JP2000501910A - 無線ネットワークにおける加入者ユニットを可動化する方法 - Google Patents
無線ネットワークにおける加入者ユニットを可動化する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
基地局と加入者ユニットのネットワークにおいて、基地局と加入者ユニットとの間で、固定長タイムフレーム内の所定タイムスロットで、メッセージが伝送される。基地局は最初に第1の加入者ユニットからの呼設定要求を拒絶する。基地局は加入者ユニットへ又は加入者ユニットからの通信の質を試験し、その質に依存して、第1の加入者ユニットへ又は第1の加入者ユニットからの呼設定要求を受入れ可能にする。
Description
【発明の詳細な説明】
無線ネットワークにおける加入者ユニットを可動化する方法
本発明は加入者ユニットを可動化する方法及び通信手段に関する。
本発明は、参照されるべき請求の範囲に規定される。
好ましい特徴は従属請求項に記載されている。
好ましい実施例において、本発明は、メッセージが固定長タイムフレーム内の
所定タイムスロット内において複数の基地局と複数の加入者ユニットの間で伝送
され、複数の基地局と複数の加入者ユニットとのネットワーク内の1つの加入者
を可動化する方法であって、基地局が最初に第1の加入者ユニットからの呼設定
要求を拒絶するステップを備え、基地局は第1の加入者ユニットへ及び/又は第
1の加入者ユニットからの通信の質を試験し、その質に依存して、第1の加入者
ユニットへ及び/又は第1の加入者ユニットからの呼設定要求を基地局に受入れ
可能にする方法を提供する。
基地局は好ましくは、最初は、基地局により以前に認識されていない場合、加
入者ユニットを識別することを指示する識別子を含む。その識別子は一時的でよ
い。好ましくは、質が受入れ可能であると判定されると、基地局は前記加入者ユ
ニットに前記加入者ユニットが受入れ可能なタイプかどうかを判定するための有
効性チェックメッセージ及び/又は加入者ユニットの性能を制御するコンフィギ
ュレーションメッセージを送信する。
加入者ユニットが有効とされる前にシステム制御メッセージの伝送が可能であ
るが、自由な音声又はデータ呼のための盗難された加入者ユニットを使用しよう
とする試みのような不正使用の試みは成
功しないであろう。システム制御メッセージは好ましくはリンク・メンテナンス
・メッセージ及び/又は有効性及び/又はコンフィギュレーション設定メッセー
ジのような設備のためのメッセージである。システム制御メッセージは第1の加
入者ユニットの識別コードを含むことにより前記第1の加入者ユニットに好まし
くはアドレスされる。コンフィギュレーション設定メッセージは好ましい順序の
情報を含むことができ、その中で、例えば干渉を最小化するために、利用可能な
RFキャリア周波数が使用されるべきである。
コンフィギュレーション設定メッセージは、どのRFキャリア周波数が使用の
ために好ましいか、どれが使用のために好ましくないか、どれが使用されるべき
ではないか、についての情報を含む。呼設定要求は好ましくは、公衆交換網(P
STN)呼設定要求及び/又はディジタル総合サービス網(ISDN)呼設定要
求である。
メッセージ通信の質は、基地局から加入者ユニットへの方向及び/又はその逆
方向に少なくとも1つの信号パラメータを測定することにより試験される。1つ
又は複数の測定された信号パラメータは、加入者が受信した信号電力(RSSI
)、フォーワード・エラー訂正(FEC)、巡回冗長検査(CRC)、例えばπ
/4DQPSK復調のような復調におけるベクトルエラーから選んだ任意の1つ
又は全てでよい。
メッセージ通信の質が不十分であると判明すると、他の基地局が選択されて前
記第1の加入者ユニットからのメッセージを受信し、加入者ユニットをインスト
ールする方法は前記他の基地局について繰り返される。これはメッセージ通信の
十分な質が判定され且つ前記第1の加入者ユニットが有効として受入れられるま
で多数回繰り返される。
本発明は又対応する通信手段に関する。
本発明はまた、基地局と複数の加入者ユニットとを備える通信手段であって、
基地局は固定長時間フレーム内の所定タイムスロット内でメッセージを送受信す
ることにより各加入者ユニットと通信をし、基地局は所定時間の間は第1の加入
者ユニットへの及び/又は第1の加入者ユニットからの呼設定要求を拒絶し、所
定時間の間はシステム制御メッセージを加入者ユニットに送信し、基地局は前記
第1の加入者ユニットへの及び/又は前記第1の加入者ユニットからの通信の質
を試験し、その質に依存して、第1の加入者ユニットへの及び/又は前記第1の
加入者ユニットからの呼設定要求を受入れ可能にする通信手段に関係する。
本発明の好ましい実施例は、添付の図面を参照して、以下に例として記載する
。図において、
図1は、基地局(BTE:基地終端装置)及び加入者ユニット(NTE:ネッ
トワーク終端装置)を含むシステムを示す概略図である。
図2は2重リンクのフレーム構造及びタイミングを示す図である。
図3aは加入者ユニットから基地局への「ゲスト」と次いで「フォーマル」の
「アッタッチメント」のシーケンス図である。
図3bは図3aに示した「ゲスト・アッタチメント」相と「フォーマル・アタ
ッチメント」相における基地局と加入者ユニットとの間で送られたメッセージを
示す図である。ベーシック・システム
図1に示すように、好ましいシステムは電話システムの一部であり、その中で
、交換機から加入者へのローカル・ワイヤード・ループが、固定基地局と固定加
入者ユニットとの間の全二重無線リンクで置き換えられている。好ましいシステ
ムは二重無線リンクと、必
要なプロトコルを実現するための送信機及び受信機を含んでいる。この好ましい
システムと、この技術において知られているGSMのようなディジタル移動電話
システムとの間に類似性がある。このシステムは、階層モデル、特に、次の層、
PHY(物理層)、MAC(媒体アクセス制御層)、DLC(データ・リンク制
御層)、NWK(ネットワーク層)に基づくプロトコルを使用する。
GSMと比較して1つの相違点は、好ましいシステムにおいては、加入者ユニ
ットが固定位置にあり、移動性に関係するハンドオフの配置又は他の特徴の必要
がないことである。これは、例えば、好ましいシステムにおいては方向性アンテ
ナ及び商用電源を使用できるということを意味している。
好ましいシステムにおける各基地局は、全体の周波数割りつけから選択された
12の周波数で6つの二重無線リンクを提供し、近接する基地局の間の干渉を最
小化している。二重リンクのフレーム構造及びタイミングは図2に示されている
。各二重無線リンクは加入者ユニットから基地局へのアップリンクと、固定の周
波数オフセットでの、基地局から加入者ユニットへのダウンリンクとを備えてい
る。ダウンリンクはTDMであり、アップリンクはTDMAである。すべてのリ
ンクのための変調はπ/4−DQPSKであり、すべてのリンクのための基本フ
レーム構造は2560ビットの1フレームあたり10スロット、即ち、1スロッ
ト当たり256ビットである。ビットレートは512kbpsである。ダウンリ
ンクは連続的に送信され、基本的システム情報のためのブロードキャスト・チャ
ンネルを含んでいる。送信すべきユーザ情報がないときは、ダウンリンク伝送は
基本フレームとスロット構造を使用して、適切な充てんパターンを含ませ続け
る。
アップリンクとダウンリンクの両方の伝送にたいして、2種類の
スロットがある。即ち、呼設定の後に使用されるノーマルスロットと、呼設定中
に使用されるパイロットスロットである。
各ダウンリンクのノーマルスロットは同期情報の24ビットとそれに続く8ビ
ットのヘッダを含む24ビットの指定Sフィールドを備え、それに続く160ビ
ットの指定されたDフィールドを含む。これに24ビットのフォワード・エラー
訂正と8ビットの充てん文字とが続き、それに12ビットのブロードキャスト・
チャンネルが続く。ブロードキャスト・テャンネルは1フレームのスロットの各
々の中のセグメントからなり、共にダウンリンクの共通シグナリングチャンネル
を形成し、それは基地局により伝送され、またスロット・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・メッセージ及び他のシステムの
動作に対して基本的な情報といったリンク情報を含む。
呼設定の間に、各ダウンリンクのパイロットスロットは、短いSフィールドだ
けでDフィールド情報なしに、受信機の初期化のための周波数訂正データとトレ
ーニング・シーケンスとを含む。
アップリンク・スロットは基本的に2つの異なるタイプのデータパケットを含
む。第1のタイプのパケットは、パイロットパケットと称し、例えば、ALOH
A呼要求のために、そして適応時間調整のために、接続が確立する前に使用され
る。他のタイプのデータパケットは、ノーマルパケットと称し、呼が確立したと
きに使用され、適応時間調整のために、より大きいデータパケットである。
各アップリンクのノーマルパケットは、4ビット期間のランプが先行し後続す
る244ビットのデータパケットを含む。ランプと256ビット・スロットの残
りのビットスロットは、タイミングエラーによる隣接スロットからの干渉に対す
る保護ギャップとなる。各加入者ユニットはそのスロット伝送のタイミングを調
整して、信号
が基地局に到達するのに要する時間を補償する。各アップリンクのノーマルデー
タ・パケットは24ビットの同期データとそれに続くSフィールド及びDフィー
ルドを含む。
各アップリンクのパイロット・スロットは、192ビット長が先行し、4ビッ
トのランプが続いて60ビットの拡張保護ギャップを規定しているパイロット・
データ・パケットを含んでいる。このより長い保護ギャップが必要な理由は、利
用可能なタイミング情報がなく、これなしでは伝送遅延が隣接するスロットに干
渉を引き起こすからである。パイロット・パケットは64ビットの同期とこれに
続く104ビットのSフィールドを備え、そのSフィールドは8ビットのヘッダ
で開始し、16ビットの巡回冗長検査と、2予備ビットと、14FECビットと
、8テイルビットとで終わる。Dフィールドはない。
上記データパケット内のSフィールドは2つのタイプのシグナリングに使用可
能である。第1のタイプはMACシグナリング(MS)であり、基地局のMAC
層と加入者ユニットのMAC層の間のシグナリングに使用され、それによりタイ
ミングが重要である。第2のタイプは関連シグナリング(associated signaling)
と呼ばれ、遅くても速くてもよく、DLC又はNWK層における基地局と加入者
ユニットとの間のシグナリングに使用される。
Dフィールドは最大データフィールドであり、通常の電話ではディジタル化さ
れた音声を含むが、非音声データサンプルも含むことができる。
加入者ユニットの認証のために、好ましいシステムにおいてチャレンジ応答プ
ロトコルを用いる規則が設けられる。音声又はデータを、送信されたスーパーフ
レーム数に同期するキー・ストリーム・ジェネレータにより生成された暗号ビッ
トの予測不可能なシーケン
スと組み合わせることにより一般的な暗号化が提供される。
さらに、送信された信号は直流成分を除去するためにスクランブルされる。ゲストアッタッチメント
加入者ユニットが好ましいネットワーク内に設置されて単一の基地局と通信を
する。概略的に図3aに、より詳細には図3bに示されるように、設置プロセス
に対して一連の段階がある。
メッセージのゲストアタッチメント・シーケンスの前に、設置されるべき加入
者ユニットは基地局(即ち、ダウンリンク)から受信した信号の質(クオリティ
)、即ち、受信信号の強さ、CRC及びFECエラーを測定する。
ゲストアタッチメント・シーケンスは図3aに示されるようにして行われる。
加入者ユニットがチェックされて受入れ可能な識別を持つことが分かったとして
、通信が満足すべき質であれば、そのアタッチメントはフォーマライズされる。
そうでなければ、他の基地局に対するゲストアタッチメントは、そのアタッチメ
ントがフォーマライズされることができるかどうかが判定される。
ゲストアタッチメント相は通信アップリンク(加入者ユニットから基地局へ)
及びダウンリンク(基地局から加入者ユニットへ)を含む。
図3bに、より詳細に示すように、ゲストアタッチメント・プロセスは
(1)基地局で利用可能な無線周波数を識別するリストを加入者ユニットが受信
し、
(2)基地局で利用可能な無線周波数の少なくともいくつかの受信信号の信号の
質を加入者ユニットが測定し、
(3)システム制御メッセージの交換という唯一の目的のために、
加入者ユニットの一時的同一性を用いて、加入者ユニットは伝送用無線周波数を
選択し、自動的に基地局に対する予備接続を確立し、
(4)予備接続の間に、基地局と加入者ユニットの両方がそれぞれの受信信号の
質を検出し、基地局は加入者ユニットに質の結果を送信し、予備接続がその後に
終了する、
というステップを含む。
ステップ(3)及び(4)は伝送用の様々な選択周波数について繰り返されて
、どの周波数が利用可能で満足すべき質を提供するかを決定する。
少なくとも1つの無線周波数での信号の質が満足すべきものとして決定される
と、加入者ユニットは受入れ可能な周波数の1つで他の予備接続を確立し、その
間に加入者ユニットは基地局から永久識別子を受入れて、呼を開始したユーザの
ネットワーク内で加入者ユニットを識別する。これはフォーマルアタッチメント
プロセスである。
全体のアタッチメントプロセスの間は、PSTN及び他のユーザ開始サービス
のような呼設定要求はその加入者ユニットを介しては許可されない。しかしなが
ら、加入者ユニットへ又は加入者ユニットからの1つの呼設定要求は受け入れら
れる。
ゲストアタッチメントプロセスにより無線周波数がいずれも満足すべきもので
はない場合は、加入者ユニットは、それが成功裏にアタッチするまで、アタッチ
メントプロセスを異なる基地局に対して繰り返す。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年10月23日(1997.10.23)
【補正内容】
無線ネットワークにおける加入者ユニットを可動化する方法
本発明は加入者ユニットを可動化する方法及び通信手段に関する。
ネットワーク内で加入者ユニットが可能化されると、加入者ユニットへ又は加
入者ユニットからの呼設定要求は、WO92/08324に記載されているよう
に知られた呼設定手順にしたがってネットワークにより受け入れられる。
本発明は、参照されるべき請求の範囲に規定される。
好ましい特徴は従属請求項に記載されている。
好ましい実施例において、本発明は、メッセージが固定長タイムフレーム内の
所定タイムスロット内において複数の基地局と複数の加入者ユニットの間で伝送
され、複数の基地局と複数の加入者ユニットとのネットワーク内の1つの加入者
を可動化する方法であって、基地局が最初に第1の加入者ユニットからの呼設定
要求を拒絶するステップを備え、基地局は第1の加入者ユニットへ及び/又は第
1の加入者ユニットからの通信の質を試験し、その質に依存して、第1の加入者
ユニットへ及び/又は第1の加入者ユニットからの呼設定要求を基地局に受入れ
可能にする方法を提供する。
基地局は好ましくは、最初は、基地局により以前に認識されていない場合、加
入者ユニットを識別することを指示する識別子を含む。その識別子は一時的でよ
い。好ましくは、質が受入れ可能であると判定されると、基地局は前記加入者ユ
ニットに前記加入者ユニットが受入れ可能なタイプかどうかを判定するための有
効性チェックメッセージ及び/又は加入者ユニットの性能を制御するコンフィギ
ュレーションメッセージを送信する。
加入者ユニットが有効とされる前にシステム制御メッセージの伝
送が可能であるが、自由な音声又はデータ呼のための盗難された加入者ユニット
を使用しようとする試みのような不正使用の試みは成功しないであろう。システ
ム制御メッセージは好ましくはリンク・メンテナンス・メッセージ及び/又は有
効性及び/又はコンフィギュレーション設定メッセージのような設備のためのメ
ッセージである。システム制御メッセージは第1の加入者ユニットの識別コード
を含むことにより前記第1の加入者ユニットに好ましくはアドレスされる。コン
フィギュレーション設定メッセージは好ましい順序の情報を含むことができ、そ
の中で、例えば干渉を最小化するために、利用可能なRFキャリア周波数が使用
されるべきである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(31)優先権主張番号 9620641.2
(32)優先日 平成8年10月3日(1996.10.3)
(33)優先権主張国 イギリス(GB)
(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
,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,
CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G
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L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK
,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,
VN
(72)発明者 ショア,クリストファー ジョン
イギリス国,ケンブリッジ シービー4
1ユーピー,チェスタートン,エバーグリ
ーンズ 10
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.メッセージが固定長タイムフレーム内の所定タイムスロット内において複 数の基地局と複数の加入者ユニットの間で伝送され、複数の基地局と複数の加入 者ユニットとのネットワーク内の1つの加入者ユニットとの通信を可能にする方 法であって、ある時間の1つの基地局が該1つの加入者ユニットにシステム制御 メッセージを送信し、その時間内で、前記1つの加入者ユニットへ及び/又は前 記1つの加入者ユニットからの呼設定要求が存在すれば、それを拒絶するステッ プを備え、前記1つの基地局は前記1つの加入者ユニットからの通信の質をテス トし、前記1つの加入者ユニットは前記1つの基地局への通信の質をテストし、 両方向の該質に依存して、前記1つの加入者へ又は前記1つの加入者ユニットか らの呼設定要求が前記1つの基地局に受入れられるべく可能にする、ネットワー ク内の1つの加入者ユニットとの通信を可能にする方法。 2.前記1つの加入者ユニットは同時に最大で1つの基地局と通信をする、請 求項1に記載の通信を可能にする方法。 3.前記基地局は前記加入者ユニットから、前記基地局により以前に認識され ていない場合前記加入者ユニットを識別することを指示する識別子を含み、その 識別は前記加入者ユニットにシステム制御メッセージをルーティングするために 使用できるものである、請求項1又は2に記載の通信を可能にする方法。 4.前記識別は一時的である請求項3に記載の通信を可能にする方法。 5.質が受入れ可能であると判定されると、前記1つの基地局は前記加入者ユ ニットにさらなるシステム制御メッセージを送出する、請求項1から4のいずれ か一項に記載の通信を可能にする方法。 6.前記さらなるシステム制御メッセージは前記加入者ユニットが受入れ可能 なタイプかどうかを判定するための有効性チェックメッセージを備える、請求項 15に記載の通信を可能にする方法。 7.前記さらなるシステム制御メッセージは前記加入者ユニットの性能を制御 するコンフィギュレーションメッセージを備える、請求項5又は6に記載の通信 を可能にする方法。 8.前記コンフィギュレーションメッセージは、利用可能なRFキャリア周波 数が使用される好ましい順序の情報を含む、請求項7に記載の通信を可能にする 方法。 9.前記コンフィギュレーションメッセージはどのRF周波数が使用のために 好ましいか、どれが使用にために好ましくないか、どれが使用されるべきではな いか、に関する情報を含む、請求項7又は8に記載の通信を可能にする方法。 10.前記さらなるシステム制御メッセージはリンク・メンテナンス・メッセ ージを含む、請求項5から9のいずれか一項に記載の通信を可能にする方法。 11.前記さらなるシステム制御メッセージは、前記加入者ユニットの識別子 を含むことにより前記加入者ユニットに対してアドレスされる、請求項5から1 0のいずれか一項に記載の通信を可能にする方法。 12.前記さらなるシステム制御メッセージは、後続する呼設定要求のルーテ ィングのために前記加入者ユニットにより受入れられる永久識別子を含み、前記 基地局は前記永久識別子を格納し、前記永久識別子を含む前記後続する呼設定要 求のそれらを受け入れる、請求項5から11のいずれか一項に記載の通信を可能 にする方法。 13.前記呼設定要求はパブリック・スイッチト・テレホン・ネットワーク( PSTN)呼設定要求及び/又はインテグレイテッド ・サービス・ディジタル・ネットワーク(ISDN)呼設定要求である、請求項 1から12のいずれか一項に記載の通信を可能にする方法。 14.メッセージ通信の質は、基地局から加入者ユニットに向かう方向及び/ 又はその反対の方向で、少なくとも1つの信号パラメータを測定して該パラメー タ値が所定しきい値を越えるかどうかを判定することにより試験される、請求項 1から13のいずれか一項に記載の通信を可能にする方法。 15.測定された少なくとも1つの信号パラメータは、加入者受信信号電力( RSSI)、フォーワード・エラー訂正(FEC)、巡回冗長検査(CRC)、 変調におけるベクトル・エラー、の任意の選択された1つ又はすべてである、請 求項14に記載の通信を可能にする方法。 16.通信の質が不十分であると判明すると、前記基地局に対する異なる伝送 周波数及び前記加入者ユニットに対する異なる伝送周波数が選択され、前記加入 者ユニットとの通信を可能にする方法は新たな周波数を用いて行われる、請求項 1から15のいずれか一項に記載の方法。 17.異なる伝送周波数が繰り返し選択され、前記加入者ユニットとの通信を 可能にする方法は、メッセージ通信の十分な質が決定されるまで、前記選択され た周波数で行われる、請求項16に記載の通信を可能にする方法。 18.通信の質が不十分であると判明すると、基地局の他の1つが選択されて 前記加入者ユニットからメッセージを受け取り、前記加入者ユニットとの前記通 信を可能にする方法は他の基地局について行われる、請求項1から17のいずれ か一項に記載の方法。 19.基地局のさらなる一つが選択され、加入者ユニットとの通 信を可能にする方法は、メッセージ通信の十分な質が決定されるまで、前記選択 されたさらなる基地局について行われる、請求項18に記載の通信を可能にする 方法。 20.基地局と複数の加入者ユニットとを備える通信手段であって、前記基地 局は固定長時間フレーム内の所定タイムスロット内でメッセージを送受信するこ とにより各加入者ユニットと通信をし、前記基地局は所定時間の間は第1の加入 者ユニットへの及び/又は第1の加入者ユニットからの呼設定要求を拒絶し、所 定時間の間はシステム制御メッセージを前記加入者ユニットに送信するように動 作し、前記基地局はさらに前記第1の加入者ユニットからの通信の質を試験し、 前記第1の加入者ユニットは基地局からの通信の質を試験するように動作し、両 方向での質に依存して、前記第1の加入者ユニットへの及び/又は前記第1の加 入者ユニットからの呼設定要求を受入れ可能にする通信手段。 21.質が受入れ可能であると判定されると、前記基地局はさらなるシステム 制御メッセージを前記第1の加入者ユニットに送信する、請求項20に記載の通 信手段。 22.前記さらなるシステム制御メッセージは、前記第1の加入者ユニットが 受入れ可能タイプかどうかを判定するための有効性チェックメッセージを備える 、請求項21に記載の通信方法。 23.前記さらなるシステム制御メッセージは前記第1の加入者ユニットの性 能を制御するためのコンフィギュレーションメッセージを含む、請求項21又は 22に記載の通信手段。 24.前記さらなるシステム制御メッセージは、前記第1の加入者ユニットの 識別コードを含むことにより、前記第1の加入者ユニットにアドレスされる、請 求項21から23のいずれか一項に記載の通信手段。 25.通信の質が不十分であると判明すると、前記基地局に対する異なる伝送 周波数及び前記加入者ユニットに対する異なる伝送周波数が選択され、該新たな 周波数を用いる通信の質が試験される、請求項20から24のいずれか一項に記 載の通信手段。 26.他の基地局をさらに備え、その中で、前記第1の基地局との通信の質が 不十分であると判明すると、前記他の基地局が選択されて前記第1の加入者ユニ ットからのメッセージを受け取り、前記加入者ユニットと前記他の基地局との間 の通信の質が試験される、請求項20から25のいずれか一項に記載の通信手段 。
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