JP4041196B2 - 無線接続形成方法および該方法を実施するための移動ステーション - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期チャネル、高速情報チャネルおよびデータチャネルを有するデータフレーム内でＣＯＦＤＭ方式に従ってディジタルデータが伝送される、固定ステーションと少なくとも１つの移動ステーションとの間における無線接続形成方法、および該方法を実施するための移動ステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許出願第４４２５９７３号明細書から、規格ＥＴＳ３００４０１により知られているディジタル無線規格（ＤＡＢ）の用いられる伝送チャネルを介した信号伝送方法が知られている。この刊行物によれば、情報をそれぞれ異なるタイムスロットで伝送することによって種々の信号源により利用される伝送チャネルを十分に活用する方法が開示されている。この目的で、シグナリングフィールドにおいて様々なデータ供給源へのタイムスロットの配分が伝送される。
【０００３】
この方法では、典型的な無線伝送により知られているように１つの中央の送信装置から複数の移動受信装置または固定受信装置への伝送が扱われている。個々のソースの伝送レートの整合は所定の時間間隔で行われ、これは種々のデータ供給側による伝送チャネルの負荷に関連づけられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、１つの固定ステーションと少なくとも１つの移動ステーションとの間の双方向接続形成のために、ディジタル無線のためのデータフレーム構造と、ディジタル無線で利用される変調および符号化方式を利用できるようにした無線接続の形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの課題は、固定ステーションと移動ステーションとの間で双方向接続が形成され、移動ステーションから固定ステーションへデータを伝送するために、少なくとも第１の周波数ブロックが定められ、固定ステーションから移動ステーションへの伝送のために少なくとも１つの第２の周波数ブロックが定められ、前記移動ステーションは接続形成のため、データフレームのヌルシンボル内で固有の識別子を送信し、前記固定ステーションは該識別子の受信後、識別番号を与え、該識別番号は前記移動ステーションが前記第２の周波数ブロックを介して送信してよいタイムスロットと相関していることにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
このようにして本発明によれば、１つの固定ステーションと少なくとも１つの移動ステーションとの間の双方向接続形成のために、ディジタル無線のためのデータフレーム構造と、ディジタル無線で利用される変調および符号化方式が用いられるという利点が得られる。
【０００７】
このために有利であるのは、固定ステーションから移動ステーションへの伝送（ダウンリンク）のための周波数と、移動ステーションから固定ステーションへの伝送（アップリンク）のための周波数とが設定されることである。この方法によれば、広い帯域幅に基づくＤＡＢ方式の大きい伝送容量が利用され、これによって複雑なマルチメディアオブジェクトを伝達することもできるようになる。そしてこのようにして、たとえば大きな画像、複雑なテキスト、メロディまたはフィルムシーケンス等の伝送時に生じるような大きなデータレートを伝送することができる。
【０００８】
従属請求項に記載の構成により、請求項１記載の方法の有利な実施形態が可能である。
【０００９】
とりわけ有利であるのは、ＤＡＢ方式において移動ステーションが固定ステーションの信号におけるデータフレーム内のヌルシンボルに合わせて同期化可能なことである。これと同時に移動ステーションは、固定ステーションが伝送時に選択した周波数に合わせられる。
【００１０】
さらに有利であるのは、移動ステーションから固定ステーションへの通信チャネルが事前に固定的に規定された第２の周波数によって延びていることである。
【００１１】
別の有利な方法によれば、移動ステーションから固定ステーションへの通信が、接続形成後にはじめて固定ステーションから移動ステーションへ伝達される第２の周波数によって行われる。このようなやり方の通信形成によって、使用可能な周波数をフレキシブルに利用できるようになる。有利には、データフィールドＦＩＣ（Fast-Information-Channel）内において第２の周波数で情報が伝送される。
【００１２】
固定ステーションにログオンないし登録するために、移動ステーションは識別子を送信しなければならない。有利には、移動ステーションはこの識別子をそのデータフレームにおけるヌルシンボル内で送信する。
【００１３】
また、移動ステーションから送信される識別子がＴＩＩ（Transmitter Identification Information）信号から成るのが有利である。この信号の符号化はすでにＤＡＢ方式の規格で定義されており、全部で１６８０もの異なる符号化が可能となる。この信号を用いることにより、高い確率で移動ステーションが固定ステーションにうまくログオンできるようになる。この場合、ＴＩＩ信号の選択は移動ステーションにおいてランダムに行われる。
【００１４】
さらに有利であるのは、移動ステーションの登録後、固定ステーションがそれに登録された移動ステーションの各々に対し識別番号を与えることである。この識別番号は同時に、移動ステーションから固定ステーションへデータを伝送可能なタイムスロットに対応づけられている。有利な実施形態によればこのタイムスロットは、データフレームのＦＩＣデータフィールド内で伝送される数値によって表されている。
【００１５】
請求項１１記載の特徴を備えた本発明による移動ステーションは、局部発振器によりその送信周波数を調整可能であるという利点を有する。これによって、チャネルパターンにより事前に固定的に定められているかまたは固定ステーションにより伝達される送信周波数へ、簡単に整合させることができるようになる。
【００１６】
次に、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。
【００１７】
【実施例】
図１には、ＤＡＢ方式に従って伝送の行われる２つの異なる領域に分割された送信領域が示されている。ＤＡＢ方式は複数の周波数搬送波を利用し、その際、信号は直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）により搬送波に載せられる。この目的で、送信すべき信号は多数のビットストリームに分割され、それらによって個々の直交搬送波が変調される。この場合、ＤＱＰＳＫ（Differential Quaternary Phase Shift Keying）方式が用いられる。詳細な方式に関しては規格ＥＴＳ３００４０１を参照されたい。
【００１８】
双方向のＤＡＢ伝送ネットワークは複数の固定ステーション６．１および６．２から成り、これらの固定ステーションはそれぞれ１つの無線セルのために用いられる。これらの固定ステーションはアンテナ１８を介して送／受信を行う。各無線セルは１つの無線チャネルに割り当てられており、その際、空間的に隣り合う無線セルが互いに妨害し合わないよう周波数割り当てを行う必要がある。各チャネルは、固定ステーション６．１が受信を行う複数のアップリンク周波数ｆ２と、固定ステーション６．１が送信を行う１つまたは複数のダウンリンク周波数ｆ１とから成る。無線セル内では、アップリンク周波数ｆ２を介して固定ステーション６．１との通信を望む複数の移動ステーション８．１，８．２の存在が可能であり、その際、信号はアンテナ１７を介して送／受信される。周波数ｆ１およびｆ２は、ＤＡＢ方式によれば搬送波として用いられる櫛形配置周波数の中心周波数を表すものである。移動ステーション８は、それが１つの無線セル内でスイッチオンされたときにログオンないし登録されるか、あるいは移動ステーション８．３の実例のように隣接無線セルに破線矢印のようにして進入し別の固定ステーション６．１により通信を引き継がなければならないとき、固定ステーション６にログオンされる。
【００１９】
通信はＤＡＢ方式に従って行われる。図２に示されているように、データフレームは同期チャネル１、高速情報チャネル４およびメインサービスチャネル５に分けられている。同期シンボルにおいてヌルシンボル２と位相基準シンボル３が伝送される。高速情報チャネル（ＦＩＣ）において、あとで伝送されるデータに対する情報が送信される。たとえばＤＡＢモードＩの場合、本来の有効チャネルＭＳＣ（Main Services-Channel）のために７２個のＯＦＤＭシンボルが伝送される。
【００２０】
図３に示されているようにこのデータフレームはアップリンクおよびダウンリンクにおいてＯＦＤＭにより、ＤＡＢブロックを成す搬送波周波数１０に載せられる。この搬送波は中心周波数ｆ１およびｆ２のところにあり、たとえば伝送モードＩでは３７５ＭＨｚより下で１．５３６ＭＨｚの帯域幅である。図３には、ダウンリンク周波数ｆ１およびアップリンク周波数ｆ２のためのデータフレームが示されている。固定ステーション６は、ヌルシンボル２、位相基準シンボル３、ＦＩＣ情報４およびデータブロック５を有するデータフレームを連続的に伝送する。移動ステーションは、ヌルシンボル中の固有の識別子９および同様に位相基準シンボル３、ＦＩＣ４、データ５を送信する。
【００２１】
図４に示されているような接続形成のため新たに加わった移動ステーション８はステップ１１において、固定ステーション６によりまえもって与えられステップ１２において固定ステーション６から連続的に送信されるデータフレームに合わせて同期化される。
【００２２】
固定ステーションにログオンないし登録する目的で、移動ステーションはまずはじめにステップ１３においてヌルシンボル中にＴＩＩ（Transmitter-Identification-Information）信号を送出する。このＴＩＩ信号はＤＡＢ規格において規定されており、それぞれ４つがゲーティングされる２４個のチャネルにおける８つの可能な搬送波対から成る。符号化は、櫛形配置周波数番号ｃと櫛形配置周波数パターンｐによって行われる。全部で１６８０個のそれぞれ異なるＴＩＩ信号（モードＩＩ）が可能である。そして、１つの無線セル内で新たな移動ステーションが固定ステーションにログオンされるときにこのログオンステップにおいて、移動ステーションがステップ１２で良好な信号強度の信号を見つけるまで、固定ステーションにおけるすべての可能なダウンリンク周波数ｆ１が調べられる。このようにして、この伝送方式のための第１の周波数が確定される。固定的なチャネルパターンであれば、移動ステーションにとってダウンリンク周波数の情報からアップリンク周波数も既知である。フレキシブルなチャネルパターンをもつ伝送方式を採用した場合、移動ステーションは固定ステーションのデータフレーム中におけるＦＩＣを復号し、これによりその中で伝送されているアップリンク周波数を読み出すことができる。その後、移動ステーションはステップ１３において、もはや既知である周波数チャネルｆ２を介して固定ステーションへの送信を開始する。
【００２３】
まずはじめに、移動ステーションにおいてランダムに選択されたＴＩＩパターンの送信が始められる。ランダムなＴＩＩパターンの送信は、固定ステーション６のヌルシンボル中に行われる。固定ステーションはステップ１４においてヌルシンボル中にそのＴＩＩ信号を受信し、ステップ１５において後続データフレームにおけるＦＩＣ内で受信移動ステーションへ識別番号を割り当てる。ステップ１６において受信したこの識別番号は、移動ステーションがアップリンク周波数ｆ２を介して送信してよいタイムスロットと相関している。移動ステーションはその情報をやはりＦＩＣ中で送信し、さらにそのデータを割り当てられたタイムスロット中に送信する。それに応じて固定ステーションは応答する。このようにして接続が形成された状態となる。
【００２４】
移動ステーションのログオンがＴＴＩ識別子の１回の送信では不可能なときには、ログオンがうまく完了するまでこの識別子の送信が固定ステーションにおけるヌルシンボル中で常に繰り返される。２つの移動ステーションが同じＴＩＩ識別子を送信していると、ログオンをうまく完了させるのは不可能である。したがってその場合、ログオンプロセスは中止され、新しいランダムなＴＩＩ識別子が選択される。しかしながら多数の組み合わせがあることから、１つの無線セル内で２つの移動ステーションが同じ識別子を同じ時点に送信することはほとんどありえない。
【００２５】
タイムスロットは、固定ステーションがＦＩＣ中に伝送するカウンタの引数により表される。
【００２６】
固定ステーションにおける新たな移動ステーションのログオンは、固定ステーションのデータフレームのヌルシンボル中にＴＩＩ識別子を送信することにより行われるので、帰還チャネルの容量が最適化される。この場合、新たなステーションのログオンのために空のタイムスロットが設けられておらず、これにより伝送容量が最小化される。また、ログオンはいずれのデータフレームでも可能である。
【００２７】
図５に示されているような本発明による移動ステーションは、ＤＡＢ方式に従って送信される信号の受信および信号の送信を可能にするすべての回路を有している。信号はアンテナ１７を介して受信され、送受切換装置１９へ転送される。また、送受切換装置１９は受信装置２０と接続されており、さらにこの受信装置２０はコントローラ２２により監視される。コントローラ２２はメモリ２３と局部発振器２４を制御し、この局部発振器２４は入力周波数の同調に用いられる。ダウンリンク周波数に対し同調させる目的で、移動ステーション８はコントローラ２２により制御される局部発振器２４を用いることにより、良好な信号強度の信号が見つけ出されるまでその受信チャネルを調整する。受信信号によって移動ステーションは、記憶されているチャネル配置からまたは固定ステーションのＦＩＣから、接続形成に望ましい必要とされるアップリンク周波数を導出する。送信周波数はこのステーションの局部発振器２４を介して正確に同調され、この場合、周波数誤差ΔｆはＤＡＢ−櫛形配置周波数における副搬送波間隔よりも著しく小さくなければならない。出力信号は送信装置２１を介して、送受切換装置１９さらにはアンテナ１７へ供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】双方向接続に関する実例の概略図である。
【図２】ＤＡＢ信号のデータフレームを示す図である。
【図３】固定ステーションと移動ステーション間の接続形成を示す図である。
【図４】接続形成の流れを示す図である。
【図５】移動ステーションの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 同期チャネル
２ ヌルシンボル
３ 位相基準シンボル
４ 高速情報チャネル
５ メインサービスチャネル
６，６．１，６．２ 固定ステーション
８，８．１，８．２ 移動ステーション
１０ 周波数ブロック
１７，１８ アンテナ
１９ 送受切換装置
２０ 受信装置
２１ 送信装置
２２ コントローラ
２３ メモリ
２４ 局部発振器

Claims (9)

1. 同期チャネル（１）、高速情報チャネル（４）およびデータチャネル（５）を有するデータフレーム内でＣＯＦＤＭ方式に従ってディジタルデータが伝送される、
   固定ステーション（６）と少なくとも１つの移動ステーション（８）との間における無線接続形成方法において、
   固定ステーション（６）と移動ステーション（８）との間で双方向接続が形成され、
   移動ステーション（８）から固定ステーション（６）へデータを伝送するために、少なくとも第１の周波数ブロック（１０）が定められ、固定ステーション（６）から移動ステーション（８）への伝送のために少なくとも１つの第２の周波数ブロック（１０）が定められ、
   前記移動ステーション（８）は接続形成のため、データフレームのヌルシンボル（２）内で固有の識別子を送信し、
   前記固定ステーション（６）は該識別子の受信後、識別番号を与え、該識別番号は前記移動ステーション（８）が前記第２の周波数ブロック（１０）を介して送信してよいタイムスロットと相関していることを特徴とする、
   固定ステーション（６）と少なくとも１つの移動ステーション（８）との間における無線接続形成方法。
2. 前記移動ステーション（８）は、第１の周波数ブロック（１０）および固定ステーション（６）の信号のデータフレームに合わせて同期化される、請求項１記載の方法。
3. 前記移動ステーション（８）は、固定ステーション（６）のデータフレームにおける同期チャネル（１）内のヌルシンボル（２）に合わせて同期化される、請求項２記載の方法。
4. 前記移動ステーション（８）は、固定的なチャネルパターンに従い事前に規定された第２の周波数ブロック（ｆ２）を介してデータの送信を開始する、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記移動ステーション（８）は、固定ステーション（６）から送られてきた情報から固定ステーション（６）に対する接続形成のための第２の周波数ブロックの周波数を取り出し、データの送信を開始する、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
6. 接続形成のための前記第２の周波数ブロックの周波数は、移動ステーション（８）から固定ステーション（６）へデータフレームの高速情報チャネル（４）内で伝送される、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
7. データフレームのヌルシンボル（２）内で伝送される前記識別子は Transmitter-Identification-Information-Code から成る、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
8. 固定ステーション（６）のデータフレームにおける前記高速情報チャネル（４）内で伝送される数値によりタイムスロットが表される、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
9. アンテナ（１７）と、該アンテナと接続された送受切換装置（１９）と、送信装置（２１）および受信装置（２０）とが設けられており、前記の送信装置（２１）および受信装置（２０）は、送受切換装置（１９）と所属の記憶手段（２３）を備えたコントローラ（２２）とに接続されている、請求項１〜８記載の方法を実施するための移動ステーションにおいて、
   前記コントローラ（２２）は局部発振器（２４）を制御し、該局部発振器は前記コントローラの設定に従って受信周波数および送信周波数を変更し、
   データフレームのヌルシンボル（２）内で固定ステーション（６）へ固有の識別子を送信し、該識別子の送信後に前記固定ステーション（６）から受信した識別番号に従い割り当てられたタイムスロットで前記固定ステーション（６）へデータを伝送することを特徴とする移動ステーション。

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