JPH11504779A

JPH11504779A - セルラー通信システムにおける周波数再使用のためのタイムシェアリング方法および装置

Info

Publication number: JPH11504779A
Application number: JP9513534A
Authority: JP
Inventors: イー．ペトラノビッチ，ジェイムズ; エイチ．ガードナー，スティーブン
Original assignee: パシフィックコミュニケーション，サイエンシーズインコーポレイテッド
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 1999-04-27
Also published as: US6038455A; CN1200224A; AU7116796A; WO1997012489A1; KR19990063700A; US6188903B1; EP0852882A1

Abstract

(57)【要約】既存のシステムの有意な変更なく、従来のセルラーシステムにおけるより少数の周波数の使用を可能にし、双方向セルラーページングシステムにおいて特に有用である、セルラー通信システムにおける周波数再使用のためのタイムシェアリング方法および装置である。周波数再使用は、セルラーシステムにおけるセル送信／受信ベースステーションを共通時間基準に同期させ、次いで割り振られたタイムスロットによって利用可能な周波数を共有することによって向上される。互いに干渉し得る、同一の周波数を使用するセル（１、１’）は、選択された時間間隔の間のみアクティベートされ、一方、近傍の同一周波数のセルはデアクティベートされる。次いで今度はデアクティベートされたセル（１’〜７’）がアクティベートされ、一方、先にアクティベートされた近傍の同一周波数のセル（１〜７）はデアクティベートされる。タイムシェアリング技術により、良好な動作特性および低同チャネル干渉を提供する多くの再使用パターン（１０）を有するセルシステムの設計が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】セルラー通信システムにおける周波数再使用のためのタイムシェアリング方法および装置発明の背景１．発明の分野本発明はワイヤレス通信システムに関し、より具体的にはセルラー通信システムに関する。２．関連技術の説明セルラー通信システムにおいて、地理的区域または領域は、典型的には名目上六角形の形状であるセルに分割される。各セルには１つ以上の無線周波数チャネルが割り振られる。周波数分割多元接続（FDMA）システムにおいては、隣接するまたは近くのセルは別々の周波数を割り当てられる。（ここで説明する技術は、第一にFDMAシステムでの使用を意図したものであるが、時分割多元接続（TDMA）または符号分割多元接続（CDMA）システムにおいても使用され得る。）すべての利用可能な周波数が割り振られた後、周波数の再使用の開始が必要である。例えば、７つの周波数が利用可能である場合、８番目のセルで開始する第１の周波数を再び使用し始めなければならない。図１は、周波数再使用の問題を示す、従来技術のセル構成のブロック図である。７つのセル（理解しやすいように六角形として表す）のクラスタは、太線で示すセルグループ１を形成する。７つの周波数が各セルグループ１内で使用され、その後隣接するセルグループ１で再使用される。各セルグループ１内では、周波数分布のパターンは通常同一である。従って、図示される中央のセルグループ１ａの中央のセル２ａは、隣接するセルグループ１ｂの中央のセル２ｂと同じ周波数を使用する。周波数が再使用されるので、地理的には離れているが同一の周波数で動作する２つのセルは互いに干渉し得る。これは「同チャネル干渉」として知られている。同チャネル干渉の作用は地域（terrain）および距離によって変わる。パスロス状態が所望の信号に有利に働く場合は、同チャネル干渉は、レシーバの性能に有為な影響を与えるに足りるほど強くない場合がある。その他の場合は、パスロス状態によって、（「Ｃ／Ｉ」率として知られる）所望のキャリアパワーと干渉との間の差異は良好なレシーバ性能には不十分になり得る。多くのシステムにおいては、これはＣ／Ｉ率が（概して、有意の同チャネル干渉を示す）約１６〜１７ｄＢを下回るときに起こるが、許容Ｃ／Ｉ率は、信号およびチャネルの性質によって、それ以上または以下であり得る。全体的な作用としては、セル内に良好なカバレッジが不可能である区域が作り出される。合計７つの周波数の場合、これらの不良な位置は典型的なセルの４０％以上を占め得る。従来の方法では、サービスにより多くの周波数を割り振り、まばらな再使用パターン（sparse reuse patterns）を作り出すことによって、FDMAシステムにおける同チャネル干渉を軽減する。一般的な割り振りは、２１の再使用ファクター（セル１つ当たり３つの１２０°セタタを有する７つのセル）である。しかし、少数の周波数（例えば７つ）しか利用可能でない場合、この方法は使用し得ない。従って、セルラー通信システムに少数の周波数（例えば７つ）を使用して、有意な同チャネル干渉を実質的に削減することが可能であることが望まれる。本発明はこの問題に対する解決を提供する。発明の要旨本発明はセルラー通信システムにおける周波数再使用のためのタイムシェアリング方法および装置である。周波数再使用は、セルラーシステムにおけるセル送信／受信ベースステーションを共通時間基準に同期させ、次いで割り振られたタイムスロットによって利用可能な周波数を共有することによって向上される。すなわち、互いに干渉し得る、同一の周波数を使用するセルは、選択された時間間隔の間のみアクティベートされ、一方、近傍の同一周波数のセルはデアクティベート（deactivated）される。次いで今度はデアクティベートされたセルがアクティベートされ、一方、先にアクティベートされた近傍の同一周波数のセルはデアクティベートされる。周波数タイムスロットは均等な長さであり得るか、あるいは、より高い利用率を有するセルにはより長いタイムスロットを割り振り得、これは多くの方法の内の任意の方法で決定される。タイムスロットは相互に排他的であるか、またはオーバーラップし得る。本発明のタイムシェアリング技術により、多くの再使用パターンを有するセルシステムの設計が可能になる。良好な動作特性および低同チャネル干渉を提供するいくつかの特定のセル再使用パターンが開示される。メッセージに基づく制御スキームにより、セル間のタイムスロットの割り振り、およびモバイル加入者ユニットハンドオフ（handoff）に関する特定の問題の処理が提供される。発明によると、既存のシステムの有意な変更なく、従来のセルラーシステムにおける少数のセルラー周波数の使用が可能になる。しかし、本発明は双方向セルラーページングシステムにおいて特に有用である。本発明の好適な実施形態の詳細は、添付の図面および以下の説明において示される。一旦発明の詳細が理解されれば、多くの更なる革新および変更が当業者に明らかになる。図面の簡単な説明図１は、周波数再使用の問題を示す、従来技術のセル構成のブロック図である。図２は、本発明による２つの干渉セル間の均等なタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。図３は、本発明による３つの干渉セル間の均等なタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。図４は、本発明による２つの干渉セル間の不均等なタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。図５は、本発明による２つの干渉セル間のオーバーラップを有するタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。図６は、本発明による３つの干渉セル間のオーバーラップを有するタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。図７は、本発明によるセルラーシステムの１４セルクラスタのための７つの周波数および２つのタイムスロットの地理的割り振りを示すセル構成のブロック図である。図８は、本発明によるセルラーシステムの２１セルクラスタのための７つの周波数および３つのタイムスロットの地理的割り振りを示すセル構成のブロック図である。図９は、本発明によるセルラーシステムの１６セルクラスタのための４つの周波数および４つのタイムスロットの地理的割り振りを示すセル構成のブロック図である。様々な図面における同様の参照符号および名称は、同様の要素を表す。発明の詳細な説明この説明を通して、示される好適な実施形態および実施例は、本発明に対する限定としてより、例示として解釈されるべきである。本発明は、セルラー通信システムにおける周波数再使用のためのタイムシェアリング方法および装置である。発明によると、既存のシステムの有意な変更なく、従来のセルラーシステムにおける少数のセルラー周波数の使用が可能になる。しかし、本発明は双方向セルラーページングシステムにおいて特に有用であるが、同チャネル干渉が問題であるいかなるデータ通信システムにも使用し得る。周波数再使用は、セルラーシステムにおけるセル送信／受信ベースステーションを共通時間基準に同期させ、次いで割り振られたタイムスロットによって利用可能な周波数を共有することによって向上される。セルラーシステム用の共通時間基準は、全地球位置発見システム（GPS）レシーバ、地方時同報通信、ネットワークタイミング、またはその他の技術の使用によって生成され得る。多くの異なるタイムスロット割り振りスキームが使用され得る。例えば、図２は、本発明による２つの干渉セル間の均等なタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。水平のディメンションは時間を表す。示した例において、第１の同チャネル干渉セルＸは第１の期間Ｔａの間アクティベートされ、一方、第２の同チャネル干渉セルＹは同じ第１の期間Ｔａの間デアクティベートされる。第２の期間Ｔｂにおいては、第１のセルＸがデアタティベートされる一方、第２のセルＹがアクティベートされる。第３の期間Ｔａ’においては、セルの状態は再度反転して第１の期間Ｔａにおける状態と同様になり、第４の期間Ｔｂ’においても同様である。図３は、周期的な期間Ｔａ、ＴｂおよびＴｃの間の、３つの干渉セルＸ，ＹおよびＺの間の均等なタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。３タイムスロットサイクルしか示されていないが、４または５またはそれ以上のタイムスロットが使用され得、「余分の」タイムスロットは、セルの関連する利用（ relatively usage）に基づいて、１つ以上のセルに割り振られる。概して、タイムスロット期間の長さは、システムの典型的なブロック転送時間より実質的に長くあるべきである。換言すると、タイムスロットは、スイッチング周波数に関連するオーバヘッドが有意なスループットロスを引き起こさない程度に長く、しかしシステム応答時間がなお良好である程度に短くあるべきである。好適な実施形態において、本発明がセルラーページングシステムと共に使用されるとき、アクティベーションの各期間の時間は、約５秒から約２０秒の間で変化し得る。例えば、セルラーデジタルパケットデータ（CDPD）プロトコルにおいて、多くのデータ転送が10秒間の期間に行われ得る。しかし、その他のシステムにおいては、期間はより短くまたは長くなり得る。各セルが比較的長い期間にわたって周波数を「所有する」ので、本発明は、回路交換セルラーシステムおよびCDPDシステムの改変など、その他のプロトコルによって使用され得る。図４は、本発明による２つの干渉セルＸとＹとの間の不均等なタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。例えば、セルＹの負荷または利用がセルＸの利用を上回る場合、セルＹにはより長いアクティベーション時間を割り当て得る。セルの利用量は、多くの方法、例えば（１）セルＸおよびＹのそれぞれにおいて伝送されるメッセージブロックの数を数えて比較する、または（２）各セルのメッセージ送信時の平均遅延時間を決定して比較する、または（３）各セルにおけるペンディングメッセージの数を比較する、または（４）そのようなセル内のモバイル加入者ユニット電子登録の数を比較する、などの方法のいずれによっても決定し得る。セル利用を決定するその他の手段もまた使用し得る。一旦利用が決定されれば、スロット間の時間の割り振りは任意の所望の方法で行い得る。例えば、時間は、高利用セルと低利用セルとの間で、それらのそれぞれの測定された利用率の関数として割り振られ得る。別の例としては、このような率は使用し得るが、最低限の時間量が低利用セルに割り当てられる。スロット時間の割り当ては動的（例えば、定期的に測定される利用に基づく）または静的（すなわち、過去の利用に基づいて事前設定される）であり得る。図５は、本発明による２つの干渉セル間のオーバーラップを有するタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。図２で示すように、第１の同チャネル干渉セルＸは第１の期間Ｔａの間アクティベートされ、一方、第２の同チャネル干渉セルＹは同じ第１の期間Ｔａの間デアクティベートされる。第２の期間Ｔｂにおいては、第１のＸがデアクティベートされる一方、第２のセルＹがアクティベートされる。第３の期間Ｔａ’においては、セルの状態は再度反転して第１の期間Ｔａにおける状態と同様になり、第４の期間Ｔｂ’においても同様である。しかし、期間ＴａおよびＴｂはオーバーラップし、これによって各同チャネル干渉セルにおける加入者ユニットは、時間の一部ではチャネルを排他的に使用し、時間の一部では（すなわち、周波数がオーバーラップするところでは）チャネルを争わなければならない。有利な（favored）位置（例えば、同チャネル干渉セルのペアのセルベースステーションの両方がオンであるときでさえ良好なＣ／Ｉ率を有する位置）における加入者ユニットは、タイムスロットがオーバーラップする間チャネルを使用し得る。不利な（poor）位置における加入者ユニットは、競合するユーザがオフのとき（すなわち、Ｃ／Ｉ率はオンの干渉者（interfer ers）が少ないときに良くなるので、不利な位置における加入者ユニットがチャネルを排他的に使用するとき）チャネルを使用する。このようなチャネルオーバーラップスキームにより、システムの複雑化を少なくしながら、チャネルの利用を高めることができる。図６は、本発明による３つの干渉セル間のオーバーラップを有するタイムスロットの割り振りを示すタイミング図である。図示するように、３つの期間Ｔａ、ＴｂおよびＴｃが、１サイクルの間に２つの周波数だけがアクティブであるようにオーバーラップする。この構成により、周波数をタイムシェアリングしないシステムと比較してＣ／Ｉ率は向上されるが、タイムスロットがオーバーラップしない構成ほどの大幅な向上は提供されない。しかし、この構成によると、モバイルユニットはチャネルにより頻繁にアクセスすることができる。このような構成は、干渉に対する許容差がより大きいシステム、または地域の状態がより同種の（homogenous）パスロス状態をもたらし、これによりＣ／Ｉの極値に到達する頻度がより低くなるシステムにおいて有用であり得る。本発明のタイムシェアリング技術によると、多くの再使用パターンを有するセルシステムの設計が可能になる。再使用された周波数を注意深く割り振りすることにより、良好な動作特性および低同チャネル干渉を提供する特定のセル再使用パターンがもたらされる。概して、クラスタまたはセルグループはほぼ円形とすることが望ましい（しかし必要ではない）。加えて、最適再使用パターンは、概して以下の２つのおおざっぱな方法によって決定し得る。まず第１に、同チャネル干渉者を、（１つのセルグループにおけるセルだけでなく）すべてのセルの間でできるだけ遠く均等な間隔をおいて配置して同チャネル干渉を最小限に抑え、そして第２に、隣接するチャネル干渉者（すなわち、隣接する周波数を同時に使用しているセル）を隣接しないセルに配置して（これは小さなセルグループでは可能でない場合がある）、隣接チャネル干渉を最小限に抑える。図７は、本発明によるセルラーシステムの１４セルクラスタのための７つの周波数および２つのタイムスロットの地理的割り振りを示すセル構成のブロック図である。７つの１４セルクラスタまたはセルグループ１０を示す。各セルグループ１０において、７つの周波数が２つの交互タイムスロット中に１４のセルの間でタイムシェアリングされ、これによって「普通に」ナンバリングされたセル１〜７は第１の期間Ｔａの間オンであり、「プライム符号付きで」ナンバリングされたセル１’〜７’は第２の期間Ｔｂの間オンである。この特定のセルグループの形状および各セルグループ１０内の割り振りのパターンにより、隣接するセルグループの同チャネル干渉者のすべてが均等な距離に配置され、またすべての同チャネル干渉者は互いにできるだけ遠く離れて配置される。この配置をとると、７つの周波数を有するがタイムシエアリングをしないシステムと比較して、許容Ｃ／Ｉ率を有するセル区域の割合が実質的に向上されることがわかった。この構成ではまた、同時に隣接する周波数を使用する近傍セルがない。しかし、各セルグループ１０内のセルのその他の割り振りを使用して、同等の結果が得られ得る。図８は、本発明によるセルラーシステムの２１セルクラスタのための７つの周波数および３つのタイムスロットの地理的割り振りを示すセル構成のブロック図である。７つの２１セルクラスタまたはセルグループ１１を示す。各セルグループ１１において、７つの周波数が７つのセルの３つのセット１１（合計２１セル）の間でタイムシェアリングされ、これによって「普通に」ナンバリングされたセル１〜７は第１の期間Ｔａの間オンであり、「プライム符号を１つ付けて」ナンバリングされたセル１’〜７’は第２の期間Ｔｂの間オンであり、「プライム符号を２つ付けて」ナンバリングされたセル１”〜７”は第３の期間Ｔｃの間オンである。この特定のセルグループの形状および各セルグループ１１内の割り振りのパターンにより、隣接するセルグループの同チャネル干渉者のすべてが均等な距離に配置され、またすべての同チャネル干渉者は互いにできるだけ遠く離れて配置される。この配置をとると、７つの周波数を有するがタイムシェアリングをしないシステムまたは（図７に示すような）７つの周波数および２つのタイムスロットを有するシステムと比較して、許容Ｃ／Ｉ率を有するセル区域の割合が実質的に向上されることがわかった。この構成ではまた、同時に隣接する周波数を使用する近傍セルがない。しかし、各セルグループ１１内のセルのその他の割り振りを使用して、同等の結果が得られ得る。図９は、本発明によるセルラーシステムの１６セルクラスタのための４つの周波数および４つのタイムスロットの地理的割り振りを示すセル構成のブロック図である。７つの１６セルクラスタまたはセルグループ１２を示す。各セルグループ１２において、４つの周波数が４つのセルの４つのセット（合計１６セル）の間でタイムシェアリングされ、これによって「普通に」ナンバリングされたセル１〜４は第１の期間Ｔａの間オンであり、「プライム符号を１つ付けて」ナンバリングされたセル１’〜４’は第２の期間Ｔｂの間オンであり、「プライム符号を２つ付けて」ナンバリングされたセル１”〜４”は第３の期間Ｔｃの間オンであり、「プライム符号を３つ付けて」ナンバリングされたセル１'''〜４'''は第４の期間Ｔｃの間オンである。このパターンは、セルラーシステムのサービスに７つではなく４つの周波数しか必要としないので、注目すべきである。この特定のセルグループの形状および各セルグループ１２内の割り振りのパターンは、すべての同チャネル干渉者を均等な距離にかつ互いにできるだけ遠く離れるように配置し、そしてグループ１２のセルの数にとって可能な限り最良のＣ／Ｉパフォーマンスを提供することが示され得る。この構成ではまた、同時に隣接する周波数を使用する近傍セルがない。小帯域幅システム（例えば、５０ｋＨｚ帯域ライセンス(band license)）のための別の望ましい構成では、上述の原理を用いて、３つの周波数および３つ、４つまたは５つのタイムスロットが、セルラーシステムの９セル、１２セルおよび１５セルクラスタにそれぞれ割り振られる。制御スキームは、セル間のタイムスロットの割り振り、および加入者ユニットハンドオフに関する特定の問題の処理を提供する。好適な実施形態においては、各セルおよび各加入者ユニットは、共通時間基準に同期される３つのタイマを維持する。Cycleタイマは、タイムスロットサイクル全体（すなわち、伝送可能／伝送不可能）を規定する期間にわたって循環的にカウントする。TimeSlotBegin タイマは、Cycleタイマがゼロを通って循環したときにカウントを開始し、次いで事前設定値までカウントし、このときセルは伝送を開始する。TimeSlotEndタイマは、セルが伝送を開始したときにカウントを開始し、次いで事前設定値までカウントし、このときセルは伝送を終了する。各タイマの事前設定値は、好適にはセルの構成情報の一部であるが、上述のようにセル利用に応じて動的に変化され得る。一旦構成されると、各セルベースステーションは公知の方法で時間信号を発生させ、従っていつ伝送すべきかを決定する。各セルベースステーションは公知の方法により、制御メッセージで３つのタイマすべての事前設定値を伝送する。制御メッセージは加入者ユニットを制御するために使用されるその他のパラメータも含む。好適な実施形態においては、タイマ制御メッセージははっきりと規定された間隔で伝送され、これによってモバイル加入者ユニットは容易に情報を獲得し得る。より具体的には、好適な実施形態においては２つの制御メッセージ、すなわちChannelIDメッセージおよびCellConfigメッセージが使用される。 TimeSlotEndタイマの満了の直前にChannelIDメッセージが送られ、メッセージが伝送されているチャネルに関する情報を提供する。ChannelIDメッセージは（数ある中で例えば）Time of Day（TOD）値およびCycleタイマ、TimeSlotBeginタイマならびにTimeSlotEndタイマの事前設定値を含む。モバイル加入者ユニットは、ベースステーション信号を獲得し始めると、公知の方法で、確実に受け取られるほど良好な信号を有するチャネルを検索する。次いで加入者ユニットは、加入者ユニットがChannelIDメッセージを受け取るまでそのチャネルに関するデータをモニタする。加入者ユニットは、受け取ったChannelIDメッセージが、そのチャネルを使用しているセルによって伝送されているデータの最後のブロックに近いかまたは（好適には）その最後のブロックの中にあることを識別するようにプログラムされる。加入者ユニットはChannelIDメッセージのタイマ情報を使用して、そのセルによる次のアクティブな伝送がいつ起こるかを示す時間参照を確立する。従って、加入者ユニットはセルのタイムスロット伝送と同期し得、かつセルのタイムスロット伝送をトラックし得る。しかし、所望される場合、その他の手段を使用して加入者ユニットをセルベースステーションに同期させ得る。 CellConfigメッセージは、モバイル加入者ユニットがセル間の遷移を提供するために必要とする情報を提供する。隣接するセルは異なる周波数を使用し、異なるタイムスロットにおいてアクティブであり、異なるCycleタイマ値を有し得、従って現在選択されているベースステーションと同期しない伝送時間を有し得るので、このような情報を各加入者ユニットに伝送する必要がある。従って、セルからのCellConfigメッセージは、隣接するセルによって使用されるすべての周波数のリストおよびこのような周波数のそれぞれと関連するCycleタイマ、TimeSlo tBeginタイマならびにTimeSlotEndタイマの事前設定値を含む（これらの値は、現在のセルによって使用される周波数の対応する値と異なり得る）。好適な実施形態において、各CellConfigメッセージは、各セルのアクティブ伝送期間の開始時または開始近くで伝送される。加入者ユニットが特定のチャネル上で最初のCh annelIDメッセージを獲得しているときおよび受け取ったとき、次いで加入者ユニットは（ChannelIDメッセージのタイマ値から決定されるように）伝送するベースステーションが再び伝送を開始するまで待機する。次いで加入者ユニットは次の伝送タイムスロットで伝送されるCellConfigメッセージを抽出する。加入者ユニットはTODおよび受け取ったCellConfigメッセージのタイマ値を使用して、いつ各近傍セルがアクティブになるかを決定し得、これにより加入者ユニットは、そのような近傍セルがCellConfigメッセージで示される周波数でアクティブになる際、ときどきそのような近傍セルをモニタしたり、あるいは走査したりできる。走査が遂行され、加入者ユニットが示される近傍セルのチャネルのすべてを評価したら（各セルは専用チャネルを有する）、加入者ユニットは公知の方法で最良のセルベースステーションを選択し、新しいセルを介してパケットの伝送および登録ならびにセルラーネットワークとの通信の開始を実行し得る。セルによるアクティブなタイムスロット中の伝送の最後にChannelIDメッセージを置き、次のアクティブなタイムスロット中のセルによる伝送の最初にCellCo nfigメッセージを置くことによって、本発明は、加入者ユニットがセルと同期するためおよびその他のセルチャネルを評価するために必要な情報を得るために必要とされる時間を削減する。本発明のシステムは、ハードウェアまたはソフトウェア、あるいはその両方の組み合わせで実行し得る。特に、時間および時間値の発生、およびChannelIDメッセージならびにCellConfigメッセージの発生、伝送および使用は、セルラーシステムのベースステーションおよび加入者ユニットのプログラム可能な処理装置上で実行されるコンピュータプログラムで実行され得る。各コンピュータプログラムは、好適には、一般または特定用途コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体または装置（例えば、ＲＯＭまたは磁気ディスケット）に格納され、記憶媒体または装置が上述のプロトコルを遂行するためにコンピュータによって読まれる際、コンピュータを構成および操作する。本発明のプロトコルはまた、コンピュータプログラムで構成され、コンピュータ読み取り可能記憶媒体として実行されると考えられ得る。この際、このように構成される記憶媒体は、コンピュータを特定のおよびあらかじめ規定された方法で動作させ、上述のプロトコルを遂行する。以上をまとめると、本発明は、互いの有意な同チャネル干渉範囲内にある、セルラーシステムの隣接するセルに同一の周波数を割り振り、そしてこのような隣接するセルのそれぞれを、このような隣接するセルのその他のセルがアクティベートされない期間の間のみ、少なくとも部分的に伝送することを定期的に可能とすることによって、セルラー通信システムにおける周波数を再使用するための方法を含む。本発明はまた、セルラーシステムにより多くの（または「仮想の」）チャネルを提供する方法として解釈され得る。このように解釈すると、チャネルはそのタイミングおよびその搬送周波数の両方によって指定される。従って、タイムスロットを設けることにより、周波数のみを有するシステムよりさらに多くのチャネルが可能となる。チャネルが多くなると、再使用パターンはよりまばらになり、従って同チャネル干渉は少なくなる。本発明の多くの実施形態を説明した。しかし、発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な改変が行い得るということが理解される。従って、本発明は例示した特定の実施形態によって限定されるべきではなく、添付の請求の範囲によってのみ限定されるべきであるということが理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，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，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ガードナー，スティーブンエイチ. アメリカ合衆国カリフォルニア 92107, サンディエゴ，アルハンブラストリート 4423

Claims

【特許請求の範囲】１．セルラー通信システムにおける周波数を再使用するための方法であって、（ａ）相互に有意な同チャネル干渉を引き起こすのに十分なほど近接する範囲にあるセルラーシステムの選択されたセルに同一の周波数を割り振る工程と、（ｂ）該選択されたセルのそれぞれを、該選択されたセルのその他のセルのどれもがアクティベートされない期間の間のみ、少なくとも部分的に伝送することを定期的に可能とする工程と、を含む方法。２．前記選択されたセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、該選択されたセルのすべてにとって同一の持続時間である、請求項１に記載の方法。３．前記選択されたセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、該選択されたセルの少なくともいくつかと異なる持続時間を有する、請求項１に記載の方法。４．前記選択されたセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、いずれの選択されたセルも該同一の周波数で伝送可能とされるいずれの期間ともオーバーラップしない、請求項１に記載の方法。５．前記選択されたセルのそれぞれがイネーブルされる期間が、該選択されたセルの関連する利用の関数である、請求項１に記載の方法。６．セルラー通信システムにおける周波数を再使用するための方法であって、（ａ）相互に有意な同チャネル干渉を引き起こすのに十分なほど近接する範囲にあるセルラーシステムのセルグループの第１の選択された数のセルに別々の周波数を割り振る工程と、（ｂ）該第１の選択された数のセルに対応する、セルグループの少なくとも第２の選択された数のセルに周波数を割り振る工程であって、該少なくとも第２の選択された数のセルのそれぞれに割り振られる周波数が、該第１の選択された数のセルの対応するセルに割り振られる周波数と同一である工程と、（ｃ）該第１の選択された数のセルおよび該少なくとも第２の選択された数のセルの対応するセルのそれぞれを、該対応するセルのその他のセルのどれもがアクティベートされない期間の間のみ、少なくとも部分的に伝送することを定期的に可能とする工程と、を含む方法。７．前記対応するセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、該対応するセルのすべてにとって同一の持続時間である、請求項６に記載の方法。８．前記対応するセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、該対応するセルの少なくともいくつかと異なる持続時間を有する、請求項６に記載の方法。９．前記対応するセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、該対応するセルのその他のセルが該同一の周波数で伝送可能とされるいずれの期間ともオーバーラップしない、請求項６に記載の方法。１０．前記対応するセルのそれぞれがイネーブルされる期間が、該セルの関連する利用の関数である、請求項６に記載の方法。１１．前記別々の周波数の数が７つであり、前記第１の選択された数のセルが７つであり、前記少なくとも第２の選択された数のセルが７つであり、該別々の周波数および前記同一の周波数が、図７に示されるパターンの前記セルグループ内の該セルに割り振られる、請求項６に記載の方法。１２．前記少なくとも第２の選択された数のセルが、第２の選択された数のセルおよび第３の選択された数のセルを含み、さらに、前記別々の周波数の数が７つであり、前記第１の選択された数のセルが７つであり、該第２の選択された数のセルが７つであり、該第３の選択された数のセルが７つであり、該別々の周波数および前記同一の周波数が、図８に示されるパターンの前記セルグループ内の該セルに割り振られる、請求項６に記載の方法。１３．前記少なくとも第２の選択された数のセルが、第２、第３および第４の選択された数のセルを含み、さらに、前記別々の周波数の数が４つであり、前記第１の選択された数のセルが４つであり、該第２の選択された数のセルが４つであり、該第３の選択された数のセルが４つであり、該第４の選択された数のセルが４つであり、該別々の周波数および前記同一の周波数が、図９に示されるパターンの前記セルグループ内の該セルに割り振られる、請求項６に記載の方法。１４．セルラー通信システムにおける周波数を再使用するための方法であって、（ａ）相互に有意な同チャネル干渉を引き起こすのに十分なほど近接する範囲にあるセルラーシステムの選択されたセルに同一の周波数を割り振る工程と、（ｂ）該選択されたセルのそれぞれを、該選択されたセルのその他のセルのすべてがアクティベートされるのではない期間の間のみ、少なくとも部分的に伝送することを定期的に可能とする工程と、を含む方法。１５．前記選択されたセルの３つに前記同一の周波数が割り振られ、該３つのセルの２つのみが、各期間中に同時に伝送することを一度に定期的に可能とされる、請求項１４に記載の方法。１６．前記選択されたセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、該選択されたセルのすべてにとって同一の持続時間である、請求項１４に記載の方法。１７．前記選択されたセルのそれぞれが同一の周波数で伝送可能とされる期間は、該選択されたセルの少なくともいくつかと異なる持続時間を有する、請求項１４に記載の方法。１８．セルラー通信システムにおける周波数を再使用するための方法であって、（ａ）相互に有意な同チャネル干渉を引き起こすのに十分なほど近接する範囲にあるセルラーシステムの選択されたセルに同一の周波数を割り振る工程と、（ｂ）該選択されたセルのそれぞれを、該選択されたセルのその他のセルのどれもがアクティベートされない期間の間のみ、少なくとも部分的に伝送することを定期的に可能とする工程と、（ｃ）それぞれのセルベースステーションから該セルラーシステムの範囲内にある加入者ユニットに、該加入者ユニットのそれぞれを該セルベースステーションと同期させるための情報を含む第１のメッセージを定期的に伝送する工程と、を含む方法。１９．前記第１のメッセージが前記それぞれのセルベースステーションによって期間の終わり近くで伝送され、これによって次の期間中の該セルベースステーションとの通信のために受け取り加入者ユニットの該セルベースステーションとの同期化を可能にする、請求項１８に記載の方法。２０．前記第１のメッセージが前記それぞれのセルベースステーションによって各期間の終わり近くで伝送され、これによって次の期間中の該セルベースステーションとの通信のために受け取り加入者ユニットの該セルベースステーションとの同期化を可能にする、請求項１８に記載の方法。２１．前記それぞれのセルベースステーションから前記加入者ユニットに、該加入者ユニットのそれぞれを前記選択されたセルの少なくとも１つのセルベースステーションと同期させるための情報を含む第２のメッセージを定期的に伝送する工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。２２．前記それぞれのセルベースステーションから前記加入者ユニットに、第２のメッセージを定期的に伝送する工程をさらに含み、該第２のメッセージは、該加入者ユニットのそれぞれを前記選択されたセルの少なくとも１つのセルベースステーションと、該第２のメッセージを伝送したベースステーションと異なる周波数で同期させるための情報を含む、請求項１８に記載の方法。２３．前記第１のメッセージが前記それぞれのセルベースステーションによって期間の終わり近くで伝送され、前記第２のメッセージが該それぞれのセルベースステーションによって次の期間の始まり近くで伝送され、これによって受け取り加入者ユニットの該次の期間中での選択されたセルとの同期化を可能にする、請求項２１または２２に記載の方法。２４．セルラー通信システムにおける周波数を再使用するための方法であって、（ａ）セルラーシステムのセルユーザによる伝送に使用される、モバイルユニットおよびベースステーションを含む該セルラーシステムに複数の周波数チャネルを割り当てる工程と、（ｂ）該セルラーシステムのセルユーザが伝送し得る伝送期間を割り当てる工程と、（ｃ）該セルラーシステム内に所望の容量ならびにＣ／Ｉパフォーマンスを提供する、該セルラーシステム内のセルユーザの、伝送周波数チャネルおよび伝送期間へのマッピングを選択する工程と、を含む方法。２５．前記伝送周波数チャネルの１つにマッピングされたセルユーザのそれぞれが、該伝送周波数チャネルの１つにマッピングされたその他のセルユーザのすべてと同一の時間量だけ伝送する、請求項２４に記載の方法。２６．前記伝送周波数チャネルの１つにマッピングされた少なくとも１つのセルユーザが、該伝送周波数チャネルの１つにマッピングされたその他のセルユーザの少なくとも１つと異なる時間量だけ伝送する、請求項２４に記載の方法。２７．前記セルユーザのそれぞれの伝送期間が、相互に有意な同チャネル干渉を引き起こすのに十分なほど近接する範囲にあるその他いずれのセルユーザの伝送期間ともオーバーラップしない、請求項２４に記載の方法。２８．該セルユーザのそれぞれが伝送する伝送期間が、該セルユーザおよび同一の周波数チャネルで伝送する最も近接するマッピングされたセルユーザの関連する利用の関数である、請求項２４に記載の方法。２９．セルラー通信システムにおける周波数を再使用するための方法であって、（ａ）相互に有意な同チャネル干渉を引き起こすのに十分なほど近接する範囲にあるセルラーシステムの選択されたセルに少なくとも３つの異なる周波数を割り振る工程と、（ｂ）該セルラーシステムのセルが伝送し得る少なくとも３つの伝送期間を割り当てる工程と、（ｃ）該選択されたセルのそれぞれを、該選択されたセルのその他のセルのすべてがアクティベートされるのではない伝送期間の間のみ、少なくとも部分的に伝送することを定期的に可能とする工程と、を含む方法。