JPH0888599A - カバレッジ範囲増大とマクロ・ダイバーシティの実現法とその無線通信システムの無線サブシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｎ個のアンテナに結合した基地局を持つ無線
通信システムで１個の基地局からのカバレッジ範囲増大
とマクロダイバーシティを実現する方法を提供する。 【解決手段】 Ｎ個の制御メッセージをそれぞれその１
個のアンテナを介しこの基地局から送信し、移動体にア
ドレス指定したデータメッセージをアクティブ呼出の間
この移動体に先に割当てた特定の１個のアンテナを介し
送信するステップを有する。さらにこの移動体がその制
御メッセージとデータメッセージを受信しその制御メッ
セージを解析し最良アンテナを識別し、次にこの移動体
がフレームの前記特定のアンテナに対応するアップリン
ク制御スロットで最良アンテナを識別する新規アンテナ
要求をその基地局へ送信し、この基地局はこの最良アン
テナを利用してその移動体にアドレス指定した後続する
データメッセージを送信するステップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
に係り、特に無線通信システムにおける分布して設けた
切替え可能なアンテナの利用に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に無線通信システム（例えば、セル
方式電話システム）は比較的大きい地理的区域をカバー
するシステムである。この一般の無線通信システムでは
移動体ユニット（単に移動体と呼ぶ）は通常建物の外部
にあってタワー上の設けられた基地局と通信するがこれ
はそのカバレッジ範囲全体にわたって分布している。し
たがってここではこの一般の無線通信システムを“アウ
トドア”無線通信システムと呼ぶ。建物の内部の無線通
信システム（“インドア”無線通信システムと呼ぶ）の
確立が望まれている。このインドア無線通信システムで
はこの建物内部全体にわたって存在する移動体を好まし
くはサポートしそしてこの建物内に設けられ基地局と通
信する。しかしながらこのインドア無線通信システムに
は直面する多数の技術課題がある。

【０００３】ここでは、例えば、移動体の分布可能エリ
アは、公的に認可された送信電力レベルの電波を放射す
る単一アンテナを持つ基地局で得られるカバレッジ範囲
に比しこれよりもっと大きいエリアである。このカバレ
ッジ範囲を改善するため多数の複雑な基地局を利用する
と高価になってしまう。さらに、インドアＲＦ（無線周
波）の伝搬路の特徴としてマルチパス・フェージングの
影響があってそのためこの所望信号の多数のコピーがこ
の伝搬路にある物体の反射や散乱によって生成する。こ
れらマルチパス信号は次のように互いに振幅と位相が変
動する。すなわち受信機ではこれらすべての信号のベク
トル・サムによって得られるＲＦキャリアの包絡線が位
置、時間および周波数の関数で振幅と位相の急速な変動
を受ける。

【０００４】さらに、パルスつまりディジタル信号（無
線通信システムに通常使用する）は、互いに厳密な位相
と振幅の関係を持つ多数の周波数コンポーネントからで
きているが、これが時間と周波数の分散に起因しひずみ
になり易い（伝搬時間と伝搬路の減衰が周波数で変動す
る）。さらに、伝搬路の減衰は電力規則の広い範囲で距
離と方向の両者で変動するというのはその散乱と吸収の
性質が複雑であるためである。パルス・エネルギーの到
着は時間的にスプレッドするがこれは固定散乱体と移動
散乱体の両者から反射したそのパルスの多数の“コピ
ー”の受信に起因するためである。このパルスの個々の
レプリカがその受信機に伝搬路の距離が種々異なるため
種々異なる時間に到着する。このディジタル信号の時間
的遅延スプレッドによってシンボル間妨害（ＩＳＩ）が
生じ、そのため所望の誤り率性能レベルに対し信号伝送
速度を限定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】無線通信システム例え
ば、インドア無線通信システムにおいて前記フェージン
グに起因する技術的課題に効果的にかつ効率良く対処し
フェージングの影響を克服する有用なシステムが望まれ
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は以下に説明する
無線通信システムで１個の基地局からカバレッジ範囲増
大を実現するシステムと方法を提供し前記フェージング
に起因する技術的課題を解決してその影響を低減しこの
技術分野の進歩を遂げる。すなわち、本発明の無線通信
システムではＮ個のアンテナに結合した基地局を持ち、
多数の高価な基地局を持たないものである。そのためマ
クロ・ダイバーシティを直接的に実現できつまり通信時
の信号ブロッキングを最小にできというのはその移動体
への伝搬特性が現使用のものよりさらに良好なアンテナ
を選択できるからである。移動体にはアクティブ呼出の
続行時間の間フレーム内のスロットと周波数チャネルが
通常割当てられる。

【０００７】この呼出が終了すると、そのチャネルとス
ロットの割当てはこの移動体から解除され他のアクティ
ブ呼出用システムまたはシステム機能に戻る。この移動
体はこのシステムの所望カバレッジ・エリア内の、ただ
し単一の基地局／アンテナの場合に及ぶカバレッジ・エ
リアの範囲外の、いずこかに存在することができる。通
常のシステムで行われるようにさらに基地局／アンテナ
のノードを追加することはしないで、本発明では次のよ
うに最適アンテナでその移動体に到達できるよう単一基
地局にさらにアンテナを追加する、つまり、本発明では
いずれのアクティブ通信チャネル／スロットでもそのア
クティブ呼出に含まれる移動体には最適位置に設けたア
ンテナを介して到達できるようアンテナを追加する。

【０００８】この移動体がそのシステム・エリアを移動
するにしたがってこの移動体は利用可能なすべてのアン
テナ（電波放射体）の送信を聴取しその基地局に利用可
能な放射体の中の“最良”の選択を連続的に通知するこ
とができる。そしてこの“最良”（注目する現移動体ｅ
の予測で）の可能なリンク上での通信によってこの基地
局はその移動体を追従する。そこで単一基地局／アンテ
ナの組合わせよりもカバレッジ範囲は増大しその一方で
有効なマクロ・ダイバーシティが実現される、すなわち
本発明では注目する現移動体ｅの現位置で最良のアンテ
ナを選択することによって通信のための最良の伝搬リン
クを常に選択し利用する。次に本発明の動作を第１の実
施例のステップで以下に示す。この基地局からｎ個の制
御メッセージをその各アンテナを介して送信する制御メ
ッセージ送信ステップがある。

【０００９】さらに移動体ユニットにアドレス指定した
データ・メッセージをその特定の呼出の間この移動体ユ
ニットに先に割当てたそのアンテナの中の特定の１個の
アンテナを介して送信するデータ・メッセージ送信ステ
ップがある。この移動体ユニットがその制御メッセージ
とデータ・メッセージを受信する受信ステップとその制
御メッセージを解析し最良アンテナを識別する解析ステ
ップがある。次にこの移動体ユニットはフレームの中の
アップリンク制御スロットでその最良アンテナを識別す
る新規アンテナ要求をその基地局へ送信する新規アンテ
ナ要求送信ステップがある。このアップリンク制御スロ
ットは前記アンテナの中のその特定の１個のアンテナに
対応する。この基地局はそのアンテナに変更しこれを、
その移動体の観点から決定したものであるが、その現
“最良”アンテナとして利用し続けその移動体ユニット
にアドレス指定した後続するデータ・メッセージを送信
する最良アンテナ利用ステップがある。

【００１０】次に本発明を第２の実施例で示す。この基
地局はフレームの中のダウンリンク制御／データ・スロ
ットのｎ個のアンテナ制御メッセージ・ビット・フィー
ルドでｎ個のアンテナ制御メッセージを送信する制御メ
ッセージ送信ステップがある。このダウンリンク制御／
データ・スロットはアクティブ呼出の際の移動体ユニッ
トに対応する。この各アンテナ制御メッセージはそのア
ンテナの中の１個のアンテナを介して送信される。また
この基地局はこのダウンリンク制御／データ・スロット
の別のビット・フィールドでその移動体ユニットにアド
レス指定したデータ・メッセージと他のシステム制御情
報を送信するが、ただしこのシステム制御／データ・メ
ッセージはその移動体ユニットに先に割当てたアンテナ
の中の特定の１個のアンテナを介しその特定の呼出の間
送信するシステム制御／データ・メッセージ送信ステッ
プがある。

【００１１】この移動体ユニットがそのアンテナ制御メ
ッセージならびにシステム制御メッセージおよびデータ
・メッセージを受信する受信ステップがあり、さらにこ
の制御メッセージの中のアンテナ制御メッセージ部分を
解析しこのアンテナの中から“最良”アンテナを識別す
る解析ステップがある。この移動体ユニットはこのフレ
ームの中のアップリンク制御／データ・スロットの制御
ビット・フレームでその最良アンテナを識別する新規ア
ンテナ要求をその基地局へ送信する新規アンテナ要求ス
テップがある。このアップリンク制御／データ・スロッ
トはアクティブ呼出の際のその移動体ユニットに対応す
る。このアップリンク制御／データ・スロットのｎ個の
アンテナ制御ビット・フィールドの各々は常にこのｎ個
のアンテナの中の特定の１個のアンテナに対応する。

【００１２】この新規アンテナ要求に応答しこの“最
良”アンテナをこの基地局は利用しその移動体ユニット
にアドレス指定した１個以上の後続する制御／データ・
メッセージを送信する最良アンテナ利用ステップがあ
る。本発明ではマルチパスひずみを克服するのに十分な
別の処理プロセス（例えば、ミクロとマクロのダイバー
シティを利用）を提供し高品質の音声が得られる。本発
明が示すコスト効果は大きく（すなわち、手頃なコスト
で実現可能であり）というのはそのコストの大きくかか
るコンポーネントや回路は、このシステムの無線部分、
例えば、シンセサイザ、フィルタ、変復調の装置などに
対応するものであってこれらを本発明ではカバレッジ範
囲を増大しながら最小にするためである。

【００１３】本発明ではチャネル当たりの帯域幅を最小
にし有効なスペクトル利用を保証しまたオーバロールの
周波数スペクトル占有を最小にする。所定のエリアで予
想される個々のシステムの密度に基づきチャネル数を推
定することができる。本発明では、そのＲＦ電力レベル
は高性能を保証するためまた同一チャネル干渉隣接チャ
ネル妨害を最小にするため調節することができる。本発
明では（電力の増加ではなく）基地局当たりアンテナを
多数加えることによってカバレッジ問題を解決した。さ
らに多数のアンテナを利用してフェージング問題を克服
した。本発明ではその利用可能なスペクトルを検査しそ
の次に利用可能な“動いていない静かな”チャネルを識
別することによってチャネル／周波数の選択が達成され
る。

【００１４】本発明の一実施例では、せいぜい１個のア
クティブ移動体ユニットを各ダウンリンク・スロットと
各アップリンク・スロットに割当てる。また本発明の別
の実施例では、複数のアクティブ移動体ユニットを多数
の周波数上で各ダウンリンク・スロットと各アップリン
ク・スロットに割当てる。この別の実施例では、特有の
周波数を同一ダウンリンク・スロットと同一アップリン
ク・スロットに割当てた各アクティブ移動体ユニットに
割当て本発明を実施する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の形態を各項目に分け以下
に説明する。 １．本発明の概要 本発明は、無線通信システムにおいて、切替えアンテナ
を利用してカバレッジ範囲を増大し、その一方で複雑で
高価な基地局の使用を最小にするシステムと方法に関す
る。またその結果、マクロ・ダイバーシティを直接的に
実現することができる。また本発明はこのＲＦ分配シス
テムと方法を利用する無線通信システムに関する。本発
明の無線通信システムは、“インドア”無線システム、
すなわち、そのカバレッジ範囲をその建物および／また
はそれに設ける他の構造体に通常限定するインドア無線
システムの利用に適しているが、“アウトドア”などの
他のの種類の無線システムとしても同様に利用すること
が可能である。

【００１６】本発明は、１個以上の基地局と無線信号を
用いて通信する移動体端末（例えば、移動電話、ただし
“移動体端末”、“移動体ユニット”および“移動体”
を交換して使用可能の用語として用いる）をサポートす
る。これらの基地局は複数のアンテナにそれぞれ好まし
くは結合するというのは各基地局に結合した１個のアン
テナでは建物内部、特に多数階の建物内部のすべての場
所をカバレッジ範囲とするのには不十分であるからであ
る。この基地局は、好ましくは設定変更が容易でないよ
うに設けられており、より合せ対ケーブルを介して構内
交換機（ＰＢＸ）またはキー・システムに戻りさらにそ
の電話網と接続する。次に本発明に適用可能であるアク
セス技術について説明する。

【００１７】ここでは時分割多元／時分割二重（ＴＤＭ
Ａ／ＴＤＤ）の接続方式を参照し本発明を説明する。し
かし、この技術分野の当業者には明らかなように、例え
ば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接
続（ＣＤＭＡ）、および周波数分割二重（ＦＤＤ）のよ
うな他の接続方式でも本発明は適用可能である。本発明
には前述の伝搬の影響を克服する多数の特徴がある。こ
れらの特徴によって本発明は前述の伝搬問題を解決しそ
の一方で所望の音声品質とトラッフィク要求条件を満足
させる。特に、本発明はアンテナ・ダイバーシティを利
用し前述の多くの伝搬の影響を克服する。本発明では、
複数のアンテナ（その基地局に結合）をその建物全体じ
ゅうにくまなく分布させエリア・カバレッジを達成す
る。

【００１８】ここでまたこのアンテナ分布によって少く
とも１つのマルチパス環境の影響であるブロッキング
（またシャドーウィングとも呼ぶ）を克服するつまりマ
クロ・ダイバーシティと呼ぶ技術の適用によって克服す
る。さらに本発明には前述の伝搬の影響を克服する他の
特徴がある。具体的に本発明ではその基地局に結合した
アンテナは指向性があってマルチパスひずみの減少を助
ける。さらに各移動体ユニットには双対アンテナ（双対
で、選択可能または複合可能な偏波のアンテナ）があっ
て（ミクロ・ダイバーシティと呼ぶ）波長の一部分で生
じるフェージングの影響を防止する。ＴＤＤシステムに
おけるミクロ・ダイバーシティの選択は所定のフレーム
内の決定同様に高速とすることができるが、マクロ・ダ
イバーシティの選択には少くとも１個のフレーム遅延が
必要である。好都合なことにインドア・システムではそ
のチャネル上の周波数選択のマルチパス・フェージング
は殆どの表示フレーム長に対し比較的低速である。

【００１９】２．本発明の構成 図１は、本発明の好ましい実施例の無線通信システム１
０２を示すブロック図である。この無線通信システム１
０２は１個以上のセル１１４を含む地理的エリアをカバ
ーするただしそれぞれこの各セル１１４には１個以上の
サブセル１１６がある（このセル１１４とサブセル１１
６の大きさや形状は図１で分かり易いように誇張してあ
るが、実際上は、各セル１１４はそこに含まれるサブセ
ル１１６の大きさと形状にそれぞれ合致するものであ
る）。セルは、所定のシステム性能レベルがすでに確立
したある基地局に対する電波カバレッジ・エリアを指
す。サブセルは、所定のシステム性能を得た１個のアン
テナ放射体に対するカバレッジ・エリアを指す。

【００２０】この無線通信システム１０２は、移動体ユ
ニット１４４のような移動体ユニットに無線通信サービ
スを提供するがこの移動体ユニット１４４は１個以上の
セル１１４内にまたはそれに接近して存在する。好まし
くは、各移動体ユニット１４４は（図示していないが）
２本のアンテナを持つ送／受信機ユニットを表す。これ
はミクロ・ダイバーシティと呼ばれる。各移動体ユニッ
ト１４４における双対アンテナが波長の一部分上で生ず
るフェージングの影響を防止する。各移動体ユニット１
４４はそのチャネル品質に関する先の短期情報に基づき
そのローカル・アンテナ間の切替え時期を決定する。ま
たこの送／受信機ユニットは、マルチパスひずみの克服
をさらに助けるため適応等化回路を含むことができる。

【００２１】例えば、この双対アンテナ出力の加重和を
形成することができるがこれは周期的に行いまたこれを
その送受信機に利用可能とすることができる。この移動
体ユニット１４４の特徴を以下にさらに説明する。この
無線通信システム１０２は、建物のような構造体内に設
定することができ、または構造体の結合体に設定するこ
とができる。例えば、各セル１１４を建物のフロアに対
応することも可能である。または、図９のセル１１４、
１２６、のような多数のセルを同一フロアの様々のエリ
アに対応することも可能である。ただしここで注記する
ことは、本発明の無線通信システム１０２は構造体の外
部用にも同様に適用でき、さらに１個以上の構造体の内
部と外部の両者の利用にも適用することができる。

【００２２】この無線通信システム１０２には１個以上
の無線固定基地（ＷＦＢ）局１１０、以下単に“基地
局”と呼ぶ、がある。各基地局１１０はそれぞれＲＦ切
替器１１２に結合する。各切替器１１２はＲＦ（無線周
波）多数位置切替器であってその位置間に２０ｄＢより
良好なＲＦ分離を持つ周知のものを挙げることができ
る。さらに、この切替器はＴＤＭＡ／ＴＤＤシステムに
おいてそのスロット内部またはフレーム内部の速度と見
合った切替え速度を持つ必要がある。各切替器１１２は
１個以上のセル・アンテナ・ユニット（ＣＡＵ）１１８
にそれぞれ結合する。各切替器１１２にそれぞれ結合し
たセル・アンテナ・ユニット１１８数は切替器に応じて
変るが図９に示すようにすべての切替器１１２、１２４
に対し同数の場合も可能である。

【００２３】図１に示す実施例では、その切替器１１２
は４個のセル・アンテナ・ユニット１１８に結合する。
基地局当たりの４個のＣＡＵｅ（注目する現移動体ｅつ
いて）はシステム性能とコストの観点から最適と考えら
れる。このセル・アンテナ・ユニット１１８は、二重の
目的の役目、つまり、マルチパス・フェージングを回避
および／またはこれを克服するための空間ダイバーシテ
ィと１個の基地局からの地点カバレッジ範囲の増大の二
重の目的の役目をする。この種類のダイバーシティをマ
クロ・ダイバーシティと呼び、このセル・アンテナ・ユ
ニット１１８間の（波長に比し）相対的間隔が広いこと
を表す。ここで地点カバレッジに関してこのセルアンテ
ナ・ユニット１１８は注目する範囲全体にわたって配置
されるがその目的はリモート端末位置におけるマルチパ
ス・フェージングを克服し完全な電波カバレッジを保証
するためである。

【００２４】具体的には、このセル１１４の中の各サブ
セル１１６に１個のセル・アンテナ・ユニット１１８を
配置する。複数のセル・アンテナ・ユニット１１８を持
つことで基地局１１０を少くすることが可能（ただし、
さもなければ、各サブセル１１６に対し１個の基地局な
らびにその付随するインタフェース（例えば、１０８）
およびコントローラ（例えば、１４０）が必要となる）
となり、基地局を少くできることでシステム設備や利用
を単純化できシステム・コストを最小にできる。このセ
ル・アンテナ・ユニット１１８はそれぞれその基地局１
１０に、好ましくは同軸ケーブルを介して、結合する
が、ただしこのケーブルは長さがそれぞれ約２００フィ
ート以下である。

【００２５】各セル・アンテナ・ユニット１１８には好
ましくはアンテナとデュプレクサがある。ケーブル・ロ
スを克服するためにデュプレクサを、ＴＤＤ動作に対
し、利用するが、好ましくはこれにはペアのＲＦ（無線
周波）切替器があり、さらにはその種々の移動体１４４
への送信用に電力増幅器があり、さらにはその種々の移
動体１４４からの受信用に低ノイズ増幅器がある。この
同軸ケーブル上でこれら増幅器用のＤＣ電力や送受信選
択用制御信号が送られる。このアンテナ１１８からの最
大送信機電力は、ピーク電力で１００ｍＷに好ましくは
限定される。送信機電力は隣接チャネル妨害を最小にし
システム・カバレッジの必要に適応するよう制御され
る。この切替器１１２はそのそれぞれの基地局１１０を
そのそれぞれのセル・アンテナ・ユニット１１８に選択
的に結合する。

【００２６】どの瞬間も、各基地局１１０はその切替器
１１２を介してある１個のセル・アンテナ・ユニット１
１８に結合する。例えば、ある瞬間、基地局１１０は１
個のセル・アンテナ・ユニット１１８Ａに切替器１１２
を介して結合する。各基地局１１０は、時分割多元接続
（ＴＤＭＡ）方式および／または時分割二重（ＴＤＤ）
の接続方式の無線システムの基地局である。ＴＤＭＡ／
ＴＤＤシステムでは連続タイム・スロットを利用し情報
を交互に送受信する。一般的にはこれら送受信タイムス
ロットはグループにまとめられフレームとして規定され
る。各基地局１１０には、トランシーバ（トランスミッ
タ／レシーバ複合体）があってこれがそのそれぞれの切
替器１１２に結合する。

【００２７】各基地局１１０は周知の無線通信技術を用
いて情報を移動体ユニット１４４とセル・アンテナ・ユ
ニット１１８を介して交換する。この基地局の送信機と
受信機は、その切替器およびその選択したセル・アンテ
ナとこのフレームのダウンリンク部分とアップリンク部
分と同期が取られ交互に結合する。ダウンリンクはその
基地局から移動体への下りの送信を指し、アップリンク
はこの移動体からその基地局への上りの送信を指す。こ
こでＭ−ａｒｙ ＦＳＫや Ｍ−ａｒｙ ＰＳＫのよう
なディジタル変調法が好まれる。またここですべての配
置基地局は最低システム内妨害に対しそれらの送受信サ
イクルに関し同期が取られる。

【００２８】３． 本発明の一般動作 本発明では、移動体ユニット１４４は（例えば、基地局
１１０のような）基地局とこの基地局１１０に結合した
アンテナの中の（例えば、アンテナ１１８Ａのような）
１個のアンテナを介し通信する。このアンテナ１１８Ａ
を用いてその移動体ユニット１４４と通信するのに先だ
ってこの基地局１１０は適当なコマンドをその切替器１
１２に送ってその切替器１１２にこのアンテナ１１８Ａ
と（この基地局１１０を）結合するよう命令する。この
移動体ユニット１４４はそのすべてのアンテナ１１８Ａ
ないし１１８Ｄからの送信を聴取している。もしこの移
動体ユニット１４４が（現在使用中ではない）アンテナ
１１８Ｂないし１１８Ｄの中のある１個のアンテナが現
在使用中のアンテナより“より良好”である（説明上仮
にアンテナ１１８Ｃをこの“より良好な”アンテナとす
る）と決定すると、この移動体ユニット１４４はその基
地局１１０へこの“より良好な”アンテナ１１８Ｃを識
別するメッセージを送信する。

【００２９】次にこの基地局１１０はこの“より良好
な”アンテナ１１８Ｃを用いてこの移動体ユニット１４
４と通信する。本発明のこの動作は、この各基地局１１
０に含まれる基地局コントローラ１４０によって、ただ
し各移動体ユニット１４４に含まれる移動体ユニット・
コントローラ１４６との組合わせで、好ましくは遂行さ
れる。以下に、マクロ・ダイバーシティに関する本発明
の動作とともにこれらのコントローラ１４０、１４６に
ついて詳しく説明する。前述のように各移動体ユニット
１１４はそのアンテナ１１８からの送信を聴取し“最
良”アンテナを決定する。この最良アンテナ決定法につ
いては以下に説明する。

【００３０】“最良”アンテナの決定は、実施の形態に
従うインプルメンテーション従属型の多数の要素に基づ
き行う。例えば、この“最良”アンテナの決定は受信信
号強度表示（ＲＳＳＩ）に基づき行うことができる。ま
たは、この“最良”アンテナの決定はビット誤り率（Ｂ
ＥＲ）（例えば、疑似エラー・カウントと呼ぶそのアイ
・パターン挿入からの瞬時誤り率を求める）に基づき行
うことができる。もしくは、この“最良”アンテナの決
定は前記例のなんらかの組合わせでもって行うこともで
きる。例えば、両方の要素に基づく決定を行うことによ
って不良アンテナを選択するチャンスを減少することが
できる。ＲＳＳＩとＢＥＲを求める方法はこの技術分野
の当業者には周知の方法である。

【００３１】“最良”アンテナの決定は、その移動体ユ
ニット１４４で全面的に実施することも可能であり、ま
たはこの基地局１１０とその移動体ユニット１４４の両
者で実施することも可能である。前述のように、この移
動体ユニット１４４はその基地局１１０へそのそれぞれ
の“最良”アンテナの選択を通信する。この基地局１１
０はインタフェース・モジュール１０８を介して構内交
換機（ＰＢＸ）１０４に結合する。このインタフェース
・モジュール１０８はその基地局１１０からの無線信号
を標準的通信インタフェース、例えば、チップリング、
または認可されたいずれかのインタフェース、に変換す
る。このインタフェース・モジュール１０８の構造と動
作はこの技術分野の当業者には明らかである。

【００３２】このインタフェース・モジュール１０８
は、そのＰＢＸｅまたはその基地局１１０と一体化する
ことも可能であり、もしくは両者から別個とすことも可
能である。このインタフェース・モジュール１０８、基
地局１１０、切替器１１２およびアンテナ１１８が無線
サブシステム１０１を構成する。同様に、図９におい
て、そのインタフェース・モジュール１２０、基地局１
２２、切替器１２４およびアンテナ１３０が別の無線サ
ブシステム１０３を構成する。この基地局１１０と移動
体ユニット１４４の動作は、ここに説明するように、各
基地局１１０に含まれる基地局コントローラ１４０と各
移動体ユニット１４４に含まれる移動体ユニット・コン
トローラ１４６を用いて好ましくは遂行される。

【００３３】これらのコントローラ１４０、１４４は、
ハードウェア具体化のステート・マシンとすることも可
能であり、またはソフトウェアによって動作するプロセ
ッサとすることも可能であり、もしくは前記のなんらか
の組合わせとすることも可能である。このＰＢＸ１０４
はその無線サブシステム１０１を電話網１０６（これに
はローカルおよび／または遠距離ネットワークを含むこ
とができる）に結合する。このようにして、移動体ユニ
ット１４４はこの電話網１０６を介してこのセル１１４
の外部に所在する固定体ユニットおよび／または移動体
ユニットと通信することができる。このＰＢＸ１０４と
電話網１０６の構造と動作はこの技術分野の当業者には
明白である。

【００３４】４． 本発明の第１の実施例 ４．１ 第１の実施例の説明 本発明の第１の実施例は図１と以上説明した構成を用い
る。またこれはミクロとマクロのダイバーシティを実現
しマルチパス・フェージングの影響を克服する。本発明
の第１の実施例では、そのフレームにおいて制御情報用
とデータ情報用に別々のスロットを提供する。各制御ス
ロットは特定のアンテナに専用とする。本発明の第１の
実施例は単一基地局の利用の場合に良く適用される。

【００３５】４．２ フレームの構造（図２） 本発明の第１の実施例では、図２に示すようなＴＤＭＡ
（時分割多元接続方式）フレームを用いてこの基地局１
１０と移動体ユニット１４４間にデータ信号と制御信号
を転送する。この第１の実施例は１セル当たりのベース
の利用の場合に適用される。簡単のために、本発明の第
１の実施例の動作をこの無線サブシステム１０１を参照
し説明する。ところで説明しようとする手順はいずれの
実施の形態の場合でも基地局と移動体間の制御情報とデ
ータ情報の転送法として広く一般的にも有用なものであ
る。このフレーム２０２にはダウンリンク部分２０４と
アップリンク部分２０６がある。

【００３６】このダウンリンク部分２０４にはこの基地
局１１０からその移動体ユニット１４４へ送信するデー
タ信号と制御信号がある。このアップリンク部分２０６
にはこの移動体ユニット１４４からその基地局１１０へ
送信するデータ信号と制御信号がある。このダウンリン
ク部分２０４にはｋ個のダウンリンク制御スロット２０
８とｎ個のダウンリンク・データ・スロット２１０があ
る。このアップリンク部分２０６にはｋ個のアップリン
ク制御スロット２１２とｎ個のアップリンク・データ・
スロット２１４がある。ｋはこの切替器１１２に結合し
たアンテナ１１８の数に等しい。したがって、図１に示
す実施例ではｋは４である。図２に示すフレーム２０２
例ではｎは５であり、ただしｎの値はインプルメンテー
ション従属型の値である。

【００３７】ここで注記することは、制御信号はシステ
ム制御に影響を及ぼす信号を指し、一方データ信号はユ
ーザ・データを含む信号を指す。ここで理解する必要が
あることは、このデータ・スロット２１０、２１４は、
例えば、音声情報、ビデオ情報、ファクシミリ情報など
いずれの種類の情報でも伝えることができるものであ
る。ここで“データ・メッセージ”や“データ”など同
様の語句は今述べた例のようにあらゆる種類のユーザ情
報を指すものとする。各ダウンリンク制御スロット２０
８はこの切替器１１２に結合したアンテナ１１８の中の
１個のアンテナに対応する。同様に、各アップリンク制
御スロット２１２はこの切替器１１２に結合したアンテ
ナ１１８の中の１個のアンテナに対応する。

【００３８】特定のアンテナに対応するダウンリンク制
御スロット２０８とアップリンク制御スロット２１２は
そのフレーム２０２において同一相対位置を占有する。
例えば、ダウンリンク制御スロット２０８Ｃがアンテナ
１１８Ｂに対応する場合、アップリンク制御スロット２
１２Ｃもまたアンテナ１１８Ｂに対応する。一般にはデ
ータ・スロットは移動体に対応したりまたは移動体に事
前に割当てることはない。これらのスロットは、呼出を
設定する場合にのみ割当てし、呼出を解除する場合に割
当てを解除する。

【００３９】４．３ 第１の実施例のアンテナ選択制御
の動作 ここでアクティブ移動体ユニットとは、この基地局１１
０と設定した電話呼出に現在参加している移動体ユニッ
トと定義する。ここでアクティブ移動体ユニットと対応
することができるダウンリンク・データ・スロット２１
０を取上げ考える。またいずれのアップリンク・データ
・スロット２１４をいずれのアクティブ移動体ユニット
に対応することも可能である。特定のアクティブ移動体
ユニットに対応するダウンリンク・デーラ・スロット２
１０とアップリンク・データ・スロット２１４は、それ
らそれぞれ半分のフレーム部分２０４、２０６で同一相
対的位置を占有する。例えば、ダウンリンク・データ・
スロット２１０Ｂがあるアクティブ移動体ユニットに対
応するとすると、アップリンク・データ・スロット２１
４Ｂはまたこのアクティブ移動体ユニットに対応する。

【００４０】同時に生ずる同時電話呼出の最大数はダウ
ンリンク・データ・スロット２１０数の関数（同様にア
ップリンク・データ・スロット２１４数の関数）であ
る。つまり、同時電話呼出の最大数はｎに等しい。以上
説明したように、ダウンリンク・データ・スロット２１
０とアップリンク・データ・スロット２１４は各アクテ
ィブ移動体ユニットと対応する。さらにまた、いずれの
アンテナ１１８Ａないし１１８Ｄもいずれのアクティブ
移動体ユニットに対応する（またはそれに割当てる）こ
とも可能である。これら対応付けはあるフレームから次
のフレームで変化することができる。しかし、特定のフ
レームの際には、あるアクティブ移動体ユニットはその
割当てられたアンテナを介してかつその割当てられたダ
ウンリンクとアップリンクのデータ・スロットで（また
割当てられた周波数で）その基地局１１０とデータを交
換する。

【００４１】本発明の第１の実施例の無線通信システム
１０２の動作を図３のフローチャート２２１を参照し説
明する。フローチャート２２１は先に設定した電話呼出
の際に（ただし、電話呼出を設定する手順については図
４で以下に説明する）この基地局１１０と移動体ユニッ
ト１４４のようなアクティブ移動体ユニット間にデータ
信号と制御信号を交換するように行う動作ステップを示
す。フローチャート２２１に示す動作ステップは、
“現”フレーム２０２と呼ぶ単一フレーム２０２の交換
の際にこの基地局１１０とそのアクティブ移動体ユニッ
ト１４４の行う動作を示す。フローチャート２２１の示
すステップは各フレームに対し行われる。フローチャー
ト２２１はステップ２２０で開始し制御は直ちにステッ
プ２２２に移る。

【００４２】ステップ２２２において、この基地局１１
０によってこの現フレーム２０２のダウンリンク制御ス
ロット２０８でそのアンテナ１１８Ａないし１１８Ｄを
介し制御信号の送信を行うことができる。具体的には、
この基地局１１０はその切替器１１２にこの基地局１１
０をそのアンテナ１１８Ａに結合するよう命令する。次
にこの基地局１１０はダウンリンク制御スロット２０８
Ａで（説明のためダウンリンク制御スロット２０８Ａは
アンテナ１１８Ａと常に対応すると仮定し）アンテナ１
１８Ａを介し制御メッセージを送信する。次にこの基地
局１１０はその切替器１１２にこの基地局１１０をその
アンテナ１１８Ｂに結合するよう命令する。

【００４３】次にこの基地局１１０はダウンリンク制御
スロット２０８Ｂで（説明のためダウンリンク制御スロ
ット２０８Ｂはアンテナ１１８Ｂと常に対応すると仮定
し）アンテナ１１８Ｂを介し制御メッセージを送信す
る。同様に、この基地局１１０は、それぞれダウンリン
ク制御スロット２０８Ｃでアンテナ１１８Ｃを介しまた
ダウンリンク制御スロット２０８Ｄでアンテナ１１８Ｄ
を介し（説明のためそれぞれダウンリンク制御スロット
２０８Ｃはアンテナ１１８Ｃと常に対応しまたダウンリ
ンク制御スロット２０８Ｄはアンテナ１１８Ｄと常に対
応すると仮定し）同一制御メッセージを送信する。この
ように、この基地局１１０は同一メッセージをその各対
応アンテナ１１８によって同報通信する。

【００４４】一般に、制御メッセージをそのダウンリン
ク制御スロットで同報通信するが、これはそのそれぞれ
のアンテナを識別する符号化データを含む。例えば、ダ
ウンリンク制御スロット２０８Ｄで送信する制御メッセ
ージはアンテナ１１８Ｄを識別する符号化データを含
む。またこの制御メッセージは長いメッセージであっ
て、これはさらに、例えば、周波数やスロットの選択に
関する符号化データや電話端末の状態制御情報を含む。
以下に説明するように、移動体ユニット１４４はこの情
報をハンドシェーキング機構として利用して呼出を設定
しまた先に設定したアクティブ呼出の有効存続期間中変
化する通信状態に合せるよう調整する。例えば、アクテ
イブ移動体ユニットからの新規アンテナ要求に応答して
スロット選択情報を送信することができる（下記ステッ
プ２３０で説明する）。

【００４５】ステップ２２４においては、基地局１１０
によってこの現フレーム２０２の適当なダウンリンク・
データ・スロット２１０でその適当なアンテナ１１８Ａ
ないし１１８Ｄを介しデータ・メッセージの送信ができ
る（このデータ・メッセージはこの電話網１０６からそ
のＰＢＸ１０４とインタフェース・モジュール１０８を
介し受信されたものである）。例えば、この基地局１１
０はその移動体ユニット１４４にアドレス指定したデー
タ・メッセージを持つと仮定する。さらにまた例えば、
この現フレーム２０２でこの移動体ユニット１４４には
アンテナ１１８Ｃとダウンリンク・データ・スロット２
１０Ａが割当てられると仮定する。そこで、ステップ２
２４において、こお基地局１１０はその切替器１１２に
この基地局１１０をアンテナ１１８Ｃに結合するよう命
令する。

【００４６】そこで、この基地局１１０はダウンリンク
・データ・スロット２１０Ａでアンテナ１１８Ｃを介し
そのデータ・メッセージを送信する。この基地局１１０
は同様に動作して他のアクティブ移動体ユニットに対し
その適当なアンテナ１１８Ａないし１１８Ｄを介しその
適当なダウンリンク・データ・スロット２１０で他の適
当なデータ・メッセージを送信する。ここで注記するこ
とは（今説明した）ステップ２２２、２２４はこの基地
局１１０によって行われたことである。ステップ２２
６、２２８、２３０、２３２は各アクティブ移動体ユニ
ットによって行われる。説明上、これらステップを移動
体ユニット１４４に関して説明する。ステップ２２６に
おいて、この移動体ユニット１４４はこの現フレーム２
０２のすべてのダウンリンク制御スロット２０８を聴取
（つまり、この移動体ユニット１４４はその制御スロッ
ト２０８のすべてに含まれる制御メッセージの受信を試
行）する。

【００４７】この移動体ユニット１４４はこれらの制御
スロットからそのアンテナ１１８Ａないし１１８Ｄの中
の“最良”アンテナを決定する。一般にこの“最良”ア
ンテナとは可能最高通話品質でこの移動体ユニット１４
４がその基地局１１０と通信できるアンテナ１１８Ａな
いし１１８Ｄを指す。この“最良”アンテナを決定する
手順は前に説明した。さらにステップ２２６の際にこの
移動体ユニット１４４は周波数および／またはスロット
の選択情報を、ただし存在する場合に、その現割当てア
ンテナ１１８に対応するダウンリンク制御スロット２０
８から抽出する。例えば、この移動体ユニット１４４に
この呼出部分の際にアンテナ１１８Ａが割当てられる場
合、この移動体ユニット１４４は周波数および／または
スロットの選択情報を、ただし存在する場合に、そのダ
ウンリンク制御スロット２０８Ａから抽出する。

【００４８】この周波数および／またはスロットの選択
情報は、（前記の）ステップ２２２の際にこの基地局１
１０によってそのダウンリンク制御スロット２０８Ａに
挿入されたものである。この周波数および／またはスロ
ットの選択情報はいずれか変更を行う前にはその移動体
ユニットが確認し承認する必要がある。この変更には１
個（またはそれ以上）のフレームを取上げ終了する。こ
こで注記することは、この移動体ユニット１４４は周知
の方法でこの基地局１１０から送信するフレームのタイ
ミングと先に同期を取っておりそして同期を保持してい
ることである。ステップ２２８において、この移動体ユ
ニット１４４はそれに割当てたダウンリンク・データ・
スロット２１０でデータを受信する。

【００４９】前述のように、この現フレームに対して各
アクテイブ移動体ユニットはダウンリンク・データ・ス
ロット２１０と対応する。この対応付けはフレームごと
に変る（前記ステップ２２６参照）。ステップ２２８に
おいて、この移動体ユニット１４４はそれに先に割当て
たダウンリンク・データ・スロット２１０でデータを受
信する。ステップ２３０において、この移動体ユニット
１４４は、必要に応じ、その現割当てアンテナに対応す
るアップリンク制御スロット２１２でその基地局１１０
へ新規アンテナに対する要求を送信する。これはランダ
ム・プロセスであるが時間的に遅れぬプロセスである。
この移動体ユニットは性能向上の必要な時期を時間とそ
の際の位置の関数で決定する。

【００５０】例えば、この移動体ユニット１４４をアン
テナ１１８Ａに現在割当てていると仮定する。またステ
ップ２２６においてそのためにはアンテナ１１８Ｃが最
良のアンテナであると移動体ユニット１４４が決定した
と仮定する。したがってステップ２３０においてこの移
動体ユニット１４４はその基地局１１０へこの新規最良
アンテナ１１８Ｃに対応するアップリンク制御スロット
での新規アンテナ（アンテナ１１８Ｃ）に対する要求を
送信する。この移動体ユニット１４４はこの〓“最良”
アンテナ（ステップ２２６で決定）がその現割当てアン
テナと異なる場合にのみこのような要求を送信すること
が好ましい。ここで注記することは、新規アンテナに対
するいずれの要求もこの現フレーム２０２の際のこの移
動体ユニット１４４の動作に影響を及ぼさないことであ
る。

【００５１】この新規アンテナに対する要求がその基地
局１１０へクリアに送信されないことがある。これはそ
の通信環境におけるノイズや他の影響によって起り得
る。この新規アンテナ要求の送信不成功がこのシステム
の動作に悪影響を及ぼすことはない、というのはそのア
クティブ移動体ユニット１４４はこの要求を（必要に応
じ）その次のフレーム（または後続するフレームで、性
能が改善されるまで）再送するからである。移動体が異
なるアンテナからサービスを求める場合に一般に協議は
しない。求める場合にそれは得られる。ところが、周波
数とタイム・スロットの変更は基地局と移動体間で常に
協議される。今述べたランダム・アクセス処理手順の代
りにポール処理（ポーリング）手順を用いることができ
る。

【００５２】各移動体を周期的に照会しその状態または
サービスに対する要求を求める。例えば、各移動体には
すべての移動体がポール処理されるまで特定の時間その
最良アンテナを介して基地局に応答するよう要求する。
この応答の際に呼出設定要求を行うことができる。移動
体が例えば、１２個足らずのような小さいシステムで
は、（１０ｍｓフレーム継続時間で）応答に対する遅延
時間は１２０ｍｓ以下である。イナクティブ移動体は、
そのポール処理レートが許容可能な発信音遅延を与える
のに十分短い範囲にある限り、連続的にポール処理する
必要はない。ポール処理が保証することは意図するアク
ションをアクションを取る前に確認することである。と
ころでこのランダム処理かポール処理かのいずれの処理
の場合でも、この移動体からの変更要求を求めることが
変更が進行する前に必要である。

【００５３】ステップ２３２において、この移動体ユニ
ット１４４は現在モニタしているアンテナに割当てたア
ップリンク・データ・スロット２１４でその基地局１１
０へデータを送信する。前述のように、この現フレーム
に対し各移動体ユニットはアップリンク・データ・スロ
ットと対応する。この対応付けは（前記ステップ２２６
を参照のこと）フレーム毎にさらに呼出毎に変る。ステ
ップ２３２の際に、この移動体ユニット１４４はそれに
先に割当てたアップリンク・データ・スロット２１２で
データを送信する。この基地局１１０はこのデータをそ
の電話網１０６へそのインタフェース・モジュール１０
８とＰＢＸ１０４を介して周知のように転送する。ステ
ップ２３２を実施後、フローチャート２２１の挙動はス
テップ２３４に示すように完了する。

【００５４】４．４ 第１の実施例の呼出設定 本発明の第１の実施例による無線通信システム１０２の
動作をさらに図４のフローチャート２４０を参照し説明
する。フローチャート２４０は、移動体ユニット１４４
のような移動体ユニットと基地局１１０のような基地局
間に新規電話呼出を設定するよう行う動作ステップを示
す。フローチャート２４０に示すステップは移動体ユニ
ット１４４が新規電話呼出の設定を試行する度毎に行
う。フローチャート２４０はステップ２４２で開始し制
御は直ちにステップ２４４に進む。ステップ２４４にお
いて、新規電話呼出の設定を所望する移動体ユニット１
４４のような移動体ユニットは、その現フレーム２０２
のすべてのダウンリンク制御スロット２０８を聴取する
（つまり、この移動体ユニット１４４はそのすべての制
御スロット２０８に含む制御メッセージの受信を試行す
る）。

【００５５】この移動体ユニット１４４はそのアンテナ
１１８Ａないし１１８Ｄから“最良”アンテナを決定す
る。この“最良”アンテナを決定する手順は前述の通り
である。ここで注記することは、この移動体ユニット１
４４は周知のようにその基地局１１０から送信したフレ
ームのタイミングと先に同期を取っておりそして同期を
保持していることである。ステップ２４６において、そ
のランダム・アクセス処理手順またはポール処理アクセ
ス手順によって、この移動体ユニット１４４はその“最
良”アンテナ１１８Ａに対応するアップリンク制御スロ
ット２１２Ａでその基地局１１０へ新規電話呼出設定の
要求を送信する。新規電話呼出の設定要求をその基地局
１１０へクリアに送信されないことがある。

【００５６】これは通信環境におけるノイズまたは他の
影響によって起り得る。さらにまた、これは複数の移動
体ユニットが同一アップリンク制御スロット２１２の際
に送信を試行しようとする場合のこの複数の移動体間の
衝突によっても起り得る（例えば、２個以上の移動体ユ
ニットが同一制御スロットの際に送信しようとその最良
アンテナに同一判断をした場合を挙げることができ
る）。この新規電話呼出要求の送信不成功がそのシステ
ムの動作に悪影響を及ぼすことはない、というのはこの
移動体ユニット１４４は（必要に応じ）その次のフレー
ムでこの要求を再送することができるからである。さら
に、これらの衝突を軽減させるために利用できる周知の
衝突アルゴリズムがある。

【００５７】この移動体ユニット１４４から新規電話呼
出に対する要求を受信すると、この基地局１１０はこの
要求を受入するかその正否を決定する。この決定をこの
基地局１１０は次のように行う。この基地局１１０では
アクティブ・スロットでデータを送信しているアクティ
ブ移動体数がｎ（ダウンリンク・データ・スロット数）
未満である場合、この未利用のデータ・スロットのいず
れかにこの移動体ユニットを割当てその呼出を受入す
る。この例の場合、この移動体ユニットは未利用アップ
リンク制御スロットを選択しランダム・タイム（その基
地局によって必要とされる場合の基地局制御とは逆に）
で送信できる。このような送信をここではランダム・ア
クセスと呼ぶ。

【００５８】ランダム・アクセス送信は、例えば、音声
呼出をセットアップするためにその基地局と通信を開始
するのに利用する。この基地局１１０がその新規電話呼
出に対する要求を受入すると、この基地局１１０はこの
次のフレームの“最良”アンテナ（ステップ２４４でそ
の移動体ユニット１４４によって決定）に対応するダウ
ンリンク制御スロット２０８でこの受入を通信する。こ
の受入は次の情報を含む制御メッセージの形であるのが
好ましい。それは、この要求をした移動体ユニット１４
４を識別する情報でありまたこの移動体ユニット１４４
に割当てられた周波数、ダウンリンク・データ・スロッ
ト２１０、アップリンク・データ・スロット２１４およ
びアンテナを識別する情報である。

【００５９】ステップ２４８において、この移動体ユニ
ット１４４はその次のフレームの〓“最良”アンテナ
（ステップ２４４で決定）に対応するダウンリンク制御
スロット２０８に含まれる制御情報、ただし存在する場
合、を読取る。今述べたように、もしこの基地局１１０
が新規電話呼出に対する要求を受入した場合、この基地
局１１０はその受入をこのダウンリンク制御スロット２
０８で通信していたであろう。しかしこのダウンリンク
制御スロットが基地局１１０からその移動体ｅの要求の
確認を含む（ステップ２４９）が、ただし呼出受入フラ
ッグを含まない（ステップ２５０）場合、この移動体ユ
ニット１４４はその呼出要求は受入されなかった（ステ
ップ２５０）と決定し、ステップ２４４に戻る。

【００６０】これに反して、この移動体がその基地局か
らエラーの無い応答を受信していない場合、この移動体
ユニットはその要求はエラー無しで受信されなかったと
してステップ２４６によって再送する。エンドレス・ル
ープ状態を避けるため、この移動体ユニットはｍ回の試
行後この要求を中止することができる。この新規呼出要
求が受入（ステップ２５０において決定）された場合、
ステップ２５２においてこの移動体ユニット１４４は下
記例のようなその直ぐ後ろに続くフレームを処理するの
に要する何らかの調整を行う。（ただし、この“直ぐ後
ろに続くフレーム”とはその“次のフレーム”に続くフ
レームを指し、ここで想起することはこの“次のフレー
ム”とは“現フレーム”に続くフレームを指すことであ
る。）

【００６１】前記その直ぐ後ろに続くフレームを処理す
るのに要する（ステップ２４８参照）調節例としてはこ
の移動体ユニット１４４に割当てた周波数とデータ・ス
ロットに対する調整を挙げることができる。ステップ２
５２の終了後、このフローチャート２４０の動作はステ
ップ２５４に示すように完了する。この呼出が設定され
てしまうと、この基地局１１０とその移動体ユニット１
４４の動作は前述の図３に示した通りの動作である。

【００６２】５．本発明の第２の実施例 本発明の第２の実施例では、図５に示すようなＴＤＭＡ
（時分割多元接続）フレームを用いてこの基地局１１０
とその移動体ユニット１４４間でデータと制御の信号を
転送する。本発明の第２の実施例の物理構造は前記図１
と前述のセクション２に示したものと同一で変らない
が、第２の実施例は第１の実施例とは次の点が異なる。
それは、その制御とデータの情報が１個のスロットの特
定のフィールドにここでは結合される点である。１個の
フレームの中のこれら結合機能スロット数はインプリメ
ンテーション従属値であるが、そのシステムにおいて各
アクティブ呼出に対しまたはそのシステムの他のアクテ
ィビティに対し１個のスロットが常に存在する。また本
発明の第２の実施例ではマクロとミクロの両ダイバーシ
ティを利用する。簡単のため、本発明の第２の実施例で
はその無線サブシステム１０１を参照し本発明の動作を
説明する。

【００６３】５．１ 第２の実施例のフレーム構造 このフレーム３０２にはダウンリンク部分３０４とアッ
プリンク部分３０６がある。このダウンリンク部分３０
４にはこの基地局１１０からその移動体ユニット１４４
へ送信するデータと制御の信号がある。このアップリン
ク部分３０６にはこの移動体ユニット１４４からその基
地局１１０へ送信するデータと制御の信号がある。この
ダウンリンク部分３０４にはｘ個のダウンリンク結合制
御／データスロット３０８、ただし以下これを単にスロ
ットと呼ぶ、がある。このアップリンク部分３０６には
ｘ個のアップリンク制御／データ・スロットがある。こ
のｘ値は図５に示すフレーム３０２の例では８である
が、このｘ値はインプルメンテーション従属値である。

【００６４】ダウンリンク・スロット３０８はアクティ
ブ呼出状態にある各移動体ユニットに対応する。また各
アップリンク・スロット３１２はアクティブ移動体ユニ
ットに対応する。特定のアクティブ移動体ユニットと対
応するダウンリック・スロット３０８とアップリンク・
スロット３１２はそのフレーム３０２で同一相対的位置
を占有する。例えば、ダウンリンク・スロット３０８Ｂ
があるアクティブ移動体ユニットに対応する場合、アッ
プリンク・スロット３１２Ｂもまたこのアクティブ移動
体ユニットに対応する。図８はこのダウンリンク・スロ
ット３０８とアップリンク・スロット３１２のフォーマ
ットを示す。各ダウンリンクとアップリンクのスロット
３０８、３１２には制御フィールド４０２と単一のデー
タ・フィールド４０４がある。

【００６５】この制御フィールドは図８に示すようにい
くつかのサブフィールドにさらに分割される。例えば、
このサブフィールド４０２Ｅには、ガード・ビット、プ
レアンブル・ビット、同期ビット、チェック・ビットの
ような制御情報を含むことができる。最後に、サブフィ
ールド４０２Ｆには利用可能な周波数、利用可能なアッ
プリンク・スロット、終端状態、更新制御メッセージお
よびチェック・ビットに関するシステム・メッセージを
含むことができる。このフィールド４０２Ａないし４０
２Ｄはｚフィールドと呼ばれる。この数はその切替器１
１２に結合するアンテナ１１８数に等しい（してがって
この例ではｚは４である）。各ｚフィールド４０２Ａな
いし４０２Ｄはこの切替器１１２に結合するアンテナ１
１８の中の１個のアンテナに対応する。

【００６６】このｚフィールドが本発明に係るフィール
ドである。これらの特定位置は、それらが存在しかつそ
れらの固定位置が既知でモニタできる限り重要ではな
い。このｚフィールドの大きさは少なくとも２ビットで
ある。長いビット・ストリームを利用しそのビット・パ
ターンを選択してこのシステムの性能とコストの目標を
満足させることができる。一般にこのパターンが長い
程、その検出はさらにローバストになるが、ここに含ま
れる回路／アルゴリズムに対するコストは大きくなる。
この移動体は、各ｚフィールドのＲＳＳＩに基づき、ま
たは各ｚフィールドのエラー数に基づき、もしくはこの
両者に基づき判断することができる。この制御フィール
ド４０２の構成についての以上の説明の意味は、このフ
ィールドに知識のあるシステム設計者が配置できる種類
の情報を例示するものである。許容可能な電話呼出の最
大数はダウンリンク・スロット３０８数の関数で（換言
すると、アップリンク・スロット３１２の関数で）あ
る。

【００６７】つまり、許容可能な電話呼出の最大数はｘ
の関数である。これが本発明の第１と第２の実施例の一
つの違いである。第２の実施例の方がアクティブ電話呼
出に対する容量が大きい、というのはこの第２の実施例
では各スロットは制御とデータの情報の両者を含むのに
対し第１の実施例ではこのスロットの中のいくつかはデ
ータ情報を伝えるだけである。今説明したように、ダウ
ンリンク・スロット３０８とアップリンク・スロット３
１２は各アクティブ移動体ユニットに対応する。さらに
また、アンテナ１１８Ａないし１１８Ｄは各アクティブ
移動体ユニットに対応（または割当）する。これらの対
応付けはフレーム毎に変化することができる。しかし、
特定のフレームの際にはアクティブ移動体ユニットは、
その割当てたアンテナを介しその割当てたダウンリンク
とアップリンクのスロット３０８、３１２で（さらにま
た割当てた周波数で）その基地局１１０とデータを交換
する。

【００６８】５．２ 第２の実施例の動作の説明 本発明の第２の実施例による無線通信システム１０２の
動作を図６のフローチャート３２０を参照し説明する。
フローチャート３２０は、先に設定した電話呼出の際
（この第２の実施例による電話呼出設定手順は以下の図
７において説明する）にこの基地局１１０と移動体ユニ
ット１４４のようなアクティブ移動体ユニット間にデー
タと制御の信号を交換するよう行われる動作ステップを
示す。フローチャート３２０に示す動作ステップは
“現”フレーム３０２と呼ぶ単一フレーム３０２の交換
の際にこの基地局１１０とアクティブ移動体ユニット１
４４の動作を表す。フローチャート３２０のステップは
各フレームに対し行われる。フローチャート３２０はス
テップ３２２で開始し制御はステップ３２４へ直に移
る。

【００６９】移動体ユニット１４４からのアクティブ呼
出はダウンリンク・スロット３０８Ａとアップリンク・
スロット３１２Ａに対応すると仮定する。ステップ３２
４において、この基地局１１０によって次のようにその
アンテナ１１８Ａないし１１８Ｄを介しこの現フレーム
３０２のダウンリンク・スロット３０８Ａの制御フィー
ルド４０２の送信ができる。説明上このアンテナ１１８
Ａをその現フレーム３０２の際にこの移動体ユニット１
４４に割当ると仮定する。システム関係フィールド４０
２Ｅとシステム・メッセージ４０２Ｆを送信するため、
この基地局１１０はその切替器１１２にこの基地局１１
０をそのアンテナ１１８Ａに結合するよう命令する。

【００７０】各アンテナに対応するｚフィールドを送信
するため、この基地局１１０はその切替器１１２にこの
基地局１１０をｚフィールドに割当てたアンテナにその
スロットのｚフィールド部分の際に結合するよう命令す
る。例えば、ｚフィールド４０２Ｂをアンテナ１１８Ｂ
に割当てた場合、この基地局１１０はその切替器１１２
にこの基地局１１０をアンテナ１１８Ｂにｚフィールド
４０２Ｂの際に結合するよう命令する。さてステップ３
２６において、この基地局１１０によってその移動体ユ
ニットに対応するアンテナ・ユニット（１１８Ａ）を介
してこの移動体ユニット１４４向けのデータ・メッセー
ジの送信ができる。このデータ・メッセージはその電話
網１０６からこのＰＢＸ１０４とインタフェース・モジ
ュール１０８を介して受信されたものである。

【００７１】このデータ・メッセージはその現フレーム
３０２のダウンリンク・スロット３０８Ａのデータ・フ
ィールド４０４で送信する。ステップ３２６において、
この基地局１１０はその切替器１１２にこの基地局１１
０をアンテナ１１８Ａにこの現フレーム３０２のダウン
リンク・スロット３０２Ａのデータ・フィールド４０４
の送信の際に結合するよう命令する。ステップ３３２に
おいて、この移動体ユニット１４４は制御とデータのフ
ィールドをすべて含むその割当てダウンリンク・スロッ
ト３０８Ａを聴取する。このｚフィールドの受信から、
この移動体ユニット１４４はそのアンテナ１１８Ａない
し１１８Ｄの中からその“最良”アンテナを決定する。
この“最良”アンテナの決定手順は前述の通りである。

【００７２】またステップ３３０の際に、この移動体ユ
ニットは（前記）ステップ３２４の際にこの基地局１１
０がダウンリンク・スロット３０８Ａのシステム・メッ
セージ・フィールド４０２Ｆに挿入したシステム情報を
抽出する。この情報は前述のようにその次のフレーム
（この現フレームに直ぐ後に続くフレームを指す）の際
にこの基地局１１０と移動体ユニット１４４の動作に影
響を及ぼすことが起こり得る。ステップ３３２におい
て、この移動体ユニット１４４はその現フレーム３０２
のそのダウンリンク・スロット３０８Ａでそのデータ・
フィールド４０４からデータを受信する。ここで注記す
ることはステップ３３０、３３２はすべてのこのアクテ
ィブ移動体ユニットがそれらそれぞれのダウンリンク・
スロット３０８で行うステップのことである。

【００７３】このステップ３３０、３３２の実施後にス
テップ３３４が行われる。ステップ３３４においてこの
移動体ユニット１４４は、必要に応じ、新規アンテナに
対する要求をその基地局１１０へ送信する。この新規ア
ンテナ要求をその移動体ユニット１４４に対応するアッ
プリンク・スロット３１２Ａで送信する。さらに具体的
には、この新規アンテナ要求はこの移動体ユニット１４
４に割当てたアンテナ１１８に対応するｚフィールド４
０２Ａないし４０２Ｄ（アップリンク・スロット３１２
Ａの）で送信する。例えば、この移動体ユニット１４４
には現在アンテナ１１８Ｂが割当てられているとする。
さらにステップ３３０でこの移動体ユニット１４４はア
ンテナ１１８Ｃがその目的には“最良アンテナ”と決定
したとする。

【００７４】そこでステップ３３４において、この移動
体ユニット１４４は新規アンテナ〓（つまり、アンテナ
１１８Ｃ）に対する要求をその基地局１１０へこのｚフ
ィールド４０２Ｂ（そのアップリンク・スロット３１２
Ａの）で送信するが、これはそのアンテナ１１８Ｃに対
応するものである。実際に本発明のこの実施例ではこの
移動体ユニット１４４はその適当なｚフィールド（ステ
ップ３３０で決定）でその“最良”アンテナ・アセスメ
ントを常に送信している。ここで注記することは新規ア
ンテナに対するいずれの要求もその現フレーム３０２の
際のこの移動体ユニット１４４の動作に影響を及ぼさな
いことである。この新規アンテナ要求がその基地局１１
０へクリアに送信されないことがある。これはその通信
環境におけるノイズや他の影響によって起り得る。

【００７５】この新規アンテナ要求の送信不成功はその
システムの動作に悪影響を及ぼすことはない、というの
はこのアクティブ移動体ユニット１４４は後続するすべ
てのフレームでその最良アンテナのアセスメントを連続
的に送信しているからである。この移動体ユニット１４
４からのｚフィールドの変更に気付くとこの基地局１１
０はその次のダウンリンク・フレームでその移動体用の
アンテナを決定する。この決定を基地局１１０が行う方
法は前述の通りである。ステップ３３６において、この
移動体ユニット１４４はこの現フレームのそのアップリ
ンク・スロット３１２Ａのデータ・フィールド４０４で
その基地局１１０へデータを送信する。この基地局１１
０はこのデータを周知のようにそのインタフェース・モ
ジュール１０８とＰＢＸを介してその電話網１０６へ転
送する。ステップ３３６を実行後、フローチャート３２
０の実施はステップ３３８に示すように完了する。

【００７６】５．３ 第２の実施例の呼出設定 本発明の第２の実施例による無線通信システム１０２の
動作をさらに図７のフローチャート３４０を参照し説明
する。フローチャート３４０は、第２の実施例により移
動体ユニット１４４のような移動体ユニットと基地局１
１０のような基地局間に新規電話呼出を設定するよう行
う動作ステップを示す。フローチャート３４０のステッ
プは移動体ユニット１４４が新規電話呼出の設定を試行
する度毎に行う。フローチャート３４０はステップ３４
２で開始し直に制御はステップ３４４に移る。この基地
局１１０はフレーム毎に少くとも１個のダウンリンク・
スロットでシステム情報を送信する必要がある。

【００７７】本プロセスの説明を明瞭にするのに役立つ
よう仮定をおくが、ここで必要とするスロットを、例え
ば、スロット３０８Ｅとする。ステップ３４４におい
て、新規電話呼出の設定を所望する移動体ユニット１４
４のような移動体ユニットは、この現フレーム３０２の
（ダウンリンク・スロット３０８Ｅのような）ダウンリ
ンク・スロットと同期をとる。この移動体ユニット１４
４はその内容からスロット３０８Ｅは汎用でこのシステ
ムによって送信される情報スロットであることが認めら
れるが、この種のスロットはビーコン・スロットと呼ば
れる。ビーコン・スロットにはこの制御フィールド４０
２で前述の説明のような種類の制御情報を含む。ビーコ
ン・スロットはそれに対応する情報フィールドを持つと
は限らないが、そのトラフィック・ロードの必要に応
じ、それを持つ場合がある。

【００７８】この意味から本発明のこの実施例では、ア
クティブ・スロットはいずれも本システムに対しビーコ
ン・スロットと考えることができる。例えば、スロット
３０８Ｅには下記例のようなシステム情報を含むビーコ
ン・スロットを挙げることができる。現基地局ｅのその
瞬間の時点の良好な周波数リストのようなシステム情報
を含む場合またこの次のフレームの新規呼出に対し利用
可能なスロットの場合やこの現フレームのアップリンク
の移動体応答に対し利用可能なスロットの場合を挙げる
こともできる。この基地局はフレーム毎のすべてのアッ
プリンク・スロットを連続的にモニタする。サービスを
所望するこの移動体ユニット１４４はビーコン・スロッ
ト３０８Ｅと同期をとりそのシステム情報を読取る。

【００７９】ステップ３４６において、この移動体ユニ
ット１４４はその識別したダウンリンク・スロット３０
８Ｅのすべての制御フィールド４０２を聴取する。この
移動体ユニット１４４は前述の“最良”アンテナ決定手
順にしたがって“最良”アンテナをそのアンテナ１１８
Ａないし１１８Ｄの中から決定する。ここで注記するこ
とは、この移動体ユニット１４４は周知のようにこの基
地局１１０から送信したフレームのタイミングと先に同
期をとっておりまた同期を保持していることである。ス
テップ３４８において、この移動体ユニット１４４はそ
れ自身の良好周波数リストをその基地局リストと比較し
相互に許容可能な周波数を選択する。

【００８０】ここで遅延の存在が可能であってそれはこ
の選択周波数がその基地局に許容できる逐次利用周波数
リスト上で低い場合に有する遅延である、というのはこ
の基地局はそのリスト全体を通過するのに周波数当たり
数個のフレームを取上げるからである。またその利用可
能なアップリンク・スロットからこの移動体ユニット１
４４はそのアップリンク・スロットを選択する。例え
ば、その選択アップリンク・スロット例がスロット３１
２Ｅである場合を挙げることができる。ステップ３５０
において、この移動体ユニット１４４は、アップリンク
・スロット３１２Ｅのようなアップリンク・スロットを
識別（利用可能なスロットを識別する手順は前述の通
り）し、この識別アップリンク・スロット３１２Ｅでそ
の基地局１１０へ新規電話呼出の設定要求を送信する。

【００８１】具体的には、この新規電話呼出要求は（そ
のアップリンク・スロット３１２Ｅの）制御スロット・
フィールドで送信する。またこの最良アンテナ情報はそ
の選択アップリンク・スロットの適当なｚフィールドで
送信する。例えば、ステップ３４６において、この移動
体ユニット１４４がその“最良”アンテナはアンテナ１
１８Ａと決定したとする。そこでステップ３５０におい
て、この移動体ユニット１４４はアップリンク・スロッ
ト３１２Ｅの制御フィールド４０２でその基地局１１０
へ新規電話呼出の設定要求を送信する。この新規電話呼
出の設定要求をその基地局１１０へクリアに送信できな
いことがある。これはその通信環境のノイズまたは他の
影響によって起り得る。

【００８２】さらにまた、これは複数の移動体ユニット
が例えば、同一スロット３１２Ｅの際に送信を試行しよ
うとしてこの複数の移動体ユニット間の衝突によっても
起り得る。この新規電話呼出要求の送信不成功がこのシ
ステムの動作に悪影響を及ぼすことはない、というのは
この移動体ユニット１４４は（必要に応じ）その次のフ
レームでこの要求を再送することができるからである。
この移動体ユニット１４４から新規電話呼出に対する要
求を受信すると、この基地局１１０はこの要求を受入す
るかその正否を決定する。この基地局１１０はこの決定
を前述のように行う。この基地局１１０が新規電話呼出
に対する要求を受入すると、この基地局１１０はステッ
プ３４８において選択した（次のフレームの）ダウンリ
ンク・スロット３０８Ｅでこの受入を通信するのが好ま
しい。

【００８３】このような受入は、好ましくはフィールド
４０２Ｆの制御メッセージの形を挙げることができるが
ただしこれは少くともこの要求をした移動体ユニット１
４４を識別する情報を含むものまた周波数、ダウンリン
ク・スロット３０８、アップリンク・スロット３１２お
よびアンテナ１１８を識別する情報を含むものであって
ここではそのｚフィールドにおける制御メッセージを挙
げることができる。ステップ３５２において、この移動
体ユニット１４４はステップ３４８において選択した
（その次のフレームの）ダウンリンク・スロット３０８
をモニタしてこの新規電話呼出が受入されたかその正否
を決定する。

【００８４】これに対する制御データが無い場合はその
新規呼出要求を受入しなかったことを示す。この場合制
御はステップ３４６に戻る。この新規呼出要求が受入さ
れた（ステップ３５２で決定したように）場合、この移
動体ユニット１４４はステップ３５６においてその割当
てたアップリンク・スロット３１２でデータを送信す
る。フローチャート３４０の動作はステップ３５６の終
了後ステップ３５８で示すように完了する。いったんこ
の呼出が設定されてしまうと、この基地局１１０とその
移動体ユニット１４４の動作は前述の図６に示す通りで
ある。

【００８５】５．４ 第２の実施例のビッグイヤ・モー
ド この基地局は移動体ユニットが対話を開始する時やその
スロットについては知らないので、このランダム・アク
セス・モード通信にはこの基地局に対応するアンテナは
その各未割当てアップリンク・スロットに対応する時間
同時に結合することが必要である。このＣＡＵ切替器１
１２の動作モードはビッグイヤ（ＢＩＧＥＡＲ）と呼ば
れ、というのはその切替器１１２を介してこの基地局に
結合するすべてのＣＡＵは同時に聴取しているからで
る。このように、この基地局１１０はその移動体ユニッ
トｅのアップリンク送信をこの移動体ユニットの存在場
所を知る必要がなくとも受信することができる。

【００８６】この初期送信を受信してしまうと、前述の
ようにこの基地局１１０はその割当てたアンテナを利用
しその移動体へこの送信の応答を返送し、この移動体ユ
ニットとの通信のための選択スロットの割当てを確認す
る。そうでなく表示されるまで、この割当てたアンテナ
をこの基地局１１０がその割当てスロットの受信と送信
の両者用に利用することもあるがただしこれはそのｚフ
ィールドの中の１個のフィールドが前述のように変化し
ない場合に限る。

【００８７】６． 第３の実施例−マルチセル・システ
ムにおける利用 本発明の第２の実施例に述べたフレーム構造（ただしア
ンテナ制御無し）は、以前に他の無線通信システムによ
って多数のセルに範囲を広げるよう利用された（例え
ば、ディジタル欧州コードレス通信（ＤＥＣＴ）システ
ム）。図９を参照し説明するがこのようなシステムの動
作によってそのユーザ・データ・サービスが提供され、
ただしここではアクティブ移動体ユニットがあるセルか
ら次のセルに移動する、例えば、セル１１４からセル１
２６へアクティブ移動体ユニットが移動する際に中断し
ない連続ベースで提供される例である。このような機能
は切換機能と呼ばれるが、前述の単一セル・システムに
ハードウェアと制御プロトコルの追加によってこれは可
能となる。

【００８８】このような追加についてはシステム設計者
などこの無線システム技術分野の当業者には周知のこと
である。例えば、ＰＢＸ１０４の機能を追加するのは音
声対話中に第１の基地局１１０から第２の基地局１２２
への結合変更のために必要なものである。さらに切換用
に要するタスクと通信を得るためいくつかの制御コード
のその制御フィールドへの追加がその固定端部（基地局
１１０、１２２、インタフェース／コントローラ１０
８、１４０と１２０、１４２、またはＰＢＸ１０４）な
らびに移動体ユニット１４４とそのコントローラ１４６
の両者で必要である。切換えプロセスは、共用ハードウ
ェアと制御リソースの利用にとってハイインパクトとな
るので、その利用を僅かとする節約プロセスにしなけれ
ばならないが、これは次のように切換え基準を選択して
行われる。

【００８９】それは、一方のセルの一般性能の低下の程
度が他方のセルへの切換えを是認〓（より良好ならば）
する程度の場合のみセル間切換えを取上げるような切換
え基準を選択して行われる。一般にはその結果これは下
記の２点の特徴となり以下さらにこれを説明する。まづ
１）移動体ユニットがアクティブ（呼出状態）である期
間中の切換え数は１分間に１ないし２度程度であるこ
と、および２）この遷移が生ずる遷移時間（切換えを必
要と認識してから切換え終了までの時間）には多数の
（例えば、４０ないし５０個の）フレームでこれが生ず
ること、である。そこで、切換えを必要とする時期を決
定するため利用する測定基準には次のように信号品質の
短期変動を含まない傾向のものであってそれと本発明が
戦うことができるものである。

【００９０】例えば、本発明では２個のフレーム上のＢ
ＥＲ変動の尺度を利用して後続するフレームに対し最良
アンテナを決定ししたがってアンテナ切替えをフレーム
毎に起させることができる。他方では、切換え基準は多
数（２０ないし３０個）のフレームで平均することを行
い切換え間の間隔を数秒ないし数分のオーダで生ずるよ
うに行う。本発明の動作は短期障害の生起と戦いさらに
良好なセル内サービスを提供する役目をする。これに対
し切換えはセル間移動に起因する長期障害と戦う。この
ように本発明の動作はセル間切換えに要する動作を妨害
すことはなく、実際マルチ・セル動作にもまた適用でき
る。

【００９１】本発明の第２の実施例で述べた制御機構は
アンテナ制御と他のシステム制御の機能の分離ができる
機構である。具体的には、アクティブ・スロットにおけ
るアンテナ・フィールドの位置と利用は、どの点をとっ
ても、例えば、切換え通信用のようなシステム制御機能
用に用いる他のフィールドの利用を決して妨害するもの
ではない。そこでその物理レベルの見地と制御機構の見
地の両方の見地から本発明は次のようなシステムでアク
ティブとすることができる。つまり、マルチ・セル動作
用について可能とするようなさらにまた基地局カバレッ
ジ範囲とマクロ・ダイバーシティの両者を増大させるよ
うな、ただしそのマルチ・セル動作に透明な形である
が、このようなシステムで活動状態にさせることができ
る。

【００９２】７． 付記 以上の説明は本発明の二三の実施例に関するもので本発
明はこれらに限定されるものではなく、この技術分野の
当業者であれば、本発明の種々の変形例が考えら得る
が、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される
ものであって繰返すが本発明は前述の請求項に限定され
る以外は前記実施例に限定されるものではない。尚、特
許請求の範囲に記載した参照番号は発明の容易なる理解
のためで、その技術的範囲を限定するよう解釈されるべ
きではない。

【００９３】

【発明の効果】以上述べたごとく本発明によって、例え
ば、インド通信アシステムにおいて基地局カバレッジ範
囲増大とアンテナ切替えマクロ・ダイバーシティの実現
でフェージングの影響が克服され経済的にも非常に優れ
かつ通信品質を向上することができる有用な無線通信シ
ステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施例の無線通信システムを
示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例のフレーム・フォーマッ
トを示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例の動作のフローを示すフ
ローチャートである。

【図４】本発明の第１の実施例の動作のフローを示すフ
ローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施例のフレーム・フォーマッ
トを示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例の動作のフローを示すフ
ローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施例の動作のフローを示すフ
ローチャートである。

【図８】本発明の第２の実施例のフレーム・フォーマッ
トを示す図である。

【図９】本発明の第３の実施例であってこれは本発明の
前記第１と前記第２の実施例をマルチセル無線システム
に拡張した実施例を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 無線サブシステム １０２ 無線通信システム １０３ 無線サブシステム １０４ 構内交換機（ＰＢＸ） １０６ 電話網 １０８ インタフェース・モジュール １１０ 無線固定基地（ＷＦＢ）局（基地局） １１２ ＲＦ切替器 １１４ セル １１６（ＡないしＤ） サブセル １１８（ＡないしＤ） セル・アンテナ・ユニット（Ｃ
ＡＵ） １２０ インタフェース・モジュール １２２ 無線固定基地（ＷＦＢ）局（基地局） １２４ ＲＦ切替器 １２６ セル １２８（ＡないしＤ） サブセル １３０（ＡないしＤ） セル・アンテナ・ユニット（Ｃ
ＡＵ） １４０ コントローラ（基地局） １４２ コントローラ（基地局） １４４ 移動体ユニット １４６ コントローラ（移動体ユニット） ２０２ フレーム ２０４ ダウンリンク部分 ２０６ アップリンク部分 ２０８ ダウンリンク制御スロット ２１０ ダウンリンク・データ・スロット ２１２ アップリンク制御スロット ２１４ アップリンク・データ・スロット ２２１ フローチャート ２４０ フローチャート ３０２ フレーム ３０４ ダウンリンク部分 ３０６ アップリンク部分 ３０８ ダウンリンク（制御／データ）スロット ３１２ アップリンク（制御／データ）スロット ３２０ フローチャート ３４０ フローチャート ４０２ 制御フィールド ４０２（ＡないしＤ） 専用アンテナ制御フィールド
（Ｚフィールド） ４０２Ｅ システム関係フィールド ４０２Ｆ システム・メッセージ ４０４ データ・フィールド

フロントページの続き (72)発明者 デヴィッド ジョン ヘルムカンプ アメリカ合衆国，07304 ニュージャージ ー，ジャージー シティー，サミット ア ヴェニュー 110 (72)発明者 レイモンド エー．サッケット アメリカ合衆国，07760 ニュージャージ ー，ラムソン，ベルヴュー アヴェニュー 73

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ個のアンテナ（１１８、１３０）に結
   合した基地局（１１０、１２２）を持つ無線通信システ
   ム（１０２）において１個の基地局からのカバレッジ範
   囲増大とマクロ・ダイバーシティを実現させるカバレッ
   ジ範囲増大とマクロ・ダイバーシティの実現法におい
   て、 （Ａ）前記基地局からＮ個の制御メッセージをそれぞれ
   前記アンテナの中の１個のアンテナを介して送信する制
   御メッセージ送信ステップと、 （Ｂ）移動体ユニット（１４４）にアドレス指定したデ
   ータ・メッセージをアクティブ呼出続行時間の間前記移
   動体ユニットに先に割当てた前記アンテナの中の特定の
   １個のアンテナを介して送信するデータ・メッセージ送
   信ステップと、 （Ｃ）前記移動体ユニットで前記制御メッセージと前記
   データ・メッセージを受信する受信ステップと （Ｄ）前記アンテナから最良アンテナを識別するため前
   記移動体ユニットで前記制御メッセージを解析する解析
   ステップと、 （Ｅ）フレーム（２０２）の中の前記アンテナの中の前
   記特定の１個のアンテナに対応するアップリンク制御ス
   ロット（２１２）で前記最良アンテナを識別する新規ア
   ンテナ要求を前記移動体ユニットから前記基地局へ送信
   する新規アンテナ要求送信ステップと、 （Ｆ）前記移動体ユニットにアドレス指定した１個以上
   の後続するデータ・メッセージを前記基地局から送信す
   るよう前記新規アンテナ要求に応答して前記最良アンテ
   ナを利用する最良アンテナ利用ステップを有することを
   特徴とするカバレッジ範囲増大とマクロ・ダイバーシテ
   ィの実現法。
2. 【請求項２】 前記（Ａ）制御メッセージ送信ステップ
   は、 （Ａ１）前記基地局を前記アンテナの中の１個のアンテ
   ナと結合するステップと、 （Ａ２）前記フレームの中の前記アンテナの中の前記１
   個のアンテナに対応するダウンリンク制御スロット（２
   ０８）で前記アンテナの中の前記１個のアンテナを介し
   て前記基地局から制御メッセージを送信するステップを
   有し、 前記（Ａ１）ステップと前記（Ａ２）ステップを各前記
   アンテナに対し行うことを特徴とする請求項１に記載の
   方法。
3. 【請求項３】 前記（Ｂ）データ・メッセージ送信ステ
   ップは、 前記移動体ユニットに先に割当てたダウンリンク・デー
   タ・スロット（２１０）で前記アンテナの中の前記特定
   の１個のアンテナを介して前記データ・メッセージを送
   信するステップを有することを特徴とする請求項１に記
   載の方法。
4. 【請求項４】 さらに、前記最良アンテナが前記移動体
   ユニットに先に割当てた前記アンテナの中の前記特定の
   １個のアンテナに等しいかその正否を決めるステップ
   と、 もし前記最良アンテナが前記移動体ユニットに先に割当
   てた前記アンテナの中の前記特定の１個のアンテナに等
   しい場合前記ステップ（Ｅ）新規アンテナ要求送信ステ
   ップの実行をバイパスするステップを有しこれらのステ
   ップを前記（Ｄ）解析ステップの後に行うことを特徴と
   する請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 さらに、（Ｇ）新規電話呼出の設定を所
   望する第２の移動体ユニットで前記制御メッセージを受
   信するステップと、 （Ｈ）前記アンテナから前記第２の移動体ユニットに関
   し最良アンテナを識別するため前記第２の移動体ユニッ
   トで前記制御メッセージを解析するステップと、 （Ｉ）前記フレームの中の（前記第２の移動体ユニット
   に関し前記最良アンテナに対応する）第２のアップリン
   ク制御スロットで前記第２の移動体ユニットに関し前記
   最良アンテナを識別する新規電話呼出要求を前記第２の
   移動体ユニットから前記基地局へ送信するステップを有
   することを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 Ｎ個のアンテナに結合した基地局を持つ
   無線通信システムにおいて１個の基地局からのカバレッ
   ジ範囲増大とマクロ・ダイバーシティを実現させるカバ
   レッジ範囲増大とマクロ・ダイバーシティの実現法にお
   いて、 （Ａ）フレームの中のアクティブ呼出続行時間の間移動
   体ユニットに対応するダウンリンク制御／データ・スロ
   ット（３０８）のＮ個の制御フィールド（４０２）でＮ
   個の制御メッセージを前記基地局から送信する、ただし
   各前記制御メッセージを前記アンテナンの中の１個のア
   ンテナを介して送信する制御メッセージ送信ステップ
   と、 （Ｂ）前記ダウンリンク制御／データ・スロットのデー
   タ・フィールド（４０４）で前記移動体ユニットにアド
   レス指定したデータ・メッセージを前記移動体ユニット
   に先に割当てた前記アンテナの中の特定の１個のアンテ
   ナを介して送信するデータ・メッセージ送信ステップ
   と、 （Ｃ）前記移動体ユニットで前記制御メッセージと前記
   データ・メッセージを受信する受信ステップと、 （Ｄ）前記アンテナから最良アンテナを識別するため前
   記移動体ユニットで前記制御メッセージを解析する解析
   ステップと、 （Ｅ）前記フレームの中のアクティブ呼出続行時間の間
   前記移動体ユニットに対応するアップリンク制御／デー
   タ・スロット（３１２）の中の前記アンテナの中の前記
   特定の１個のアンテナに対応する制御フィールドで前記
   最良アンテナを識別する新規アンテナ要求を前記移動体
   ユニットから前記基地局へ送信する新規アンテナ要求送
   信ステップと、 （Ｆ）前記移動体ユニットにアドレス指定した１個以上
   の後続するデータ・メッセージを前記基地局から送信す
   るよう前記新規アンテナ要求に応答して前記最良アンテ
   ナを利用する最良アンテナ利用ステップを有することを
   特徴とするカバレッジ範囲増大とマクロ・ダイバーシテ
   ィの実現法。
7. 【請求項７】 前記（Ａ）制御メッセージ送信ステップ
   は、 （Ａ１）前記基地局を前記アンテナの中の１個のアンテ
   ナと結合するステップと、 （Ａ２）前記アンテナの中の前記１個のアンテナに対応
   する前記ダウンリンク制御／データ・スロットの前記制
   御フィールドの中の１個のフィールドで前記アンテナの
   中の前記１個のアンテナを介して前記基地局から制御メ
   ッセージを送信するステップを有し、 前記（Ａ１）ステップと前記（Ａ２）ステップを各前記
   アンテナに対し行うことを特徴とする請求項６に記載の
   方法。
8. 【請求項８】 さらに、前記最良アンテナが前記移動体
   ユニットに先に割当てた前記アンテナの中の前記特定の
   １個のアンテナに等しいかその正否を決めるステップ
   と、 もし前記最良アンテナが前記移動体ユニットに先に割当
   てた前記アンテナの中の前記特定の１個のアンテナに等
   しい場合前記ステップ（Ｅ）新規アンテナ要求送信ステ
   ップの実行をバイパスするステップを有しこれらのステ
   ップを前記（Ｄ）解析ステップの後に行うことを特徴と
   する請求項６に記載の方法。
9. 【請求項９】 さらに、（Ｇ）前記フレームの中のビー
   コン・スロットと呼ばれるダウンリンク・スロットの制
   御フィールドで前記基地局から制御メッセージを送信す
   る（ただし、各前記制御メッセージは新規電話呼出用に
   利用可能であるスロットと周波数を識別する情報を含み
   そして次に各アンテナからの送信情報を含む）ステップ
   と、 （Ｈ）新規電話呼出の設定を所望する第２の移動体ユニ
   ットで前記ビーコン制御メッセージを受信するステップ
   と、 （Ｉ）前記第２の移動体ユニットに関し最良アンテナを
   前記アンテナから識別するため前記第２の移動体ユニッ
   トで前記制御メッセージを解析するステップと、 （Ｊ）前記利用可能スロットの中から１個のスロットを
   選択するステップと、 （Ｋ）前記フレームのアップリンク・スロットの制御フ
   ィールドで前記第２の移動体ユニットに関し前記最良ア
   ンテナと前記選択した利用可能スロットを識別する新規
   電話呼出要求を前記第２の移動体ユニットから前記基地
   局へ送信するステップを有することを特徴とする請求項
   ６に記載の方法。
10. 【請求項１０】 （Ａ）基地局と、 （Ｂ）それぞれセル（１１４、１２６）の中のサブセル
    （１１６、１２８）に設けたＮ個のアンテナと、 （Ｃ）前記基地局を前記アンテナに選択的に結合するよ
    う前記基地局と前記アンテナに結合した切替器（１１
    ２、１２４）と、 （Ｄ）移動体ユニットを有する無線通信システムの無線
    サブシステム（１０１、１０３）であって、 前記基地局は、 （Ａ１）Ｎ個の制御メッセージをそれぞれ前記アンテナ
    の中の１個のアンテナを介して送信する制御メッセージ
    送信手段と、 （Ａ２）前記移動体ユニットに先に割当てた前記アンテ
    ナの中の特定の１個のアンテナを介して前記移動体ユニ
    ットにアドレス指定したデータ・メッセージを送信する
    データ・メッセージ送信手段を有し、 前記移動体ユニットは、 （Ｄ１）前記制御メッセージと前記データ・メッセージ
    を受信する受信手段と、 （Ｄ２）最良アンテナを前記アンテナから識別するため
    前記制御メッセージを解析する解析手段と、 （Ｄ３）前記最良アンテナを識別する新規アンテナ要求
    を前記基地局へ送信する新規アンテナ要求送信手段を有
    することを特徴とする無線通信システムの無線サブシス
    テム。
11. 【請求項１１】 前記基地局は、さらに、 （Ａ３）前記移動体ユニットにアドレス指定した１個以
    上の後続するデータ・メッセージを送信するよう前記新
    規アンテナ要求に応答して前記最良アンテナを利用する
    最良アンテナ利用手段を有することを特徴とする請求項
    １０に記載の無線サブシステム。
12. 【請求項１２】 さらに、新規電話呼出の設定を所望す
    る第２の移動体ユニットを有し、 前記第２の移動体ユニットは、 前記制御メッセージを受信する手段と、 前記第２の移動体ユニットに関し最良アンテナを前記ア
    ンテナから識別するため前記制御メッセージを解析する
    手段と、 前記第２の移動体ユニットに関し前記最良アンテナを識
    別する新規電話呼出要求を前記基地局へ送信する手段を
    有することを特徴とする請求項１０に記載の無線サブシ
    ステム。
13. 【請求項１３】 前記基地局は、さらに、 （Ａ４）ダウンリンク・ビーコン・スロットのＮ個の制
    御フィールドでＮ個のパイロット制御メッセージを送信
    する、ただし各前記ビーコン制御メッセージは新規電話
    呼出用に利用可能な（周波数−タイム）スロットを識別
    する情報を含む、を送信する手段を有することを特徴と
    する請求項１０に記載の無線サブシステム。
14. 【請求項１４】 さらに、新規電話呼出の設定を所望す
    る第２の移動体ユニットを有し、 前記第２の移動体ユニットは、 前記ビーコン制御メッセージを受信する手段と、 前記第２の移動体ユニットに関し最良のアンテナを前記
    アンテナから識別するため前記ビーコン制御メッセージ
    を解析する手段と、 前記利用可能なタイム・スロットで周波数チャネルの１
    個を選択する手段と、 アップリンク・スロットの制御スロットで前記第２の移
    動体ユニットに関し前記最良アンテナと前記選択した利
    用可能スロットを識別する新規電話呼出要求を前記基地
    局へ送信する手段を有することを特徴とする請求項１３
    に記載の無線サブシステム。