JPH06504894A - 無線通信システムにおける一時的な制御チャネルとしての音声／データチャネルの割当て方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 無線通信システムにおける一時的な制御チャネルとしての音声／データチャネル の 割当て方法 発明の分野 本発明は一般的には広領域トランク式無線通信システムに関し、かつより特定的 には限られた通信資源の効果的な割当てによりそのようなシステムの効率を増大 する方法に関する。

発明の背景 広領域トランク式（ｔｒｕｎｋｅｄ）無線通信システムがよく知られている。そ のようなシステムは典型的には遠隔の、送信サイト、例えば、中継器を含み、該 中継器は前記システムにおける数多くの加入者ユニット、または無線機、にサー ビスを行う。加入者ユニットは携帯用無線機、移動無線機、コンソール、または 無線電話とすることができる。

典型的には、トランク式無線システムの大きさはサイトごとに２つの中継器のも のからサイトごとに２０個の中継器のものに及ぶ、２０の中継器を有するシステ ムにおいては、これらの中継器の内１９は音声／データ（以後、［音声」と称す る）チャネルに専用のものとされ、一方１つの中継器はシステムにおける無線機 に対し制御信号を送信しおよび／または無線機から制御信号を受信する制御チャ ネルに専用のものとされる。い（つかのシステムは音声チャネルとしてすべての 利用可能なチャネルを使用し、これらのシステムの制御機能は典型的には中継器 を接続するハードワイヤのネットワークを使用して行うか、あるいは前記音声チ ャネルのいくつかにおいて可聴範囲外の制御信号を用いて行う。いずれの場合も 、その主な目的がその加入者ユニットの間での音声通信を提供することである、 システムの効率を低下させる。

前記問題の第１の例として、２つの音声チャネル（１０４，１０６）および１つ の制御チャネル（１０２）を有す小さな、低密度のシステム１００（第１Ａ図に 示される）を考えてみる。ユーザの数が比較的少ない（例えば、１００〜３００ ）である場合は、２つのアクティブな音声チャネルでユーザに対する受け入れ可 能なレベルのサービスを維持するのに十分である。しかしながら、アクティブな 加入者ユニットの数が増大するに応じて、音声チャネル容量をシステムに加える 必要性が生じてくる。そのような小さなシステムに他の音声チャネルを加えるこ とは前記問題に対するコスト的に受け入れられない解決方法であることが多い。

このため、ユーザは彼らが音声通信のために他の中継器を加える経済的余裕がで きるまで低いシステム効率と共に生活しなければならない。

第２の例として、第１Ｂ図に示されるシステム１５０のような、数多くの音声チ ャネルおよび１つの制御チャネルを有する大きな、高密度システムを考える。ユ ーザの数がそのような多チヤネルシステム（例えば、３０００〜５００００）に 対して比較的少ない場合は、ユーザに対する受け入れ可能なレベルのサービスを 維持するのに１つの制御チャネルで十分である。しかしながら、アクティブな加 入者ユニットの数が増大すると、制御チャネル容量をシステムに加える必要性が 生じてくる。ユーザの数の一時的な増大にサービスするために他の永久的な制御 チャネルを加えることは、前記小さなシステムの例と同様に、問題に対するコス ト的に受け入れがたい解決方法となる。従って、ユーザは他の専用の制御チャネ ルの付加がコスト的に正当化されるまで低いシステム効率と共に生活しなければ ならない。

従って、現存のハードウェアを用いることによって、必要に応じて、一時的な音 声または制御チャネル容量を提供するトランク式無線システムの必要性が存在す る。そのようなシステムは、そのようなシステムにおける加入者ユニットに対し 受け入れ可能なレベルの通信サービスを提供しながら、制御資源と通信資源との 間で動的な割当てができるようにすべきである。

発明の概要 本発明は複数の加入者に対し所定のレベルの通信サービスを維持するために無線 通信システムの中央コントローラにより使用される方法を含む。該システムは、 とりわけ、第１の制御チャネルを使用して複数の加入者の間で割当てられる複数 の音声チャネルを含む。好ましい実施例においては、前記音声チャネルの内の少 なくとも１つはまた制御用に使用可能である。該方法は現在の負荷状態を評価す る段階、およびこの負荷状態を上部負荷しきい値と比較する段階を含む。前記コ ントローラは次に、適切な場合には、前記制御用に使用可能な音声チャネルの１ つを一時的な制御チャネルとして割当てる。

図面の簡単な説明 第１Ａ図は、従来技術において知られている低密度トランク式無線通信システム の単純化した図式的表現である。

第１Ｂ図は、従来技術において知られている高密度トラフ式無線通信システムの 単純化した図式的表現である。

第２Ａ図は、本発明の１実施例にかかわる、中央コントローラの動作を示す単純 化したフロー図である。

第２Ｂ図は、本発明の他の実施例にかかわる、第２Ａ図のボイスオンコントロー ル（ＶＯＣ）決定ルーチンを示すより詳細なフロー図である。

第２Ｃ図は、本発明の１実施例にかかわる、第２Ａ図のｖＯＣ動作ルーチンを示 すより詳細なフロー図である。

第３図は、本発明の１実施例にかかわる、加入者ユニットの動作を示す単純化し たフロー図である。

第４図は、本発明の別の実施例にかかわる、中央コントローラの動作を示す単純 化したフロー図である。

第５Ａ図は、本発明の１実施例にかかわる、マルチ制御チャネル構成のアクティ ベイジョン／デアクティベイションのために使用されるアルゴリズムを使用する 単純化したフロー図である。

第５Ｂ図は、本発明の１実施例にかかわる、制御チャネルトラフィックとそのよ うな量のトラフィックを取り扱うのに必要な制御チャネルの数との間の関係を示 すグラフである。

第６図は、本発明の１実施例にかかわる、呼処理のためのコントローラの動作を 示す単純化したフロー図である。

第７図は、本発明の１実施例にかかわる、加入者登録動作を示す単純化したフロ ー図である。

第８Ａ図は、本発明の１実施例にかかわる、加入者登録動作を示す単純化したフ ロー図である。

第８Ｂ図は、本発明の１実施例にかかわる、加入者登録動作を示す単純化したフ ロー図である。

好ましい実施例の詳細な説明 第１Ａ図は、その構成がよく知られた小規模なトランク式無線通信システム１０ ０の単純化した、図式的表現を示す。図示された中継器サイトは単一の制御チャ ネル１０２および２つの音声チャネル１０４．１０６を含む。ここで、制御チャ ネル１０２は音声チャネル１０４．１０６へのアクセスおよび／または音声チャ ネル１０４，１０６からのアクセスを制御するために使用されている。すべての ３つのチャネルは中央コントローラ１０１、例えば、モトローラ部品番号箱７５ ３１３　（いわゆる、ＳｔａｒｔｓｉｔｅＴＭ）、によって指令される。さらに 、本発明のこの好ましい実施例は無線周波（ＲＦ）チャネル（すなわち、周波数 対）における周波数変調（ＦＭ）を使用するシステムを使用して説明されるが、 同様の通信は他の信号技術、例えば、時分割多重（ＴＤＭ）　、周波数分割多重 （ＦＤＭ）、その他、を用いて行うことができ、かつしばしばそのようにされる 。

加入者ユニッ）（１０８〜１１２（以後「無線機」と称する）は携帯用無線機、 移動無線機、コンソール、または無線電話とすることができ、かつシステム１ｏ ｏにおけるすべての無線機を代表するものである。（これらの無線機は、例えば 、モトローラ部品番号箱Ｄ２７ＫＧＡ５ＪＣ２ＡＫ（いわゆる、Ｓｐｅｃｔｒａ ＴＭまたはＤ３５ＭＷＡ５ＧＣ６ＡＫ　（いわゆる、ＭａｘｔｒａｃＴＭ）とす ることができる。）無線機１０９および１１１は音声チャネル１０６を介して通 信することができ、−力無線機１１０および１１２は音声チャネル１０４を介し て通信できる。無線機１０８はアイドルであり、そのような状態の下では、該無 線機は制御チャネル１０２を監視し、通信に関与するのを待機している。そのよ うな小規模なシステム、例えば、２００より少ないユーザの間で割当てるために ２つの音声チャネルのみを有するシステムでは、制御チャネル１０２は大部分の 時間の間アイドルとなる可能性がある。本発明は付加的な通信容量を提供するた めに制御チャネルのアイドル時間を活用することを探求する。これは音声トラフ ィックが高くかつ制御トラフィックが最小の期間の間に制御チャネルが一時的に 音声チャネルとして動作できるようにすることにより達成される。制御チャネル を音声チャネルに変換することによる１つの主な利点はそれが特定のカバレージ 領域に対する増大した音声通信要求を収容するために付加的なハードウェア部品 （たとえば、音声送受信機）を購入する必要性を除去するということである。

第２Ａ図は、本発明の１実施例にかかわる、中央コントローラ１０１の動作を示 すフロー図２００を示す。中央コントローラの動作２０１はある無線機から音声 チャネル要求が受信された場合（２０３）に始まる。次に、すべての音声チャネ ルが現在ビジーであるか否かを判定する判定ステップに到達する（２０５）。も しすべての音声チャネル（例えば、１０４，１０６）が現在ビジーでなれば、す なわち、少なくとも１つの利用可能な音声チャネルがあれば、中央コントローラ １０１は現在の制御チャネル１０２によって通常のチャネル承認出信号語（ＯＳ Ｗ）を発行しく２０７）、かつチャネル要求を待つ処理に続く。もしすべての音 声チャネルがビジーであることが分かれば、中央コントローラ１０１はいわゆる ［制御による音声（ｖｏｉｃｅ−ｏｎ−ｃｏｎｔｒｏｌ）Ｊ　（以後、”ｖｏｃ ″と称する）モードに入るべきか否かを判定するよう試みる（２０９）。

次に、判断が行われ（２１１）、該判断は、後に説明する、ｖＯＣフラグが決定 ルーチン（２０９）によってセットされているか否かを判断する。もしＶＯＣフ ラグがセットされていなければ、例えば、中央コントローラ１０１がこの時点で ｖＯＣモードに入るのは適切でないことを判定していれば、該中央コントローラ は前記制御チャネルにおいて通常のビジーＯ８Ｗを発行しく２１３）　、かつ引 き続く音声チャネル要求を待機するために戻る。もしｖＯＣフラグがセットされ ていれば、中央コントローラはｖＯＣ動作モードに入る（２１５）。上に述べた シーケンスは本発明の好ましい実施例を示しているが、ｖＯＣモードは付加的な 音声チャネルが必要な場合に無条件に入るようにすることもできることが理解さ れる。後に説明する、決定ルーチン２０９は、システムが制御チャネルのない時 間量が最小になることを保証するために使用され、それによって、システム全体 の性能が時間の経過に対し比較的安定に維持されるようになる。

その動作については後に説明する、ステップ２１５におけるｖＯＣ動作の完了後 、中央コントローラは現存する呼およびビジーに対しチャネル割当ての更新を発 生する（２１７）（例えば、ブロック２０７，２１３において発生するアクティ ブな呼およびビジーを表すＯ８前を反復し、これらの反復は後の参入者のためで ある）。中央コントローラ１０１は次に再割当てされた制御チャネルにおいて［ ＩＳＷ送信（Ｓｅｎｄ　Ｉ　ＳＷ’　ｓ）Ｊ　Ｏ８前を発生しく２１９）、かつ 通常動作に戻る。前記ｒｌｓＷ送信ＪＯ３Ｗを発行することは要求を待ち行列に 入れたシステムのすべての加入者ユニットにそれらを前記再割当てされた制御チ ャネルによって送信するよう通知する。

第２Ｂ図は、前記ｖＯＣ決定ルーチン２０９の詳細なフロー図２３０を示す。こ のルーチンはシステムの現在の状態が制御チャネルの除去を是認するか否かを決 定するために使用される。もしシステムが音声呼を収容するために制御チャネル を一時的に失うことに耐え得ると判定されれば、そのルーチンはその呼を配置す るのに最善の候補者を探す。

このルーチンは該ルーチンをデフオールドモードで開始するためにｖＯＣフラグ をクリアすることにより開始される（２３１）（このフラグは単に中央コントロ ーラのコンピュータハードウェアのＲＡＭアドレス内にに存在する２進情報とす ることができる）。該ｖＯＣフラグの値は前記■ＯＣモードが「オン」または「 オフ」であるかを決定し、「オン」に対しては２進１であり、かつ「オフ」に対 しては２進０である。次に、該ルーチンは制御チャネルのみ（ｃｏｎｔｒｏｌ　 ｃｈａｎｎｅｌ−ｏｎｌｙ）のトラフィックの割合が所定のしきい値割合（すな わち、与えられた時間の間に前記制御チャネルに発生した処理の合計数のパーセ ンテージ）より大きいか否かを調べる（２３２）。

典型的には、「ＣＣのみ（ＣＣ−ｏｎ　Ｉ　ｙ）　Ｊ　トラフィックの高い割合 は制御チャネルの処理が音声呼よりも重要であり、かつ制御チャネルが除去され るべきでないことを示すものである。前記しきい値は歴史的な（ｈ　ｉ　ｓ　ｔ 　ｏ　ｒ　１ｃａｔ）性能に基づき、受は入れ可能なレベルのシステム性能を維 持するために最大の「ＣＣのみ」トラフィック割合を表すレベルにセットされる べきである。好ましい実施例においては、前記しきい値は約６３％にセットされ 、このパーセンテージは希望するシステム性能に応じて変えることができる。

判断２３２に戻ると、もし前記「ＣＣのみ」の処理の割合が前記所定のしきい値 より大きければ、制御チャネル変換は遅延される（２３４）。好ましい実施例に おいては、この遅延は平均的な呼の長さくＡ　ＣＬ）に等しく、典型的には５〜 ７秒のオーダである（ＡＣＬの測定はトランキング産業においてよく知られてい る）。前記変換を現在のシステムＡＣＬに等しい量だけ遅延させることはシステ ムに前記制御チャネルを変換する前に利用可能な音声チャネルを見付ける合理的 なチャンスを与える。もし前記制御チャネルのみの割合が前記所定のしきい値よ り大きくなければ、それは次に「最もアクティブな（ｍｏｓｔ　ａｃｔｉｖｅ） 」音声チャネル、すなわち最も長い時間の間呼をサポートしている音声チャネル 、を選択する（２３６）。次に前記選択された音声チャネルにおける呼の長さが システムに対する現在のＡＣＬより大きいか否かを判定する判断ステップ（２３ ８）に至る。もし選択された音声チャネルにおける呼の長さが現在のＡＣＬより 大きくなければ、前記制御チャネル変換は、好ましい実施例では、システムに対 する現在のＡＣＬである、所定の時間だけ遅延される（２４０）。変換をこの量 だけ遅延させることはそれぞれの現在の音声呼が比較的新しく、かつ従って、も し現在アクティブな制御チャネルが音声動作に変換されれば、新しい制御チャネ ルの候補を提供しないであろうことを予期する。

適切な遅延が経過した後、判断ステップ（２４２）に到達し、該判断ステップは 制御チャネルを取り除く必要なしに音声呼を受け入れるために利用可能な音声チ ャネルがあるか否か（すなわち、前に述べた遅延期間の間に解放されたか否か） を判定する。もし音声チャネルが利用可能であれば、コントローラは音声チャネ ル要求をその新しく解放された音声チャネルに割当てる（２４６）。コントロー ラは次にｖＯＣフラグをクリアしく２４８）、そしてルーチンを退出する（２５ ０）。

次に判断ステップ２３８に戻ると、もし選択された呼の長さが前記平均的な呼の 長さより大きい場合には、ｖＯＣフラグがセットされ（２４４）かつコントロー ラは次の、最も高い優先度の、要求を得た後ルーチンを退出する（２５０）。同 様に、もしく判断２４２によって決定される）利用可能な音声チャネルがなけれ ば、■ＯＣフラグがセットされ（２４４）かつコントローラは次の、最も高い優 先度の、要求を得た後ルーチンを退出する（２５０）。

第２Ｃ図は、ｖＯＣ動作２６０を説明する詳細なフロー図２１５を示す。いった ん、ｖＯＣモードに入ったことが判定されると、中央コントローラはｖＯＣステ ータス０８Ｗ（制御チャネルが取り除かれようとしていることを無線機に通知す るために制御チャネルによって送信される特別の信号）を放送する（２６２）。

コントローラは次に、標準のチャネル承認Ｏ８Ｗを介して現在の制御チャネル（ これは任意の制御可能なチャネルでよく、すなわち制御信号をエンコードおよび デコードするために必要なハードウェア／ソフトウェアを備えた通信チャネルで よい）を一時的な音声チャネルとして使用するために要求無線機に割当てる（２ ６４）。中央コントローラは前の制御チャネルを音声トラフィックを可能にする ために低速データ（Ｌ　Ｓ　Ｄ）発生（例えば、１５０ビット／秒の可聴範囲外 のデータレート）に変換する。ｖＯＣモードがアクティベイトされたことを示す 、ＬＳＤ信号が次にすべての音声チャネルによって送信される（２６８）。

この時点で、第１Ａ図に示されたシステム１００は実効的に引き続く音声トラフ ィックのために音声チャネルを割当てる何らの制御チャネルも持たないことにな る。従って、システムがこの状態にある時間量を最小にし、それによって到来す る要求が収容できるようにすることが望ましい。

従って、中央コントローラは変換された音声チャネル、または他の制御に使用可 能な音声チャネルを制御チャネルとして再割当てするためにその最初の機会を探 す。これを行うためには、判断ステップ（２７０）に移行し、該判断ステップ（ ２７０）は送信終了（ｅｎｄ−ｏｆ−ｔｒａｎｓｍｉ　ｓｓ　ｉｏｎ　：ＥＯＴ ）がいずれかの音声チャネルに検出されたか否かを判定する（送信トランク動作 は１９８８年１１月２２日に、Ｌｙｎｋ、Ｊｒ、他に発行された再発行（Ｒｅ− Ｉｓｓｕｅ）米国特許第３２．７８９号に記載されており、この特許はここに参 照のため導入される）。

もしＥＯＴがいずれかの音声チャネルに検出されなければ、ルーチンはループバ ックしかつ音声チャネルを監視し続け、このＥＯＴ状態を調べる。もしＥＯＴが 検出されれば、判断ステップ（２７２）に到達し、該判断ステップ（２７２）は この特定の音声チャネルが制御に使用可能であるか否かを判定する。もしそれが 制御に使用可能でなければ、コントローラはメツセージ、またはフェード、タイ マを開始させる（２７４）（該タイマについては再発行米国特許第３２．７８９ 号にメツセージトランク動作と関連して説明されている）。好ましい実施例にお いては、メツセージタイマの使用は送信が他の加入者ユニットが応答する前に呼 を終了するような、問題を引き起こすほど短い期間でないことを保証する。

ルーチンは次に他の無線機がキーアップしたか否か（すなわち、送信を開始した か否か）を決定するため判定を行う（２７６）。もし他の無線機が呼を開始して いれば、例えば、彼の／彼女の無線機のＰＴＴボタンを押圧していれば、ルーチ ンは判断ステップ２７０にループバックし、ＥＯＴを探す。もしシステムが新し い加入者に関してアイドルであれば、たとえば、新しい無線機がキーアップして いなければ、判断ステップ（２７７）に進み前記メツセージタイマが経過したか 否かを判定する。もし経過していなければ、ルーチンは判断ステップ２７６にル ープバックし、キーアップするために他のユニットを探す。メツセージタイマが 経過した後、中央コントローラ１０１はグループ切断（例えば、３００ＢＰＳの パターン）を送信しく２７８）、現在の呼を終了させる。ルーチンは次に判断２ ７０に戻り、他のＥＯＴ状態をチェックする。

再び判断２７２を参照すると、もし新たに解放された音声チャネルが制御に使用 可能であることが判定されれば、中央コントローラはそれを制御チャネルとして 割当てる（２８０）。この時点で、ユーザをそれらの呼がいつ終了したかに従っ て優先順位付ける、中央コントローラのいわゆる［最近のユーザキュー（ｒｅｃ ｅｎｔ　ｕｓｅｒ　ｑｕｅｕｅ）Ｊが更新される（２８２）。好ましい実施例に おいては、これは、ＥＯＴを介して、最も最近に彼の呼を終了したユーザが、も し要求すれば、次の利用可能な音声チャネルを得るために最も高い優先度を与え られることを保証スル。ｒｖｏｃ終了（Ｅｎｄ　ＶＯＣ）Ｊ　７．、テータス信 号（制御チャネルが再割当てされていることを無線機に通知する特別の信号）が 次にすべての音声チャネルによって送信され（２８４）、かつルーチンは退出す る（２８６）第３図は、好ましいＶＯＣ可能な実施例におけるものとしての、無 線機、または加入者ユニット、の動作３０２を表す単純化したフロー図３００を 示す。該無線機はシステム１００と通信状態に留まるために現在の制御チャネル （通話グループＩＤによって割当てられた）を連続的に監視する。従って、判断 ステップ（３０４）に到達し、該判断ステップ（３０４）は加入者ユニットが依 然としてＯ８Ｗを受信しているか否かを判定する。もし該加入者ユニットがちは やＯ８Ｗを受信していなければ（すなわち、それが到達範囲外にあるかあるいは 「失われた（ｌｏｓｔ）Ｊことを示していれば）、ロストタイマが次に開始され る。

この遅延（例えば、好ましい実施例においては２００ｍ５）は特定のカバレージ 領域における通常の、瞬時的な信号フ二一ディングを受け入れるために使用され 、それによって無線機が制御チャネルを余りにも早く去ることがないようにする 。次に判断ステップ（３１０）に到達し、前記ロストタイマが経過したか否かを 判定する。もし経過していなければ、ルーチンはループバックしかつ現在の制御 チャネルにおいて受信されるＯ８Ｗをチェックし続ける。もしタイマが経過して いれば、無線機は制御に使用可能なチャネルを（例えば、無線機のメモリに記憶 されたエントリのリストから）走査し、制御信号を探す。次に判断ステップ（３ ２８）に入りＶＯＣＬＳＤ信号が走査されている音声チャネルにおいて検出され たか否かを判定する（第２Ｃ図の２６８を参照）。これを調べることにより、も し無線機がＶＯＣＬＳＤを検出しなければ、加入者は通常動作に戻る前に、通常 の制御チャネルリストを走査する（３３２）。もしＶＯＣＬＳＤが走査されてい る音声チャネルに検出されれば、無線機はＶＯＣモードに入る（３３０）。

判断３０４に戻ると、もし無線機が依然としてＯ３Ｗを受信していれば、次に判 断ステップ（３０６）に入りｖＯＣステータスＯ８Ｗが受信されているか否かを 判定する。

もし受信されていなければ、無線機は該Ｏ８Ｗを通常の様式で処理しく３０８） 、かつ他のＯ８Ｗを探し続ける。もしｖＯＣステータスＯ８Ｗが受信されていれ ば、無線機はｖＯＣモードに入る（３１２）。この時点で、判断ステップ（３１ ４）に到達し、該無線機が前記呼に割当てられているか否かを判定する（すなわ ち、新しく割当てられた制御チャネルはこのユニット、まはたその通話グループ にＯ８Ｗ承認を向ける）。もし無線機がその呼に割当てられていれば、該無線機 は通常の音声チャネルのシグナリングのためにオーディオをアンミュートしく３ １６）　、かつ制御に使用可能な音声チャネルのリストを走査する（３１８）。

同様に、もし前記割当てられた制御チャネルがこのユニットまたはその通話グル ープを目指していなければ、制御用に使用可能な音声チャネルのリストが走査さ れる（３１８）。ルーチンのこのポイントにおいて、いったん失われた無線機（ すナワち、ＶＯＣＬＳＤ信号の検出（３２８）により参加した）もまた制御用に 使用可能な音声チャネルのリストを走査する（３１８）。

走査の間に、判断ステップ（３２０）に到達し、制御に使用可能なチャネルが検 出されたか否かが判定される。もし検出されていなければ、判断ステップ（３２ ２）に到達し、無線機のブツシュツウトーク（ＰＴＴ）ボタンが押圧されたか否 かが判定される。もしＰＴＴが付勢されていなければ、無線機は前記走査動作（ ３１８）に戻る。もしＰＴＴが押圧されていれば、ＩＳＷ要求が前記無線機の内 部バッファ（例えば、ＲＡＭ）内の待ち行列に入れられ（３２４）、その後加入 者ユニットは前記走査動作３１８に戻る。本発明の好ましい実施例においては、 前記待ち行列に入れられた（ｑ　ｕ　ｅ　ｕ　ｅ　ｄ）要求は階級が与えられ、 あるいは優先順位付けられ、それによって緊急の要求に通常の音声通信要求より も高い優先度が与えられる。

いったん制御チャネルが再割当てされると、すなわち、制御に使用可能なチャネ ルが前記判断ステップ３２０において検出されると、無線機は前記キューイング された緊急の、または他の所定の優先度形式の、要求を送信する。これは高い優 先度の要求にそれらを送るよう明示的な通告を行う必要なしに、より速く要求さ れた資源を得る最初の機会を与えることになる。この時点で、無線機は新しく割 当てられた制御チャネルを監視しく３３６）、［送信ｌ５ＷＪＯ８Ｗを探す（無 線機に対しｖＯＣモードが終了しかつキューイングされた要求が前記制御チャネ ルによって送信されるべきであることを通告するための特別の信号）。次に判断 ステップ（３３８）に到達し、前記「送信ｌ５ＷＪが受信されたか否かが判定さ れる。もし受信されていなければ、無線機は現在の制御チャネルを監視しく３３ ６）、ＶＯＣモードがインアクティブであることを表示するための表示をチェッ クする。もし前記「送信ＩＳＷ」Ｏ８Ｗが受信されていれば、無線機はすべての 残りのキューイングされた要求（例えば、まだ送信されていない緊急でない要求 ）をその内部バッファから送信しく３４０）、その後通常の動作に戻る。

第４図は、加入者ユニット、または無線機、の登録の間の中央コントローラの動 作を示す単純化したフロー図４００を示す。このルーチンはアクティブな制御チ ャネルの１つ、例えば、制御チャネル“Ａ”または“Ｂ”において登録要求を受 信（４０１）Ｌ、た場合に始まる。本発明の１つの実施例においては、中央コン トローラはシステムにおける各々の加入者によって使用されている特定の制御チ ャネルを追跡するためのデータベースを使用する。別の実施例では、データベー スによる追跡はなく、かつすべてのシグナリングはすべてのアクティブな制御チ ャネルによって冗長的に（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ　ｌｙ）行われる。したがって、 登録要求を受信すると、中央コントローラはそのユニットＩＤを有する無線機に 対する制御チャネルを、その無線機に対して、もし入手可能であれば、前記デー タベースの１部から読出す（４０３）もし前記登録要求がある受入れ可能な制御 チャネル（すなわち、唯一のアクティブな制御チャネルまたは前記データベース から読出されたものと同じ制御チャネル）によって到来すれば、コントローラは アクノレツジ０８Ｗ（４０９）を送信し、かつ登録プロセスは完了する（４１１ ）。中央コントローラにデータベースがあり、かつ要求が（４０３）において読 出されたちの以外の制御チャネルによって到来した場合には、中央コントローラ は前記ユニットに対し正しい制御チャネルを指示する（４０７）。次にアクノレ ツジＯ８Ｗが送信され（４０９）かつそのユニットに対する登録が完了する。

第５Ａ図は、システムにおいてアクティブな１つより多くの制御チャネルがある 場合を判定するアクティベイジョン／デアクティベイションプロセスを示す単純 化したフロー図５００を示す。１つの制御チャネルのみによって始めることによ り、中央コントローラは特定のアクティブな制御チャネル５０２の負荷状態を評 価する。本発明の好ましい実施例においては、制御チャネルのトラフイ・ツク負 荷は［毎秒ごとの新しい０３ＷＪ　（ＮＯＰＳ）と称されるパラメータによって 測定される。このパラメータは技術的によく理解されており、かつ一般に時間的 に任意の点における制御チャネルの負荷を表わす良好な表示子である。（第５Ｂ 図は、好ましい実施例において、１つの制御チャネルから２つに、及びその逆に 、移行するためにどのようにして決定が行われるかを表わす図示的表現を示す。

横軸５０５は毎秒ごとの新しいＯ８Ｗの数を示し、一方縦軸５０７はシステムに おいてアクティブである制御チャネルの数を示す。グラフ５０１に示されるよう に、いったんＮ０ＰＳレートが上部負荷しきい値、例えば、２７に到達すると、 制御チャネルは該制御チャネルの数を増大するよう要求を受ける。いったん２つ の制御チャネルによって動作すると、前記アルゴリズムはいつ単一の制御チャネ ルを使用する状態、すなわち、より低い負荷しきい値に戻ることが可能かを判断 する。好ましい実施例においては、これは、Ｎ０ＰＳの数が１２に低減した場合 にポイント５０３において発生している。参照番号５０９は、好ましい実施例に おいては、システムがある動作時間の間１つおよび２つの制御チャネルの間で切 り替わらないようにすることを保証するよう設計されたレート分離量（ｒａｔｅ 　５ｅｐａｒａｔｉｏｎ）を示す。いわゆる「ヒステリシス」効果はシステム性 能を最適化するために変えることができる（すなわち、前記レート分離量５０９ を増大しあるいは低減することができる。） 第５Ａ図に戻ると、もし単一の制御チャネルの負荷が２７　Ｎ０ＰＳより大きけ れば（５０４）、２つの制御チャネルに増大する必要はなくかつルーチンは負荷 トラフィックを評価するステップ（５０２）に続く。もし、これに対して、負荷 が２７より大きければ、中央コントローラは第２の制御チャネルをアクティベイ トする（５０６）。そうすることによって、コントローラはいずれかの空きユニ ットを第２の制御チャネル、例えば、制御チャネルＢに向ける（５０８）。デー タベースを有するシステムに対しては、該データベースが次にどのユニットおよ びどのグループのユニットがどの制御チャネルにあるかを表示するため区分けさ れる（５１０）。コントローラは次に２重制御チャネル票決トラフィック（ｄｕ ａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｖｏｔｉｎｇ　ｔｒａｆｆｉｃ）を評 価しく５１２）、すなわち平均Ｎ０ＰＳを基準として使用して評価を行う。シス テムは前記負荷トラフィックが１２　Ｎ０ＰＳより低くなるまで第２の制御チャ ネルの使用状態を保持し、その後Ｂチャネルを使用しているユニットはＡチャネ ルに向けられる（５１６）。この指示は定型的には標準のＯ８Ｗシグナリングを 使用して行われる。最後に、中央コントローラがデータベースを有する場合は、 前記データベースの区分けが除去され（５１８）かつシステムのすべてのユニッ トは同じ専用の制御チャネルを使用するよう指示される。

中央コントローラに対する呼処理動作は簡単なフロー図６００を使用して第６図 に概略的に示されている。チャネル要求を待機しく６０１）かつ受信した後、中 央コントローラはチャネル承認またはチャネルビジー〇ＳＷのいずれかを発行す る（６０５）。データベースを持たないコントローラの実施例においては、この Ｏ８Ｗは要求が到来する制御チャネルによって送信される。中央コントローラに データベースを使用するシステムに対しては、応答Ｏ８Ｗを発行する（６０５） 前に、中央コントローラは要求無線機がもしまだ割当てられた制御チャネルにな ければ正しい制御チャネルに向ける（６０３）。加入者がその呼に関与した後、 中央コントローラはその呼が依然としてアクティブであるか否かを判定する（６ ０７）。これは良く知られたＥＯＴシグナリングを使用して行うことができ、そ の受信の後にルーチンは終了する（６１３）。前記呼の間に、中央コントローラ はこの呼に対し前記要求に関連する制御チャネルによって反復的にＯ８Ｗを送信 する（６０９）。これらの反復Ｏ８Ｗは後の参加者、及び制御チャネルとの通信 を一時的に失った他の無線機を集めるために使用される。

データベースを持たないシステムにおいては、中央コントローラは次に呼要求の 発生源を示す（すなわち、どの制御チャネルが要求を発行したかを示す）音声チ ャネル信号を送信する（６１１）。この可聴範囲外の信号は各ユニットに対する 制御チャネルを独立に記憶する必要なしに前記通話グループのユニットを一緒に 同じ制御チャネルに保つために使用される。

第７図は、加入者登録動作の単純化したフロー図７００を示す。パワーアップ（ ７０２）またはグループ加入の変化に応じて、加入者（無線機）は登録要求ＩＳ Ｗを送信する（７０４）。もし該無線機が再指示されれば（ｒｅｄｉｒｅｃｔｅ ｄ）（７０６）、該無線機は正しい制御チャネル周波数に移動する（７０８）。

もし新しい制御チャネルに再指示されなければ、あるいは正しい制御チャネルに 移行した後であれば、該無線機はそれが受信したＯ８Ｗのアクノリツジメントを 待機する（７１０）。いったん受信すると、加入者登録ルーチンは完了する（７ １２）もしＯ８Ｗアクルッジが受信されなければ、無線機は単に登録要求を再送 信しく７０４）、かつ再び登録するよう試みる。

第８Ａ図は、加入者無線機に対する呼送信動作の単純化したフロー図８００を示 す。ＰＴＴ　Ｏ５Ｗの送信（８０１）の後に、無線機はそれが再指示されたか否 かを知るためにチェックを行う（８０３）。もし再指示されておれば、無線機は 正しい制御チャネルに移行する（８０５）。もし再指示されておらずあるいは正 しい制御チャネルに移行した後でなければ、無線機はビジーまたは承認Ｏ８Ｗを 探す。

もし無線機がビジーＯ８Ｗを受信すれば（８０７）、それは制御チャネルを監視 してチャネル承認を探し続ける。同様に、もし承認が受信されなければ（８０９ ）、無線機はビジーまたは承認を探すために監視を続ける。この好ましい実施例 においては、無線機は４秒間ビジーＯ８Ｗまたは承ｇｏｓｗを探し、この時間は もしシステムが適正に動作していれば適切であると考えられる。４秒のタイマが 経過した後、無線機は送信努力を中止しかつ打切られる。いったんチャネル承認 が受信されると、無線機は承認された音声チャネルに移行しく８１１）かつその メツセージを送信する。該メツセージは次に、呼送信の完了を意味する（８１５ ）、ブツシュツウトークボタンが解放されるまで（８１３）、連続的に送信され る。

第８Ｂ図は、前記無線機における呼受信動作の単純化したフロー図８５０を示す 。新しい呼の承認を受信すると（８５１）、無線機は割当てられた音声チャネル に移行しく８５３）かつそのチャネルを監視する。（コントローラのデータベー スのない）別の実施例においては、無線機は次に音声チャネルから非可聴的に呼 を受信した後戻るために前記制御チャネルＩＤを受信する（８５５）。これは前 記通話グループから再指示された無線機が再指示された後にその通話グループに おける他のすべての無線機をそれと共に戻すことを保証する。前記呼はＥＯＴが 受信されるまで継続しく８５７）、その後オーディオ回路がミュートされる（８ ５９）。無線機は次に（データベースのないシステムに対して）前記非可聴的に 受信した（８５５）ＩＤにしたがって適切な制御チャネルに移行しく８６１）、 あるいは（データベースを持つシステムに対して）要求発生（ｒｅｑｕｅｓ　ｔ −ｏｒ　１ｇ１ｎ）制御チャネルに移行し、その後受信動作が完了する（８６３ ）。

ＦＩＧ、ｆＡ ＦＩＧ、ＩＢ ＦＩＣ！、６Ｂ ＦＩＣ！、２Ｅ ＦＩＣ：、２Ｃ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、５Ａ フロントページの続き （７２）発明者　グループ・ゲイリー　ダブリュアメリカ合衆国イリノイ州　６ ００６７、パラタイン、セダーウッド・コート１５７ （７２）発明者　ロパーツ・ロビン アメリカ合衆国イリノイ州　６０３０２、オーク・パーク、サウスイースト・ア ベニュー（７２）発明者　サスタ・マイケル　ディアメリカ合衆国イリノイ州　 ６００６０、マンゾリン、ブラックバーン　１６６１ （７２）発明者　アダムクイック・ロバートアメリカ合衆国イリノイ州　６００ ４７、ハウソーン・ウッズ、ソーンフィールド　１３

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の音声チャネルを含む無線通信システムにおいて使用される中央コント ローラにおける、前記システムの複数の加入者に所定のレベルの通信サービスを 維持する方法であって、前記中央コントローラは前記音声チャネルを第１の制御 チャネルを使用して複数の加入者に割当て、前記音声チャネルのうちの少なくと も１つは制御に使用可能であり、前記方法は、 前記第１の制御チャネルに対する現在の負荷状態を評価する段階、 前記現在の負荷状態を上部負荷しきい値と比較する段階、そして 前記比較段階に応答して、前記制御に使用可能な音声チャネルの少なくとも１つ を一時的な制御チャネルとして割当てる段階、 を具備する無線通信システムの複数の加入者に対し所定のレベルの通信サービス を維持する方法。
2. ２．前記評価段階はさらに前記第１の制御チャネルによって送信される新しい出 シグナリングワード（ＯＳＷ）の現在のレートを決定する段階を具備する、請求 の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．前記割当て段階はさらに制御に使用可能な音声チャネルの所定のリストから 前記制御に使用可能な音声チャネルを選択する段階を具備する、請求の範囲第１ 項に記載の方法。
4. ４．さらに、 前記複数の加入者のうちの１つから呼要求を受信する段階、そして 特定の音声チャネルに対し前記要求加入者へのチャネル承認を発行する段階、 前記要求加入者に関連する所定のグループの加入者に対し前記呼要求を伝達する 制御チャネルに対するＩＤを通知する段階、 を具備する、請求の範囲第１項に記載の方法。
5. ５．さらに前記第１の制御チャネルおよび前記一時的な制御チャネルに対する２ 重制御チャネル負荷状態を評価する段階を具備する、請求の範囲第１項に記載の 方法。
6. ６．さらに前記２重制御チャネル負荷状態をより低い負荷しきい値と比較する段 階を具備する、請求の範囲第５項に記載の方法。
7. ７．前記評価段階はさらに前記第１の制御チャネルおよび前記一時的な制御チャ ネルによって送信される新しいＯＳＷの平均レートを計算する段階を具備する、 請求の範囲第５項に記載の方法。
8. ８．さらに、前記監視段階に応答して、前記一時的な制御チャネルを音声チャネ ルとして再割当てする段階を具備する、請求の範囲第７項に記載の方法。
9. ９．中央コントローラを有する無線通信システムにおいて使用される無線機にお ける、制御チャネル構成の変化に適応する方法であって、前記システムはさらに 前記システムが１つまたはそれ以上のアクティブな制御チャネルによって動作で きるようにする動的制御チャネル構成を有し、前記方法は、 音声チャネルを介して前記システムの第２のユーザとの通信に参与する段階、 前記中央コントローラから前記音声チャネルによって送信された、非可聴信号を デコードする段階であって、該非可聴信号は少なくとも新しい制御チャネル割当 てを伝達するもの、そして、 前記通信の完了に応じて、前記新しい制御チャネルを監視する段階、 を具備する制御チャネル構成における変化に適応する方法。
10. １０．中央コントローラを有する無線通信システムにおいて使用される無線機に おける、制御チャネル構成の変化に適応する方法であって、前記システムはさら に前記システムが１つまたはそれ以上のアクティブな制御チャネルによって動作 できるようにする動的制御チャネル構成を有し、前記中央コントローラはグルー プの無線機の各々を制御チャネルＩＤと関連付けるデータベースを使用し、前記 方法は、 通信に参与するために前記中央コントローラに登録する段階、 前記登録段階に応じて、新しい制御チャネル割当てを前記中央コントローラから 受信する段階、そして前記新しい制御チャネル割当ての受信に応じて、前記新し い制御チャネルを監視する段階、 を具備する制御チャネル構成における変化に適応する方法。