JPH11500885A - 固定接続ユニットをｔｄｍａシステムに同期させる方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固定接続ユニット１６を時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システム１０に同調する方法である。本方法は、固定接続ユニット１６においてタイミング先行チャネル・タイム・スロット８６を受信する段階と、タイム・スロット８８上にオフセット値だけ時間的に先行されたメッセージを送付する段階と、メッセージが受信されたという肯定応答をＴＤＭＡシステム１０から受信する段階と、オフセット値に基づいて後続に送信される通信を先行させる段階とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 固定接続ユニットをＴＤＭＡシステムに同期させる 方法および装置 技術分野 本発明は、一般に時分割多重接続（ＴＤＭＡ：timedivision multiple access ）システムに関し、さらに詳しくは、ＴＤＭＡシステム内のワイヤレス固定接続 ユニットに関する。 発明の背景 従来のマイクロセルラ・ワイヤレス通信システムにおいては、タイミング先行 に対する対応がなされない。これは、携帯ユニットおよび局部固定接続ユニット が、無線ポートから１０００フィート以内にあるのが普通だからである。このよ うなマイクロセルラ・ワイヤレス通信システムの１つに、エアー・インタフェー ス仕様ＰＮ３４１８として合同技術委員会により定義されるパーソナル接続通信 システム（ＰＡＣＳ:personal access communication system）がある。このよ うな従来のシステムにおいては、エアー・インタフェースにより定義されるタイ ミング調整アルゴリズ ムにより、最大遅延を補償することができるので、タイミング先行は必要ではな い。 しかし、局地ワイヤレス固定接続ユニットまたは有線ケーブル・サービスを利 用する用途まで動作環境が拡張されると、固定バルク遅延がシステム内に導入さ れる。従来のマイクロセルラ・システムは、このような用途では動作しない。 この問題に対する解決策の１つは、加入者の呼別接続法（per call access te chnique）によりタイミング先行を実行するか否かを決定するための情報が与え られるセルラ通信システムにおいて提供される。この方法は、マイクロセルラ・ システムにも適応することができるが、加入者の呼別接続法を修正すると、シス テムのコストが上がり、複雑になるので望ましくない。さらに、呼別接続を基準 にタイミング先行を実行する過程を加えることにより、システム性能全体が低下 し、タイミング先行を必要としない加入者を妨害することになる。 従って、タイミング先行を必要としない他の加入者に干渉せずに、局地ワイヤ レス固定接続加入者のためにタイミング先行を実行するための方法および装置が 必要である。 発明の概要 本発明は、固定接続ユニットを時分割多重接続（ＴＤＭＡ） システムに同期させる方法と、局地ワイヤレス固定接続ユニットをＴＤＭＡシス テム内の通信ユニットと同期する方法と、ＴＤＭＡシステムの通信ユニットと、 ＴＤＭＡシステムと通信する固定接続ユニットとを提供することにより、この必 要性に対処する。 固定接続ユニットをＴＤＭＡシステムに同期する方法は、固定接続ユニットに おいてタイミング先行チャネル・タイム・スロットを受信する段階と、オフセッ ト値だけ時間的に先行されるタイム・スロット上でメッセージを送付する段階と 、メッセージが受信されたという肯定応答をＴＤＭＡシステムから受信する段階 と、オフセット値に基づき後続に送信される通信を先行させる段階とを備える。 固定接続ユニットをＴＤＭＡシステム内の通信ユニットと同期する方法は、タイ ミング先行チャネルのタイム・スロット上で同報メッセージを送信する段階と、 固定接続ユニットからのサービス・メッセージに対する要求をタイミング先行チ ャネル上で受信する段階と、タイミング先行チャネル上で肯定応答メッセージを 固定接続ユニットに送信する段階とを備える。 ＴＤＭＡシステムの通信ユニットは、送信機と、受信機と、送信機および受信 機と通信状態にあるコントローラとを備える。コントローラは、アイドル・タイ ム・スロットをタイミング先行タイム・スロットとしてマークする。送信機は、 タイミング先行チャネル・タイム・スロット上で同報 メッセージを送付する。受信機は、タイミング先行チャネル上で固定接続ユニッ トからのサービス・メッセージに対する要求を検出し、送信機はタイミング先行 チャネル上で固定接続ユニットに対し肯定応答メッセージを送付する。 ＴＤＭＡシステムと通信する局地ワイヤレス固定接続ユニット(rural wireles s fixed access unit)は、アンテナ，アンテナに結合された受信機およびアンテ ナに結合された送信機を備える。送信機は、タイム・スロット上にメッセージを 送付する。メッセージはタイム・スロットに関してオフセット値だけ時間的に先 行され、受信機はタイミング先行チャネル・タイム・スロットを検出する。 本発明そのものは、その意図された利点と共に、以下の詳細な説明を添付の図 面と組み合わせて参照することにより、良く理解されよう。 図面の簡単な説明 第１図は、ＴＤＭＡシステムの好適な実施例を示すブロック図である。 第２図は、第１図のエアー・インタフェースの図である。 第３図は、第１図の通信ユニットおよび局地ワイヤレス固定接続ユニットのブ ロック図である。 第４図は、局地ワイヤレス固定接続ユニットを同期する好適な方法を示す流れ 図である。 第５図は、第１図のエアー・インタフェース内のトラフィック・チャネル・メ ッセージを示す図である。 好適な実施例の詳細説明 第１図は、時分割多重時分割多重接続ＴＤＭ/ＴＤＭＡシステム１０を示す。 通信システム１０は、通信ユニット１２，加入者ユニット１４および遠隔ワイヤ レス接続固定加入者ユニット（Ｒ-ＷＡＦＵ:remote wireless access fixedsubs criber unit）１６を備える。通信ユニット１２は、エアー・インタフェース１ ８を介して加入者ユニット１４，１６と通信する。特定の好適な実施例において は、通信システム１０は、パーソナル接続通信システムＰＡＣＳシステムなどの パーソナル通信システムである。ＰＡＣＳシステムは、合同技術委員会（Joint Technical Committee）により、エアー・インタフェース仕様ＰＮ３４９８（Ｐ ＡＣＳ規準）として定義される。動作中は、加入者ユニット１４または遠隔ワイ ヤレス接続固定ユニット１６を用いる加入者は、エアー・インタフェース１８を 経由してメッセージを送受信し、通信ユニット１２との通信を行う。このように 、加入者ユニット１４，１６は、電話通話またはデータ通信などのパーソナル通 信に対応する。通信システム１０は、通常は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：public switch telephonenetwork）などの他の通信システムに接続されることは、 当業者には理解頂けよう。さらに、通信システムはＰＡＣＳタイプのマイクロセ ルラ・システムに限らないことも当業者には認識頂けよう。たとえば、代替の好 適な実施例においては、通信システムは中継ケーブル・システムである。 第２図を参照して、エアー・インタフェース１８の好適な実施例が図示される 。エアー・インタフェース１８は、ダウンリンク２０とアップリンク・チャネル ２２とを備える。ダウンリンク・チャネル２０は、複数のタイム・スロット２４ を備える。好適な実施例により、タイム・スロット２４のうち少なくとも１つに 、タイミング先行チャネルとしてのマークが付けられ、それによりタイミング先 行チャネル・タイム・スロット２６となる。アップリンク・チャネル２２は複数 のタイム・スロット２８を備える。タイム・スロット２８のいくつかは、加入者 ユニット・トラフィックのために用いられ、加入者ユニット・タイム・スロット ３２と指定される。遠隔ワイヤレス接続固定ユニットからのタイム・スロットは 、短縮されたバーストを有し、Ｒ-ＷＡＦＵタイム・スロット３０と指定される 。 第３図は、通信ユニット１２とＲ-ＷＡＦＵ１６の好適な実施例を示す。通信 ユニット１２は、アンテナ４０，受信機４２，送信機４４およびコントローラ４ ６を備える。コントローラは、受信機４２および送信機４４と、コントローラ・ インタフェース４８にも接続される。受信機４２および送信機４４は、それぞれ アンテナ４０に接続される。コ ントローラ４６は、アンテナ４０を介してエアー・インタフェース１８上でメッ セージを送受信するために用いられる。ある実施例においては、通信ユニット１ ２はＰＡＣＳ規準で定義される無線ポートである。 Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、通信ユニット１２と同様のアーキテクチャを有する。Ｒ- ＷＡＦＵ１６は、アンテナ５０，受信機５２，送信機５４およびコントローラ５ ６を備える。ある実施例においては、Ｒ-ＷＡＦＵ１６はＰＡＣＳ規準の加入者 ユニットとして定義される。Ｒ-ＷＡＦＵ１６はアンテナ５０を介してエアー・ インタフェース１８上で通信ユニット１２と通信する。Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、通 常は、加入者ユニット１４などの標準的ワイヤレス固定接続ユニットより離れた 場所に位置する。Ｒ-ＷＡＦＵ１６と通信ユニット１２との間の距離が余分にあ るために、一般にＲ-ＷＡＦＵ１６は、この余分な距離により起こる遅延を補償 するために、時間的に先行した送信を必要とする。正確な先行量を決定するため には、通信ユニット１２およびＲ-ＷＡＦＵ１６内のコントローラ４６，５６は 、好ましくは、タイミング・オフセットを調整するためのタイミング先行チャネ ル方法を実行するようプログラミングされる。 第４図は、コントローラ４６，５６内でタイミング先行を実行する方法を示す 。コントローラ４６内で、通信ユニット１２内のタイミング先行を実行する方法 ６０が図示される。まず、意志決定ステップ６２において、コントロー ラ４６は、エアー・インタフェース・ダウンリンク２０内にアイドル・スロット が利用可能であるか否かを判断する。アイドル・スロットが利用可能である場合 は、通信ユニット１２内で遅延測定モードが起動され、タイミング先行チャネル （ＴＡＣＨ:timing advance channel）タイム・スロット２６が、エアー・イン タフェース１８のダウンリンク２０内でマークされる。次にステップ６６で、コ ントローラ４６は、Ｒ-ＷＡＦＵ１６からのタイミング調整要求を監視する。次 に、意志決定ステップ６８で、コントローラ４６は、ダウンリンク２０内のアイ ドル・スロットが依然として利用可能であるか否かを判断する。アイドル・スロ ットが依然として利用可能である場合は、監視ステップ６６を繰り返す。しかし 、利用できるスロットがない場合は、ステップ７０で、トラフィック先行チャネ ル・タイム・スロット２６をトラフィック・チャネル・タイム・スロット２４に 変換し、意志決定ステップ６２で引き続き処理に戻る。かくして、コントローラ ４６内の方法６０は、ダウンリンク２０上のエアー・インタフェース１８内のア イドル・タイム・スロットを、タイミング先行チャネル・タイム・スロットとし てマークし、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、通信ユニット１２とＲ-ＷＡＦＵ１６との間の バルク遅延を補償するために必要な正確な先行時間を決定することができる。 局地ワイヤレス固定接続ユニット１６内で、タイミング先行チャネル整合を実 行する方法８０が図示される。まず、 ステップ８２で、Ｒ-ＷＡＦＵはそのサービスを稼働不能状態として電源投入さ れる。意志決定ステップ８４で、ＴＡＣＨが利用可能であるか否かが判断される 。利用できるＴＡＣＨがない場合は、Ｒ-ＷＡＦＵ１６はＴＡＣＨが利用可能に なるまで待機する。ＴＡＣＨが利用可能になると、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、ステッ プ８６で、被受信ＴＡＣＨに同期する。次に、ステップ８８で、Ｒ-ＷＡＦＵ１ ６はタイミング調整要求を、エアー．インタフェース１８を介して通信ユニット １２に送信する。さらに詳しくは、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、アップリンク２２上の ＴＡＣＨタイム・スロット３０上にメッセージを送付する。通信ユニット１２か らの応答に基づき、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、適切な時間先行がなされたか否かを判 断し、それによりステップ９０でバルク遅延を記録する。 バルク遅延を判断するための一方法は、通信ユニット１２内の測定に基づき、 測定された遅延に関するメッセージを通信ユニット１２から受信することである 。遅延を判断する代替の方法は、Ｒ-ＷＡＦＵ１６に、ＴＡＣＨ３０上で、オフ セット値を漸増させながら一連のメッセージを通信ユニット１２に対して送信さ せることである。Ｒ-ＷＡＦＵ１６が各タイミング調整要求メッセージを通信ユ ニットに送った後、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は通信ユニット１２からの応答を待つ。所 定の時間の間にＲ-ＷＡＦＵ１６が通信ユニット１２からの応答を受信しない場 合は、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、通信ユニット１２がバルク遅延のためのタイミング 整合要求メッセージ を受信することができなかったと見なす。この場合、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、第１ メッセージのオフセット値より大きいタイミング先行オフセット値を持つ第２タ イミング調整要求メッセージを通信ユニット１２に送付する。その後、Ｒ-ＷＡ ＦＵ１６は、通信ユニット１２からの応答を待つ。応答が受信されない場合は、 Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、それぞれ、前回のメッセージよりも長い時間間隔だけさら に先行された、タイミング調整要求メッセージを通信ユニット１２に送り続ける 。最終的に、適切な数のメッセージを送付した後、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は通信ユニ ット１２からの肯定応答を受信することになる。このとき、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は 最後に送信されたメッセージに用いられたタイミング先行オフセット値を、バル ク遅延に関して適切な時間先行オフセット値として記録する。 最後に、ステップ９２で、Ｒ-ＷＡＦＵ１６はユニット上のサービスを稼働状 態にする。ステップ９２でサービスが稼働状態になった後の各送信は、ステップ ９０で決定されたバルク遅延補償を行う記録されたオフセット値に基づいて、時 間的に先行される。このように、Ｒ-ＷＡＦＵ１６は、Ｒ-ＷＡＦＵ１６と通信ユ ニット１２との間の距離によるバルク遅延を補償する。バルク遅延を補償するた めのタイミング先行チャネル過程は、各Ｒ-ＷＡＦＵ１６の電源投入後に一度実 行すれば済むことが、当業者には理解頂けよう。このため、好適な実施例は、タ イミング先行チャネル整合を実 行する必要のない他の加入者ユニット１４に影響を与えずに、Ｒ-ＷＡＦＵ１６ がこのような整合を実行することができるという利点を有する。また、好適な実 施例は、アイドル・タイム・スロットが利用可能であるときにのみタイミング先 行チャネル整合を実行するという利点を有する。さらに、好適なチャネル整合方 法は、呼別に実行する必要がない。従って、タイミング先行チャネル方法は、音 声またはデータ通信を実行するためのシステム１０の容量に干渉しない。 第５図を参照して、ＴＡＣＨ２６をマークする好適な方法が図示される。好適 なシステムにおいては、１０ビットを有する低速チャネルがダウンリンク２０の タイム・スロット２４内に定義される。ＴＡＣＨ２６は利用不能なトラフィック ・チャネル９６としてマークされるか、あるいは第５図に図示されるビット・パ ターンを有するタイミング先行チャネル・タイム・スロット９８としてマークさ れる。低速チャネル９４の利用不能トラフイック・チャネル９６は、ＰＡＣＳ規 準で定義されたマーク付きアイドル・タイム・スロットの低速チャネル定義に一 致することに留意されたい。他のビット・パターンも等しく用いることができる が、好適なパターンは、ビット位置２〜１０の利用不能トラフィック・チャネル ９６の補数である。 第５図にＴＡＣＨ２６内の高速チャネル１００が図示される。高速チャネル１ ００は、８ビットのメッセージ識別子１０２，２４ビットの接続乱数１０４，８ ビットの被受信 信号強度指標１０６および２４ビットのタイミング・オフセット１０８を含む。 ＴＡＣＨ２６に用いられる特定の形式は修正することができ、第５図に示される 形式は例に過ぎないことを、当業者には理解頂けよう。 上記の装置および方法の更なる利点および修正は、当業者には容易に理解され よう。従って、本発明は、より広い意味において、上記に図示解説された特定の 詳細事項，代表的装置および事例に限定されない。本発明の範囲または精神から 逸脱せずに上記仕様に種々の修正および変形を行うことができ、本発明は、以下 の請求項およびその等価物の範囲で、すべてのこのような修正および変形を包含 するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固定接続ユニットを時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システムに同期させる方 法であって： 固定接続ユニットにおいてタイミング先行チャネル・タイム・スロットを受信 する段階； タイミング先行チャネル・タイム・スロット上で、前記タイム・スロットに関 するオフセット値だけ時間的に先行されるメッセージを送付する段階； 前記メッセージが受信されたという肯定応答をＴＤＭＡシステムから受信する 段階；および オフセット値に基づき、後続に送信される通信を先行させる段階； によって構成されることを特徴とする方法。 ２．後続に送信される通信が、呼を起こすための初期要求によって構成され、 通信がＴＤＭＡシステムの制御チャネル上を送信される請求項１記載の方法。 ３．後続に送信される通信が、時分割多重接続システムのトラフィック・チャ ネル上のデジタル化された音声信号の送信によって構成される請求項１記載の方 法。 ４．局地ワイヤレス固定接続ユニットを時分割多重接続システム内の通信ユニ ットと同期させる方法であって： タイミング先行チャネル上に同報メッセージを送信する段階； タイミング先行チャネル上で局地ワイヤレス固定接続ユニットからのサービス ・メッセージを受信する段階；および タイミング先行チャネル上で肯定応答メッセージを局地ワイヤレス固定接続ユ ニットに送信する段階； によって構成されることを特徴とする方法。 ５．同報メッセージの送信に先立ち、時分割多重接続システムのアイドル・チ ャネルをタイミング先行チャネル・タイム・スロットとしてマークする段階によ ってさらに構成される請求項４記載の方法。 ６．時分割多重接続システムの通信ユニットであって： 送信機； 受信機；および 送信機および受信機と通信するコントローラによって構成され、前記コントロ ーラがアイドル・タイム・スロットをタイミング先行チャネル・タイム・スロッ トとしてマークすることによりタイミング先行チャネルを定義し、前記送信機が タイミング先行チャネル上に同報メッセージを送付し、前記受信機がタイミング 先行チャネル上で固定接続ユニットからのサービス・メッセージに対する要求を 検出し、前記送信機がタイミング先行チャネル上で肯定応答メッセージを固定接 続ユニットに送付することを特徴とする通信ユニット。 ７．前記通信ユニットが、パーソナル通信システム内の 無線ポートによって構成される請求項６記載の通信ユニット。 ８．時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システムと通信する局地ワイヤレス固定接続 ユニットであって： アンテナ； アンテナに結合され、タイミング先行チャネルを検出する受信機；および アンテナに結合され、タイミング先行チャネル上に、オフセット値だけ時間的 に先行されたメッセージを送付する送信機； によって構成されることを特徴とする局地ワイヤレス固定接続ユニット。 ９．前記送信機がオフセット値に基づき後続に送信される通信を時間的に先行 させる請求項８記載の局地ワイヤレス固定接続ユニット。 １０．前記オフセット値が最寄りの時分割多重接続システムと局地ワイヤレス 固定接続ユニットとの間の距離に基づくバルク遅延に対応する請求項８記載の局 地ワイヤレス固定接続ユニット。