JPH10505206A - 無線通信システムにおいてタイムスロットと周波数とを割当てるシステムと方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 いくつかの周波数チャネルで時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を使用する無線通信システムを開示する。無線基地局は周波数チャネルの全タイムスロットで一定の送信電力を使用できるとともに、近くの移動機と通信する場合は無線基地局の送信電力を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 無線通信システムにおいてタイムスロット と周波数とを割当てるシステムと方法 背景 移動無線通信システムのユーザの容量は、信号の伝送に使用可能な周波数スペ クトルの幅によって限定される。したがって、システムの容量を最大にするため には、可能な限り最高の効率となるように使用可能な周波数帯域を利用すること が望ましい。 今日一般に運用されている小ゾーン電話システムは、周波数分割多元接続（Ｆ ＤＭＡ）として公知のアクセス方法を使用し、無線基地局が複数の移動機と通信 することを可能にしている。ＦＤＭＡシステムにおいては、各通信リンクは、電 波スペクトルのユニークな周波数スロットまたはチャネルが割当られている。 より新しいシステムが使用している時分割多元接続（ＴＤＭＡ）では、周期（ time cycle）をタイムスロットに分割することにより、無線基地局は同一周波数 チャネルで複数の移動機と通信する。欧州のＧＳＭ標準はＦＤＭＡおよびＴＤＭ Ａを使用し、周波数スロットとタイムスロットの両者を移動機の呼に割当てるシ ステムの一例である。本システムは２００ＫＨｚ幅の周波数スロットを使用して おり、各周波数スロット内では、４．６ミリセコンドの送信周期が、各スロット の間に短い保護時間（guard period）を持つ５６０マイクロセコンドのタイムス ロット８個に分割されている。 ＧＳＭにおいて保護時間が使用されているのは、１周期中の無線基地局の送信 は、全タイムスロットに対して一定の電力に保持されていないが、そのかわりに そのタイムスロットを使用する移動機の無線基地局からの距離に基づいて、各タ イムスロットの電力レベルを変更するからである。更に、各４．６ミリセコンド の周期に使用される周波数チャネルが変化する、周波数ホッピングを使用する送 信に対しては、他の周波数チャネルへのスペクトルスプラッター（spectral spl atter）を防止するため電力または周波数が不連続に（discontinuously）変 化するとき、送信電力がゼロの保護時間が常に与えられている。 ＴＤＭＡおよびＦＤＭＡを使用するシステムの他の例は、米国電子通信工業会 （ＴＩＡ）のＩＳ５４標準である。ＩＳ５４標準には、３０ＫＨｚ幅のタイムス ロットがあり、各タイムスロット内では、２０ミリセコンドの送信周期が、各ス ロットの間に保護時間のない６．６ミリセコンドのタイムスロット３個に分割さ れている。このシステムにおける無線基地局の送信は、実際には３つの移動機に 対する時分割多重化されたデータの連続伝送になっている。ＴＩＡのＩＳ５４に 保護時間が無いのは、周波数ホッピングが使用されておらず、逆に本システムで はタイムスロットのすべてにおいて、電力レベルが同一であることが想定されて いるからである。 Ｓｈａｅｆｆｅｒに対する米国特許第４，８６６，７１０号には、他の周波数 のタイムスロットを割当てる前に、所与の周波数の全タイムスロットが先ず一杯 になるように、周波数とタイムスロットを移動機に割当てる方法が説明されてい る。このように移動機を優先的にパッキング（packing）することにより、送信 機と、タイムスロットがまだ割当てられていない周波数とを完全にオフに切り替 えて混信（interference）を少くする。このような方法をとると、ＩＳ５４シス テムにおいて、タイムスロットが１つだけ必要なときも、無線基地局は３つのタ イムスロットのすべてで連続して送信する、という条件から生じる容量の無駄を 減少させることができるであろう。しかし無線基地局は、特定の各移動機に必要 な電力とは関係なく、依然として使用中の各周波数に対して１つの最大電力レベ ルで送信しており、各移動機に必要な電力を考慮に入れると、それよりも高い混 信レベルになることに注意すべきであろう。 要約 以上のことから、本発明の目的は、全タイムスロットが一杯になった場合でも 効果のある有効な戦略により混信を少なくすることである。本発明による代表的 な方法は、無線基地局送信機の類似の電力レベルを必要とする他の移動機と同じ 周波数のタイムスロットに移動機を割当てることである。このように、所与の周 波数チャネルのタイムスロットが割当てられる移動機は、無線基地局から類似の 距離の所にいることが多いようである。最も強力な電力レベルを必要とする周波 数の移動機にちょうど足りるように無線基地局送信機の電力を選択することがで きる。このようにすると、その周波数の他の移動機に必要な電力よりも大きな電 力マージンが得られるが、必要な電力を考慮せずに移動機にタイムスロットと周 波数が割当てられたときよりも無線基地局の電力を減少させることが可能になる 。したがって、各周波数チャネルは、無線基地局送信機の類似の電力レベルを必 要とする移動機のグループに使用されることになり、当該グループに対する良好 な信号伝送にちょうど足りるように、各周波数チャネルに対する無線基地局の該 当電力を減少させることができる。したがって、チャネル毎の電力の減少を累計 すると、システムにおける混信をかなり少なくすることができるであろう。 本発明の代表的実施例によれば、所与の無線基地局との第１の移動機用リンク （mobile link）が設定されると、無線基地局は、混信が最も少ない周波数とタ イムスロットを選択する。ついで移動機にコマンドが発行され、その移動機の無 線基地局において良好な信号品質で受信されるのに十分足りるレベルに、その移 動機の電力レベルを調整する。つぎに移動機が基地局から受信した信号強度また は信号品質を報告すると、無線基地局は、その移動機で信号品質が良好となるの に十分な電力レベルを選択する。 同一無線基地局と第２の移動機用リンクが設定されると、その移動機に送信す べき電力レベルを推定して、送信すべき電力レベルが第１の移動機に使用される 電力レベルにほぼ等しい場合、同一周波数の別のタイムスロットを第２の移動機 に割当てる。要求される電力レベルが、第１の移動機の電力レベルよりも若干高 い場合、無線基地局は送信される電力を滑らかに上げてもっと高いレベルにする 。第２の移動機が必要とする電力レベルが、第１の移動機より小さい電力でも十 分足りる場合、第２の移動機には第２の周波数のタイムスロットが割当てられる 。つぎに無線基地局はその電力に適応し、電力を適切なレベルにするように移動 機に命令して、両方向における信号品質を適切に維持する。 代表的実施例によれば、既に複数の進行中の通信を扱っている無線基地局と新 しい移動機用リンクを確立すべき場合、無線基地局は先ずその移動機に送信する のに適切な電力レベルを推定する。この電力レベルは、少なくとも１つの空きタ イムスロットのある周波数で送信中のすべての電力レベルと比較される。ついで この移動機には、推定した電力よりも高いがそれに最も近い送信電力の周波数の タイムスロットが割当てられる。使用している送信機の最大電力に余裕があれば 、最大電力による送信（highest power transmission）は、新しい移動機の推定 要求条件まで滑らかに増加し、その周波数の使用されていないタイムスロットに 新しい移動機が割当てられる。 図面の簡単な説明 以下の諸図面とともに以下に示す詳細な説明を読めば、本発明に関する前述の 目的、特徴、利点を容易に理解することができるであろう。 第１（ａ）図は、４つの周波数の各タイムスロットに対して無線基地局に要求 される電力の代表的なパターンを示す。 第１（ｂ）図は、第１（ａ）図の各タイムスロットに対して従来の無線基地局 で使用される実際の送信電力を示す。 第２（ａ）図は、他の周波数のタイムスロットを割当てる前に、所与の周波数 の全タイムスロットが一杯になるような方式に対して無線基地局に要求される電 力のパターンを示す。 第２（ｂ）図は、第２（ａ）図のタイムスロットに対して従来の無線基地局で 使用される実際の送信電力を示す。 第３（ａ）図は、本発明に従って、タイムスロットと周波数に割当てられた移 動機に対する無線基地局電力の分布（profile）の代表的なパターンを示す。 第３（ｂ）図は、第３（ａ）図に示すタイムスロットに対する本発明の代表的 実施例による無線基地局送信電力（base transmission power）を示す。 第４図は、本発明による代表的なネットワークのブロック図を示す。 詳細な説明 本発明によるシステムと方法を完全に理解するため、先ず従来のシステムに関 する更に詳細な説明をおこなう。 第１図および第２図は、移動機の要求条件とは関係なく無線基地局が最大電力 で移動機に送信する従来の割当方式を示している。第１（ａ）図において、移動 機には周波数（Ｆ１〜Ｆ４）およびタイムスロット（Ｔｓ１〜Ｔｓ４）がまった くランダムに割当てられる。第１（ｂ）図に見られるように、無線基地局は各移 動機に要求される電力レベルとは関係なく、全タイムスロットに同一の最大電力 レベルで送信する。第２（ａ）図は、他の周波数での送信を止めるため、移動機 を可能な限り少ない周波数に集めるように、新しい移動機に周波数とタイムスロ ットを割当てることを示している。周波数Ｆ１およびＦ２の全タイムスロットと 、Ｆ３の３つのタイムスロットのうちの２つが一杯になっていることに注意され たい。しかし、第２（ｂ）図からわかることは、少なくとも１つの使用可能（ac tive）なタイムスロットを持つすべての無線基地局は、この従来の方式による同 一最大電力レベルで送信し、使用可能なタイムスロットを持たない無線基地局は オフに切り替えられていることである。その上、従来の割当方式は、無線基地局 が送信する電力レベルを調整して、移動機で必要な電力レベルと等しくなるよう にしない。 第３（ａ）図は、第１（ａ）図および第２（ａ）図の中で使用されているのと 同じ電力条件を持つ移動機が、本発明の代表的実施例に従って、タイムスロット （Ｔｓ）と周波数（Ｆ）に割当てられていることを示している。最大の電力を必 要とする３つの移動機（１、７、４）は周波数Ｆ１のタイムスロットに割当てら れ、次に大きい電力の３つの移動機（８、２、５）は周波数Ｆ２に割当てられ、 無線基地局の送信機電力が最低でもよい移動機（６、３）は周波数Ｆ３に割当て られていて、多くの送信機は最大電力より小さい電力で送信しており、使用可能 なタイムスロットを持たない無線基地局は全然送信していないことを示している 。オフに切り替えられている送信機の数（１個）は第２（ｂ）図と同じであるが 、削減された電力レベルで動作できるこれらの送信機で運用することにより、別 の利点が得られる。 本発明の代表的実施例によれば、所与の無線基地局との第１の移動機用リンク が設定されると、この基地局は、周波数とタイムスロットとをランダムに選ぶか 、あるいは混信が最小の周波数とタイムスロットとを選択する。移動機の電力レ ベルを、無線基地局で良好な信号品質を受信するために十分満足すべきレベルに 調整するため、移動機に対して空中にコマンドが発行される。一実施例によれば 、この電力レベルは、無線基地局で良好な信号品質を受信するのに十分な強さで あればよい。移動機が無線基地局から受信した信号強度または信号品質を報告す る と、無線基地局は、その移動機で良好な信号品質となるのに十分な電力レベルを 選択する。ここでも、この電力レベルはこの目的にちょうど足りるだけの電力で あればよい。 同一無線基地局と第２の移動機用リンクが設定されると、無線基地局はその移 動機に送信すべき電力レベルを推定して、この電力レベルが、第１の移動機に使 用されている電力レベルよりも、たとえば、６ｄＢ以上から１０ｄＢ以下の範囲 内にあれば、この無線基地局は、第１の移動機と同じ周波数の別のタイムスロッ トで、望ましくは混信レベルが最小のタイムスロットを第２の移動機に割当てる 。この点に関して、第３（ａ）図の各周波数チャネルＦ１、Ｆ２、Ｆ３の各移動 機に要求される電力が似ていることに注意されたい。第２の移動機用リンクのレ ベルに要求される電力が、第１の移動機の電力よりも、たとえば、０ｄＢから６ ｄＢ高いとすれば、無線基地局は、送信する電力を滑らかに上げてもっと高いレ ベルにする。第１の移動機よりも、たとえば、１０ｄＢ以下あるいは６ｄＢ以上 の電力が第２の移動機に必要ならば、第２の周波数のタイムスロットで、望まし くは混信レベルが最小のタイムスロットを第２の移動機に割当てる。つぎに無線 基地局はその電力に適応し、前と同様に、電力を適切なレベルにするように移動 機に命令して、両方向における信号品質を適切に維持する。 同一無線基地局と第３の移動機用リンクが設定されると、無線基地局はその第 ３の移動機に送信するために必要な電力を推定する。最初の２つの移動機が既に 同じ周波数を使用していると仮定すると、第３の移動機の要求条件が、たとえば 、最初の２つの移動機のうちの弱い方より１２ｄＢ高いレベルから、最初の２つ の移動機のうちの強い方より１２ｄＢ低いレベルまでの範囲内にあれば、この第 ３の移動機は同じ周波数の別のタイムスロットに割当てられるので、電力レベル は前と同様適切な電力レベルに適応する。これ以外の場合、別の周波数のタイム スロットで、望ましくは混信レベルが最小のタイムスロットを第３の移動機に割 当てる。 既に複数の進行中の通信を扱っている無線基地局と新しい移動機用リンクを確 立すべき場合、無線基地局は第１にその移動機に送信するのに適切な電力レベル を推定する。この電力レベルは、少なくとも１つの空きタイムスロットのある周 波数で送信中の電力レベルと比較される。ついで移動機は、送信電力が、推定し た電力よりも高いがそれに最も近い周波数のタイムスロットに割当てられる。使 用している送信機の最大電力に余裕があれば、最大電力による送信は、新しい移 動機の推定要求条件まで滑らかに増加し、新しい移動機は、その周波数の使用さ れていないタイムスロットで、望ましくは混信レベルが最小のタイムスロットに 割当てられる。同様に、最大電力のタイムスロットで使用された接続が切断され た後、そのタイムスロットが空きになる周波数に対しては、送信電力を急激に低 下（ramped down）させてもよい。 第４図は、本発明による代表的なネットワークのブロック図を示している。移 動通信交換センタ（ＭＳＣ）４０は、地上線路あるいは他の通信リンクによって 、参照番号４１、４２で表されたいくつかの無線基地局サイトに接続されている 。各無線基地局サイトには、いくつかのＴＤＭＡ送信機、受信機、アンテナが含 まれる。各送信機、受信機の動作周波数は、いわゆる小ゾーン計画すなわち周波 数再利用パターンに従って固定することができるが、望ましくは割当てられた周 波数帯域のどのチャネルにもプログラムすることができる。また無線基地局サイ トには、無線基地局コントローラ４３が含まれる。通常ＭＳＣが実行する機能か ら、本発明を実現するための知能（intelligence）を分離することが必要な場合 、オプションとしての無線基地局コントローラを提供すればよい。ＭＳＣ４０が 必要な機能を実行することができる場合、無線基地局コントローラ４３は、トラ ンシーバとＭＳＣとの間の通信を集中するコンセントレータに過ぎない。 更に別のオプションとして、無線基地局コントローラを介して情報を提供し周 波数スロットとタイムスロットを移動機に割当てることを支援するため、混信評 価（interference assesment）受信機４４を使用することができる。混信評価受 信機は、その無線基地局で現在使用されていない各周波数および各タイムスロッ トの混信エネルギレベルを調べるために適した走査受信機、スペクトル分析機あ るいは多チャネル装置であればよい。上記オプションについては、各周波数で使 用されていないタイムスロット中のトラヒック受信機からの測定値によって補足 してもよい。 また無線基地局には、通常、呼出チャネル送信機およびランダムアクセス受信 機が含まれている。呼出チャネル送信機は、通信を確立したい移動機に対して無 線基地局の状態に関する情報を放送する。ランダムアクセス受信機は、本発明の この代表的実施例に従って移動機にトラヒックチャネルが割当てられる前に、通 信を確立しようとする移動機からの送信を受信する。ＩＳ５４システムにおいて は、呼出チャネルは現在のところ、特別の周波数による連続送信を使用する非Ｔ ＤＭＡ伝送方式である。ランダムアクセス受信機は、４５ＭＨｚ低い該当周波数 で動作する。呼出チャネルによる放送およびランダムアクセスは、米国ＡＭＰＳ 小ゾーンシステムの場合と同様、マンチェスタ符号で周波数変調されたデータ伝 送を使用して行われる。もっと後には、ＴＤＭＡランダムアクセスチャネルとと もに、ＴＤＭＡ呼出チャネルが導入される可能性が高い。たとえば、ＴＤＭＡ呼 出チャネルが３つのタイムスロットの１つだけを使用し、トラヒックは他の２つ タイムスロットで伝送されるとすれば、普通、全電力を必要とする呼出チャネル 周波数の残りのタイムスロットに、全電力を必要とするトラヒックを割当てなけ ればならない。 １つまたはそれ以上のマイクロプロセッサまたはコンピュータと適切なソフト ウエアとを使用すれば、上に説明したとおりのＭＳＣおよび無線基地局コントロ ーラの機能を都合よく実現できることが理解できるであろう。プロセッサつまり コンピュータは、呼の設定を要求したり無線基地局から受信した信号強度、すな わち品質レベルを報告したりする移動機が送信するデータメッセージ、あるいは 前から続いている通信のデータメッセージを受信する。またコンピュータすなわ ちプロセッサは、使用されていないタイムスロットの混信レベルとともに、移動 機から受信した信号強度つまり信号品質に関する情報を提供する無線基地局受信 機からデータを受信する。 本発明のこの代表的実施例によれば、コンピュータはこのデータを処理して、 所与の移動機と通信するために適切な周波数とタイムスロットとを決定し、選択 した無線基地局の送信機、受信機に制御信号を送って、移動機の信号を待つ。コ ンピュータは移動機に送信するためのメッセージを発生して、選択した周波数お よびタイムスロットで動作するように移動機に命令する。また、メッセージは移 動機に送信するために発生し、無線基地局の受信機で受信した信号強度すなわち 信号品質に従って、移動機の電力レベルを調整するように移動機に命令する。ま た同様な制御信号が無線基地局の送信機に送られ、無線基地局送信機の電力レベ ルを、たとえば、その周波数で最低品質の信号を受信する移動機が報告したとお りの信号品質を維持するのに必要な最小電力レベルに調整する。これに代わる方 法として、この最低必要電力より若干高いマージンがあるように電力レベルを選 択してもよい。 無線基地局が、多数の移動機と多数の進行中の通話を維持している場合、前か ら続いている呼が終了したり新しい呼が生起したりしない場合でも、移動機間で 周波数およびタイムスロットを変更する理由が生じることがありうる。移動機が 移動したため、前には大電力が必要だった移動機が、今は低電力の無線基地局で 十分になることがあるし、その逆の場合もある。タイムスロットの割当と周波数 を入れ替える（reshuffle）簡単で体系的な手段は、移動機から受信した信号強 度の順位で分類した、あるいは更に正確には無線基地局と移動機との間の電波伝 搬損失の順位で分類した通話中リストをネットワークに対して維持することであ る。電波伝搬損失は、受信信号強度と、前に移動機が採用するように命令された 電力レベルとに関する情報から計算することができる。この値の第２のチェック は、移動機が報告した信号品質と、ネットワークが移動機に送信している送信機 の電力とに関する情報から計算することができる。かかる情報のすべてを利用し かつ数秒間にわたって平均すると、伝搬損失の滑らかな推定値が得られる。 分類したリストを使用すると、リスト中の最初の３つの移動機は、最大電力の 搬送周波数のタイムスロットが割当てられ、次の３つの移動機は、次に最強の搬 送周波数のタイムスロットが割当てられるというようになっている。ディジタル 制御チャネル（Digital Control Channel）が使用されかつ最強の搬送波で送信 されると、リスト中の最初の２つの移動機は同一搬送波に割当てられ、次の３つ の移動機は、次に最強の搬送周波数のタイムスロットが割当てられるというよう になっている。ネットワークは、必要に応じて２つの搬送波間で２つの移動機を 入れ替えてこれを達成することができる。たとえば、搬送波Ｂの最大電力の移動 機Ｘの相対的位置が移動したため、より強い搬送波Ａの最低電力の移動機Ｙより も大きい電力が必要になった場合、それらの移動機Ｘ、Ｙにハンドオフ （handoff:従来は通話中チャネル切り換えと訳されているが、本明細書ではカタ カナを使用する）コマンドを発行することにより、移動機ＸおよびＹは、周波数 およびタイムスロットの割当が変更される。同一無線基地局エリア内で実施され るハンドオフは、同一基地局内ハンドオーバ（internal handovers：handoverは 「中継」と訳されているが本明細書ではカタカナを使用する）と呼ばれ、これは 、隣接無線基地局との間で生じる混信を最小にする周波数パッキング（packing ）／タイムスロットパッキングをより最適にするためにのみ行われる。 搬送波電力と、リスト中の次の移動機が必要とする搬送波電力との間に（たと えば１０ｄＢ以上の）大きなｄＢ差がある場合は、パッキング規則に対する例外 が望ましいことを上述した。リスト中の次の２つの移動機と一緒にして、その移 動機をより低電力の搬送波に割当てることが望ましいこともある。このようにす ると、割当てられていないタイムスロットで明らかに不必要な大電力が送られる ことになるが、この絶対的に強固なパッキングアルゴリズムから外れることには 次のような利点がある。すなわち、いくつかの占有されていないタイムスロット が信号強度範囲全体にわたって配分されるため、先ず第１に多数の進行中の通話 に妨害を与える必要をなくして、新しい呼にこの占有されていないタイムスロッ トを割当てることができるという利点である。より迅速に新しい呼を取り込むこ とができるように、システムの負荷に依存して、伝搬損失範囲の約１５ｄＢごと に「ホール（hole）」を残すことを、最終戦略として採用することができるので ある。「ホール」と「ホール」の間は粗い電力ステップになっているため、不必 要な搬送波の「ホール」に移動機を割当てなければならない場合は、より遅い時 間的尺度で行われる体系的な再分類手順によってこの割当は訂正される。また、 この連続的再分類手順は、移動機の呼の終話を処理する。原則として、電力リス ト／伝搬損失リスト中のその移動機以降の全移動機を上に移すことができるので 、３つの移動機の最上部の移動機は、多分次の最大電力搬送波に対する同一基地 局内ハンドオーバを受信することになる。しかし同一基地局内ハンドオーバの受 信は一度にすべてが行われることはなく、必要に応じて緩慢におこなわれる。同 一基地局内ハンドオーバの割合を制限できるので、たとえば１０秒に１回より多 い頻度で同一基地局内ハンドオーバを受信する移動機はない。たとえば、移動機 が 最近の１０秒以内に同一基地局内ハンドオーバあるいはハンドオフを受信したと すれば、その移動機は、１０秒が経過するまでハンドオフの候補になることはで きない。所与の搬送波の３つのタイムスロットの３つの移動機のうちの最強の移 動機がその呼を終話すると、その搬送波の電力は２つの残りの移動機の強い方に 調整されることは勿論であるから、発生した混信レベルは減少する。 上に説明した代表的な実施例は、限定的ではなく、本発明のあらゆる点におい て例示的であることが意図されている。したがって当業者ならば、ここに記述さ れた説明から詳細な実現方法で本発明の多数の変形をつくり出すことが可能であ る。かかる変形や改良のすべては、以下の請求の範囲に定義されるとおり、本発 明の適用範囲と主旨の中にあると考えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．通信信号を送信する複数の周波数チャネルと、 各周波数チャネルごとにある複数のタイムスロットと、 周波数チャネルとタイムスロットで通信信号を送信しかつ受信する複数の第１ の無線局と、 第１の周波数チャネルのタイムスロットを、送信機の最大電力レベルを使用す る第１の無線局に割当てかつ前記送信機の最大電力レベルより小さい送信機の電 力レベルを使用して第１の無線局に第２の周波数チャネルのタイムスロットを割 当てる少なくとも１つの第２の無線局と、 を含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 ２．請求項１記載の時分割多元接続無線通信システムであって、各周波数チャ ネルの少なくとも１つの第２の無線局によって送信される電力を、同じ周波数チ ャネルの第１の各無線局との通信に必要な最小電力レベルに調整する手段を更に 含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 ３．請求項１記載の時分割多元接続無線通信システムであって、現在その全タ イムスロットが第１の無線局に割当てられていない周波数チャネルをオフにする 手段を更に含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 ４．通信信号の伝送に使用できる複数の周波数チャネルと、 各周波数チャネルの複数のタイムスロットと、 前記周波数チャネルおよびタイムスロットで通信信号を送信しかつ受信する複 数の第１の無線局と、 第１の無線局を、類似の送信電力を必要とするグループに分類して、各グルー プにユニークな周波数を割当て、さらに各グループの第１の各無線局にユニーク なタイムスロットを割当てる少なくとも１つの第２の無線局と、 を含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 ５．請求項４記載の時分割多元接続無線通信システムであって、その全タイム スロットが第１の無線局に割当てられていない周波数チャネルをオフにする手段 、を更に含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 ６．通信信号の伝送に使用できる複数の周波数チャネルと、 各周波数チャネルの複数のタイムスロットと、 周波数チャネルとタイムスロットで通信信号を送信しかつ受信する複数の第１ の無線局と、 少なくとも１つの第２の無線局であって、 通信信号を第１の無線局に送信するための複数の送信機および１つのアンテナ と、 第１の無線局から通信信号を受信する複数の受信機と、 第１の無線局にチャネル割当メッセージを送信する呼出チャネル送信機と、 第１の無線局からランダムアクセスメッセージを受信しかつ該ランダムアクセ スメッセージの品質と信号強度とを測定するランダムアクセス受信機と、 ランダムアクセスメッセージ、ランダムアクセスメッセージ品質およびランダ ムアクセスメッセージ信号強度をランダムアクセス受信機から受信し、該ランダ ムアクセスメッセージ、ランダムアクセスメッセージ品質およびランダムアクセ スメッセージ信号強度に基づいて、第１の無線局と通信するために必要な送信電 力を推定し、推定した送信電力に基づいて第２の無線局に対して割当てられてい ないタイムスロットを持つ周波数チャネルを選択し、チャネル割当メッセージを 組立て、さらに呼出チャネル送信機を介して第２の無線局にチャネル割当メッセ ージを送る無線局コントローラと、 を含む前記第２の無線局と、 を含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 ７．請求項６記載の時分割多元接続無線通信システムであって、前記無線局コ ントローラは、現在その全タイムスロットが割当てられていない周波数チャネル の電力レベルを、第１の無線局に必要と推定される送信電力に調整する手段を更 に含む時分割多元接続無線通信システム。 ８．請求項６記載の時分割多元接続無線通信システムであって、前記無線局コ ントローラは、第１の無線局の推定送信電力より高いがそれに最も近い電力で送 信する周波数チャネルのタイムスロットを第１の無線局に割当てる手段を更に含 むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 ９．請求項６記載の時分割多元接続無線通信システムであって、前記無線局コ ントローラは、第１の無線局の推定送信電力が、どの周波数チャネルの送信電力 よりも大きい場合、送信電力が最大の周波数チャネルのタイムスロットを第１の 無線局に割当てる手段を更に含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信シス テム。 １０．請求項９記載の時分割多元接続無線通信システムであって、前記無線局 コントローラは、送信電力が最大の周波数チャネルの送信電力を、第１の無線局 の推定送信電力まで滑らかに増加させる手段を更に含むことを特徴とする時分割 多元接続無線通信システム。 １１．請求項６記載の時分割多元接続無線通信システムであって、現在その全 タイムスロットが第１の無線局に割当てられていない周波数チャネルの送信機を オフにする手段を更に含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 １２．請求項６記載の時分割多元接続無線通信システムであって、周波数チャ ネルの割当てられていない各タイムスロットの混信レベルを決定しかつ前記周波 数チャネルの混信レベルが最小のタイムスロットを第１の無線局に割当てる手段 を更に含むことを特徴とする時分割多元接続無線通信システム。 １３．時分割多元接続無線通信システムにおいて、 類似の送信電力を必要とする遠隔無線局に、同じ周波数チャネルのタイムスロ ットを割当てるステップと、 異なる送信電力を必要とする遠隔無線局に、異なる周波数チャネルのタイムス ロット割当てるステップと、 を含むことを特徴とする方法。 １４．請求項１３記載のタイムスロットを割当てる方法であって、各周波数チ ャネルに対して、そのチャネルを使用する各遠隔無線局との通信に必要な最小電 力を選択するステップを更に含むことを特徴とする方法。 １５．請求項１４記載のタイムスロットを割当てる方法であって、現在そのタ イムスロットが割当てられていない周波数をオフにするステップを更に含むこと を特徴とする方法。 １６．請求項１３記載のタイムスロットを割当てる方法であって、現在そのタ イムスロットが割当てられていない周波数をオフにするステップを更に含むこと を特徴とする方法。 １７．請求項１３記載のタイムスロットを割当てる方法であって、類似の電力 を必要とする遠隔無線局の各グループにユニークな周波数を割当てるステップを 更に含むことを特徴とする方法。 １８．無線通信システムにおいてタイムスロットと周波数とを割当てる方法で あって、 最大送信電力を必要とする第１の複数の遠隔無線局を一緒にしてグループにす るステップと、 それぞれが前記第１の複数の遠隔無線局のどれよりも小さい送信電力を必要と する、第２の複数の遠隔無線局を一緒にしてグループにするステップと、 前記第１の複数の遠隔無線局のそれぞれを、第１の周波数のタイムスロットに 割当てるステップと、 前記第２の遠隔無線局のそれぞれを、第２の周波数のタイムスロットに割当て るステップと、 を含むことを特徴とする方法。 １９．請求項１８記載の方法であって、前記第１の複数の遠隔無線局に必要な 最大電力レベルの前記第１の周波数で送信するステップを更に含むことを特徴と する方法。 ２０．請求項１８記載の方法であって、前記第２の複数の遠隔無線局に必要な 最大電力レベルで前記第２の周波数で送信するステップを更に含むことを特徴と する方法。 ２１．請求項１８記載の方法であって、遠隔無線局の送信電力の相対的な条件 に基づいて、遠隔無線局を追加してグループにすることを続けるステップを更に 含むことを特徴とする方法。 ２２．請求項１８記載の方法であって、遠隔無線局が割当てられていない周波 数をオフにするステップを更に含むことを特徴とする方法。 ２３．請求項１８記載の方法であって、前記割当てるステップは、予想される 混信に基づいて前記周波数のタイムスロットを割当てるステップを更に含むこと を特徴とする方法。 ２４．無線基地局と複数の遠隔無線局との間の２方向通信をサポートするタイ ムスロットと周波数とを最適化する方法であって、 前記無線基地局において望ましい信号品質を維持するため、より高いかより低 いレベルの送信電力を使用するように、前記無線基地局から前記遠隔無線局にコ マンドを送ることと、 受信した信号強度と命令された電力レベルとに基づいて、前記遠隔無線局のそ れぞれと前記無線基地局との間の経路損失を連続的に推定すること、 前記経路損失の値に従って、前記遠隔無線局を順序づけしたリストに分類する ことと、 前記リスト内の隣接遠隔無線局をグループにして同一周波数のタイムスロット を使用することと、 を含むことを特徴とする方法。 ２５．請求項２４記載の方法であって、前記無線基地局は、各周波数を使用し 経路損失値が最大の遠隔無線局に対して、十分な送信電力の周波数を使用するこ とを特徴とする方法。 ２６．請求項２４記載の方法であって、新しい呼を受け付けるための空きのタ イムスロット／周波数の組合わせをつくるため、前記リスト内に間隔を置いてダ ミー遠隔無線局を挿入することを特徴とする方法。 ２７．請求項２５記載の方法であって、前記送信電力は、経路損失が最大の遠 隔無線局との通信が終了すると、低い方向に調整されることを特徴とする方法。