JPH06245259A - 小型無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は無線通信サービスを提供する方法と
装置に関する。 【構成】 本発明においては、無線セル基地のトランシ
ーバの対が直接相互接続され、サービス要求が受信され
たとき、コントローラは呼び取扱かうためにトランシー
バの対を割当てる。もし呼が公衆交換電話網に対するも
のであれば、接続されていないトランシーバが市外交換
機のような交換機に接続され、プロトコルに交換器がセ
ル基地との間の呼制御メッセージと市外交換機との間の
呼制御メッセージを変換する。もしセル基地が指向性ア
ンテナを持っていれば、発呼局と被呼局を取扱かう指向
性アンテナに接続されたトランシーバの対が選択され
る。無指向性アンテナに接続されたトランシーバはオー
バフロートラヒックならびに市外局とセル基地の間のト
ラヒックに使用てきる。有利なことに、直接なトランシ
ーバの対を使用し、正しいチャネルに移動局を同調させ
ることによって交換の必要は避けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は無線通信システム、特に大部分が
セル基地内接続であるようなトラヒックを取扱かう比較
的小型のシステムのアーキテクチャに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】最近の１０年間の間
に、移動局とも呼ばれる無線通信端末における本質なブ
レークスルーの結果として、無線通信ネットワークは極
めて急速に成長して来た。このような移動局は自動車に
登載するもの、携帯用、手に持つものから、固定して設
置するものまで種々の形態で存在する。セルラー方式の
原理によって、割当てられた無線スペクトルで許される
無線通信の量は大きく増大し、これによって無線通信加
入者の数には巨大な成長が可能になった。

【０００３】顧客装置（セルラーシステムで通信できる
無線トランシーバ）には大きなコスト上のブレークスル
ーが生じてはいるが、顧客装置間の接続を設定するのに
必要な中央局装置には同様のコスト上のブレークスルー
は生じていない。特に加入者当りのコストが高くない大
型システムは設計されているが、従来は小型で安価な交
換機は存在しない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の問題はセル基地の
トランシーバのひとつが直接他のトランシーバに接続さ
れており、これによってこれらのトランシーバへ各端で
接続されているトランシーバが通信できるようにする本
発明によって解決され、従来技術に対する進歩が得られ
るものである。本発明のひとつの特徴に従えば、トラン
シーバの他方は通信チャネルのグループを経由して市外
交換局のような交換機に接続されている。セル基地はデ
ータリンクによってプロトコル交換器／プロセッサ（Ｐ
ＣＰ）の組合せに接続されている。ＰＣＰは市外局への
メッセージと対応する基地局への制御メッセージを変換
する。ＰＣＰは発呼者からのダイヤル数字を受信する。
これはセル基地によって取扱かわれる各々のディレクト
リ番号を、もしセル基地がそのようなアンテナを持つの
であれば、特定の指向性アンテナに関連付ける情報を持
っている。セル基地内呼の場合には、発呼顧客と被呼顧
客の番号に従って１対のトランシーバを選択するが、そ
の一方は起呼顧客と被呼顧客を取扱かう指向性アンテナ
に接続されており、その無線周波数は通信のために使用
される。もし入来呼が市外局からであったり、市外局に
出て行くものである場合には、コントローラはセル基地
によって取扱かわれる顧客を取扱かうトランシーバを選
択し、市外局に対して使用する通信チャネルについて通
知する。本発明の特定の実施例においては、トランシー
バの一部は無指向性アンテナに接続されており、セル基
地内呼の発呼および被呼顧客について適切なアンテナ面
で無線対が利用できないようなオーバフローグループあ
るいは入来呼あるいは出力呼についてセル基地によって
取扱かう顧客にサービスするのに適切な無線が利用でき
ないときに使用される。他の特定の実施例においては、
すべてのトランシーバは無指向性アンテナが接続されて
おり、特定の指向性アンテナの間のトランシーバに接続
された対が存在しないための呼換が有利に防止される。

【０００５】

【詳細な記述】図１は本発明の動作を示すブロック図で
ある。無線セル基地１は移動局８、３５のような移動局
と通信する。この応用ではＡＴ＆Ｔ社製のオートプレッ
クス（（商標）Ｉ MOD II のセル基地を使用することが
できる。もしヨーロッパのＧＳＭ（グローバルシステム
フォーモーバイル コミュニケーション）のプロトコル
標準が必要であれば、異るセル基地を使用することもで
きる。このセル基地は移動交換機に接続されたセル基地
と本質的に同一の方法で動作する。セル基地はプロセッ
サ１０の制御下にあり、グループ２、３、４、５のよう
なトランシーバのグループを４個持つ。グループ２、
３、４のトランシーバの各々はセル基地の３個の指向性
アンテナのひとつ接続されている。グループ５の無線は
セル基地の無指向性アンテナに接続されている。

【０００６】本願発明に従えば、セル基地のトランシー
バは有線接続によって相互接続されている。例えば、グ
ループ２の無線２１は有線接続２６によってグループ３
の無線３１に、グループ２の無線２２は有線接続２７に
よってグループ４の無線４１に、グループ２の無線２４
は有線接続２９によってセル基地１によってカバーされ
る領域外にアクセスするために市外局８０の接続のため
のマルチプレクサ７０に接続されている。また無線２５
は有線接続５３を通してグループ５の無線５１に接続さ
れている。有利な一実施例においては、接続は多チャネ
ル搬送リンクを経由しており、従ってひとつのトランシ
ーバグループの２４個のトランシーバのグループは同一
のあるいは異るトランシーバのグループに接続されてい
る。しかし、その出力が個別のチャネルであるセル基地
を使用し、マルチプレクサを通さずに個々のチャネルを
単純に相互接続することも可能である。

【０００７】セル基地１を制御するのに使用されるプロ
セッサ１０はデータリンク１１を経由してプロトコル変
換器／プロセッサ（ＰＣＰ）６０に接続されている。Ｎ
ＣＲのスターサーバＥ（インテル４８６）に基付くＮＣ
Ｒ社製のコンピュータをＰＣＰとして使用でき、有利な
一実施例においては、２本のデータリンクをＰＣに接続
するためにＵＮＩＸ（商標）用のＤＰＬＩ／ＨＤＬＣコ
ントローラボードのようなインタフェースがコンピュー
タには装備されている。ＰＣＰは起呼および被呼無線局
を接続し、プロセッサ１０に対してこれらのトランシー
バと無線局の間の接続を設定するよう指示するようセル
基地１のトランシーバの適切に接続されたものを選択す
ることによって無線接続の設定を制御する。例えば、も
し無線局８から無線局３５に対する接続の要求が送られ
れば、ＰＣＰ６０は無線局８への無線チャネルに使用す
るのにトランシーバ２１を、無線局３５への無線チャネ
ル３６への接続にトランシーバ３１を選択することがで
きる。これはトランシーバ２１と３１が有線接続２６に
よって接続されており、従ってもしこれらの２つの無線
チャネルが設定されれば、移動面８と３５は通信できる
ことが分っているからである。プロセッサ１０は接続を
求める移動局８から信号を受信し、ＰＣＰ６０は被呼電
話番号を分析し、移動局３５の電話番号であることを認
識し、グループ３の無線を経由して通信できることを知
り、従って有線接続によって相互接続できるグループ２
とグループ３の無線からの対を選択する。

【０００８】セルグループ２の利用できる無線からアク
セスできるセルグループ３で利用できるすべての無線が
塞っていれば、無線２５のようなセルグループ２の無線
を使用できる。この無線は無線グループ５の無線５１に
接続されている。そのグループの無線は任意の移動局に
到達できる無指向性アンテナに接続されている。実際
に、グループ５の無線は１次群の直接接続された無線が
利用できないときにオーバフロートラヒックのために使
用される。

【０００９】外部世界にアクセスするために、トランシ
ーバ３２のようなトランシーバの一部は市外局８０のよ
うな交換機に接続されている。有利な一実施例において
は、この接続は米国標準のＴ１信号のようなディジタル
搬送システムを経由する。このＴ１信号によって接続さ
れるトランシーバは接続７２を経由して分岐挿入ユニッ
ト７０に接続され、その出力はサービス総合ディジタル
網（ＩＳＤＮ）の１次群インタフェース（ＰＲＩ）信号
７１である。分岐挿入ユニットは２４のＴ搬送チャネル
のひとつでＤチャネルを代用するために使用される。こ
の分岐挿入ユニットはテラボ社製のクロスネット４４２
マルチプレクサで良い。この１次群速度インタフェース
信号のＤチャネルはＰＣＰ６０と信号のやりとりを行な
う。ＰＲＩ７１は周知の方法で市外局８０に接続され
る。例えば無線局３５から市外局８０を経由した外部世
界への接続については、要求はプロセッサ１０からの信
号で与えられる。この信号はデータリンク１１を経由し
てプロセッサ１０によって国際標準Ｘ．２５信号のＬＡ
ＰＢフォーマットで受信され、ＰＣＰ６０によってＤチ
ャネル信号に変換されてＤチャネル７１を経由して分岐
挿入ユニット７０に伝送され、ここからＰＲＩリンク７
３を通して市外局８０に伝送される。実際の通話接続は
無線局３５からの信号を受信でき、接続７２によって分
岐挿入ユニット７０に接続されたトランシーバ３２を使
用して設定される。

【００１０】図２は有利な実施例における処理の流れ図
である。サービス要求はセル基地によって検出される
（動作ブロック４０１）。セル基地は発呼者からのダイ
ヤルされた番号を受信する（動作ブロック４０３）。こ
の番号はＰＣＰ６０に受信され、これはその番号がロー
カル番号（すなわち、そのセル基地によって取扱かわれ
る番号）か、公衆交換ネットワークにアクセスする番号
かをチェックする。もしローカル番号であれば、そのと
きにはＰＣＰは起呼および被呼無線局と通信するのにト
ランシーバ対を割当てる（動作ブロック４０７）。もし
その番号がローカル番号でなければ、ＩＳＤＮ接続が市
外局８０に対して設定される。多くの場合セル基地は比
較的離れた位置にあるので、有利な実施例では市外局を
使っているが、クラス５の交換端局を使うこともでき
る。本発明に従う通信の構成に従う要求はＩＳＤＮトラ
ヒックを取扱かうように市外局あるいはクラス５の局が
構成されていることである。ＰＣＰは次に市外局で使用
されるＩＳＤＮメッセージとセル基地で使用されるＬＡ
ＰＢメッセージを変換する（動作ブロック４１１）。出
力および入来呼のための市外局との通信の詳細について
は図３、図４に関して説明する。

【００１１】ブロック４０７で実行されるトランシーバ
の割当では、被呼および起呼局を取扱かうアンテナにつ
いて考慮に入れなければならない。すべてを無指向性ア
ンテナで取扱かうときには、任意に接続されたトランシ
ーバ対を使用できる。さもなければ、被呼者を取扱かう
アンテナに接続されているトランシーバからひとつ、起
呼者を取扱かうアンテナに接続されているトランシーバ
からひとつから成るトランシーバの対を必要とする。無
指向性アンテナはすべての顧客を取扱かうことができる
から、このアンテナは種々のタイプのオーバフロートラ
ヒックを取扱かうのに有用である。これは起呼者の指向
性アンテナからのトラヒックを扱かうことができ、これ
は被呼顧客の指向性アンテナからのトラヒックを扱かう
ことができ、もちろん、無指向性アンテナ内のトラヒッ
クは任意の移動局の対にアクセスすることができる。

【００１２】図３、図４の以下の説明では、市外局８０
との間の呼に関連してＰＣＰを使用する方法を示す。Ｐ
ＣＰはＣＣＩＴＴ Ｑ．９３１メッセージ集合で標準化
されたＩＳＤＮ制御メッセージと、この例ではセル基地
と通信するためのＸ．２５プロトコルのリンク層ＬＡＰ
Ｂを通して伝送されるメッセージ集合を交換する。市外
局に接続された呼は図２のブロック４０１−４０７に述
べられたセル基地内呼ではなく、公衆交換ネットワーク
に対する出力呼あるいは公衆交換ネットワークからの入
来呼のいずれかである。

【００１３】図３は無線発信呼で、市外局８０を通して
公衆交換網に行く呼の設定におけるＰＣＰ６０によって
実行される動作とメッセージを示している。セル基地１
は移動局１からの発信の希望を受信し、発信移動局によ
ってダイヤルされた被呼顧客の番号を受信する。セル基
地１はＰＣＰ６０にメッセージ２０１を送るか、このメ
ッセージ１０起呼本電話機の番号、被呼番号それにこの
呼に使用するのにどの指向性アンテナが良いかの表示を
送る。移動局は最適の指向性アンテナに対応する設定チ
ャネルをピックアップする。ＰＣＰ６０は指向性アンテ
ナの番号を、市外局８０と通信するのに使用する適切な
Ｄチャネル７１の番号に変換する。もし１本のＤチャネ
ルで市外局をセル基地に接続するすべてのＰＲＩを扱っ
ていれば、この翻訳は必要ない。次にＰＣＰは被呼電話
番号と起呼者のＩＤを含む設定メッセージ２０５を市外
局８０に送信する。動作ブロック２０６で示すように、
市外局８０は次に識別された指向性アンテナで使用する
のに適したＢチャネルを選択し、Ｄチャネル７１を経由
して選択されたＢチャネルの番号を含むプロシードメッ
セージ２０７を送信する。動作ブロック２０９において
は、ＰＣＰ６０はＢチャネルの番号を無線トランシーバ
番号に翻訳し、選択されたＢチャネルと移動局３５の間
の通信を設定するためにセル基地に対して移動局設定メ
ッセージ２１１を送信する。このような無線通信の設定
を確認したセル基地１は次にＰＣＰ６０に対して音声チ
ャネル確認メッセージ２１３を返送する。

【００１４】この間、市外局８０は他端の接続を設定し
ており、一連のコールプログレスメッセージ２１５をＰ
ＣＰ６０に送信して、これが接続の状態の追跡ができる
ようにする。接続が設定されたときに、呼び出しメッセ
ージ２１７が市外局８０からＰＣＰ６０に送られて被呼
顧客に呼び出しが行なわれていることを示す。起呼顧客
は可聴音を聴く。次に市外局８０は呼の応答が行なわれ
たことを検出し（動作ブロック２１９）、ＰＣＰ６０に
対して接続メッセージ２２１を送信する。これに応動し
て、ＰＣＰ６０は接続が今通信状態になったことを記録
する（動作ブロック２２３）。

【００１５】図４は無線着信呼の場合を図示している。
動作ブロック３０１は市外局８０が入来呼を受信したこ
とを示している。（セル基地が端局（クラス５）に接続
されているときは、これは発信呼であるかもしれず、も
し市外局がローカルバイパス接続を経由してアクセスさ
れているときには、やはり発信呼であるかもしれな
い。）市外局は電話番号をＰＣＰとの通信に使用する適
切なＤチャネルに翻訳する（動作ブロック３０３）。市
外局は次にこの対話に使用するＢチャネルを選択する
（動作ブロック３０５）。この実施例においては、各々
のＰＲＩはひとつのセル基地セクタあるいは無指向性ア
ンテナを取扱かっているが、ひとつのセクタをいくつか
のＰＲＩで扱っても良い。次に市外局は被呼本電話機の
番号と接続に使用するＢチャネルの番号を含む設定メッ
セージを送出する（メッセージ３０７）。ＰＣＰはこの
Ｂチャネル番号を無線トランシーバ番号に翻訳し（動作
ブロック３０９）、これに応動して呼処理プロシーディ
ングメッセージ３１１を市外局に返送する。ＰＣＰ６０
は次にデータチャネル１１を経由してセル基地１に送ら
れるメッセージ３１３によって移動局のページングを要
求する。セル基地１は移動局をページングし、もし移動
局が適切に応答すれば、ページ応答メッセージ３１５を
ＰＣＰ６０に返送する。次にＰＣＰはセル基地に対して
移動局設定メッセージを送信し、選択されたＢチャネル
と移動局の間の接続を設定し、被呼移動局が呼に応答し
たかどうかを判定するために監視することを要求する。
ＰＣＰはまた市外局に対して警報メッセージを返送し、
起呼加入者が可聴リンギング音を受信することを指示す
るために可聴音を送るようになっている。この代りに、
ＡＴ＆Ｔ社のユニプリズム（登録商標）カードが分岐挿
入ユニットとして使用されているときには、これによっ
てＰＲＩチャネルに対して可聴音を与えることができ
る。無線端末が呼に応答したときには（動作ブロック３
２２）、応答メッセージ３２３がセル基地からＰＣＰに
送られる。ＰＣＰは接続メッセージ３２５を伝え、市外
局が被呼者に対して接続を完成し、可聴リンギング音接
続を除くように要求する。この仕事を完了したあとで、
市外局は接続確認メッセージ３２７をＰＣＰに返送し、
ＰＣＰはその接続について通信状態を記録する（動作ブ
ロック３２９）。

【００１６】明らかにセル基地によって取扱かわれるす
べての移動局に到達する能力を持つ無指向性アンテナを
使用することは有能である。これはローカルに接続され
たトランシーバのグループと市外局と通信するためのト
ランシーバのグループが***することを防止する。指向
性アンテナは無線スペクトル空間を節約する必要がある
ときにだけ使用するべきである。無指向性アンテナは特
に市外局との間のトラヒックを取扱かうのに有用であ
る。これはこのような通信のための小さいトランクグル
ープをこれ以上***するべきではないからである。

【００１７】この例では市外交換機の利用を示している
が、構内交換機あるいは市外交換機も同様に利用するこ
とができる。唯一の要求は交換機は直接セル基地で利用
できるか、あるいはプロトコル交換機によって変換でき
るプロトコルを利用してセル基地と交信できるようにな
っていることである。このタイプの装置はマイクロセル
にも利用でき、この場合にはひとつのセル基地がいくつ
かのアンテナを制御する。異る移動局は異るアンテナを
使用するから、指向性アンテナに関して述べた上述の説
明はマイクロセルの場合にも適用できる。本発明の原理
は、これに従えば低コストのシステムが残設されるから
パーソナル通信システム（ＰＣＳ）に特に適用できる。

【００１８】上述の説明は本発明の有利な一実施例であ
ることを理解されるであろう。本発明の範囲を逸脱する
ことなく、当業者には多くの他の構成を工夫できる。本
発明は添付の特許請求の範囲の規定によってのみ制限さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明は動作を示すブロック図である。

【図２】セル基地内トラヒックを処理する方法を示す流
れ図である。

【図３】入来呼と出力呼の処理法を示す流れ図である。

【図４】入来呼と出力呼の処理法を示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 無線セル基地 ８、３５ 無線局 ２１〜２５、３１、４１、４２ 第１の複数個の無線ト
ランシーバ ２８、２９ 直接接続 ３２ 第２の複数個の無線トランシーバ ８０ 地上交換機

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の複数個の無線トランシーバを含
   む、複数個の無線局を取扱かうための無線セル基地と、 該第１の複数個の無線トランシーバの対の間の複数個の
   直接接続と、 該セル基地によって取扱かわれる第１の無線発呼局によ
   って与えられた第１の電話番号の受信に応動して、該複
   数個のトランシーバの内の接続された対を該第１の無線
   発呼局と第１の無線被呼局とに割当て、該第１の被呼局
   は該セル基地によって取扱かわれ、該第１の電話番号に
   よって識別され、これによって該第１の発呼局と該第１
   の被呼局が接続されることを特徴とする無線交換方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方式において、さらに
   第２の複数個のトランシーバが地上交換機に接続されて
   おり、 該制御手段は該セル基地によって扱かわれている第２の
   無線発呼局からの第２の電話番号の受信に応動して、該
   第２の電話番号が該セル基地によって扱かわれる無線局
   に割当てられていないときに、該第２の無線発呼局を該
   第２の複数個のトランシーバのひとつに割当てることを
   特徴とする無線交換方式。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方式において、該制御
   手段はさらに該セル基地によって取扱かわれている第２
   の無線被呼局に割当てられた第３の電話番号の該地上交
   換機からの受信に応動して該第２の被呼局に該第２の複
   数個のトランシーバのひとつを割当てることを特徴とす
   る無線交換方式。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方式において、さらに
   該無線基地局の信号プロトコルと該地上交換機との通信
   のプロトコルを変換するプロトコル変換手段を含むこと
   を特徴とする無線交換方式。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の方式において、該プロ
   トコル変換手段はサービス総合ディジタル網（ＩＳＤ
   Ｎ）プロトコルを用いて該地上交換機と通信することを
   特徴とする無線交換方式。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方式において、該セル
   基地は複数個の指向性アンテナを含み、該第１の複数個
   のトランシーバは複数個のトランシーバのグループを含
   み、各グループは異る指向性アンテナに接続されてお
   り、該複数個の直接接続は該複数個のグループの同一の
   ものあるいは異るもののトランシーバの対を接続するこ
   とを特徴とする無線交換方式。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の方式において、該セル
   基地は複数個の指向性アンテナとひとつの無指向性アン
   テナを含み、該第１の複数個のトランシーバは複数個の
   トランシーバのグループを含み、各グループは該指向性
   アンテナ内の異るものあるいは該無指向性アンテナに接
   続されており、該複数個の直接接続は該複数のグループ
   の内の同一あるいは異るトランシーバの対を接続するこ
   とを特徴とする無線交換方式。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の方式において、該セル
   基地は該第１の複数個の無線トランシーバに接続された
   無指向性アンテナを含むことを特徴とする無線交換方
   式。
9. 【請求項９】 請求項３に記載の方式において、該セル
   基地は該第２の複数個のトランシーバに接続された無指
   向性アンテナを含むことを特徴とする無線交換方式。