JPH08102977A - 同期通信環境を提供するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同じ周波数で動作するよう構成された多数の
ベースステーションを含む通信環境１０２における適切
な同期通信を可能にする。 【解決手段】 お互いの到達範囲内で動作するベースス
テーションはさもなければ独立に動作する他のベースス
テーションとの干渉を最小にするため調整されなければ
ならない。１つのシステムで動作する各ベースステーシ
ョンは同じ周波数で動作する他のベースステーションが
到達範囲内にあるか否かを判定する（３１０）。ベース
ステーションの１つがマスタとしての役割を果たしかつ
残りのベースステーションが次に該マスタのベースステ
ーション（３１２）に同期する。ベースステーションを
同期させる好ましい方法はデジタル多元接続通信システ
ムのための信号プロトコル（７０２，９０２）および衝
突回避技術を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は無線周波（ＲＦ）
通信システムに関し、かつより特定には同期通信環境を
提供するための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信システムにおいては、ある与え
られた周波数帯域をより多数のユーザが使用できるよう
にするためスペクトルの使用率を向上させるための努力
が行なわれてきている。スペクトル効率を増大するため
の技術の１つの例は周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）技
術である。伝統的なＦＤＭＡシステムにおいては、与え
られた周波数帯域が多数のチャネルに分割され、この場
合各チャネルは１人のユーザによって占有される。ＦＤ
ＭＡシステムはまた時分割２重（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓ
ｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ：ＴＤＤ）システムとすることが
でき、与えられたＲＦチャネルが時間的に分離された順
方向および逆方向の双方の通信のために使用される。

【０００３】他の技術はデジタル多元接続通信システム
からなる。スペクトルの使用効率を増大するための１つ
のそのような伝統的なデジタル多元接続技術は時分割多
元接続（ＴＤＭＡ）技術である。ＴＤＭＡシステムにお
いては、信号を送信するための各々のチャネルは複数の
スロットに分割される。各々のタイムスロットは異なる
呼に割当てることができる。ＴＤＭＡシステムはまたＴ
ＤＤ技術を使用することができる。したがって、数多く
の呼が単一のチャネルまたは周波数によって同時に送信
できる。

【０００４】最後に、スペクトル効率の増大は低速周波
数ホッパシステム（ｓｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈ
ｏｐｐｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）またはダイレクトシーケン
スＣＤＭＡシステムの形式の、スペクトル拡散技術によ
って達成できる。低速周波数ホッパシステムにおいて
は、信号のキャリア周波数はあらかじめ受信機によって
知られた擬似ランダムシーケンスで広い範囲の可能な周
波数にわたり所定の速度で変えられる。一般に、スペク
トル拡散技術は意図的なまたは意図しない妨害の双方の
影響を低減する。ダイレクトシーケンスＣＤＭＡシステ
ムは多数のユーザが同じスペクトルを共用できるように
し、この場合各ユーザは独自の擬似ノイズ符号シーケン
スを割当てられる。信号はあらかじめ受信機によって知
られている広い帯域幅の擬似ノイズシーケンスによって
拡散される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】多数のベースステーシ
ョンを有するデジタル多元接続通信システムにおいて
は、ベースステーションが適切に同期されることを保証
するためにベースステーションの間で何らかの調整が行
なわれなければならない。ベースステーションを同期さ
せることは該ベースステーションが共通のシステムの一
部でありかつ物理的に接続されておれば達成可能であ
る。しかしながら、物理的に接続されていないベースス
テーションももしそれらが通信システムの一部であれば
同期されなければならない。さらに、もしベースステー
ションが共通の周波数で独立に動作する場合該ベースス
テーションは適切に同期されるために通信を行なわなけ
ればならない。したがって、デジタル多元アクセス通信
システムにおいて動作しているベースステーションを同
期するための方法および装置が必要となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】デジタル多元接続通信シ
ステムにおいては、他のベースステーションの到達範囲
内で動作する各々のベースステーションは妨害を避ける
ために同期されなければならない。本発明は多数のベー
スステーションが同じ周波数で動作するよう構成された
通信環境における同期通信を可能にする。特に、レジデ
ンシャル・ベースステーション（ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａ
ｌ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎｓ）のようなベースステ
ーションはそうしなければ独立に動作する他のベースス
テーションとの妨害を最小にするため整合または調整さ
れなければならない。本発明によれば、あるシステムで
動作している各々のベースステーションは同じ周波数で
動作している他のベースステーションが到達範囲内にあ
るか否かを判定する。ベースステーションの１つがマス
タとしての役割を果たしかつ残りのベースステーション
が次にそのマスタのベースステーションに同期すること
になる。ベースステーションを同期させる好ましい方法
が、信号プロトコル、同期チェーンの構築および同期チ
ェーンの構築のための衝突回避技術を含めて開示され
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】まず図１を参照すると、無線通信
システム１０２が示されている。該無線通信システムは
複数の基地局またはベースステーション１０４を有し、
各々のベースステーションはある領域１０８にわたりＲ
Ｆカバレージを提供する。各ベースステーションは公衆
システム電話ネットワーク１０６に接続することができ
る。しかしながら、本発明の回路および方法は公衆シス
テム電話ネットワークに接続されないベースステーショ
ンを有する無線通信システムにおいても実施できること
が理解される。ベースステーションは一緒に独立のネッ
トワークに接続することができ、あるいはたまたま同じ
周波数帯域で動作している孤立形の（ｓｔａｎｄａｌｏ
ｎｅ）ユニットとすることもできる。各々のベースステ
ーションはまた１つまたはそれ以上のハンドセット１１
０と通信するよう構成される。最後に、各々のベースス
テーションはＲＦ信号により到達範囲内にある他のベー
スステーションと通信することができる。

【０００８】次に図２に移ると、ブロック図はベースま
たはハンドセット回路を示している。好ましい実施例で
は、モトローラ・インコーポレイテッドから入手可能な
ＭＤＡ０８技術におけるＣＭＯＳ ＡＳＩＣのような、
ＡＳＩＣ（応用特定集積回路）２０１、および、モトロ
ーラ・インコーポレイテッドから入手可能な６８ＨＣ１
１型マイクロプロセッサのような、マイクロプロセッサ
２０３を組合わせて図７および図９に示される通信プロ
トコルを発生する。ＡＳＩＣ２０１は本発明にしたがっ
て第２の同期源または同期ソースを検出するために別個
のサーチエンジンを含むことが好ましい。該サーチエン
ジンは別個のデジタル位相同期ループ（ＤＰＬＬ）また
はオーバサンプル型相互相関器（ｏｖｅｒｓａｍｐｌｅ
ｄ ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）とすることが
できる。デジタル位相同期ループは技術的に良く知られ
ている。デジタル位相同期ループの例は１９７６年９月
２８日にマレク（Ｍａｌｅｋ）に発行された「デジタル
位相同期ループ」と題する米国特許第３，９８３，４９
８号に見ることができる。この米国特許第３，９８３，
４９８号の全内容は参照のため本明細書に導入される。
オーバサンプル型相互相関器の例はウェイガンド（Ｗｅ
ｉｇａｎｄ）に対し１９９２年５月２６日に発行された
「非コヒーレント受信機によるＧＭＳＫ信号の実時間復
調のための方法および装置」と題する米国特許第５，１
１７，４４１号に見ることができる。この米国特許第
５，１１７，４４１号の全内容も本明細書に参照のため
導入される。

【０００９】マイクロプロセッサ２０３は好ましい実施
例においては１つのパッケージ２１１に併合された、Ｒ
ＡＭ２０５、ＥＥＰＲＯＭ２０７、およびＲＯＭ２０９
を使用し、前記プロトコルを発生するのに必要なステッ
プを実行しかつ、表示装置２１３への書き込み、キーパ
ッド２１５からの情報の受け入れ、および周波数シンセ
サイザ２２５の制御のような、通信ユニットのための他
の機能を行なう。ＡＳＩＣ２０１はマイクロホン２１７
からおよびスピーカー２２１へオーディオ回路２１９に
よって変換されるオーディオ信号を処理する。あるメッ
セージフィールドはＡＳＩＣ２０１によって構成されか
つオーディオ回路２１９、マイクロプロセッサ２０３に
よって処理され、かつ他のものはＡＳＩＣ２０１によっ
て構成され、該ＡＳＩＣ２０１はメッセージフレームを
発生しかつそれを送信機２２３に転送する。送信機２２
３はシステムのために選択されかつマイクロプロセッサ
２０３によって指示されるホッピング様式で周波数シン
セサイザ２２５によって生成されたキャリア周波数を使
用してアンテナ２２９を介し送信を行なう。通信ユニッ
トのアンテナ２２９によって受信された情報は受信機２
２７に入り、該受信機２２７はシステムのために選択さ
れたホッピング様式と合わせて、周波数シンセサイザ２
２５からのキャリア周波数を使用しメッセージフレーム
を構成するシンボルを復調する。ＡＳＩＣ２０１は次に
受信メッセージフレームをその構成要素の部分へと解剖
する。もし図２の回路がレジデンシャル・ベースステー
ションに導入されれば、該ベースステーションのオーデ
ィオ回路は電気通信（ｔｅｌｃｏ）ネットワーク２３３
に結合することができる。

【００１０】次に図３に移ると、お互いの到達範囲内で
動作する複数のベースステーションを有する無線通信シ
ステムにおけるある特定のベースステーションがマスタ
のベースステーションであるか否かを判定するための好
ましいステップがフローチャートによって示されてい
る。本発明の方法は、レジデンシャルまたはオフィス・
ベースステーションのような、パーソナルコードレスの
ベースステーションに使用されるのが好ましいが、無線
ベースステーションを使用する任意のシステムに採用す
ることができる。ステップ３０２においてベースステー
ションがパワーアップしかつステップ３０４において周
波数ｆ_０にロックする。ステップ３０６においてベース
ステーションは同期および巡回冗長検査（ＣＲＣ）信号
が検出されたか否かを判定する。もし該信号が検出され
れば、ベースステーションはステップ３０８においてホ
ップシーケンスに従う。周波数ホッピングシステムは技
術的に良く知られておりかつこの出願では詳細に説明し
ない。ベースステーションは次にステップ３１０におい
てビーコンが聞かれたか否かを判定する。この信号は他
の発生源によって発生されたビーコンメッセージでもよ
く、あるいはハンドセットまたはベースのような、他の
発生源によって発生された通信トラフィックとすること
もできる。もしステップ３１０においてビーコンが検出
されなければ、ベースステーションはステップ３１２に
おいてマスタのベースステーションとしての役割を果た
しかつステップ３１４において通常の動作を行なう。マ
スタのベースステーションとして、該ベースステーショ
ンは種々の周波数の間でホッピングを行ない、一方他の
ベースステーションは該マスタのベースステーションと
同期を維持する（すなわち、同じ周波数ホッピングパタ
ーンに従うが、異なるホップインデクスに関してはマス
タと位相外れとなる）。

【００１１】しかしながら、ステップ３１０においてビ
ーコンがベースステーションによって検出されれば、該
ベースステーションはステップ３１６においてスレイブ
の役割を果たしかつデジタル位相同期ループ（ＤＰＬ
Ｌ）を構成する。ベースステーションはステップ３１８
において通常動作を行ない、かつステップ３２０におい
てそれがマスタステーションとの同期を喪失しているか
否かを判定する。もしベースステーションが同期を喪失
していれば、それは次にステップ３２２においてそれが
呼の最中（ｉｎ ａ ｃａｌｌ）にあるか否かを判定す
る。もしベースステーションが呼の最中になければ、そ
れはステップ３０４において周波数ｆ_０にロックする。
しかしながら、もしベースステーションが呼の最中にあ
れば、それはステップ３２４において可能なマスタのベ
ースステーションを聴取する。もしベースステーション
がステップ３２６において他のマスタを検出すれば、該
ベースステーションはステップ３１６においてスレイブ
の役割を果たす。ベースステーションを検出するための
好ましい方法は図７〜図１０を参照して詳細に説明す
る。もしマスタが検出されなければ、ベースステーショ
ンはステップ３１２においてマスタの役割を果たす。

【００１２】次に図４に移ると、図３のブロック３０８
におけるホップシーケンスに追従するための好ましいス
テップが示されている。ステップ４０２において、イン
デクス（すなわち、第１のチャネルでスタートし所定の
シーケンスのチャネルへのオフセット）がゼロに等しく
セットされる。ステップ４０４において、ベースステー
ションは次のインデクスを走査し（前記シーケンスにお
ける第２のチャネルで始まる同じシーケンスのチャネ
ル）かつ全てのチャネルの受信信号強度指示（ＲＳＳ
Ｉ）が所定のしきい値より低いか否かを判定する、ステ
ップ４０６。もし全てのチャネルのＲＳＳＩが所定のし
きい値より低ければ、ベースステーションはステップ４
０８においてインデクスＮがゼロの占有チャネルを有す
ることの指示を記憶する。もしステップ４０６において
全てのチャネルのＲＳＳＩがしきい値より小さくなけれ
ば、ベースステーションはステップ４１０において占有
チャネルの数を指示する。

【００１３】ステップ４１２において、ベースステーシ
ョンは占有チャネルを持たない３つのインデクスが得ら
れるか否かを判定する。もし３つのインデクスが得られ
れば、ベースステーションはステップ４１４において第
１のインデクスを選択しかつステップ４１６において通
常動作を行なう。しかしながら、もし３つのインデクス
が得られなければ、ベースステーションはステップ４１
８において全てのインデクスが走査されたか否かを判定
する。もし全てのインデクスが走査されていなければ、
ベースステーションはステップ４０４において次のイン
デクスを走査する。もし全ての指数またはインデクスが
走査されていれば、ベースステーションは所定のしきい
値より大きなＲＳＳＩ値を有する占有チャネルの最も小
さい数に従って最善の利用可能なインデクスを使用す
る。３つのインデクスは次の最善のリストを形成するた
めに使用される。もしインデクスが呼の間に汚染されれ
ば、インデクスを変更するための要求が送信される。次
に最善のリストは無線機の資源および他の制限に応じて
周期的に更新することができる。ＲＳＳＩ判定に関し上
に説明したが、ＲＳＳＩによるチャネル品質の評価は単
に例として与えられたにすぎない。信号品質を決定する
ための任意の他の方法も本発明の範囲内で使用すること
ができる。

【００１４】次に図５に移ると、タイミング図は本発明
に係わるお互いの到達範囲内にあるベースステーション
の同期を示している。互いに到達範囲外にある、元のマ
スタＡ１およびＢ１は時間Ｔ１に示されている。他のベ
ースステーション（Ａ２〜Ａ５）は元のマスタＡ１の到
達範囲内に入りかつ同期して図６に示されたステップに
したがって同期チェーンを形成する。同様に、ベースス
テーションＢ２およびＢ３は元のマスタＢ１の到達範囲
内に入り他の同期チェーンを形成する。

【００１５】図６に示されるように、ベースステーショ
ンの個々のチェーンを同期させる方法が概略的に示され
ている。チェーンの成長はベースステーションの間で行
われ（すなわち、各々のベースステーションがビーコン
メッセージ（図７および図８）に基づき他のベースステ
ーションから離れて同期し）、またはベースステーショ
ンが他のベースステーションに関連するビーコンメッセ
ージまたはハンドセットトラフィックを検出してチェー
ンを形成するより動的なチェーンとなる（図９および図
１０）。図６に示したチェーン構築の一般的な概念は同
期チェーンを形成するためのいずれの方法にも適用され
るが、各々の構成に対する概略的な実施方法につき理解
を容易にするため以下に別個に説明する。

【００１６】特に、ベースステーションの間の同期チェ
ーンの展開はステップ６０２でスタートし、そこでは１
つのベースステーションが図３に示したステップにした
がってパワーアップに応じて現存するベースステーショ
ンに同期するようになる。１つのベースステーションは
２つの同期ソースの範囲内にありかつ２つの同期ソース
を検出することもあり得る。ベースステーションはステ
ップ６０４において同期していないベースステーション
からの第２のビーコンメッセージが検出されたか否かを
判定する。もしそのようなビーコンメッセージが検出さ
れなければ、ベースステーションはステップ６０６にお
いて存在するマスタに対し同期し続ける。しかしなが
ら、もしあるベースステーションからの第２のビーコン
メッセージが検出されれば、該ベースステーションはス
テップ６０８において検出された同期していないベース
ステーションに同期する。ベースステーションは通信に
おける何らかの妨害を避けるために他のベースステーシ
ョンに向かってゆっくり移動する。該ベースステーショ
ンは次にステップ６１０において同期が完了したか否か
を判定する。もし同期が完了していなければ、ベースス
テーションはステップ６０８において他のベースステー
ションに向けてゆっくり移動し続ける。もし同期が完了
すれば、ベースステーションはステップ６１２において
通常動作を行なうことになる。該ベースステーションは
次にステップ６１４において同じ同期分布（ｓｙｎｃ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が受信されたか否かを判定
する。もし同じ同期分布が受信されていれば、ベースス
テーションはステップ６１２において通常動作を行なう
ことになる。そうでない場合は、ベースステーションは
ステップ６０４において第２のビーコン信号または非同
期ハンドセットトラフィックをチェックする。他のベー
スステーションに向けて移動する１つの方法は図１１を
参照して以下に説明する。

【００１７】一例としてＡ１〜Ａ５のチェーンを使用
し、時間Ｔ１において、ベースステーションＡ１は最初
の（ｏｒｉｇｉｎａｌ）マスタのベースステーションと
して存在している。第２のベースステーションＡ２は次
にパワーアップし、Ａ１を検出しかつＡ１に同期する。
第３のベースステーションＡ３が次にパワーアップす
る。本発明の図３によれば、Ａ３は同期ソース（Ａ２）
を検出しかつ該同期ソースに同期する。チェーンはパワ
ーアップしたベースステーションがチェーンに同期する
に応じて築かれ続ける。要するに、ベースステーション
がチェーンのいずれかの端に加えられた（すなわち、パ
ワーアップされかつマスタを探している）ときに、該ベ
ースステーションはチェーンに同期することになる。

【００１８】時間ｔ２において、２つの同期チェーンは
出会いかつ同期したベースステーションＣ１〜Ｃ９の単
一のチェーンを形成する。ベースステーションの２つの
チェーンをつなぐ新しいベースステーション（時間ｔ２
におけるベースステーションＣ４として示される）は第
１のベースステーションを検出しかつそのベースステー
ションに同期する。Ｃ４はＣ３またはＣ５のいずれの到
達範囲内にもありかついずれをも検出できるが、Ｃ３が
同期するベースステーションを決定するために衝突回避
技術を使用することができる。後に詳しく説明するよう
に、ベースステーションは２つのベースステーションの
うちの１つに対しデフォールトで同期することができ
る。デフォールトの方法は同期プロトコルに依存する。
例えばＣ４が最初にＣ５に同期するものと仮定すると、
Ｃ３（これはＣ２に同期している）が次に現在同期外れ
になっている第２のベースステーション（Ｃ４）を検出
しかつそのベースステーションに同期する。Ｃ２（これ
はＣ１に同期している）が次に同期外れになっている第
２の同期ソース（Ｃ３）を検出し、かつＣ２がＣ３に同
期する。最後に、Ｃ１はＣ２と同期外れとなっており次
にＣ２に同期して同期チェーンの逆戻りまたは反転を完
了する。Ｃ１はしたがってマスタを放棄する。したがっ
て、本発明の方法は同期チェーンの形成を可能にし、か
つ特に２つの同期チェーンが衝突する場合に単一の同期
チェーンが形成できるようにする。

【００１９】同様に、ビーコン信号およびハンドセット
トラフィックの双方を検出することに基づく同期チェー
ンの展開についても図５および図６を参照して説明す
る。ベースステーションが該ベースステーションに電力
が印加されたときにビーコン信号を送信するが、用語
「パワーアップ」はまたベースステーションが呼の最中
にある場合におけるハンドセットトラフィックの送信に
言及している。ベースステーションはビーコン信号また
は非同期ハンドセットトラフィックが検出されたか否か
をステップ６０４において判定する。もしビーコン信号
も非同期ハンドセットトラフィックも検出されなけれ
ば、ベースステーションはステップ６０６においてルー
プに留まっている。しかしながら、もしビーコン信号ま
たは非同期ハンドセットトラフィックが検出されれば、
ベースステーションはステップ６０８において検出され
たベースステーションに同期する。ベースステーション
は通信における何らかの妨害を避けるためゆっくりと検
出されたベースステーションに向って移動する。該ベー
スステーションは次にステップ６１０において同期が完
了したか否かを判定する。もし同期が完了していなけれ
ば、該ベースステーションはステップ６０８において他
の同期ソースに向ってゆっくりと移動する。もし同期が
完了すれば、ベースステーションはステップ６１２にお
いて通常動作を行なう。該ベースステーションは次にス
テップ６１４において同じ同期分布が受信されたか否か
を判定する。もし同じ同期分布が受信されていれば、該
ベースステーションはステップ６１２において通常の動
作を行なう。そうでない場合は、該ベースステーション
はステップ６０４において第２のビーコン信号または非
同期ハンドセットトラフィックに対するチェックを行な
う。

【００２０】再びＡ１〜Ａ５チェーンを例として使用す
ると、Ａ１は最初のマスタとして存在する。ベースステ
ーションＡ２はパワーアップし、Ａ１からビーコン信号
を検出しかつＡ１に同期する。他のベースステーション
Ａ３が次にパワーアップする。本発明の動作によれば、
もしベースステーションＡ２が呼の最中にあれば、Ａ３
はＡ２のハンドセットトラフィックを検出しかつＡ２に
同期する。Ａ３はビーコンを送信する。ベースステーシ
ョンＡ４が次にパワーアップしかつベースステーション
Ａ３と同期する。もし他のベースステーション（Ａ５）
がパワーアップすれば、それはベースステーションＡ４
のハンドセットトラフィックに同期する。要するに、ベ
ースステーションはビーコン信号またはハンドセットト
ラフィックを検出しかつチェーンを形成するために該ビ
ーコン信号またはハンドセットトラフィックの発生源に
同期する。

【００２１】時間ｔ２において、２つの同期チェーンは
出会いかつ同期した装置Ｃ１〜Ｃ９の単一のチェーンを
形成する。２つのチェーンをつなぐベースステーション
（時間ｔ２におけるＣ４として示されている）は前記２
つの装置のうちの１つに同期する。ベースステーション
Ｃ４はＣ３またはＣ５の到達範囲内にありかつＣ３また
はＣ５を検出することができるが、Ｃ３がどのベースス
テーションに同期するかを決定するために何らかの衝突
回避技術を使用することができる。例えばハンドセット
Ｃ４が始めにＣ５に同期するものと仮定すると、Ｃ３は
次に同期していないＣ４のビーコン信号またはハンドセ
ットトラフィックを検出しかつＣ４に同期する。Ｃ２が
次に同期していない第２のソース（Ｃ３）を検出し、か
つＣ２はＣ３に同期する。最後に、Ｃ１はＣ２と同期し
ておらずかつ次にＣ２と同期して同期チェーンの逆戻り
または反転（ｒｅｖｅｒｓａｌ）を完了する。Ｃ１はし
たがってマスタの地位を放棄する。

【００２２】次に通信装置を同期するためのプロトコル
について考察し、１つのチェーンにある通信装置を同期
するための好ましい方法につき図７〜図１０を参照して
詳細に説明する。始めに図７に入ると、ベースステーシ
ョンを同期するための無線インタフェースプロトコルが
示されている。好ましくは、主（ｐｒｉｍａｒｙ）およ
び冗長（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ）フレーム７０２および７
０４の双方が図７に示されるようにベースステーション
の間で送信される。主および冗長フレームを有する周波
数およびビット同期を維持する方法および装置について
は１９９３年５月１８日に発行され、「デジタル通信シ
グナリングシステム」と題する米国特許第５，２１２，
７１５号、ピッカート（Ｐｉｃｋｅｒｔ）他、に記載さ
れている。特定のスロットを参照すると、フレーム７０
２はシンセサイザのロック時間のためのスロット７０６
を含む。引き続く４つのスロットは順方向主および順方
向冗長データフィールド、および逆方向主および逆方向
冗長データフィールドのためのものである。特に、スロ
ット７０８は順方向（ベース−ハンドセット）主データ
スロットである。スロット７１０は順方向冗長データフ
ィールドである。スロット７１２は逆方向（ハンドセッ
ト−ベース）主データフィールドであり、一方スロット
７１４は逆方向冗長データフィールドである。スロット
７１６はシンセサイザのタイムスロットである。引き続
く２つのスロットはビーコンスロットであり、ビーコン
スロットＡ ７１８（スロットＡ）およびビーコンスロ
ットＢ

【００２３】７２０（スロットＢ）で示されている。該
ビーコンスロットはベースステーションを同期させるた
めに使用されるベース同期フィールドを送信するために
使用される。１つのビーコンメッセージはビーコンスロ
ットによって送信される複数のビーコン信号からなる。
ビーコンスロットＡおよびビーコンスロットＢの機能は
図８を参照して詳細に説明する。

【００２４】図７に示されるように、主フレーム７０２
の順方向主タイムスロット７０８もまた冗長フレーム７
０４の順方向冗長スロット７２６において送信される。
すなわち冗長スロットは前のフレームの主スロットに整
合する情報を含む。同様に、主フレーム７０２の逆方向
主スロット７１２は冗長時間フレーム７０４の逆方向冗
長スロット７３０において送信される。主および冗長デ
ータフィールドの送信の動作は技術的に良く知られてお
りかつここではこれ以上詳細に説明しない。しかしなが
ら、本発明によれば冗長スロットを送信するシステムを
使用する必要はなく、かつ単一のフレームを送信しても
よいことが理解されるべきである。

【００２５】図７はまた順方向または逆方向のデータス
ロット、またはいずれかの方向の主スロットまたは冗長
スロットのための好ましいスロット構造を示す。デジタ
ル制御チャネル（ＤＣＣＨ）フィールド７５０のための
好ましいフィールドが示されている。各々のＤＣＣＨデ
ータスロットはランプ／ガード（ｒａｍｐ／ｇｕａｒ
ｄ：Ｒ／Ｇ）フィールド７５４、プリアンブルフィール
ド７５６、同期フィールド７５８、データフィールド７
６０、巡回冗長検査（ＣＲＣ）フィールド７６２および
Ｒ／Ｇフィールド７６４を具備する。デジタルトラフィ
ックフィールド７５２も示されている。前記プリアンブ
ルフィールドはベースステーションを識別するためのマ
ーカー信号を表わす。逆方向チャネルにおいては、マー
カー信号がハンドセットを識別する。前記デジタルトラ
フィックチャネルのデータスロットはＲ／Ｇフィールド
７６６、同期フィールド７６８、低速関連制御チャネル
（ＳＡＣＣＨ）７００、ＣＲＣフィールド７７２、ボコ
ーダペイロードフィールド７７４、およびＲ／Ｇフィー
ルド７７６を具備する。図７には好ましいデータフィー
ルドのプロトコルが示されているが、本発明の範囲内で
付加的なまたはより少ないフィールドを送信することも
できる。

【００２６】次に図８を参照すると、図７の無線（ａｉ
ｒ）プロトコルを使用したベースステーションを同期す
るための好ましいステップが示されている。特に、ステ
ップ８０４において、ベースステーションはビーコンメ
ッセージがスロットＡまたはスロットＢにおいて捕捉さ
れたか否かを判定する。もしスロットＡまたはスロット
Ｂのいずれにもビーコンが捕捉されなければ、ベースス
テーションはステップ８０６において同期マスタとなり
かつスロットＡによりビーコンメッセージを送信する。
該ベースステーションは次にステップ８０８において位
相外れの同期ソースのために監視を行なう。もし位相外
れの（ｏｕｔ ｏｆ ｐｈａｓｅ）同期ソースが検出さ
れなければ、ベースステーションはステップ８０４にお
いてビーコンメッセージがスロットＡまたはスロットＢ
において捕捉されたか否かを判定し続ける。もしステッ
プ８０８において位相外れの同期ソースが検出されれ
ば、ベースステーションはステップ８１０においてスレ
イブとして他のベースステーションに同期する。ベース
ステーションは次にステップ８１２において同じ同期分
布が受信され続けているか否かを判定する（すなわち、
同じ前に検出された同期ソースが検出された唯一の同期
ソースであるか）を判定する。もし同じ同期分布が受信
され続けていれば、ベースステーションはステップ８１
０においてスレイブとして他のベースステーションに同
期する。

【００２７】しかしながら、もしステップ８１２におい
て新しい同期分布が受信されれば、ベースステーション
はステップ８０４においてスロットＡまたはスロットＢ
によって同期が捕捉されたか否かを判定する。ステップ
８１４において同期がスロットＡで捕捉されたがスロッ
トＢでは捕捉されない場合、ベースステーションはステ
ップ８１６においてスレイブとしてスロットＡに同期
し、かつスロットＢによってビーコンメッセージを再送
信する。もしステップ８１８において最初の同期分布が
受信され続けていれば、ベースステーションはスレイブ
としてスロットＡに同期しかつスロットＢによって送信
し続ける。しかしながら、もし前記同期分布が続いてい
なければ、ベースステーションはステップ８０８におい
て位相外れの同期ソースを監視する。

【００２８】ステップ８２０においてベースステーショ
ンがスロットＢにビーコンを検出したが、スロットＡに
は検出しない場合には、ベースステーションはステップ
８２２においてスレイブとしてスロットＢに同期しかつ
スロットＡによりビーコンを送信する。もしステップ８
２４において最初の同期分布が受信され続けていれば、
ベースステーションはスレイブとしてスロットＢに同期
しかつスロットＡにより再送信する。しかしながら、も
し最初の同期分布が受信されなければ、ベースステーシ
ョンはステップ８０８において位相外れの同期ソースを
監視する。

【００２９】最後に、ステップ８２５において同期がス
ロットＡおよびスロットＢの両方に捕捉されれば、ベー
スステーションはそれらのスロットの内の１つに同期す
る。一例として、ベースステーションはステップ８２６
においてデフォールトのスロット（例えば、スロット
Ａ）に同期することができる。もしステップ８２８にお
いて元の同期分布が受信され続けていれば、ベースステ
ーションはスレイブとしてスロットＡに同期し続ける。
そうでない場合は、ベースステーションはステップ８０
８において位相外れの同期ソースを監視する。

【００３０】要するに、ベースステーションは非同期ソ
ースを検出するために２つのビーコンスロットを監視す
る。もしいずれのビーコンスロットにもビーコン信号が
検出されなければ、ベースステーションはマスタのベー
スステーションとして機能する。もしベースステーショ
ンが前記ビーコンスロットの内の１つにビーコン信号を
検出すれば、ベースステーションはそのベースステーシ
ョンに同期し、かつ他のビーコンスロットによってビー
コン信号を再送信して他のベースステーションがそれに
同期できるようにする。もしあるベースステーションが
スロットＡおよびスロットＢに同時にビーコンを検出す
れば（すなわち、２つのベースステーションからのビー
コンを検出すれば）、ベースステーションはこれらベー
スステーションの内の１つに同期する。２つのベースス
テーションの内の他方のものは次に前記あるベースステ
ーションが同期外れであることを検出しかつそのベース
ステーションに同期する。したがって、別個のチェーン
の全てのベースステーションが同期することになる。

【００３１】次に図９に移ると、チェーンとなったベー
スステーションを同期するための無線インタフェースプ
ロトコルの別の実施例が示されている。図９に示される
ように、フレーム９０２はシンセサイザのロック時間の
ためのスロット９０６を含む。引き続く４つのスロット
は順方向主および順方向冗長データフィールド、および
逆方向主および逆方向冗長データフィールドのためのス
ロットである。特に、スロット９０８は順方向（ベース
−ハンドセット）主データスロットである。スロット９
１０は順方向冗長データフィールドである。スロット９
１２は逆方向（ハンドセット−ベース）主データフィー
ルドであり、スロット９１４は逆方向冗長データフィー
ルドである。少なくとも１つのブランクのスロット９１
６も含まれておりこの別の実施例においてハンドセット
トラフィックを検出できるようにしている。スロット９
１８はシンセサイザのロック時間スロットであり、それ
に続きビーコンスロット９１８として示された単一のス
ロットがある。ビーコンスロットの機能は図１０を参照
して詳細に説明する。主および冗長フレーム９０２およ
び９０４の双方が図７に示されるようにベースステーシ
ョンの間で送信されるが、単一の時間フレームを送信す
ることもできる。また、図７に示されたＤＣＣＨおよび
ＤＴＣデータフィールドもまたこの別の実施例において
使用することができる。

【００３２】次に図１０に移ると、少なくとも１つのブ
ランクスロットおよび単一のビーコンスロットを有する
図９の無線プロトコルを使用したベースステーションを
同期するための別の実施例についての好ましいステップ
が示されている。ステップ１００４において、ビーコン
スロットにビーコンが検出されずかつブランクスロット
に非同期ハンドセットトラフィックが検出されなけれ
ば、ベースステーションはステップ１００６において同
期マスタとなりかつビーコンスロットによってビーコン
メッセージを送信する。ベースステーションは次にステ
ップ１００８においてブランクスロットにおける位相外
れの同期ソースを監視する。もし位相外れの同期ソース
が検出されなければ、ベースステーションはステップ１
００４においてビーコンメッセージがビーコンスロット
において捕捉されるかあるいは非同期ハンドセットトラ
フィックがブランクスロットに検出されるかを判定し続
ける。もしステップ１００８において位相外れのハンド
セットが検出されれば、ベースステーションはステップ
１０１０においてゆっくりと他のソースに向って移動し
かつスレイブとして該ハンドセットに同期する。ベース
ステーションは次にステップ１０１２において同じ同期
分布が受信され続けているか否かを判定する。もし同じ
同期分布が受信され続けていれば、ベースステーション
はステップ１０１０においてスレイブとして他のハンド
セットに同期し続ける。

【００３３】しかしながら、ステップ１０１２において
新しい同期分布が受信されれば、ベースステーションは
ステップ１００４においてビーコンメッセージがビーコ
ンスロットにおいて捕捉されたかあるいはハンドセット
トラフィックがブランクスロットにおいて検出されたか
を判定する。もしステップ１０１４においてビーコンメ
ッセージがビーコンスロットに検出されかつ非同期ハン
ドセットトラフィックがブランクスロットに検出されな
ければ、ベースステーションはステップ１０１６におい
てスレイブとしてビーコンスロットに同期する。もしス
テップ１０１８において最初の同期分布が受信され続け
ていれば、ベースステーションはスレイブとしてビーコ
ンスロットに同期し続ける。しかしながら、もし該同期
分布が継続していなければ、ベースステーションはステ
ップ１００８において位相外れの同期ソースを監視す
る。

【００３４】ステップ１０２０においてもしベースステ
ーションがブランクスロットに非同期ハンドセットトラ
フィックを検出したが、ビーコンスロットにビーコンを
検出しなければ、ベースステーションはステップ１０２
２においてスレイブとしてブランクスロットにおいて同
期する。もしステップ１０２４において最初の同期分布
が受信され続けていれば、ベースステーションはスレイ
ブとして該ブランクスロットに同期しかつ該ビーコンス
ロットにより再送信する。しかしながら、もし元の同期
分布が受信されなければ、ベースステーションはステッ
プ１００８において位相外れの同期ソースを監視する。

【００３５】最後に、ステップ１０２５においてもしビ
ーコンメッセージがビーコンスロットに検出されかつ干
渉するハンドセットトラフィックがブランクスロットに
検出されれば、ベースステーションはステップ１０２６
においてスレイブとしてビーコンスロットに同期する。
もしステップ１０２８において元の同期分布が受信され
続けていれば、ベースステーションはスレイブとしてビ
ーコンスロットに同期し続ける。そうでない場合は、ベ
ースステーションはステップ１００８において位相外れ
の同期ソースを監視する。

【００３６】要するに、別の実施例はビーコンスロット
におけるビーコン信号またはブランクスロットにおける
ハンドセットトラフィックを監視して非同期ソースを検
出するベースステーションを開示している。もしビーコ
ンスロットにおいてビーコン信号が検出されずかつブラ
ンクスロットにおいてハンドセットトラフィックが検出
されなければ、ベースステーションはマスタのベースス
テーションとして機能する。もしベースステーションが
ビーコンスロットにおいてビーコン信号を検出しあるい
はブランクスロットにおいてハンドセットトラフィック
を検出すれば、ベースステーションはそのベースステー
ションに同期する。もしハンドセットトラフィックが検
出されれば、ベースステーションはまた該ビーコンスロ
ットによってビーコン信号を再送信し他のベースステー
ションがそれに同期できるようにする。もしあるベース
ステーションがビーコンスロットにおいてビーコンを検
出しかつブランクスロットにおいてハンドセットトラフ
ィックを検出すれば、該ベースステーションは前記ベー
スステーションの１つ、好ましくはビーコンスロットで
検出されたベースステーション、に同期することにな
る。２つのベースステーションの内の他のものは次にそ
のベースステーションが同期外れであることを検出しか
つそのベースステーションに同期する。したがって、別
個のチェーンの全てのベースステーションが同期するこ
とになる。

【００３７】次に図１１に移ると、ＤＰＬＬを使用する
ことにより同期を達成しまたは維持する好ましい方法が
開示されている。特に、ステップ１１０４においてある
スロットが同期ソースとして確立される。ベースステー
ションは次にステップ１１０６においてビーコンが受信
されたか否かを判定する。もしビーコンが受信されてい
れば、ベースステーションはステップ１１０８において
該ビーコンが早期に受信されたか否かを判定する。もし
ビーコンが早期に受信されていれば、ベースステーショ
ンはステップ１１１０においてＮ−１ビットを有するガ
ードバンドを有するフレームを送信する。しかしながら
もしビーコンが早期に受信されていなければ、ベースス
テーションはＮ＋１ビットを有するガードバンドを送信
する。図１１の方法は同期を維持する１つの方法である
が、技術的に知られた他の方法も同期を維持するために
使用できることが理解されるであろう。以上の説明にお
いては実例によって特定の実施例が説明されたが、変形
および別の実施例も本発明の精神および範囲内に含まれ
る。本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ制限さ
れるべきである。

【００３８】

【発明の効果】要するに、本発明は多数のベースステー
ションが同じ周波数で動作するよう構成された通信環境
における同期通信を可能にする。特に、レジデンシャル
・ベースステーションのようなベースステーションはそ
うでなければ独立に動作する他のベースステーションと
の干渉を最小にするために調整されなければならない。
本発明によれば、１つのシステムで動作している各々の
ベースステーションは同じ周波数で動作している他のベ
ースステーションが到達範囲内にあるか否かを判定す
る。ベースステーションの内の１つがマスタとしての役
割を果たしかつ残りのベースステーションはそのマスタ
のベースステーションに同期する。ベースステーション
を同期する好ましい方法が、シグナリングプロトコルお
よび衝突回避技術を含めて開示されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】公衆システム電話ネットワークに接続された多
数のベースステーションを有する無線通信システムを示
す概略的説明図である。

【図２】無線ベースステーションまたはハンドセットの
ための回路を示すブロック図である。

【図３】図１の無線通信システムにおけるベースステー
ションのためのマスタおよびスレーブ指定およびチェー
ン構築を決定するための好ましいステップを示す流れ図
である。

【図４】低速周波数ホッパシステムにおける利用可能な
インデクスを決定するための好ましい実施例を示す流れ
図である。

【図５】無線通信システムにおけるベースステーション
のオーバラップの調整を示すネットワークのトポロジー
的説明図である。

【図６】図５に示されたチェーンの逆戻りの間における
ベースステーションの調整のための概略的なステップを
示すフローチャートである。

【図７】ベースステーションを調整するための複数の同
期スロットを有する無線インタフェースプロトコルの第
１の実施例を示す説明図である。

【図８】図７に示された無線インタフェースプロトコル
を有するベースステーションの調整方法を示す詳細な流
れ図である。

【図９】ベースステーションおよびハンドセットを調整
するための単一の同期スロットおよびブランクスロット
を有する無線インタフェースプロトコルの第２の実施例
を示す説明図である。

【図１０】図９に示される無線インタフェースプロトコ
ルを有するベースステーションの調整方法を示す詳細な
流れ図である。

【図１１】同期ソースを備えたベースのためのデジタル
位相同期ループの動作を示す流れ図である。

【符号の説明】

１０２ 無線通信システム １０４ ベースステーション １０６ 公衆システム電話ネットワーク １０８ カバレージ領域 １１０ ハンドセット ２０１ ＡＳＩＣフレーム発生器 ２０３ マイクロプロセッサ ２０５ ＲＡＭ ２０７ ＥＥＰＲＯＭ ２０９ ＲＯＭ ２１１ マイクロプロセッサパッケージ ２１３ 表示装置 ２１５ キーパッド ２１７ マイクロホン ２１９ オーディオ回路 ２２１ スピーカ ２２３ 送信機 ２２５ シンセサイザ ２２７ 受信機 ２２９ アンテナ ２３１ デジタル位相同期ループ ２３３ 電気通信ネットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ・ジェイ・マレク アメリカ合衆国イリノイ州60014、クリス タル・レイク、キャメロット・ドライブ 915

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 他のＲＦデジタル多元接続通信システム
   の到達範囲内で動作するよう構成された無線周波（Ｒ
   Ｆ）デジタル多元接続通信システムであって、 該ＲＦデジタル多元接続通信システムは、 ベースステーションであって、 ビーコン信号を含む通信信号を送信するための送信機
   と、 前記ＲＦデジタル多元接続通信システムの到達範囲内で
   動作する他のベースステーションによって送信されたビ
   ーコン信号を含む通信信号を受信するための受信機と、
   を具備する前記ベースステーション、そして前記ベース
   ステーションと通信するよう構成された少なくとも１つ
   の携帯用装置、 を具備することを特徴とする無線周波（ＲＦ）デジタル
   多元接続通信システム。
2. 【請求項２】 お互いの到達範囲内で動作するよう構成
   された複数の独立したベースステーションを有する無線
   周波（ＲＦ）デジタル多元接続通信システムであって、
   各々のベースステーションは、 ビーコン信号を含む通信信号を送信するための送信機、
   そして前記ＲＦデジタル多元接続通信システムの到達範
   囲内で動作する他のベースステーションによって送信さ
   れたビーコン信号を含む前記通信信号を受信するための
   受信機、 を具備することを特徴とする無線周波（ＲＦ）デジタル
   多元接続通信システム。
3. 【請求項３】 同じ通信プロトコルを備えた同じ周波数
   帯域内で動作する他のＴＤＭＡ通信システムの到達範囲
   内で動作するよう構成された時分割多元接続（ＴＤＭ
   Ａ）通信システムであって、該ＴＤＭＡ通信システム
   は、 パーソナルコードレス・ベースステーションであって、 ベース同期フィールドを備えた通信信号を送信するため
   の送信機と、 前記ＴＤＭＡ通信システムの到達範囲内で動作する第２
   のパーソナルコードレス・ベースステーションによって
   送信されたベース同期フィールドを含む通信信号を受信
   するための受信機と、を備えた前記パーソナルコードレ
   ス・ベースステーション、そして前記パーソナルコード
   レス・ベースステーションと通信するよう構成された少
   なくとも１つの携帯用装置、 を具備することを特徴とする時分割多元接続（ＴＤＭ
   Ａ）通信システム。
4. 【請求項４】 通信信号を伝送するための通信装置であ
   って、 メッセージフレームを発生するための回路であって、該
   メッセージフレームは、 （ｉ）シンセサイザロック時間スロット、（ｉｉ）デー
   タ送信のための複数のタイムスロット、および（ｉｉ
   ｉ）通信システムにおいて動作するベースステーション
   を同期するためのビーコンスロット、を備えたスロット
   構造を有するもの、 前記メッセージフレームを伝送するための送信機、そし
   てメッセージフレームを受信するための受信機、 を具備することを特徴とする通信信号を伝送するための
   通信装置。
5. 【請求項５】 無線ベースステーションにおける通信を
   確立する方法であって、前記無線ベースステーションは
   少なくとも１つの遠隔の装置と通信するよう構成され、
   前記方法は、 前記無線ベースステーションのパワーアップに応じてビ
   ーコン信号を聴取する段階、そしてビーコン信号が受信
   されなければ前記無線ベースステーションを同期マスタ
   として確立する段階、 を具備することを特徴とする無線ベースステーションに
   おける通信を確立する方法。
6. 【請求項６】 第１のパーソナルコードレス・ベースス
   テーションにおける同期通信を確立する方法であって、
   前記第１のパーソナルコードレス・ベースステーション
   は少なくとも１つの遠隔の装置と通信するよう構成さ
   れ、前記方法は、 前記パーソナルコードレス・ベースステーションのパワ
   ーアップに応じて同期信号を聴取する段階、 第２のパーソナルコードレス・ベースステーションによ
   って発生された前記同期信号を受信したことに応じて前
   記第１のパーソナルコードレス・ベースステーションを
   同期スレイブとして確立する段階、 第２のパーソナルコードレス・ベースステーションから
   同期信号が受信されなければ前記第１のパーソナルコー
   ドレス・ベースステーションを同期マスタとして確立す
   る段階、そして前記第１のパーソナルコードレス・ベー
   スステーションから同期信号を送信する段階、 を具備することを特徴とする同期通信を確立する方法。
7. 【請求項７】 お互いの到達範囲内にある複数のベース
   ステーションと動作するよう構成されたシステムにおけ
   る同期通信を確立する方法であって、 各々の前記ベースステーションからビーコン信号を送信
   する段階、 各々の前記ベースステーションからのビーコン信号を聴
   取する段階、 ビーコン信号が受信されなかった場合に前記複数のベー
   スステーションの内の第１のベースステーションをマス
   タのベースステーションとして確立する段階、そして前
   記マスタのベースステーションからビーコン信号を受信
   したことに応じて前記複数のベースステーションの内の
   第２のベースステーションをスレイブのベースステーシ
   ョンとして確立する段階、 を具備することを特徴とする同期通信を確立する方法。
8. 【請求項８】 お互いの到達範囲内で動作するよう構成
   された複数のベースステーションを有する通信システム
   における同期通信を提供する方法であって、 第１のベースステーションおよび第２のベースステーシ
   ョンからのビーコン信号を第３のベースステーションに
   おいて検出する段階、 前記第３のベースステーションを前記第１のベースステ
   ーションに同期させる段階、 前記第２のベースステーションにおいて、第３のベース
   ステーションからのビーコン信号を検出する段階、そし
   て前記第２のベースステーションを前記第３のベースス
   テーションに同期させる段階、 を具備することを特徴とする通信システムにおける同期
   通信を提供する方法。
9. 【請求項９】 お互いの到達範囲内で動作するよう構成
   された複数のベースステーションを有する通信システム
   において同期通信を提供する方法であって、 第１のベースステーションおよび第２のベースステーシ
   ョンの各々からのビーコン信号を第３のベースステーシ
   ョンにおいて検出する段階、 前記第３のベースステーションを前記第１のベースステ
   ーションに同期させる段階、 前記第３のベースステーションにおいてビーコン信号を
   発生する段階、 前記第２のベースステーションにおいて、前記第３のベ
   ースステーションにおいて発生された前記ビーコン信号
   を検出する段階、そして前記第２のベースステーション
   を前記第３のベースステーションに同期させる段階、 を具備することを特徴とする同期通信を提供する方法。
10. 【請求項１０】 お互いの到達範囲内で動作するよう構
    成された複数のベースステーションを有する通信システ
    ムにおいて同期通信を提供する方法であって、 第１のベースステーションおよび第２のベースステーシ
    ョンの各々からのビーコン信号を第３のベースステーシ
    ョンにおいて検出する段階、 前記第３のベースステーションを前記第１のベースステ
    ーションに同期させる段階、 前記第３のベースステーションと通信するよう構成され
    たハンドセットからのハンドセットトラフィックを前記
    第２のベースステーションにおいて検出する段階、そし
    て前記ハンドセットトラフィックに基づき前記第２のベ
    ースステーションを前記第３のベースステーションに同
    期させる段階、 を具備することを特徴とする同期通信を提供する方法。