JP4493133B2 - 移動局の端末装置および通信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチ−ライン（ｍｕｌｔｉ−ｌｉｎｅ）無線電話システムに関し、特に、無線電話システムにおいてバッテリで作動する無線送受信機(ｈａｎｄｓｅｔ：ハンドセット)の電力を節約する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線電話システムを含む、電話および電話システムの使用が普及している。無線電話システムでは、コードレスまたはワイヤレス電話のハンドセット・ユニット（送受信機）は、アナログまたはディジタルの無線信号により、ベース・ユニット（典型的に、標準的な電話線を介して外部の電話回線網に接続される）と通信する。このようにして、ユーザはワイヤレスの送受信機を使用して、ベース・ユニットおよび電話回線網を通して、別のユーザと通話する。
【０００３】
また、マルチ−ライン無線電話システムは、種々の状況（例えば、多数の電話のユーザとのビジネス）にも使用される。このようなシステムで使用する送受信機は、典型的に、例えば、広帯域のＴｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ（ＴＤＭＡ：時分割多重アクセス）のようなディジタル通信スキームにより、Ｎ個の送受信機と同時に通話する。ＴＤＭＡシステムでは、単一のＲＦチャンネルが使用され、各送受信機は、全体的なサイクル／エポック内の専用のタイム・スライス／タイム・スロットの間にデータを送信／受信する。そのエポックの他のタイム・スロットの間、送受信機は電力を節約するために「オフ」状態にある
【０００４】
このようなシステムでは、送受信機は典型的にバッテリを電源とする。従って、一部には、送受信機のバッテリの電力を節約するために、能率的な電力の使用が無線システムとって重要である。また、送受信機から信号を送信する際、あまりに多量の電力が使用されて、受信機の飽和（ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）のような、通信上の問題を生じることもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、ディジタル無線電話システムの送受信機ような、無線送受信機における電力を節約するために、典型的に種々の技術が使用される。例えば、１つの技術では、送受信機は、スリープ（ｓｌｅｅｐ）モードにされ、監視機能以外のすべてがパワーダウン（停止）される。しかしながら、このようなシステムでは、送受信機はベース・ユニットと最後に通信したときの位置から移動される。このため、送受信機は通信を再び確立する必要があるときに多量の電力を使用する。この初期の過大な電力の使用は、ベース・ユニットの受信機を飽和させ（ｓａｔｕｒａｔｅ）、同期を遅延させ、送受信機のバッテリから電力を不必要に流出させる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
無線電話システムは、バッテリで起動される複数の無線送受信機と、ベース・ユニットを備え、ベース・ユニットはベース・トランシーバを備える。各送受信機は、送受信機トランシーバを備え、ベース・トランシーバを介して、ベース・ユニットと共有のチャンネルで無線リンクを確立し、ベース・トランシーバは、一定の送受信機トランシーバに順方向（ｆｏｒｗａｒｄ）データ・メッセージを送信する。順方向データ・メッセージは、順方向データ・メッセージがベース・トランシーバから送信されたときの出力レベルを識別する順方向出力レベル情報を含んでいる。受信機は順方向データ・メッセージを受信してそれにロック（ｌｏｃｋ；固定）する。送信機は、順方向出力レベル情報に従って定められる戻り（ｒｅｔｕｒｎ）出力レベルで、戻りデータ・メッセージをベース・トランシーバに送信する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施例に従って、ＴＤＭＡマルチ−ライン無線電話システム１００のブロック図を示す。ＴＤＭＡシステム１００はベース・ユニット１１０を含み、ベース・ユニット１１０は、受信機１１２と送信機１１１を備え、電話線１１５を介して、外部の電話回線網１１６に結合される。また、システム１００は、Ｎ個の無線送受信機 １２０₁、１２０₂、 ．．．１２０_N を含む。各無線送受信機は、送信機１２１および受信機１２２のような、送信／受信ユニット（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ：トランシーバ）、および送受信機１２０₁のバッテリ１２３バッテリを備える。任意の時間に、これらの送受信機の幾つかは作動している、すなわちオフ・フック（ｏｆｆ−ｈｏｏｋ；電話を呼び出している状態）であるか、またはどの送受信機も作動していない。従ってシステム１００は、ベース・ステーション１１０と各送受信機 １２０_i（１≦ｉ≦Ｎ）との間の無線回線網を提供する。１つの実施例では、システム１００は４個の送受信機 １２０₁ 〜 １２０₄ を含み、そのすべてが同時に作動していることもある。別の実施例では、システム１００は別の数の送受信機（例えば、Ｎ＝１２）を含み、そのうち、一度に、例えば、８個まで作動することができる。
【０００８】
ここで使用される送受信機は、リンクがベース・ユニットと確立されたときに「作動」する。作動している送受信機は、オフ−フック（電話を呼び出している状態）であるか、またはオン−フック（電話を呼び出していないが、作動している状態）である。作動していない送受信機は、電源を入れられベース・ユニットにロックしてベース・ユニットと同期するまでは、ベース・ユニットからの呼出し／データを受信することができない。例えば、ベース・ユニットと送受信機との距離が長くなりすぎるか、あるいはその間に障害物が入るか、あるいはベース・ユニットの交流電源が失われるか、あるいは送受信機のバッテリがきれるか除去されるといつでも、リンクは失われる。また、オフ−フックとオン−フックに切り替わる送受信機の通常の「オン／オフ」ボタンのほかに、主電源スイッチは送受信機へのすべての電力を切ることができ、それにより、リンクを遮断して、ベース・ユニットとのＴＤＭＡ通信の目的で送受信機を作動させないようにする。作動していない送受信機は、通信が再開される前に、ベース・ユニットとのリンクを確立（または再確立）しなければならない。このため、順方向チャンネルまたはダウンリンクは、特定の送受信機のための専用のＴＤＭＡエポック・データ・スロットの間に、ベース・ユニットからロックされる必要があり、且つ戻りチャンネル・リンク／アップリンクは、送受信機からベース・ユニットへ送り返されてベース・ユニットによりロックされる必要がある。ベース・ユニットから送受信機へ送信される信号／データ・メッセージは順方向（ｆｏｒｗａｒｄ）信号と呼ばれ、送受信機からベース・ユニットへ送信される信号／データ・メッセージは戻り（ｒｅｔｕｒｎ）信号と呼ばれる。
【０００９】
先に説明したように、送受信機は典型的にバッテリで起動されるので、能率的な電力の使用は無線電話システムにとって重要である。従って、１つの実施例では、本発明は、単一のチャンネルで多数のトランシーバをベース・ステーションに接続するために、ＴＤＭＡシステムとプロトコルから成る。特に、システム１００は、ディジタルＴＤＭＡスキーム（以下に詳しく説明する）を使用し、これにより、作動している各送受信機は、ＴＤＭＡエポックの大部分の間、監視機能を除いて「オフ」（すなわち、データを送信も受信もしておらず、従って、送受信機のバッテリ１２３から多量の電力を使用していない状態）になっており、それ自体に割り当てられたタイム・スライス／タイム・スロットの間だけ「オン」になっている（以下に詳しく説明する）ので、電力が能率的に使用される。１つの実施例では、送受信機の電力は、少なくともそのＣＰＵとトランシーバ（受信機と送信機）のスイッチを切ることにより切られ、所定のスロット・タイムにＣＰＵを起動させる（ｗａｋｅ ｕｐ）だけの電力が、クロックおよび関連するタイマーまたは監視回路にのみ入れられたままになっている。
【００１０】
しかしながら、ＴＤＭＡのような時分割多重（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＴＤＭ）技術を使用し、且つ各トランシーバ（送受信機）のタイム・スロットの間だけトランシーバにスイッチを入れることは種々の問題を生じ得る。例えば、送受信機は、信号がベース局１１０から送受信機の１つに送信されているときそれを感知するＲＦエネルギ検出器を使用するので、１台の送受信機に予定される通信が他の送受信機を作動させ、それらの他の送受信機のにバッテリ１２３を不必要に消耗させる。従って、本発明では、各送受信機は、それ自体のタイム・スロットでの送信にのみ「聞き入る（ｌｉｓｔｅｎ）」ように慎重に同期される。
【００１１】
図２に、図１のＴＤＭＡシステム１００のＴＤＭＡスキームのフィールドの概略図が示されている。フィールド２１０は、ＴＤＭＡスキームの１フィールドであり、データ・パケット構造２２０とオーディオ・パケット構造２３０から成る。１つの実施例では、２ｍｓのディジタル・データの１フィールド２１０は、合計９個のパケット、すなわち、１個のデータ・パケット２２０と、８個のオーディオ・パケット（例えば、オーディオ・パケット２３０）から成る。各データ・パケットは一組のデータであり、他の送受信機がこのシステムのデータ・チャンネルでデータを受信／送信しない個別のタイム・スライスの間に、ベース・ユニットから一定の送受信機に（またはその逆に）伝送される。各オーディオ・パケットは一組のオーディオ・データであり、他の送受信機がこのシステムのデータ・チャンネルでデータを受信／送信しない全体的な「エポック（ｅｐｏｃｈ）」スキーム内の一定のタイム・スライスの間に、ベース・ユニット１１０から一定の送受信機１２０_iに（またはその逆に）伝送される。図２に示すデータ・パケットも、同期データ・メッセージ（「署名パケット（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｐａｃｋｅｔ）」とも呼ばれる）として機能し、その機能についてはあとで詳しく述べる。
【００１２】
「オフ」状態と「オン」状態は何れも、作動している送受信機（すなわち、そのリンクがすでに確立されている送受信機）のサイクルの一部分であることが理解されるであろう。作動しているオフ−フックの送受信機は、ＴＤＭＡエポックの一部分でのみ「オン」になることにより、使用電力を節約する。従って、作動しているオフ−フックの送受信機は、各ＴＤＭＡエポックの間に所定のデータ／オーディオのタイム・スロットで電源が入り、オーディオとデータの両方を受信／送信する。作動しているオン−フック（スリープ・モード）の送受信機は、送受信機がＴＤＭＡエポックの更に多くの期間の間オフになっている「睡眠」モードに入ることにより、更に多くの電力を節約する。スリープ・モードの送受信機は、その割り当てられたデータ受信スロットの間、周期的に、例えば、各ＴＤＭＡエポックごとに一回あるいは幾つかのＴＤＭＡエポックにつき一回、オンになるだけで、入来するデータ、例えば、かかってきた電話を受けるために送受信機が「オフ・フック」になる（外される）べき、入来する電話の呼出し、あるいはユーザのために局所に表示すべき、入来する発信者のＩＤ情報を “探知（ｓｎｉｆｆ）”する。作動モードのオフ−フックまたはオン−フック（スリープ・モード）で、ＴＤＭＡサイクルの全期間の間ではなくその一部の期間だけ送受信機に電源が入れられて電力を節約する。また、送受信機がオン・フックである（すなわち、スリープ・モードである）とき、送受信機は、オーディオ・パケット・スロットの間にも、あるいは各エポックごとのデータ・パケット・スロットの間にも、オンになる必要はないので、一層多くの電力が節約される。
【００１３】
図のように、各タイプのパケットは、種々のサブ−フィールドまたはセクションを含んでいる。例えば、データ・パケット２２０は、パケット・シンク・バイト（ｐａｃｋｅｔ ｓｙｎｃ ｂｙｔｅｓ）フィールド２２９、４−ビットのスロット番号フィールド２２６、４−ビットの出力レベル・フィールド２２７、リピート・シンク（ｒｅｐｅａｔ ｓｙｎｃ）フィールド２２８、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：順方向誤り訂正）フィールド２２２、およびガード・タイム（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ）フィールド２２３から成る。データ・パケット２２０内のデータは、ベース・ユニットと特定の送受信機との間の通信に使用され、種々のタイプの情報、例えば、電話の発信者のＩＤ情報、レンジおよび出力情報などを含んでいる（以下に更に述べる）。
【００１４】
オーディオ・パケット２３０は、オーディオ・パケット・ヘッダ２３１とＦＥＣデータ・セクション２３２とガード・タイム２３３から成る。例えば、オーディオ・パケット・ヘッダ２３１は、オーディオ・パケット（例えば、送受信機）、エポックにおける現在の場所、などを識別する情報を含んでいる。
【００１５】
１つの動作モードにおいて、作動しているオフ−フックの各送受信機は、オーディオ・データを受信するために送受信機に割り当てられたエポックの各タイム・スライスの間に１６個の４−ビットＡＤＰＣＭ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：適応差分パルス符号変調）サンプルを受信し；オーディオ・データを送信するために送受信機に割り当てられたエポックの各タイム・スライスの間に１６個の適応差分パルス符号変調サンプルをベース・ユニットに送信する。別の動作モードでは、各サンプルの質を２−ビットのサンプルに下げることにより、サンプルの数は各タイム・スライスにつき３２に倍増される。適応差分パルス符号変調および関連する技術的な問題は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ（ＩＴＵ：国際電気通信連合）の勧告 Ｇ．７２７，（１２／１９９０），Ａ５−，４−，および２−ビット・サンプル Ｅｍｂｅｄｄｅｄ適応差分パルス符号変調，＠ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｔｕ．ｃｈ，に詳細に記述されている。スリープ・モードでは、作動している送受信機がオーディオ・パケットを受信または送信するためオンになることはない。
【００１６】
従って、オーディオ・パケット２３０は、主要な６４−ビットの「オーディオ・データ」部分から成り、これは、１６個の４−ビット適応差分パルス符号変調サンプル（高品質）、または３２個の２−ビット適応差分パルス符号変調サンプル（低品質）から成る。理解されるように、２ｍｓフィールドの場合、高品質（１オーディオ・パケットまたは１タイム・スライスにつき１６個の４−ビット適応差分パルス符号変調サンプル）では、３２Ｋｂｐｓの適応差分パルス符号変調（デフォルト・オーディオ・データ）が得られ、低品質（１オーディオ・パケットにつき、２個の送受信機間で３２個の２−ビット・サンプルが共有される）では、１６Ｋｂｐｓが得られる。
【００１７】
本発明では、以下に詳しく述べるように、同期データ・メッセージは出力レベル情報から成り、この情報は、リンクを確立または再確立するために、作動していない送受信機により使用され、あるいは戻りチャンネルの適正な出力レベルを絶えず維持するために、作動していない送受信機により使用される。
【００１８】
ＴＤＭＡスキーム２００は、一定の送受信機１２０_iによって、その送受信機がベース・ユニット１１０とリンクを確立するすなわち作動すると、使用される。しかしながら、各送受信機は独立して移動可能であり、ベース・ユニット１１０に対して異なる物理的位置にあるので、ベース・ユニット１１０と送受信機が互いに同期しリンクを確立するために、種々異なるパラメータがベース・ユニット１１０と送受信機により必要とされる。送受信機１２０_iにより確立されなければならい１つのパラメータは、戻りチャンネル・リンク／アップリンク（ｕｐｌｉｎｋ）で伝送する適正な出力レベルである。
【００１９】
本発明なしでは、リンクを確立する（または再確立する）間、送受信機１２０_iは、それが同期することのできる信号をベース・ユニット１１０から受信（ダウンリンク：ｄｏｗｎｌｉｎｋ）する。この同期データ・メッセージ（例えば、データ・パケット２２０）のダウンリンクは、その特定の送受信機に割り当てられているＴＤＭＡエポックの適正なデータ・スロットの間に受信される。しかしながら、送受信機１２０_iがＲＦ信号に応答してリンク（戻りチャンネル、またはアップリンク）を完成するとき、リンクが確立される前に、適正なレベルでそれを行わなければならない。本発明なしでは、送受信機１２０_iは、数千個以上もある種々のパラメータ（種々のキャリア・オフセット、電力レベル、その他のパラメータ、およびその置換を含む）の組合せを試みなければならない。ベース・ユニット１１０または送受信機１２０_iからの送信のための出力レベルは、例えば、１ｍＷから１Ｗまで変化する。このプロセスは、リンクを確立する際に何秒間もの遅延を生じ、戻りチャンネル・リンクの間に過大な出力が送受信機１２０_iから送られると、ベース・ユニット１１０を飽和させ、その結果、入来信号のディジタル・スペクトルが破壊される。また、使用される出力レベルが高すぎると、送受信機のバッテリ１２３を消耗させる。
【００２０】
本発明は、独立した自動利得制御（ＡＧＣ）を使用して、信号のダイナミックレンジによる信号強度の変化に追従（ｔｒａｃｋ）しあるいはロック（ｌｏｃｋ）するのを助ける。しかしながら、ＡＧＣは典型的に、非常に大きなダイナミック・レンジ（例えば、ダイナミック・レンジ１００ｄＢ）を有する本システム１００のようなシステムに追従することはできない。以下に更に詳しく述べるように、本発明により、ＡＧＣのみを使用する場合よりも、ずっと大きなダイナミック・レンジが追従され（ｔｒａｃｋ）且つ処理される。
【００２１】
本発明では、ベース・ユニット１１０は同期データ・メッセージの中に出力レベルの情報を含んでいる。これは、作動していない送受信機により検出され、リンクを確立するために使用され、あるいは作動している送受信機により使用され、それによって、適正な電力レベルを維持する。ここで図３に関して述べると、本発明の実施例に従う図１のシステム１００の動作方法を示す流れ図３００が示されている。
【００２２】
送受信機１２０_iが作動していないとき、その送受信機に対する適正なＴＤＭＡエポック・データ・スロットの間、ベース・ユニットは次第に高まる出力レベルで同期データ・メッセージを周期的に送信して、ダウンリンクしようとする。或る実施例では、送受信機１２０_iが作動していないとき、ベース・ユニット１１０は、１つのＴＤＭＡエポックにつき一度、同期データ・メッセージ（例えば、データ・パケット２２０）を送信し、この場合、連続する各データ・パケット２２０は、最大値に達するまで次第に高まる出力レベルで送信され、その後、サイクルは最低の出力レベルから始まり、繰り返される。別の実施例では、送受信機１２０_iが作動していないとき、ベース・ユニット１１０は、幾つかのＴＤＭＡエポックにつき、例えば、４番目のＴＤＭＡエポックごとに、一度、同期データ・メッセージを送信する。
【００２３】
或る実施例では、このサイクルの間、リンクが確立されるまで、あるいはリンクが確立されずに最大出力が使用されたあとでサイクルが繰り返されるまで（例えば、送受信機１２０_iがレンジをはずれたり、バッテリの電力がなくなることもある）、ベース・ユニット１１０は２０ｄＢ刻みで出力を連続的にステップ・アップする。ベース・ユニット１１０は、同期データ・メッセージの中に、現在の同期データ・メッセージの送信出力レベルについての情報を含んでいる。従って、同期が達成されるまで、ベース・ユニット１１０は現在の出力ベルを、次の同期データ・メッセージ（順方向パケットまたは順方向データ・メッセージ）の中に符号化してから、パケットを現在の出力レベルで送信する（ステップ３０１、３０２）。戻りパケットが最終的に受信されると、同期が達成される（ステップ３０３、３０４）が、もしそうでなければ、ベース・ユニット１１０は現在のレベルが最大レベルにあるかどうか検査する（ステップ３０５）。もしそうであれば、出力レベルは最低レベルに初期化され、戻りパケットが最終的に受信されるまで、サイクルは繰り返される（ステップ３０６）。もしそうでなければ、出力レベルは、より高い次の出力レベルに増大され、戻りパケットが最終的に受信されるまでこのサイクルが繰り返される（ステップ３０６）。
【００２４】
送受信機１２０_iは、リンクして作動状態になろうとしているとき、適正な出力レベルを有するダウンリンク同期データ・メッセージの１つに最終的にロックする。その４−ビットの出力レベル・フィールド２２７から、送受信機１２０_iはそのメッセージがどの出力レベルでベース・ユニットより送信されたのかを判断することができる（ステップ３１２）。次に、送受信機１２０_iはこの埋込み（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）出力レベル情報を使用して、戻りチャンネル・リンク／アップリンクに対しそれ自体の出力レベルを適正に設定し、それから、首尾よくロックされた順方向パケットから読み出される現在の順方向パケットの出力レベルに従って設定された出力レベルで、戻りパケットを送信する（ステップ３１３）。これは、過大なＲＦ出力でベース・ユニットを飽和させるのを防ぎ、また送受信機１２０_iのバッテリの電力を保存する。
【００２５】
戻りチャンネル・リンクがダウンリンクの埋込み（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）出力レベル情報を使用する、初期のリンクが確立されると、微調整されたレンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）をベース・ユニットと送受信機によって達成することができ、ＡＧＣレベルの情報を交換し、且つ強固なリンクを維持するために最適の出力レベルを確立する。
【００２６】
従って、本発明では、ある特定の送受信機が作動していないときはいつも、ＴＤＭＡスキーム２００を使用して、同期データ・メッセージとしてデータ・パケット２２０を送信する。特定の送受信機１２０_iが作動していない（リンクが現在確立されていない）とき、ベース・ユニット１１０は、以下の情報を含んでいる同期データ・メッセージ２２０を周期的に送信する：
１．２つのデータ・パケット・シンク・バイト（パケット・シンク・バイト・フィールド２２９）；
２．スロット情報を有する４−ビット・ワード（スロット番号フィールド２２６）；
３．送信されている出力レベルを示す４−ビット・ワード（出力レベル・フィールド２２７）；および
４．スタートアップで送受信機１２０_iをロックするのを助ける、冗長シンク情報バイト（リピート・シンク・フィールド２２８）。
【００２７】
本発明は、各リンクについて、独立したＡＧＣ、搬送波追従ループ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｌｏｏｐ：ＣＴＬ）、および等化器ループを使用して、これら３つのループまたはブロックに関連する復調パラメータおよび状態を独立して追従する。これら３つのループに関連し、且つ同期を改善しまたは許すために調節される状態およびパラメータは、一般にここでは、復調パラメータと呼ばれる。各送受信機は独立して移動しており、潜在的にユニークな位置にあるので、その送受信機のためのタイム・スライスの開始時に各送受信機と同期するために、ベース・ユニット１１０は異なるパラメータ（適正な出力レベルを含む）を必要とする。従って、同期データ・メッセージの中に含まれる出力情報も、すでに作動している送受信機により、それ自体の出力レベルを絶えず更新し且つそのリンクを維持するために、使用される。
【００２８】
従って、送受信機１２０_iが作動しているがスリープ・モードにあるとき、送受信機１２０_iは周期的にそのチャンネルを“探索（ｓｎｉｆｆ）”する；すなわち、送受信機１２０_iは、送信された同期データ・メッセージ２２０にロックし、そのタイミングの同期を調整し、システムにうまくロックしたときにベース・ユニットより送信された出力を貯える。この“探索（ｓｎｉｆｆｉｎｇ）” は、その特定の送受信機に割り当てられたＴＤＭＡエポック・データ・スロットの間、各エポックごとに一度行われるか、あるいは幾つかのエポックが飛ばされて、数個のエポックにつき“探索（ｓｎｉｆｆ）”されるだけである。作動していない送受信機に関して上述したように、送受信機がスリープ・モードにある（すなわち、作動してはいるがオン−フック状態である）とき、ベース・ユニット１１０は同期データ・メッセージ２２０を各ＴＤＭＡエポックにつき一度または幾つかのＴＤＭＡエポックにつき一度、送信する。リンクはすでに確立されており、したがって、ダウンリンクと戻りチャンネル・リンクについて適正な出力レベルが知られているので、通信チャンネルに変化がなければ、リンクの何れの側にも出力レベルに変化を生じる必要はない。もし、例えば、スリープ・モードの間に、送受信機１２０_iがベース・ユニット１１０から遠く離れて移動すると、弱くなりすぎている（すなわち、ＳＮＲ閾値以下に降下し始めている）受信された信号から、送受信機１２０_iはそれ自体の送信出力レベルを増加する必要があることを認識することができる。埋込まれた（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）出力レベル情報から、送受信機はベース・ユニット１１０から受信された弱すぎる信号の出力レベルを知るので、この出力レベル情報を使用して、それ自体の出力レベルをどれだけ増大すべきかを判断する。また、送受信機１２０_iは、ベース・ユニット１１０に、その出力レベルを増大する必要があることを知らせることもできる。出力レベルが高くなりすぎて飽和が起こり始まる場合にも、同様な調節を行うことができる。
【００２９】
もし、ベース・ユニット１１０の出力が低くなりすぎて、信号がＳＮＲ閾値より低く下がりそのためリンクが失われるならば、あるいはもし、出力が高くなりすぎて、そのため、受信機１２２または受信機１１２の飽和によりリンクが失われるならば、送受信機１２０_iはロックを失い、上述した初期化のプロセスが始まる。したがって、もしロックが失われると、送受信機１２０_iはベース・ユニット１１０からの、異なる出力レベルの信号を待つ。ベース・ユニット１１０は、予期されたアクノレッジメント（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：確認応答)メッセージを送受信機１２０_iから受信しないと、ロックが失われたことを感じとり、上述のように、一連の出力レベルを循環し始める。１つの実施例では、もしロックが失われているならば、最低の出力レベルから新しくスタートする代りに、ベース・ユニット１１０は、最後に使用された出力レベルからスタートし、最大出力に達するまで、連続する各同期データ・メッセージ２２０ごとにスッテプ・アップし始め、最大レベルに達したときにふたたび最低出力レベルから循環が始まる。
【００３０】
本発明では幾つかの利点が得られる。第１に、戻りチャンネル・リンクのための正確な出力レベルが、それが開始される前に、知られるので、比較的素早いリンクの確立または再確立が得られる。第２に、たいていの場合、送受信機は戻りチャンネル・リンクを、リンクを確立できる合理的な出力レベルで開始するので、送受信機のバッテリの電力が節約される。
【００３１】
一例として、使用する送受信機１２０_iとベース・ユニット１１０に対し１０個の出力レベルがあると仮定し、出力レベル１は最も弱く、出力レベル１０は最大出力レベルであるとする。他の要素も適正な出力レベルに影響を及ぼすが、適正な出力レベルは主として、ベース・ユニット１１０と送受信機１２０_i間の距離の関数である。この例では、送受信機１２０_iがベース・ユニット１１０から約５０フィート離れた位置にあると仮定し、ベース・ユニット１１０とリンクを再確立する必要があるとする。これは、例えば、送受信機１２０_iがすべての出力を失ったあとで起動（パワーアップ）されるときの場合である。送受信機１２０_iに割り当てられたＴＤＭＡタイム・スロットにおいて、ベース・ユニット１１０は、次第に高まる出力レベルで、連続する同期データ・メッセージを送信する。ベース・ユニット１１０は、適切なメッセージが送受信機１２０_iから返信されてくるまで、このようなメッセージを、１０個の各出力レベルで１０個まで送信する。十分な出力レベルは５であると仮定し、従って適切な出力レベルは送受信機１２０_iとベース・ユニット１１０間の距離で与えられる。多くの場合、ダウンリンクにとって適正な出力レベルは、戻りチャンネル・リンクにとって適正な出力レベルと同じであると考えられる。従って、ベース・ユニット１１０が５番目の同期データ・メッセージを送信すると、送受信機１２０_iはこのデータ・メッセージにロックし、また、出力レベル５が適正な出力レベルであったことを、埋込み出力レベル情報から判断する。リンクを完成させるためにアクノレッジメント・メッセージを返送する際に、送受信機１２０_iは適正な出力レベルになると思われる出力レベル５で応答する。
【００３２】
別の実施例では、１０個以上の出力レベルがあり、ベース・ユニット１１０および送受信機１２０_iに利用できる最大出力レベルおよび出力レベルの数は同じである必要はない。従って一般に、ベース・ユニット１１０より送信され送受信機１２０_iがそれにロックするメッセージの中に埋め込まれた出力レベル情報に基づいて、送受信機１２０_iはそれ自体の初期出力レベルを設定する。例えば、ベース・ユニットから送受信機への送信には、送受信機からベース・ユニットへの送信の場合の、平均して，２倍の出力を使用することが望ましいであろう。この場合、もし出力レベル８がベース・ユニット１１０で使用されるならば、送受信機１２０_iは、例えば、出力レベル４を使用する（線型の出力レベルのステップを仮定する）。
【００３３】
上述した無線電話システムのディジタル通信に加えて、本発明は、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ、ＣＡＰおよびＱＡＭにも利用されと共に、米国で使用するために提案されたＧｒａｎｄ Ａｌｌｉａｎｃｅ ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）システムで使用されるようなＶＳＢ変調システムにも利用される。当業者は、開示された送信機の変調システムを望ましい変調スキームに適合させるために、どのような設計変更が必要とされるかを認識し、望ましい変調スキームで動作するために、図示された構成要素をどのように設計すべきかを理解するであろう。
【００３４】
当業者は、本発明の原理に従う上述した無線システムは、セル電話（移動電話）システムであって、ベース・ユニット１１０は、セルラー（ｃｅｌｌｕｌａｒ）電話ネットワーク内のセル（ｃｅｌｌ）の１つを受け持つベース・ステーション（基地局）を表していることを認識するであろう。
【００３５】
本発明の性質を説明するために上述した、詳細、材料、および部品の構成には種々の変更が、特許請求の範囲に記載さた本発明の原理および範囲から離れることなく、当業者により行われることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に従う、ＴＤＭＡマルチ−ライン無線電話システムのブロック図である。
【図２】図1のシステムのＴＤＭＡスキームで使用される、フィールド、データ・パケットおよびオーディオ・パケットの構成を示す。
【図３】本発明の実施例に従う、図1のシステムの動作方法を説明する流れ図である。
【符号の説明】
１００ ＴＤＭＡマルチ−ライン無線電話システム
１１０ ベース・ユニット
１１１ 送信機
１１２ 受信機
１１５ 電話ライン
１１６ 外部の回線網
１２０₁、１２０₂、．．．１２０_N 無線送受信機(ハンドセット；トランシーバ)
１２１ 送信機
１２２ 受信機
１２３ バッテリ

Claims (2)

1. 基地局と通信するための移動局の端末装置であって、
   前記基地局より次第に高まる出力レベルで送信される順方向データ・メッセージであって、該順方向データ・メッセージが前記基地局により現在送信されているときの順方向出力レベルを識別する順方向出力レベル情報を有する順方向データ・メッセージを受信して該順方向データ・メッセージにロックする受信機と、
   前記順方向出力レベル情報に従って定められた戻り出力レベルで送信される戻りデータ・メッセージを前記基地局に送信して、前記基地局が自身の出力レベルを、前記移動局の端末装置と通信を確立するために必要な最小出力レベルに調節することを可能にする送信機と、を備えることを特徴とする移動局の端末装置。
2. 受信機と送信機を備える移動局の端末装置において、基地局と通信する方法であって、
   前記基地局により次第に高まる出力レベルで送信される順方向データ・メッセージであって、該順方向データ・メッセージが前記基地局より現在送信されているときの順方向出力レベルを識別する順方向出力レベル情報を有する順方向データ・メッセージを前記受信機で受信して該順方向データ・メッセージにロックするステップと、
   前記送信機により、前記順方向出力レベル情報に従って定められた戻り出力レベルで、戻りデータ・メッセージを前記基地局に送信して、前記基地局が自身の出力レベルを、前記移動局の端末装置と通信を確立するために必要な最小出力レベルに調節することを可能にするステップと、を含むことを特徴とする方法。

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