JPH10505971A - ディジタル無線電話における制御信号の送信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基地局と加入者ユニットとの間の伝送において、システム制御信号は固定時間フレーム内のタイムスロット内に送信される。システム制御信号は断片化され、各断片はフレームの異なるタイムスロットで送信される。

Description

【発明の詳細な説明】 ディジタル無線電話における制御信号の送信方法 本発明は固定長時間フレーム内のタイムスロット内のシステム制御信号の送信 方法に関する。 時分割多重／時分割多元接続（ＴＤＭ／ＴＤＭＡ）システムにおいては、シス テム制御信号が基地局から関係する加入者ユニットに同報通信される。これらの 制御信号は特定の加入者ユニットに向けられたページング・メッセージであり得 る。それらは加入者ユニットからの要求に応じてトラヒック・チャネルを割り当 てて呼設定をするためのメッセージでもよい。このシステム制御信号は、トラヒ ック．チャネルが割り当てられていないにもかわらず特定の加入者ユニットに向 けて送られる、ユーザ特定メッセージを含んでもよい。このシステム制御メッセ ージは、加入者ユニットが呼設定要求を送信するために利用可能なチャネルのリ スト（アロハ・スロット．リスト）を含むことができる。 ＧＳＭ（移動通信用グローバル・システム）のような従来のＴＤＭ／ＴＤＭＡ システムにおいては、システム制御信号は専用チャネル上で送られる。即ち、基 地局からの各ＴＤＭフレーム内の１スロットが装置のような信号のために割り当 てられている。 本発明は請求の範囲において規定されており、それをここで参照する。 本発明は好ましくは、ＴＤＭ／ＴＤＭＡにおける基地局と加入者ユニットの間 でのシステム制御信号の送信方法を提供し、その制御信号はデータユニットを備 え、各データユニットは断片化され、各断片はフレームの異なるタイムスロット で送信される。送信は好ま しくは基地局から加入者ユニットに行われる。 本発明は又、ＴＤＭ／ＴＤＭＳシステムにおける加入者ユニットでの基地局か らの制御信号の受信方法に関し、その中で、各断片がＴＤＭフレームの異なるタ イムスロットで送信された制御信号データの断片が再結合のための時間にわたっ て加入者ユニットで受信されて制御信号を出力する。 本発明は又、制御信号を送信用の異なるＴＤＭタイムスロットの所定の部分に 断片化するように作用する制御信号断片化手段と、送信手段とを含む基地局に関 する。本発明はさらに、好ましくは、基地局から信号を受信するように作用する 受信手段と、システム制御信号断片を区別するように作用する選択手段と、上記 断片を再結合して加入者ユニットにおいてシステム制御信号を出力するように作 用する再結合手段とを含む加入者ユニットを提供する。 本発明は専用放送チャネルの必要性をなくするという利益を有する。 好ましくは、システム制御断片は所定の長さで、各スロット内で所定位置を取 る。その断片は等しい固定長でよい。各スロットは又スピーチデータのような他 のデータを含んでもよい。好ましくは１０スロットのＴＤＭフレームは、好まし くは、各スロット内に１つの断片を含む。したがって、標準長データユニットに 符号化されたシステム制御信号は、各データユニットが１０個の等長断片を与え るような断片である。各データユニットは、システム制御信号に加えて、ヘッダ とエラー訂正データを含んでいる。エラー訂正データはサイクリック冗長性検査 データ（ＣＲＣ）でよい。 システム制御データユニットは好ましくは基地局から送信された無線周波搬送 波の全ての上に複製され、これらすべての無線周波搬送波上のＴＤＭフレームの 送信は同期化される。したがって、加入 者ユニットは、どのＲＦ搬送波を受信したかに係わらす、システム制御信号を正 確に受信できる。 本発明の好ましい実施例を、図面を参照することにより説明する。 図１は基地局（BTE-Base terminationg Equipment）と加入者ユニット（NTE-N etwork Terminating Equipment）とを含むシステムを示す概略ブロック図である 。 図２は双方向リンクのフレーム構造およびタイミングを示した図である。 図３は制御信号の通信のための基本ハードウエアを示すブロック図である。 図４は下りリンクＴＤＭフレーム内のスロットの所定部分における送信用の制 御信号データユニット（ＰＤＵ）内の制御信号（BROADCAST DATA）の断片化（fr agmentation）とその後の再結合を示す図である。基本システム 図１に示す好適なシステムでは、交換機から加入者へのローカルワイヤループ が、固定基地局と固定加入者ユニットとの間の完全な双方向無線リンクによって 置き換えられた電話システムの一部をなす。前記好適なシステムは、双方向無線 リンクと必要なプロトコルを実行する送受信機を含む。前記好適なシステムと、 公知技術であるＧＳＭのようなディジタルセルラー移動電話システムには類似点 がある。このシステムは、レイヤモデルに基づいたプロトコルを使用する。前記 レイヤは、特に次のレイヤ：ＰＨＹ（Physical）、ＭＡＣ（Medium Access Cntr ol）、ＤＬＣ（Data Link Control）、ＮＷＫ（Network）を有する。ＧＳＭと比 較した場合の相違点の１つは 、好適なシステムにおいて、加入者ユニットは固定ロケーションに配置され、そ してハンドオフ・アレンジメント (hand-off arrangements)や他の移動に関連す る特徴を必要としない点にある。このことは、好適なシステムでは、例えば指向 性アンテナや主要な電気回路が使用できることを意味する。 好適なシステムの各基地局は、隣接した基地局間の干渉を最小限度とするため に、全周波数配置から選択した１２周波で６双方向無線リンクを構成する。双方 向リンクのフレーム構成及びタイミングは図２に示されている。各双方向無線リ ンクは、加入者ユニットから基地局への上りリンク、そして固定の周波数オフセ ットが与えられた基地局から加入者ユニットへの下りリンクから成る。前記下り リンクはＴＤＭ、そして上りリンクはＴＤＭＡである。全てのリンクの変調には 、ｎ／４−ＤＱＰＳＫが用いられ、そして全リンクの基本フレーム構造は２，５ ６０ビットのフレーム当たり１０スロット、すなわち２５６ビット／スロットで ある。また、ビットレートは５１２Ｋｂｐｓである。下りリンクは、連続して送 信され、そして基本システム情報の放送チャネルを含む。送信すべき有用な情報 が無い時は、下りリンクの伝送に基本フレーム及びスロット構成を使用し、適当 な埋め込みパターンを含む。 上りリンクと下りリンクの両者には、２つのスロットタイプが存在する。呼設 定後に使用される正規スロット(normal slot) と、呼設定中に使用されるパイロ ットスロットである。 各下りリンクの正規スロットは、８ビットの同期情報、次に８ビットのヘッダ を含む２４ビットのＳフィールド、続く１６０ビットのＤフィールドから成る。 これに、２４ビットの前方エラー訂正、及び８ビットの末尾(tail)、続いて１２ ビットの放送チャネルが続く。１つのフレームのスロットの各々における１０個 の放送チャネ ルセグメントは、基地局から送出され、システム動作の基本となるスロットリス ト、マルチフレーム及びスーパフレーム情報、コネクションレス・メッセージや 情報等のリンク情報を伴う制御メッセージを含む下りリンク共通信号チャネルを 形成する。 呼設定中、各下りリンクのパイロットスロットには、周波数訂正データ、及び 短いＳフィールドだけでＤフィールド情報が無い受信機初期設定のためのフレー ミングシーケンスが含まれる。 上りリンクのスロットは、基本的に２つの異なるデータパケットタイプを含む 。第１のパケットタイプは、パイロットパケットと呼ばれ、例えばアロハ（Ａｌ ｏｈａ）の呼要求 (Call requests)に対する適応時間割り当てを許可すべく、接 続設定前に使用される。他のタイプのデータパケットは、適応時間割り当て使用 により、呼の確立が完了した時点で使用されるより大きなデータパケットである 。 各上りリンク正規パケットは、４ビット継続ランプ(ramp)が前後に続く２４４ ビットのデータパケットを含む。前記各ランプ及び２５６ビットスロットの残り のビットは、タイミングエラーによる隣接スロットからの干渉に対し、ガードギ ャップを与える。各加入者ユニットは、信号が基地局に到達するのにかかる時間 を補償するために、そのスロット転送タイミングを調整する。各上りリンクのデ ータパケットは、各下りリンクの正規スロットと同じビット数が２４ビットの同 期データ、続くＳフィールド及びＤフィールドで構成される。 各上りリンクのパイロットスロットは、１９２ビット長のパイロットデータパ ケットを含み、それに６０ビットの拡張ガードギャップを規定する４ビットラン プが前後する。この大きなガードギャップは、利用可能なタイミング情報がない ため必要とされ、それが無 い場合には伝播遅延によって隣接スロットに干渉が生じる。前記パイロットパケ ットは、６４ビットの同期、続く８ビットのヘッダで始まり１６ビットのＣＲＣ (Cyclic Redundancy Check)チェックで終わるＳフィールド、２予約ビット、１ ４ＦＥＣビット、そして８末尾ビットを備えている。Ｄ−フィールドはない。 上述したデータパケットのＳフィールドは、２つのタイプのシグナリングに用 いられる。第１のタイプはＭＡＣシグナリング（ＭＳ）であって、基地局のＭＡ Ｃレイヤとタイミングが重要となる加入者ユニットのＭＡＣレイヤとの間のシグ ナリングに用いられる。第２のタイプは、早くも遅くもできる連携（associated ）シグナリングと呼ばれ、ＤＬＣ又はＮＷＫレイヤにおいて基地局と加入者ユニ ットとの間のシグナリングに用いられる。 Ｄフィールドは最大データフィールドであり、ノーマル電話の場合にディジタ ル・スピーチ・サンプルを含むが、非スピーチ・データ・サンプルも含むことが できる。 規定はチャレンジ応答プロトコルを使った加入者ユニット認証のための好適な システムでなされる。一般的な暗号化は、スピーチ又はデータを送信スーパフレ ーム番号に同期したキーストリーム発生器によって生成される予測不可能な暗号 ビットシーケンスと結合させることによって行われる。 さらに、送信信号は、ｄｃ成分を除去するためにスクランブルされる。分配システム制御シグナリング システム制御シグナリング、即ち、放送シグナリングは、図３および４に示す ように下りリンクに送信される。制御データは、放送信号の各部分が下りリンク ＴＤＭフレーム内の各スロットの所定部 分を占めるように断片化される。基地局６に処理手段２と分断／送信手段４があ る。複数の加入者ユニット８の各々には、対応する受信／再結合手段１０と処理 手段１２がある。動作において、制御信号は送信のために分断化され、加入者ユ ニットでの受信の後に再結合される。基地局においては、図４に示すように、シ ステム制御信号は先ず、１０４ビットの放送データからなる所謂サービスデータ に符号化される。フォーワード・エラー訂正データ（ＦＥＣ−Ｂ）と１２０ビッ トの標準長データユニットを提供するために予約保持されている２ビットとが追 加される。最初の断片はＴＤＭフレームのタイムスロット０内の下りリンクの放 送フィールドに送られ、２番目はスロット１に送られ、等で、そのデータの最期 の断片はタイムスロット９内に送信された物理パケットに送られる。こうして、 放送フィールドは各下りリンクの物理パケットの所定の部分であり、１つの下り リンクの物理パケットは１つのタイムスロット内で送信されることがわかる。し たがって、単一のデータユニットが各完全ＴＤＭフレーム内で送られる。 加入者ユニットにおいて、１０個の下りリンク物理パケットの各々からの１２ ビット放送フィールドは受信され、格納され、再結合されて放送信号の完全な再 構成データユニットを形成する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年９月３０日 【補正内容】 請求の範囲 １．システム制御信号を固定長時間フレーム内のタイムスロットに送信する方 法であって、制御信号はデータユニットを備え、そのデータユニット内で、各デ ータユニットは断片化され、各断片はフレームの異なるタイムスロット内で送信 され、システム制御信号の送信は基地局から少なくとも１つの加入者ユニットに 対してなされ、システム制御信号は： 特定の加入者ユニットに向けられたページング・メッセージと、 加入者ユニットからの要求に応じてトラヒックチャネルを割り当ててて呼設定 をするためのメッセージと、 トラヒックチャネルが割り当てられていないにも係わらず特定の加入者ユニッ トに向けて送られるメッセージと、 加入者ユニットに利用可能なチャネルのリストと、 呼設定要求のために利用可能なタイムスロットのリストと の少なくとも１つを備える、システム制御信号送信方法。 ２．無線による、請求の範囲第１項記載のシステム制御信号送信方法。 ３．前記フレームはタイムスロット当たり１つの断片を備える、請求の範囲第 １項又は第２項に記載の方法。 ４．各加入者ユニットは固定位置にある、請求の範囲第１項から第３項のいず れか１項に記載の方法。 ５．前記断片は所定長のものであり、各スロット内の所定位置を取る、請求の 範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の方法。 ６、前記断片は等しい固定長である、請求の範囲第１項から第５項のいずれか １項に記載の方法。 ７．各スロットはデータ以外のスピーチデータのような他のデー タをも搬送する、請求の範囲第１項から第６項のいずれか１項に記載の方法。 ８．各データユニットはシステム制御信号に加えてヘッダとエラー訂正データ を含む、請求の範囲第１項から第７項のいずれか１項に記載の方法。 ９．前記エラー訂正データはサイクリック冗長検査データ（ＣＲＣ）を備える 、請求の範囲第８項記載の方法。 １０．前記エラー訂正データはフォーワード・エラー訂正（ＦＥＣ）データを 備える、請求の範囲第９項記載の方法。 １１．システム制御データユニットは、基地局から送信された無線周波数搬送 波信号の全ての上に送信され、すべての無線周波数搬送波のフレームの送信は同 期化されて、加入者ユニットが、受信した任意の無線周波数搬送波からシステム 制御信号を正確に受信できるようにする、請求の範囲第１項から第１０項のいず れか１項に記載の方法。 １２．前記システム制御信号は特定の加入者ユニットに向けられたページング ・メッセージを備える、請求の範囲第１項から第１１項のいずれか１項に記載の 方法。 １３．システム制御信号は加入者ユニットからの要求に応じてトラヒックチャ ネルを割り当てて呼設定をするメッセージを備える、請求の範囲第１項から第１ ２項のいずれか１項に記載の方法。 １４．前記システム制御信号は、トラヒックチャネルが割り当てられていない 場合でも、特定の加入者ユニットに向けて送られたメッセージを含む、請求の範 囲第１項から第１３項のいずれか１項に記載の方法。 １５．前記システム制御メッセージは加入者ユニットに利用可能なチャネルの リストを含む、請求の範囲第１項から第１４項のいず れか１項に記載の方法。 １６．前記システム制御メッセージは、呼設定要求に利用可能なタイムスロッ トのリストを含む、請求の範囲第１項から第１５項のいずれか１項に記載の方法 。 １７．固定長タイム・フレーム内の所定タイムスロット内で受信されたシステ ム制御信号の受信方法であって、制御信号データ断片が再結合の時間にわたって 加入者ユニットに受信されて制御信号を出力し、各断片はフレームの異なるタイ ムスロットで送信されたものであり、前記制御信号は： 特定の加入者ユニットに向けられたページングメッセージと、 加入者ユニットからの要求に応じてトラヒックチャネルを割り当てて呼設定を するためのメッセージと、 トラヒックチャネルが割り当てられていないにも係わらず特定の加入者ユニッ トに向けて送られるメッセージと、 加入者ユニットに利用可能なチャネルのリストと、 呼設定要求のために利用可能なタイムスロットのリストと の少なくとも１つを備える、システム制御信号受信方法。 １８．基地局から加入者ユニットに受信され、前記基地局は時分割（ＴＤＭ） フレームを送信する、請求の範囲第１７項記載の方法。 １９．システム制御信号を送信用の固定長タイムフレーム内の異なるタイムス ロットの所定の部分に断片化するように作用する制御信号断片化手段と、断片化 システム制御信号を送信するように作用する送信手段とを具備し、前記システム 制御信号は： 特定の加入者ユニットに向けられたページングメッセージと、 加入者ユニットからの要求に応じてトラヒックチャネルを割り当てて呼設定を するためのメッセージと、 トラヒックチャネルが割り当てられていないにも係わらず特定の加入者ユニッ トに向けて送られるメッセージと、 加入者ユニットに利用可能なチャネルのリストと、 呼設定要求のために利用可能なタイムスロットのリストと の少なくとも１つを備える、基地局。 ２０．固定長タイムスロット内の所定タイムスロットに基地局からの信号を受 信するように作用する受信手段と、各断片がフレームの異なるタイムスロットで 送信された、システム制御信号断片を識別するように作用する識別手段と、前記 断片を再結合して前記加入者ユニットでシステム制御信号を与える再結合手段と を備え、前記システム制御信号は： 特定の加入者ユニットに向けられたページングメッセージと、 加入者ユニットからの要求に応じてトラヒックチャネルを割り当てて呼設定を するためのメッセージと、 トラヒックチャネルが割り当てられていないにも係わらず特定の加入者ユニッ トに向けて送られるメッセージと、 加入者ユニットに利用可能なチャネルのリストと、 呼設定要求のために利用可能なタイムスロットのリストと の少なくとも１つを備える、加入者ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ブラック，サイモン アレクサンダー イギリス国，ケンブリッジ シービー５ ８ディーエス，オックランド ロード，オ ックランド コート 52 (72)発明者 カーター，リー イギリス国，ケンブリッジ シービー３ ７エルユー，ハスリングフィールド，カン テループ ロード 50 (72)発明者 グディングズ，ルパート レスリー アレ クサンダー イギリス国，ケンブリッジ シービー４ １ディーディー，エリザベス ウェイ 33 (72)発明者 マーティン，ポール マックスウェル イギリス国，サフォーク シービー８ ９ エックスエス，ニューマーケット，ダリン グハム，テイラーズ フィールド ９ (72)発明者 ピアシー，ニール フィリップ イギリス国，ケンブリッジ シービー２ ５ピーエー，ニュートン，ハーストン ロ ード 13

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．システム制御信号を固定長時間フレーム内のタイムスロットに送信する方 法であって、制御信号はデータユニットを備え、そのデータユニット内で、各デ ータユニットは断片化され、各断片はフレームの異なるタイムスロット内で送信 され、各断片はフレームの異なるタイムスロットに送られる、システム制御信号 送信方法。 ２．無線による、請求の範囲第１項記載のシステム制御信号送信方法。 ３．システム制御信号の送信は基地局から少なくとも１つの加入者ユニットに 対して行われる、請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４．前記フレームはタイムスロット当たり１つの断片を備える、請求の範囲第 ３項記載の方法。 ５．各加入者ユニットは固定位置にある、請求の範囲第１項から第４項のいず れか１項に記載の方法。 ６．前記断片は所定長のものである、請求の範囲第１項から第５項のいずれか １項に記載の方法。 ７．前記断片は等しい固定長である、請求の範囲第１項から第７項のいずれか １項に記載の方法。 ８．各スロットはデータ以外のスピーチデータのような他のデータをも搬送す る、請求の範囲第１項から第７項のいずれか１項に記載の方法。 ９．各データユニットはシステム制御信号に加えてヘッダとエラー訂正データ を含む、請求の範囲第１項から第８項のいずれか１項に記載の方法。 １０．前記エラー訂正データはサイクリック冗長検査データ（Ｃ ＲＣ）を備える、請求の範囲第９項記載の方法。 １１．前記エラー訂正データはフォーワード・エラー訂正（ＦＥＣ）データを 備える、請求の範囲第１０項記載の方法。 １２．システム制御データユニットは、基地局から送信された無線周波数搬送 波信号の全ての上に送信され、すべての無線周波数搬送波のフレームの送信は同 期化されて、加入者ユニットが、受信した任意の無線周波数搬送波からシステム 制御信号を正確に受信できるようにする、請求の範囲第１項から第１１項のいず れか１項に記載の方法。 １３．前記システム制御信号は特定の加入者ユニットにアドレスされたページ ング・メッセージを備える、請求の範囲第１項から第１２項のいずれか１項に記 載の方法。 １４．システム制御信号は加入者ユニットからの要求に応じてトラヒックチャ ネルを割り当てて呼設定をするメッセージを備える、請求の範囲第１項から第１ ３項のいずれか１項に記載の方法。 １５．前記システム制御信号は、トラヒックチャネルが割り当てられていない 場合でも、特定の加入者ユニットにアドレスされ送られたユーザ特定メッセージ を含む、請求の範囲第１項から第１３項のいずれか１項に記載の方法。 １６．前記システム制御メッセージは呼設定要求の送信のために加入者ユニッ トに利用可能なチャネルのリストを含む、請求の範囲第１項から第１５項のいず れか１項に記載の方法。 １７．固定長タイム・フレーム内の所定タイムスロット内で受信されたシステ ム制御信号の受信方法であって、制御信号データ断片が再結合の時間にわたって 加入者ユニットに受信されて制御信号を出力し、各断片はフレームの異なるタイ ムスロットで送信されたものである、システム制御信号受信方法。 １８．基地局から加入者ユニットに受信され、前記基地局は時分割（ＴＤＭ） フレームを送信する、請求の範囲第１７項記載の方法。 １９．システム制御信号を送信用の固定長タイムフレーム内の異なるタイムス ロットの所定の部分に断片化するように作用する制御信号断片化手段と、送信手 段とを備える、基地局。 ２０．固定長タイムスロット内の所定タイムスロットに基地局からの信号を受 信するように作用する受信手段と、各断片がフレームの異なるタイムスロットで 送信された、システム制御信号断片を識別するように作用する識別手段と、前記 断片を再結合して前記加入者ユニットでシステム制御信号を与える再結合手段と を備える、加入者ユニット。