及び話用MS12のフォワードリンク)の送信は、これは別の場合には二地点間通信で送信されるものであるが、低減または除去され得る。いずれにせよ、本発明は、送信されるエネルギーが二地点間モードにおけるMSである場合に比例してリンクで送信されるエネルギーを低減することにより、全二重ディスパッチシステムで使用されていないリンクのアイドリングを企図する。このように、システム効率は増大される。
【0025】
ここに示され、詳しく説明された半二重無線ディスパッチシステムを近似するシステム及び方法の詳細が十分に上記で説明された本発明の目的を達成することができるが、これは、本発明の好ましい実施形態であり、したがって本発明で広く企図される主題を代表し、本発明の範囲は、当該技術に長けた者にとって見て分かり得る別の実施内容を十分に含み、したがって、本発明の範囲は添付の請求項以外の何にも限定されず、ここで、ある要素に対する参照は、そのように明確に言及されない限り、“1つ及びただ1つ”ということを意図せず、むしろ“1つあるいはそれ以上”である。通常の技術を持った者にとって既知の、または今後知られる、上記で説明された好ましい実施形態の要素に全構造上、機能上で相当するものは参照文献を用いて明確にここに組み込まれ、また本請求項によって含まれることが意図される。さらに、装置または方法は、本発明によって解決を求められている、各々のすべての問題を、本請求項に含められているという理由で必ずしも扱う必要はない。さらに、この開示における要素、構成あるいは方法のステップは、この要素、構成及び方法のステップが請求項で明確に引用されているか否かにかかわらず、公開されることを意図するものではない。ここでの請求項の要素は、「手段」という句を用いて明確に引用され、あるいは方法請求項の場合、要素が「動作」のかわりに「ステップ」として引用されない限り、米国特許法35章112条第6パラグラフの下で解釈されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】図1は、本システムのブロック図。
【図2】図2は、本論理のフローチャート。

Claims (34)

  1. 少なくとも1つの基地局(BTS)、少なくとも1つの話用移動局(MS)、少なくとも1つの聴用MS及びBTSと少なくとも1つのMSとの間のフォワードリンクとリバースリンクとをそれぞれ有する各々のリンク対を含む全二重無線ディスパッチネットワークにおける移動局の複数のユーザにディスパッチサービスを提供する方法であって、この方法は、
    前記話用MSがディスパッチサービスにおける音声情報を前記話用MSに関連づけられた前記リバースリンクを介して送信するのを許可し、
    前記音声情報を前記聴用MSに.前記聴用MSに関連づけられた前記フォワードリンクを介して提供し、
    前記聴用MSに関連づけられた前記リバースリンクと、前記話用MSに関連づけられた前記フォワードリンクとのうちの少なくとも1つにおけるエネルギー送信を低減し、または除去することを特徴とする方法。
  2. 前記低減または除去動作は、少なくとも1つのデューティサイクルの低減を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記デューティサイクルは、パイロットチャネルデューティサイクルであることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記パイロットチャネルデューティサイクルは、1未満に低減されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 前記パイロットチャネルデューティサイクルは、1/2未満に低減されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 前記パイロットチャネルデューティサイクルは、1/4未満に低減されることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 対の前記リンクの各々は別の場合、ボコーダ及び/またはRLPフレームを搬送し、前記低減または除去動作は少なくとも前記聴用MSに関連づけられた前記リバースリンク、また前記話用MSに関連づけられた前記フォワードリンクのうちの少なくとも1つにおける、ボコーダ及び/またはRLPフレームの低減または除去を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. 音声ディスパッチグループにおいて複数の移動局(MS)の各々のために確立されたフォワードリンクとリバースリンクの対を持つ、無線音声ディスパッチシステムの半二重操作をシミュレーションする方法であって、この方法は、
    前記グループにおける少なくとも1つのMSに対して、前記MSが話用MSか聴用MSであるかに応じて前記関連づけられたフォワードまたはリバースリンクの各々をアイドリングすることを特徴とする方法。
  9. 前記アイドリング動作は、少なくとも前記リンクにおけるエネルギー送信の低減により実行されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 前記アイドリング動作は、前記リンクにおけるエネルギー送信の除去により実行されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 前記低減動作は、少なくとも1つのデューティサイクルの低減を含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
  12. 前記デューティサイクルは、パイロットチャネルデューティサイクルであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
  13. 前記パイロットチャネルデューティサイクルは、1未満に低減されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  14. 前記パイロットチャネルデューティサイクルは、1/2未満に低減されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 前記パイロットチャネルデューティサイクルは、1/4未満に低減されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
  16. 無線音声ディスパッチシステムであって、
    少なくとも1つの基地局(BTS)と、
    少なくとも1つの話用移動局(MS)と、
    フォワードとリバースリンクの対のそれぞれは実質的にアイドル状態の少なくとも一対の少なくとも1つのリンクで各MSと前記BTSとの間で確立され得るもので、前記対の前記リンクの前記同一性が、前記関連付けられたMSが前記話用MSか前記聴用MSのいずれであるかに依存する少なくとも1つの聴用MSと
    を備えてなることを特徴とする無線音声ディスパッチシステム。
  17. リンクが低減されたデューティサイクルによって実質的に特徴づけられることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  18. 前記低減されたデューティサイクルがパイロットチャネルデューティサイクルであることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
  19. リンクがボコーダ及び/またはRLPフレームの不存在により実質的に特色づけられることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  20. 無線音声通信システムであって、
    少なくとも1つのBTSと、
    音声ディスパッチモードと通常通信モードに入ることができる少なくとも1つの話用無線MSと、
    音声ディスパッチモードと通常通信モードに入ることができる少なくとも1つの聴用無線MSとを備え、
    少なくとも第1の全二重リンク対はモードに関わらず、前記BTSと前記話用MSとの間に確立され得るもので、また少なくとも第2の全二重リンク対はモードに関わらず、前記BTSと前記聴用MSの間に確立され得るもので、少なくとも前記第1のリンク対は前記通常通信モードで第1のエネルギー量を搬送し、前記ディスパッチモードで第2のエネルギー量を搬送し、前記第2のエネルギー量は前記第1のエネルギー量より少ないことを特徴とする無線音声通信システム。
  21. 少なくとも前記第2のリンク対が通常の通信モードで第1のエネルギー量を、前記ディスパッチモードで第2のエネルギー量を搬送し、前記第2のエネルギー量は前記第1のエネルギー量よりも少ないことを特徴とする請求項20に記載のシステム。
  22. 少なくとも1つのデューティサイクルが、前記通常通信モードにおける前記デューティサイクルに比例して、前記ディスパッチモードにおける少なくとも1つのリンク対の少なくとも1つのデューティサイクルが低減されることを特徴とする請求項20に記載のシステム。
  23. 前記通常通信モードにおけるフレームの数に比例して、前記ディスパッチモードにおける少なくとも1つのリンク対の少なくとも複数のボコーダ及び/またはRLPフレームが低減されることを特徴とする請求項20に記載のシステム。
  24. 全二重無線ディスパッチネットワークにおいて移動局の複数のユーザにディスパッチサービスを提供するシステムであって、
    少なくとも1つの移動局(BTS)と、
    話用移動局(MS)と、
    少なくとも1つの聴用MSと、
    前記BTSと各MSとの間のそれぞれのフォワードリンクとリバースリンク対と、
    前記話用MSがディスパッチサービスにおいて音声情報を送信することを許可する手段と、
    前記聴用MSに関連づけられた前記リバースリンクと前記話用MSに関連づけられた前記フォワードリンクのうち少なくとも1つにおけるエネルギー送信を低減または除去する手段と
    を具備してなることを特徴とするシステム。
  25. 前記低減または除去する手段は、少なくとも1つのデューティサイクルを低減する手段を含むことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
  26. 前記デューティサイクルがパイロットチャネルデューティサイクルであることを特徴とする請求項25に記載のシステム。
  27. 前記低減する手段が前記パイロットチャネルデューティサイクルを1未満に低減することを特徴とする請求項26に記載のシステム。
  28. 前記低減する手段が前記パイロットチャネルデューティサイクルを1/2未満に低減することを特徴とする請求項27に記載のシステム。
  29. 対の前記リンクの各々が、別の場合にはボコーダ及び/またはRLPフレームを搬送し、前記低減または除去する手段は前記聴用MSに関連づけられた前記リバースリンク及び前記話用MSに関連づけられた前記フォワードリンクの少なくとも1つにおけるボコーダ及び/またはRLPフレームを低減または除去する手段を含むことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
  30. 音声ディスパッチグループにおける複数の移動局(MS)の各々について確立されたフォワード及びリバースリンク対を持つ無線音声ディスパッチシステムにおける半二重操作をシミュレーションする論理素子であって、
    前記グループの少なくとも1つのMSに対して、前記MSが話用MSであるか聴用MSであるかに応じて、前記関連づけられたフォワードまたはリバースリンクをそれぞれアイドリングする手段を備えたことを特徴とする論理素子。
  31. 前記アイドリングする手段は、前記リンクにおけるエネルギー送信を低減する手段を含むことを特徴とする請求項30に記載の論理素子。
  32. 前記アイドリングする手段は、前記リンクにおけるエネルギー送信を除去する方法を含むことを特徴とする請求項30に記載の論理素子。
  33. 前記アイドリングする手段は、少なくとも1つのデューティサイクルを低減する手段を含むことを特徴とする請求項30に記載の論理素子。
  34. 前記デューティサイクルはパイロットチャネルデューティサイクルであり、前記低減する手段は前記パイロットチャネルデューティサイクルを1未満に低減することを特徴とする請求項33に記載の論理素子。
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