JP2868434B2

JP2868434B2 - 通信システムとその操作方法

Info

Publication number: JP2868434B2
Application number: JP7155536A
Authority: JP
Inventors: エドワードダルシートーマス; リタフィリップスマリー; ケー．チャンカラナラヤナンネマラ
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: DE69534730D1; JPH07336751A; DE69534730T2; EP0685973B1; EP0685973A3; US5519691A; EP0685973A2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線通信システムに係
り、特に交換ネットワークに無線通信システムのアクセ
スを提供する接続配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信サービスの将来ビジョンにパーソナ
ル通信サービス（ＰＣＳ）があるが、この用語はいずれ
の位置からでもまたいずれの位置へでも音声、データお
よびその他のディジタル・サービスを提供する広範囲な
サービスを指す。またこのＰＣＳサービスの定義には、
小型、軽量、低電力のＰＣＳ無線端末（ポータブルまた
は移動体）からその交換ネットワークへの広範囲な無線
アクセスを提供する無線ポートがある。さらに将来の通
信ネットワークにはこの他に、顧客とこのネットワーク
間のリンクが撚り対銅線ではない固定または固定に近い
無線リンクの無線加入者線がある。本発明はＰＣＳを例
示し説明するが無線加入者線のような他の無線アクセス
・ネットワークでも十分に適用可能である。

【０００３】図１に従来技術の提供するＰＣＳネットワ
ーク例を示す。マイクロセル（Ｍ１〜ＭＭ）と呼ばれる
地理的な各区域には無線ポート（ＲＰ１〜ＲＰＭ）があ
って、これを用いて多重無線周波数（ＲＦ）信号を複数
の移動体（１０１〜１１０、１１１〜１２０）へ送信ま
たこの移動体から受信する。各移動体は前記多重ＲＦ信
号で別個のチャネルを持つ（例、移動体１０１はＲＦ１
を用いる）。無線ポートが取扱う種々の無線周波数（Ｒ
Ｆ）チャネルは、時間（則ち、ＴＤＭＡ）で、周波数
（則ち、ＦＤＭＡ）で、または符号スペース（則ち、Ｃ
ＤＭＡ）で、もしくはこれらのある組み合わせで、規定
される。

【０００４】この無線ポートが受信する各ＲＦ信号チャ
ネルはマルチチャネル・レシーバ・モジュール（例、Ｍ
ＣＲ１）が処理しこれが各チャネルからの受信ディジタ
ル信号ストリームを生成する（例、ＲＦ１ＲからＤ１Ｒ
を生成）。同様に、この送信信号にはこの無線ポートに
マルチチャネル・トランスミッタ・モジュール（例、Ｍ
ＣＴ１）が必要である。この無線ポートは専用ベースバ
ンド・ディジタル回線（１３０）を介してローカル無線
アクセス・コントローラ（１４０）に結合するが、これ
は専用ベースバンド・ディジタル回線（１５０）を介し
てその交換ネットワーク（１６０）にアクセスできる。
ＰＣＳネットワークにおいては多数の無線ポートの存在
が見込まれ、これはそれぞれ低電力を用いさらにマイク
ロセルと呼ばれる地理的限定区域に信号を放射する。

【０００５】セルが小さい程地理的区域内の周波数再使
用は多くでき、そのためこの区域における容量が大きく
なる（与えられた無線スペクトルに対する最大通信呼出
数）。セルが小さくなると、より小さいＲＦ送信電力が
可能になる。マイクロセルは半径１５０〜３００メート
ルと見込まれる。例えば、都市近郊の住宅地区のような
場合、このマイクロセルの大きさの選択は容量の要求条
件より低電力（１０〜１００ｍＷ）の要求条件で行われ
ることが多い。セルの大きさが小さくなると所定の地理
的区域をカバーするのに要するマイクロセル数が非常に
多数となり、しかもそれぞれ無線ポートがあるので、無
線ポート数が非常に多数必要となり、この無線ポートが
低コストであることが重要となる。

【０００６】さらに多数の無線ポートではこの無線ポー
トをすべて結合するための相互接続ネットワークと広範
囲な無線アクセス・コントローラが必要となる。そこ
で、ＰＣＳネットワークを物理的に実施するインプルメ
ンテーションのコストを節減するため継続して課題が存
在する。現在のセル方式システムのセルに対し、マイク
ロセル当たりの平均トラッフィク需要は非常に小さく時
間的変動も大きい。トラッフィク変動に動的に応答し効
率よくこのマイクロセルに容量と資源を割当てできるシ
ステムが要望されている。例えば、図２に別の従来技術
の提供するＰＣＳネットワーク例を示す。これにはアナ
ログＲＦ信号トランスポートと固定同報がある（これに
つては、例えば、Cablevision Systems Corporant's FC
C Experimental License Progress Reports,November 1
992 and August 1993 を参照のこと）。

【０００７】マイクロセル（Ｍ１〜ＭＭ）内の無線アク
セスはプラットフォーム・マイクロセル中継器（Ｒ１〜
ＲＭ）により行われる。図１と図２に示すマルチチャネ
ル・トランスミッタ（ＭＣＴ１）とマルチチャネル・レ
シーバ（ＭＣＲ１）は同様のもので同様に動作する。図
２においてこの両者はマイクロセルＭ１〜ＭＭにより共
用され、それらから離れた遠隔の基地局１８０に設けら
れる。また図１と図２に示す無線ユーザ（１０１〜１１
０、１１１〜１２０）も同様のもので同様に動作する。
この空中無線インタフェース信号はこのプラットフォー
ム・マイクロセル中継器Ｒ１〜ＲＭとその基地局間に同
軸ケーブル・ネットワーク１７０上でアナログで送られ
る。

【０００８】このプラットフォーム・マイクロセル・中
継器においてこのダウンストリーム信号とアップストリ
ーム信号は送信ブロック周波数変換器（ＴＦＣ１〜ＴＦ
ＣＭ）と受信ブロック周波数変換器（ＲＦＣ１〜ＲＦＣ
Ｍ）でそれぞれブロック周波数変換される。この基地局
１８０はディジタル回線１５０を用いてその交換ネット
ワーク１６０にアクセスできる。容量はグループをつく
っているマイクロセル間で共用されるが、これはそのグ
ループのマイクロセルのプラットフォーム・マイクロセ
ル中継器から同一空中無線周波数信号を放射して行う。
このアップストリーム方向においてこの各前記中継器に
より受信された情報はそのグループのその他の前記中継
器の情報と結合される。この動作モードを単一周波数同
報と呼ぶ。

【０００９】図２に示すようなアナログＲＦ信号トラン
スポートを用いる従来技術のマイクロセル方式システム
は、その同報グループのマイクロセルの構成を事前に決
め固定する固定同報を用いる。また同報グループのマイ
クロセルは容量を共用する無線カバレッジ区域を規定す
るため、容量が共用される固定同報区域がある。この従
来技術にはセル分割の概念があって、このセル分割では
同報グループはトラフィックの成長に対応するよう２個
の同報グループに分割される。しかしこの従来技術のシ
ステムでは限界があり、というのはここでトラフィック
の空間的分配の動的変動に応答することができない限界
がある。従来技術の無線ポートにはこの同報グループの
再構成を行うためある種の技術が必要とされるのである
が、その従来技術のシステムには動的再構成をサポート
する制御アーキテクチャがない。さらに図２に示すよう
な従来技術のシステムにはその上に制御アーキテクチャ
を積重ねることが不十分であった。以上のことから下記
の要望がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ハードウェア資源と周
波数スペクトルの動的で効率のよい割当てによりコスト
削減とサービス向上の可能な無線通信システムが要望さ
れている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は以下に説明する
セル方式システムを提供し前記課題を解決しこの分野の
技術的進歩を遂げる。本発明により、非常に多数の無線
ポートが送るトラフィックを利用可能なハードウェア資
源にフレキシブルに割当てまた再割当てすることができ
る。本マイクロセル方式システムにはローカル無線アク
セス・コントローラがあって、これが無線ポートの割当
てで無線ポート・グループ・サーバがそれぞれ取扱う複
数の集合の中の１個に割当てを制御する。ある集合にお
ける無線ポートは単一周波数または多周波数の同報モー
ドで動作する。多周波数同報は多数の無線ポートから送
られる情報は同じであるがその空中無線周波数帯域が異
なる動作を指す。ある集合における無線ポートは無線ポ
ート・グループ・サーバの容量を共用するが、この無線
ポート・グループ・サーバの容量すべてをある１個の無
線ポートが利用することも可能である。

【００１２】特に、本発明によって第１の集合に割当て
られた無線ポートは所定の条件に応答し第２の無線ポー
トの集合にそのサーバにより再割当てされることが可能
となる。その一条件を例示すると、この第１の集合のア
クティブ・ユーザ数がこの第１の集合の最大ユーザ容量
に達する場合である。空中無線上の無線伝送のＦＤＭ
Ａ、ＴＤＭＡおよびＣＤＭＡで本システムを使用するこ
とができる。この無線ポートを結合する信号トランスポ
ート媒体には、同軸ケーブル、光ケーブル、または無線
タイプの通信施設を挙げることができる。本発明の他の
特徴として、無線ポート識別情報はこの無線ポートから
その無線ポート・グループ・サーバへ次の信号で通信さ
れる。これはそのデータ信号上に積重ねられた信号かま
たは別個のチャネル上で送られた信号かのいずれかの信
号であって、これによりこの無線ポート・グループ・サ
ーバはユーザの動的分配をマップすることができる。

【００１３】

【実施例】図１と図２に示す従来技術の提供するＰＣＳ
ネットワークと図３に示す本発明の例を参照し本発明が
提供する改良を説明する。図１の移動体ユニット（例、
１０１〜１１０）と図３の移動体ユニット（例、２７０
〜２７９）は、同じものであり同様に動作する。各移動
体ユニット（例、１０１）は音声またはデータを受信す
ることができるが、これは、例えば、ディジタル・チャ
ネル（例、Ｄ１）にディジタル化され次に無線ポートＲ
Ｐ１で利用可能なＲＦ周波数（ＲＦ１〜ＲＦＮ）の中の
１個の周波数に変調される。例えば、図１の例では、移
動体ユニット１０１にはＲＦ周波数ＲＦ１が割当てられ
た例であるが、このＲＦ周波数の割当てはここで無線ポ
ートＲＰ１が取扱う周波数帯域ＲＦ１〜ＲＦＮの中の未
占有無線周波数のいずれにでも割当て可能である。

【００１４】ＲＰ１のマルチチャネル・レシーバ・モジ
ュールＭＣＲ１は移動体ユニット１０１から送信された
変調信号ＲＦ１Ｒを受信しこれをその受信ディジタル信
号Ｄ１Ｒに変換する。同様に、送信ディジタル信号Ｄ１
Ｔはマルチチャネル・トランスミッタＭＣＴ１により変
調されて変調信号ＲＦ１Ｔ（ただしＲＦ１ＴはＲＦ１Ｒ
に等しいものではない）を生成するがこれがＲＰ１から
送信され移動体ユニット１０１により受信される。ＲＰ
１のコントローラ１が無線周波数ＲＦ１〜ＲＦＮの選択
を制御しこのディジタル信号／ＲＦ信号の変調／復調を
それぞれ制御する。さらにコントローラ１はまた通信施
設１３０の中の１個の施設上で“ローカル無線アクセス
・コントローラ”（ＬＲＡＣ）１４０へのディタル信号
の送信また“ローカル無線アクセス・コントローラ”
（ＬＲＡＣ）１４０からのディジタル信号の受信を制御
する。

【００１５】無線ポートＲＰＭにおいてはコントローラ
Ｍとマルチチャネル・レシーバ・モジュールＭＣＲＭと
マルチチャネル・トランスミッタ・モジュールＭＣＴＭ
が移動体ユニット１１１〜１２０に対し同じ機能を行
う。ここで理解すべきことは、図３に示す本発明の記載
例では共通空中無線インタフェース上で周知の“周波数
分割多元接続”（ＦＤＭＡ）を用いる場合を示している
が、例えば、“時分割多元接続”（ＴＤＭＡ）または
“符号分割多元接続”（ＣＤＭＡ）のような他の周知の
変調スキームを用いる場合も可能である。ここで図３を
参照し本発明の特徴を略述する。低コストの小さい無線
ポートの使用可能が本発明の特徴の一つである。図３に
示す実施例では、アナログ信号トランスポートと動的Ｆ
ＤＭＡを用いる同軸配線ネットワーク２３０を使用して
いるので、この無線ポートＲＰ１の機能は送受信アンテ
ナと周波数変換器の機能である。

【００１６】これは非常に低コストのＲＦコンポーネン
トで実現される。ここで使用されるこのコンポーネント
は広帯域同軸ケーブル媒体に接続された無線ポートに対
しぎりぎりミニマムに近いものである。広帯域同軸ケー
ブルを用いるアナログ・トランスポート・スキームは周
波数変換を通常用いてこのケーブルを共用する（例、ケ
ーブル・テレビジョン（ＣＡＴＶ）配線）他のサービス
の周波数スペクトルおよびこの同軸ケーブル伝送特性と
コンパチブルな周波数信号トランスポートを可能にす
る。固定のものではなくプログラマブル発振器（ＰＯ）
の使用により、例えば、図２に示す従来技術に対し本発
明の改良を得ることができる。このプログラマブル発振
器によって同じネットワーク上の無線ポート・グループ
・サーバのいずれにもこの無線ポートは動的アクセスが
可能となる。

【００１７】例えば、各無線ポート・グループ・サーバ
にはそれ自身の周波数帯域が割当てられその同報集合の
無線ポートにその共用広帯域ネットワーク上で通信でき
る。この無線ポートにおけるプログラマブル発振器を単
に再同調することにより第１の無線ポート・グループ・
サーバの同報集合から第２の無線ポート・グループ・サ
ーバの同報集合へこの無線ポートを再割当てできる。こ
の同報グループの無線ポートは動的周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ）を用いてそれぞれその無線ポート・グルー
プ・サーバをアクセスすることができる。この機能はそ
のコストも複雑さも僅かな増加で実現されるが、これに
ついてはさらに詳しく以下の図５において説明する。本
発明の他の特徴にはハードウェア資源の位置集中化と共
用を挙げることができる。

【００１８】この無線ポートにはディジタル・トランシ
ーバ資源を含まない。その代わりに、このトランシーバ
資源はそのサーバ２００の位置に集中して配置する。さ
らに本発明の動的ＦＤＭＡの機能によりこのトランシー
バ資源の最適の共用が得られる。この無線ポートは集中
位置で資源を共用し専用資源を持たないので、適当な無
線カバレッジと適当な容量（スペクトルとトランシーバ
の資源）の２つの重要なセルプランニング問題を切離
す。無線ポート（マイクロセル）を設けて適当な無線カ
バレッジを与えることができるが、その一方で地理的区
域の需要容量はそのハブにおけるすべてのマルチチャネ
ル・トランシーバの総容量により満たされる。

【００１９】資源はマイクロセルにつき２個〜７個のチ
ャネルのような少量で専用にされずフレキシブルなグル
ープにつき２０個〜７０個の大量で共用されるので、ブ
ロッキングの所望量を得るため資源予算に統計的利得が
ある。例えば、各マイクロセルは２個のアクティブ呼出
のピーク・トラッフィク・ロードを持つと見込まれさら
に所望のブロッキング確率は１パーセントであると仮定
する。図１に示す従来技術では各マイクロセルに７個の
周波数チャネル（Ｎ＝７）によるトランシーバを設ける
ことが必要である。もし１０個のこのようなマイクロセ
ルの場合を考えると、全部で１０個のトランシーバが設
けられ、それぞれ７個のチャネルの容量を持っており、
全部で７０個のトランシーバ・チャネルとなる。

【００２０】ところが、本発明では１０個のマイクロセ
ルを取扱うトランシーバは同じブロッキング確率を与え
るためには３０個の周波数チャネルを持つ必要があり、
その専用の場合からは５６パーセントの節減になる。こ
れら３０個のチャネルは、図３に示すサーバ２００が取
扱う無線ポートＲＰ１〜ＲＰＭのすべてにより取扱われ
る移動体ユニットにより共用される。したがって、この
無線ポートＲＰ１〜ＲＰＭの各無線ポートは、無線ポー
トＲＰ１〜ＲＰＭ（サーバ２００が取扱う）が使用する
チャネル総数が３０個以下である限り、最大３０個まで
のチャネルを使用することができる。本発明のＰＣＳネ
ットワークの利用により下記の１）かまたは２）かのい
ずれかの結果が得られる。

【００２１】それは、１）所定数の移動体ユニットに対
するブロッキング確率の減少かまたは２）図１に示す従
来技術の提供するＰＣＳネットワークの可能移動体ユニ
ット数より多数の移動体ユニットが同一ブロッキング確
率で収容されるかのいずれかが得られる。従来技術の図
２と本発明の図３と図５を参照し本発明の提供する改良
を説明するが、ハードウェア資源とスペクトルを動的に
割当てる機能の提供が本発明の提供する改良である。前
述のように、マイクロセルの集まりをグループにひとま
とめにグルーピングして容量（スペクトルとハードウェ
ア資源）を共用するさらにより大きいグループの移動体
を形成することは望ましい魅力あることである。この図
３に示す配置はフレキシブルにこのグルーピングを可能
にするよう設計されている。

【００２２】マイクロセルの集まりをグループにひとま
とめにするグルーピングの直接手段はこのグループにお
けるマイクロセルの無線ポートから同一情報を放射する
ことである。同様に、受信動作の際にこの集まりのすべ
ての無線ポートにおけるすべての情報をひとつに結合す
る。この動作モードを同報と呼ぶ。ここで注記すべきこ
とはこの用語の同報はここではいろいろな無線ポートか
らの同一情報の同時送信を指すがこの送信はいろいろな
空中無線周波数で行われるものである。従来技術（例、
図２に示す例）では同報モードで動作する無線ポートは
所定のように固定されており、というのはこの同報グル
ープにおける無線ポートの構成を変更するのは困難なよ
うに固定されており、これを固定同報と呼ぶ。

【００２３】ところが本発明では、図５に例示するよう
に、ＦＤＭＡを用いて同一広帯域媒体を共用するため多
数の無線ポート・グループ・サーバがある。この無線ポ
ートにおいてフィルタとプログラマブル発振器の機能を
活用することによりこの無線ポート・グループ・サーバ
の中のいずれか１個の無線ポート・グループ・サーバか
らの信号を選択するよう各無線ポートを割当てすること
ができる。こうして、ある１個の無線ポート・グループ
・サーバと通信し同報グループを形成する無線ポートの
集合を任意にかつ動的に変更することができる。さらに
この機能がトランシーバの利用効率を増加させるが、そ
の理由はこの資源を共用するユーザ有効数がその固定同
報の場合より多いからである。

【００２４】したがって特定のブロッキング確率を与え
るために必要なトランシーバ・チャネルが少数となる。
ここでこの動作を動的同報と呼ぶ。同報を含むシステム
には通常切替えがあって、これはこの移動体がある一方
の同報グループ・サーバから他方の同報グループ・サー
バへ移動する場合であって、移動体がある同報グループ
内で移動する場合ではない。本スキームにおいては、あ
る同報グループの一部であるマイクロセルのすべてのユ
ーザはスペクトルおよびハードウェア資源により示され
る容量を共用する。“固定チャネル割当て”（ＦＣＡ）
による従来技術の標準的セル方式典型例では図６に示す
ように、その空中無線スペクトルとハードウェア資源は
１個のセルのユーザにより共用される。図６において、
各アンテナはその空中無線周波数帯域と１対１の関係を
持つ（各空中無線周波数帯域は１個以上のチャネルを含
むことができる）。

【００２５】“動的チャネル割当て”（ＤＣＡ）による
標準的セル方式典型例では図７に示すようにハードウェ
ア資源は１個のセル内で共用される一方でその空中無線
スペクトルは複数のセル間で共用される。換言すると、
ある１個のアンテナで使用できる空中無線チャネルは１
個の帯域に固定されないで動的に割当てられる。この両
者の場合にはそのハードウェア資源は各セルに専用であ
る。セル間の不均一トラフィック分配下ではそのスペク
トル資源が動的チャネル割当てにより有効に利用されて
いても各セルにおけるハードウェア資源はある最大トラ
フィックに対して予算を組立てる必要がある。これは無
駄なことであって、特に（マイクロ）セルの大きさが小
さくなる場合ほど無駄なことである。

【００２６】それに比べて、本発明ではスペクトルとハ
ードウェア資源の両者を共用する。図８に示すように、
ケーブル帯域への無線ポートの割当て（各ケーブル帯域
は１個の同報グループを取扱う）はフレキシブルであ
る。したがってその無線ポートの各々で用いる空中無線
帯域の選択も同様である。動的割当ての実現は、ハード
ウェア資源とスペクトルを各資源共用グループ・サーバ
に対し専用としさらにグループ・サーバへのマイクロセ
ルの割当てを動的にかつフレキシブルにさせて行う。こ
のように容量割当てにはチャネル割当てとハードウェア
資源割当てがある。さらに本発明の動的同報機能は“ホ
ットスポット”の影響を減少させる。

【００２７】ホットスポットは無線ユーザの高度に局在
化したグループであって、これは場合によりマイクロセ
ルをオーバロードすることがある。例えば、交通渋滞で
動かなくなった自動車にある移動体ユニットがそのロー
カル・マイクロセルをオーバロードしその一方でこのハ
イウエイ沿いの他のマイクロセルには利用が少ない状態
のまま続く。無線加入者線のような静止ユーザによるシ
ステムでは、あるマイクロセルにおける１以上のユーザ
が大きい帯域幅を取上げてしまう場合ホットスポットが
生ずることがある。動的割当てによってこのサーバはあ
るビジー同報グループから他の反対にビジーの小さい同
報グループへ無線ポートを再割当てしこの前者のビジー
同報グループの残りの無線ポートでそのセル当たりの平
均トラフィックを増加させることができる。

【００２８】極端な場合として、１個の無線ポートがそ
のマルチチャネル・トランシーバのすべての資源を取っ
てしまいこのためその同報グループはまさに単一無線ポ
ートからできているという場合もある。本発明により認
めたことは、図３において、各無線ポートＲＰ１〜ＲＰ
Ｍからそのマルチチャネル・トランスミッタ／レシーバ
（トラシーバ）モジュール（例、図１に示すＲＰ１に通
常見られるＭＣＲ１とＭＣＴ１）を取去りそれらを図３
のサーバ２００のマルチチャネル・トランシーバ２０１
の一部として同じ場所に配置することにより下記の統計
的な利点が得られることである。この結果は、マルチチ
ャネル・トランシーバ２０１の資源がそのすべてのマイ
クロセル（ＲＰ１、ＲＰ２〜ＲＰＭ）のすべての移動体
ユニット間に共用される場合のことであって、各マイク
ロセル・トランシーバがそのセルの移動体ユニット間の
みに共用される場合のことではない。

【００２９】本発明の図３に示すようなＰＣＳネットワ
ークにおいては、従来技術の図１に示すような各無線ポ
ートＲＰ１〜ＲＰＭはそのＲＦ信号をディタル信号スト
リームに変換することではなく、むしろ周波数変換器と
して機能し、つまりこのＲＦ信号をサーバ２００と無線
ポートＲＰ１〜ＲＰＭ間に分配するのに用いる同軸ケー
ブル、光ファイバ、またはマイクロウエーブ無線分配ネ
ットワーク、以下ネットワーク２３０と呼ぶが、これら
とコンパチブルな周波数帯域にこの変調ＲＦ信号を変換
する（ただし、光ファイバの場合にはさらに電気／光の
変換が必要である）。このネットワーク２３０ではツリ
ー・アンド・ブランチまたは他のトポロジーを用いるこ
とができる。

【００３０】このサーバ２００と無線ポートＲＰ１〜Ｒ
ＰＭ間に送られる信号は多重化された変調ＲＦアナログ
信号（アナログ信号トランスポート）である。この無線
ポートＲＰ１〜ＲＰＭにおけるＲＦ周波数の周波数変換
によりこのネットワーク２３０上で低ロスでスペクトル
・コンパチブルな伝送生起が保障される。図３の無線ポ
ートＲＰ１２５０に用いるＲＦコンポーネントは、図１
の無線ポートのＲＦフロントエンドで用いた低コストの
ＲＦコンポーネントと基本的に同じものである。しか
し、図３ではこのプログラマブル発振器（ＰＯ）２５
３、２６２が図１の無線ポートの固定発振器に置き換わ
る。次に図３のＰＣＳネットワークにはサーバ２００が
ある。

【００３１】このサーバ２００には、無線ポート・グル
ープ・サーバ２１０があり、さらにマリチチャネル・ト
ランシーバ２０１があって、これは専用ベースバンド・
ディジタル回線２０２で交換センタ２０２Ａに結合す
る。このサーバ２００はネットワーク２３０で無線ポー
トＲＰ１（２５０）、ＲＰ２、〜ＲＰＭに結合する。無
線ポートＲＰ１（２５０）および他の無線ポートＲＰ２
〜ＲＰＭは、無線波を用いてそれらそれぞれの移動体ユ
ニット（例、２７０〜２７９）と通信する。サーバ２０
０のコントローラ２２１はネットワーク２３０の制御信
号チャネルで無線ポート２５０のコントローラ２６４と
制御信号を送受信する。この制御信号により無線ポート
・グループ・サーバ２１０のコントローラ２２１が無線
ポート２５０のプログラマブル発振器２５３、２６２の
周波数を制御することができる。

【００３２】前述のように、サーバ２００のマルチチャ
ネル・トランシーバ２０１には無線ポートＲＰ１〜ＲＰ
Ｍにより用いられるトランシーバがある。無線ポート・
グループ・サーバ２１０には狭帯域フィルタ２１１があ
って、これがミキサ２１２にトランシーバ２０１のマル
チチャネル・トランスミッタ２０３からのアナグロ周波
数信号の多帯域を結合する。ミキサ２１１においては狭
帯域フィルタ２１１からの多周波帯域は、プログラマブ
ル発振器ＰＯ２２２からの周波数と図４のケーブル・ス
ペクトル周波数帯域２９０にミックスされる。帯域フィ
ルタ２１３はミキサ２１２からの信号を増幅器２１４に
結合するが、この増幅器２１４はその信号をネットワー
ク２３０に方向性カプラ２１５により結合する前に増幅
する。

【００３３】説明のため下記の仮定をおく。無線ポート
２５０は、４８０．０−４８０．７ＭＨｚから広がるダ
ウンリング周波数帯域（図３と図４の周波数帯域２９
４）を取扱っているとする。無線ポート２５０では、こ
の４８０．０−４８０．７ＭＨｚの周波数帯域の信号
は、スプリッタ／カプラ２５１から帯域フイルタ２０５
に送られる。次にこのフィルタした出力信号は、ＰＯ２
５３からの１７００ＭＨｚ信号とミキサ２５４でアップ
変換または変調されて２１８０−２１８０．７ＭＨｚ信
号（図３と図４の周波数帯域２９５）を生成する。この
２１８０．０−２１８０．７ＭＨｚの信号は、狭帯域フ
ィルタ２５５によりフィルタされ、増幅器２５６により
増幅され、方向性カプラ２５７により無線ポート２５０
のアンテナ２５８に結合する。次にこの２１８０．０−
２１８０．７ＭＨｚ信号はアクティブ移動体ユニット２
７０〜２７９に送信される。

【００３４】対応する２１３０．０−２１３０．７ＭＨ
ｚアップリンク信号（図３と図４の周波数帯域２９６）
は、そのアクティブ移動体ユニット（２７０〜２７９）
からアンテナ２５８により受信され、方向性カプラ２５
７により狭帯域フィルタ２５９に結合する。狭帯域フィ
ルタ２５９のアップリンク信号出力は、増幅器２６０に
より増幅されＰＯ２６２からの２１００ＭＨｚ信号を用
いてミキサ２６１でダウン変換または復調されアップリ
ンク周波数帯域を表す３０．０−３０．７ＭＨｚ信号
（図３と図４の周波数帯域２９７）を得る。ミキサ２６
１の出力は、フィルタ２６３によりフィルタされ方向性
カプラ２５１によりネットワーク２３０に結合する。

【００３５】無線ポート・グループ・サーバ２１０にお
いて、この３０．０−３０．７ＭＨｚアップリンク周波
数帯域信号２９７は方向性カプラ２１５によりフィルタ
２１６に結合する。このフィルタ２１６の出力は、ＰＯ
２１８からの信号を用いてミキサ２１７で復調され、フ
ィルタ２１９によりフィルタされ、および増幅器２２０
により増幅される。この増幅器２２０の出力信号は、ト
ランシーバ２０１のマルチチャネル・レシーバ２０４で
ディジタル信号に変換され、ディジタル回線２０２上で
交換ネットワーク２０２Ａに送られる。図３と図４に示
すように、無線ポート・グループ・サーバ２１０はこの
周波数帯域１（周波数帯域４８０．０−４８０．７ＭＨ
ｚからできている）を取扱う。この周波数帯域１をネッ
トワーク２３０に結合する無線ポートＲＰ１〜ＲＰＭの
いずれかの無線ポートがアクセスすることができる。

【００３６】この周波数帯域１は１０個のチャネルを取
扱うことができると仮定すると、制御ユニット２２１は
１０個の通信チャネルをその無線ポートＲＰ１〜ＲＰＭ
が取扱うマイクロセルＭ１〜ＭＭにおけるユーザ間に動
的に割当てる。したがって、この無線ポートＲＰ１〜Ｒ
ＰＭの各々は、無線ポートＲＰ１〜ＲＰＭが取扱うアク
ティブ・ユーザ総数が１０以下のアクティブ・ユーザで
ある限り、最大１０までのアクティブ・ユーザを取扱う
ことができる。図５を参照しサーバ３５０（複数の無線
ポート・グループ・サーバ３０１、３０２、３０３を含
む）がカプラ３１４を介してその分配ネットワーク３２
０と無線ポートＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２を共用可能にする方法を説明する。図
５において、無線ポート・グループ・サーバ３０１、３
０２、３０３、トランシーバ・ハードウェア資源３０
７、３０８、３０９、および無線ポートＡ１、Ａ２、Ａ
３、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２は、先に図３
と図４で説明した例と同様に動作する。

【００３７】サーバ３５０はローカル無線アクセス・コ
ントローラ３４０を介して交換センタ３００に結合す
る。図５において動的同報を得るため本発明の提案する
動的ＦＤＭＡの適用を説明する。同報グループ・サーバ
３０１はそれ自身のケーブル周波数帯域３０４にマップ
されトランシーバ・ハードウェア資源３０７の集合が割
当てられ、同報グループ・サーバ３０２はそれ自身のケ
ーブル周波数帯域３０５にマップされトランシーバ・ハ
ードウェア資源３０８の集合が割当てられ、同報グルー
プ・サーバ３０３はそれ自身のケーブル周波数帯域３０
６にマップされトランシーバ・ハードウェア資源３０９
の集合が割当てられる。ここで以下同報グループ・サー
バの無線ポート・グループ・サーバを単にグループ・サ
ーバと呼び説明を続ける。

【００３８】各グループ・サーバにおいて、このグルー
プに属するマイクロセルにおけるすべてのユーザはその
ネットワーク帯域とハードウェア資源を共用する。した
がって、ＦＤＭＡ空中無線インタフェース・フォーマッ
トの場合、無線ポートＡ１が取扱うマイクロセルにおけ
るユーザは周波数チャネル３１１を使用し同じ同報グル
ープにおける他のマイクロセル、例えば、無線ポートＡ
２が取扱うマイクルセル、にこのユーザが移動する際に
このチャネルを保持することができる。このネットワー
ク・チャネルは、ＴＤＭＡ空中無線インタフェース・フ
ォーマットの場合にはタイム・スロットにより、ＣＤＭ
Ａ空中無線インタフェース・フォーマットの場合にはユ
ーザ符号により、それぞれ決められる。

【００３９】さらに、無線ポートＡ１の取扱うユーザが
グループ・サーバＡ３０１に割当てられた周波数帯域Ａ
３０４のすべてのチャネルを“むさぼりつくし”てしま
い、無線ポートＡ２，Ａ３，Ａ４が取扱うマイクロセル
におけるユーザにはチャネルを残さないということがあ
る。そこで、グループ・サーバＡ３０１への全周波数チ
ャネル割当てはその無線ポートＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４
間に自由に決め共用することが可能である。これは固定
同報と同じである。しかし本発明の特徴の動的同報で
は、無線ポートの割当ては所定の条件に応答してあるグ
ループ・サーバから他のグループ・サーバに変ることが
できる。例えば、グループ・サーバＢ３０２とその関係
する無線ポートＢ１、Ｂ２、Ｂ３がハイウェイ３３０を
取扱うよう配置されていると仮定する。

【００４０】またこのグループ・サーバＢ３０２はＭ個
のチャネル（ユーザ）を取扱うのに十分なトランシーバ
・ハードウェア３０８を持つと仮定する。前記のよう
に、最大Ｍ個までのチャネルは、この無線ポートＢ１、
Ｂ２、Ｂ３すべてが使用する総数がグループ・サーバＢ
３０２に割当てられたチャネルＭ個以下である限り、こ
の無線ポートＢ１，Ｂ２，Ｂ３によりいずれも問題なく
使用可能である。今仮に、無線ポートＢ１，Ｂ２が取扱
うマイクロセルで交通渋滞が起ってユーザのトラフィッ
クが増加し、その一方でこの交通渋滞のダウンストリー
ムで無線ポートＢ３が取扱うマイクロセルではユーザの
トラフィックがほとんどなくなったとする。本発明によ
りグループ・サーバＢ３０２のコントローラ３１８には
アクティブ・ユーザ数が所定数Ｍ１，ただしこのＭ１は
そのユーザ容量のＭ以下である、に等しくなる場合を検
出する手段がある。

【００４１】このユーザ数がＭ１になると、グループ・
サーバＢ３０２のコントローラ３１８は、無線ポートＢ
３のグループ・サーバＡ３０１への再割当てをアレンジ
するようグループ・サーバＡ３０１のコントローラ３１
７にパス３１２上で通信する。もしグループ・サーバＡ
３０１がアクティブ・ユーザ・ロードＮ１、ただしＮ１
は十分にその最大ユーザ容量のＮ以下である、で動作し
ているとすると、グループ・サーバＡ３０１は無線ポー
トＢ３のこの割当てを快くアクセプトすることができる
が、ただしこれはそのために得られたユーザ・ロードＮ
２がなおＮ以下である場合である。つまりこのため無線
ポートＢ３はグループ・サーバＡ３０１の一部の無線ポ
ートＡ５として再割当てされる結果となる。

【００４２】そこでグループ・サーバＢ３０２はその全
ユーザ容量のＭをただ無線ポートＢ１と無線ポートＢ２
間のみに分配することができる。この結果、それぞれ無
線ポートＢ１および／またはＢ２がさらにユーザをアク
セプトすることが可能となる。もしさらにユーザ・トラ
フィックが増加する場合、グループ・サーバＢ３０２が
無線ポートＢ１またはＢ２をグループ・サーバＡ３０１
にまたは別のグループ・サーバＣ３０３に再割当てする
ことも可能であるが、ただしこれはそれらになお余分の
容量が利用可能な場合である。ここでグループ・サーバ
３０２のコントローラ３１８にグループ・サーバ３０１
のコントローラ３１７とグループ・サーバ３０３のコン
トローラ３１９の両者をそれぞれチェックさせることよ
り、ローカル無線アクセス・コントローラ３４０にグル
ープ・サーバＡ、Ｂ、Ｃのユーザ・トラフィックをモニ
タさせその再割当て制御を機能させる方がより実際的で
ある。

【００４３】ここでは１個のマルチチャネル・トランシ
ーバは固定集合の無線ポートにより固定同報におけるよ
うに共用されるのではなく、このサーバ３５０のすべて
のマルチチャネル・トランシーバはこのサーバに結合す
るすべての無線ポートにより共用される。このためトラ
ンシーバ３０７、３０８、３０９の資源利用がさらに有
効になる、というのはこの共用グループが固定同報の場
合より大きくなるからである。図１０で本発明のシステ
ム制御アーキテクチャを説明する。ここで、交換センタ
３００のコントローラ３１０、サーバＡ３５０Ａ、およ
び無線ポート２５０とともに、ローカル無線アクセス・
コントローラ３４０を図示する。この制御パス（例、バ
スまたはチャネル６０２、６０４、６０６）を細い線で
図示する。

【００４４】さらにそのデータ・パス（例、バスまたは
チャネル６０３、６０５、６０５Ａ）を太い線で図示す
る。このコントローラ知能は、その１個以上のコントロ
ーラ・サブシステム３１０、３１７、３４０、６１０上
に分配、またはこの無線アクセス・コントローラで集中
化される。この各種コントローラ・サブシステム３１
０、３１７、３４０が制御チャネル上で通信する。この
ローカル無線アクセス・コントローラ３４０と交換コン
トローラ３１０と無線ポート・グループ・サーバ・コン
トローラ３１７間の制御インタフェースをディジタル制
御バス６０２が提供する。通過帯域制御チャネル６０６
はこの無線ポート・グループ・サーバと無線ポート間に
配置される。

【００４５】この通過帯域制御チャネル６０６はその通
信媒体上で共通周波数キャリアを用いてあるグループに
おけるすべての無線ポートに対し共通である。また各無
線ポートに対し専用制御チャネルを用いることも可能で
ある。本発明の他の特徴として、この制御情報はこの無
線ポートからその無線ポート・グループ・サーバへ送ら
れるアップストリーム空中無線インタフェース信号上に
積重ねられる。ここで注記すべきことはこの動的同報シ
ステムの制御アーキテクチャをその空中無線インタフェ
ース・プロトコルを変更せずに実現可能なことである。
この制御チャネル６０６を用いて主としてシステム条件
の動的モニタ実施を可能にし動的構成を実施するが、こ
れはその無線ポートの割当てをあるケーブル帯域（およ
び無線ポート・グループ・サーバ）から他のケーブル帯
域へ変更して行う。

【００４６】図３においてこのダウンストリーム・トラ
ンスポート６１２セクションはその例示するグループの
コンポーネント（２５２〜２５６）に対し、またアップ
ストリーム・トランスポート６１１セクションはその例
示するグループのコンポーネント（２５９〜２６３）に
対しそれぞれ同様の機能を行う。このダウンストリーム
・トランスポート・セクション６１２、アップストリー
ム・トランスポート・セクション６１１およびコントロ
ーラ６１０間を制御バス６１３が接続する。このコント
ローラ６１０はその受信アップストリーム空中無線イン
タフェース信号に直接アクセスすることができる。これ
に使用可能なものとしてはこのコントローラ６１０がそ
の受信ＲＦ電力をモニタするような無線ポート制御機能
を付与するものがある。

【００４７】そのマイクロセルにおいてアクティブ・ユ
ーザが存在しない場合に生ずるようなこのＲＦ電力が所
定レベル以下である場合、このコントローラ６１０はこ
の無線ポートを予備に切換えることができるが、これは
そのアップストリーム増幅器（例、図３の増幅器２６
０）をオフに切って行う。これによりその無線ポート・
グループ・サーバＡ３０１に送出する熱雑音を減少でき
る。他の無線ポート制御機能にはその“無線ポート識別
とユーザ・マッピング”（ＲＰＩＵＭ）処理手順をサポ
ートする機能があり、これを説明する。この無線ポート
のコントローラ６１０とアップストリーム信号トランス
ポート・セクション６１１は、共にそのローカル無線ア
クセス・コントローラ３４０に情報を返送して各ユーザ
が使用する特定の無線ポートを識別する。

【００４８】ＲＰＩＵＭ処理手順は積重ねの位相、周波
数または振幅の変調により実施できる。図１１に積重ね
の位相情報を用いるＲＰＩＵＭ例を示す。図１０のアッ
プストリーム・トランスポート・セクション（ＵＴ）６
１１は（図１１の）ＵＴ−１セクション（６２５）とＵ
Ｔ−３セクション（６２７）に分けられる。無線ポート
ＩＤ情報は、そのコントローラ６１０から制御チャネル
６２８上で送られＵＴ−２ステージ６２６で位相情報と
して積重ねられる。積重ね無線識別を持つ信号はそのネ
ットワーク３２０上でアップストリームに送られる。こ
の無線ポート２５０が属する同報グループを取扱う無線
ポート・グループ・サーバ３０１はこの同報グループの
周波数帯域を選択しブロック変換する。

【００４９】このレシーバ６２０はＲＦフロントエンド
６２３を通るユーザ・チャネルを選択する。この無線ポ
ートＩＤ情報はその無線ポートＩＤ抽出ステージ６２２
で抽出されバス６２４上でそのコントローラ３１７に送
られる。この情報はそのネットワーク間のユーザ分配マ
ップを保持するため図１０に示す各種コントローラによ
り共用できる。このユーザ分配情報は前記ＲＰＩＵＭ処
理手順以外の手段によっても得ることができる。例え
ば、ある無線ポート２５０が取扱っているユーザ数の情
報はこの無線ポートでの全受信ＲＦ電力により見積もる
ことができる。図５、図１２および図１３を参照し無線
ポートの再割当ての制御機構を説明する。

【００５０】図５の無線ポート・グループ・サーバＡ、
Ｂ、Ｃは、無線ポートＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ１、
Ｂ２、Ｂ３、Ｃ１、Ｃ２をそれぞれ取扱う。各無線ポー
ト・グループ・サーバ（ここでは以下便宜上単にサーバ
と呼ぶ）は２０の無線ユーザの容量を持つとする。この
ＲＰＩＵＭ処理手順からこのローカル無線アクセス・コ
ントローラ３４０はこのユーザ分配マップを持つ。図１
２にユーザ分配例を示す。ここでは、サーバＡの取扱う
１６のユーザ、サーバＢの取扱う６のユーザ、サーバＣ
の取扱う１０のユーザが存在する。このローカル無線ア
クセス・コントローラ３４０はこの３個の無線ポート・
グループ・サーバ間のユーザ・ロードのアンバランスの
存在と前記サーバＡはその容量の８０パーセントである
ことを検出する。

【００５１】このローカル無線アクセス・コントローラ
３４０は前記サーバＡから前記サーバＢへおよそ５程度
のユーザを移動させる必要があると決める。マイクロセ
ルＡ３、Ａ４はそれぞれ４のユーザを持つので、これら
は前記サーバＢへの移動候補にはよい。図５に示す無線
ポート・マップからマイクロセルＡ３は前記サーバＢの
同報ゾーンに隣接するがマイクロセルＡ４は前記サーバ
Ｂの同報ゾーンに隣接しないことが明らかである。そこ
でこのローカル無線アクセス・コントローラ３４０は移
動用にＡ３を選択する。これは再構成アルゴリズムの一
例に過ぎない。他のアルゴリズムを用いて次の条件を取
扱うこともできるが、これには、例えば、ロード・バラ
ンス、セル連続性、アルゴリズム安定性、公平性、移動
トラッキングなどを挙げることができる。

【００５２】さらに、ユーザ・マップ情報が利用できな
い場合、そのロードがバランスするまで一度に１個ずつ
マイクロセルをブラインド探索的に移動させるアルゴリ
ズムも使用可能である。図１３に以上のような前記無線
ポートＡ３の前記グループ・サーバＢへの移動に対し動
的再構成を実施する制御フローチャート例を示す。この
ＲＰＩＵＭ処理手順にはその操作上下記のステップがあ
るとする。１）と２）サーバＡのコントローラ３１７とサーバＢの
コントローラ３１８はそれぞれユーザ情報（ＵＳＥＲ＿
ＩＮＦＯ）をそのローカル無線アクセス・コントローラ
３４０（ＬＲＡＣ）へ送信する。

【００５３】３）その適当なマイクロセル移動の決定
後、このＬＲＡＣはサーバＢコントローラからの利用可
能チャネルの情報（ＣＨＡＮＮＥＬ＿ＱＵＥＲＹ）を要
求する。４）サーバＢコントローラはその利用可能ユーザ・チャ
ネルの情報（ＣＨＡＮＮＥＬ＿ＩＮＦＯ）をこのＬＲＡ
Ｃへ送信する。５）このＬＲＡＣはコマンドをサーバＢコントローラへ
送信し移動させようとするマイクロセルのユーザに対し
特定のチャネルを（ＣＨＡＮＮＥＬ＿ＲＥＳＥＲＶＥ）
リザーブする。６）このＬＲＡＣはサーバＡコントローラに移動させよ
うとするマイクリセルのユーザに対しこの新チャネルに
関する必要情報を（ＮＥＷ＿ＣＨＡＮＥＬ＿ＩＮＦＯ）
通知する。

【００５４】７）サーバＡコントローラはこの移動マイ
クロセル（Ａ３）のユーザへその新チャネル割当てに関
する情報（ＮＥＷ＿ＣＨＡＮＮＥＬ＿ＡＳＳＩＧＮ）を
送信する。８）サーバＡコントローラはこのＬＲＡＣにその新チャ
ネル割当てのデリバリの確認（ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧ
Ｅ）を送信する。９）このＬＲＡＣは無線ポート・グループ・サーバＢへ
切換える移動マイクロセル（Ａ３）の無線ポート・コン
トローラへ（ＳＷＩＴＣＨＴＯＳＥＲＶＥＲＢ）
コマンドを送信する。次に図９を参照し前述の図３に示したシステムの別の実
施例を説明する。この無線ポート・グループ・サーバ５
００には図３の無線ポート・グループ・サーバ２１０の
コンポーネント２１１〜２１４、２１６〜２２２があ
る。

【００５５】増幅器２１４の出力はコンデンサ５０１を
介して変調光トランスミッタ（例、レーザ）５０２に結
合する。レーザ５０２の変調出力はファイバ５０３上を
通りさらに方向性カプラ（コンバイナ／スプリッタ）５
０４を通り光ファイバ分配ネットワーク５０５に送られ
る。この無線ポートＲＰ１〜ＲＰＭは１個以上のカプラ
５０６を介して光ファイバ・ネットワーク５０５に結合
する。無線ポートＲＰ１５１０には図３の無線ポート２
５０のエレメント２５２〜２６４がある。この変調光信
号は方向性カプラ５１１を通り光検出器５１２に送ら
れ、これがこの光信号をＲＦ信号に変換しこの信号をフ
ィルタ２５２に結合する。次にこれを前述の図３に示し
たように処理する。

【００５６】アンテナ２５８により受信された移動体ユ
ニットＲＦ信号は、フィルタされ、増幅され、周波数変
換され（符号番号２５９〜２６１により）、フィルタ２
６３によりＲＦ増幅器５１５に結合する。増幅器５１５
の出力はコンデンサ５１６を介して変調光トランスミッ
タ（例、レーザ）５１７に結合する。この光信号は光フ
ァイバ５１８上を通りさらに方向性カプラ５１１を通り
光ファイバ・ネットワーク５０５に送られる。無線ポー
ト・グループ・サーバ５００においては、この変調光信
号は方向性カプラ５０４を通り、光検出器５１９により
ＲＦ信号に変換される。次にこのＲＦ信号出力は前述の
図３に説明したようにフィルタ２１６に通される。

【００５７】図９に示す配置によりＲＦ信号によるレー
ザ光強度の直接変調（およびＲＦ信号へのレーザ光強度
の直接復調）が可能となり、またこの光ネットワーク５
０５上のこの信号のサブキャリア多重化が可能となる。
この無線ポート・グループ・サーバの多元接続はさらに
その強度変調信号のＦＤＭＡにより得られる。他の光変
調法の使用も可能で、例えば、その光キャリアの位相変
調または周波数変調を挙げることができる。このネット
ワーク上のＲＦ周波数の選択は、その光トランスミッタ
に対する要求条件（線形性や周波数応答）が代表的なＣ
ＡＴＶトランスミッタのものから緩和されるよう行うこ
とができる。以上の説明はただ本発明の一適用例に関す
るもので、この分野の当業者であれば、他の配置や方
法も本発明の精神と範囲に反することなく考え得る。

【００５８】例えば、以上の説明では、ユーザ数の観点
からそのスペクトルまたはハードウェア資源の容量を計
量した。さらに一般的な容量の尺度に情報の帯域幅の観
点があり、ここで高データ転送速度を用いるユーザは低
データ転送速度を用いるユーザより多くの容量を消費す
る場合を挙げることができる。さらに前記ユーザはエン
ドユーザに限るものではない。ユーザがＰＢＸまたはＬ
ＡＮのような他の通信システムのインタフェースまたは
端末の場合もある。さらにこのネットワークは、アップ
リンクおよびダウンリンクのユーザ数または帯域幅の観
点から必ずしも対称である必要はない。この通信システ
ムのアップリンクおよびダウンリンクに対し同報グルー
プについて様々の多重化スキームを用いるさらには異な
る構成さえ用いることも可能であってさらには好ましい
という場合もあり得る。

【００５９】本システムをモニタし無線ポートを無線ポ
ート・グループ・サーバに再割当てするコントローラ
は、本システムのどこの位置にでも配置可能であり、他
のシステム・コンポーネントから分離した別個のコンポ
ーネントである場合に限るものではなく、１個のまたは
多数の無線ポート・グループ・サーバに対し、１個また
は多数の無線ポートに対し、もしくは以上のコンポーネ
ントのいずれかの組合わせ間に分配してそれに対し、配
置することも可能である。このコントローラは、その交
換センタ、無線ポート・グループ・サーバ、無線ポート
およびユーザのいずれかの組合わせへまたこのいずれか
の組合わせから、信号伝送や制御の情報を送受信するこ
とも可能である。

【００６０】この複数の無線ポート間のトラフィック・
ロード分配のモニタ実施はそのユーザからのアップリン
ク信号の無線ポート・タグ付け以外の他の方法でも実施
可能である。他の方法にはその無線ポートで平均受信Ｒ
Ｆ電力を検出する方法があり、これはその共通空中無線
インタフェース上の電力制御でそのマイクロセルにおけ
るアクティブ・ユーザ数にほぼ比例するものである。こ
の場合無線ポートの別の無線ポート・グループ・サーバ
への再割当てにはその再割当てマイクロセルのユーザに
新しい呼出の設定が必要である、というのはこの無線ポ
ート・グループ・サーバは切換えされようとするユーザ
を知らないからである。無線ポートにおけるこのアップ
リンク信号のタグ付けは、そのユーザ信号上の積重ねの
位相変調に限るものではない。

【００６１】さらに無線ポート識別は、ＡＭタグを積重
ねるためそのＲＦ増幅器の利得またはそのプログラマブ
ル発振器の電力を変調して加えることができる。ＦＭタ
グはその無線ポートにおけるプログラマブル発振器の周
波数を変調することより加えることができる。この無線
ポート識別のタグ付けはグループ・サーバへダウンスト
リームに送信された信号に限る必要はない。ダウンスト
リーム方向の信号にタグ付けをしこのユーザにその無線
ポート識別を抽出させることも可能である。次にこの無
線ユーザはその無線ポート識別データをこのアップスト
リーム情報信号に加えることも可能である。さらに本シ
ステム・コントローラは、直接量ではなくユーザ分配の
動的見積り量を用いそれに応じてこの同報グループを再
構成することも可能である。

【００６２】例えば、このコントローラは、時間単位や
日単位のスケジュールをその同報グループの構成に適用
することができる。このスケジュールはユーザの人口統
計学的調査やトラフィック研究から決めることができ
る。この無線ポートにおいてその適当なケーブル帯域の
フィルタ実施、周波数変換およ伝送は、図３と図４に示
したもの以外のＲＦ回路により実施することも可能であ
る。例えば、一方向または両方向の２段階周波数変換は
標準イメージ阻止フィルタにより変換を行うために必要
なことがある。２段階変換ではその発振器の一方かまた
は両方がプログラマブルとなる。適当な周波数帯域がそ
の共用広帯域媒体上で利用可能な場合、そのダウンスト
リームとアップストリームのミキサの両者に対し単一の
プログラマブル発振器を使用することも可能である。

【００６３】または、この周波数帯域の選択は高性能プ
ログラマブル・フィルタまたはフィルタ・シーケンスに
より行うことが可能である。本システムはその空中無線
また共用広帯域媒体上で周波数分割二重（ＦＤＤ）を用
いるシステムに限るものではない。これが最も単純な場
合ではあるが、このケーブル上またこの空中無線上で時
分割二重（ＴＤＤ）とＦＤＤのなんらかの組合わせを収
容することも可能である。例えば、時分割二重の共通空
中無線フォーマットのアップストリームとダウンストリ
ームのタイム・フレームと同期を取って周波数をシフト
する無線ポートの発振器により、本システムはそのトラ
ンスポート媒体上がＦＤＤで空中無線上がＴＤＤで動作
させることも可能である。

【００６４】この共用広帯域媒体上で無線ポート・グル
ープ・サーバの多元接続はＦＤＭＡに限らない。この無
線ポート・グループ・サーバはＣＤＭＡまたはＴＤＭＡ
を用いてアクセスを共用することが可能である。ＣＤＭ
Ａの場合、各無線ポート・グループ・サーバはそれ自身
の符号を持ちこの同報グループの無線ポートは適当な符
号と関連付けしその信号を選択する。そのダウンストリ
ームとアップストリームの多重化が同種である必要はな
い。このコントローラがその同報グループ間にマイクロ
セルの分配を決めるため情報を取得するスキームが多数
のスキームの中にある。前記に加えて、このコントロー
ラが無線ポート・グループ・サーバでただ単にアクティ
ブ・チャネル数をモニタすることも可能である。

【００６５】容量に接近すると、このコントローラはそ
のロードをバランスするまでそのグループの無線ポート
を他のサーバへ移動させることも可能である。さらに妨
害を許容レベル以下に保持するためその全空中無線帯域
幅の一部を各マイクロセルが送信するような空中無線上
の周波数プランが存在する場合、このユーザが使用する
空中無線周波数によりユーザ・マッピングに対する情報
が与えられる。最後に重ねて繰り返すが、以上の説明は
本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業
者であれば、以上の説明以外の本発明の種々の変形例が
さらに考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範
囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番
号は発明の容易なる理解のためで、その技術的範囲を制
限するよう解釈されるべきではない。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたごとく本発明の方式により、
ハ−ドウェア資源と周波数スペクトルが動的に効率よく
割当てられトランシーバ資源も有効に利用されコスト削
減とサービス向上が可能となり、特に例えば、所定の地
域をカバーするのに要するマイクロセルが非常に多数と
なり無線ポートが多数必要となる場合、低コストで無線
ポートを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の提供するＰＣＳネットワーク例を示
す図である。

【図２】従来技術の提供するＰＣＳネットワーク例を示
す図である。

【図３】本発明の定義するアナログ・マイクロセル方式
システム例を示す図であって、これには無線ポートと無
線ポート・サーバを示すブロック図を含む。

【図４】同軸ケーブル上および空中無線上の周波数スペ
クトル・プラン例を示す図である。

【図５】同軸ケーブル／ファイバ・ネットワーク上でＲ
Ｆアナグロ・トランスポート機構を用いさらに再構成可
能な同報グループの動的ＦＤＭＡを用いる本発明の定義
する新規ＰＣＳネットワーク例を示す図である。

【図６】従来技術の固定チャネル割当てを示す図であ
る。

【図７】従来技術の動的チャネル割当てを示す図であ
る。

【図８】本発明の動的なチャネルと資源の割当てを例示
する図である。

【図９】本発明のさらに別の実施例の無線ポート、無線
ポート・グループ・サーバおよび信号トランスポート媒
体を示す図である。

【図１０】本発明のシステム制御アーキテクチャ例を示
す図である。

【図１１】積重ね位相情報を用いる本発明の無線ポート
識別処理手順例を示す図である。

【図１２】システム・ロード条件例を示す図である。

【図１３】無線ポート再割当てに対する制御フローチャ
ート例を示す図である。

【符号の説明】

１０１移動体ユニット１１０移動体ユニット１１１移動体ユニット１２０移動体ユニット１３０専用ベースバンド・ディジタル回線１４０ローカル無線アクセス・コントローラ（ＬＲＡ
Ｃ）１５０専用ベースバンド・ディジタル回線１６０交換ネットワーク１７０同軸ケーブル・ネットワーク１８０基地局２００サーバ２０１マルチチャネル・トランシーバ２０２専用ベースバンド・ディジタル回線２０２Ａ交換センタ２０３マルチチャネル・トランスミッタ２０４マルチチャネル・レシーバ２１０無線ポート・グループ・サーバ２１１狭帯域フィルタ２１２ミキサ２１３帯域フィルタ２１４増幅器２１５方向性カプラ２１６フィルタ２１７ミキサ２１８発振器（ＰＯ）２１９フィルタ２２０増幅器２２１コントローラ２２２発振器（ＰＯ）２３０ネットワーク２５０無線ポート２５１スプリッタ／カプラ２５２帯域フィルタ２５３発振器（ＰＯ）２５４ミキサ２５５狭帯域フィルタ２５６増幅器２５７方向性カプラ２５８アンテナ２５９狭帯域フィルタ２６０増幅器２６１ミキサ２６２発振器（ＰＯ）２６３フィルタ２６４コントローラ２７０移動体ユニット２７９移動体ユニット２９４周波数帯域２９５周波数帯域２９６周波数帯域２９７周波数帯域３００交換センタ３０１無線ポート・グループ・サーバ３０２無線ポート・グループ・サーバ３０３無線ポート・グループ・サーバ３０４周波数帯域３０５周波数帯域３０６周波数帯域３０７トランシーバ３０８トランシーバ３０９トランシーバ３１０コントローラ３１１周波数チャネル３１２パス３１３パス３１４カプラ３１７コントローラ３１８コントローラ３１９コントローラ３２０ネットワーク３３０ハイウェイ３４０ローカル無線アクセス・コントローラ（ＬＲＡ
Ｃ）３５０サーバ３５０Ａサーバ５００無線ポート・グループ・サーバ５０１コンデンサ５０２トランスミッタ５０３光ファイバ５０４方向性カプラ５０５ネットワーク５０６方向性カプラ５１０無線ポート５１１方向性カプラ５１２光検出器５１５増幅器５１６コンデンサ５１７トランスミッタ５１８光ファイバ５１９光検出器６０２バス６０３バス６０４バス６０５バス６０５Ａバス６０６バス６１０コントローラ６１１アップストリーム・トランスポート（ＵＴ）６１２ダウンストリーム・トランスポート６１３バス６２０レシーバ６２１復調６２２無線ポートＩＤ抽出６２３ＲＦフロントエンド６２４バス６２５（アップストリーム・トランスポート）ＵＴ−
１６２６（アップストリーム・トランスポート）ＵＴ−
２６２７（アップストリーム・トランスポート）ＵＴ−
３６２８バス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マリーリタフィリップスアメリカ合衆国，07701 ニュージャージー，レッドバンク，マノードライブ 155 (72)発明者ネマラケー．チャンカラナラヤナンアメリカ合衆国，07204 ニュージャージー，ロゼルパーク，ウェストウェブスターアヴェニュー 200，アパートメントエー 10 (56)参考文献特開平７−79473（ＪＰ，Ａ) 特開平７−143542（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）第１の所定の情報容量Ｍ以下の情
報容量を持ち第１の集合（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）の無線ポ
ートと通信施設上で通信する第１の無線ポート・グルー
プ・サーバ（３０２）であって、ただし各無線ポートは
１以上の無線ユーザと無線リンク上で通信するよう設け
た無線ポートでまた前記情報容量Ｍを前記第１の集合の
無線ポート間で共用する前記第１の無線ポート・グルー
プ・サーバと、（Ｂ）第２の所定の情報容量Ｎを持ち前記通信施設上で
通信する第２の無線ポート・グループ・サーバ（３０
１）と、（Ｃ）前記第１の集合の無線ポートと通信し検出した所
定の条件に応答し前記第２の所定の情報容量Ｎ以下の情
報容量を用い第１の無線ポート（Ｂ３）が前記第２の無
線ポート・グループ・サーバと通信するよう前記第１の
無線ポート・グループ・サーバから第２の無線ポート・
グループ・サーバへ前記第１の無線ポートの割当てを変
更するコントローラ（２２１、２６４、３１７、３１
８、３４０）とを有することを特徴とする通信システ
ム。
【請求項２】前記第２の無線ポート・グループ・サー
バは前記第２の所定の情報容量Ｎ以下の情報容量を持ち
第２の集合の無線ポートと通信し、ただし前記第２の集
合の各無線ポートは第２の無線リンク上で１以上の無線
ユーザと通信するよう設けた無線ポートであり、前記第
２の所定の情報容量Ｎは前記第２の無線ポート・グルー
プ・サーバに割当てられた前記第１の無線ポートと前記
第２の集合の無線ポート間で共用することを特徴とする
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】前記所定の条件は前記第１の集合の無線
ポートが使用する情報容量が情報容量Ｍ以下の事前に設
定した情報容量Ｍ１に達した場合であることを特徴とす
る請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】前記第１の集合の無線ポートは、（Ａ）受信制御信号に応答し前記第１の無線ポート・グ
ループ・サーバと通信するため周波数帯域を選択するプ
ログラマブル手段と、（Ｂ）その無線ユーザと通信するため用いる通信チャネ
ルへまたこの通信チャネルから前記選択周波数帯域を変
換する周波数変換器を有することを特徴とする請求項１
に記載の通信システム。
【請求項５】（Ａ）情報容量Ｍを持ち通信施設上で第
１の集合の無線ポートと通信する第１の無線ポート・グ
ループ・サーバであって、各無線ポートは第１の集合の
無線ユーザの１以上のメンバに無線アクセスできるよう
設けた無線ポートであり、同一情報が前記第１の集合の
前記無線ユーザへすべての前記無線ポートにより放射さ
れ、前記第１の集合の各無線ユーザから放射された情報
は前記第１の集合の無線ポートの中の１個以上の無線ポ
ートにより受信され、前記情報容量Ｍを前記第１の集合
の無線ポート間で共有する前記第１の無線ポート・グル
ープ・サーバと、（Ｂ）前記通信施設上で第２の集合の無線ポートと通信
する第２の無線ポート・グループ・サーバと、（Ｃ）前記第１の無線ポート・グループ・サーバから前
記第２の無線ポート・グループ・サーバへ第１の無線ポ
ートの割当てを動的に変更するため前記第１の集合の無
線ポートと通信する無線アクセス・コントローラ（３４
０）とを有することを特徴とする通信システム。
【請求項６】前記コントローラは、前記第１の無線ポ
ート・グループ・サーバへの前記第１の無線ポートの割
当ての変更を含む制御情報を通信することを特徴とする
請求項１または５に記載の通信システム。
【請求項７】前記第１と前記第２の無線ポート・グル
ープ・サーバは、交換センタに結合し、前記第１と前記第２の無線ポート・グループ・サーバ
は、前記通信施設上で前記第１の集合の無線ポートと通
信するため使用する通信信号を、前記交換センタと通信
するため用いるディジタル信号へ変換しまたこのディジ
タル信号から変換するトランシーバ手段を有することを
特徴とする請求項１または５に記載の通信システム。
【請求項８】各無線ユーザが使用しようとする無線ポ
ートを前記第１の無線ポート・グループ・サーバが決め
ることができるよう無線ポート識別マーカ信号を各無線
ユーザは通信することを特徴とする請求項１または５に
記載の通信システム。
【請求項９】（Ａ）前記第１の無線ポート・グループ
・サーバから前記第１の集合の無線ユーザへ送られるダ
ウンストリーム信号は、前記通信施設の第１の周波数帯
域上で送られ、前記第１の集合の無線ポートにおいて周
波数変換され、および前記第１の集合の無線ユーザに放
射され、さらに、（Ｂ）前記第１の集合の無線ユーザから送られるアップ
ストリーム信号は、前記第１の集合の無線ポートの少な
くとも１個の無線ポートにより受信され、前記通信施設
の第１の周波数帯域へ前記無線ポートにおいて周波数変
換され、および前記第１の無線ポート・グループ・サー
バに送られることを特徴とする請求項１または５に記載
の通信システム。
【請求項１０】無線ユーザは一方の無線ポートの無線
リンク・カバレッジ範囲から他方の無線ポートの無線リ
ンク・カバレッジ範囲へ移動する移動体無線端末である
ことを特徴とする請求項１または５に記載の通信システ
ム。
【請求項１１】第１の無線ポート・グループ・サーバ
において、（Ａ）第１の集合の無線ポート間に共用する情報容量Ｍ
で前記第１の集合の無線ポートに通信施設上で通信する
ステップと、各無線ポートにおいて、（Ｂ）情報容量Ｍ以下を持ち無線リンク上で１以上の無
線ユーザと通信するステップと、第２の無線ポート・グループ・サーバにおいて、（Ｃ）最大で情報容量Ｎで前記通信施設上で通信するス
テップと、コントローラにおいて、（Ｄ）検出した所定条件に応答し前記第１の集合の無線
ポートと通信するステップと、（Ｅ）情報容量Ｎ以下の情報容量を用い第１の無線ポー
トが前記第２の無線ポート・グループ・サーバと通信す
るよう前記第１の無線ポート・グループ・サーバから前
記第２の無線ポート・グループ・サーバへ前記第１の無
線ポートの割当てを変更するステップを有することを特
徴とする通信システムを操作する操作方法。