JP3186062B2 - 変調器/復調器への切換可能な接続を成すために時分割多重アクセスを利用する広帯域無線基地局 - Google Patents
変調器/復調器への切換可能な接続を成すために時分割多重アクセスを利用する広帯域無線基地局Info
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Description
帯域多チャンネルのデジタルトランシーバを利用する無
線通信システム基地局に関するものであり、デジタルト
ランシーバには、複数の無線通信チャンネルのデジタル
サンプルを与えるために、時分割多重アクセス(TDM)
バスが既に内蔵され、このTDMバスをクロスバスイッチ
として用いると、変調器及び復調器信号処理資源の動的
な割当てが可能になる。
移動電話(CMT)及び個人通信システム(PCS)の提供業
者により使用される基地局は、通常、各単一の受信器チ
ャンネルに対して信号処理機器を指定する。これは恐ら
く原因として、各基地局が、サービス提供業者に利用可
能な全体の周波数スペクトル中で、限られた所定数のチ
ャンネルにのみ通信能力を提供するように構成されると
いう事実のためである。例えば、高度化自動電話サービ
ス(AMPS)セルラシステムにおいて、典型的な基地局
は、サービス提供業者に利用可能な全体数で416個とい
ったチャンネルのうち、48個といった予め選択されたチ
ャンネル数をサービスする。
置可能である場所、及び特定のトランシーバ・サイトに
より提供される利用可能な帯域幅有効範囲の量の両方に
関連して、より柔軟性のある機器を好んで使用する。こ
れは特に地方では真実であり、そこでは、セルラ有効範
囲が高速道路に沿って集約化され、慣用的な48チャンネ
ルのトランシーバの制限容量では不足である。これは又
他の例で真実であり、それは、機器の多数のラック用の
比較的大型で、安定な保護構造が、例えばPCS用途とい
った、必ずしも利用可能でなく、又はコスト効果がない
場合である。
/デジタル(A/D)変換器、及び高速フーリエ変換(FF
T)といった効率的なデジタル・フィルタリング・アル
ゴリズムを利用する機器を用いる基地局トランシーバを
実施して、到来信号エネルギーを所望チャンネルのうち
の多数のものに分離することである。送信側において、
この基地局の実施形態には、逆FFT処理を行う結合器が
含まれ、それにより処理された通信チャンネル信号の内
容を表す、結合信号を出力する。このようにして、比較
的小型、軽量、安価、且つ信頼性のあるデジタル集積回
路を用いて、利用可能チャンネルの部分集合だけではな
く、サービス提供業者により供与されるチャンネル容量
全体がカバーできる。かかるシステムの更に詳細な説明
については、1994年4月8日に出願され、この出願の譲
渡人であるOverture Systems,Inc.に譲渡された、「多
チャンネル通信ネットワーク用の出力サンプルタイミン
グ調整を備えた広帯域FFTチャンネル化装置、及び逆FFT
結合器を使用するトランシーバ装置(Transceiver Appa
ratus Employing Wideband FFT Channelizer with Outp
ut Timing Adjustment and Inverse FFT Combiner for
a Multichannel Communication Network)」と題する本
発明者による関連米国特許出願を参照されたい。
基地局は、どんなチャンネルでも受信可能である。これ
により、上記のような幾つかの数の利点が与えられる
が、また幾つかの固有の問題をサービス提供業者に提起
する。
ンネル、及び公衆交換電話ネットワークへの必要とされ
る接続を効率的に支援する必要性が現存する。
すべきである。実際、かかる基地局により要求される呼
びセットアップ制御機能の数が、基地局自体により可能
な最大限にまで処理されるのが望ましい。
することにより、基地局を公衆交換電話ネットワークに
接続する、移動電話交換オフィス(MTSO)、及び/又は
移動交換センター(MSC)が、PSTNから遠隔の加入者ユ
ニットへの適切な接続を維持するという細目からできる
限り解放される。
呼びを処理すべきである。特に、広帯域チャンネル化装
置は、信号をチャンネルへと分離するが、幾つかの他の
信号処理資源、例えば復調器及び変調器も必要とされ
る。
に利用可能な帯域幅内のどのチャンネルも、いつでも利
用可能となる。しかし、かかる基地局は、現在の呼び密
度を支援するのに必要とされる、同じ数の他のチャンネ
ル当たりの資源のみを付勢するこが望ましい。
ジュールとすることにより、基地局は、限定数のチャン
ネルを支援するように初期に構成できることになる。そ
の後、サービス需要が増大すると、追加のチャンネル
は、必要な資源の追加により支援できることになる。
割り込み、又は拡張の事象時には、再構成可能であるべ
きである。例えば、セルラー用の時分割多重アクセス
(TDMA)規格だけでなく、符号分割多重アクセス(CDM
A)といった幾つかの空中インターフェース規格が出現
すると、所与の広帯域基地局は、かかる規格の各々を支
援できることが望ましく、それによって、配備する必要
のあるかかる基地局の数が削減される。しかし、仮にあ
る特定の空中インターフェースに割り当てられた資源
が、もはや必要でない場合、次いでその資源を、他の空
中インターフェースを用いてフォーマットされた信号を
処理すべく利用可能にできることが望ましい。すなわ
ち、ある種の又は他のサービス需要が現れては消える際
に、基地局を自動的に再構成すべきである。
可能なRF帯域幅内の多数のチャンネルのうちの任意のチ
ャンネルを、適時に処理できる広帯域デジタル基地局に
存在する。
域トランシーバ基地局に関するものである。基地局の受
信器部には、多数の無線チャンネル信号のデジタルサン
プルを与えるデジタル・チャンネル化装置、及び各種チ
ャンネル出力と、デジタル復調器等の他の基地局受信器
資源との間で、交換機能性を与えるための時分割多重化
(TDM)データバスが含まれる。
理資源が又、TDMバスを介して多チャンネル・デジタル
結合器に接続される。従って、交換機能性の同じ柔軟性
が、送信器信号処理資源と送信器チャンネル入力の間に
与えられる。
信アンテナと、デジタル・チャンネル化装置に広帯域デ
ジタル信号エネルギーを供給する、1つ以上のデジタル
・チューナとが含まれる。デジタル・チャンネル化装置
は、次に複数のチャンネル信号を生成し、各チャンネル
信号は、無線周波数チャンネルの1つにおける信号エネ
ルギーを表す。チャンネル信号は各々、一連のデジタル
サンプルから構成される。
多重(TDM)バスに接続される。基地局コントローラ
が、所定の順番で所定の時間スロット内の各チャンネル
信号により、TDMバスにアクセスを授与する。
器等の関連した受信器資源のうちの利用可能な資源に送
られる。復調器は、通常デジタル信号プロセッサ(DS
P)で実施されるが、これは次いで、PSTN内への更なる
接続用の電話交換オフィス(MTSO)、又は移動交換セン
ター(MSC)への、T1回線等の出地上通信線に接続され
る。
基地局コントローラはこのように、受信器資源をどんな
チャンネルにも、そのチャンネルが活性となる時間に動
的に割り当てることが可能となる。
が、それらが異なるチャンネル帯域幅を有するとして
も、同一の基地局によりサービスされることが可能にな
る。例えば、基地局は、符号分割多重アクセス(CDM
A)、及び時分割多重アクセス(TDMA)の両方を同時に
効率的にサービスする。かかる構成の場合、少なくとも
2つのデジタル・チャンネル化装置があり、一方は、到
来RFエネルギーをTDMAにより必要とされるチャンネル帯
域幅へと分離するように割り当てられ、他方のチャンネ
ル化装置は、そのエネルギーをCDMAにより必要とされる
帯域幅へと分離するよう専用化される。チャンネルが活
性化されると、それらは、復調器資源のプールによりサ
ービスされるが、これは、各規格に適合するように正確
な数の追加の時間スロットを割り当てることによる。
場合、変調器及び復調器が解放される時間スロットは、
それによってTDMA信号を処理するように割り当てること
ができる。これによって結果として、どんな場合でもMT
SO、MSC、又はサービス提供業者による介入なしに、基
地局資源が、需要であり次第自動的に1つの信号伝送規
格又は別の規格に再分配されることになる。
大の際に、追加のDSPプロセッサが、RFフロント構成を
変更する必要なしに、追加のチャンネルを支援するよう
付加されるという意味で、スケーラビリティを呈示す
る。これは、各基地局が、固定のチャンネル割当てを有
していた、また容量を追加するために、追加の狭帯域受
信器及び送信器を付加せねばならない、従来技術とは異
なる。
ために、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照された
い。添付図面において、 図1は、本発明に従って、時分割多重(TDM)バスを
利用する広帯域基地局のブロック図である。
定可能なバスドライバ、及びレシーバを示す、更に詳細
なブロック図である。
リ(DP−RAM)を用いる、アドレス指定可能なバスドラ
イバの詳細図である。
メモリを用いる、アドレス指定可能なバスドライバの詳
細図である。
器の詳細図である。
器の詳細図である。
セッサにより実行される動作シーケンスである。
チューナ及びチャンネル化装置を利用して、多数の空中
インターフェースを支援する、本発明の代替実施例であ
る。
ブロック図である。簡単に言うと、基地局10は、受信ア
ンテナ11と、1つ以上の広帯域デジタル・チューナ12
と、1つ以上のデジタル・チャンネル化装置14と、時分
割多重(TDM)バス16と、制御バス17と、複数のデジタ
ル信号プロセッサ(DSP)であって、その第1の部分組
は、復調器18−1−1、18−1−2、…、18−1−P
(まとめて、復調器18−1)として動作するようプログ
ラムされ、その第2の部分組は、変調器18−2−1、18
−2−2、…、18−2−Qとして動作するようプログラ
ムされ、その第3の部分組18−Uは現在は未使用であ
る、複数のDSPと、移送信号(T−1)符号器20と、T
−1復号器22と、1つ以上のデジタル結合器24と、1つ
以上の広帯域デジタル励振器26と、電力増幅器28と、送
信アンテナ29と、基地局制御プロセッサ(コントロー
ラ)30と、TDM同期クロック発生器32から構成される。
数の加入者端末(移動体)40a、40bと交換する。RF搬送
波信号は、音声、及び/又はデータ(チャンネル)信号
で変調され、この信号は、基地局10により公衆交換電話
ネットワーク(PSTN)に結合すべきものである。使用さ
れる特定の変調は、多数の異なる無線(空中インターフ
ェース)規格、例えば、周知の高度化移動電話サービス
(AMPS)、IS−54B等の時分割多重アクセス(TDMA)、I
S−95等の符号分割多重アクセス(CDMA)、欧州セル式
移動電話規格(GSM)等の周波数ホッピング規格、個人
通信ネットワーク(PCN)規格その他といったうちの任
意の規格とすることができる。実際、以下に説明するよ
うにして、基地局10は、同時に1つより多いかかる空中
インターフェースに従ってフォーマットされたRF信号を
同時に処理するよう構成することさえもできる。
被変調信号は、先ず受信アンテナ11で受信されて、広帯
域デジタル・チューナ12に送られる。デジタル・チュー
ナ12は、アンテナで受信したRF信号を中間周波数(IF)
へと低域変換し、次いでアナログ/デジタル(A/D)変
換を実行して、デジタル複合信号13を生成する。
ている無線サービス提供業者に利用可能な帯域幅の実質
的な部分を変換するという意味で、広帯域である。例え
ば、基地局10により実施される空中インターフェースが
IS−54Bである場合、広帯域デジタル・チューナは、各
々約30キロヘルツ(kHz)の帯域幅を有する、416個の受
信及び送信チャンネル信号と同数を含む、800−900MHz
範囲内の12.5メガヘルツ(MHz)と同程度の低域変換を
行う。
を実施して、低域変換された複合デジタル信号13を複数
N個のデジタル・チャンネル信号15へと分離する。
グされて、個々の30kHzチャンネル信号へと分離され
る。従って、チャンネル化装置14は、各フィルタが30kH
zの帯域幅を有する、デジタルフィルタのバンクと見な
すことができる。デジタル・チャンネル化装置14は、幾
つかの異なるフィルタ構造のいずれかを用いてフィルタ
バンクを実施するが、本発明の動作に対して厳密となる
特定のデジタルフィルタ構造はない。
人であるOverture Systems,Inc.に譲渡された、「多チ
ャンネル通信ネットワーク用の出力サンプルタイミング
調整を備えた広帯域FFTチャンネル化装置、及び逆FFT結
合器を使用するトランシーバ装置(Transceiver Appara
tus Employing Wideband FFT Channelizer with Output
Timing Adjustment and Inverse FFT Combiner for a
Multichannel Communication Network)」と題する本発
明者による関連米国特許出願には、デジタル・チューナ
12及びデジタル・チャンネル化装置14の幾つかの特定の
実施例が詳細に記載されている。
のデジタル・チャンネル信号15を与え、N個の出力の各
々は、移動体40により発せられる無線周波数チャンネル
の1つにおける情報を表す。通常、チャンネルの1/2が
信号送信に用いられ、残り1/2が信号受信に用いられ
る。従って、これから説明するIS−54Bの例の場合、N
は208であり、ゆえに基地局10で実施されるのは208個の
受信チャンネル、及び208個の送信チャンネルである。
割多重(TDM)バス16を介して、複数のデジタル信号プ
ロセッサ(DSP)18−1−1、18−1−2、…、18−1
−P(まとめて、復調器18−1)に供給される。簡単に
またよく理解される仕方であるが、TDMバス16は、時分
割多重化クロスバ・スイッチとして動作する。すなわ
ち、N個のデジタル・チャンネル信号15の任意の信号
が、TDMバス16を介して、復調器DSP18−1の任意のDSP
に接続される。
される、各チャンネル信号15における変調を解除するよ
うプログラムされる。通常、DSP18−1の数と、チャン
ネル化装置14により供給されるチャンネル信号の数Nの
間に、1対1の対応はない。例えば、DSPは各々、24等
の多数のデジタル・チャンネル信号15を同時に処理す
る。
ク発生器32を用いて、TDMバス16への個々のデジタル・
チャンネル信号15によるアクセスを管理するが、これは
以下で簡単に説明する仕方でなされる。
オーディオ又はデータ信号を表すが、これらは次に、VM
Eバス17を介して符号器20に送られる。VMEバス17は、デ
ジタル・プロセッサと構成要素を相互接続するための、
周知の工業規格の比較的高周波のバスである。
送信に必要なように、復調信号を順に再フォーマットす
る。復調信号は、いわゆるT1スパン(又はE1)等の多数
の時間多重電話信号移送プロトコルのうちの任意のプロ
トコルに従って再フォーマットされる。T1信号は次に、
周知の方式でMTSOにより処理されて、最終的に、加入者
ユニット40から、公衆交換電話ネットワーク(PSTN)に
接続されている他の電話加入者といった、所望の宛先へ
の電話呼びが完成される。
よりサービスされるチャンネルの全てに適合するのに必
要な1つより多いT1信号が存在する。これから説明する
例の場合、各T1信号は、MTSOに最大で96個のIS−54B帯
域圧縮信号を搬送するようフォーマットされるが、これ
は、復調信号が圧縮オーディオのままである場合を仮定
している。従って、5に等しい少ない数のT1回線を用い
て、416個の送信及び受信チャンネルの全てを搬送する
ことができる。しかし、チャンネルの全てがビジーとは
限らない場合、必要である資源と同数のT1回線上で、資
源がMTSOに接続されるが、これは簡単に理解される仕方
でなされる。
々、サブ速度(例えば、サブDS0)とすることができ、
これには依然として、基地局10により解除されず、帯域
圧縮方式により印象付けられるような、空中インターフ
ェース規格以外の追加の符号化を含んでいる。むしろ、
T1信号により用いられる時間スロットの必要数を最小化
するためには、かかる圧縮は、MTSOにおいて解除され
る。
は、MTSOから受信されて、T1復号器22に供給され、T1フ
ォーマットが解除される。
P18に結合される。DSP18−2−1、18−2−2、…、18
−2−Q(まとめて、変調器18−2)の部分組が、次い
でこれらの信号を変調して、それらをTDMバス16に与え
る。最終的には、これらは各々、結合器24に入力される
N個のデジタル・チャンネル23の1つに結合される。受
信方向で真実であったように、クロスバ・スイッチであ
る、TDMバス16により、変調器DSP18−2の任意のDSP
が、チャンネル信号入力23のの任意の入力に接続される
ことが可能になる。
理するが、変調器DSP18−2により生成されるかかるチ
ャンネル信号の各々は、通常、TDMバス16上の1つ以上
の固有の時間スロットに割り当てられ、従って、同一の
時間スロットを占有する2つのチャンネル信号はない。
同様に、受信側でも、TDMバス16上の同一時間スロット
を占有する2つのチャンネル信号は決してない。
る。しかし、これら未使用のDSPは、万一新規の移動体4
0によるアクセス要求があった場合、基地局10に対して
利用可能な資源のままである。DSPが、呼びをセットア
ップする時間に割り当てられる仕方を以下で詳細に説明
する。
すべきN個のチャンネルを表す複合IFデジタル信号25を
生成する。デジタル結合器24は、次に、この結合信号を
デジタル励振器26に送り、RF信号27が生成される。この
RF信号27は、次いで電力増幅器28により増幅されて、送
信アンテナ29に送られる。
に詳細な説明は、上述の関連特許出願に含まれている。
ッサ32は、MTSOとある制御情報を交換する必要がある。
例えば、移動ユニット40が電話をかけたい場合、移動ユ
ニット40は、これを1つ以上の制御信号チャンネル上に
送信することで指示する。これらの制御信号は、幾つか
の方法のうちの1つで交換できる。図示のように、制御
信号は、チャンネル化装置14により出力される、又は結
合器24に入力される1つ以上のチャンネル信号中に存在
する、帯域内又は帯域外信号とすることができる。代替
として、別個の制御信号トランシーバ35を用いて、かか
る制御信号を受信及び送信することもできる。
セス要求をMTSOに送って、端末相互の接続をセットアッ
プする。遠隔端末で接続をなすことが可能であるとい
う、MTSOからの指示を受信すると、基地局10は次いで、
多数のステップを実行して、TDMバスを介する適切なデ
ータ経路が許可され、新規に許可された移動体とMTSO間
の通信の支援が保証される。
時間スロット識別子を戻す。これらは、基地局コントロ
ーラ30に、どの出T1回路/時間スロット上に受信信号を
配置し、どの入T1回線/時間スロット上で移動体40用の
送信信号を得るかを、基地局コントローラが予測できる
ように知らせる。
む前に、TDMバス16の動作をもう少し詳しく説明する。
図2に示すように、デジタル・チャンネル化装置14は、
畳込みデジタルフィルタ140と、高速フーリエ変換(FF
T)142と共に、TDMデュアルポート(DP)ドライバ144か
ら構成される。
って重要ではなく、それは関連出願で説明されている。
ここでは次のことを説明するだけにとどめる。すなわ
ち、畳込みフィルタ140及びFFT142は、多数速度のデジ
タル信号処理技法、例えば重畳/加算、又は多相といっ
た技法を利用して、(1)低域変換信号13のサンプルを
互いにグループ化して、それらを重み付け関数で乗算
し、次に(2)それらをFFT142に送って、N個の個々の
チャンネル信号へと変換することにより、デジタルフィ
ルタ・バンクを効率的に実施する。
1が図2にも示されている。復調器DSP18−1−1に
は、TDMファーストイン・ファーストアウト(FIFO)ド
ライバ180−1と、TDM FIFOレシーバ182−1と、DSP中
央処理装置184−1と、プログラム・メモリ186−1が含
まれる。同様に、変調器DSP18−2−1には、TDM FIFO
ドライバ180−2と、TDM FIFOレシーバ182−2と、DSP
中央処理装置184−2と、プログラム・メモリ186−2が
含まれる。
・アーキテクチャーを共有し、唯一の差異は、プログラ
ム・メモリ186内で可能であり、次いでTDMレシーバ、又
はTDMドライバ・ハードウェアのどちらが許可されるか
を制御するプログラムにある。
182−1だけが許可される(ドライバ180−1の周りの破
線で示すように)。というのは、復調器18−1−1は、
TDMバス16からのデータを受信するだけであるためであ
る。同様に、DSP変調器18−2−1では、TDMドライバ18
0−2は、TDMバス16上にデータを送信するだけであるの
で、それだけが許可される。
ポート(DP)レシーバ244と、逆FFT242と、逆畳込みデ
ジタルフィルタ240から構成される。以下で説明するよ
うにして、TDM DPレシーバ244は、TDMバス16から取り
出されたデータサンプルの各々をその割当て時間スロッ
トで読み取り、それらを必要な順番で逆FFT242に供給す
る。
演算されて、複合デジタル信号25(図1)を供給する。
やはり、逆FFT242及び逆畳込みフィルタ240の更なる詳
細は、ここで必要でなく、もし読者が関心があれば、そ
れらは関連特許出願に記載されている。
ドライバ144の詳細図が図3に示されている。簡単に言
えば、それはTDMバス16上で適切な時間スロットにおい
て、FFT142からの出力サンプルを表明するよう動作す
る。TDMバスの実施形態を簡略化するために、これらの
時間スロットは、特定チャンネルに固定割当てされる
(例えば、周波数及び時間スロット番号の小さい方から
順に)。従って、N個のチャンネル信号のうちの所与の
チャンネル信号kのサンプルが、活性である場合に、特
定の時間スロットkに常に現れることになる。
1のデュアルポート・ランダム・アクセス・メモリ(DP
−RAM)202と、データDP−RAMと呼ばれる、第2のDP−R
AM204と、イネーブル入力ENを有するドライバ208から構
成される。
ために2つの別個のアドレス及びデータポート、すなわ
ち入力アドレス及びデータポートAI、DIと、出力アドレ
ス及びデータポートAO、DOを有する。
路32(図1)により発生される1対の信号を受信する。
第1の信号TDM CLKは、TDMバス16上でクロック周期、
又は時間スロットを識別するデジタル・クロック信号で
ある。第2の信号は、TDM FRAME SYNC信号であり、こ
れは、新規のフレームがTDMバス16上で開始する時を指
示する。
タであるが、リセット入力RにおいてTDM FRAME SYNC
信号を、またクロック入力(各図面中で山形で表記され
る)においてTDM CLK信号を受信する。従って、TDMス
ロットカウンタ200は、TDMバス16上の通し番号が振られ
たどのスロットが、現在活性状態であるかを連続して追
跡する。
これは、TDM DPドライバ144がTDMバス16上にデータを
表明する時を示す。イネーブルDP−RAM202へのAI及びDI
入力は、通常、新規の呼びをセットアップする行程時
に、基地局コントローラ30により書き込まれる。特に、
イネーブルDP−RAM202の内容を表すテーブルに示すよう
に、RAM内の配置は、TDMバス16上の各時間スロットと関
連する(例えば、仮にTDMバスが512個の時間スロットを
含むと、RAM202は512個の配置を有する)。
TDMドライバがその時間スロットで不活性である、すな
わち、その時点で表明すべきデータがないことを示す。
関連した配置の論理「1」は、その時間スロットが、こ
の特定のTDMドライバ144に既に割当てられていることを
示す。
基地局コントローラ30にとっての1つのステップは、VM
Eバス17を介して、新規に許可されたデジタル・チャン
ネル信号「x」と関連したDP−RAM202の位置「x」内
に、論理「1」を書き込むことである。図示の例では、
「1」が位置「27」及び「30」に書き込まれており、こ
れは、この特定のTDMドライバ144が、時間スロット27及
び30において現在活性状態であることを示す。
より出力されるデジタル・チャンネル信号サンプルが、
データDP−RAM204のDI入力に書き込まれる。次に、DP−
RAM204は、その出力側でTDMスロットカウンタによりア
ドレス指定されるまで、データサンプルを格納する。
処理する場合にバッファとして振る舞う。この理由は、
サンプルは実際はバースト、又はフレームで到来する
が、サンプルは必ずしも、それらがTDMバス16上に出力
されねばならない順番と同じ順番で、FFT142により供給
される必要はないためである。これは、使用されるチャ
ンネル化装置アルゴリズムの少なくとも1つの特定現象
である。従って、FFTからの各出力サンプルと関連した
アドレスを用いて、データDP−RAM204内で、どの位置に
各サンプルを書き込むかが決定される。
DM FIFOドライバ180−2に対して、既に正確な順番に
ある。従って、かかるTDMドライバ180−2は、データDP
−RAMの代わりに、ファーストイン・ファーストアウト
(FIFO)メモリ210を使用することができる。図4に示
すように、TDM FIFOドライバ180−2等の構成及び動作
は、DPドライバ144に幾分類似している。
02、及びドライバ208は、図3の実施例の場合と同じよ
うにして動作する。唯一の違いは、FIFO200へのクロッ
ク信号の接続にある。入力側で、クロック信号は、デー
タ源(例えば、DSPプロセッサ184−2)により供給され
て、データをFIFOに格納させる。イネーブルDP−RAM202
からの信号を用いて、FIFO出力DOのクロック同期がとら
れる。
れには、TDMスロットカウンタ200と、イネーブルDP−RA
M202と、バスレシーバ212と、FIFO214が含まれる。TDM
スロットカウンタ200及びイネーブルDP−RAM202は、図
4に示すTDM FIFOドライバ180−1の場合のように動作
して、レシーバ212を活性とすべき時を識別する。FIFO2
14は、イネーブルDP−RAM202出力に接続された入力ポー
トを有するレシーバ212の出力に接続される。FIFOの出
力側は、データ用の宛先が必要なようにクロック同期化
される(例えば、図2のDSPプロセッサ184−1)。
れには、他のドライバ/レシーバの各々の場合のよう
に、TDMスロットカウンタ200と、イネーブルDP−RAM202
が含まれる。それには、TDM DPドライバ144(図3)内
のデータDP−RAMと同様に動作するデータDP−RAM220
と、バスレシーバ218が含まれる。この背景に留意する
と、基地局制御プロセッサ30が、TDMバス16の交換動作
を如何にもたらすかという詳細が、ここで更に良く理解
できる。
テップのシーケンスは、移動体40(図1)がPSTNにアク
セスしたいことを示す、移動体からの制御信号を基地局
コントローラ30が受信する場合に開始される。コントロ
ーラ30は次いで、自由な送信及び受信周波数が、N個の
チャンネルの間で利用可能であるか否かを判定する(ス
テップ302)。
れる(ステップ303)が、これは、基地局コントローラ3
0(図1)のメモリ部31内に維持されている自由なDSP資
源のリスト33を調べることによりなされる。リスト33
は、割当ての度に2つのDSPを解除することで更新され
る。
定のT1スパン回線上で必要とされるような1つ以上のT1
時間スロットへのアクセス)が、適切なMTSO制御信号を
発行することにより、MTSOから要求される(ステップ30
4)。MTSOは次いで、この接続のために、送信及び受信
チャンネルに使用すべきT1スパン/時間スロット識別子
を戻す。
源情報が、各種のTDMドライバ及びレシーバ内に書き込
まれる。
ス上の受信チャンネル信号時間スロットが識別される。
この時間スロットと関連したTDM DPドライバ144内のイ
ネーブルDP−RAM202の対応する位置に、次に、既に説明
したようにして論理「1」がセットされる。
識別されたDSP復調器18−1と関連するTDMレシーバ182
−1内のイネーブルDP−RAM内にも書き込まれる。チャ
ンネル当りの帯域幅が、単一の時間スロットが支援でき
る帯域幅よりも大きい場合、十分な数の論理「1」が適
切な位置に書き込まれる。
自由なDSP変調器18−2が許可されて(ステップ306)TD
Mバス16を使用するが、これは、DSP変調器18−2のうち
の利用可能な変調器に接続されたTDMドライバ180−2の
イネーブルDP−RAM内に、論理「1」を書き込むことに
より行われる。接続を完成するために、論理「1」が
又、識別された送信チャンネルと関連するTDM DPレシ
ーバ244の位置にも書き込まれる。
移動体40及びMTSOに制御信号を発行して、接続のセット
アップが完了したことを指示する。
を利用する移動体40を同時にサービスする基地局10を実
施する際に有利となり得る。すなわち、基地局10は、TD
MA(IS−54B)信号伝送を利用する第1の移動体40aと共
に、CDMA信号伝送(IS−95)を利用する第2の移動体40
bからの信号を同時に処理することができる。
基地局10には、1対の広帯域デジタル・チューナ12−
1、12−2が含まれる。第1のデジタル・チューナ12−
1は、TDMA信号が占有するRF帯域幅から、5MHzといった
帯域幅に低域変換する。第2のデジタル・チューナ12−
2は、CDMA信号が占有する7.5MHzといった帯域幅に低域
変換する。
応するチャンネル化装置14−1、14−2に送る。TDMAチ
ャンネル化装置14−1は、受信信号をIS−54Bで指定さ
れる30kHz帯域幅へと分離するよう構成される。同様
に、CDMA IS−95チャンネル化装置14−2は、その規格
で指定されるような1.25MHzチャンネルを与えるよう構
成される。
る空中インターフェース変調に従ってグループ化され
る。例えば、適時の瞬間には、ある数のDSP18−1−T
が、TDMAチャンネル化装置14−1により与えられるTDMA
チャンネルに対して、復調器として動作するように割り
当てられている。異なる組のDSPプロセッサ18−1−C
が、CDMAチャンネル化装置14−2により与えられるCDMA
チャンネルに対して、復調器として機能している。同様
に活性な変調器も、このようにして割り当てられる。
を単純にアクセスすることによって、TDMA変調器/復調
器プログラムか、又はCDMA変調器/復調器プログラムを
実行するよう構成可能であると仮定すると、利用可能な
資源が必要なだけ割り当てられる。換言すると、DSP
(及び、もっと詳しく言うなら、関連したT1接続)は、
ユーザ需要に従って自動的に割り当てられ、サービス提
供業者による介入はない。従って、例えば、更に多くの
ユーザがCDMAの利用に移行する際には、追加のCDMAチャ
ンネルが、未使用のTDMAチャンネルの費用で、自動的に
利用可能にされてDSPによって処理される。
を見ることができる。広帯域デジタル・チャンネル化装
置14の出力と復調器DSP18−1の間に、TDMバス16を配設
することによって、復調器DSP18−1を必要なだけ割り
当てることができる。同様に、変調器DSP18−2も同様
なように割り当てられる。というのは、それらとデジタ
ル結合器24の間に、同じくTDMバス16が配置されるため
である。
スしないことが予想される場合、対応して少数の変調器
及び復調器DSPを、基地局10に内蔵させることが可能で
ある。基地局の需要が増大する際には、これら追加のRF
チャンネルは、単純に更に多くのDSPを追加することに
より、またRFフロントエンドを再構成する必要なくサー
ビスを受けることができる。
レベルで分配される点において得られる。特に、ある種
の従来のセルラ信号交換技法と異なり、MTSOは、移動体
ユニット40が基地局を介して如何に接続されるかという
詳細に係わる必要はない。実際、MTSOは、どの送信及び
受信周波数が特定の移動体に割り当てられているか、と
いうことすらも認知し注意を払う必要はない。全てのMT
SOが供給する必要があるのは、それが、移動体に対して
信号を受信及び供給すると予想される、T1移送回線/時
間スロットの識別子である。
割り当てるので、多数の異なる空中インターフェース規
格が、同時に基地局により支援されるが、これには、各
空中インターフェース型式に対して受信器/送信器資源
を割り当てるために、正確な計画を前もって決定する必
要はない。新規の移動体によるアクセス要求を検出する
と、基地局は、その移動体が利用する空中インターフェ
ースの型式を単純に判定し、次に、適切にプログラムさ
れたDSPに合図を出し、又はDSPの起動すら行ない、異な
る変調器/復調器プログラムを実行して、要求通りに追
加の移動体を支援する。
解されたいのは、それらに本発明が限定されず、当業者
には周知の多数の変更及び修正の余地があるということ
であり、従って、本発明は、本明細書に図示及び記載さ
れる詳細に限定されることを望まず、当該技術で通常の
知識を有する者に明らかなように、かかる全ての変更及
び修正に及ぶことを意図するものである。
Claims (16)
- 【請求項1】多数の移動加入者ユニット無線通信システ
ムで信号を処理するための基地局において、 複合無線周波数(RF)信号として、複数の移動体ユニッ
トから信号を受信するためのアンテナと、 RF信号の選択された帯域幅を中間周波数(IF)に低域変
換して、IF信号に関してアナログ/デジタル変換を実行
するために、アンテナに接続される広帯域デジタル・チ
ューナ手段であって、広帯域デジタル・チューナ出力信
号を供給する、広帯域デジタル・チューナ手段と、 広帯域チューナ出力信号を受信すべく接続されて、多数
のデジタル・チャンネル信号出力を供給する、デジタル
・チャンネル化手段であって、各デジタル・チャンネル
信号出力は、所定のチャンネル帯域幅を有し、且つ移動
体ユニットの1つから受信される信号の1に対応する、
デジタル・チャンネル化手段と、 デジタル的に処理されたチャンネル信号出力を供給する
ための複数のデジタル信号処理手段と、 多数のデジタル・チャンネル信号出力と複数のデジタル
信号処理手段の間に配設される、時分割多重交換手段で
あって、多数のデジタル・チャンネル信号出力のいずれ
か1つを、複数のデジタル信号処理手段のいずれか1つ
に相互接続するための時分割多重交換手段と、 からなる基地局。 - 【請求項2】移動体ユニットから受信される信号は、空
中インターフェース変調を含み、デジタル信号プロセッ
サは、空中インターフェース変調を解除する復調器を備
える、請求項1に記載の基地局。 - 【請求項3】デジタル信号処理手段の出力に接続され
て、移動電話交換オフィス(MTSO)への更なる送信のた
めに、デジタル的に処理されたチャンネル出力を符号化
するための信号移送符号化手段から更になる、請求項1
に記載の基地局。 - 【請求項4】信号移送符号化手段はT1符号器である、請
求項3に記載の基地局。 - 【請求項5】広帯域チューナ出力信号を受信すべく接続
されて、第2の組の多数のデジタル・チャンネル信号出
力を供給する、第2のデジタル・チャンネル化手段がら
更になり、第2の組のデジタル・チャンネル信号出力の
各々は、前記第1のデジタル・チャンネル信号の所定の
チャンネル帯域幅とは異なる所定のチャンネル帯域幅を
有し、且つ移動体ユニットの1つから受信される信号の
1つに対応する、請求項1に記載の基地局。 - 【請求項6】RF信号の第2の選択された帯域幅を第2の
中間周波数(IF)に低域変換して、第2のIF信号に関し
てアナログ/デジタル変換を実行するために、アンテナ
に接続される第2の広帯域デジタル・チューナ手段であ
って、第2の広帯域デジタル・チューナ出力信号を供給
する、第2の広帯域デジタル・チューナ手段と、 第2の広帯域チューナ出力信号を受信すべく接続され
て、第2の組の多数のデジタル・チャンネル信号出力を
供給する、第2のデジタル・チャンネル化手段であっ
て、第2の組のデジタル・チャンネル信号出力の各々
は、前記第1のデジタル・チャンネル信号の所定の帯域
幅とは異なる所定のチャンネル帯域幅を有し、且つ移動
体ユニットの1つから受信される信号の1に対応する、
第2のデジタル・チャンネル手段と、 から更になる、請求項1に記載の基地局。 - 【請求項7】第1及び第2の組のデジタル・チャンネル
信号は、それぞれ、第1及び第2の空中インターフェー
ス規格に従って変調される、請求項6に記載の基地局。 - 【請求項8】デジタル信号プロセッサは、前記第1の組
のデジタル・チャンネル信号を復調するための第1の組
のデジタル信号プロセッサ手段と、前記第2の組のデジ
タル・チャンネル信号を復調するための第2の組のデジ
タル信号プロセッサ手段とを含む、請求項7に記載の基
地局。 - 【請求項9】前記第1及び第2の空中インターフェース
規格は各々、時分割多重(TDMA)、符号分割多重(CDM
A)、高度化自動車電話システム(AMPS)、個人通信シ
ステム(PCS)、又は欧州セルラ式自動車電話規格(GS
M)のうちの異なるものである、請求項7に記載の基地
局。 - 【請求項10】時分割多重交換手段を介して、デジタル
・チャンネル信号の1つに現在のところ相互接続されて
いない、未使用のデジタル信号処理手段のリストを維持
して、且つデジタル・チャンネル出力が、デジタル信号
処理手段の1つにまだ割当てられていない移動体ユニッ
トにより送信される活性な信号を含む場合にのみ、デジ
タル・チャンネル出力の1つに、相互接続すべきを未使
用のデジタル信号処理手段のリストから、デジタル信号
処理手段を動的に割当てるために、時分割多重交換手段
とデジタル信号処理手段に接続される、基地局コントロ
ーラ手段から更になる、請求項1に記載の基地局。 - 【請求項11】時分割多重交換手段は更に、 データ線を含む時分割多重(TDM)データバスと、 TDMバスに接続されて、TDMバス同期信号及びドライバ・
アドレス信号を発生するための基地局コントローラ手段
であって、TDMバス同期信号は、TDMバス上のアクセス時
間スロットを識別するのに用いられる、基地局コントロ
ーラ手段と、 TDMバス同期信号及びドライバ・アドレス信号を受信
し、ドライバ・アドレス信号を格納し、該ドライバ・ア
ドレス信号の値がバス同期信号の値に対応する場合に、
TDMバス上にデジタル・チャンネル信号を表明し、それ
により、デジタル・チャンネル信号と関連した時間スロ
ットが現在活性であることを指示するために、TDMバ
ス、基地局コントローラ手段、及び少なくとも1つのデ
ジタル・チャンネル信号に接続される、TDMバス・ドラ
イバ手段と、 を含む、請求項1に記載の基地局。 - 【請求項12】基地局コントローラ手段は、TDMバスに
接続され、更にレシーバ・アドレス信号を発生し、時分
割多重交換手段は更に、 TDMバス同期信号及びレシーバ・アドレス信号を受信
し、レシーバ・アドレス信号を格納し、該レシーバ・ア
ドレス信号の値がバス同期信号の値と対応する場合に、
TDMバス上に表明された信号を読み取り、かかる表明さ
れた信号をデジタル信号プロセッサ手段に供給し、それ
により、デジタル信号プロセッサと関連した時間スロッ
トが現在活性であることを指示するために、TDMバス、
基地局コントローラ手段、及び少なくとも1つのデジタ
ル信号プロセッサ手段に接続される、TDMバス・レシー
バ手段を備える、請求項11に記載の基地局。 - 【請求項13】第1及び第2のチャンネル化装置は各
々、 デジタル化広帯域信号のうちの対応する信号を受信すべ
く接続された、畳込みデジタルフィルタと、 畳込みデジタルフィルタの出力を受信して、デジタル・
チャンネル信号を供給するよう接続された、高速フーリ
エ変換(FFT)プロセッサと、 からなる、請求項6に記載の基地局。 - 【請求項14】通信信号源からデジタル入力信号を受信
すべく接続された、第2の複数のデジタル信号処理手段
と、 第2の複数のデジタル・チャンネル信号を受信して、送
信のために複合デジタル信号を供給するよう接続され
た、広帯域デジタル結合器と、 時分割多重交換手段も又、第2の複数のデジタル信号プ
ロセッサと広帯域デジタル結合器の間に配設されて、第
2の組のデジタル信号プロセッサのいずれか1つを、結
合器に入力されるデジタル・チャンネル信号のいずれか
1つに接続することと、 複合デジタル信号を受信して、結合RF信号を供給するよ
う接続された、広帯域デジタル励振器と、 結合RF信号を受信して、結合RF信号を放射するよう接続
された、送信アンテナと、 から更になる、請求項1に記載の基地局。 - 【請求項15】時分割多重交換手段を介して、デジタル
・チャンネル出力の1つに現在のところ相互接続されて
いない、全ての未使用のデジタル信号処理手段のリスト
を維持して、デジタル・チャンネル出力が、デジタル信
号処理手段の1つにまだ割当てられていない移動体ユニ
ットにより送信される活性な信号を含む場合、又は通信
源からのデジタル入力が活性である場合にのみ、第1又
は第2のデジタル信号処理手段の1つとして機能するよ
うに、未使用のデジタル信号処理手段のリストから、デ
ジタル信号処理手段を割当てるために、時分割多重交換
手段と第1及び第2の複数のデジタル信号処理手段に接
続された、基地局コントローラ手段から更になる、請求
項14に記載の基地局。 - 【請求項16】広帯域基地局トランシーバにおいて、 出力において広帯域デジタル信号を供給する広帯域デジ
タル・チューナと、 広帯域チューナに接続されて、複数の量子化チャンネル
信号を生成するデジタル・チャンネル化装置であって、
各チャンネル信号は、基地局によりサービスされる複数
の無線周波数チャンネルの1つにおける信号エネルギー
を表す、デジタル・チャンネル化装置と、 時分割多重アクセス(TDM)データバスと、 TDMバスに、次々に、各チャンネル信号のデジタルサン
プルを選択的に接続するための手段と、 所定の順番で所定の時間スロット内の各チャンネル信号
を接続することにより、TDMバスに各チャンネル信号の
デジタルサンプルを選択的に接続するための手段を制御
するための、基地局コントローラ手段と、 特定の時間スロット内のデジタルサンプルを選択して、
それにより、再構成されたチャンネル信号を生成するた
めに、TDMバスに結合された手段と、 関連した無線周波数チャンネルが活性である場合に、結
合すべき復調器を再構成されたチャンネル信号に割当て
るための手段であって、復調器が復調チャンネル信号を
供給する、手段と、 T1スパン回線を介した送信のために復調チャンネル信号
をフォーマットすべく、復調チャンネル信号にT1回線符
号器を割当てるための手段と、 公衆交換電話ネットワーク(SPTN)への更なる接続のた
めに、移動電話交換オフィス(MTSO)、又は移動交換セ
ンター(MSC)にT1回線を結合するための手段と、 を備える広帯域基地局トランシーバ。
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