JP4865185B2 - 最小限のブロードキャスト・チャネルを有する無線通信システム - Google Patents
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Description
(発明の背景)
発明の分野
本発明は、いくつかのリモート端末が基地局と音声やデータを伝達する無線通信システムに適用され、より詳細には、基地局がきわめて低いデータ速度のブロードキャスト・チャネルを使用するシステムに関する。
【0002】
従来技術の説明
セルラ音声無線システムなどのモバイル無線通信システムは、一般に、セルラ電話や無線ウェブ・デバイスなどのモバイル・リモート端末が利用可能な基地局を有する。基地局は、一般に、ブロードキャスト・チャネル(BCH)を送信する。BCHは、すべてのリモート端末に対して、それらがネットワーク上に登録されていようといまいと、同報通信され、そのネットワークのさまざまなリモート端末に知らせる。ネットワークにアクセスするためには、リモート端末は、通常、ネットワークにアクセスする前に、BCHに同調して、それをリッスンしなければならない。リモート端末は、ネットワークにアクセスしたい場合には、一般に、あるであろう周波数の範囲を最も強いBCHが見つかるまで走査し、次いで、BCH中の情報を使って、ネットワークにアクセスする。
【0003】
BCHは、一般に、任意の特定のリモート端末に、アクセス、登録、認定、またはログオンのプロセスで送信しなければならない情報の量を減らすために、ネットワークに関するデータで満たされている。その結果、リモート端末は、登録後、コールを開始するために設定した既知のチャネルからの特定のチャネルの割当て以外のさらなる情報を要求しない。
【0004】
ブロードキャスト・チャネルは、一般に、比較的高い電力レベルで送信されるため、基地局の範囲内にあるどのロケーションのどのリモート端末でも、それを明瞭に受け取ることができる。高電力レベルと高データ速度が相まって、無線通信システムの他のトラフィック・チャネルがブロードキャスト・チャネルに混信する可能性を生じさせる。1つまたは複数のブロードキャスト・チャネルで送信するいくつかの異なる基地局がある場合には、混信の可能性およびその量が一層大きくなる。
【0005】
本発明は、ブロードキャスト・チャネルによって生じる混信を低減する。これによって、ブロードキャスト・チャネルに当てられるチャネル・リソースを少なくし、トラフィック・チャネルに当てられるチャネル・リソースを多くすることができる。一実施形態では、ブロードキャスト・チャネルが基地局の範囲内に入るすべてのリモート端末に送信される一方、他のリモート端末との混信がはるかに少ないチャネルで、他の通信が直接、目的とするリモート端末に送信される。このような実施態様では、本発明は、ブロードキャスト・チャネルではより少ないデータを、特定の方向に向けられたチャネルではより多くのデータを送信することによって、ブロードキャスト・チャネルの混信をさらに一層低減している。
【0006】
(発明の簡単な概要)
一実施態様では、本発明は、無線通信システムの基地局からブロードキャスト・チャネルでブロードキャスト・バーストを送信することを含む。本発明はさらに、ユーザ端末から要求を受け取り、要求を送ってきたユーザ端末に基地局からメッセージ・バーストを送信することを含む。メッセージバーストは、ユーザ端末からメッセージを受け取るために無線通信システムで利用可能なチャネルの記述を含む。
【0007】
別の実施態様では、本発明は、少なくとも1つの基地局から、ブロードキャスト・チャネルで複数のタイミング・シーケンスを受け取り、受け取ったタイミング・シーケンスを使ってネットワーク・タイミングを決定し、ネットワーク・タイミングを使って、ネットワーク・アクセス要求の送信時間を決定し、決定した時間にネットワーク・アクセス要求を送信し、基地局からメッセージ・バーストを受け取ることとを含む。メッセージ・バーストは無線ネットワーク上で利用可能なチャネルの記述を含む。
【0008】
本発明を、一例として、非限定的に、添付の図面の図に示す。図中、同じ参照番号は同様のエレメントを指す。
【0009】
(発明の詳細な説明)
基本構造
図1は、リモート端末またはユーザ端末とも呼ばれる、いくつかの加入者端末(ハンドセットのシンボルで示す)20、22、24に基地局100がサービスしている無線通信システムまたはネットワークの一例を示す。基地局100は、いずれかの要求されたデータ・サービスおよびその無線システムを外部へ接続するための広域ネットワーク(WAN)56に接続することができる。本発明は無線通信システムに関し、空間分割多元接続(spatial division multiple access:SDMA)技術を、時分割多元接続(time division multiple access:TDMA)、周波数分割多元接続(frequency division multiple access:FDMA)、符号分割多元接続(code division multiple access:CDMA)などの多元接続システムと組み合わせて使用する、固定アクセスまたはモバイル・アクセス無線ネットワークでよい。多元接続を、周波数分割デュプレキシング(frequency division duplexing:FDD)または時分割デュプレキシング(time division duplexing:TDD)と組み合わせることができる。交換ネットワーク58は、入ってくるWANデータを基地局100の回線60に切り替え、基地局100から出て行く信号を回線54でWANに切り替えることによって、WANとのマルチチャネル二重オペレーションを行うために、WAN56とインタフェースをとる。回線60は信号変調器62に接続されている。信号変調器62は、基地局が送信する各加入者端末に対して変調信号64を生成する。空間マルチプレクサ66において、各加入者端末ごとの1組の空間多重化の重みがそれぞれの変調信号に付けられ74、空間的に多重化された信号68が生成される。この空間多重化信号68を、マルチチャネル送信機70のバンクが送信アンテナ・アレイ18を使って送信する。SDMAプロセッサ(SDMAP)48は、通常チャネルのそれぞれについての各加入者端末の空間シグネチャを生成して、それを維持し、空間マルチプレクサ66および空間デマルチプレクサ46が使用するための空間多重化および逆多重化の重みを計算し、受信信号測定値44を使って、新たな接続のためにチャネルを選択する。このようにして、現在アクティブな加入者端末、それらのいくつかが同じ通常チャネル上でアクティブである可能性がある端末からの信号が分離され、混信と雑音が抑制される。基地局から加入者端末に通信を行う場合、現在アクティブな加入者端末の接続および混信の状況に合わせて調整され、最適化されたマルチローブ・アンテナ放射パターンが生成される。図2に、生成される可能性がある送信アンテナパターンの一例を示す。このような空間的に方向性を持ったビームを得るための適切な技術は、例えば、1998年10月27日に発行のOtterstenら付与された米国特許第5,828,658号および1997年6月24日に発行のRoy,IIIらに付与された第5,642,353号に記載されている。
【0010】
図1に戻ると、空間デマルチプレクサ46は、マルチチャネル受信機42および関連するアンテナ・アレイ19からの受信信号測定値44に、空間逆多重化の重み76に従って、基地局と通信を行っている各加入者端末に対して加えられる逆多重化の重みの別々の組を結合する。空間デマルチプレクサ46の出力は、基地局と通信を行っている各加入者端末のための空間的に分離された信号50である。別の実施形態では、非線形多次元信号処理ユニットにおいて、逆多重化と復調処理が一緒に行われる。復調された受信信号54は、次いで、交換ネットワーク58およびWAN56が利用できるようになる。マルチチャネル受信機はまた、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)衛星からタイミング信号を受け取り、または、その後、システム中のすべての基地局の間で同期させる精密タイミングのためにSDMAPに供給される、特定のその他の無線精密タイミング信号を受け取る。
【0011】
FDMAシステムの実装においては、各マルチチャネル受信機および各マルチチャネル送信機は、複数の周波数チャネルを処理することができる。他の実施形態では、マルチチャネル受信機42およびマルチチャネル送信機70は、その代わりに、TDMAシステムにおけるような複数のタイムスロットを、またはCDMAシステムにおけるような複数のコードを、またはこれらの周知の多重接続技術の特定の組み合わせを扱うことができる。
【0012】
図3は、空間分割多重接続信号プロセッサ(SDMAP)48を説明したものである。SDMAPの機能には、特定のチャネル内にいくつの信号が存在するかを判定すること、送信機の位置などの信号のパラメータ(すなわち到着方向(DOA)および基地局からの距離)を推定すること、および適切な空間逆多重化および多重化方式を決定することが含まれる。SDMAPへの入力44は、各受信アンテナにそれぞれ1つの、基地局受信機の出力を含む。一実施形態では、受信機は、現行のシステムにおけるように、信号の直角位相検出を行う。この場合、各アンテナの後ろの各チャネルから同相(I:in-phase)および直角位相(Q:quadruture)成分(信号)が出力される。別の実施形態では、単一のダウンコンバートされた(down-converted)成分、IまたはQ、あるいはそれらのいずれか組み合わせを使用する。一実施形態では、受信機がデータを、SDMAPに渡す前にディジタル化する。別の実施形態では、データ圧縮器160においてディジタル化が行われる。
【0013】
本発明の一実施形態では、SDMAPは、信号の時間プロパティを利用することなく、最初に到着方向(DOA)などの重要な信号関連パラメータの推定値を入手することによって、そのタスクを遂行する。これは、例えば、アナログ変調方式が使用されていて、信号の波形に関してほとんどわからない状況の場合は適している。第2の実施形態では、チャネルの等化の目的でディジタル・データ・ストリーム中に置かれた既知のトレーニング・シーケンスを、センサ・アレイ情報とともに使用して、DOAおよび信号の電力レベルなど、信号パラメータの推定値を計算することができる。次いで、この情報を使って、この実施形態では線形コンバイナとして実装している空間デマルチプレクサに適する重み76を計算する、すなわち重み和(weight-sum)オペレーションを行う。第3の実施形態では、パラメータ推定器からの到着時間(TOA)関連のパラメータを、信号相関パラメータとともに用いて、どの信号が通常の信号のマルチパス・バージョンかを確かめる。次いで、信号が密着して結合されるように相対遅延を計算し、それによって、推定される信号の質をさらに高める。
【0014】
しかし、本発明の別の実施形態では、空間デマルチプレクサの機能が、DOAなどのその他のソース・パラメータの推定値に関連して実行される。このようなタイプの一実施形態の例として、ディジタルの位相偏移キーイング(PSK)およびアナログFMの波形などの様々な通信信号の固定係数プロパティ(すなわち定振幅)を、受信アンテナ・アレイのプロパティとともに使用して、当技術分野ではよく知られているマルチチャネル・コンスタント・モジュラス・アルゴリズム(CMA:constant-modulus algorothms)を用いて、ソース波形およびそれらのDOAを同時に推定できることが挙げられる。
【0015】
別の実施形態では、これも当技術分野ではよく知られている拡張カルマン・フィルタを使って、これらおよび同様のプロパティを利用することができる。これらおよび同様の実施形態では、空間デマルチプレクサ46の機能をSDMAP48が引き受け、SDMAPの出力76は、復調器に送られる空間的に逆多重化された信号である。
【0016】
再び図3を参照すると、データの量を減らすためにデータ圧縮160が実施される。一実施形態では、データ圧縮は、特定のチャネル中のサンプリングした受信機出力の外積の和を含むサンプルの共分散マトリックスの累算から成る。この後、これらのサンプリングされた出力はデータ・ベクトルと呼ばれる。特定の基地局に割り当てられた各チャネルの各サンプル時間に、このようなデータ・ベクトルが1つある。別の実施形態では、圧縮されたデータは、単に未処理のデータ・ベクトルである。IおよびQ信号44が受信機から出力された場合、各データ・ベクトルは、Mr個の受信機/アンテナ対のそれぞれに1つの、Mr個の複素数の集合である。
【0017】
第3の実施形態では、データ圧縮はまた、無線ディジタル・システム中に存在するトレーニング・シーケンスおよび現行のアナログ・システム中のモバイル・ユニットのトランスポンダの応答など、既知の信号情報を使って、異なった周期的信号シグネチャの到着時間(TOA)、およびこの実施形態で利用される、セル・サイトと無線送信機の間の距離に関する貴重な情報を含むパラメータを計算することも含む。
【0018】
圧縮データ162は信号検出器164に渡され、チャネル中に存在する信号の数が検出される。一実施形態では、SDMAコントローラ72からの情報に関連して統計的検出スキームを使用して、チャネル中に存在するソースの数を推定する。この情報および(圧縮)データ168は、パラメータ推定器170に送られ、そこで、ソース・ロケーションに関するもの(例えば、DOAおよび範囲)を始めとする信号パラメータが得られる。
【0019】
ロケーション関連のパラメータの推定値172は、ソース追跡器174に渡される。一実施形態では、ソース追跡器の機能は、各送信機の位置を時間の関数として追跡し続けることである。これは、前述の拡張カルマン・フィルタ(EKF)など、既知の非直線フィルタリング技術を使って実施される。別の実施形態では、特定のチャネルにおける各無線ユニットの速度および加速度も同様に追跡する。一実施形態では、EKFへの入力は、ローカル基地局からのDOAおよびTOAを含む。別の実施形態では、当技術分野でよく知られているように、同様にモバイル・ユニットからの送信を受け取っているその他の近くのセル・サイトからのDOAおよびTOAの測定値を、そのセル・サイトの既知のロケーションとともに組み込むことによって、EKFの推定の正確さをさらに向上させている。追跡器174の出力は、空間デマルチプレクサの機能を制御するために空間デマルチプレクサ・コントローラ178に、また、空間マルチプレクサの機能を制御するために空間マルチプレクサ・コントローラ180に、(圧縮)データ176とともに送られる。
【0020】
図4は、本発明を実施するために適した無線通信システムの別の実施形態を示す。このシステムは、一般に、交換ネットワーク58およびWAN56など、図1のシステムと同様の交換ネットワークおよびWANに結合されている。図4では複数のアンテナ103、例えば4つのアンテナを使っているが、その他のアンテナ数を選んでもよい。アンテナの出力はデュプレクサ・スイッチ107に接続される。デュプレクサ・スイッチ107は、このTDDシステムではタイム・スイッチである。スイッチ107は、周波数分割デュプレキシング(FDD)システムにおける周波数デュプレクサとして、また、時分割デュプレキシング(TDD)システムにおけるタイム・スイッチとしての2通りの実装が可能である。受信する時、アンテナの出力は、スイッチ107を介して受信機205に接続され、RF受信機(「RX」)モジュール205によって、搬送波(例えば、およそ1.9GHz)から、例えば384kHZのFM中間周波数(「IF」)に、アナログでミックス・ダウンされる。この信号は、次いで、アナログ・ディジタル変換器209によって、例えば1.536MHzでディジタル化(サンプリング)される。この信号の実数部のみがサンプリングされる。したがって、複素フェーザ表記では、ディジタル信号を、384kHzの画像とともに、384kHzの複素数値化されたIF信号を含むものとして視覚化することができる。ベースバンドへの最終的なダウンコンバートは、毎秒1.536メガサンプルの実数のみの信号に384kHzの複素フェーザを掛けることによって、ディジタルで実行される。結果は、複素数値化されたベースバンド信号に画像を加えたものを含む、例えば−2×384=−768kHzの複素数値化信号である。この好ましくない負の周波数の画像をディジタルでフィルタにかけて、1.536MHzでサンプリングした複素数値化ベースバンド信号を生成する。GrayChip社のGC2011ディジタル・フィルタを使って、このダウンコンバートおよびディジタル・フィルタリングを実施することができる。後者には、有限インパルス応答(FIR)フィルタリング技術を使用する。これをブロック213に示す。上記に提案した特定の周波数は、一例として挙げたものである。本発明は、多種多様のRFおよびIF搬送周波数および帯域に合うように適合させることができる。
【0021】
現在の例では、各アンテナのGC2011ディジタル・フィルタ・デバイス213から、各受信タイムスロットに1つづつ、4つのダウンコンバートされた出力がある。特定のタイムスロット数は、ネットワークのニーズに合わせて変えることができる。現在の例では、各TDDフレームに4つのアップリンク・タイムスロットと4つのダウンリンク・タイムスロットを使用しているが、各フレームのアップリンクおよびダウンリンクに3つのタイムスロットを使っても、所望の結果が得られる。4つの受信タイムスロットのそれぞれについて、4つのアンテナからの4つのダウンコンバートされた出力が、ディジタル信号プロセッサ(DSP)デバイス217(以下、「タイムスロット・プロセッサ」という)に送られて、校正を始めとする、本発明の一態様によるさらなる処理がなされる。1受信タイムスロットにそれぞれ1つづつ、4つのMotorola DSP56303 DSPを、タイムスロット・プロセッサとして使用することができる。
【0022】
タイムスロット・プロセッサ217は、受信信号の電力モニタリング、周波数オフセットの推定および時間的整合、特定のリモート・ユーザからの信号を判定するための各アンテナ・エレメントの重みの決定を始めとするスマート・アンテナ処理、および判定した信号の復調を含めて、いくつかの機能を実行する。
【0023】
タイムスロット・プロセッサ217の出力は、4つの受信タイムスロットそれぞれのための復調バーストデータである。このデータは、ホストDSPプロセッサ231に送られる。ホストDSPプロセッサ231の主な機能は、システムのあらゆるエレメントを制御し、より高いレベルの処理とインタフェースをとることである。より高いレベルの処理とは、システムの通信プロトコルに定義されているすべての異なる制御およびサービス通信チャネルにおける通信に、どの信号が必要とされるかを扱う処理である。ホストDSP231はMotorola DSP56303であってよい。さらに、タイムスロット・プロセッサは、決定した受信重みをホストDSP231に送る。ホストDSP231の主な機能には、特に以下が含まれる。
状態およびタイミング情報を保持すること、
タイムスロット・プロセッサ217からアップリンク・バースト・データを受け取ること、
タイムスロット・プロセッサ217をプログラムすること、
アップリンクの暗号解読、デスクランブリング、誤り訂正コードのチェック、バーストのデコンストラクションを含めたアップリンク信号の処理を行うこと、
基地局の別の部分でより高レベルの処理を施すために送るアップリンク信号をフォーマットすること、
基地局でさらなる高レベル処理を実施するために、サービス・データおよびトラフィック・データをフォーマットすること、
基地局の他の部分から、ダウンリンク・メッセージおよびトラフィック・データを受け取ること、
ダウンリンク・バーストの処理(バーストの構築、符号化、スクランブリング、および暗号化)を行うこと、
ダウンリンク・バーストをフォーマットして、237として示す送信コントローラ/変調器に送ること、
送信重みベクトルを決定して、送信コントローラ/変調器237へ送ることを含めて、送信コントローラ/変調器237をプログラムすること、
233として示すRFコントローラを制御すること、および
モデム・ステータス情報を保持して報告し、および同期の制御を行うこと。
【0024】
RFコントローラ233は、ブロック245に示すように、RFシステムとインタフェースをとり、また、RFシステムおよびモデムの両方が使用する多数のタイミング信号を生成する。RFコントローラ233が実行する特定のタスクには以下が含まれる。
RFシステム(RXおよびTX)およびモデムのその他の部分のためにタイミング信号を生成すること、
送信電力モニタリング値を読み取ること、
送信電力制御値を書き込むこと、
デュプレクサ107のスイッチ・ボックス制御信号を生成すること、および
自動ゲイン制御(AGC)値を読み取ること。
【0025】
RFコントローラ233は、ホストDSP231から、各バーストのタイミング・パラメータおよびその他の設定を受け取る。
【0026】
送信コントローラ/変調器237は、ホストDSP231から、一度に4つのシンボルの送信データを受け取る。送信コントローラは、このデータを使って、アナログのIF出力を生成する。これは、RF送信機(TX)モジュール245に送られる。送信コントローラ/変調器237が行う特定のオペレーションには以下が含まれる。
データ・ビットを複素変調信号に変換すること、
たとえばGrayChip2011を使って、IF周波数にアップコンバートすること、
IF信号を4倍オーバサンプリングすること、
この4倍オーバサンプリングした複素信号に、ホストDSP231から得た送信重みを掛けること、および
結果としての複素数値化された波形の実数部を、送信コントローラ/変調器237の一部であるディジタル・アナログ変換器(「DAC」)によって、送信モジュール245に送られるアナログ送信波形に変換すること。
【0027】
送信モジュール245は、信号を送信周波数にアップコンバートして、その信号を増幅する。増幅された送信信号出力は、デュプレクサ/タイム・スイッチ107を介してアンテナ103に送られる。
【0028】
ブロードキャスト・チャネル(BCH)
各ユーザ端末またはリモート端末について、本発明のシステムは、基地局からすべての潜在的ユーザ端末にバーストとして送信されるブロードキャスト・チャネルBCHから開始される。BCHバーストは、トラフィック・チャネル・バーストとは異なり、ユーザ端末が存在し得るあらゆる方向に、一般的には全方向に送信される。しかし、特定のビーム・パターンは、ネットワークに依存する。したがって、BCHバーストは、空間的方向性または低電力のトラフィック・チャネルTCHよりも多くの混信をシステム上に発生させる。この理由から、BCHチャネルのデータおよび変調のプロパティは、混信を最小限にするように選択する。ブロードキャスト・バースト構造の一例を図5に示す。重要なBCHバースト・プロパティのいくつかは次の通りである。BCHは、タイムスロットの境界の知識がなくても、リアルタイムで走査することにより、コンピュータで見つけることが容易である。BCHは、それに続いて構成要求CRおよび構成メッセージCMの交換が基地局とユーザ端末の間でできるようにする十分な基本情報を伝達する。BCHはまた、BCHが特に特定の1つのユーザ端末に空間的に向けられていない場合でも、あらゆるユーザ端末に良好な周波数オフセットおよびタイミングの更新情報を提供する。
【0029】
下記の表1は、図5に示すようなBCHバーストの一例の内容を要約したものである。
【表1】
【0030】
周波数およびタイミング訂正トレーニング・シンボルを当技術分野でよく知られている多くのアプローチのいずれか1つに従って設定することができる。それらを、同期シーケンスと結合または交換し、あるいは削除することもできる。
【0031】
ブロードキャスト情報シンボルは、変調されて256ビット・シーケンスに符号化される、15ビットのブロードキャスト・メッセージから構築されている。シンボルの数、および送信されるビットの構造およびシーケンスは、多種多様のアプリケーションに合わせて変えることができる。現在、説明している実施形態は、BCHで送信する情報量を最小限にするように、また、ビット・レートを最低限にするように選択している。ブロードキャスト・チャネルの情報シンボルは、ユーザ端末が、基地局に構成メッセージを要求するために必要とされる情報を提供する。また、ユーザ端末にハンドオーバの決定を案内する情報も提供する。
【0032】
各ブロードキャスト・メッセージは、下記の表2に示す情報を備えたブロードキャスト・バースト中にマップされる。
【表2】
【0033】
BStxPwrは、ブロードキャスト・メッセージの実効等方放射電力である。この数字は、基地局が、その基地局で利用可能な増幅器およびダイバーシティ・アンテナの数を考慮して送信する電力を示す。10アンテナのブロードキャスト・チャネルの場合、基地局の電力=(2・BStxPwr+10)dBmである。
【0034】
BSCCは、ユーザ端末が、アップリンク・バーストのトレーニング・データを選択するために、また、異なる基地局のブロードキャストを区別するために使用する基地局のカラー・コードである。一実施形態では、最高128までの異なるカラー・コードが可能である。カラー・コードを使って、異なるロケーションにある基地局、または同じロケーションの異なる変調器/復調器セットを示すことができる。
【0035】
BSloadは、ユーザ端末が、ランダム・アクセス・メッセージをどれくらいの頻度で送れるかを判定するために使用する、基地局の負荷である。BSloadは、基地局が持っている未使用の容量を表すものである。加入者は様々な量のトラフィック容量を要求することができるので、BSloadはアクティブな登録加入者の数とは異なることがある。BSloadは、最大可能負荷に対して測定された、数分の間の基地局の各モデムの送信および受信ビット・レートを表す。
【0036】
一実施形態では、BCHチャネルが無線通信システム中のあらゆる基地局によって共用される。7ビットのBSCCを使って、最大128の基地局を収容することができる。BCHは繰り返しフレームを有する時分割デュプレックス・チャネルである。このチャネルはアップリンクおよびダウンリンクに使用する単一のRF搬送周波数である。高雑音環境の場合またはロバスト性が増大している場合には、BCHは所定のスキームに従って周波数をホップすることができ、または、いくつかの異なる周波数上で繰り返すことが可能である。繰り返しフレームは下記の表3に示すように、BS1などのラベルを付けた、各基地のダウンリンクBCHを含む。次のフレームは、CR1などのラベルを付けたアップリンク構成要求CR、およびCM1などのラベルを付けたダウンリンク構成メッセージCMを含む。各フレームはまた、下記に空欄として示す、いくつかの予約スロットも含む。これらのスロットは、トラフィックにブロードキャスト・チャネルも使用されている場合には、他の制御メッセージのデータ・トラフィックのために使用することができ、あるいは、ネットワーク中の他のチャネル上の混信を低減するために予約することができる。フレームは、基地局1から128までのそれぞれについて繰り返されて、以下にさらに詳細に説明するスーパーフレームを構築する。最後のCM、CM128の後、スーパーフレームは繰り返して、再び、次のスーパーフレームおよび基地局1のBCHで開始する。
【表3】
【0037】
基地局を、1グループの隣接するRF搬送波を供給する基地局モデムの集合とみることができる。あるいは、基地局は、単一のサイトに1組のモデムを設置したものでもよい。他のシステム構成では、各モデム変調器/復調器セット52、62を基地局とみることができる。各基地には、一意の32ビットの基地局識別子、BSIDが割り当てられる。BSIDは、次のように、基地局のカラー・コードを得るために使用する。BSCC=BSIDmod128。BSCCの関数として、基地局周波数はホップし、BCHを同報通信し、アップリンクCRをリッスンし、ダウンリンクCMを送る。無線送信が重なる地理的地域内においては、BSCCが一意に割り当てられるように、それを割り当てるべきである。どの基地局も、当然であるが、同じカラー・コードの基地局と通信しているユーザ端末が分かるべきではない。同様に、どのユーザ端末も、同じBSCCを割り当てられている2つの基地局が見えるべきではない。基地局の総数およびスーパーフレーム中のフレーム数、フレーム中のスロット数およびBCHバーストの送信のために使用する特定のスロット、CRおよびCMは、特定のアプリケーションに合わせて修正することができる。
【0038】
BCHバーストのデータ速度をさらに最小限にするために、BSCCおよびBSloadをBCHバーストから除去することができる。この場合、BCHバーストは、トレーニングまたは同期、およびBStxPwr、すなわちハンドオーバの決定に直接関連する唯一の情報のみを含む。ユーザ端末は、依然として、受け取ったBCHバーストのタイミングに基づいて、異なる基地局を区別および比較して、選択およびハンドオーバ決定を行うことができる。ユーザ端末はまた、タイミングに基づいて、表3に示すように、そのCRメッセージを特定の基地局に向けることができる。単一基地局のシステムの場合は、BStxPwrのビットも削除することができる。基地局が1つしかない場合、必ずしも経路損失を評価する必要はなく、信号が受信可能かどうかの評価だけが必要である。ネットワーク情報の残りは、下記に説明するように、登録の時点で知ることができる。あるいは、BCHはBSCCを含むので、そのBSCCを読み取って、通常のBSCCのBCHバーストが同じ基地局から来ることを前提とするようにユーザ端末をプログラムすることができる。このようにして、ユーザ端末は、短縮されたフレーム繰り返し間隔を知って、システムに登録するのに必要な時間を低減することができる。
【0039】
登録
ユーザ端末は、登録と呼ばれる、基地局との関係を形成する。この登録は、ブロードキャスト・チャネルをリッスンすることによって開始し、ハンドオーバ、タイムアウト、または切断で終了する。登録の第1のことは、リモートが、構成要求バーストCRを送って、構成メッセージ・バーストCMを受け取ることによって遂行される。CMは、ホッピング・シーケンス計算パラメータなど、基本的な構成パラメータを含む。CMからの情報を使って、ユーザ端末は、次いで、ランダム・アクセス登録要求RA−rreqを用いて無許可のストリームを開く。この無許可ストリームは、登録、および登録識別子RIDおよびページング識別子PIDの割当てを完了するために使用される帯域内信号データのみを運んでいる。登録ストリームの最後で割り当てられたRIDを使って、ユーザ端末は、その後に続くストリームを開くことができ、また登録を終了することができる。ユーザ端末はまた、インターネット・サービス・プロバイダ(ISP)への「ネットワーク・ログイン」を実行するために使用するパケットをそれによって送ることができる、その後のストリームを開くことができる。
【0040】
登録ストリームの間に、識別および機能が交換され、動作パラメータが設定され、RIDおよびPIDが割り当てられる。後で、新しいネットワーク・セッションを作成して、このRIDに付けることができ、または、既存のセッションをハンドオーバすることができる。このハンドオーバは、別の基地局からでも、同じ基地局上の別の基地局モデムからでも(負荷のシフト)、またはさらに同じ基地局モデム上の休眠状態のセッションからでもよい。登録の特定の詳細は、例としてここに挙げているにすぎない。多くの他の登録シナリオも、本発明の範囲内で可能である。
【0041】
図8を参照すると、フレーム・タイミングは、エリア内にあり、事前にプログラムされたRF搬送波で送信する基地局によって確立される。この搬送波は、周波数ホッピング、または拡散スペクトラム搬送波であってよい。しかし、搬送波は、見つけ易く、かつユーザ端末中に事前にプログラムされていることが望ましい。複数基地局は、または1つしかないのであれば単数基地局は、GPSまたは特定の他の精密な一般的タイミング基準を使用して、フレーム・タイミングを設定する、300。GPSタイミングは、正確に同期をとることができ、かつあらゆる基地局が安価で利用可能であるという利点を持っている。これによって、基地局間のBCH中に最低限のガード・タイムがあるだけで、あらゆる基地局がBCHを共用することができる。基地局は、この場合、上述のBCHフレームを構築し、302、そのそれぞれに割り当てられたスロットで同報通信する。ユーザ端末がオンになると、それは、このよく知られた、任意で事前プログラムされるRF搬送波を走査して、306、基本フレーム・タイミングを見つけ、308、また同期を見つける、310。ユーザ端末は、このBCHバーストの搬送波を走査して、RSSI(受信信号強度表示)マップを構築する、312。このBCH RSSIマップおよびその他の要因から、ユーザ端末は、最強または最良の基地局を選択する、314。また、ユーザ端末はBCHを使って、その振動周波数を精密に調整し、また、そのタイミング基準を調整する、308、310。これは、上述のように、BCHバースト中の同期およびタイミング・シーケンスを使って行われる。次いで、それは、そのユーザまたはリモート端末ID(UTID)を使って、その最強または最良の基地局のBCHバーストに対して時間を合わせた構成要求CRを構築し、316、それを送る、320。一実施形態では、選択した基地局からのBCHで受け取ったBSCCを使って、CRをスクランブルする、318。
【0042】
目的の基地局がうまくCRを受け取り、利用可能な容量を備えている場合には、それは、CRをアンスクランブルして、322、ユーザ端末の空間シグネチャを判定する、324。ユーザ端末は、構成メッセージ・バーストCMを応答で受け取る、326。以下にさらに詳細に説明するCMは、ユーザ端末が基地局までの距離およびRF経路損失を知り、そのタイミング・アドバンスを訂正し、その電力制御を調整し、周波数ホッピングのパラメータ(例えば、フレーム番号付けおよびBSCC)を知る(328)のに十分な情報を含む。いくつかの基地局をCRを使って調べ、最も近い、または最良の基地局を見つけることができる。CMのこの情報に基づき、ユーザ端末は、送信すべきデータがある場合には、ランダム・アクセス登録要求RA−rreqで始めて、セッションを開始することができる、330。リソースが利用可能な場合には、基地局は、トラフィック・チャネルを割り当てるアクセス割当てAAをユーザ端末に送る、332。基地局とユーザ端末は、この確立したストリームで、暗号鍵を始めとする様々なアクセス制御パラメータを交換する。最後に、RIDおよびPIDが割り当てられる。このRIDを使って、ユーザ端末は、インターネット・パケットの送受信を行うための安全なストリーム(例えば、RA−rts/AA−cts)を確立することができる。
【0043】
トラフィック・チャネルは、送信されたデータ・パケットそれぞれに対するデータ肯定DAまたはデータ無効DI応答を含む。DAおよびDIメッセージは、次のスロットで、受信者からの次のデータ・パケットの一部として送信される。時分割二重フレームでは、図8に示すように、基地局およびユーザ端末はスロットを交互に使う、336、338、340、324。したがって、正しく受信されなかったスロットがあった場合には、データを素早く再送信することができる。これによって、それぞれの基地局およびユーザ端末のモデムにおけるデータ・バッファのサイズが低減される。表3および4に示すように、アップリンク・スロットは、常に、ダウンリンク・スロットの前にあり、両者の間には、同期の誤りまたは予期せぬ伝搬遅延を見越して、ガード・タイムが設けられている。一実施形態では、各側がデータ・パケットを3つのスロットで送信し、各スロットは、当技術分野ではよく知られているように、ランプアップおよびランプダウン期間および同期ビットを含む。
【表4】
【0044】
周期的に、ユーザ端末はBCHを走査して、そのRSSIおよびBSCCマップを更新する。ユーザ端末は、よりよい基地局を検出すると、その新しい基地局にCR、および可能ならそのネットワーク・セッションをハンドオーバーすることができる。ストリームの開始がたびたびうまくいかない場合には、ユーザ端末はタイムアウト状態に入る。ユーザ端末は、タイムアウトから、RA−rreqによってRIDを再び得ること、CRを使ってそのタイミング・アドバンスをリフレッシュすること、BCHを走査することによって、それがハンドオーバできる新しい基地局を見つけること、または、さらにスクラッチから開始して、基本フレーム・タイミングを再取得することを試みる。この再確立がうまくいった場合には、ユーザ端末は、新しい基地局へのネットワーク・セッションのハンドオーバを完了することによって、そのネットワーク・セッションを続けられることがある。
【0045】
チャネルの考慮
一実施形態では、空間分割多元接続技術、特にスマート・アンテナ・アレイ信号処理を最大限に利用するようにネットワークを設計している。きわめて高密度の周波数再利用パターンの高信頼空間チャネルを保持するための助けとなるように、このネットワークは、アップリンクおよびダウンリンク送信が常に同じ周波数である時分割二重TDMAを使用している。さらに、多くのユーザ端末は単一アンテナであり、BCHの場合を除き、全方向に送受信を行うため、アップリンク・バーストは、常に、ダウンリンク・バーストの送信の必要が生じる前に受信される。これは、ダウンリンク・バーストが空間においてより正確に向けられることを可能にする。あらゆるアップリンク・バーストにアップリンク・トレーニング・シーケンスが埋め込まれており、それによって、空間チャネルと周波数の非相関があっても、適度に高速な周波数ホッピングが可能になる。
【0046】
周波数ホッピング・シーケンスは、当技術分野でよく知られた多くの様々なシーケンスのいずれか1つであってよい。周波数ホッピング・スキームのパラメータは、初めはユーザ端末にはわかっていない。これは、ネットワークのフレキシビリティを最大限にし、ユーザ端末のフレキシビリティを向上させる。下記に説明するように、周波数ホッピング・パラメータは、CMバーストでユーザに送信される。
【0047】
より多くの周波数搬送波を周波数ホッピング・スキームに割り振ることができるならば、周波数ホッピング・スキームのロバスト性、およびシステムのトラフィック機能が改善される。BCH搬送波は、周波数ホッピング・スキームの一部として含まれ、したがって、トラフィック・チャネルとして使用される。任意の1基地局は、1フレームにつき1度しかBCHバーストを送信しないため、また、トラフィックは空間的に特定のユーザに向けられるため、基地局は、隣接するチャネル上のBCHバーストをリッスンしているユーザ端末に著しく混信を加えることなく、別の基地局のBCHバーストの間に、トラフィック・チャネル・データ・バーストを送信することができる。通常、トラフィック・データ・バーストが向けられるユーザ端末は、すでにトラフィック・セッション中であるため、BCHバーストをリッスンしていない。
【0048】
現在の実施形態では、それぞれがBCHの異なるスロットに割り当てられている128の基地局があるため、いずれかの1つの特定の基地局に割り当てられているBCHの128番目の部分が、周波数ホッピング・トラフィック・チャネル・スキームの特定のチャネルと、そのチャネルがトラフィックに使用されている間に重なることはありそうもない。しかし、もし重なった場合には、基地局は、それに割り当てられた時間にそのBCHバーストを同報通信して、それに割り振られた時間にCRメッセージをリッスンし、それに割り当てられたスロットでCMバーストを送信する。これによって、ネットワークのさらなる一貫したオペレーションが確実なものとなる。しかし、ユーザ端末の場合は、BCH搬送波をBCHとして使用すると、そのトラフィック・チャネル・セッションを混信する。その結果、ユーザ端末は、基地局からデータ・パケット・バーストを受け取る代わりにBCHバーストを受け取る。ユーザ端末は、このバーストをBCHとして認識しない場合でも、期待データ・パケットには無効なフォーマットを有するものとして、直ちにそれを認識する。したがって、ユーザ端末は、次のアップリンク・フレームで、そのバーストとともにデータ無効DIメッセージを送り、基地局は、トラフィック・チャネルの次の利用可能なフレームで、前に予定していたデータ・パケットを送る。現在のタイミング・スキームでは、同じフレームの同じスロットが、その基地局の構成メッセージ・スロットと一致する。次のフレームの同じスロットが、異なる基地局に割り当てられたBCHスロットと一致する。しかし、第2のスロットも基地局のBCH割当てと重なっている場合でも、同じプロトコルを再び適用することができる。リモート端末は、この場合も、DIメッセージを送り、割り当てられたBCHスロットが過ぎた後、基地局は期待データ・バーストを送る。肯定プロトコルを利用することによって、信号または処理リソースの複雑性を増大させることなく、BCHのほとんどを含むようにネットワークのデータ容量を増加させることができる。
【0049】
データ容量の増加量は、どれだけのRFリソースがBCHに用いられ、システム中にいくつの基地局があるかに依存する。システム中に少数の基地局しかなく、そのためBCHフレームのリピートがきわめて短い場合には、あらゆるBCHスロットをBCHに使用できるようにネットワークを構成することができる。それによって、リモート・ユーザがタイミングおよび同期を得て、構成要求を送信するのにかかる時間の量が著しく低減される。あるいは、BCHを、可能な128スロットのうちわずかな数だけをBCHバーストに使用し、チャネル容量の残りをトラフィックのために空けておくように構成することができる。ネットワーク中に多数(すなわち128近く)の基地局がある場合には、ユーザ端末がその可能な基地局の10パーセントよりも多くからBCHバーストを受け取れることはありそうもない。その結果、新しいユーザ端末がBCHバーストの走査を行うのに影響を与えることなしに、搬送波の残りの90パーセントをデータ・トラフィックに使用することができる。基地局を、近くの基地局のBSIDまたはBSCCを使って、それらの基地局に割り当てられたBCHスロットの間、トラフィックを送信しないようにもプログラムすることができる。上述の同じDIの再送信スキームは、隣接BCHスロットとトラフィック・チャネルの間にコンフリクトがあった場合にはそれを補正する。
【0050】
構成要求CR
構成要求バースト構造の一例を図6に示す。CRバーストは、ある程度は特別なCR空間トレーニング・シーケンスによって、ランダム・アクセスRAおよびトラフィックTCHバーストと区別される。CRトレーニング・シーケンスは通常よりも長く、また、タイミング整合を見つけることを特にコンピュータにより効率的にする、周期プロパティを有する。CRバーストは、ユーザ端末と基地局の間の未知の距離による時間遅延を考慮して、標準アップリンク・データ・バーストよりも短い。CRバーストは、基地局から約15km離れているユーザ端末と同等の無補償時間遅延を考慮して、86マイクロ秒だけ短くしてある。
【0051】
CRバーストは、基地局から未知の距離にあるユーザ端末から送信される。飛行時間を考慮して、ユーザ端末の時間基準は基地局に対し遅延させる。さらに、そのCR送信も、そのタイミング・アドバンスがまだ初期化されていないため、遅延させる。CRバーストを35マイクロ秒だけ短くすることによって、それが次のタイムスロットにあふれ出ることなく、最大35マイクロ秒、遅く到着することが可能になる。この35マイクロ秒は、基地局から5300メートル離れているユーザ端末が、そのタイムスロットの範囲内で完全に着陸するCRバーストを送ることができることを意味する。基地局にこのバーストが見え、それに応答する場合には、対応するCMは、それに続くデータ・バーストを正しく位置付けるタイミング・アドバンス調整を含む。
【0052】
下記の表5は、図6に示す例示的CRバーストの内容を要約したものである。変調およびコーディングを使って、構成要求メッセージから82個の情報シンボルを構築する。
【表5】
【0053】
CR空間トレーニングはすべての基地局について同じであり、基地局は、必ずしもCRを受け取る前にユーザ端末のロケーションを知らない。ユーザ端末は、表3に示すように、BCH送信からの固定オフセットでCRを送信する。結果としての時分割登録チャネルは、いくつかの近くの基地局の異なるものに送られたCRを容易に識別する。さらに、CRおよびCMは、BSCCの機能によってスクランブルされ、それによって、近くの基地局に送られたCRからいくらか混信があっても、BSCCの復調キャプチャ効果が、どのような衝突も解決することが保証される。一実施形態では、このスクランブリングが、符号化されたビット・シーケンスを取り出し、それをリニア・フィードバック・シフトレジスタの出力と排他的論理和を行うことによって実施される。最後に、受け取ったCR中に残っている不明確さがあれば、基地局のスマート・アンテナの空間分解能を利用してそれを分解する。
【0054】
構成要求メッセージは、物理層によって、構成要求バーストCR上にマップされる。構成メッセージは、物理層によって、標準ダウンリンク・バースト上にマップされる。現在のCRバーストの情報シンボルは、下記の表6に示すようにマップ・アウトされる。システムのニーズに基いて、以下に記載の項目のいずれかを削除して登録サイクルの間に後で送信すること、または全く送信しないことが可能である。
【表6】
【0055】
identityは、複数のユーザ端末からの同時メッセージを識別する、各ユーザ端末に一意のランダム・ビットである。そのランダム性および多数ビット数のために、2つのユーザ端末が同じ識別コードを同時に選択することはまずない。
【0056】
utClassはユーザ端末の機能(最高変調クラス、周波数ホッピング機能など)を識別する。このシーケンスは、CRを送るユーザ端末のタイプを識別する。パームトップ・ディジタル・アシスタントは、固定専用アンテナを備えるデスクトップ・コンピュータとは異なる機能を有することがある。utClassでその異なる機能を識別することができる。
【0057】
txPwrは、ユーザ端末が構成要求バーストを送信するために使用する電力を表す。例えば、ユーザ端末の電力=(2・txPwr−30)dBmである。
【0058】
例として、ダウンリンクBCHバーストを受け取ってから正確に2265マイクロ秒後にCRが制御搬送波で送られる。このように、そうでなければ初期化されないユーザ端末が、周波数ホッピング・シーケンス・パラメータの知識を全くなしに、CRを送ることができる。CRバーストは、標準アップリンクのタイムスロットよりも短く、それによって、ユーザ端末から基地局への未知の飛行時間を考慮している。また、CRバーストは、一般的に、アップリンクのタイムスロット受信ウィンドウに遅れて到着する。
【0059】
構成メッセージCM
下記の表7は、図7に示すような例示的構成メッセージ・バーストの内容を要約したものである。変調およびコーディングを使って、構成メッセージから494の情報シンボルを構築する。
【表7】
CRが対応するアップリンク・タイムスロットで受信されるたびに、ダウンリンクBCHバーストを送ってから正確に5マイクロ秒後に構成メッセージCMバーストがBCH搬送波で送られる。このタイミングを使って、要求しているユーザ端末にCMが向けられる。CMはまた、空間シグネチャ、例えばアップリンクリンクCRのDOAおよびTOAなどのパラメータの分析に基づいて、空間的に指向性のある信号によっても送られる。CMが、BCHからの固定タイムオフセットでBCH搬送波により送られるので、そうでなければ初期化されないユーザ端末は、周波数ホッピング・シーケンス・パラメータの知識を全くなしに、CMを受け取ることができる。CMは、CRに応答して、特に、AFN(絶対フレーム番号)、より広いタイミング・アドバンス調整の動的範囲、より粗い電力制御、および様々なアクセス制御のパラメータを含む。下記の表8は、図7に示すCMバーストの内容を要約したものである。システムのニーズに基いて、以下に記載の項目のいずれかを削除して登録サイクルの間に後で送信すること、または全く送信しないことが可能である。
【表8】
【0060】
シンボル・セットの意味は以下の通りである。
identity:ユーザ端末がCRで送るランダムな識別。
pwrCtrl:ユーザ端末が、将来のパラメータ要求バーストおよびランダム・アクセス・バーストに適用すべき電力オフセット。オフセット=(2・pwrCtrl−16)dB。
timingAdjust:ユーザ端末が将来のランダム・アクセス・バーストに適用すべきタイミング・アドバンス。タイミング・アドバンス=timingAdjustマイクロ秒。
AFN:絶対フレームの重要度最低10ビット。
carrierMask:トラフィック・チャネルを含む搬送波のビットマップ。
racarrierMask:ランダム・アクセス・チャネルを含む搬送波のビットマップ(重要度最低ビットは搬送波0)。
raslotMask:ランダム・アクセス・チャネルを含むスロットのビットマップ(重要度最低ビットはスロット1)。racarrierMaskとraslotMaskの両方がゼロ以外の場合に、ランダム・アクセス・チャネルが生じる。
raDec:ランダム・アクセス・チャネルに利用可能なAFN。
hopping:1に等しい場合、物理搬送波と論理搬送波の間の関係は、各フレームをホップする。
【0061】
上記の記載では、説明の目的で、本発明を完全に理解できるように、多くの特定の詳細を述べている。しかし、当業者には、本発明を、これらの特定の詳細のいくつかがなくても実施できることが明らかであろう。他の場合では、周知の構造およびデバイスを構成図の形態で示している。
【0062】
本発明は様々なことを含む。本発明を、図1から4に示すものなどのハードウェア・コンポーネントによって実施することができる。あるいは、命令でプログラムされた汎用または専用プロセッサ、あるいは論理回路にステップを実行させるために使用することができる、機械実行可能命令で実施することができる。あるいは、ステップを、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実施することができる。
【0063】
本発明は、本発明に従ってプロセスを実行するようコンピュータ(または他の電子デバイス)をプログラムするために使用できる命令を記憶した機械可読媒体を含むコンピュータ・プログラム製品として提供することができる。機械可読媒体には、フロッピー(登録商標)・ディスケット、光ディスク、CD−ROM、磁気光ディスク、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁気または光カード、フラッシュ・メモリ、または、電子命令を記憶するのに適したその他のタイプの媒体/機械可読媒体を非限定的に含めることができる。さらに、本発明を、搬送波または他の伝搬媒体に組み込んだデータ信号によって、プログラムを要求しているコンピュータにリモート・コンピュータから通信リンク(例えば、モデムまたはネットワーク接続)を介して送信することができる、コンピュータ・プログラム製品としてダウンロードすることができる。
【0064】
重要なことは、本発明を携帯ハンドセットのための無線インターネット・データ・システムという状況で説明してきたが、データを交換しなければならない、多種多様の異なる無線システムにそれが適用できることである。このようなシステムには、外部接続がない、音声、ビデオ、音楽、放送、およびその他のタイプのデータ・システムが含まれる。本発明を、固定リモート端末および低および高移動度の端末に適用することができる。方法の多くを、それらの最も基本的な形で記載しているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、それらの方法のいずれかにことを追加、またはそれから削除し、また、記載しているメッセージのいずれかに情報を追加、またはそれから削除することができる。当業者には、多くのさらなる修正および適合が可能であることが明らかであろう。特定の実施形態は、本発明を限定するためではなく、それを例示するために提供したものである。本発明の範囲は、上述の特定の例によってではなく、特許請求の範囲によってのみ決定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による無線通信システムの例示的アーキテクチャを示す図である。
【図2】 本発明の一実施形態によるマルチチャネル空間ダイバシティ送信機の送信パターンを示す図である
【図3】 本発明の一実施形態による空間ダイバシティマルチ・アクセス・プロセッサを示す構成図である
【図4】 本発明の一実施形態を実施することができる基地局の簡略構成図である。
【図5】 本発明の一実施形態によるブロードキャスト・バースト構造の一例を示す図である。
【図6】 本発明の一実施形態による構成要求バースト構造の一例を示す図である。
【図7】 本発明の一実施形態による構成メッセージ・バースト構造の一例を示す図である。
【図8】 本発明の一実施形態による通信シーケンスを示す図である。
Claims (36)
- 無線通信システムの基地局からブロードキャスト・チャネルでブロードキャスト・バーストを送信するステップと、
ユーザ端末から要求バーストを前記基地局で受け取るステップと、
前記要求バーストを送ったユーザ端末に前記基地局から前記ブロードキャスト・チャネル外でメッセージ・バーストを送信するステップであって、前記メッセージ・バーストは前記ユーザ端末からの要求バーストに応答して送られ、かつ、前記ユーザ端末に向けられ、前記メッセージ・バーストは前記基地局と前記基地局に登録されている複数のユーザ端末との間の通信のために使用可能な無線通信システムのチャネルを記述するデータを含む、ステップと、
前記メッセージ・バーストに含まれる前記記述を用いて前記ユーザ端末を前記基地局に登録するステップと、
を含む方法。 - 前記利用可能なチャネルの記述は、前記無線通信システムのトラフィック・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記利用可能なチャネルの記述は、前記無線通信システムのランダム・アクセス・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記メッセージ・バーストは、さらなる送信で前記ユーザ端末が使用する送信電力レベルの表示をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記要求バーストは、前記ユーザ端末が前記要求バーストを送信するために使用する電力の表示をさらに含み、そのユーザ端末が使用する送信電力の表示が要求中の表示に基づいていることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記要求は前記ユーザ端末の識別を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 構成メッセージは、さらなる送信で前記ユーザ端末が使用するタイミング調整の表示をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ブロードキャスト・バーストは特定の送信時間を有し、前記要求バーストは前記ブロードキャスト・メッセージと特定のタイミング関係とともに受け取られ、前記方法は、前記要求バーストが向けられる基地局を決定するために前記タイミング関係を使用するステップをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記メッセージ・バーストは、前記要求バーストとの特定のタイミング関係とともに送られ、前記方法は前記要求バーストを送ってきたユーザ端末にメッセージ・バーストを向けるように前記タイミング関係を使用するステップをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ブロードキャスト・バーストは、送信している前記基地局を識別するためのコードをさらに有し、前記要求バーストを受け取るステップは基地局識別コードから前記要求バーストを逆多重化するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 送信している基地局を識別するためのコードは、ある1つの基地局のカラー・コードを含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記ブロードキャスト・バーストは前記ブロードキャスト・バーストを送信するために使用する電力に関連する電力シーケンスを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ブロードキャスト・バーストは前記基地局の現在のトラフィック負荷に関連する負荷シーケンスを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記要求バーストが送られてきた空間方向を分析するステップをさらに有し、前記メッセージ・バーストを送信するステップは、その空間方向の分析に基づいて前記メッセージ・バーストを前記ユーザ端末の方向に空間的に向けて送信するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記空間方向を分析するステップは、前記受け取ったメッセージ・バーストから到着パラメータの方向を決定するステップを有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- ブロードキャスト・チャネルでブロードキャスト・バーストを送信する無線通信システムの基地局の送信機と、
ユーザ端末から要求バーストを受け取る基地局の受信機と、
前記要求バーストを送ったユーザ端末に前記要求バーストに応答して送信するためのメッセージ・バーストを組み立てるための基地局のプロセッサであって、前記メッセージ・バーストは前記送信機によって前記ブロードキャスト・チャネル外で送られ、かつ、前記ユーザ端末に向けられ、前記メッセージ・バーストは、前記基地局と前記基地局に登録されている複数のユーザ端末との間の通信のために使用可能な無線通信システムのチャネルを記述するデータを含み、そして、前記メッセージ・バーストの送信の後前記ユーザ端末を基地局に登録する、前記基地局のプロセッサと、
から構成されることを特徴とする装置。 - 前記利用可能なチャネルの記述は前記無線通信システムのトラフィック・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記利用可能なチャネルの記述は、前記無線通信システムのランダム・アクセス・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記要求バーストに前記ユーザ端末は前記要求バーストを送信するために使用する電力の表示をさらに含み、前記メッセージ・バーストは要求中の表示に基づいて、前記ユーザ端末が使用できる送信電力の表示を含むことを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記ブロードキャスト・バーストは特定の送信時間を有し、前記要求バーストがブロードキャスト・メッセージとの特定のタイミング関係とともに受け取られ、前記プロセッサは前記特定のタイミング関係を使って前記要求バーストが向けられる基地局を決定することを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記メッセージ・バーストは、前記要求バーストを送ってきたユーザ端末にメッセージ・バーストを向けるため、前記要求バーストとの特定のタイミング関係とともに送られることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記ブロードキャスト・バーストは前記基地局の現在のトラフィック負荷に関連する負荷シーケンスを含むことを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記要求バーストを受け取った空間方向を分析するための、また、その空間方向の分析に基づき、前記メッセージ・バーストを前記ユーザ端末の方向に空間的に向けて送信するための空間プロセッサをさらに有することを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 無線通信システムの基地局からブロードキャスト・チャネルでブロードキャスト・バーストを送信する手段と、
ユーザ端末から要求バーストを前記基地局で受け取る手段と、
要求バーストを送ってきたユーザ端末に前記基地局から前記ブロードキャスト・チャネル外でメッセージ・バーストを送信する手段であって、前記メッセージ・バーストは前記ユーザ端末からの要求バーストに応答して送られ、かつ、前記ユーザ端末に向けられ、前記メッセージ・バーストは前記基地局と前記基地局に登録されている複数のユーザ端末との間の通信のために使用可能な無線通信システムのチャネルを記述するデータを含む、手段と、
前記メッセージ・バーストに含まれる前記記述を用いて前記ユーザ端末を前記基地局に登録する手段と、
から構成されることを特徴とする装置。 - 前記利用可能なチャネルの記述は前記無線通信システムのトラフィック・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記利用可能なチャネルの記述は前記無線通信システムのランダム・アクセス・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記メッセージ・バーストはさらなる送信で前記ユーザ端末が使用する送信電力レベルの表示をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記メッセージ・バーストはさらなる送信で前記ユーザ端末が使用するタイミング調整の表示をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記ブロードキャスト・バーストは特定の送信時間を有し、前記要求バーストは前記ブロードキャスト・メッセージと特定のタイミング関係とともに受け取られ、前記装置はそのタイミング関係を使って、要求バーストが向けられる基地局を決定するための手段をさらに有することを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記メッセージ・バーストは前記要求バーストと特定のタイミング関係とともに送信され、前記装置はそのタイミング関係を使って、前記要求バーストを送ってきたユーザ端末に前記メッセージ・バーストを向けるための手段をさらに有することを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記ブロードキャスト・バーストは、前記基地局の現在のトラフィック負荷に関連する負荷シーケンスを含むことを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 無線ネットワーク上でアクセスを要求する装置であって、
少なくとも1つの基地局から、ブロードキャスト・チャネルで複数のタイミング・シーケンスを受け取る手段と、
受け取った前記タイミング・シーケンスを使ってネットワーク・タイミングを決定する手段と、
前記ネットワーク・タイミングを使って、ネットワーク・アクセス要求の送信時間を決定する手段と、
決定した時間に前記ネットワーク・アクセス要求を送信する手段と、
指向性のあるメッセージ・バーストを基地局から前記ブロードキャスト・チャネル外で前記アクセス要求に応答して受け取る手段であって、前記メッセージ・バーストは、前記基地局と前記基地局に登録されている複数のユーザ端末との間の通信のために使用可能な無線通信システムのチャネルを記述するデータを含む、手段と、
から構成され、
前記メッセージ・バーストに含まれる前記記述を用いて登録要求を前記基地局へ送信する、装置。 - 前記利用可能なチャネルの記述は前記無線通信システムのトラフィック・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項32に記載の装置。
- 前記利用可能なチャネルの記述は前記無線通信システムのランダム・アクセス・チャネルの識別を含むことを特徴とする請求項32に記載の装置。
- 前記メッセージ・バーストはさらなる送信で前記ユーザ端末が使用する送信電力レベルの表示をさらに含むことを特徴とする請求項32に記載の装置。
- 前記要求を送信するための手段は、複数の異なる基地局のうち選択した1つに、その選択した基地局から前記タイミング・シーケンスを受け取った時間と特定の関係を有する時間に要求を送信することによって、前記要求を送信するための手段を有することを特徴とする請求項32に記載の装置。
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