JPH05268147A

JPH05268147A - サービス・エリア内の多数の利用者に個人通信サービスを提供する方法

Info

Publication number: JPH05268147A
Application number: JP4309174A
Authority: JP
Inventors: Abdolreza S Naeini; アブドルレズァ、サエイデイ、ナエイニ; Rajendra Patel; ラジェンドラ、ペイテル; Jr Marion K Vaughn; マリアン、ケニス、ヴォゥン、ジューニァ
Original assignee: Network Access Corp
Current assignee: Network Access Corp
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1993-10-15
Also published as: EP0536864A3; EP0536864A2; CA2080041A1; US5233643A

Abstract

(57)【要約】【目的】周波数多重化通信と時分割多重化通信とを独
自に組み合わせ、相当数のユーザの間で単一の無線周波
数通信チャネル上の双方向性バースト通信を可能にす
る。【構成】通信のサービス区域を多数のセルに分割し、
その各セルをクラスタに編成する。各クラスタのセルに
は同様な番号を付ける。このとき、サービス区域を越え
て隣接する２個のセルが同じ番号を有することはない。
クラスタにもまた、同様にして番号を付ける。ネットワ
ークがセル式時分割多重化波形を利用して通信を搬送す
る。このとき、各セル番号およびクラスタ番号にはタイ
ムスロットが割り当てられている。セル番号またはクラ
スタ番号に対応するタイムスロットの期間中に、その番
号を有するすべてのセルまたはクラスタが同時に伝送を
行う。このネットワーク技術により、サービス区域を越
えてタイムスロットを再利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、個人電気通信に関し、
特に、独自のセルラー時分割多重化通信アーキテクチャ
を利用して、サービス・エリア（ｓｅｒｖｉｃｅａｒ
ｅａ）内に散在する複数の加入者に二方向性バースト個
人電気通信サービスを提供する方法およびシステムネッ
トワークに関する。

【０００２】

【従来の技術】個人通信は、二つのタイプの通信量（ｔ
ｒａｆｆｉｃ）、すなわち‘連続’通信量および‘バー
スト’通信量のいずれか一方の形態をとることが多い。
連続通信量とは、長い通信メッセージの伝送をいい、バ
ースト通信量とは、短い（通信バースト）メッセージの
伝送をいう。単方向性および二方向性の連続メッセージ
通信量通信システムは、いずれも当該技術において公知
である。

【０００３】連続メッセージ通信量のメッセージが長い
という性質は、利用者および単方向性チャネルの間に別
々の二方向性通信チャネルを数多く設けて、通信間の信
号の干渉や混乱を軽減または解消することを必要とす
る。このようなチャネルは、固定場所に通じる有線チャ
ネルまたはサービス・エリアに通じる無線周波数チャネ
ルのいずれかである。バースト通信のメッセージが短い
という性質は、単一チャネル通信システムに好適であ
る。複数の加入者につき一つの無線周波数チャネルを使
用するだけで単方向性バースト通信を効率的に処理する
ことができる。理由は、そのような通信伝送は、同時に
生じる可能性が低いか、あるいは、同時に生じないよう
に制御することができるからである（そうでなければ、
伝送信号の干渉が起こるであろう）。

【０００４】他方、二方向性バースト通信は、求める容
量を実践的で費用効果的な方法で処理するには全加入者
間の送信および応信の両方のタイミングがあまりにも狭
く決定的でありがちな場合に、複数のシステム加入者ど
うしのシステム通信のタイミング全体の制御に困難をき
たすことから、これまでのところ単一の無線周波数チャ
ネル上に実現するにはあまりにも複雑なものであった。
このように、二方向性通信は、チャネル上の同時伝送お
よび信号の干渉・混乱を避けるために、正確に制御しな
ければならない。現在まで、通信の技術・システムアー
キテクチャは、複数の加入者どうしの単一チャネル二方
向性バースト通信が引き起こすタイミングの問題をうま
く解消することができなかった。

【０００５】二方向性バースト通信量ネットワークは、
利用しうるならば、バーストおよび連続の両方の通信量
システムの作動能力、例えばページング（ポケットベ
ル）、セルラー電話システムおよび有線電話システムを
高めて総合的な個人通信システムを提供することに有利
に使用することができるであろう。二方向性バースト通
信量を帯域外信号として利用すると、加入者のロケーシ
ョンをつきとめ、ページング・サービスと同様な方法で
帯域内個人通信を通知することができる。命令、制御お
よび管理の性質の帯域外バースト通信は、そのような帯
域外バースト通信の信号が位置とは無関係にアクセス可
能であることから、帯域内連続電話通信を制御すること
に有用である。二方向性バースト型通信量を使用するそ
のようなシステムは、譲受入を同じくする同時係属の米
国特許出願第０７／７２３，１６９号明細書に開示され
ている。

【０００６】上述したような二方向性バースト通信シス
テムが引き起こす問題は、いかにして二方向性通信を管
理し、単一の無線周波数チャネル上に搬送するかという
ことである。上述したように、現在の通信技術は、信号
の干渉および混乱の問題から、多数の加入者による二方
向性バーストを単一チャネル上に実現することはできな
い。単一チャネル上で通信を時分割多重化する（有線電
話通信と同様に）ことが代替の解決策である。しかし、
各加入者は、通信のために自らのタイム・スロットを必
要とするであろう。広いサービス・エリアにわたって相
当数の加入者が関与する通信を望むとき、これは実践不
可能な解決策である。さらなる加入者を処理するために
時分割多重化システムのタイム・スロットの数が増すに
つれ、タイム・スロットの幅、すなわち時間サイクルの
長さに相対的な変化が生じ、これが、通信されうる情報
の量を制限してしまう。

【０００７】連続二方向性通信システムは、割当て周波
数（多数のチャネル）を使用して地理的限定区域内の会
話を搬送することにより、単一チャネル通信ネットワー
クの信号の干渉・混乱の問題に取り組んでいる。しか
し、このような構成は、たとえ周波数チャネルを再利用
するとしても、通信スペクトルの大部分を消費してしま
い、短い二方向性バースト伝送を搬送するには効率の悪
い手段である。そのうえ、二方向性バースト通信に相当
する幅広いスペクトルは現在のところ利用できず、米国
連邦通信委員会によって周波数の割当てまたは再割付け
を介して提供される見込みもない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した実践上の理
由、行政上の理由および技術上の理由のため、個々の周
波数チャネル割当て（セル式連続通信に見られるような
周波数多重化）および個々のタイム・スロット割当て
（有線連続通信に見られるような時分割多重化）は、二
方向性バースト通信のタイミングの問題および二方向性
バースト通信の必要性に取り組む解決策として利用しう
るものではない。したがって、制限された帯域幅を有す
る単一の無線周波数チャネル上で二方向性バースト通信
を可能にする方法およびシステムネットワークが求めら
れている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、制限された帯
域幅を有する単一の無線周波数チャネルを利用して、信
号の干渉や混乱を最小限または皆無にしながら相当多数
の加入者の二方向性バースト通信を搬送する方法および
システムネットワークを提供することにより、二方向性
バースト通信の必要性に取り組む。本発明の広い態様に
よると、公知のセルラー周波数多重化技術と有線時分割
多重化技術とを通信の方法およびネットワークにおいて
独自に組み合わせて、単一の時分割管理通信チャネル上
に二方向性バースト通信を提供する。

【００１０】必要な通信ネットワークを設けるために
は、まず、二方向性バースト通信が望まれるところのサ
ービス・エリアを複数の通信セル（連続電話セルラー通
信に使用されるセルと同様なもの）に分割する。各セル
は、そのセル領域内に居る加入者が携帯する携帯トラン
シーバと通信するためのセル・トランシーバを有してい
る。次に、複数のセルをクラスタに組分けする。各クラ
スタは、そのクラスタ領域内に位置する各セル・トラン
シーバと通信するためのクラスタ・トランシーバを有し
ている。最後に、クラスタをクラスタ・グループに配列
する。このクラスタ・グループは、そのクラスタ・グル
ープ領域内に位置する各クラスタ・トランシーバと通信
するためのクラスタ・グループ・トランシーバを有して
いる。各クラスタ内のセルには、サービス・エリア区域
を横切って隣接する２個のセルが同じセル識別番号を割
り当てられないような同様な方法でセル識別番号を付け
る。同様に、各クラスタには、領域を横切って隣接する
２個のクラスタが同じクラスタ識別番号を割り当てられ
ないような方法でクラスタ識別番号を付ける。

【００１１】加入者の携帯トランシーバ、セル・トラン
シーバ、クラスタ・トランシーバおよびクラスタ・グル
ープ・トランシーバはすべて、制限された周波数帯域幅
内の同じ無線周波数通信チャネル上で通信を行う。通信
を制御、管理し、単一チャネル上の信号干渉を防ぐため
に、独自のセルラー時分割多重化ネットワーク方式を実
行する。セルおよびクラスタの識別番号は、単一チャネ
ル上を搬送されるセルラー時分割多重化波形の各通信サ
イクル中のタイム・スロット位置に対応する。セル領域
内のセル・トランシーバ、それらと関連するクラスタ・
トランシーバおよび利用者の間の通信は、割り当てられ
たセル・タイム・スロットの間にしか生じない。同様
に、クラスタ領域内のクラスタ・トランシーバおよびそ
れらと関連するクラスタ・グループ・トランシーバの間
の通信は、割り当てられたクラスタ・タイム・スロット
の間に生じる。特定のセル番号またはクラスタ番号に割
り当てられたタイム・スロットの間、その番号に割り当
てられたすべてのセルおよびクラスタが同じチャネル上
で同時に伝送を行うことになる。このようなセルラー時
分割多重化方式では、単一チャネル上のタイム・スロッ
トは、そのグループ（もしくはその区域を定める多数の
グループ）を横切って、セルおよびクラスタによって再
利用される。

【００１２】セルおよびクラスタの番号付けは、セルお
よびクラスタの物理的ロケーションおよびタイム・スロ
ット位置を識別するだけでなく、同様な番号のセルおよ
びクラスタを物理的に隔て、それにより、同様な番号の
セル・トランシーバおよびクラスタ・トランシーバから
の同時信号伝送が互いに干渉する可能性を抑えるように
も作用する。セル・トランシーバおよびクラスタ・トラ
ンシーバからの無線周波数伝送の出力は、物理的に隔て
られてはいるが、同様な番号を付され、同時に伝送を行
っている他のセルおよびクラスタと干渉しないよう、伝
送信号の伝搬半径を制限するように調整、制御される。
したがって、別々に割り当てられた周波数チャネル（マ
ルチチャネル周波数多重化）を必要とすることなく、二
方向性バースト通信が効率よく効果的に搬送される。さ
らに、セルラー時分割多重化ネットワーク方式を利用し
てタイムスロットを再利用することにより、利用者ごと
に別々のタイム・スロットを設ける必要がなくなる（単
一チャネル時分割多重化）。

【００１３】

【実施例】図１に、ハニカム構造１０４で示す多数の各
セル１０２に概略的に再分した領域１００を示す。領域
１００のこのようなセルラー分割（ｃｅｌｌｕｌａｒ
ｄｉｖｉｓｉｏｎ）は、加入者１０６（ｘで示す）との
多重チャネル二方向性連続通信用の周波数多重化（ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）ネットワー
ク・アーキテクチャを利用するセルラー通信によって歴
史的に利用された。多重チャネル・アーキテクチャは、
二方向性短バースト通信を処理するには不充分な手段で
あることが証明されている。

【００１４】連続通信又はバースト通信のいずれに対し
ても適当である単一チャネル二方向性通信ネットワーク
は、各参加者に循環的な通信信号の通信タイム・スロッ
トが割当てられる既知の時分割多重化アーキテクチャ
（ｔｉｍｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ
ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）によって歴史的には具現
されている。しかし領域１００の大きさ及び加入者１０
６の数が増加するにつれて、通信制御及び信号多重化技
術の実際上のかつ技術的な制限のために、とくに二方向
性バースト通信に対しては、この通信オプションは望ま
しくない。

【００１５】したがって、在来の周波数多重化兼時分割
多重化システム・ネットワーク及びアーキテクチャは、
二方向性バースト通信用の有効な手段を、サービス・エ
リア全体にわたって分散した複数の加入者に提供するこ
とはできない。本発明においては、複数の加入者に対し
て、二方向性バースト通信を処理しかつ制御できる有効
な単一チャネル・セルラー時分割多重化ネットワークを
提供するように、多重チャネル時分割多重化ネットワー
クと、単一チャネル時分割多重化ネットワークとのネッ
トワーク・アーキテクチャ強さを独特な状態に組合わせ
ている。

【００１６】本発明のセルラー時分割多重化ネットワー
クの基本的な根拠は、単一の制限帯域幅チャネルによる
時分割多重化波形放送のタイム・スロットを、加入者二
方向性通信用のサービス・エリアを横切って再使用する
ことである。以下に一層詳述するように、タイム・スロ
ット再使用可能性は、サービス・エリアを複数のセルに
分割して、サービス・エリアの互いに異なる部分に多重
セルを設けると同時に同じタイム・スロットの間に同じ
無線周波数チャネルで加入者と通信することによって、
完成される。本発明によるアーキテクチャによって、ス
ロット幅とサイクル長さとは、サービス・エリアをカバ
ーするのに必要なセルの数に関係なく、サービス・エリ
ア内の加入者とネットワーク内のすべてのセルの必要な
通信要求を有効に処理する必要性を最低にして、設定さ
れ固定される。

【００１７】図２にサービス・エリア２００を示す。こ
のサービス・エリアの全体にわたって、本発明方法及び
システム・ネットワークによって、複数の加入者に対し
て二方向性バースト通信が設けられている。サービス・
エリア２００は複数のセル２０２に分割される。タイム
・スロット再使用可能性を提供するために、サービス・
エリア２００のセル２０２をセル・クラスタ２０４（又
は図３に示すように肉太の輪郭によって定められた）状
に配列される。各クラスタ２０４内のセル２０２は、サ
ービス・エリア２００を横切る２つの隣接するセルが同
じセル番号を持たないように識別するために、相似的に
番号が付けてある。図３に示すように、又クラスタ２０
４は、同じように識別するための番号が付けられ、クラ
スタ２０４の集合がグループ２０６を形成する。１つ又
は１つ以上のグループ２０６が、サービス・エリア２０
０をカバースするのに必要であるかもしれない。この場
合、これ等のグループを、サービス・エリアを横切る２
つの隣接するクラスタ２０４又はセル２０２が、それぞ
れ同じクラスタ又はセル識別番号を持たないように配列
される。

【００１８】図４に、図２及び３の各セル２０２の各ク
ラスタ２０４に対する時分割多重化波形２０８を例示す
る。図４の波形２０８は、実際に一般的であって、本発
明の通信フォーマットにより、サービス・エリア２００
を横切るセルラー同時時分割多重化通信を例示するよう
に、図示されている。本発明のネットワーク用の好適な
時分割多重化波形を、図６、８、９に関して後述する。

【００１９】各クラスタ２０４内の各セルの番号は、各
クラスタによって伝送される時分割多重化波形の１つの
サイクル２１２内のタイム・スロット２１０のロケーシ
ョンに相当する。７つの時分割多重化クラスタ波形２０
８は、グループ２０６のクラスタ２０４によって同じ無
線周波数チャネルでサービス・エリア２００全体にわた
って同時にかつ同期して伝送される。

【００２０】前記したセル２０２及びクラスタ２０４の
番号付け技術は、３つの目的に役立つ。第１に、この番
号付け技術は、グループ内の各セル及びクラスタのロケ
ーションを識別する。第２に、セル及びクラスタの番号
は、同時通信が生じている間のタイム・スロットのロケ
ーションを識別する。第３に、この番号付け技術は、同
時に（同じタイム・スロットの間に）通信しているセル
２０２及びクラスタを物理的に隔離することにより、単
一の通信チャネル上の信号干渉及び混乱の可能性を最少
にする（信号放送レベルが後述するように調整されるな
らば）。したがってこの番号付け技術は、多数の加入者
による同時二方向性バースト通信用の制限した数のタイ
ム・スロットのシステム・アーキテクチャ再使用を容易
にする。

【００２１】図２に示す各クラスタ２０４及びグループ
２０６は、７つのエレメント（それぞれセル２０２及び
クラスタ２０４）を含むが、クラスタ当りのセルの数及
びグループ当りのクラスタの数は、変更可能であり、類
似の番号の付けられた（そしてそれゆえに同時に伝送さ
れる）セルの間の充分な物理的隔離を提供するように選
択される。これ等のエレメントの数の選択は、サービス
・エリアの通信要求によって必要とされる通信サイクル
長さ及びスロット幅によってさらに影響を受ける。好適
なエレメントの数は７であるけれども、本発明のアーキ
テクチャの他の実施例は、他のエレメントの組合せ、た
とえば各クラスタ２０４及びグループ２０６において４
箇のエレメント及び１２箇のエレメントを利用する。

【００２２】図４のクラスタ時分割多重化波形２０８内
の各タイム・スロット２１０は、送信周期２１４と受信
周期２１６とを含む。送信周期２１４の間に、番号付け
されたタイム・スロット２１０に対応する各セル２０２
内の加入者に通信が送られる。受信周期２１６の間に、
各対応するセル２０２内の加入者から通信応答が送られ
る。しかし後述するように、クラスタ２０４とセル２０
２との間の高度の通信量の時間中に、送信周期２１４と
受信周期２１６とを他のセルに再割当てするか又は、受
信周期を、同じタイム・スロット２１０内の第２の送信
周期２１４として使用することは可能である。

【００２３】図２及び３に示すようなセルラー式に分割
したサービス・エリア２００内において、セルラー時分
割多重化二方向性バースト通信を供給する無線ネットワ
ーク・アーキテクチャを、図５において説明する。各セ
ル２０２は、多数の加入者２１８（セル内においてｘで
示されている）によって占められる。これ等の加入者
は、１つのセル内を移動可能であり、１つのセル内に留
まらないかもしれない。各加入者２１８は、単一チャネ
ル二方向性バースト無線周波数の携帯トランシーバ（図
１２に参照数字２８０で示す）を備えている。各セル２
０２において又はその中心付近において、セル・トラン
シーバ２２０（図１３）を位置させて、そのセル内に位
置する各加入者２１８によって保持されている携帯トラ
ンシーバによって、単一の無線周波数チャネルを経てそ
のセル領域内で二方向性通信を行う。各クラスタ２０４
において又はその中心付近において、クラスタ・トラン
シーバ２２２（図１３）を位置させて、そのクラスタ内
に位置するセル・トランシーバ２２０によって同じ単一
の無線周波数チャネルを経てそのクラスタ領域内で二方
向性通信を行う。最後に、サービス・エリア２００の全
部又は一部をカバーするクラスタ２０４のグループ２０
６において、又はその中心付近にグループ・クラスタ・
トランシーバ２２４を位置させて、そのグループ内に位
置するクラスタ・トランシーバ２２２によって同じ単一
の無線周波数チャネルを経てそのグループ領域内で二方
向性通信を行う。無線ネットワークの効率を増大させる
ために、各クラスタ２０４における又はその中心付近の
セル・トランシーバ２２０は、クラスタ・トランシーバ
２２２及び（又は）グループ・クラスタ・トランシーバ
２２４（普通は基地局トランシーバと呼ばれる）の両方
の機能を持つ。実際上、図１３に関して説明するよう
に、セル、クラスタ及びグループ・トランシーバ・回路
は、サービス・エリア２００を横切って同じであり、内
包されたマイクロプロセッサによって実行される応用及
び機能に従って各トランシーバの動作は修正される。

【００２４】利用者の携帯トランシーバ、セル・トラン
シーバ２２０、クラスタ・トランシーバ２２２及びグル
ープ・クラスタ・トランシーバ２２４（基地局）［図５
に示す］による又はこれ等の間のすべてのバースト無線
伝送は、同じ単一のセルラー時分割多重化無線周波数チ
ャネルを経て行われる。単一のチャネルを経ての二方向
性バースト通信に対して本発明において利用されるセル
ラー時分割多重化信号波形２２８を図６に示す。この波
形２２８は、２つの部分から成る。第１の部分２３０
は、携帯トランシーバとセル・トランシーバ２２０との
間及びセル・トランシーバとクラスタ・トランシーバ２
２２との間の時分割多重化通信を含む。第２の部分２３
２は、クラスタ・トランシーバ２２２とそれ等のグルー
プ・クラスタ・トランシーバ２２４との間の時分割多重
化通信を含む。

【００２５】波形２２８の各部分は、多数のタイム・ス
ロット２３４から成る。たとえば第１の部分２３０は、
各クラスタ２０４内のセル２０２用の７つのセル・トラ
ンシーバ２２０に対応する７つのタイム・スロット２３
４を備えている。第２の部分２３２は、グループ２０６
内のクラスタ２０４用の７つのクラスタ・トランシーバ
２２２のうちの６つに対応する６つのタイム・スロット
２３４を備えている。７番目のクラスタのタイム・スロ
ット（第２の部分２３２のタイム・スロット番号４にお
ける）は必要のないことは明らかである。その理由は、
好適な実施例においては、１つのクラスタ・トランシー
バ２２２は又、グループ・クラスタ・トランシーバ２２
４（図２及び３のクラスタ番号４のセル番号４におけ
る）であるからである。波形２３８の第２の部分２３２
が、クラスタ・トランシーバ２２２とグループ・クラス
タ・トランシーバ２２４との間の通信のために設けられ
ているから、組合せたクラスタ／グループ・クラスタ・
トランシーバ間の通信用のタイム・スロット２３４は、
このような通信がトランシーバのハードウエア内に生ず
るときは不必要である。かりにクラスタ・トランシーバ
とグループ・トランシーバとは同じでないならば、第２
の部分２３２内の余分のタイム・スロット２３４が必要
となることは、もちろん理解できることである。

【００２６】各タイム・スロット２３４は、送信周期及
び受信周期に分割される。これ等の周期の境界及び機能
は、図８及び９に関して後述する。第１の部分２３０内
のタイム・スロット２３４に対しては、送信周期は、セ
ル・トランシーバ２２０からそれ等のクラスタ・トラン
シーバ２２２へ、かつセル領域内の任意の携帯トランシ
ーバへ伝送するのに使用される。受信周期は、トランシ
ーバからメッセージを受取るのに使用される。第２の部
分２３２においては、送信周期は、クラスタ・トランシ
ーバ２２２からグループ・クラスタ・トランシーバ２２
４へメッセージを伝送するのに使用される。第２の部分
２３２内の受信周期は、グループ・クラスタ・トランシ
ーバ２２４からメッセージを受取るために使用される。

【００２７】時間と空間との点からして通信量の特質の
ために、セル２０２、クラスタ２０４又はグループ２０
６は、それ等のタイム・スロット２３４が、通信のため
にずっと循環しているときは、どのような二方向性バー
スト通信量をも持たない。同時に、他のセル２０２、ク
ラスタ２０４又はグループ２０６を、二方向性バースト
通信の要求又は必要によってオーバーロードし、サイク
ル２２６内のタイム・スロット２３４の間に通信を供給
することはできないかもしれない。いずれの場合におい
ても、タイム・スロット（単一チャネル二方向性通信ネ
ットワーク内の有益な利点）は、システムによって有効
に使用されない。その理由は、若干の通信が取返しのつ
かないほど失われるか又は、不適当にかつ不正確に送ら
れ又は受取られるからである。

【００２８】利用可能なタイム・スロット２３４の不充
分な利用及び過度な利用のこの通信量の問題をアドレス
するために、セルラー時分割多重化ネットワーク・アー
キテクチャは、セル２０２、クラスタ２０４、グループ
２０６の通信量をモニタし、使用可能なときにはタイム
・スロットを、オーバークラウドした又はオーバーロー
ドした（ｏｖｅｒｃｒｏｗｄｅｄｏｒｏｖｅｒｌｏ
ａｄｅｄ）セル、クラスタ及びグループに再配分する。
このタイム・スロットの再配分の機能は、後述するよう
に、時分割多重化波形２２８を有利に利用して、タイム
・スロット２３４を必要としない又は使用しないセル２
０２、クラスタ２０４及びグループ２０６を検出し、他
のセル、クラスタ又はグループにタイム・スロットの利
用度を通知する。このような状態において、波形２２８
の第１の部分２３０内の使用されないタイム・スロット
２３４を、通信量によってオーバーロードされるクラス
タ２０４内の任意の他の隣接するセル２０２に再配分で
きる。たとえば図２に示すように、７つのセル・クラス
タ２０４に関して、この再配分は、同じクラスタ内の３
つの隣接するセルを含む。同様に、波形２２８の第２の
部分２３２内のクラスタの使用されないタイム・スロッ
ト２３４は、グループ２０６内の任意の他の隣接するク
ラスタ２０４に再配分される。

【００２９】セル２０２とクラスタ２０４との動作及び
タイム・スロット２３４の再配分機能とは、図７に示す
例によって良く理解できる。図７において、７つのセル
２０２から成る単一のクラスタ２０４と、グループ２０
６内の隣接するクラスタの一部分とを示す。かりに、セ
ル番号５（セル２３６）がオーバーロードされて、図６
に示す波形２２８内の割当てられた５番目のタイム・ス
ロット２３８の間にすべての要求された通信を処理でき
ない場合には、クラスタ２０４内の任意の隣接するセル
２４０（セル２、セル４及びセル７）のタイム・スロッ
トが、余分の通信を処理するように、借りられる。しか
しセル番号５（セル２３６）は、クラスタ２０４内のセ
ル番号１、３又は６（セル２４２）のいずれのタイム・
スロットをも借りることはできない。その理由は、そう
するためには、同時に通信している２つの同じ番号の付
いた隣接するセル（クラスタ境界を横切って）を持たな
ければならないからである。このことは、セル番号付け
の規則を破ることになり、信号の対立又は混乱の生ずる
可能性を増加させることになる。結局、クラスタ２０６
内の任意のセル２０２のタイム・スロットが、信号の対
立又は混乱の恐れなしに借りられるために使用可能であ
る再配分に対しては、セル番号４（セル２４４）が最良
の位置にある。

【００３０】すべてのクラスタのタイム・スロット２３
４の再配分が同様に調整される。図３に示すように、グ
ループ２０６内のクラスタ２０４に、セルの番号付けと
同じように番号を付けることによって、かりに１つ以上
のグループ２０６がサービス・エリアをカバーするため
に必要である場合に、２つの隣接するクラスタは、同じ
クラスタ識別番号を持たない。波形２２８の第２の部分
２３２内のクラスタ２０４のタイム・スロット２３４が
使用されていないときには、グループ２０６内の隣接す
るクラスタによってサイクル２２６に対して借りること
ができる。

【００３１】図８及び９に関連して再び図６に関して、
第１及び第２の部分内の各タイム・スロット２３４内で
伝送される標準形状の波形が示されている。トランシー
バの放送電力を調整することによって、トランシーバの
まわりの放送信号の伝搬の有効半径は、同じ番号を付け
たセル・トランシーバ及びクラスタ・トランシーバの無
線信号が互いに干渉しないように制御される。放送電力
を調整する回路を図１３に関して後述する。

【００３２】図６に示す波形と、図８及び９に示す標準
部分波形とは、信号波形の振幅の変化による信号電力調
整機能を例示する。信号の振幅が大きくなるほど、その
結果の放送無線信号は遠くへ伝搬する。この制御された
伝搬概念（図５及び１１を参照）を具現するに際し、セ
ル・トランシーバ２２０は、セル２０２のほぼ半径に等
しい最小有効伝送無線範囲と、グループ２０６内の密接
した同じ番号を付けたセルまでの距離の半分以下の最大
範囲とを持つ。好適な実施例においては、最大のセル・
トランシーバ２２０の無線範囲は、セル半径のほぼ２倍
に等しい。クラスタ・トランシーバ２２２は、セル２０
２の半径のほぼ２倍に等しい最小有効伝送無線範囲と、
サービス・エリア２００内の他のグループ内の同じ番号
の最も近いクラスタまでの距離の半分以下の最大範囲と
を持つ。グループ・クラスタ・トランシーバ２２４は、
グループ２０６内の２つの同じ番号を付けたセル２０２
間の距離に等しい最大有効伝送無線範囲を持つ。

【００３３】前述したように、図６に示す波形２２８は
２つの部分から成る。第１の部分２３０は、セル・トラ
ンシーバ２２０とクラスタ・トランシーバ２２２との間
及びセル・トランシーバと加入者の携帯トランシーバと
の間の時分割多重通信を包む。標準波形２４６（図８）
は、波形２２８の第１の部分２３０内の各タイム・スロ
ット２３４内に伝送される。第２の部分２３２は、クラ
スタ・トランシーバ２２２と、グループ・クラスタ・ト
ランシーバ２２４との間の時分割多重化通信を含む。標
準波形２４８（図９）は、波形２２８の第２の部分２３
２内の各タイム・スロット２３４内に伝送される。

【００３４】各標準タイム・スロット波形２４６，２４
８は、ネットワークの各種のトランシーバ間の放送通信
信号の伝搬を調整するように使用される可変振幅信号を
含む。図８、９にそれぞれ例示するように、各タイム・
スロット２３４は、送信周期２５０と受信周期２５２と
に分割され、送信周期２５０と受信周期２５２とは、標
準のタイム・スロット波形２４６，２４８内の多数のサ
ブ・スロット２５４，２５６により形成される。これ等
のサブ・スロット２５４，２５６は、サービス・エリア
２００を横切るすべての二方向性通信を同期させるよう
に機能を果す。

【００３５】図８に示すように、波形２２８の第１の部
分に対する標準のタイム・スロット波形２４６は、５つ
のサブ・スロット２５４に分割され、これ等のサブ・ス
ロットの間に特定の通信機能が実行される。第１のサブ
・スロット２５４（１）は、セル２０２、クラスタ２０
４及びグループ２０６の領域に対する識別番号の伝送
と、セル・トランシーバ２２０からクラスタ・トランシ
ーバ２２２へのセル再配分情報の伝送とに専用される。
このセル再配分情報は、無線信号が、セル・トランシー
バ２２０からそのクラスタ・トランシーバ２２２へ、同
じ番号を付けたセル２０２からの同時の伝送によって干
渉されることなく伝搬できるのに充分な電力レベル（Ｔ
ＸＰ１）で放送される。セル再配分情報は、セル２０２
の通信量に関するクラスタ・トランシーバ２２２への信
号であり、通信量が大量であるときは再配分要求とし
て、通信量が少量であるときは利用度の指示として機能
を果す。

【００３６】次のサブ・スロット２５４（２）は、セル
２０２、クラスタ２０４及びグループ２０６の領域に対
する識別番号の伝送と、セル・トランシーバ２２０から
そのセル領域内の携帯トランシーバへのセル再配分情報
の伝送とに専用される。この情報の放送信号伝送の電力
レベル（ＴＸＰ２）は、放送信号がセル領域全体にわた
って受信できるのに正に充分に強力である。この場合の
再配分情報は、通信量のオーバーロード及びセルのタイ
ム・スロット２３４の再配分のために携帯トランシーバ
に通信しないように通知するか又は、タイム・スロット
内の通信のために余分な時間の利用度を携帯トランシー
バに知らせるように機能を果す。サブ・スロット２５４
（１）と、サブ・スロット２５４（２）とは、送信周期
２５０の一部である。

【００３７】最後の３つのサブ・スロット２５４
（３）、２５４（４）及び２５４（５）は、メッセージ
通信量に専用される。又サブ・スロット２５４（３）
は、送信周期２５０の一部であり、セル２０２−クラス
タ２０４伝送又はセル−携帯トランシーバ伝送に対して
使用される。サブ・スロット２５４（４）は受信周期の
一部であり、各セル２０２内の携帯トランシーバからセ
ル・トランシーバへのメッセージ伝送のために使用され
る。サブ・スロット２５４（５）によって、セル・トラ
ンシーバ２２０は、波形２２８の第１の部分２３０内の
タイム・スロット２３４の使用に関してサブ・スロット
２５４（１）内の再配分信号に応答して、そのクラスタ
・トランシーバ２２２から、再配分情報、指令及びメッ
セージを受取る。サブ・スロット２５４（５）は又、受
信周期２５２の一部である。

【００３８】図９に示す波形２２８の第２の部分２３２
に対する標準スロット波形２４８は、３つのサブ・スロ
ット２５６に分割される。これ等のサブ・スロットの間
に、特定の通信機能が実行される。第１のサブ・スロッ
ト２５６（１）は、クラスタ２０４及びグループ２０６
の領域に対する識別番号の伝送と、クラスタ・トランシ
ーバ２２２からグループ・クラスタ・トランシーバ２２
４へのクラスタ再配分情報の伝送とに専用な送信周期２
５０の一部である。この情報は、無線信号が、クラスタ
・トランシーバ２２２からグループ・クラスタ・トラン
シーバ２２４へ、他のグループ２０６内の同じ番号を付
けたクラスタ２０４からの同時の信号によって干渉され
ることなく、伝搬できるのに充分な電力レベル（ＴＸＰ
３）で伝送される。クラスタ再配分情報は、クラスタ２
０４の通信量に関するグループ・クラスタ・トランシー
バ２２４への信号であり、通信量が大量であるときは再
配分に対する要求として、通信量が少量であるときは、
利用度の指示としての機能を果す。

【００３９】次の２つのサブ・スロット２５６（２）及
び２５６（３）は、メッセージ通信量に専用である。サ
ブ・スロット２４２（２）は又、クラスタ２０４−グル
ープ２０６メッセージ伝送のために使用される送信周期
の一部である。最後のサブ・スロット２５６（３）は、
グループ・トランシーバ２２４からクラスタ・トランシ
ーバ２２２へメッセージを搬送するのに使用され、かつ
又波形２２８の第２の部分２３２内のタイム・スロット
２３４の使用に関するサブ・スロット２５６（１）内の
再配分信号に応答して再配分情報及び指令を搬送するの
に使用される受信周期２５２の一部である。

【００４０】図６、８及び９に示すように、波形２２８
の可変振幅は、加入者ロケーション・ファインダとし
て、本発明の二方向性バースト・ネットワークによって
有利に使用される。図１０において、図２に示すセルラ
ー・ネットワーク（ｃｅｌｌｕｌａｒｎｅｔｗｏｒ
ｋ）の１つのクラスタ２０４を含むサービス・エリア２
００の一部分を示す。各セル・トランシーバ２２０によ
って伝送される波形２２８の第１のサブ・スロット２５
４（１）の伝搬の半径は、円形領域２５８（図２に示す
ように各セル２０２上に中心を置いた）によって示され
る方法に類似の方法で定められ、クラスタ２０４上にマ
ップされる（ｍａｐｐｅｄ）。周辺の各セル２０２のセ
ル・トランシーバ２２０によって、各第１のサブ・スロ
ット２５４（１）の間に伝送されるセル及びクラスタ識
別番号情報を、たとえば携帯トランシーバによって聞く
ことにより、加入者は、その大体のロケーションを第４
のセル２６０内に定める。

【００４１】図１０のマップにより例示された既知のセ
ル２０２のほぼ円形の放送領域２５８に受信された各信
号の同一性を比較することによって、セル内の利用者の
ロケーションが、受取られた信号放送内で識別されるセ
ル２０２に関連するすべての円形領域２５８の相互作用
領域によってほぼ定められる。たとえばセル２６０の陰
影を付けたロケーション２６２内のどこかに位置指定さ
れた加入者は、加入者が位置指定されたセル２６０から
と同様に周囲のセル２６４，２６６及び２６８からのサ
ブ・スロット２５４（１）識別番号放送を受取る。陰影
を付けた領域２６２は、セル２６０，２６４，２６６及
び２６８と関連する円形領域２５８の交差によって定め
られる。

【００４２】ロケーション・システムは、加入者の携帯
トランシーバがすべてのセルを識別することを要求する
ことによって、セル・トランシーバ２２０が加入者をほ
ぼ位置指定できるようにする。この携帯トランシーバ
は、第１のサブ・スロット２５４（１）識別放送を受取
って、セル識別情報をネットワークへもどして報告し、
このネットワークにおいてロケーション決定のためのマ
ップ比較（図１０）がなされる。かりに加入者がクラス
タ２０４の中心セル以外の他の任意のセル内にいる場合
には、情報は、加入者が位置指定されるクラスタ内及び
クラスタ外の両方においてセル・トランシーバ２２０か
ら受取られるのはもちろん理解できることである。した
がって、加入者の大体の位置指定をするのに必要であり
かつ使用される情報は、セル及びクラスタの両方の識別
番号（図３を参照）を含む。

【００４３】ネットワーク波形２２８の効率と、携帯ト
ランシーバ、セル・トランシーバ２２０、クラスタ・ト
ランシーバ２２２及びグループ・クラスタ・トランシー
バ２２４による、かつこれ等相互間の通信の機構とは、
セルラー時分割多重化通信ネットワークの通信階層を示
す図１１に関する説明によって一層完全に理解すること
ができる。携帯トランシーバと、セル・トランシーバと
の間の通信を、各二方向矢印によって示す。前述したよ
うに、これ等の通信は、単一の無線周波数チャネル上に
同時に生じ、携帯トランシーバだけが、セルの割当てら
れたタイム・スロット２３４（サブ・スロット２５４
（４））の間に、それ等のセル・トランシーバと通信す
る。好適な実施例において、単一のセル内の携帯トラン
シーバ多重通信間の信号干渉及び混乱は、各携帯トラン
シーバからセル・トランシーバへの伝送の応答を独特の
態様で遅延させることによって避けられる。したがっ
て、メッセージ衝突の可能性が検出される場合には、割
当てられたタイム・スロット内で同時に単一のチャネル
で２つの携帯トランシーバは通信をしない。

【００４４】セル・トランシーバと、それ等のクラスタ
・トランシーバとの間の通信を、各二方向矢印２７２に
よって示す。又これ等の通信は、同じ単一の無線周波数
チャネル上に同時に生じ、セル・トランシーバとそれ等
のクラスタ・トランシーバとは、セルの割当てられたタ
イム・スロット２３４（サブ・スロット２５４（３）及
び２５４（５））の間だけ通信する。本発明の独特のセ
ル番号付けシステムは、制限された数のタイム・スロッ
トが、サービス・エリアを横切って各クラスタにより再
使用されることを許容する。

【００４５】クラスタ・トランシーバと、それ等のグル
ープ・クラスタ・トランシーバとの間の通信を、各二方
向矢印２７４によって示す。又これ等の通信は、同じ単
一ののチャネルで同時に行われ、クラスタ・トランシー
バと、それらのグループ・クラスタ・トランシーバと
は、クラスタの割当てられたタイム・スロット（サブ・
スロット２５６（２）及び２５６（３））の間だけ通信
する。さらにまた、独特のセル及びクラスタ番号付け技
術は、信号干渉又は混乱の恐れなしに、１つの放送サイ
クル内で使用可能な制限された数のタイム・スロット
が、単一のチャネルを使用してサービス・エリア２００
を横切って再使用されることを許容する。グループ２０
６と外部との間の通信は、二方向矢印２７６によって示
される。

【００４６】二方向矢印２７０，２７２，２７４及び２
７６により示された通信階層は、サービス・エリア全体
にわたっての通信への確定的アプローチを提供する。こ
のことは、ネットワーク全体にわたって通信に対する遅
延が固定されており既知であることを意味する。たとえ
ば、サービス・エリア２００内の任意のセルへのサービ
ス・エリアの外部からの各通信は、物理的距離に関係な
く、固定した数のステップを必要とする。このステップ
は、（１）外部領域−グループ・クラスタ・トランシー
バ（矢印２７６）、（２）グループ・クラスタ・トラン
シーバークラスタ・トランシーバ（矢印２７４）、
（３）クラスタ・トランシーバーセル・トランシーバ
（矢印２７２）及び（４）セル・トランシーバ−携帯ト
ランシーバ（矢印２７０）である。通信の適当な順序付
けを維持することが重要であるから、時間確定は、タイ
ム・ベースト（ｔｉｍｅｂａｓｅｄ）［多重化］通信
アーキテクチャにおいては、きわめて重要である。

【００４７】図１２に、各加入者２１８により保持され
る加入者用の携帯トランシーバ（ｐｏｒｔａｂｌｅｔ
ｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）２８０のブロック線図である。
専用のマイクロプロセッサ２８２は、携帯トランシーバ
２８０の機能を処理し、携帯トランシーバへ又はこのト
ランシーバからすべての通信を差向けるすべてのデータ
を処理し、通信応用プログラム及び機能制御プログラム
を実行する。携帯トランシーバ２８０に対する基本的な
応用及び機能制御プログラムは、読出し専用記憶装置
（ＲＯＭ）２８４ａに記憶される。又直接アクセス記憶
装置（ＲＡＭ）２８４ｂが設けられて、応用プログラム
・パラメータ、他のデータ及び加入者通信メッセージの
一時的記憶のために、一時的な可変の使用記憶装置を提
供する。付加的な応用及び機能プログラムは、必要なと
きにネットワークから携帯トランシーバへダウン・ロー
ドされて、ＲＡＭ２８４ｂに記憶される。データ・バス
２８６は、マイクロプロセッサ２８２を記憶装置２８４
に結合する。又バッテリー２８７を設けて、携帯トラン
シーバ２８０の部品に電力を供給する。

【００４８】又マイクロプロセッサ２８２を、３つの出
力装置すなわちスピーカー２８８、ＬＥＤ表示装置２９
０及びＬＣＤキャラクタ表示装置２９２に接続する。こ
れ等の装置は、携帯トランシーバ２８０が、加入者２１
８に個人バースト通信を通知できるようにする。スピー
カー２８８及びＬＥＤ表示装置２９０は、通信の可聴か
つ可視の通知を提供するが、ＬＣＤキャラクタ表示装置
は、到来及び送出通信に関して加入者２１８に表示され
たメッセージを提供する。機能キーパッド２９４を設け
て、加入者２１８が次の伝送のために通信をマイクロプ
ロセッサ２８２に入力できるようにする。機能キーパッ
ド２９４は、英数字キーと、多数の特殊目的キーとを備
えている。機能キーパッド２９４によって、加入者は、
受取ったバースト通信に応答できるか又は、図５に関し
て説明したセルラー時分割多重化ネットワークを経て通
信を開始することができる。

【００４９】携帯トランシーバ２８０用の無線トランシ
ーバ回路は、線路３００，３０２を経てマイクロプロセ
ッサ２８２にそれぞれ接続された送信機回路２９６及び
受信機回路２９８から成る。送信機回路及び受信機回路
は、内部アンテナ３０４を使用してメッセージを送信し
又は受信する。送信機回路２９６及び受信機回路２９８
は、それぞれ変調復調回路を備えている。好適な実施例
においては、周波数シフト・キード（ＦＳＫ）変調機構
［ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｈｉｆｔｋｅｙｅｄｍｏ
ｄｕｌａｔｉｏｎｓｏｈｅｍｅ］を、携帯トランシー
バ２８０とセル・トランシーバ２２０との間の通信を処
理するのに使用する。

【００５０】マイクロプロセッサ２８２によって実行さ
れる応用及び機能プログラムは３つの動作を実行する。
第１に、このプログラムによってマイクロプロセッサ２
８２が、セル・トランシーバ２２０からのサブ・スロッ
ト２５４（２）の間に放送用の割当てられた通信チャネ
ルをモニタできる。このサブ・スロットは、ネットワー
ク上で携帯トランシーバ２８０からの通信のタイミング
を制御するように、マイクロプロセッサ２８２により使
用される同期情報を含む。サブ・スロット２５４（２）
の間にデータの受信の後に、携帯トランシーバは、単一
のチャネル（サブ・スロット２５４（４））を経て通信
をする。かりに２つの携帯トランシーバが同時に（サブ
・スロット２５４（４））に応答する場合には、これが
検出され、これ等の携帯トランシーバは、各別の通信が
互いに干渉しないような遅延時間に従って遅延応答す
る。

【００５１】第２の動作は、マイクロプロセッサ２８２
により実行される機能プログラムにより実行される。こ
の動作は、図１０に関して説明したように、サービス・
エリア２００内の加入者ロケーションを確認することで
ある。さらに、マイクロプロセッサは、セル・トランシ
ーバ２２０からのサブ・スロット２５４（２）の間に放
送用の割当てられた通信チャネルをモニタする。サブ・
スロット２５４（２）の間の放送は、各セルに対する識
別情報を含み、各セルの信号を携帯トランシーバ２８０
によって聞くことができる。この情報は、図１０に関し
て前述したようなロケーション確定のために、ネットワ
ークを通して各携帯トランシーバ２８０によって周期的
に伝送される。この代りに、セル・トランシーバ２２０
が信号を携帯トランシーバ２８０に送り、セル識別情報
を、加入者ロケーション確定のためにネットワークへ送
り返すことを要求する。

【００５２】携帯トランシーバによって実行される第３
の動作は、個人通信サービスの処理及び管理である。た
とえば英数字キーパッドは、加入者が受取った通信に応
答できるように使用可能である。さらに含まれている特
殊の機能キーによって、加入者は、通信を開始し、緊急
信号を送り、大体のロケーションを確定することができ
る。さらに、ネットワークが、アウトーオブーバンド
（ｏｕｔ−ｏｆ−ｂａｎｄ）通信管理機能を備えている
場合には、加入者の携帯トランシーバは、加入者のロケ
ーションに関係なく、イン−バンド（ｉｎ−ｂａｎｄ）
通信を、再度差向け、応答し、その他の方法で管理する
ことができる。

【００５３】図１３に、本発明セルラー時分割多重化ネ
ットワークに使用されるセル・トランシーバ２２０又は
クラスタ・トランシーバ２２２又はグループ・クラスタ
・トランシーバ２２４（一まとめにして基地局トランシ
ーバと呼ぶ）のブロック線図を示す。セル・トランシー
バ２２０、クラスタ・トランシーバ２２２及びグループ
・クラスタ・トランシーバ２２４は、同じ回路を利用す
るが、マイクロプロセッサ３０６によって実行される応
用及び機能プログラムに従って異なる方式で動作する。
このシステム部品冗長度は、各セルの中心にあるセル・
トランシーバ２２０が、クラスタの中心に位置選定され
るときのクラスタ・トランシーバ２２２として機能を果
すか又は、グループの中心に位置選定されるときのグル
ープ・クラスタ・トランシーバ２２４として機能を果す
場合には、必要となる。基地局トランシーバ回路は、ト
ランシーバの所望の機能に従って、トランシーバが特定
的に構成できるか又は変更できるように、モジュール型
式で具現される。

【００５４】基地局トランシーバに対する応用及び機能
プログラムは、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）３０８ａ
に記憶される。又直接アクセス記憶装置（ＲＡＭ）３０
８ｂを設けて、応用プログラム・パラメータ及びその他
のデータの記憶のために、一時的な可変の使用記憶装置
を提供する。付加的な応用及び機能プログラムを、必要
なときにネットワークからトランシーバへダウン・ロー
ドしてＲＡＭ３０８ｂに記憶する。データ・バス３１０
は、マイクロプロセッサ３０６を記憶装置３０８に結合
する。外部入力及び／又はバックアップ・バッテリーか
ら成る電源３１２は、基地局トランシーバの全部品に動
作電力を供給する。インタフェース３１３を設けて、基
地局トランシーバの通信伝送が、他の媒体、たとえば共
通電線に発生することを可能にする。本発明において
は、インタフェース３１３は、グループ２０６と外部領
域とをリンクする手段（矢印２７６）を形成する。

【００５５】本発明の好適な実施例においては、携帯ト
ランシーバ２８０と、セル・トランシーバ２２０との間
の通信は、周波数シフト・キード（ＦＳＫ）変調に依存
し、セル・トランシーバ２２０、クラスタ・トランシー
バ２２２及びグループ・クラスタ・トランシーバ２２４
の間の通信は、直角位相シフト・キード（ＱＰＳＫ）変
調［ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｐｈａｓｅｓｈｉｆｔ
ｋｅｙｅｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ］に依存する。した
がって、セル・トランシーバ２２０、クラスタ・トラン
シーバ２２２及びグループ・クラスタ・トランシーバ２
２４は、ＦＳＫ及びＱＰＳＫの両変調を処理するように
設けられる。二重変調機構は、ＦＳＫ変調が、携帯トラ
ンシーバ２８０に対して最良の費用効果であり、かつ最
も簡単な回路を提供するように、ネットワークに使用さ
れる。さらに進んだ変調機構、たとえばＱＰＳＫは、基
地局相互間伝送（ｉｎｔｅｒ−ｂａｓｅｓｔａ４ｉｏ
ｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）に使用される。その理
由は、価格及び回路の簡単さは、重要な用件とはならな
いからである。

【００５６】二重使用変調機構を単一のトランシーバに
具現するために、セル、クラスタ及びグループ・トラン
シーバは、二重変調／復調回路（ＤＭＤ）３１４を利用
する。ＤＭＤ３１４の送信側において、送信インタフェ
ース３１６は、通信情報を、線路３１０を経てマイクロ
プロセッサ３０６から受取った変調選択信号に従って、
ＱＰＳＫ変調器３１８又はＦＳＫ変調器３２０のいずれ
かに結合する。ＱＰＳＫ及びＦＳＫ変調器３１８，３１
６でそれぞれ変調された情報出力は、スイッチ３２２に
加えられる。線路３２４を経てスイッチ３２２によって
受取った変調選択信号に従って、変調選択信号は送信機
回路３２６に出力され、送信機回路３２６において、信
号は、本発明の単一チャネル時分割多重化ネットワーク
上でアンテナ３２８によって放送用搬送波で変調され
る。送信／受信スイッチ３３０は、線路３３２の送信／
受信選択信号によって制御され、変調された情報を適正
にアンテナ３２８に結合する。

【００５７】ＤＭＤ３１４の受信側において、線路３３
２の送信／受信選択信号の制御のもとに、送信／受信ス
イッチ３３０は、受取ったバースト通信受信機回路３３
４に結合し、受信機回路３３４において信号は、要求さ
れる次のＱＰＳＫ又はＦＳＫ復調のためにベース・バン
ドにダウンコンバートされる（ｄｏｗｎｃｏｎｖｅｒｔ
ｅｄ）。線路３３８を経て受取った変調選択信号の制御
のもとに、スイッチ３３６は、ダウンコンバートした通
信を、適当なＱＰＳＫ復調回路３４０又はＦＳＫ復調回
路３４２に結合する。受信機インタフェース３４４は、
復調したＱＰＳＫ又はＦＳＫ通信を、線路３４６を経て
マイクロプロセッサ３０６から受取った変調選択信号に
従って、データ・バス３１０に結合する。

【００５８】図１３に示す基地局トランシーバは、複数
の主要な機能を果す。第１に、ネットワーク上での時分
割多重化通信のタイミング、制御及び同期が、マイクロ
プロセッサ３０６によって実行される応用及び機能プロ
グラムによって制御される。マイクロプロセッサ３０６
からの変調選択及び送信／受信選択信号に従って、時分
割多重化波形２３８（図６）が生成され、所要時間にわ
たって維持される。さらにプログラムを実行するマイク
ロプロセッサ３０６による、変調選択及び送信／受信選
択信号のうちの適当な選択が、基地局トランシーバを、
セル・トランシーバ２２０、クラスタ・トランシーバ２
２２又はグループ・クラスタ・トランシーバ２２４のい
ずれかであるように構成する。第２に、マイクロプロセ
ッサ３０６は、アンテナ３２８によって伝送される通信
の放送電力を制御する。送信機電力制御装置３４８は、
ＱＰＳＫ又はＦＳＫ変調通信を受取り、線路３５０を経
てマイクロプロセッサ３０６から受取った振幅制御信号
に従って、信号強さ出力（ＴＸＰ１，ＴＸＰ２及びＴＸ
Ｐ３）を選択的に制御して、セルラー時分割多重化波形
２２８（図６、８及び９）を生成する。

【００５９】第３に、図１１に関して前述した通信階層
に従って、各加入者と外部との間の通信を適当に選択す
るように、基地局トランシーバは作用する。第４に、セ
ル・トランシーバ２２０として構成されるときに、基地
局は、適当な放送電力において、セル、クラスタ及びグ
ループ識別情報を提供して、ネットワークが加入者の大
体の位置選択をできるようにする（図１０）。第５に基
地局は、ネットワーク上で通信量をモニタし、再配分の
ために使用可能な又は再配分を要求するタイム・スロッ
ト２３４によって、セル２０２とクラスタ２０４とを識
別する。最後に、基地局は、通信量の問題、システム・
エラー及び部品ブレークダウンを検出し識別することに
よって、ネットワークをモニタし管理する。

【００６０】制限した帯域幅二方向性バースト電気通信
を提供する方法及びネットワーク・システムの好適な実
施例を、添付図面に例示し、発明の詳細な説明の項にお
いて詳述したけれども、本発明は前述した実施例に限定
されるものではなくて、本発明の精神を逸脱することな
く多数の再配列、置換及び変型を行うことができるのは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】二方向性連続通信に備えて多数の別個のセルに
分割された通信領域を示す図である。

【図２】本発明のネットワーク・アーキテクチャによる
タイム・スロットの再利用を可能にするために、通信領
域を多数のセルに分割し、その各セルをクラスタに編成
したものを示す図である。

【図３】本発明のネットワーク・アーキテクチャによる
クラスタ・グループのセル・クラスタ輪郭を示す図であ
る。

【図４】図２および図３の各セルのクラスタごとの時分
割多重化波形を示す図である。

【図５】ある区域内に散在する利用者に対し、セルラー
時分割多重化二方向性バースト通信を提供する無線ネッ
トワーク・アーキテクチャを示す図である。

【図６】本発明に用いられるセルラー時分割多重化二方
向性バースト信号波形の１サイクルを示す図である。

【図７】本発明のタイム・スロット再割付け機能を説明
する、７個のセルからなる１個のクラスタおよび隣接ク
ラスタの一部を示す図である。

【図８】多重化波形の第１の部分の各タイム・スロット
において伝送される波形の標準的な形状を示す図であ
る。

【図９】多重化波形の第２の部分の各タイム・スロット
において伝送される波形の標準的な形状を示す図であ
る。

【図１０】伝送波形の可変性振幅を本発明のネットワー
クにおいて加入者ロケーション・ファインダとして使用
する形態を示す図である。

【図１１】メッセージ処理のための伝送経路を表す、本
発明のネットワーク階層を示す図である。

【図１２】各加入者が携帯する加入者携帯トランシーバ
を示すブロック図である。

【図１３】本発明のセルラー時分割多重化ネットワーク
に使用されるセル、クラスタまたはクラスタ・グループ
のトランシーバを示すブロック図である。

【符号の説明】

２００サービス・エリア２０２セル２０４クラスタ２２０セル・トランシーバ２２２クラスタ・トランシーバ２２４グループ・クラスタ・トランシーバ２２８セルラー時分割多重化信号波形２３４タイム・スロット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アブドルレズァ、サエイデイ、ナエイニアメリカ合衆国テクサス州75287、ダラス・カウンティ、ダラス、オゥク・レィク・ドライヴ 5303番 (72)発明者ラジェンドラ、ペイテルアメリカ合衆国テクサス州75075、コゥリン・カウンティ、プレィノゥ、セラネィド・サークル 1216番 (72)発明者マリアン、ケニス、ヴォゥン、ジューニァアメリカ合衆国テクサス州75252、ダラス・カウンティ、ダラス、ウインドフラワ・ウエイ 17735番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サービス・エリアを複数のセルに細分
し、前記複数のセルを複数のセル・クラスタに配列し、
前記各セル・クラスタが第一の複数のセルを有し、前記
複数のセル・クラスタがクラスタ・グループを定め、各
クラスタ・グループが第一の複数のセル・クラスタを有
するようにしたサービス・エリア内の多数の利用者に個
人通信サービスを提供する方法において、前記複数のセル、セル・クラスタおよびクラスタ・グル
ープの間に通信を送る段階と；前記サービス・エリア上
の通信を通信サイクルに時分割多重化する段階と；を包
含し、各通信サイクルを分割して、前記第一の複数のセルと数
において等しい複数の第一のタイム・スロットを含むよ
うにし、前記各第一のタイム・スロットを、前記各セル
・クラスタ中の各対応するセルの通信を同時に搬送する
ように割当てて、単一の無線通信チャネル上での同時通
信のために前記第一のタイム・スロットを前記サービス
・エリアを横切って前記セルによって再利用しうるよう
にする個人通信サービスを提供する方法。
【請求項２】前記各通信サイクルが、前記第一の複数
のセル・クラスタと数において等しい複数の第二のタイ
ム・スロットをさらに含むように前記サービス・エリア
上の通信を時分割多重化する段階と、前記各第二のタイム・スロットを、前記クラスタ・グル
ープ中の各対応するセル・クラスタの通信を同時に搬送
するように割当てて、前記単一の無線通信チャネル上で
の同時通信のために前記第二のタイム・スロットを前記
サービス・エリアを横切って前記セル・クラスタによっ
て再利用しうるようにする段階とをさらに含む請求項１
記載の個人通信サービスを提供する方法。
【請求項３】前記単一の無線通信チャネル上の通信の
出力を調整して、同じ前記第一および第二の各タイム・
スロットの間に同時に通信を行っているセルおよびセル
・クラスタ間の通信干渉を最小にする段階をさらに含む
請求項１記載の個人通信サービスを提供する方法。
【請求項４】放送中のセルを識別するロケーション通
信を前記各セルから放送する段階と；円形の放送領域を
定める、前記各セルからのロケーション通信放送の伝搬
半径を記憶する段階と；前記セルのマップを前記サービ
ス・エリアの関連の円形放送領域とともに記憶する段階
と；前記ロケーション通信放送を受信し、受信したロケ
ーション通信を前記セルおよび円形放送領域の記憶した
マップと比較して、受信したロケーション通信放送を介
して識別される前記各セルに関連する円形放送領域の交
点によって定まる領域中の利用者の位置選定を大まかに
行うことにより、前記サービス・エリアのセル内の利用
者の大まかなロケーションを決定する段階とをさらに含
む請求項１記載の個人通信サービスを提供する方法。