JPH11510326A - デジタルセルラー通信システムのための広帯域ベースステーションアーキテクチャ - Google Patents

デジタルセルラー通信システムのための広帯域ベースステーションアーキテクチャ

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JPH11510326A
JPH11510326A JP9506889A JP50688997A JPH11510326A JP H11510326 A JPH11510326 A JP H11510326A JP 9506889 A JP9506889 A JP 9506889A JP 50688997 A JP50688997 A JP 50688997A JP H11510326 A JPH11510326 A JP H11510326A
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Abstract

(57)【要約】 様々な空間インタフェース標準における通信を支持するように容易に適合されるオープンアーキテクチャデジタルセルラーベースステーションがここに開示されている。ベースステーションは送信及び受信セクションを備えた広帯域デジタルトランシーバシステムを有する。送信セクション内で、入力ラインインタフェースは複数の入力情報信号を時分割多重(TDM)送信バス上へ接続するために働く。複数のデジタル送信機モジュールがTDM送信バスに接続されており、各デジタル送信機モジュールは複数の入力情報信号の対応するセットに応答して複数のデジタルベースバンド信号の1つのセットを発生する。デジタル情報信号のこのセットは、デジタル情報信号のこのセットを広帯域データストリームへ逐次付加するために配置された広帯域加算ネットワークへ付与される。広帯域送信機はその後、広帯域データストリームを用いて広帯域送信波形を発生する。受信セクションは、i)入射複合信号を受信し、ii)この入射複合信号のデジタル表示を広帯域データバスに付与される広帯域デジタルデータストリームの形で発生するための、広帯域受信機を有する。複数のデジタル受信機モジュールが広帯域データバスに接続されている。各デジタル受信機モジュールは、複数のデジタル出力信号の1つのセットを広帯域デジタルデータストリームから回復するとともに、複数のデジタル信号のこのセットをTDM受信バス上へ多重化するために機能する。出力ラインインタフェースは複数のデジタル出力信号を複数の出力信号ラインの間に分配するために働く。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタルセルラー通信システムのための広帯域 ベースステーションアーキテクチャ産業上の利用分野 本発明はセルラー電話システムに関する。更に言えば、本発明は広帯域通信波 形をデジタル処理するために配置されたオープンアーキテクチャセルラー電話セ ルサイトベースステーションに関する。従来の技術 セルラー電話ネットワークは所定の地理的領域内の移動通信をその領域を空間 的な接近地域、即ち、「セル」に分割することによって行う。各セルは、該セル 内の移動ユニットのために働く、「セルサイト」に位置付けられた、ベースステ ーションを有する。一般のアナログセルラーネットワークでは、各セルは異なる 通信周波数のセットに割り当てられている。隣接するセルに割り当てられる複数 の周波数の複数のセットは、セルが十分に大きな「再使用」インターバルに分割 されているときを除いて一般には反復されないことから、干渉の問題はあまり発 生しない。この方法では、セルラーシステム内の各セルを複数のセルサイトで同 時に使用することができ、システムはこれにより、システムチャネルを越える多 数のユーザを支持することを可能にする。 移動ユニットがあるセルから他のセルへ移動したとき、呼出はベースステーシ ョンから転送、即ち、「ハンドオフ」され、これにより、移動ユニットは新しい セル内のベースステーションに接続される。この呼出ハンドオフ処理には、移動 ユニットを、その現存の周波数から、移動ユニットが加わりつつある新たなセル に割り当てられた新しい周波数へ切り換えることが含まれる。ハンドオフ処理は 一般に、各セルサイトベースステーションにリンクされた移動交換センタ(MS C)によって調整される。特に、ベースステーションは、所定の移動ユニットに よって受信された信号が所定のスレショルド以下に降下したときに、MSCにハ ンドオフリクエストを出すことができ、このハンドオフリクエストは、 所定の移動ユニットがセル間の境界に接近しつつあることを示す。この場合、M SCは各セル内のベースステーションから信号強度情報を要求し、どのベースス テーションがそのセルを最良に処理できるかを決定する。「新たな」セル内のベ ースステーションがより強い信号強度を報告したときは、その呼出はその新たな ベースステーションへハンドオフされる。 各セルサイトベースステーションは一般に、送信機と受信機の多数の対を備え ており、これらの各対はある特定のチャネルに対して同調される。従来のアナロ グ装置を使用する場合、各送信機・受信機の対は、専用のフィルタリング・ミキ シング・増幅回路素子を必要とする。このことは、チャネルが付加されるにつれ て、コストの増大がひんぱんに起こるという不利益がある。更に、複数のチャネ ルの1つの複合セットを利用可能にすることが所望される場合には、セルに割り 当てられた複数の周波数で動作する複数の送信機・受信機対を選択するために、 チャネルスイッチやそのようなものが使用される。このこともまた不利益となる 。なぜなら、割り当てられていない周波数に関連付けられたそれらの送信機・受 信機対は未使用の状態にあり非効率的だからである。最後に、従来のアナログベ ースステーション設計は、異なる型のセルラーシステムに特有な可変信号周波数 やフォーマットを支持するように容易に適合され得るものではない。 故に、各周波数チャネルに専用の送信機・受信機対を設けることを要しないセ ルラーベースステーションが必要である。更に、ベースステーション信号処理ハ ードウェアをユーザ要求のパターンの変更に応答して効率的に割り当てできるこ とが望まれる。最後に、様々な変調技術を使用する様々なセルラーシステムで使 用するために容易に適合させることができるベースステーションアーキテクチャ が必要とされる。発明の概要 概して、本発明は様々な空間インタフェース標準における通信を支持するため に容易に変更され得る「オープンアーキテクチャ」デジタルセルラーベースステ ーションを備える。本発明のベースステーションの好ましい実施形態では、送信 及び受信セクションを有する広帯域デジタルトランシーバシステムが組み込まれ ている。 ベースステーションの送信セクション内で、公衆電話交換網(PSTN)に接 続された入力ラインインタフェースは、時分割多重(TDM)送信バス上への複 数の入力情報信号を多重化するために動作する。複数のデジタル送信機モジュー ルはTDM送信バスに接続されており、各デジタル送信機モジュールは、複数の 入力情報信号の1つの対応セットに応答して広帯域デジタルベースバンド信号を 発生するために働く。複数の広帯域デジタル情報信号のこのセットは、この広帯 域デジタル情報信号のセットを広帯域データストリームに逐次的に付加するため に配置された広帯域加算ネットワークに付与される。広帯域送信機がその後、こ の広帯域データストリームを用いて広帯域送信波形を発生するために働く。 受信セクションは、i)入射複合信号を受信し、また、ii)この入射複合信号 のデジタル表示を広帯域デジタルデータストリームの形態で発生するための、広 帯域受信機を有する。広帯域デジタルデータストリームは、複数のデジタル受信 機モジュールが接続された広帯域データバスに付与される。各デジタル受信機モ ジュールは、広帯域デジタルデータストリームから複数のデジタル出力信号の1 つのセットを回復し、これら複数のデジタル信号の1つのセットをTDM受信バ ス上へ多重化するために機能する。PSTNに接続された出力ラインインタフェ ースは、複数の出力信号ラインの間に複数のデジタル出力信号を分配するために 設けられている。図面の簡単な説明 本発明の他の目的は以下の詳細な記述と添付クレームとからそれらを図面と共 に参照することによってより容易に明らかなものとなろう。 図1は本発明のセルラー電話セルサイトベースステーションの機能ブロック図 である。 図2は本発明のベースステーション内に含まれるベースステーションコントロ ーラ(BSC)のブロック図の表示である。 図3はBSC内に組み込まれたT1インタフェースモジュールのブロック図を 示す。 図4は複数のDTXチャネルモジュールを備えた一例としてのデジタル送信( DTX)モジュールの内部構造を示す。 図5はTDM送信バスの割当タイムスロット内のボイス信号を処理するために 配置された単一のDTXチャネルモジュールのブロック図である。 図6はDTXチャネルモジュールを通じる信号フローを表示する上レベル図で ある。 図7はDTXチャネル変調器内に含まれるデジタルデータ変調器のブロック表 示である。 図8は、広帯域トランシーバモジュールの広帯域送信機(WBTX)セクショ ンが高速デジタルデータストリームを局部送信バスからアンテナによる放送のた めのr.f.信号へ変換するよう動作する際の方法を示す。 図9は広帯域トランシーバモジュールの広帯域受信(TBRX)セクションを 示す。 図10は一例としてのデジタル受信(DRX)モジュールの内部構造を示す。 図11は割り当てられた周波数チャネルを処理するために働く単一のDRXチ ャネルモジュールのブロック図である。 図12はDRXチャネル復調器の機能構造を説明的に示している。 図13はDRXチャネルモジュールのボイス再構築ネットワーク内で実行され る信号処理機能を示す。 図14は本発明のベースステーションによるダイバーシティ信号の受け取りに 使用する一例としての信号分散スキームを示す。 図15は本発明のベースステーションの一例としてのVXIバスモジュラー実 現のブロック図である。 図16は含有されるVXIモジュールトランシーバの送信部分のブロック図で ある。 図17はVXIモジュールトランシーバの受信部分のブロック図である。発明の実施の形態 I.システム概要 図1は本発明に従って情報信号を複数の移動トランシーバユニット(図示され ていない)へ送信し、及び、受信するためのデジタルセルラー電話セルサイトベ ースステーション10の機能ブロック図である。以下の記述から明らかであるよ うに、本発明のセルサイトベースステーションは、異なる空間インタフェース標 準(例えば、AMPS、TDMA、CDMA)上での通信を支持するために容易 に変調され得る「オープンアーキテクチャ」デジタルセルラーベースステーショ ンを備える。本発明のベースステーションは一例としてのAMPSセルラーシス テムの背景の範囲内で広く記述されているが、他の空間インタフェース標準と調 和するようにベースステーションを適合させる方法についても適当な説明がなさ れている。 一例としてのAMPSの実施形態では、ベースステーションアンテナシステム 12は対応する複数の移動ユニットから複数の個々のベースバンド信号から成る 1つの入射複合周波数多重化信号を受信する。一般に、この入射複合周波数多重 化信号内の各通信チャネルはそれぞれ30KHxだけ離れるように離間されてい るが、他の間隔も使用され得る。アンテナシステム12は、アンテナインタフェ ースユニット20を通じて、広帯域受信機モジュール(WBRX)セクション1 6と広帯域送信機(WBTX)セクション18とから成る広帯域トランシーバモ ジュールに接続されている。 図1の一例としての実施例においては、アンテナシステム12はベースステシ ョン10が置かれた地理的セルの全領域をカバーするよう配置された2つの全方 向性アンテナを備える。本明細書には、それにもかかわらず、セクタ型アンテナ システム(例えば、3つの120度アンテナ)による操作用に本発明のベースス テーションを形成した、代替実施例も記載されている。セクタ型アンテナシステ ムに対しては、各セクタのために働く別々の広帯域トランシーバモジュール(各 々がWBTXとWBRXセクションを有する)がベースステーション内に配備さ れる。更に、各セクタ内の一対の受信アンテナを通じるダイバーシティ受信の実 行を支持するようにベースステーションを形成する方法も記述されている。 II.受信(RX)モード動作 入射複合周波数多重化信号が無線周波数(r.f)でアンテナシステム(図1 )によって受信された後、WBRXセクション16は受信されたr.f.信号の 周波数をアナログベースバンド周波数に変換する。このアナログベースバンド信 号 はその後アナログ・デジタル変換器(図示されていない)によって複数の12ビ ットサンプルにデジタル化され、この結果生じたデータストリームは一例として の30.72Mspsの速度で動作する時分割多重(TDM)局部受信バス24 に与えられる。図1で、この局部受信バス24は、IEEE標準1155のVX I仕様書に特定されているような標準VXI局部バスとして実施される。セクタ 型アンテナが配置されたベースステーションの実施形態では、各セクタアンテナ に関連付けられた広帯域トランシーバモジュールのWBRXセクションからのデ ータストリームは、局部受信バス24上の割当タイムスロットに多重化される。 図1に示されているように、局部受信バス24は、WBRXセクション16か らのデジタルデータをM個のデジタル受信(DRX)モジュール28の1つのセ ットの各々に与える。各DRXモジュール28はK個のデジタルチューナの1つ のセットを含んでおり、各デジタルチューナは、局部受信バス24上に存在する 30.72Msps広帯域データストリームから狭帯域デジタルFM信号を抽出 する。各チューナからの狭帯域出力は、80Kspsの速度にデシメートされた 複雑なデータストリームとしてフォーマットされる。一例としてのAMPSの実 施形態では、ベースステーション10は5個までのDRXモジュール28を含み (つまり、M=5)、各DRXモジュール28が12個のデジタルチューナの1 つのセット(つまり、K=12)を含む。これにより、60個(M×K=5×1 2=60)までの周波数チャネルを、アンテナシステム12によって受信された 入射複合r.f.周波数多重化信号から抽出することができる。一例としてのT DMAの実施形態では、60個の周波数チャネルの各々が、更に、3つの別々の タイムスロットに時分割多重され、これにより、180(つまり、60×3)個 までの移動ユニットから情報を受け取ることができる(最大速度TDMAを仮定 する)。 各DRXモジュール28内において、K個のデジタルチューナの各々の後にデ ジタル復調ネットワークが続く。各デジタル復調ネットワークは、該ネットワー クに付与された信号を信号が変調された方法に従って復調するために配置されて おり、それは好ましい実施形態では周波数変調(FM)を備える。復調に続いて 、 各チャネルからデータ若しくはボイス情報が抽出され、標準のTIライン上で送 信を行うために必要とされるPCMフォーマットで配置される。好ましい実施形 態において、これは以下の動作の実行を含む、即ち、i)ハイパスフィルタリン グ、ii)デシメーション、iii)イクスパンション、四)デエンファシスフィル タリング、である。これらの処理段階は更に以下に記述されている。これらの動 作の最終結果は、8KHzでクロックされた標準の8ビット「DS0」信号の生 成であり、以下、簡単にDS0信号と呼ぶ。 よく知られているように、入射周波数多重化r.f.信号内に固有のAMPS 周波数チャネルはその上に監視オーディオトーン(Supervisory Audio Tone)( SAT)信号をインプレスする。故に、各DRXモジュール28内のK個の復調 ネットワークは各々、各周波数チャネルに関連付けられたSAT信号を処理する ためにも形成される。 図1を参照すれば、M個のDRXモジュール28の各々の内部のK個の復調ネ ットワークの各々によって生成されたDS0信号は、TDM受信バス32a上の 割当タイムスロットへ挿入される。図1の実施形態では、TDM受信バス32a とTDM送信バス32bは共に、IEEE標準1155のVXI仕様に記述され ているVXIバストリガバスと等価な両方向性データバスを備える。図1に示さ れているように、TDM受信バス32aとTDM送信バス32bは共にベースス テーションコントローラ(BSC)モジュール36に接続されている。 BSCモジュール36は、システムコントローラとして動作し、また、複数の T1トランクライン40を介して移動交換センタ(MSC)に対するベースステ ーション10のためのインタフェースを提供する。一例としての実施形態では、 その各々が24個のタイムスロットを有しているような8個のT1トランクライ ン40の1つのセットが、ベースステーション10とMSC(図示されていない )との間に確立されるべき192個までのフルデュプレックスボイスリンクのた めの容量を与える。以下、「ボイスリンク」、「ボイス信号」、「ボイス情報」 のような用語は音声情報だけでなく、T1トランクラインで送信されるデータや そのようなものも意味するものとする。 192個のボイスリンクのセットを公称64Kbps速度で支持するために、 TDM受信バス32aとTDM送信バス32bの双方が一例としての12.28 8Mbps(つまり、192×64Kbps)の速度でクロックされる。代替実 施においては、6個のE1ラインのセットが、BSC36に接続された8個のT 1トランクライン40の代わりに使用され得る。 III.ベースステーションコントローラ(BSC) 図2はベースステーションコントローラ(BSC)36のブロック図を示す。 BSC36はシステムコントローラ44を有し、これは一般に、標準的なRAM 及びROMメモリ機能と共に680EC40μPを有する。このシステムコント ローラ44は、T1インタフェースモジュール46と、制御バスインタフェース 48、更に、任意的にイーサネットインタフェース50及びRS−232インタ フェース52に内部制御バス54を介してリンクされている。制御バスインタフ ェース48は、内部制御バス54とVXI制御バス56の間でデータの転送を行 うことを可能ならしめる。図2の実施形態において、内部制御バス54は32ビ ット68040データバスを備え、VXI制御バス56はIEEE標準1155 によって特定されるタイプのものである。 イーサネットインタフェース50は、イーサネットケーブルや等価物における 他のベースステーションとの通信を支持するために設計されており、AMD79 9X LANCEチップセットを使用することによりイーサネットバージョン2 、IEEE802.3 10BaseTに従って実現される。同様に、RS23 2インタフェース52は、外部監視と診断の実行を促進し、また、コンジットと しても働くものであり、ソフトウェアはこのコンジットを通じてシステムコント ローラ44にダウンロードされる。 次に図3を参照すると、T1インタフェースモジュール46のブロック図が示 されている。T1インタフェースモジュール46は、TDMフォーマッタ60を 含んでおり、このTDMフォーマッタは、8個の送信T1インタフェース経路6 2の1つのセットの間で、TDM受信バス32aによって一例としての12.2 88Mbpsの速度で運搬される、192個のタイムスロットの多重化を解くた めに働く。同様に、TDMフォーマッタ60は、TDM送信バス32b 上に挿入するために、8個の着信T1インタフェース経路64からの入射ボイス 情報を12.288Mbpsシリアルストリーム中へ多重化するために働く。 送信T1インタフェース経路62は各々、TDM送信バス32bと送信T1ボ イス・制御情報との間の周波数及び位相における差を吸収するよう設計されたエ ラスティックバッファ66を有する。各バッファ66内の送信T1ボイス・制御 情報は標準のT1フレーマ回路68内でフレーム化され、これは送信T1ボイス ・制御情報をT1ライン40における伝送に必要とされるフレームフォーマット とする。図3によって表示されているように、各フルデュプレックスT1ライン 40は一対の標準的なトランクラインインタフェース回路70を通じてBSC4 6に接続される。 次にベースステーションBSC46内の8個の着信T1インタフェース経路6 2を考えると、各フルデュプレックスの着信部分からのボイス情報はインタフェ ース回路の中の1つによって従来のデフレーマ回路74へ送られる。T1ボイス 情報の各入射ストリームは、デフレーマ回路74の中の1つの内部でデフレーム 化され、エラスティックバッファ66に与えられる。各デフレーマ回路74の出 力におけるエラスティックバッファ66は、入射T1ボイス情報とTDM送信バ ス32bとの間の周波数及び位相における差を吸収するよう設計されている。 IV.送信(TX)モードオペレーション 再び図1を参照すると、TDM送信バス32bは、12.288Mbpsの多 重データストリームをTDMフォーマッタ60(図3)からM個のデジタル送信 (DTX)モジュール80の各セットに与える。M個のDTXデジタル送信モジ ュール80は各々、K個のDTXチャネルモジュールの1つのセット(図1には 図示されていない)を含んでおり、それらは各々、TDM送信バス32bのタイ ムスロットの1つの範囲内でボイス信号を処理する。特に、各DTXチャネルモ ジュールは、ボイス情報のその割当ストリームを有したデジタルキャリアをFM 変調するために配置されている。一例としてのAMPSの実施形態では、597 0、6000、若しくは6030Hzの中のいずれかのデジタル監視オーディオ トーン(SAT)信号がFM変調後にDS0ボイスデータの各ストリーム に導入される。 デジタルSATトーンをDS0ボイスデータの所定のストリームに導入した後 、FM変調を実施するために以下のステップが実行される、即ち、i)ハイパス フィルタリング、ii)圧縮、iii)プリエンファシスフィルタリング、iv)信号 制限、v)補間、及びvi)ローパスフィルタリングである。変調された信号スト リームはその後、再び一例としての30.72Mspsのサンプリング速度に対 して補間され、割り当てられたベースバンド周波数に対して同調される。 所定のDTX信号送信モジュール80内の各K個のDTXチャネルモジュール は、そのIF信号を、それらの先行するDTXチャネルモジュールと足し合わせ る。各DTX送信モジュール80内のK番目のDTXチャネルモジュールの出力 において、K個のDTXチャネルモジュールの各々からのその各々の信号は広帯 域局部送信バス84に付加される。広帯域局部送信バス84はその後、次のDT Xモジュール80へ進み、このモジュールは、そのK個のDTXチャネルモジュ ールからの信号をそこに同様に付加する。一旦M個のDTXチャネルモジュール の最後のもの(つまり、DTXチャネルモジュール80’)がそのK個の信号を 広帯域局部送信バス84に付加すると、バス84は広帯域トランシーバモジュー ルのWBTXセクション18へルーティングされる。 WBTXセクション18は、30.72Mspsデジタルデータストリームを 広帯域局部送信バス84からアナログベースバンド信号へ変換するよう動作する 16ビットデジタル対アナログ変換器(DAC)を有する。アナログベースバン ド信号の周波数は先ず中間周波数(IF)に変換され、その後更に、r.f.周 波数帯域(例えば880〜894MHz)へアップ変換される。この結果生じる r.f.信号はアンテナインタフェースユニット20を介してアンテナシステム 12に付与され、アンテナシステムは、このr.f.信号をベースステーション 10のカバー領域内の移動ユーザに放射する。 V.DTXモジュール 図4を参照すると、一例としてのDTXモジュール80の内部構造が更に詳細 に示されている。図4で、図示されたDTXモジュールは、12個の広帯域の DTXチャネルモジュール(つまり、K=12)の1つのセットを有し、その第 1のものには従前のDTXモジュールからの局部送信バス84が設けられている 。12個のDTXチャネルモジュールは各々、VXI制御バス56から複数の制 御命令を受け取るものであり、また、TDM送信バス32bの192個のTDM タイムスロットの中のある特別の1つのタイムスロットによって運搬されるボイ ス情報を処理するために1つの割当てを含んでいる。更に、VXI制御バス56 は、各DTXチャネルモジュールに対して、あるユニークなベースバンド周波数 上に処理されたボイス情報を出力するよう命令する。 最初のDTXチャネルモジュール(DTXチャネルモジュール#1)がその割 当タイムスロットからのボイス信号を処理し、それを局部送信バス84に付加し た後、その結果は内部DTX広帯域データバス102を介して第2のDTXチャ ネルモジュールへ付与される。次に、第2のDTXチャネルモジュールは処理さ れたボイス信号情報を広帯域データバス102に付加し、その結果は広帯域デー タバス102によって第3のDTXチャネルモジュールに付与される。これは、 DTXチャネルモジュール#12がそれが処理したボイス信号を広帯域データバ ス102に付加するまで繰り返され、この結果は局部送信バス84を通じて次の DTXモジュール80に送られる。 次に図5を参照すると、TDM送信バス32b上の割当TDMタイムスロット の範囲内でボイス信号を処理するために配置された単一のDTXチャネルモジュ ールのブロック図が示されている。このDTXチャネルモジュールは、フォワー ドボイスチャネル(FOVC)若しくはフォワード制御チャネル(POCC)を 処理するためにDTXチャネルモジュールが割り当てられたかどうかに依存して 別々に動作するようなDTXチャネル変調器110を有する。FOVC処理につ いては、移動ステーション制御ワードがBSC36から制御バス56を通じて受 信されない場合には、割当TDMタイムスロットからのボイス情報が送信のため に処理される。この場合、制御ワードの処理を可能ならしめるために、通常のボ イス処理が一時的に中断される。FOCC処理を実行するためにDTXチャネル モジュールが代わりに割り当てられたときは、様々な移動ステーション制御メッ セージがボイス情報のイクスクルージョン(exclusion)に連続的に送信される。 DTXチャネル変調器110によって生成された変調情報は、x12及びx3 2補間器111、112のそれぞれの内部の、一例としての12個及び32個の ファクタによって補間される。補間されたデータストリームは、数値的に制御さ れる発振器(NCO)114から必要な周波数の局部発振信号を受け取るミクサ 113によって、あるユニークなデジタル周波数へアップ変換される。ミクサ1 13からの周波数アップ変換された信号の実部が抽出された後(Re115)、 この結果は2−チャネル加算器116によって広帯域データバス102に付加さ れる。 広帯域データバス102と複数の2−チャネル加算器116は、広帯域加算ネ ットワークとして特徴付けられている。なぜなら、これらの素子は、各DTXチ ャネルモジュールからの信号を、局部送信バス84によって運搬される周波数多 重化信号に組み合わせるからである。これにより、1つ若しくは2つ以上の比較 的複雑な多重チャネル加算器を周波数多重化信号の供給手段として提供する必要 は除去される。 図6はDTXチャネル変調器110を通じる信号フローを表示した上レベル図 である。DTXチャネル変調器110はボイス変調器117とデジタルデータ変 調器118を含む。ボイス変調器117は、FM変調器120、SAT信号ジェ ネレータ122、及びx2補間器124を含む。DTXチャネル変調器110が FOVC処理を実行しているときに、スイッチ128はボイス変調器117から の変調されたボイス情報を選択する。同様に、このスイッチ128は、FOCC 処理が実行されているときに、変調されたデータをデータ変調器118から受け 取るように設定されている。いずれの場合にあっても、この結果は同相/直角位 相(I,Q)変調ゼロHzキャリアから成るデジタル周波数変調(FM)信号で ある。 ボイスデータは、TDM送信バス32の割当タイムスロットからPCMフォー マットでFM変調器120によって受け取られる。FM変調器120は、8から 14ビットへのPCMデータのμ−Law拡張を実行し、その後、2:1音節圧 縮を行う。圧縮されたボイスデータはその後、一例としての40Kspsのサン プリング速度に対して補間され、300と3000Hzの間で転送機能+6dB /オクターブを有するプリエンファシスフィルタを通じて送られる。プリエンフ ァシスフィルタの出力は、所望の変調指数を達成するために必要とされる程度ま でサンプル毎にハードリミットされ、その後、ローパスフィルタを通じて送られ る。積分後、ボイスデータはSATジェネレータによって与えられたSAT信号 と組み合わされる。組み合わされた信号は、周波数変調(FM)処理を完了する ために位相変調され、この結果はx2補間器124を通じてスイッチ128へ送 られる。 図7はデジタルデータ変調器118のブロック図である。一例としての実施形 態において、このデジタルデータ変調器118はBCH符号器140を含んでお り、このBCH符号器に対し、28ビットバイナリ制御ワードが制御バス56か ら10Kbpsの速度で与えられる。このようなメッセージは各々、TIA/E IA標準553によって特定されるものと実質的に同様のフォーマットで制御バ ス56を介してBSC36によって与えられる。BCH符号器140内で、各2 8ビットメッセージワードはゼロパッド(例えば、12個のゼロを有する)され 、その後、所定のBCH発生多項式に従って40ビットメッセージコードに変換 される。この結果生じた40ビットの符号化された(つまり、スクランブルされ た)メッセージがビットストリームジェネレータ144に付与され、このビット ストリームジェネレータは、スクランブルされたメッセージの各々について、ブ ロックのシーケンスからなるビットストリームを生成する。ブロックの組合せは 、フォワード制御チャネル(FOCC)、又は、フォワードボイスチャネル(F OVC)のいずれで送信を行うことが所望されるかに依存して別々に形成され、 連結される。 FOVCでの送信中、通常のボイス送信は、移動ユニットへの送信のためにデ ジタルデータ変調器118がBSC36から制御メッセージを受け取る度に一例 としての103.1ms間隔で妨害される。FOVC送信を支持するためにビッ トストリームジェネレータ144はFOVCブロックの連結シーケンスを生成す るものであり、ここで、各FOVCブロックはスクランブルされた40ビット制 御メッセージとプリアンブルとを含む。プリアンブルはドットシーケンスとワー ド同期パターンを含み、スクランブルされたメッセージの各反復を効果的に分離 する。一例としての実施形態で、ビットストリームジェネレータ144は、FO VC上で送信されるべきスクランブルされた各メッセージについて、11個のF OVCブロックからなる1031ビットのビットストリームを生成する。 デジタルデータ変調器118がFOCCを支持するために使用される場合、ビ ットストリームジェネレータ144は、オーバヘッド又は制御メッセージのいず れかが生成されているとき以外は、フィルタメッセージを生成する。オーバヘッ ドメッセージは通常の速度(例えば、0.8±0.3秒毎)で送信され、制御メ ッセージは必要に応じて各FOCCを通じて非同期的に送信される。BCH符号 器40からの符号化された(つまり、スクランブルされた)制御メッセージを受 け取った際、ビットストリームジェネレータ144は、プリアンブルと、ワード 同期シーケンスと、スクランブルされた制御メッセージとから成る単一のFOC Cブロックを生成する。 FOVCとFOCC処理モードの双方におけるデジタルデータ変調器118の 動作中、ビットストリームジェネレータ144からの各FOVC若しくはFOC Cブロックは、一例としての10Kbps速度でFSK変調器148に与えられ る。単なるデジタル回路として実施することもできるが、FSK変調器148は 、40KHz速度でその後にサンプルされるマンチェスタ符号化アナログ波形を 生成するために配置されたルックアップテーブルとして特徴付けられてもよい。 特に、一般には以下のものと同様の複数の機能のセットが入射10Kbpsビッ トストリームで実行される、即ち、i)マンチェスタ符号化、ii)積分、iii) ローパスフィルタリング、iv)位相変調、v)平滑化を達成するための更なるロ ーパスフィルタリングである。40Hzでサンプリングした際、所定の周波数偏 移(例えば、±8KHz)のデジタルFSK変調波形に対応するような出力シー ケンスを生成するため、入射10Kbpsストリームの各ビットについての4つ の(I,Q)対が生成される。実際の実行時に、FSK変調器148は、テーブ ルルックアップシステムを用いて実現され得る。このテーブルルックアップシス テムでは、4つの(I,Q)対の各セットの値が、電流の値と、入射10Kbp sシーケンス内の最も最近のビットのセットとに従って決定される。 VI.広帯域トランシーバモジュールの広帯域送信機(WBTX)セクション 図8を参照すると、WBTX18は局部送信バス84からの高速デジタルデー タストリームをr.f.信号に変換するために動作し、このr.f.信号はパワ ー増幅器(図示されていない)に与えられ、その後、アンテナシステム12によ って放送される。図8で特定された特別の周波数値は、FCC特定B−帯域r. f.波形を生成させるものであり、他のr.f.帯域における送信は実質的に同 じ構成を用いて実行され得ると理解される。 局部送信バス84からの高速(30.72Msps)データストリームは初期 的にはデジタル対アナログ変換器(DAC)180によって処理される。DAC 180が入射30.72Msps信号をオーバーサンプルするために実現されな い場合には、X/SIN(X)フィルタネットワーク184が必要な補償を与え るために使用される。第1のミクサ192は72.88MHz局部発振器信号を 用いてベースバンド周波数をアップ変換し、組み合わされた信号は第1及び第2 の中間周波数バンドパス(IF)増幅器194、196に付与される。第1及び 第2のバンドパスIF増幅器194、196は、IF帯域62.20〜72.2 MHz、58.20MHz〜60.70MHz上でぞれぞれ増幅する。この結果 生じた増幅された複数のIF信号は、組み合わされ、r.f.ミクサ198内で r.f.周波数帯域にアップ変換され、880〜890MHz、891.4MH z〜894MHzに及ぶ帯域幅を有したr.f.BPF202を通じるよう通さ れる。 VII.広帯域トランシーバモジュールの広帯域受信機(WBRX)セクション 図9を参照すると、WBRXセクション16は、1つ若しくは2つ以上の移動 ユニット(図示されていない)からアンテナシステム12によって集められた入 射r.f.信号上で動作する。特に、WBRXは入射r.f.信号を高速デジタ ルデータストリームに変換し、高速局部受信バス24上に導入する。入射r.f .信号(例えば、835〜849MHz)は、自動ゲイン制御のために必要なら ば、減衰器210によって減衰される。周波数選択増幅器ネットワーク214は 、B−帯域の作動領域(つまり、835MHz〜845MHz、及び、846. 5 MHz〜849MHz)上でゲインを与える。周波数選択増幅器ネットワーク2 14の出力に接続されたr.f.ダウン変換ミクサ218は受信信号をミックス して、58.6〜72.2MHzにわたるIF帯域内にまで降下させるために働 く。B−帯域の1.5MHzのギャップにより、この結果生じるIF信号は分割 されて、第1のIF帯域フィルタ(BPF)222によって、また、第2のIF 帯域フィルタ(BPF)224によって、別々にフィルタされる。第1及び第2 のIF BPF222、224は、IF帯域62.20〜72.2MHz、及び 、58.20MHz〜60.70MHz上でそれぞれフィルタを行う。 第1及び第2のIF BPF222、224からのフィルタされたIF信号は 、その後、組み合わされ、共にIFミクサ226に付与される。IFミクサ22 6は、この組み合わされたIF信号の周波数を、アナログローパス・ノッチフィ ルタ230によってフィルタするためにアナログベースバンドに変換する。フィ ルタされたアナログベースバンド信号は、アナログ対デジタル変換器(ADC) 234によってサンプルされ、この結果生じた広帯域デジタルデータストリーム は高速局部受信バス24に付与される。 VIII.DRXモジュール 図10を参照すると、一例としてのDRXモジュール28の内部構造が更に詳 細に示されている。図10において、DRXモジュール28は12個のDRXチ ャネルモジュール(つまり、K=12)の1つのセットを含むように示されてお り、各モジュールは局部受信バス24に対するアクセスを有する。12個のDR Xチャネルモジュールは各々、VXI制御バス56から複数の制御命令を受け取 るものであり、また、ある特別の受信周波数チャネルによって運搬された情報を 処理するために1つの割当を含んでいる。それに割当られた周波数チャネルによ って運搬された情報を処理した後、各DRXチャネルモジュールは、その処理さ れた情報をTDM受信バス32aの192個のTDMタイムスロットの中の関連 するスロットに挿入する。この動作は各DRXモジュール28内で繰り返され、 その結果、局部受信バス24によって運搬された周波数多重化信号内に固有の各 周波数信号は、異なるDRXチャネルモジュールによって処理され、その後、 TDM受信バス32aの1つの割当タイムスロット中へ挿入される。 上に述べたように、代替実施形態において、アンテナシステム12は、複数の 異なるセルセクタのために個別に働く3つ若しくは4つ以上のセクタ型アンテナ として実施されてもよい。また他の代替実施形態では、複数のセクタ型アンテナ の複数の対が、各セクタに、そのセクタ内の複数の移動ユニットからの信号のス ペクトルダイバーシティ受信を助ける手段として配置されている。本発明の1つ の形態によれば、このようなセクタアンテナの各々から、若しくは、各ダイバー シティセクタアンテナのそれぞれから受信された信号エネルギーは、局部受信バ ス24上のある特別なタイムスロットに割り当てられる。例えば、一対のダイバ ーシティセクタアンテナが3個のセルセクタ(つまり、6個のアンテナ)の各々 に対して配備された実施形態では、局部受信バス24は6個のタイムスロットに 時分割多重される。局部受信バス24は各DRXモジュール28内のK個のDR X受信チャネルモジュールの各々に対して利用可能とされていることから、複数 のダイバーシティセクタアンテナ中のいずれか1つのアンテナによって受信され たいずれの周波数チャネルであっても、複数のDRX受信チャネルモジュール中 のいずれか1つのモジュールによって処理され得る。 このようなダイバーシティの使用では、ダイバーシティリンク250(図10 )は複数の隣接するDRXチャネルモジュールの間に任意に設けられる。一例と して、所定のセルセクタのために働くように割り当てられている第1及び第2の ダイバーシティアンテナによって受信された同一の周波数チャネルを処理するた めにDRXチャネルモジュール#1とDRXチャネルモジュール#2(図10) が割り当てられている場合を考える。この場合、DRXチャネルモジュール#1 とDRXチャネルモジュール#2は、第1及び第2のダイバーシティアンテナに それぞれ割り当てられた局部受信バス24の異なるタイムスロットから、同一の 周波数チャネルを抽出する。DRXチャネルモジュール#1とDRXチャネルモ ジュール#2によって処理される異なる周波数チャネルの品質はその後、ダイバ ーシティリンク250上で信号品質情報を交換することによって比較され得る。 より高質の受信信号がその後、DRXチャネルモジュール#1若しくはDRXチ ャネルモジュール#2のいずれかによる処理の後に、TDM受信バス32aの適 当 なタイムスロットに挿入される。 図11を参照すると、局部受信バス24のある特別なタイムスロットからの割 当周波数チャネルを処理するために配置された単一のDRXチャネルモジュール のブロック図が示されている。局部受信バス24からの広帯域30.72Msp sデジタル信号は、BSC36によって制御されるデジタルチューナ260へ付 与される。特に、BSC36は、デジタルチューナ260に対し、制御バス56 を介して局部受信バス24のある特別のタイムスロットからある割当周波数で信 号を抽出するよう命令する。デジタルチューナ260は、機能的には、ミクサ2 64、数値的に制御された発振器(NCO)268、ハイデシメーションフィル タ272、デシメータ276、及びFIRフィルタ280を含むものとして表示 される。デジタルチューナは、例えば、カリフォルニアのPalo Altoの GrayChipからのGC1011Aデジタルチューナを使用して実施され得 る。一例としての実施形態において、デジタルチューナ260は同相(I)及び 直角位相(Q)チャネル上で複合値とされた出力ストリームを生成し、その各々 が16ビットの解像度をもって80Kspsで流れる。 図11のDRXチャネルモジュールは更に、デジタルチューナ260からの8 0Ksps複合(I,Q)出力ストリームを復調するためにプログラムされてい る。各DRX値モジュールはリバースボイスチャネル(RVC)若しくはリバー ス制御チャネルRCCのいずれかを支持するため、各DSP290は受信された ボイス若しくはデータ情報のいずれかを処理するよう形成されている。双方の場 合において、FM復調動作は受信された情報にて初期的に実行され、この時点で 、FM復調情報はボイス処理若しくはデータ抽出のいずれかを受ける。DSP2 90がデータ抽出のためにプログラムされているとき、FM復調情報は、データ を符号化するために本来的に使用された動作に依存する方法で復号される。ボイ スチャネルに関して、DSP290は、EIA/TIA標準553によって特定 されるタイプのボイス処理に加え、SATとSTトーン検出を実行するために配 置される。 図12を参照すると、DSP290を機能的に構成する一例としての方法が表 示されている。デジタルチューナ280によって生成された80Ksps(I, Q)データはローパスフィルタ(LPF)302に付与されるよう示されており 、この出力はデジメータ306内の2つのファクタによってデシメートされる。 この結果生じた40Ksps複合データストリームはFM復調器310に、更に 、信号強度測定回路312、データ抽出回路314へ付与される。一例としての 実施形態において、信号強度測定回路312は、i)40Kspsストリームを 40のファクタによってデシメートし、ii)デシメートされたストリームの各サ ンプルのI及びQ成分を平方し、III)平方されたI及びQサンプルの1000 個の対を1秒に1回総計することにより、信号強度測定を1秒に1回実行する。 FM復調器310は、デシメータ306から受け取られた(I,Q)サンプル 対のシーケンスを備えた、サンプルされたFM信号を復調するため、以下の動作 を実行することによって動作する、即ち、i)各(I,Q)サンプル対について の角度tan-1(I/Q)を決定し、ii)この結果生じた一連の角度を時間微分 することである。一例としての40KHzサンプル速度は3KHzボイス帯域幅 を大きく超過することから、時間微分機能は連続する角度間の差を取ることによ って近似され得る。 図12を再び参照すれば、FM復調器310によって生成された、復調された 40Ksps出力は、持続波(CW)処理ネットワーク316へ、更に、ボイス 再構築ネットワーク320へ付与される。FM復調器によって復調されたチャネ ルがリバース制御チャネル(RCC)を構成する場合、データ抽出ネットワーク 314内で処理が発生し、DOTシーケンス検出がCW処理ネットワーク316 内で生じる。リバースボイスチャネル(RVC)については、データ抽出及びボ イス再構築ネットワーク314、320の双方が動作する。更に、CW処理ネッ トワーク316は、RVCに関連付けられたSTトーン、DOTシーケンス、及 びSAT信号を検出する。 FM復調に続いて、RCC上で移動ユニットから受け取った情報の処理は2つ の状態、即ち、i)DOTシーケンス検出、ii)データ抽出、の間で入れ代わる 。各RVCは同様に処理されるが、状態i)中は、SATとST信号検出の処理 に加えて、ボイス再構築の処理も実行される。各々の場合において、状態i)は DOTシーケンスが検出されるまで継続し、このときは、SAT/ST検出とボ イス再構築は停止される。データ抽出はその後、受信されたブロックの最後のワ ードの抽出まで、若しくは、代替的にはタイムアウト状態の発生まで生じる。 図13を参照すると、ボイス再構築ネットワーク320内で実行される信号処 理機能を表示するブロック図が示されている。FM復調器310からの復調され たボイス情報は、デエンファシスフィルタ410に付与され、これは300と3 000Hzの間でほぼ6dB/オクターブロールオフを示す。デエンファシスフ ィルタ410の後にローパスフィルタ(LPF)414が続き、このローパスフ ィルタは、0から3KHzへの0dB通過帯域によって、及び、5から20KH zの40dBの減衰を与えるストップバンドによって特徴付けられる。LPF4 14からのフィルタされた8ビットサンプルはその後、40Kspsから8Ks psへ5(x5)のファクタだけサンプル速度を減少させるように設計されたデ シメーションステージ416を通じて送られる。 この結果生じた8ビットボイスデータの8Kspsストリームはその後、1: 2音節拡張モジュール418に付与される。これは入射8Kspsデータストリ ームのレベルにおける各1dB変化を2dB変化に変換させる。拡張モジュール 418は従来の技術を用いて設計されており、他の場合に可能なものよりも広い ダイナミックレンジでのFM音声の処理を可能にする。ボイス復調処理はμ−L aw圧縮ブロック420内で完了され、このブロックは、結果として生じた8ビ ットボイスデータの8KspsストリームをTDM受信バス32aの割当タイム スロット中へ挿入する。 上に述べたように、BCH符号化メッセージは、デジタルデータ変調器118 によってFOVC及びFOCCデータブロック中へ組み合わされ、それらは、そ の後、FSK変調を介するマンチェスター符号化波形の生成に使用される。特に 、デジタルデータ変調器118はサンプルされたFSK変調波形を発生する。こ の変調波形では、マンチェスタコードの各ビットを表示するために4個のサンプ ルが使用される。一例としての実施形態では、複数の移動ユニットからRVC若 しくはRCCデータブロックが受け取られ、これら複数の移動ユニット内では、 実質的に同様のデータ変調処理が生じるものと仮定されている。故に、データ抽 出ネットワーク314は、この方法で符号化されたメッセージを、それら受け取 っ たRVC及びRCCデータブロックから抽出するように設計されている。 DOTシーケンス検出の成功に続いて、データ抽出ネットワーク314は、最 も最近受け取った4個のマンチェスタコードビットに対応している最も最近受け 取った16個のマンチェスタコードサンプルに基づいて零交差を決定することに より、局部的なクロック位相を確立する。一旦クロック位相が確立されると、受 信データブロック内の次のDOTシーケンスの検出まではそのままであると仮定 する。 マンチェスタコードは、例えば、比較器が続く4タップ集積(integrate)&ダ ンプ整合型フィルタを使用して検出及び回復され得る。次に、ワード同期及びデ スクランブリング動作が実行される。一例としての実施形態において、このデス クランブリング処理は、受け取った各データブロック内でBCH−復号メッセー ジ(つまり、スクランブルされたデータ)を1〜5回反復するBCH復号動作を 備える。スクランブルされたワードの各反復に伴うフィールドは、受け取ったデ ータブロック内でのスクランブルされたワードの反復数を表示する。スクランブ ルされたワードの各反復はその後、反復の総表示数が受け取られるまでバッファ される。 スクランブルワードのビット毎の再構築はその後、ビットエラー数に加えて最 も見込みのあるビットを決定するために、テーブルルックアップを使用して過半 数投票によって実行される。この過半数投票の処理によって生成されたスクラン ブルされたワードはその後、従来の技術を使用してBCH−復号され、これによ り、所定の移動ユニットによって本来的に符号化され送信されたメッセージを生 成する。 IX.マルチセクタダイバーシティ通信 上に述べたように、代替実施形態において、アンテナシステム12は、複数の 異なるセルセクタのために個別に働く3つ若しくは4つ以上の別々のセクタアン テナとして実施されてもよい。ベースステーション10は、ダイバーシティ受信 が各セクタ内に提供されたセクタ型アンテナシステムを用いるものに加えて、こ のようなセクタ型アンテナシステムを用いた動作のために容易に変形されるよう に設計されている。ダイバーシティ受信を助長するように設計された実施形態で は、セクタ型アンテナの複数の対が各セクタに、セクタ内の移動ユーザから信号 を受信するために配備される。3セクタ型アンテナシステムについては、別々の 広帯域トランシーバモジュールが3つのセクタアンテナの各々の間に、若しくは 、各セクタのために働く複数のダイバーシティアンテナの対と局部受信バス24 との間に挟み込まれる。このようなセクタアンテナの各々から、若しくは、各セ クタ内の各ダイバーシティアンテナのそれぞれから、受信された信号エネルギー は、その後、各広帯域トランシーバモジュールのWBRXセクションにより、局 部受信バス24のある特別なタイムスロットの中へ挿入される。 同様の方法で、ダイバーシティ実行の際の所定の移動ユーザに対する送信は、 その移動ユニットに対して最も有利な信号経路を与える移動ユニットのセクタ内 のダイバーシティアンテナを通じて発生する。局部送信バス84を個々のダイバ ーシティアンテナの数(例えば、3個のセクタに対しては6個のアンテナ)に等 しい複数のタイムスロットの1つのセットへ時分割多重することにより、各ダイ バーシティアンテナを異なるタイムスロットに割り当てることが可能である。故 に、各DTXチャネルモジュールは、そのベースバンド信号データを、タイムス ロットに割り当てられた移動ユニットに対して情報を最良に放送することができ るようなダイバーシティアンテナに関連付けられた局部送信バス84のタイムス ロットへ挿入する。 図14は、信号が、局部送信/受信バス(84’,24’)と6個のダイバー シティアンテナ12a〜12fの1つのセットとの間に結合された一例としての 方法を示す。ダイバーシティアンテナ(12a,12b)(12c,12d)、 及び(12e,12f)の各対は、3セクタ型セルの3つのセクタ中の異なるセ クタに配備されているものと仮定する。第1のセルセクタ内の2個の受信ダイバ ーシティアンテナ(12a,12b)は第1のアンテナユニット20aに結合さ れるものとして示されている。同様に、第2のセルセクタ内の2個の受信ダイバ ーシティアンテナ(12c,12d)と、第3のセルセクタ内の2個の受信ダイ バーシティアンテナ(12e,12f)は、第2及び第3のアンテナユニット2 0b、20cにそれぞれ結合される。 図14の実施形態では、局部送信及び受信バス84’、24’の双方が6個の タイムスロットに多重化されており、各タイムスロットはアンテナ12a〜12 fの中の1つに割り当てられる。例えば、アンテナ12a、12bは第1及び第 3のタイムスロットに、アンテナ12c、12dは第2及び第5のタイムスロッ トに、アンテナ12e、12fは第4及び第6のタイムスロットに、それぞれ割 り当てられ得る。局部送信バス84’は、初期的には、DTXモジュール80か ら第1の広帯域トランシーバモジュールの第1のWBTXセクション18aにル ーティングされる。第1のWBTXセクション18aは、局部送信バス84’の 割当タイムスロット(複数のスロット)(例えば、第1のスロット)内の広帯域 データを用いて、送信されるべきr.f.出力を発生する。 図14に表示されているように、局部受信バス24’は、WBRXセクション 16cとWBTXセクション18cから成る第3の広帯域トランシーバのWBR Xセクション16cで始まる。局部送信バス84’と同様の局部受信バス24’ は、アンテナ12a〜12fと1対1対応で関連付けられた6個のタイムスロッ トに分離される。局部受信バス24’は、WBRXセクション16aと16bの 間に加えて、WBRXセクション16bと16cの間に拡張するように示されて おり、更に、WBRXセクション16aをDRXモジュール28へリンクする働 きをする。局部受信バス24’は各DRXモジュール28(図10)内のK個の DRX受信チャネルモジュールの各々に対して利用可能とされていることから、 複数のダイバーシティセクタアンテナ12a〜12f中のいずれか1つのアンテ ナによって受信されたいずれの周波数チャネルであっても、複数のDRX受信チ ャネルモジュール中のいずれか1つのモジュールによって処理され得る。 X.VXIバスサブシステムとしての物理的実現の一例 図15は、本発明のベースステーションの一例としてのVXIバスモジュラー 実現のブロック図である。図15は、VXIバスサブシステムを備えるVXIモ ジュールトランシーバ500を含んでおり、この内部には、IEEE標準115 5によって特定されるタイプの複数のVXIバスモジュールが組み込まれ ている。各VXIバスモジュールは、BSC、DTX、DRX、若しくは広帯域 トランシーバモジュールを実行するために使用され、プリント回路ボード(PC B)若しくは等価物を用いて物理的に実現される。TDM受信及び送信バス32 a、32bに加え、局部受信及び送信バス24、84は、VXIバス背面電極を 集合的に形成する複数の電気バスの1つのセットから成る。この点について、T DM受信及び送信バス32a、32bは各々、IEEE標準によって特定される タイプのVXIバストリガバスとして実現される。同様に、局部受信及び送信バ ス24、84は各々、IEEE標準1155に従ってVXIバス局部バスとして 実行され得る。 図16はVXIモジュールトランシーバの送信部分のブロック図である。この 送信部分は複数のDTXモジュール80の1つのセットを含んでおり、各DTX モジュールは、13個のVXIバス「スロット」(つまり、ハードウェアアドレ ス)の中の1つに割り当てられている。WBTXモジュール18に加えて、DT Xモジュール80は、「P3−タイプ」コネクタ510を介して、VXIバス背 面電極のTDM送信バス32bに結合される。各P3−タイプコネクタ510は IEC標準1155に述べられた仕様を満たす。同様に、P3−タイプコネクタ 510は、DTXモジュール80とWBTXモジュール16をVXI背面電極の 局部送信バス84に接続するために使用される。 図17は、同様に、VXIモジュールトランシーバ500の受信部分をブロッ ク図の形態で示す。WBRX及びBSCモジュール16、36に加えて、受信部 分は複数のDRXモジュール28の1つのセットを含む。DRX、WBRX、及 びBSCモジュールの各々は、ユニークなアドレスを有するある特別のVXIバ ススロットに割り当てられる。また、P3−タイプコネクタ510は、DRX、 WBRX、及びBSCモジュールを、必要に応じて、VXI背面電極のTDM受 信及び局部受信バス32a、24に接続するために使用される。 図15〜図17によって例示された本発明のベースステーションのVXIバス の実行は、様々な空間インタフェース標準(例えば、CDMA、TDMA、GS M)を支持するよう形成され得る。この点について、所定の空間インタフェース 標準によって要求される変調/復調や他の信号処理を処理するために設計さ れたDTXとDRXモジュールが必要に応じてVXIバスサブシステム中に導入 される。例えば、DTX及びDRXモジュール中に組み込むためのCDMAチッ プセットは、カリフォルニア、サンディエゴのQualcomm Inc.から 商業的に利用できる。 本発明をある少数の特別の実施形態を参照して記述しているが、この記述は本 発明を説明するためのものであり、本発明を制限することを意味してものとすべ きではない。当業者は添付した特許請求の範囲に定義されているような本発明の 真の意図及び範囲から逸脱することなく様々な変形を思いつくであろう。
【手続補正書】 【提出日】1998年1月20日 【補正内容】 (1)明細書及び請求の範囲を別紙の通り全文訂正する。 (2)図1、図5、図11及び図12を別紙の通り訂正する。 明細書 デジタルセルラー通信システムのための広帯域 ベースステーションアーキテクチャ産業上の利用分野 本発明はセルラー電話システムに関する。更に言えば、本発明は広帯域通信波 形をデジタル処理するために配置されたオープンアーキテクチャセルラー電話セ ルサイトベースステーションに関する。従来の技術 セルラー電話ネットワークは所定の地理的領域内の移動通信をその領域を空間 的な接近地域、即ち、「セル」に分割することによって行う。各セルは、該セル 内の移動ユニットのために働く、「セルサイト」に位置付けられた、ベースステ ーションを有する。一般のアナログセルラーネットワークでは、各セルは異なる 通信周波数のセットに割り当てられている。隣接するセルに割り当てられる複数 の周波数の複数のセットは、セルが十分に大きな「再使用」インターバルに分割 されているときを除いて一般には反復されないことから、干渉の問題はあまり発 生しない。この方法では、セルラーシステム内の各セルを複数のセルサイトで同 時に使用することができ、システムはこれにより、システムチャネルを越える多 数のユーザを支持することを可能にする。 移動ユニットがあるセルから他のセルへ移動したとき、呼出はベースステーシ ョンから転送、即ち、「ハンドオフ」され、これにより、移動ユニットは新しい セル内のベースステーションに接続される。この呼出ハンドオフ処理には、移動 ユニットを、その現存の周波数から、移動ユニットが加わりつつある新たなセル に割り当てられた新しい周波数へ切り換えることが含まれる。ハンドオフ処理は 一般に、各セルサイトベースステーションにリンクされた移動交換センタ(MS C)によって調整される。特に、ベースステーションは、所定の移動ユニットに よって受信された信号が所定のスレショルド以下に降下したときに、MSCにハ ンドオフリクエストを出すことができ、このハンドオフリクエストは、 所定の移動ユニットがセル間の境界に接近しつつあることを示す。この場合、M SCは各セル内のベースステーションから信号強度情報を要求し、どのベースス テーションがそのセルを最良に処理できるかを決定する。「新たな」セル内のベ ースステーションがより強い信号強度を報告したときは、その呼出はその新たな ベースステーションへハンドオフされる。 各セルサイトベースステーションは一般に、送信機と受信機の多数の対を備え ており、これらの各対はある特定のチャネルに対して同調される。従来のアナロ グ装置を使用する場合、各送信機・受信機の対は、専用のフィルタリング・ミキ シング・増幅回路素子を必要とする。このことは、チャネルが付加されるにつれ て、コストの増大がひんぱんに起こるという不利益がある。更に、複数のチャネ ルの1つの複合セットを利用可能にすることが所望される場合には、セルに割り 当てられた複数の周波数で動作する複数の送信機・受信機対を選択するために、 チャネルスイッチやそのようなものが使用される。このこともまた不利益となる 。なぜなら、割り当てられていない周波数に関連付けられたそれらの送信機・受 信機対は未使用の状態にあり非効率的だからである。最後に、従来のアナログベ ースステーション設計は、異なる型のセルラーシステムに特有な可変信号周波数 やフォーマットを支持するように容易に適合され得るものではない。 デジタルベースステーションの一例が米国特許第5,289,464号に記載 されており、ここでは、着信信号を所望の復調器へ周波数多重化し送信信号をア ンテナへ周波数多重化するためにフィルタバンクが使用されている。このタイプ の構造はアナログシステムと同様の制限を有する。フィルタバンクアナライザは 着信信号を周波数によって分離し、専用の周波数を各復調器へ配送する。故に、 ある特定の周波数が使用されていない場合、復調器は動作しない。送信信号につ いて、フィルタバンク合成器は複数の変調された送信信号を組み合わせる。ある 特定の周波数が使用されていない場合、変調器は動作しない。拡張スペクトル信 号が所望される場合には他の事象が生ずる。着信拡張スペクトル信号は異なる復 調器から着信情報信号の一部を得ることによって再構築されなければならない。 送信拡張スペクトル信号は異なる変調器によって構築されなければならない。 故に、各周波数チャネルに専用の送信機・受信機対を設けることを要しないセ ルラーベースステーションが必要である。更に、ベースステーション信号処理ハ ードウェアをユーザ要求のパターンの変更に応答して効率的に割り当てできるこ とが望まれる。最後に、様々な変調技術を使用する様々なセルラーシステムで使 用するために容易に適合させることができるベースステーションアーキテクチャ が必要とされる。発明の概要 概して、本発明は様々な空間インタフェース標準における通信を支持するため に容易に変更され得る「オープンアーキテクチャ」デジタルセルラーベースステ ーションを備える。本発明のベースステーションの好ましい実施形態では、送信 及び受信セクションを有する広帯域デジタルトランシーバシステムが組み込まれ ている。 ベースステーションの送信セクション内で、公衆電話交換網(PSTN)に接 続された入力ラインインタフェースは、時分割多重(TDM)送信バス上への複 数の入力情報信号を多重化するために動作する。複数のデジタル送信機モジュー ルはTDM送信バスに接続されており、各デジタル送信機モジュールは、複数の 入力情報信号の1つの対応セットに応答して広帯域デジタルベースバンド信号を 発生するために働く。複数の広帯域デジタル情報信号のこのセットは、この広帯 域デジタル情報信号のセットを広帯域データストリームに逐次的に付加するため に配置された広帯域加算ネットワークに付与される。広帯域送信機がその後、こ の広帯域データストリームを用いて広帯域送信波形を発生するために働く。 受信セクションは、i)入射複合信号を受信し、また、ii)この入射複合信号 のデジタル表示を広帯域デジタルデータストリームの形態で発生するための、広 帯域受信機を有する。広帯域デジタルデータストリームは、複数のデジタル受信 機モジュールが接続された広帯域データバスに付与される。各デジタル受信機モ ジュールは、広帯域デジタルデータストリームから複数のデジタル出力信号の1 つのセットを回復し、これら複数のデジタル信号の1つのセットをTDM受信バ ス上へ多重化するために機能する。PSTNに接続された出力ラインインタフェ ースは、複数の出力信号ラインの間に複数のデジタル出力信号を分配するために 設けられている。図面の簡単な説明 本発明の他の目的は以下の詳細な記述と添付クレームとからそれらを図面と共 に参照することによってより容易に明らかなものとなろう。 図1は本発明のセルラー電話セルサイトベースステーションの機能ブロック図 である。 図2は本発明のベースステーション内に含まれるベースステーションコントロ ーラ(BSC)のブロック図の表示である。 図3はBSC内に組み込まれたT1インタフェースモジュールのブロック図を 示す。 図4は複数のDTXチャネルモジュールを備えた一例としてのデジタル送信( DTX)モジュールの内部構造を示す。 図5はTDM送信バスの割当タイムスロット内のボイス信号を処理するために 配置された単一のDTXチャネルモジュールのブロック図である。 図6はDTXチャネルモジュールを通じる信号フローを表示する上レベル図で ある。 図7はDTXチャネル変調器内に含まれるデジタルデータ変調器のブロック表 示である。 図8は、広帯域トランシーバモジュールの広帯域送信機(WBTX)セクショ ンが高速デジタルデータストリームを局部送信バスからアンテナによる放送のた めのr.f.信号へ変換するよう動作する際の方法を示す。 図9は広帯域トランシーバモジュールの広帯域受信(TBRX)セクションを 示す。 図10は一例としてのデジタル受信(DRX)モジュールの内部構造を示す。 図11は割り当てられた周波数チャネルを処理するために働く単一のDRXチ ャネルモジュールのブロック図である。 図12はDRXチャネル復調器の機能構造を説明的に示している。 図13はDRXチャネルモジュールのボイス再構築ネットワーク内で実行され る信号処理機能を示す。 図14は本発明のベースステーションによるダイバーシティ信号の受け取りに 使用する一例としての信号分散スキームを示す。 図15は本発明のベースステーションの一例としてのVXIバスモジュラー実 現のブロック図である。 図16は含有されるVXIモジュールトランシーバの送信部分のブロック図で ある。 図17はVXIモジュールトランシーバの受信部分のブロック図である。発明の実施の形態 I.システム概要 図1は本発明に従って情報信号を複数の移動トランシーバユニット(図示され ていない)へ送信し、及び、受信するためのデジタルセルラー電話セルサイトベ ースステーション10の機能ブロック図である。以下の記述から明らかであるよ うに、本発明のセルサイトベースステーションは、異なる空間インタフェース標 準(例えば、AMPS、TDMA、CDMA)上での通信を支持するために容易 に変調され得る「オープンアーキテクチャ」デジタルセルラーベースステーショ ンを備える。本発明のベースステーションは一例としてのAMPSセルラーシス テムの背景の範囲内で広く記述されているが、他の空間インタフェース標準と調 和するようにベースステーションを適合させる方法についても適当な説明がなさ れている。 一例としてのAMPSの実施形態では、ベースステーションアンテナシステム 12は対応する複数の移動ユニットから複数の個々のベースバンド信号から成る 1つの入射複合周波数多重化信号を受信する。一般に、この入射複合周波数多重 化信号内の各通信チャネルはそれぞれ30KHxだけ離れるように離間されてい るが、他の間隔も使用され得る。アンテナシステム12は、アンテナインタフェ ースユニット20を通じて、広帯域受信機モジュール(WBRX)セクション1 6と広帯域送信機(WBTX)セクション18とから成る広帯域トランシーバモ ジュールに接続されている。 図1の一例としての実施例においては、アンテナシステム12はベースステシ ョン10が置かれた地理的セルの全領域をカバーするよう配置された2つの全方 向性アンテナを備える。本明細書には、それにもかかわらず、セクタ型アンテナ システム(例えば、3つの120度アンテナ)による操作用に本発明のベースス テーションを形成した、代替実施例も記載されている。セクタ型アンテナシステ ムに対しては、各セクタのために働く別々の広帯域トランシーバモジュール(各 々がWBTXとWBRXセクションを有する)がベースステーション内に配備さ れる。更に、各セクタ内の一対の受信アンテナを通じるダイバーシティ受信の実 行を支持するようにベースステーションを形成する方法も記述されている。 II.受信(RX)モード動作 入射複合周波数多重化信号が無線周波数(r.f)でアンテナシステム(図1 )によって受信された後、WBRXセクション16は受信されたr.f.信号の 周波数をアナログベースバンド周波数に変換する。このアナログベースバンド信 号はその後アナログ・デジタル変換器(図示されていない)によって複数の12 ビットサンプルにデジタル化され、この結果生じたデータストリームは一例とし ての30.72Mspsの速度で動作する時分割多重(TDM)局部受信バス2 4に与えられる。図1で、この局部受信バス24は、IEEE標準1155のV XI仕様書に特定されているような標準VXI局部バスとして実施される。セク タ型アンテナが配置されたベースステーションの実施形態では、各セクタアンテ ナに関連付けられた広帯域トランシーバモジュールのWBRXセクションからの データストリームは、局部受信バス24上の割当タイムスロットに多重化される 。 図1に示されているように、局部受信バス24は、WBRXセクション16か らのデジタルデータをM個のデジタル受信(DRX)モジュール28の1つのセ ットの各々に与える。各DRXモジュール28はK個のデジタルチューナの1つ のセットを含んでおり、各デジタルチューナは、局部受信バス24上に存在する 30.72Msps広帯域データストリームから狭帯域デジタルFM信号を抽出 する。各チューナからの狭帯域出力は、80Kspsの速度にデシメートされた 複雑なデータストリームとしてフォーマットされる。一例としてのAMPSの実 施形態では、ベースステーション10は5個までのDRXモジュール28を含み (つまり、M=5)、各DRXモジュール28が12個のデジタルチューナの1 つのセット(つまり、K=12)を含む。これにより、60個(M×K=5×1 2=60)までの周波数チャネルを、アンテナシステム12によって受信された 入射複合r.f.周波数多重化信号から抽出することができる。一例としてのT DMAの実施形態では、60個の周波数チャネルの各々が、更に、3つの別々の タイムスロットに時分割多重され、これにより、180(つまり、60×3)個 までの移動ユニットから情報を受け取ることができる(最大速度TDMAを仮定 する)。 各DRXモジュール28内において、K個のデジタルチューナの各々の後にデ ジタル復調ネットワークが続く。各デジタル復調ネットワークは、該ネットワー クに付与された信号を信号が変調された方法に従って復調するために配置されて おり、それは好ましい実施形態では周波数変調(FM)を備える。復調に続いて 、各チャネルからデータ若しくはボイス情報が抽出され、標準のTIライン上で 送信を行うために必要とされるPCMフォーマットで配置される。好ましい実施 形態において、これは以下の動作の実行を含む、即ち、i)ハイパスフィルタリ ング、ii)デシメーション、iii)イクスパンション、四)デエンファシスフィ ルタリング、である。これらの処理段階は更に以下に記述されている。これらの 動作の最終結果は、8KHzでクロックされた標準の8ビット「DS0」信号の 生成であり、以下、簡単にDS0信号と呼ぶ。 よく知られているように、入射周波数多重化r.f.信号内に固有のAMPS 周波数チャネルはその上に監視オーディオトーン(Supervisory Audio Tone)( SAT)信号をインプレスする。故に、各DRXモジュール28内のK個の復調 ネットワークは各々、各周波数チャネルに関連付けられたSAT信号を処理する ためにも形成される。 図1を参照すれば、M個のDRXモジュール28の各々の内部のK個の復調ネ ットワークの各々によって生成されたDS0信号は、TDM受信バス32a上の 割当タイムスロットへ挿入される。図1の実施形態では、TDM受信バス32a とTDM送信バス32bは共に、IEEE標準1155のVXI仕様に記述され ているVXIバストリガバスと等価な両方向性データバスを備える。図1に示さ れているように、TDM受信バス32aとTDM送信バス32bは共にベースス テーションコントローラ(BSC)モジュール36に接続されている。 BSCモジュール36は、システムコントローラとして動作し、また、複数の T1トランクライン40を介して移動交換センタ(MSC)に対するベースステ ーション10のためのインタフェースを提供する。一例としての実施形態では、 その各々が24個のタイムスロットを有しているような8個のT1トランクライ ン40の1つのセットが、ベースステーション10とMSC(図示されていない )との間に確立されるべき192個までのフルデュプレックスボイスリンクのた めの容量を与える。以下、「ボイスリンク」、「ボイス信号」、「ボイス情報」 のような用語は音声情報だけでなく、T1トランクラインで送信されるデータや そのようなものも意味するものとする。 192個のボイスリンクのセットを公称64Kbps速度で支持するために、 TDM受信バス32aとTDM送信バス32bの双方が一例としての12.28 8Mbps(つまり、192×64Kbps)の速度でクロックされる。代替実 施においては、6個のE1ラインのセットが、BSC36に接続された8個のT 1トランクライン40の代わりに使用され得る。 III.ベースステーションコントローラ(BSC) 図2はベースステーションコントローラ(BSC)36のブロック図を示す。 BSC36はシステムコントローラ44を有し、これは一般に、標準的なRAM 及びROMメモリ機能と共に680EC40μPを有する。このシステムコント ローラ44は、T1インタフェースモジュール46と、制御バスインタフェース 48、更に、任意的にイーサネットインタフェース50及びRS−232インタ フェース52に内部制御バス54を介してリンクされている。制御バスインタフ ェース48は、内部制御バス54とVXI制御バス56の間でデータの転送を行 うことを可能ならしめる。図2の実施形態において、内部制御バス54は32ビ ット68040データバスを備え、VXI制御バス56はIEEE標準1155 によって特定されるタイプのものである。 イーサネットインタフェース50は、イーサネットケーブルや等価物における 他のベースステーションとの通信を支持するために設計されており、AMD 799X LANCEチップセットを使用することによりイーサネットバージョ ン2、IEEE802.3 10BaseTに従って実現される。同様に、RS 232インタフェース52は、外部監視と診断の実行を促進し、また、コンジッ トとしても働くものであり、ソフトウェアはこのコンジットを通じてシステムコ ントローラ44にダウンロードされる。 次に図3を参照すると、T1インタフェースモジュール46のブロック図が示 されている。T1インタフェースモジュール46は、TDMフォーマッタ60を 含んでおり、このTDMフォーマッタは、8個の送信T1インタフェース経路6 2の1つのセットの間で、TDM受信バス32aによって一例としての12.2 88Mbpsの速度で運搬される、192個のタイムスロットの多重化を解くた めに働く。同様に、TDMフォーマッタ60は、TDM送信バス32b上に挿入 するために、8個の着信T1インタフェース経路64からの入射ボイス情報を1 2.288Mbpsシリアルストリーム中へ多重化するために働く。 着信T1インタフェース経路64は各々、TDM送信バス32bと送信T1ボ イス・制御情報との間の周波数及び位相における差を吸収するよう設計されたエ ラスティックバッファ66を有する。各バッファ66内の送信T1ボイス・制御 情報は標準のT1フレーマ回路68内でフレーム化され、これは送信T1ボイス ・制御情報をT1ライン40における伝送に必要とされるフレームフォーマット とする。図3によって表示されているように、各フルデュプレックスT1ライン 40は一対の標準的なトランクラインインタフェース回路70を通じてBSC4 6に接続される。 次にベースステーションBSC46内の8個の着信T1インタフェース経路6 2を考えると、各フルデュプレックスの着信部分からのボイス情報はインタフェ ース回路の中の1つによって従来のデフレーマ回路74へ送られる。T1ボイス 情報の各入射ストリームは、デフレーマ回路74の中の1つの内部でデフレーム 化され、エラスティックバッファ66に与えられる。各デフレーマ回路74の出 力におけるエラスティックバッファ66は、入射T1ボイス情報とTDM送信バ ス32bとの間の周波数及び位相における差を吸収するよう設計されている。 IV.送信(TX)モードオペレーション 再び図1を参照すると、TDM送信バス32bは、12.288Mbpsの多 重データストリームをTDMフォーマッタ60(図3)からM個のデジタル送信 (DTX)モジュール80の各セットに与える。M個のDTXデジタル送信モジ ュール80は各々、K個のDTXチャネルモジュールの1つのセット(図1には 図示されていない)を含んでおり、それらは各々、TDM送信バス32bのタイ ムスロットの1つの範囲内でボイス信号を処理する。特に、各DTXチャネルモ ジュールは、ボイス情報のその割当ストリームを有したデジタルキャリアをFM 変調するために配置されている。一例としてのAMPSの実施形態では、597 0、6000、若しくは6030Hzの中のいずれかのデジタル監視オーディオ トーン(SAT)信号がFM変調後にDS0ボイスデータの各ストリームに導入 される。 デジタルSATトーンをDS0ボイスデータの所定のストリームに導入した後 、FM変調を実施するために以下のステップが実行される、即ち、i)ハイパス フィルタリング、ii)圧縮、iii)プリエンファシスフィルタリング、iv)信号 制限、v)補間、及びvi)ローパスフィルタリングである。変調された信号スト リームはその後、再び一例としての30.72Mspsのサンプリング速度に対 して補間され、割り当てられたベースバンド周波数に対して同調される。 所定のDTX信号送信モジュール80内の各K個のDTXチャネルモジュール は、そのIF信号を、それらの先行するDTXチャネルモジュールと足し合わせ る。各DTX送信モジュール80内のK番目のDTXチャネルモジュールの出力 において、K個のDTXチャネルモジュールの各々からのその各々の信号は広帯 域局部送信バス84に付加される。広帯域局部送信バス84はその後、次のDT Xモジュール80へ進み、このモジュールは、そのK個のDTXチャネルモジュ ールからの信号をそこに同様に付加する。一旦M個のDTXチャネルモジュール の最後のもの(つまり、DTXチャネルモジュール80’)がそのK個の信号を 広帯域局部送信バス84に付加すると、バス84は広帯域トランシーバモジュー ルのWBTXセクション18へルーティングされる。 WBTXセクション18は、30.72Mspsデジタルデータストリームを 広帯域局部送信バス84からアナログベースバンド信号へ変換するよう動作する 16ビットデジタル対アナログ変換器(DAC)を有する。アナログベースバン ド信号の周波数は先ず中間周波数(IF)に変換され、その後更に、r.f.周 波数帯域(例えば880〜894MHz)へアップ変換される。この結果生じる r.f.信号はアンテナインタフェースユニット20を介してアンテナシステム 12に付与され、アンテナシステムは、このr.f.信号をベースステーション 10のカバー領域内の移動ユーザに放射する。 V.DTXモジュール 図4を参照すると、一例としてのDTXモジュール80の内部構造が更に詳細 に示されている。図4で、図示されたDTXモジュールは、12個の広帯域のD TXチャネルモジュール(つまり、K=12)の1つのセットを有し、その第1 のものには従前のDTXモジュールからの局部送信バス84が設けられている。 12個のDTXチャネルモジュールは各々、VXI制御バス56から複数の制御 命令を受け取るものであり、また、TDM送信バス32bの192個のTDMタ イムスロットの中のある特別の1つのタイムスロットによって運搬されるボイス 情報を処理するために1つの割当てを含んでいる。更に、VXI制御バス56は 、各DTXチャネルモジュールに対して、あるユニークなベースバンド周波数上 に処理されたボイス情報を出力するよう命令する。 最初のDTXチャネルモジュール(DTXチャネルモジュール#1)がその割 当タイムスロットからのボイス信号を処理し、それを局部送信バス84に付加し た後、その結果は内部DTX広帯域データバス102を介して第2のDTXチャ ネルモジュールへ付与される。次に、第2のDTXチャネルモジュールは処理さ れたボイス信号情報を広帯域データバス102に付加し、その結果は広帯域デー タバス102によって第3のDTXチャネルモジュールに付与される。これは、 DTXチャネルモジュール#12がそれが処理したボイス信号を広帯域データバ ス102に付加するまで繰り返され、この結果は局部送信バス84を通じて次の DTXモジュール80に送られる。 次に図5を参照すると、TDM送信バス32b上の割当TDMタイムスロット の範囲内でボイス信号を処理するために配置された単一のDTXチャネルモジュ ールのブロック図が示されている。このDTXチャネルモジュールは、フォワー ドボイスチャネル(FOVC)若しくはフォワード制御チャネル(POCC)を 処理するためにDTXチャネルモジュールが割り当てられたかどうかに依存して 別々に動作するようなDTXチャネル変調器110を有する。FOVC処理につ いては、移動ステーション制御ワードがBSC36から制御バス56を通じて受 信されない場合には、割当TDMタイムスロットからのボイス情報が送信のため に処理される。この場合、制御ワードの処理を可能ならしめるために、通常のボ イス処理が一時的に中断される。FOCC処理を実行するためにDTXチャネル モジュールが代わりに割り当てられたときは、様々な移動ステーション制御メッ セージがボイス情報のイクスクルージョン(exclusion)に連続的に送信される。 DTXチャネル変調器110によって生成された変調情報は、x12及びx3 2補間器111、112のそれぞれの内部の、一例としての12個及び32個の ファクタによって補間される。補間されたデータストリームは、数値的に制御さ れる発振器(NCO)114から必要な周波数の局部発振信号を受け取るミクサ 113によって、あるユニークなデジタル周波数へアップ変換される。ミクサ1 13からの周波数アップ変換された信号の実部が抽出された後(Re115)、 この結果は2−チャネル加算器116によって広帯域データバス102に付加さ れる。 広帯域データバス102と複数の2−チャネル加算器116は、広帯域加算ネ ットワークとして特徴付けられている。なぜなら、これらの素子は、各DTXチ ャネルモジュールからの信号を、局部送信バス84によって運搬される周波数多 重化信号に組み合わせるからである。これにより、1つ若しくは2つ以上の比較 的複雑な多重チャネル加算器を周波数多重化信号の供給手段として提供する必要 は除去される。 図6はDTXチャネル変調器110を通じる信号フローを表示した上レベル図 である。DTXチャネル変調器110はボイス変調器117とデジタルデータ変 調器118を含む。ボイス変調器117は、FM変調器120、SAT信号ジェ ネレータ122、及びx2補間器124を含む。DTXチャネル変調器110が FOVC処理を実行しているときに、スイッチ128はボイス変調器117から の変調されたボイス情報を選択する。同様に、このスイッチ128は、FOCC 処理が実行されているときに、変調されたデータをデータ変調器118から受け 取るように設定されている。いずれの場合にあっても、この結果は同相/直角位 相(I,Q)変調ゼロHzキャリアから成るデジタル周波数変調(FM)信号で ある。 ボイスデータは、TDM送信バス32の割当タイムスロットからPCMフォー マットでFM変調器120によって受け取られる。FM変調器120は、8から 14ビットへのPCMデータのμ−Law拡張を実行し、その後、2:1音節圧 縮を行う。圧縮されたボイスデータはその後、一例としての40Kspsのサン プリング速度に対して補間され、300と3000Hzの間で転送機能+6dB /オクターブを有するプリエンファシスフィルタを通じて送られる。プリエンフ ァシスフィルタの出力は、所望の変調指数を達成するために必要とされる程度ま でサンプル毎にハードリミットされ、その後、ローパスフィルタを通じて送られ る。積分後、ボイスデータはSATジェネレータによって与えられたSAT信号 と組み合わされる。組み合わされた信号は、周波数変調(FM)処理を完了する ために位相変調され、この結果はx2補間器124を通じてスイッチ128へ送 られる。 図7はデジタルデータ変調器118のブロック図である。一例としての実施形 態において、このデジタルデータ変調器118はBCH符号器140を含んでお り、このBCH符号器に対し、28ビットバイナリ制御ワードが制御バス56か ら10Kbpsの速度で与えられる。このようなメッセージは各々、TIA/E IA標準553によって特定されるものと実質的に同様のフォーマットで制御バ ス56を介してBSC36によって与えられる。BCH符号器140内で、各2 8ビットメッセージワードはゼロパッド(例えば、12個のゼロを有する)され 、その後、所定のBCH発生多項式に従って40ビットメッセージコードに変換 される。この結果生じた40ビットの符号化された(つまり、スクランブルされ た)メッセージがビットストリームジェネレータ144に付与され、このビット ストリームジェネレータは、スクランブルされたメッセージの各々について、 ブロックのシーケンスからなるビットストリームを生成する。ブロックの組合せ は、フォワード制御チャネル(FOCC)、又は、フォワードボイスチャネル( FOVC)のいずれで送信を行うことが所望されるかに依存して別々に形成され 、連結される。 FOVCでの送信中、通常のボイス送信は、移動ユニットへの送信のためにデ ジタルデータ変調器118がBSC36から制御メッセージを受け取る度に一例 としての103.1ms間隔で妨害される。FOVC送信を支持するためにビッ トストリームジェネレータ144はFOVCブロックの連結シーケンスを生成す るものであり、ここで、各FOVCブロックはスクランブルされた40ビット制 御メッセージとプリアンブルとを含む。プリアンブルはドットシーケンスとワー ド同期パターンを含み、スクランブルされたメッセージの各反復を効果的に分離 する。一例としての実施形態で、ビットストリームジェネレータ144は、FO VC上で送信されるべきスクランブルされた各メッセージについて、11個のF OVCブロックからなる1031ビットのビットストリームを生成する。 デジタルデータ変調器118がFOCCを支持するために使用される場合、ビ ットストリームジェネレータ144は、オーバヘッド又は制御メッセージのいず れかが生成されているとき以外は、フィルタメッセージを生成する。オーバヘッ ドメッセージは通常の速度(例えば、0.8±0.3秒毎)で送信され、制御メ ッセージは必要に応じて各FOCCを通じて非同期的に送信される。BCH符号 器40からの符号化された(つまり、スクランブルされた)制御メッセージを受 け取った際、ビットストリームジェネレータ144は、プリアンブルと、ワード 同期シーケンスと、スクランブルされた制御メッセージとから成る単一のFOC Cブロックを生成する。 FOVCとFOCC処理モードの双方におけるデジタルデータ変調器118の 動作中、ビットストリームジェネレータ144からの各FOVC若しくはFOC Cブロックは、一例としての10Kbps速度でFSK変調器148に与えられ る。単なるデジタル回路として実施することもできるが、FSK変調器148は 、40KHz速度でその後にサンプルされるマンチェスタ符号化アナログ波形を 生成するために配置されたルックアップテーブルとして特徴付けられて もよい。特に、一般には以下のものと同様の複数の機能のセットが入射10Kb psビットストリームで実行される、即ち、i)マンチェスタ符号化、ii)積分 、iii)ローパスフィルタリング、iv)位相変調、v)平滑化を達成するための 更なるローパスフィルタリングである。40Hzでサンプリングした際、所定の 周波数偏移(例えば、±8KHz)のデジタルFSK変調波形に対応するような 出力シーケンスを生成するため、入射10Kbpsストリームの各ビットについ ての4つの(I,Q)対が生成される。実際の実行時に、FSK変調器148は 、テーブルルックアップシステムを用いて実現され得る。このテーブルルックア ップシステムでは、4つの(I,Q)対の各セットの値が、電流の値と、入射1 0Kbpsシーケンス内の最も最近のビットのセットとに従って決定される。 VI.広帯域トランシーバモジュールの広帯域送信機(WBTX)セクション 図8を参照すると、WBTX18は局部送信バス84からの高速デジタルデー タストリームをr.f.信号に変換するために動作し、このr.f.信号はパワ ー増幅器(図示されていない)に与えられ、その後、アンテナシステム12によ って放送される。図8で特定された特別の周波数値は、FCC特定B−帯域r. f.波形を生成させるものであり、他のr.f.帯域における送信は実質的に同 じ構成を用いて実行され得ると理解される。 局部送信バス84からの高速(30.72Msps)データストリームは初期 的にはデジタル対アナログ変換器(DAC)180によって処理される。DAC 180が入射30.72Msps信号をオーバーサンプルするために実現されな い場合には、X/SIN(X)フィルタネットワーク184が必要な補償を与え るために使用される。第1のミクサ192は72.88MHz局部発振器信号を 用いてベースバンド周波数をアップ変換し、組み合わされた信号は第1及び第2 の中間周波数バンドパス(IF)増幅器194、196に付与される。第1及び 第2のバンドパスIF増幅器194、196は、IF帯域62.20〜72.2 MHz、58.20MHz〜60.70MHz上でぞれぞれ増幅する。この結果 生じた増幅された複数のIF信号は、組み合わされ、r.f.ミクサ198内で r.f.周波数帯域にアップ変換され、880〜890MHz、891.4 MHz〜894MHzに及ぶ帯域幅を有したr.f.BPF202を通じるよう 通される。 VII.広帯域トランシーバモジュールの広帯域受信機(WBRX)セクション 図9を参照すると、WBRXセクション16は、1つ若しくは2つ以上の移動 ユニット(図示されていない)からアンテナシステム12によって集められた入 射r.f.信号上で動作する。特に、WBRXは入射r.f.信号を高速デジタ ルデータストリームに変換し、高速局部受信バス24上に導入する。入射r.f .信号(例えば、835〜849MHz)は、自動ゲイン制御のために必要なら ば、減衰器210によって減衰される。周波数選択増幅器ネットワーク214は 、B−帯域の作動領域(つまり、835MHz〜845MHz、及び、846. 5MHz〜849MHz)上でゲインを与える。周波数選択増幅器ネットワーク 214の出力に接続されたr.f.ダウン変換ミクサ218は受信信号をミック スして、58.6〜72.2MHzにわたるIF帯域内にまで降下させるために 働く。B−帯域の1.5MHzのギャップにより、この結果生じるIF信号は分 割されて、第1のIF帯域フィルタ(BPF)222によって、また、第2のI F帯域フィルタ(BPF)224によって、別々にフィルタされる。第1及び第 2のIF BPF222、224は、IF帯域62.20〜72.2MHz、及 び、58.20MHz〜60.70MHz上でそれぞれフィルタを行う。 第1及び第2のIF BPF222、224からのフィルタされたIF信号は 、その後、組み合わされ、共にIFミクサ226に付与される。IFミクサ22 6は、この組み合わされたIF信号の周波数を、アナログローパス・ノッチフィ ルタ230によってフィルタするためにアナログベースバンドに変換する。フィ ルタされたアナログベースバンド信号は、アナログ対デジタル変換器(ADC) 234によってサンプルされ、この結果生じた広帯域デジタルデータストリーム は高速局部受信バス24に付与される。 VIII.DRXモジュール 図10を参照すると、一例としてのDRXモジュール28の内部構造が更に詳 細に示されている。図10において、DRXモジュール28は12個のDRXチ ャネルモジュール(つまり、K=12)の1つのセットを含むように示されてお り、各モジュールは局部受信バス24に対するアクセスを有する。12個のDR Xチャネルモジュールは各々、VXI制御バス56から複数の制御命令を受け取 るものであり、また、ある特別の受信周波数チャネルによって運搬された情報を 処理するために1つの割当を含んでいる。それに割当られた周波数チャネルによ って運搬された情報を処理した後、各DRXチャネルモジュールは、その処理さ れた情報をTDM受信バス32aの192個のTDMタイムスロットの中の関連 するスロットに挿入する。この動作は各DRXモジュール28内で繰り返され、 その結果、局部受信バス24によって運搬された周波数多重化信号内に固有の各 周波数信号は、異なるDRXチャネルモジュールによって処理され、その後、T DM受信バス32aの1つの割当タイムスロット中へ挿入される。 上に述べたように、代替実施形態において、アンテナシステム12は、複数の 異なるセルセクタのために個別に働く3つ若しくは4つ以上のセクタ型アンテナ として実施されてもよい。また他の代替実施形態では、複数のセクタ型アンテナ の複数の対が、各セクタに、そのセクタ内の複数の移動ユニットからの信号のス ペクトルダイバーシティ受信を助ける手段として配置されている。本発明の1つ の形態によれば、このようなセクタアンテナの各々から、若しくは、各ダイバー シティセクタアンテナのそれぞれから受信された信号エネルギーは、局部受信バ ス24上のある特別なタイムスロットに割り当てられる。例えば、一対のダイバ ーシティセクタアンテナが3個のセルセクタ(つまり、6個のアンテナ)の各々 に対して配備された実施形態では、局部受信バス24は6個のタイムスロットに 時分割多重される。局部受信バス24は各DRXモジュール28内のK個のDR X受信チャネルモジュールの各々に対して利用可能とされていることから、複数 のダイバーシティセクタアンテナ中のいずれか1つのアンテナによって受信され たいずれの周波数チャネルであっても、複数のDRX受信チャネルモジュール中 のいずれか1つのモジュールによって処理され得る。 このようなダイバーシティの使用では、ダイバーシティリンク250(図10 )は複数の隣接するDRXチャネルモジュールの間に任意に設けられる。一例と し て、所定のセルセクタのために働くように割り当てられている第1及び第2のダ イバーシティアンテナによって受信された同一の周波数チャネルを処理するため にDRXチャネルモジュール#1とDRXチャネルモジュール#2(図10)が 割り当てられている場合を考える。この場合、DRXチャネルモジュール#1と DRXチャネルモジュール#2は、第1及び第2のダイバーシティアンテナにそ れぞれ割り当てられた局部受信バス24の異なるタイムスロットから、同一の周 波数チャネルを抽出する。DRXチャネルモジュール#1とDRXチャネルモジ ュール#2によって処理される異なる周波数チャネルの品質はその後、ダイバー シティリンク250上で信号品質情報を交換することによって比較され得る。よ り高質の受信信号がその後、DRXチャネルモジュール#1若しくはDRXチャ ネルモジュール#2のいずれかによる処理の後に、TDM受信バス32aの適当 なタイムスロットに挿入される。 図11を参照すると、局部受信バス24のある特別なタイムスロットからの割 当周波数チャネルを処理するために配置された単一のDRXチャネルモジュール のブロック図が示されている。局部受信バス24からの広帯域30.72Msp sデジタル信号は、BSC36によって制御されるデジタルチューナ260へ付 与される。特に、BSC36は、デジタルチューナ260に対し、制御バス56 を介して局部受信バス24のある特別のタイムスロットからある割当周波数で信 号を抽出するよう命令する。デジタルチューナ260は、機能的には、ミクサ2 64、数値的に制御された発振器(NCO)268、ハイデシメーションフィル タ272、デシメータ276、及びFIRフィルタ280を含むものとして表示 される。デジタルチューナは、例えば、カリフォルニアのPalo Altoの GrayChipからのGC1011Aデジタルチューナを使用して実施され得 る。一例としての実施形態において、デジタルチューナ260は同相(I)及び 直角位相(Q)チャネル上で複合値とされた出力ストリームを生成し、その各々 が16ビットの解像度をもって80Kspsで流れる。 図11のDRXチャネルモジュールは更に、デジタルチューナ260からの8 0Ksps複合(I,Q)出力ストリームを復調するためにプログラムされてい る。各DRX値モジュールはリバースボイスチャネル(RVC)若しくはリバ ース制御チャネルRCCのいずれかを支持するため、各DSP290は受信され たボイス若しくはデータ情報のいずれかを処理するよう形成されている。双方の 場合において、FM復調動作は受信された情報にて初期的に実行され、この時点 で、FM復調情報はボイス処理若しくはデータ抽出のいずれかを受ける。DSP 290がデータ抽出のためにプログラムされているとき、FM復調情報は、デー タを符号化するために本来的に使用された動作に依存する方法で復号される。ボ イスチャネルに関して、DSP290は、EIA/TIA標準553によって特 定されるタイプのボイス処理に加え、SATとSTトーン検出を実行するために 配置される。 図12を参照すると、DSP290を機能的に構成する一例としての方法が表 示されている。デジタルチューナ280によって生成された80Ksps(I, Q)データはローパスフィルタ(LPF)302に付与されるよう示されており 、この出力はデジメータ306内の2つのファクタによってデシメートされる。 この結果生じた40Ksps複合データストリームはFM復調器310に、更に 、信号強度測定回路312、データ抽出回路314へ付与される。一例としての 実施形態において、信号強度測定回路312は、i)40Kspsストリームを 40のファクタによってデシメートし、ii)デシメートされたストリームの各サ ンプルのI及びQ成分を平方し、III)平方されたI及びQサンプルの1000 個の対を1秒に1回総計することにより、信号強度測定を1秒に1回実行する。 FM復調器310は、デシメータ306から受け取られた(I,Q)サンプル 対のシーケンスを備えた、サンプルされたFM信号を復調するため、以下の動作 を実行することによって動作する、即ち、i)各(I,Q)サンプル対について の角度tan-1(I/Q)を決定し、ii)この結果生じた一連の角度を時間微分 することである。一例としての40KHzサンプル速度は3KHzボイス帯域幅 を大きく超過することから、時間微分機能は連続する角度間の差を取ることによ って近似され得る。 図12を再び参照すれば、FM復調器310によって生成された、復調された 40Ksps出力は、持続波(CW)処理ネットワーク316へ、更に、ボイス 再構築ネットワーク320へ付与される。FM復調器によって復調されたチャネ ルがリバース制御チャネル(RCC)を構成する場合、データ抽出ネットワーク 314内で処理が発生し、DOTシーケンス検出がCW処理ネットワーク316 内で生じる。リバースボイスチャネル(RVC)については、データ抽出及びボ イス再構築ネットワーク314、320の双方が動作する。更に、CW処理ネッ トワーク316は、RVCに関連付けられたSTトーン、DOTシーケンス、及 びSAT信号を検出する。 FM復調に続いて、RCC上で移動ユニットから受け取った情報の処理は2つ の状態、即ち、i)DOTシーケンス検出、ii)データ抽出、の間で入れ代わる 。各RVCは同様に処理されるが、状態i)中は、SATとST信号検出の処理 に加えて、ボイス再構築の処理も実行される。各々の場合において、状態i)は DOTシーケンスが検出されるまで継続し、このときは、SAT/ST検出とボ イス再構築は停止される。データ抽出はその後、受信されたブロックの最後のワ ードの抽出まで、若しくは、代替的にはタイムアウト状態の発生まで生じる。 図13を参照すると、ボイス再構築ネットワーク320内で実行される信号処 理機能を表示するブロック図が示されている。FM復調器310からの復調され たボイス情報は、デエンファシスフィルタ410に付与され、これは300と3 000Hzの間でほぼ6dB/オクターブロールオフを示す。デエンファシスフ ィルタ410の後にローパスフィルタ(LPF)414が続き、このローパスフ ィルタは、0から3KHzへの0dB通過帯域によって、及び、5から20KH zの40dBの減衰を与えるストップバンドによって特徴付けられる。LPF4 14からのフィルタされた8ビットサンプルはその後、40Kspsから8Ks psへ5(x5)のファクタだけサンプル速度を減少させるように設計されたデ シメーションステージ416を通じて送られる。 この結果生じた8ビットボイスデータの8Kspsストリームはその後、1: 2音節拡張モジュール418に付与される。これは入射8Kspsデータストリ ームのレベルにおける各1dB変化を2dB変化に変換させる。拡張モジュール 418は従来の技術を用いて設計されており、他の場合に可能なものよりも広い ダイナミックレンジでのFM音声の処理を可能にする。ボイス復調処理はμ−L aw圧縮ブロック420内で完了され、このブロックは、結果として生じた8 ビットボイスデータの8KspsストリームをTDM受信バス32aの割当タイ ムスロット中へ挿入する。 上に述べたように、BCH符号化メッセージは、デジタルデータ変調器118 によってFOVC及びFOCCデータブロック中へ組み合わされ、それらは、そ の後、FSK変調を介するマンチェスター符号化波形の生成に使用される。特に 、デジタルデータ変調器118はサンプルされたFSK変調波形を発生する。こ の変調波形では、マンチェスタコードの各ビットを表示するために4個のサンプ ルが使用される。一例としての実施形態では、複数の移動ユニットからRVC若 しくはRCCデータブロックが受け取られ、これら複数の移動ユニット内では、 実質的に同様のデータ変調処理が生じるものと仮定されている。故に、データ抽 出ネットワーク314は、この方法で符号化されたメッセージを、それら受け取 ったRVC及びRCCデータブロックから抽出するように設計されている。 DOTシーケンス検出の成功に続いて、データ抽出ネットワーク314は、最 も最近受け取った4個のマンチェスタコードビットに対応している最も最近受け 取った16個のマンチェスタコードサンプルに基づいて零交差を決定することに より、局部的なクロック位相を確立する。一旦クロック位相が確立されると、受 信データブロック内の次のDOTシーケンスの検出まではそのままであると仮定 する。 マンチェスタコードは、例えば、比較器が続く4タップ集積(integrate)&ダ ンプ整合型フィルタを使用して検出及び回復され得る。次に、ワード同期及びデ スクランブリング動作が実行される。一例としての実施形態において、このデス クランブリング処理は、受け取った各データブロック内でBCH−復号メッセー ジ(つまり、スクランブルされたデータ)を1〜5回反復するBCH復号動作を 備える。スクランブルされたワードの各反復に伴うフィールドは、受け取ったデ ータブロック内でのスクランブルされたワードの反復数を表示する。スクランブ ルされたワードの各反復はその後、反復の総表示数が受け取られるまでバッファ される。 スクランブルワードのビット毎の再構築はその後、ビットエラー数に加えて最 も見込みのあるビットを決定するために、テーブルルックアップを使用して過半 数投票によって実行される。この過半数投票の処理によって生成されたスクラン ブルされたワードはその後、従来の技術を使用してBCH−復号され、これによ り、所定の移動ユニットによって本来的に符号化され送信されたメッセージを生 成する。 IX.マルチセクタダイバーシティ通信 上に述べたように、代替実施形態において、アンテナシステム12は、複数の 異なるセルセクタのために個別に働く3つ若しくは4つ以上の別々のセクタアン テナとして実施されてもよい。ベースステーション10は、ダイバーシティ受信 が各セクタ内に提供されたセクタ型アンテナシステムを用いるものに加えて、こ のようなセクタ型アンテナシステムを用いた動作のために容易に変形されるよう に設計されている。ダイバーシティ受信を助長するように設計された実施形態で は、セクタ型アンテナの複数の対が各セクタに、セクタ内の移動ユーザから信号 を受信するために配備される。3セクタ型アンテナシステムについては、別々の 広帯域トランシーバモジュールが3つのセクタアンテナの各々の間に、若しくは 、各セクタのために働く複数のダイバーシティアンテナの対と局部受信バス24 との間に挟み込まれる。このようなセクタアンテナの各々から、若しくは、各セ クタ内の各ダイバーシティアンテナのそれぞれから、受信された信号エネルギー は、その後、各広帯域トランシーバモジュールのWBRXセクションにより、局 部受信バス24のある特別なタイムスロットの中へ挿入される。 同様の方法で、ダイバーシティ実行の際の所定の移動ユーザに対する送信は、 その移動ユニットに対して最も有利な信号経路を与える移動ユニットのセクタ内 のダイバーシティアンテナを通じて発生する。局部送信バス84を個々のダイバ ーシティアンテナの数(例えば、3個のセクタに対しては6個のアンテナ)に等 しい複数のタイムスロットの1つのセットへ時分割多重することにより、各ダイ バーシティアンテナを異なるタイムスロットに割り当てることが可能である。故 に、各DTXチャネルモジュールは、そのベースバンド信号データを、タイムス ロットに割り当てられた移動ユニットに対して情報を最良に放送することができ るようなダイバーシティアンテナに関連付けられた局部送信バス84のタイムス ロットへ挿入する。 図14は、信号が、局部送信/受信バス(84’,24’)と6個のダイバー シティアンテナ12a〜12fの1つのセットとの間に結合された一例としての 方法を示す。ダイバーシティアンテナ(12a,12b)(12c,12d)、 及び(12e,12f)の各対は、3セクタ型セルの3つのセクタ中の異なるセ クタに配備されているものと仮定する。第1のセルセクタ内の2個の受信ダイバ ーシティアンテナ(12a,12b)は第1のアンテナユニット20aに結合さ れるものとして示されている。同様に、第2のセルセクタ内の2個の受信ダイバ ーシティアンテナ(12c,12d)と、第3のセルセクタ内の2個の受信ダイ バーシティアンテナ(12e,12f)は、第2及び第3のアンテナユニット2 0b、20cにそれぞれ結合される。 図14の実施形態では、局部送信及び受信バス84’、24’の双方が6個の タイムスロットに多重化されており、各タイムスロットはアンテナ12a〜12 fの中の1つに割り当てられる。例えば、アンテナ12a、12bは第1及び第 3のタイムスロットに、アンテナ12c、12dは第2及び第5のタイムスロッ トに、アンテナ12e、12fは第4及び第6のタイムスロットに、それぞれ割 り当てられ得る。局部送信バス84’は、初期的には、DTXモジュール80か ら第1の広帯域トランシーバモジュールの第1のWBTXセクション18aにル ーティングされる。第1のWBTXセクション18aは、局部送信バス84’の 割当タイムスロット(複数のスロット)(例えば、第1のスロット)内の広帯域 データを用いて、送信されるべきr.f.出力を発生する。 図14に表示されているように、局部受信バス24’は、WBRXセクション 16cとWBTXセクション18cから成る第3の広帯域トランシーバのWBR Xセクション16cで始まる。局部送信バス84’と同様の局部受信バス24’ は、アンテナ12a〜12fと1対1対応で関連付けられた6個のタイムスロッ トに分離される。局部受信バス24’は、WBRXセクション16aと16bの 間に加えて、WBRXセクション16bと16cの間に拡張するように示されて おり、更に、WBRXセクション16aをDRXモジュール28へリンクする働 きをする。局部受信バス24’は各DRXモジュール28(図10)内 のK個のDRX受信チャネルモジュールの各々に対して利用可能とされているこ とから、複数のダイバーシティセクタアンテナ12a〜12f中のいずれか1つ のアンテナによって受信されたいずれの周波数チャネルであっても、複数のDR X受信チャネルモジュール中のいずれか1つのモジュールによって処理され得る 。 X.VXIバスサブシステムとしての物理的実現の一例 図15は、本発明のベースステーションの一例としてのVXIバスモジュラー 実現のブロック図である。図15は、VXIバスサブシステムを備えるVXIモ ジュールトランシーバ500を含んでおり、この内部には、IEEE標準115 5によって特定されるタイプの複数のVXIバスモジュールが組み込まれている 。各VXIバスモジュールは、BSC、DTX、DRX、若しくは広帯域トラン シーバモジュールを実行するために使用され、プリント回路ボード(PCB)若 しくは等価物を用いて物理的に実現される。TDM受信及び送信バス32a、3 2bに加え、局部受信及び送信バス24、84は、VXIバス背面電極を集合的 に形成する複数の電気バスの1つのセットから成る。この点について、TDM受 信及び送信バス32a、32bは各々、IEEE標準によって特定されるタイプ のVXIバストリガバスとして実現される。同様に、局部受信及び送信バス24 、84は各々、IEEE標準1155に従ってVXIバス局部バスとして実行さ れ得る。 図16はVXIモジュールトランシーバの送信部分のブロック図である。この 送信部分は複数のDTXモジュール80の1つのセットを含んでおり、各DTX モジュールは、13個のVXIバス「スロット」(つまり、ハードウェアアドレ ス)の中の1つに割り当てられている。WBTXモジュール18に加えて、DT Xモジュール80は、「P3−タイプ」コネクタ510を介して、VXIバス背 面電極のTDM送信バス32bに結合される。各P3−タイプコネクタ510は IEC標準1155に述べられた仕様を満たす。同様に、P3−タイプコネクタ 510は、DTXモジュール80とWBTXモジュール16をVXI背面電極の 局部送信バス84に接続するために使用される。 図17は、同様に、VXIモジュールトランシーバ500の受信部分をブロッ ク図の形態で示す。WBRX及びBSCモジュール16、36に加えて、受信部 分は複数のDRXモジュール28の1つのセットを含む。DRX、WBRX、及 びBSCモジュールの各々は、ユニークなアドレスを有するある特別のVXIバ ススロットに割り当てられる。また、P3−タイプコネクタ510は、DRX、 WBRX、及びBSCモジュールを、必要に応じて、VXI背面電極のTDM受 信及び局部受信バス32a、24に接続するために使用される。 図15〜図17によって例示された本発明のベースステーションのVXIバス の実行は、様々な空間インタフェース標準(例えば、CDMA、TDMA、GS M)を支持するよう形成され得る。この点について、所定の空間インタフェース 標準によって要求される変調/復調や他の信号処理を処理するために設計された DTXとDRXモジュールが必要に応じてVXIバスサブシステム中に導入され る。例えば、DTX及びDRXモジュール中に組み込むためのCDMAチップセ ットは、カリフォルニア、サンディエゴのQualcomm Inc.から商業 的に利用できる。 本発明をある少数の特別の実施形態を参照して記述しているが、この記述は本 発明を説明するためのものであり、本発明を制限することを意味してものとすべ きではない。当業者は添付した特許請求の範囲に定義されているような本発明の 真の意図及び範囲から逸脱することなく様々な変形を思いつくであろう。 請求の範囲 1.複数の送信情報信号を受信するための送信狭幅データバス(32b)と、送 信広帯域データバス(84)からの複合送信ベースバンド信号を変調して複合無 線周波数送信信号を送信するために形成された広帯域送信機(18)とを有して いる、複数の移動ステーションと同時に通信を行うための広帯域ベースステーシ ョンにおいて、該広帯域ベースステーションは、 前記複数の送信情報信号の中の1つ若しくは2つ以上を処理して1つ若 しくは2つ以上の対応するベースバンド信号を生成するために形成された、前記 送信狭幅データバス(32b)に接続されている、複数のデジタル送信モジュー ル(80)を備えており、該複数のデジタル送信モジュール(80)は各々、 a)前記送信狭幅データバスに接続され、1つ若しくは2つ以上の前記 送信情報信号を用いてデジタルキャリア信号を変調して変調信号を生成するため に形成された、変調器(110)と、 b)デジタル周波数合成器(114)と、 c)前記変調器(110)と前記デジタル周波数合成器(114)とに 接続され、前記変調信号を所定のベースバンド周波数に変えて前記1つ若しくは 2つ以上のベースバンド信号を生成するために形成された、ミクサ(113)と 、を有しており、 前記広帯域ベースステーションは更に、 前記第1のデジタル送信モジュールと前記第2のデジタル送信モジュー ルと前記送信広帯域データバス(84)とに接続され、前記第1の送信ベースバ ンド信号と前記第2の送信ベースバンド信号とを前記複合送信ベースバンド信号 として組み合わせて該複合送信ベースバンド信号を前記送信広帯域データバス( 84)へ与えるように形成された、結合器(116)と、 を備えていることを特徴とする広帯域ベースステーション。 2.前記デジタル送信モジュールは各々、 a)前記送信狭幅データバスに接続され、2つ若しくは3つ以上の前記送信情 報信号を用いてデジタルキャリア信号を変調して2つ若しくは3つ以上の変 調信号を生成するために形成された、複数の変調器(110)と、 b)複数のデジタル周波数合成器(114)と、 c)前記複数の変調器(110)と前記複数のデジタル周波数合成器(114 )とに接続され、前記変調信号を所定のベースバンド周波数に変えて前記2つ若 しくは3つ以上のベースバンド信号を生成するために形成された、複数のミクサ (113)と、 を有している請求項1記載の広帯域ベースステーション。 3.前記複数のデジタル送信モジュールは各々、 d)前記変調器(110)と前記デジタルミクサ(113)との間に接続され 、前記変調信号を補間するために形成された、補間器(111)を更に有してい る請求項1記載の広帯域ベースステーション。 4.複合着信ベースバンド信号を着信広帯域データバス(24)上へ与えるため に複合着信無線周波数信号を受信し復調するために形成された広帯域受信機(1 6)と、外部構造に対して通信を行うように接続された着信狭幅データバス(3 2a)とを有している、複数の移動ステーションと同時に通信を行うための広帯 域ベースステーションにおいて、該広帯域ベースステーションは、 前記着信ベースバンド信号を処理して1つ若しくは2つ以上の前記情報 信号を生成するために各々が形成されている、前記着信広帯域データバス(24 )に接続された、複数のデジタル受信モジュール(28)を備えており、該複数 のデジタル受信モジュールは各々、 a)前記着信広帯域データバスに接続され、前記着信ベースバンド信号 から1つ若しくは2つ以上の前記情報信号のデジタル表示を与えるために形成さ れた、デジタルチューナ(260)と、 b)前記デジタルチューナ(260)に接続され、前記1つ若しくは2 つ以上の情報信号の前記デジタル表示を復調して1つ若しくは2つ以上の復調信 号を与えるように形成された、復調器(290)と、を有しており、 前記着信狭幅データバス(32a)は、前記デジタル受信モジュール(28 )に接続され、前記着信狭幅信号を前記外部構造に送るように形成されている、 ことを特徴とする広帯域ベースステーション。 5.前記デジタル受信モジュールは各々、 a)前記着信広帯域データバスに接続され、前記着信ベースバンド信号から2 つ若しくは3つ以上の前記情報信号のデジタル表示を与えるために形成された、 複数のデジタルチューナ(260)と、 b)前記デジタルチューナ(260)に接続され、前記2つ若しくは3つ以上 の情報信号の前記デジタル表示を復調して2つ若しくは3つ以上の復調信号を与 えるように形成された、復調器(290)と、 を有している、請求項4記載の広帯域ベースステーション。 6.複数の送信情報信号を受信するための送信狭幅データバス(32b)と、送 信広帯域データバス(84)からの複合送信ベースバンド信号を変調して複合無 線周波数送信信号を送信するために形成された広帯域送信機(18)と、複合着 信ベースバンド信号を着信広帯域データバス(24)上へ与えるために複合着信 無線周波数信号を受信し復調するために形成された広帯域受信機(16)と、外 部構造に対して通信を行うように接続された着信狭幅データバス(32a)と、 を有している、複数の移動ステーションと同時に通信を行うための広帯域ベース ステーションにおいて、該広帯域ベースステーションは、 前記複数の送信情報信号の中の1つ若しくは2つ以上を処理して1つ若 しくは2つ以上の対応するベースバンド信号を生成するために形成された、前記 送信狭幅データバス(32b)に接続されている、複数のデジタル送信モジュー ル(80)を備えており、該複数のデジタル送信モジュール(80)は各々、 a)前記送信狭幅データバスに接続され、1つ若しくは2つ以上の前記 送信情報信号を用いてデジタルキャリア信号を変調して変調信号を生成するため に形成された、変調器(110)と、 b)デジタル周波数合成器(114)と、 c)前記変調器(110)と前記デジタル周波数合成器(114)とに 接続され、前記変調信号を所定のベースバンド周波数に変えて前記1つ若しくは 2つ以上のベースバンド信号を生成するために形成された、 ミクサ(113)と、を有しており、 前記広帯域ベースステーションは更に、 前記第1のデジタル送信モジュールと前記第2のデジタル送信モジュー ルと前記送信広帯域データバス(84)とに接続され、前記第1の送信ベースバ ンド信号と前記第2の送信ベースバンド信号とを前記複合送信ベースバンド信号 として組み合わせて該複合送信ベースバンド信号を前記送信広帯域データバス( 84)へ与えるように形成された、結合器(116)と、 前記着信ベースバンド信号を処理して1つ若しくは2つ以上の前記情報 信号を生成するために各々が形成されている、前記着信広帯域データバス(24 )に接続された、複数のデジタル受信モジュール(28)と、を備えており、前 記複数のデジタル受信モジュールは各々、 a)前記着信広帯域データバスに接続され、前記着信ベースバンド信号 から1つ若しくは2つ以上の前記情報信号のデジタル表示を与えるために形成さ れた、デジタルチューナ(260)と、 b)前記デジタルチューナ(260)に接続され、前記1つ若しくは2 つ以上の情報信号の前記デジタル表示を復調して1つ若しくは2つ以上の復調信 号を与えるように形成された、復調器(290)と、を有しており、 前記着信狭幅データバス(32a)は、前記デジタル受信モジュール(28 )に接続され、前記着信狭幅信号を前記外部構造に送るように形成されている、 ことを特徴とする広帯域ベースステーション。 7.(A)前記デジタル送信モジュールは各々、 a)前記送信狭幅データバスに接続され、2つ若しくは3つ以上の前記送信情 報信号を用いてデジタルキャリア信号を変調して2つ若しくは3つ以上の変調信 号を生成するために形成された、複数の変調器(110)と、 b)複数のデジタル周波数合成器(114)と、 c)前記複数の変調器(110)と前記複数のデジタル周波数合成器(114 )とに接続され、前記変調信号を所定のベースバンド周波数に変えて前記2つ若 しくは3つ以上のベースバンド信号を生成するために形成された、複数の ミクサ(113)と、を有しており、 (B)前記デジタル受信モジュールは各々、 a)前記着信広帯域データバスに接続され、前記着信ベースバンド信号から2 つ若しくは3つ以上の前記情報信号のデジタル表示を与えるために形成された、 複数のデジタルチューナ(260)と、 b)前記デジタルチューナ(260)に接続され、前記2つ若しくは3つ以上 の情報信号の前記デジタル表示を復調して2つ若しくは3つ以上の復調信号を与 えるように形成された、復調器(290)と、を有している、 請求項6記載の広帯域ベースステーション。 【図1】 【図5】 【図11】 【図12】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,H U,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ ,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG, MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM ,TR,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 アンダーソン ヘンリー ダブリュー アメリカ合衆国 イリノイ州 60067 パ ラティン ブライトン レーン 415 【要約の続き】 域受信機を有する。複数のデジタル受信機モジュールが 広帯域データバスに接続されている。各デジタル受信機 モジュールは、複数のデジタル出力信号の1つのセット を広帯域デジタルデータストリームから回復するととも に、複数のデジタル信号のこのセットをTDM受信バス 上へ多重化するために機能する。出力ラインインタフェ ースは複数のデジタル出力信号を複数の出力信号ライン の間に分配するために働く。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.対応する複数の入力信号ラインによって与えられた複数の情報信号を送信す るための広帯域送信機システムにおいて、前記広帯域送信機システムは、 前記複数の情報信号を1つの入力データバス上に多重化するための入力ライ ンインタフェースと、 前記情報信号中の1つ若しくは2つ以上の情報信号を処理することによって 複数のベースバンド信号を生成するために各々が配置されている、前記入力デー タバスに接続された複数のデジタル送信モジュールと、 前記複数のベースバンド信号の各々を広帯域データバスに逐次付加するため の手段を有する、前記複数のデジタル送信モジュールに接続された広帯域加算ネ ットワークと、 前記複数のベースバンド信号に応答して送信波形を発生するための、前記広 帯域データバスに接続された広帯域送信機と、 を備えることを特徴とするシステム。 2.前記複数のデジタル送信モジュールは、 複数の変調信号を生成するため、前記複数の情報信号中の1つを用いてデジ タルキャリア信号を変調するために各々が配置されている複数の変調器と、 前記複数の変調信号の中の1つの周波数を所定のベースバンド周波数に変え ることによって前記複数のベースバンド信号を各々が生成する、前記複数の変調 器に動作的に接続された複数のデジタル周波数合成器と、 を有する請求項1記載のシステム。 3.前記複数のデジタル周波数合成器の各々は、異なる周波数に対して同調され たデジタル発振器を有する請求項2記載のシステム。 4.前記広帯域加算ネットワークは複数のデジタル加算器を有しており、これら 複数のデジタル加算器は各々、前記複数のデジタル周波数合成器の中の1つに接 続されて、前記複数のデジタル周波数合成器によって生成された前記複数のベー スバンド信号の中の1つを受け取る請求項1記載のシステム。 5.対応する複数の入力信号ラインによって与えられた複数の情報信号を送信す るための広帯域送信機システムにおいて、前記広帯域送信機システムは、 前記複数の情報信号を1つの入力データバス上に多重化するための入力ライ ンインタフェースと、 前記複数の情報信号の1つのセットに対応するような異なる周波数の複数の デジタルベースバンド信号の1つのセットを発生するための複数のチャネルモジ ュールの1つのセットを各々が有している、前記入力データバスに接続された複 数のデジタル送信機モジュールと、 前記複数のデジタル送信機モジュールを通じて広帯域データストリームをル ーティングするためのルーティング手段であって、前記複数のデジタル送信機モ ジュールは各々、前記チャネルモジュールによってそこに生成された複数のデジ タルベースバンド信号の前記セットを前記広帯域データストリームに付加する手 段を有している、前記ルーティング手段と、 前記広帯域データストリームを用いて広帯域送信波形を発生するための、前 記広帯域データバスに接続された広帯域送信機と、 を備えることを特徴とするシステム。 6.前記デジタル送信機モジュールの中の第1のデジタル送信機モジュールは、 第1の複数の前記チャネルモジュール内の第1の複数の変調器であって、前 記第1の複数の変調器は、第1の複数の変調信号を生成するため、複数の情報信 号の前記複数のセットの中の第1のセットにおける前記複数の情報信号の中の1 つの情報信号を使用してデジタルキャリア信号を変調する、前記第1の複数の変 調器と、 前記第1の複数の変調信号の中の1つの周波数を所定のベースバンド周波数 に各々が変える、前記第1の複数の変調器に動作的に接続された第1の複数のデ ジタル周波数合成器と、 を有する請求項5記載の広帯域送信機システム。 7.前記広帯域送信機は、 前記広帯域データストリームをアナログデータ波形に変換するデジタル対ア ナログ変換器と、 r.f.キャリア信号を前記アナログデータ波形を用いて変調する広帯域ア ップ変換器と、 を有する請求項5記載の広帯域送信機システム。 8.複数の情報信号を含んだ入射複合信号を受け取るために配置された広帯域受 信機システムにおいて、前記広帯域受信機システムは、 前記入射複合信号を受け取り、該入射複合信号のデジタル表示を広帯域デジ タルデータストリームの形で発生するための広帯域受信機と、 前記広帯域デジタルデータストリームが付与される、前記広帯域受信機に接 続された広帯域データバスと、 前記広帯域デジタルデータストリームから前記複数の情報信号の中の1つの デジタル表示を回復するために配置された、前記広帯域データバスに動作的に接 続された複数のデジタルチューナと、 前記複数の情報信号の前記複数のデジタル表示を復調して複数の復調ビット ストリームを与えるための、前記複数のデジタルチューナに接続された複数の復 調器と、 前記複数の復調器に接続された出力ボイス/データバスであって、該バス上 へ前記複数の復調ビットストリームを多重化してこれによって1つの複合出力ビ ットストリームを形成する、前記出力ボイス/データバスと、 前記複合出力ビットストリーム内の前記複数の復調ビットストリームを、対 応する複数の出力信号ラインの間に分配するための出力ラインインタフェースと 、 を備えることを特徴とするシステム。 9.前記複数の情報信号の前記複数のデジタル表示をデシメートするためのデシ メーション手段を更に有する請求項8記載の広帯域受信機システム。 10.前記複数のデジタルチューナの各々は、異なる周波数に対して同調されたデ ジタル発振器を有する請求項8記載のシステム。 11.前記広帯域受信機は、 前記周波数多重化信号の周波数をダウン変換するための広帯域ダウン変換器 と、 前記広帯域ダウン変換器に接続されたアナログ対デジタル変換器と、 を有する請求項8記載の広帯域受信機システム。 12.複数の情報信号を含んだ入射複合信号を受け取るために配置された広帯域受 信機システムにおいて、前記広帯域受信機システムは、 前記入射複合信号を受け取り、該入射複合信号のデジタル表示を広帯域デジ タルデータストリームの形で発生するための広帯域受信機と、 前記広帯域デジタルデータストリームが付与される、前記広帯域受信機に接 続された広帯域データバスと、 複数の復調デジタル信号の1つのセットを発生するための手段を各々が有す る、前記広帯域データバスに接続された複数のデジタル受信機モジュールであっ て、複数のデジタル信号の前記セットは各々、前記複数の情報信号の対応するセ ットから引き出される、前記複数のデジタル受信機モジュールと、 複数の復調デジタル信号の前記セットの各々を複数の出力信号ラインの対応 するセットに与えるインタフェースモジュールと、 を備えることを特徴とする広帯域受信機システム。 13.前記インタフェースモジュールに接続された出力データバスを更に有し、前 記複数のデジタル受信機の各々は手段を有する、請求項12記載の広帯域受信機 システム。 14.前記複数のデジタル受信機モジュールの中の第1のデジタル受信機モジュー ルは、 前記広帯域データバスに接続された第1の複数のデジタルチューナと、 前記第1の複数のデジタルチューナに接続された第1の複数の復調器と、 を有する請求項12記載の広帯域受信機システム。 15.複数の入力情報信号をTDM送信バス上へ多重化するための入力ラインイン タフェースと、 前記複数の情報信号の対応するセットに応答して複数のデジタルベースバン ド信号の1つのセットを発生する手段を各々が有する、前記TDM送信バスに接 続された複数のデジタル送信機モジュールと、 複数のデジタルベースバンド信号の前記セットを広帯域データストリームに 逐次付加するための広帯域加算ネットワークと、 前記広帯域データストリームを用いて広帯域送信波形を発生するための広帯 域送信機と、 入射複合信号を受け取り、該入射複合信号のデジタル表示を広帯域データバ スに付与された広帯域デジタルデータストリームの形で発生するための広帯域受 信機と、 前記広帯域デジタルデータストリームから複数のデジタル出力信号のセット を回復し、複数のデジタル信号の前記セットをTDM受信バス上へ多重化するた めの手段を各々が有する、前記広帯域データバスに接続された複数のデジタル受 信機モジュールと、 前記デジタル出力信号を複数の出力信号ラインの間に分配するための出力ラ インインタフェースと、 を備えることを特徴とする広帯域デジタルトランシーバシステム。 16.前記デジタル送信機モジュールの中の第1のデジタル送信機モジュールは、 前記TDM送信バスに接続された第1の複数の変調器を有しており、第1の複数 の変調信号を生成するため、前記第1の複数の変調器は、前記入力情報信号の中 の1つを用いてデジタルキャリア信号を変調するために配置されている請求項1 5記載の広帯域デジタルトランシーバシステム。 17.前記第1の複数の変調器に動作的に接続された第1の複数のデジタル周波数 合成器を更に有しており、前記第1の複数のデジタル周波数合成器は各々、前記 第1の複数の変調信号の中の1つの周波数を所定のベースバンド周波数に変える 、請求項16記載の広帯域デジタルトランシーバシステム。 18.対応する複数の入力信号ラインによって与えられた複数の情報信号を組み合 わせて広帯域送信波形を与える方法において、前記方法は、 前記複数の情報信号を入力データバス上へ多重化する段階と、 複数の変調信号を生成するため、前記複数の情報信号の中の各1つを用いて 異なるデジタルキャリア信号を変調する段階と、 前記複数の変調信号の各々の周波数を所定のベースバンドに変え、これによ って複数のベースバンド信号を生成する段階と、 前記複数のベースバンド信号を組み合わせることによって広帯域データスト リームを発生する段階と、 アナログキャリア信号を変調するために前記広帯域データストリームを使用 することによって前記送信波形を発生する段階と、 を備えることを特徴とする方法。 19.複数の情報信号を含んだ入射複合信号を処理する方法において、前記方法は 、 前記入射複合信号を受け取り、前記入射複合信号のデジタル表示を広帯域デ ータバスに付与される広帯域デジタルデータストリームの形で発生する段階と、 前記複数の情報信号の各々のデジタル表示を前記広帯域デジタルデータスト リームから回復する段階と、 複数の復調ビットストリームを与えるために前記複数の情報信号の前記複数 のデジタル表示を復調する段階と、 複合出力ビットストリームを形成するために、前記複数の復調ビットストリ ームを出力データバス上へ多重化する段階と、 前記複合出力ビットストリーム内の前記複数の復調ビットストリームを対応 する複数の出力信号ラインの間に分配する段階と、 を備えることを特徴とする方法。
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