JPH10512119A - コードレス加入者ラインインターフェイス用無線システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ベースステーションと、コードレス端末装置（Ｔ）を固定ネットワークの交換機へ接続するアクセスネットワークノードとを備えたワイヤレスローカルループシステムに関する。コードレス端末装置とベースステーション（２、３）との間のエアーインターフェイスは、シグナリングの搬送波（ｃ０）である搬送波を有するフレームの少なくとも１つのタイムスロット（ＴＮ０）がコントロールチャンネル（ＦＣＣＨ、ＳＣＨ、ＢＣＣＨ、ＣＣＣＨ）のタイムスロットであり、該タイムスロットにおいて、前記ベースステーションは、一定パワーでもって、前記コードレス端末装置のための制御情報を送信するようなＴＤＭＡ移動システムに主として従っている。本発明によれば、前記フレームの他のタイムスロット（例えば、ＴＮ１，．．．，ＴＮ７）を、必要が生じたときにのみトラヒックチャンネルタイムスロットとして予約し、トラヒックチャンネル使用において、シグナリング搬送波（ｃ０）の送信パワーを移動シテムによって必要とされるように調整するようにすることで、同一チャンネル妨害を減少させることができる。不連続送信ＤＴＸも使用しうる。

Description

【発明の詳細な説明】 コードレス加入者ラインインターフェイス用無線システム 本発明は、ベースステーションと、コードレス端末装置を固定ネットワークの 交換機に接続するアクセスネットワークノードとを備えるワイヤレスローカルル ープシステムに関するものである。このシステムは、特に、コードレス端末装置 とベースステーションとの間のエアーインターフェイスを備える。このインター フェイスは、主として、ＴＤＭＡ移動システムに従っている。このＴＤＭＡ移動 システムにおいては、シグナリング周波数（ｃ０）を有するフレームの少なくと も１つのタイムスロットは、ベースステーションが、標準パワーでもって、コー ドレス端末装置のための制御情報を送信するコントロールチャンネルタイムスロ ットである。 電話回路網を形成しているときには、交換機と加入者装置との間に加入者ライ ンを設置するには、相当の費用が掛かるばかりでなく、相当の時間も掛かるもの である。通常、加入者ラインのネットワークは、いくつかの加入者装置に始まる 対ケーブルがある１つの分配フレームに結合され、いくつかのクロスバースイッ チに始まるケーブルがもう１つ別の分配フレームにて結合され、この別の分配フ レームのケーブルが交換機に結合されるようにして形成される。その交換機と加 入者ラインとの間のシグナリングインターフェイスは、標準化されており、この シグナリングインターフェイスは、二線式アナログ加入者ラインのインターフェ イスであるか、または、ＣＣＩＴＴのリコメンデーションＶ２によるマルチプレ クサインターフェイスであるか、または、ＥＴＳＩのリコメンデーションＶ５． １によるメッセージベースマルチプレクサインターフェイスである。固定加入者 ラインを変更するのはやっかいであり、それら加入者ラインが架空線であるよう な地域においては、特に、保守管理のためのコストが相当のものとなってしまう 。これらの問題を解決する一つの方法としては、交換機と加入者装置との間の固 定ラインを無線ラインで置き換える方法がある。このような方法は、ワイヤレス ローカルループ（ＷＬＬ）システムとして知られている。 このＷＬＬシステムの原理を、第１図に示している。ワイヤレス固定端末装置 Ｔは、アンテナを備えた無線ユニット４と、標準加入者装置５をその端末装置に 接続する電話アダプタとを備える。その加入者装置は、通常の電話器でも、テレ ファックス装置でも、モデムでもよい。この端末装置は、端末装置のアダプタ接 続に標準プラグを差し込むことにより、その端末装置に取り付けられる。ユーザ は、その加入者ライン接続が端末装置ＴとベースステーションＢＳ２または３と の間の無線ラインからなるとしても、通常の固定ネットワークにおけるのと同じ 仕方で、加入者装置５を使用する。ベースステーションは、いくつかの加入者装 置に対してサービスしうる。ベースステーションは、特定のアクセスネットワー クノード１に接続されており、この特定のアクセスネットワークノード１は、標 準交換機に接続されている。１つのアクセスネットワークノード１に対して、い くつかのベースステーションが接続されうる。 ＷＬＬシステムは、既存の移動電話システムの構成部分を使用することにより 、形成しうる。その移動システムは、例えば、アナログＮＭＴシステムまたはデ ジタルＧＳＭシステムでありうる。このような場合において、そのＷＬＬシステ ムのシグナリングは、関連するシステムにしたがってなされ、ベースステーショ ンは、このシステムの標準ベースステーションであり、また、端末装置の無線ユ ニットは、移動ステーションの無線ユニットと同様であるか、または、端末装置 は、移動システムにおける移動ステーションでありうる。ＷＬＬシステムにおけ る重要な構成部分は、加入者を標準ローカル交換機へ接続するアクセスネットワ ークノードである。このアクセスネットワークノードは、ＷＬＬネットワークシ グナリング、例えば、ＮＭＴまたはＧＳＭシグナリングを、固定ネットワーク（ 例えば、ＰＳＴＮ）に適したシグナリングへと変換する。したがって、このアク セスネットワークノードは、固定ネットワークのシグナリングを、ＷＬＬネット ワークインターフェイスに適合させる。 このネットワークノードは、２メガビット／秒ＰＣＭシステムを使用するオー プンＶ２−またはＶ５．１−型マルチプレクサインターフェイスでもってローカ ル交換機に接続される。もし、そのローカル交換機が二線式インターフェイスを 支援するだけである場合には、このネットワークノードは、あるマルチプレクサ を用いてそのＶ２シグナリングをアナログ二線式加入者ループへと変換すること により、その交換機に接続される。ネットワークノードと、これに接続されたベ ースステーションとの間のシグナリングは、適応移動ネットワークのシグナリン グであるが、そのシグナリングは、セルラーネットワークにおいて典型的なセル ハンドオーバやローミングの如き機能が阻止されるように、変形される。したが って、加入者は、それに割り当てられたベースステーションのカバレージエリア 内にとどまらねばならない。着呼および発呼のルーティングは、そのネットワー クノードの加入者ベースステーションに基づく。そのネットワークノードの動作 は、コンセントレータの動作に対応している。すなわち、呼は、加入者インター フェイスから交換機へと送られ、番号分析、計算およびその他の機能は、交換機 において行われる。 前述したことによれば、ＷＬＬネットワークは、既知のＧＳＭシステムに基づ いてよい。ＧＳＭは、時分割多元接続に基づくデジタルセルラーシステムである 。このシステムのチャンネルについて、次に説明する。 ロジックチャンネルは、音声およびデータを伝送するトラヒックチャンネルＴ ＣＨと、シグナリングおよび同期化データを送るコントロールチャンネルとに分 けられている。コントロールチャンネルは、同報チャンネル、共通コントロール チャンネルおよび専用チャンネルを含む。同報チャンネルＢＣＨは、ベースステ ーションから移動ステーションへと向けられたチャンネル（ダウンリンク）であ り、これらは、（ｉ）周波数修正のために移動ステーションによって使用される 情報を送る周波数修正チャンネル（ＦＣＣＨ）と、（ii）フレーム同期化情報お よびベースステーションの識別を移動ステーションへ送る同期化チャンネルＳＣ Ｈと、（iii）ベースステーションに関する一般情報を送る同報コントロールチ ャンネルＢＣＣＨとを含む。共通コントロールチャンネルＣＣＣＨは、ダウンリ ンク方向において、ページングメッセージを移動ステーションへ送信するのに使 用されるページングチャンネルＰＣＨを含み、また、アップリンク方向において 、ネットワークからチャンネルにリクエストするのに移動ステーションによって 使用されるランアダムアクセスチャンネルＲＡＣＨを含み、さらにまた、ダウン リンク方向において、移動ステーションによって送信されたリクエストをその ネットワークが確認できるようにするアクセス許可チャンネルＡＧＣＨを含む。 専用チャンネルは、自立形専用コントロールチャンネルＳＤＣＣＨと、トラヒッ クチャンネルに関連した低速関連コントロールチャンネルおよび高速関連コント ロールチャンネルＦＣＣＨとを含む。 ロジックチャンネルは、無線ローミングの物理的チャンネルにマッピングされ ている。知られているように、物理的チャンネルは、タイムスロットおよび周波 数によって決定される相続くウインドウからなっている。特定の物理的チャンネ ルは、常に、８つのタイムスロットからなる各ＴＤＭＡフレームにおいて同じタ イムスロット数を使用しているが、周波数は、周波数ホッピングが使用されると きには、変化しうる。 ５１のＴＤＭＡフレームが、第２図に略示する１つのコントロールチャンネル 多重フレームを形成する。ＦＣＣＨおよびＳＣＨの両者は、同じ構造を有してい る。ＳＣＨタイムスロットは、ＦＣＣＨタイムスロットの１フレーム分後に続い ている。また、この多重フレームは、各チャンネルに対して予約された５つのタ イムスロットを有している。各チャンネルは、そのフレームのタイムスロットＴ Ｎ０を使用する。ＢＣＣＨは、その多重フレームにおける４つのタイムスロット を使用し、それらタイムスロットは、相続くフレームにある。残りの３６のタイ ムスロット（各々それ自身のフレームにある）は、ＣＣＣＨに対して予約されて おり、すなわち、ダウンリンク方向におけるフレームの場合には、ＰＣＨおよび ＡＧＣＨに対して予約されており、アップリンク方向におけるフレームの場合に は、ＲＡＣＨに対して予約されている。実際的な理由により、ＢＣＣＨおよびＣ ＣＣＨの両者は、また、タイムスロットＴＮ０を使用する。かくして、コントロ ールチャンネル多重フレームの繰り返し長さは、ＴＤＭＡフレームの５１個の持 続時間分である。タイムスロットＴＮ０においては、周波数ホッピングは許され ず、このタイムスロットを使用する前述したチャンネルは、同じ固定周波数を使 用しなければならない。しかしながら、仕様書によれば、ＢＣＣＨ搬送波は、絶 えず、一定のパワーでもって、通常、最も高い許容パワーでもって且つ標準周波 数で、すべてのタイムスロットにおいて送信されねばならない。制御情報を送信 する搬送波の周波数は、ｃ０で示される。情報が送信されていないタイムスロ ットにおいては、いわゆる、ダミーバーストが、スタフィングビットを使用する ことによって形成される。標準パワーで且つ標準周波数で連続的に送信されるＢ ＣＣＨ搬送波ｃ０は、移動ステーションが、隣接セルにおけるＢＣＣＨの搬送波 の信号強度を周期的に測定し且つビットエラー比を用いてその接続品質を判定し 、そして、その測定結果をハンドオーバ手順に使用するようにして、利用される 。 ＧＳＭシステムにおいては、エラー修正コーディングが、できるだけエラーの ない無線送信とするために、トラヒックチャンネルにて使用される。このコーデ ィングは、主としてエラー検出のためにライトブロックコーディングが使用され 且つエラー修正のためのコンボルーションコーディングが使用されるような二相 チャンネルコーディングである。コンボルーションコーディングにおいては、エ ラーが時間的にランダムに分布されていないと、そのコードを効率的に使用でき ない。したがって、インターリービングが使用される。このインターリービング においては、チャンネルコードブロックが、少なくとも４つのタイムスロットに て送信され、そのチャンネルコードブロックのビットが、送信エラーをランダム 化するように送信前に混合され、隣接ブロックが同じタイムスロットにて送信さ れるようにインターリーブされる。このようなインターリービングは、移動ステ ーションが移動しているが、周波数ホッピングも使用されている場合には、十分 である。何故ならば、周波数ホッピングは、ゆっくりと移動しているか、静止し ているような移動ステーションの場合においてエラーのランダム分布を改善する からである。周波数ホッピングのもう一つ別の効果は、同じ周波数を使用してい る別のセルにおける別のユーザによって生ぜしめられる同一チャンネル妨害が平 均化されるということである。コーディングおよび周波数ホッピングに対するバ ックグランドは、受信信号が異なる遅延を有したレイリーフェージング信号の和 であり、したがって、信号レベルおよび品質の変動が大きいということである。 周波数ホッピングおよびホッピングのレートにより、相続くバーストの間の相関 を減じ、上手くいけば、除去でき、したがって、インターリービングおよびビッ ト再構成によりエラーをランダム化できる。 しかし、連続的に送信される強い搬送波は、ある場合においては、問題となる 。 このような強い搬送波は、ネットワークの妨害レベルを増大させる。すなわち、 セルにおけるトラヒックチャンネル搬送波が隣接セルのＢＣＣＨ搬送波と同じで あるとき、それは、受信において妨害を生ぜしめる。１つの送受信周波数、すな わち、１つのＴＲＸしかトラヒックチャンネルに使用されていないような低容量 セルにおいては、周波数ホッピングを使用する場合には、ベースステーションに 付加的な送信機／受信機を設けなければならない。この付加的な送信機／受信機 は、実際の送信機．受信機がトラヒックチャンネル周波数を発生する同じタイム スロット中にＢＣＣＨ搬送波を送信する。これは、非常に多くの周波数であるが 一時には一つのみの周波数を合成するために１つの送信機／受信機が使用される ので、必要である。 これらの妨害の問題は、また、ＧＳＭシステムがＷＬＬ用途に適用されるとき には、前述したＷＬＬシステムにも関係する。特に、ＷＬＬシステムが人口の少 ない地域に適用されるときには、ベースステーションが１つの送受信周波数（１ つのＴＲＸ周波数）のみを使用し、ベースステーションのカバレージエリアが広 大となりがちである。このような場合においては、ＢＣＣＨ搬送波の送信パワー が高く、電話トラヒックにおける同一チャンネル妨害が増大しネットワーク容量 が減少してしまうという事実に加えて、ＢＣＣＨ搬送波ｃ０を形成する周波数ホ ッピングの目的でベースステーションに、付加的な送信機／受信機を配置しなけ ればならない。周波数ホッピングは、１つのＴＲＸでも必要であるか、少なくと も望ましい。何故ならば、周波数ホッピングが行われないと、固定または低速移 動ステーションの場合に、ランダムエラー分布とするためには単にインターリー ビングするだけでは十分でないので、コンボルーションコーディングの効率が低 下してしまうからである。また、ネットワーク容量も、同じチャンネルの妨害が 周波数ダイバーシティによって平均化されないときには、より大きな周波数ダイ バーシティを使用しなければならず、すなわち、同じ周波数割当てでは得られる チャンネルが少なくなってしまうために、減少する。 本発明の目的は、ＴＤＭＡシステム、特に、ＧＳＭシステムに基づくワイヤレ スローカルループシステムであって、ＢＣＣＨ搬送波ｃ０により、前述したよう なＧＳＭシステムの標準ＢＣＣＨ搬送波の使用から生ずるが如き問題を生じない ようなワイヤレスローカルループシステムを提供することである。 この目的は、本請求項１に記載したような仕方で達成される。 本発明によるＷＬＬ無線システムにおいては、ＢＣＣＨ搬送波ｃ０は、制御情 報が送信されるタイムスロットにおいてのみ標準パワーで送信され、その他のタ イムスロットにおいては、その搬送波は、全く送信されないか、または、その他 のタイムスロットは、必要が生じるときに、ＢＣＣＨ搬送波のパワーが通常に調 整されているトラヒックチャンネルのために使用される。したがって、これらの 他のタイムスロットは、トラヒックがない場合には、送信を含まない。もし、ト ラヒックがない場合には、パワーコントロール、周波数ホッピングおよび不連続 送信（ＤＴＸ）が使用される。ＤＴＸは、音声休止中に送信が中断されることを 意味している。したがって、妨害が少なく、周波数ダイバーシティが良好で、且 つコード性能の良い受信がなされる。 次に、添付図面に基づいて、本発明についてより詳細に説明する。 第１図は、ＷＬＬシステムの原理を示す図である。 第２図は、コントロールチャンネルの多重フレームを示す図である。 第３図は、本発明によるＢＣＣＨ搬送波の構成の一例を示す図である。 ＷＬＬアプリケーションにおいては、加入者は、その加入者のホームセル内で 移動することはできるが、セル間のハンドオーバは阻止されている。従って、隣 接ステーションのＢＣＣＨ搬送波の強度を測定する必要はない。本発明によるＷ ＬＬシステムにおいては、したがって、ＢＣＣＨ搬送波は、この搬送周波数ｃ０ を使用してフレームのタイムスロットのすべてにおいて連続的に送信される必要 はなく、ＢＣＣＨおよびＣＣＣＨを形成するタイムスロットにおいてのみ最大パ ワーで送信される。このタイムスロットは、第３図におけるＲＦチャンネルｃ０ のタイムスロットＴＮ０である。搬送周波数ｃ０を使用するフレームの他のタイ ムスロットＴＮ１，．．．，ＴＮ７は、必要ならば、トラヒックチャンネルタイ ムスロットとして使用されうる。これらのタイムスロットにおいては、周波数ｃ ０に対して、通常、パワーコントロールが使用される。搬送波は最大パワーで送 信されないか、または、全く送信されないので、同一チャンネル妨害は、相当に 減少させられる。 １つのＴＲＸ、第３図において周波数ｃ０のみが一つのセルに対して割り当て られているときには、合成されるべき周波数ｃ１とＢＣＣＨ周波数ｃ０との間の 周波数ホッピングは、依然として、同じ送信機／受信機を使用することによって 行われうる。周波数ホッピングを使用することのありうるチャンネルは、これら のＲＦチャンネルのタイムスロットを組み合わせる矢印で示されている。このチ ャンネルは、フレームの４番目のタイムスロットで形成される。１つの周波数合 成器で十分である。何故ならば、あるバーストが周波数Ｃ１の４番目のタイムス ロットにおいて送信されるときには、周波数ｃ０の４番目の同時タイムスロット におけるＢＣＣＨ搬送波の送信は、全く必要でないからである。 一つのセルに対していくつかのＴＲＸ周波数が割り当てられているときには、 周波数ホッピングが、これらの周波数の間で行われ得て、ＢＣＣＨ搬送波ｃ０は 、タイムスロットＴＮ１，．．．，ＴＮ７においてスイッチオフされうる。これ らのタイムスロットは、当然に、トラヒックチャンネルとして使用されうる。し たがって、それらの搬送波に対して通常のパワーコントロールが行われ、これら のタイムスロットもまた、周波数ホッピングのために使用されうる。 本発明による構成をＢＣＣＨ搬送波に対して使用するとき、標準ＧＳＭシステ ムの特定の特徴が省略される。すなわち、ハンドオーバアルゴリズムは必要でな く、したがって、ベースステーションは、隣接セルのリストを送信する必要はな く、また、加入者装置は、隣接セルのＢＣＣＨ搬送波を監視したり、それに関連 した測定を行ったり、また、その測定結果をネットワークへと報告したりする必 要はない。もし、周波数ホッピングが行われない場合には、ＢＣＣＨ搬送波は、 連続的に送信される必要はなく、タイムスロットＴＮ０において送信される必要 がある。 本発明のさらに別の効果は、特に、低容量セルの場合において、ネットワーク における周波数再使用がより効率的に行われるということである。何故ならば、 強い搬送波が絶えずはオンとなっていないからである。さらにまた、端末装置の 電力消費が減少する。何故ならば、隣接ベースステーションのＢＣＣＨ搬送波を 監視する必要がないからである。このことは、重要である。何故ならば、大抵の 場合において、端末装置は、電池駆動されているからである。 前述の説明およびこれに関した図は、本発明を例示しようとするだけのもので あると理解されたい。本請求の範囲に記載された範囲および精神から逸脱するこ となく、本発明の種々な変形態様をなしうることは、当業者にはあきらかであろ う。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ 【要約の続き】 連続送信ＤＴＸも使用しうる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ベースステーションと、コードレス端末装置（Ｔ）を固定ネットワークの交 換機へ接続するアクセスネットワークノードとを備え、前記コードレス端末装置 と前記ベースステーション（２、３）との間のエアーインターフェイスは、シグ ナリングの基本搬送波（ｃ０）である搬送波を有するフレームの少なくとも１つ のタイムスロット（例えば、ＴＮ０）がコントロールチャンネル（ＦＣＣＨ、Ｓ ＣＨ、ＢＣＣＨ、ＣＣＣＨ）のタイムスロットであり、該タイムスロットにおい て、前記ベースステーションは、一定パワーでもって、前記コードレス端末装置 のための制御情報を送信するようなＴＤＭＡ移動システムに主として従っている ようなワイヤレスローカルループシステムにおいて、前記フレームの他のタイム スロット（例えば、ＴＮ１，．．．，ＴＮ７）において、バーストは、必要とさ れるタイムスロット（例えば、ＴＮ２）においてのみ送信されることを特徴とす るワイヤレスローカルループシステム。 ２．前記バーストが送信されるタイムスロット（例えば、ＴＮ２）は、トラヒッ クチャンネルタイムスロットであり、前記バースト搬送波として作用する前記シ グナリング搬送波（ｃ０）の送信パワーは、前記移動システムによって必要とさ れるようにして調整される請求項１記載のシステム。 ３．前記フレームタイムスロットがトラヒックチャンネルタイムスロットまたは コントロールチャンネルタイムスロット以外のものであるときには、前記シグナ リング搬送波（ｃ０）は、全く送信されない請求項１記載のシステム。 ４．前記フレームのトラヒックチャンネルタイムスロットにおいて周波数ホッピ ングが許される請求項１記載のシステム。 ５．前記トラヒックチャンネルに不連続送信（ＤＴＸ）が使用される請求項２ま たは４記載のシステム。 ６．前記ベースステーションに対して、シグナリング搬送波周波数（ｃ０）であ る１つのＴＲＸ周波数および少なくとも１つの他の周波数（ｃ１）が割り当てら れており、前記トラヒックチャンネルにおいて、前記ＴＲＸ周波数と前記他の周 波数（ｃ１）との間で周波数ホッピングが行われ、両方の周波数が同じ周 波数合成器で形成される請求項１または４記載のシステム。 ７．前記コードレス端末装置（Ｔ）は、前記端末装置に割り当てられたベースス テーションにより前記コンートロールチャンネルにて送信される情報を聴取する だけである請求項１記載のシステム。