JPH09504413A - 基地局までの距離による時間調整移動送信モーメントを有する基地局 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）無線ネットワークに対する基地局に関する。基地局は、基地局及び移動無線局の間の距離による基地局トランシーバ及び移動無線局の送信間の時差を測定する。移動局は、該時差を補償するタイミング・アドバンスでトランシーバの送信に関してその送信を調整すべく命令される。タイミング・アドバンスの最大値は、基地局トランシーバの有効サービス・エリアに対する最大半径ｒ_MAXを決定する。本発明では、トランシーバの受信のタイミングは、トランシーバのサービス・エリアの最大半径がｒ₁＋ｒ_MAXであるように所定の遅延でトランシーバの送信に関して遅延され、かつサービス・エリアは、該遅延に正比例する半径ｒ₁を有しかつその内でトランシーバが移動局にサービスを提供することができない中央領域を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 基地局までの距離による時間調整移動送信モーメントを有する基地局発明の分野 本発明は、ディジタル時分割多元接続無線ネットワークに対する基地局に関し 、基地局が無線トランシーバ、基地局と移動無線局の間の距離によるトランシー バと移動無線局の伝送間の時差を測定する手段、及び該時差を補償する所定のタ イミング・アドバンスによるトランシーバの送信に関してその送信を調整すべく 移動無線局を制御する手段を備え、該タイミング・アドバンスが基地局トランシ ーバの有効サービス領域に対する最大半径ｒ_MAXを決定する最大値を有している 、基地局に関する。発明の背景 ディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）無線システムでは、複数の移動無線局 は、基地局との通信に対して時分割に基づく同じ無線チャネルを用いうる。無線 チャネル上の通信は、必要によりユーザーに割り当てられた多数の連続タイムス ロット例えば８つのタイムスロットで行われる。移動無線局は、基地局からの信 号に同期され、かつそれは、移動局からの信号がこの特定な移動局に対して割り 当てられたタイムスロットにおける基地局で受信されるようにこのｓｙｎｃ（同 期）に従って送信する。しかしながら、移動局は、基地局から異なる距離に設置 されうるので、この距離によってもたらされた伝播遅延は、信号が正しいタイム スロットにおける基地局で受信されるように、基地局との各移動局の送信のタイ ミングの同期において考慮されなければならない。この目的に対して、基地局は 、それが移動局に対する適切なタイミング・アドバンスを画定するものに基づい て、それ自体の送信と移動局から受信した送信の間の時差を測定する。移動局は 、基地局から受信したｓｙｎｃによって画定された基本時刻(basic time instan t)に関してその送信のタイミングを進めるべくこのタイミング・アドバンスを用 いる。種々のシステム内機能は、タイミング・アドバンスをある一定の上限に制 限する。タイミング・アドバンスのこの上限は、その結果、システムの基地 局がサーブ(serve)できるセル・サイズの上限を指図する。汎ヨーロッパ移動無 線システムＧＳＭ（移動通信用グローバルシステム）では、例えば、タイミング ・アドバンスは、３５ｋｍの最大半径を有するセル・サイズを意味する、０〜２ ３３μｓ（マイクロ秒）の範囲で変化しうる。しかしながら、そのような３５ｋ ｍのセル・サイズは、例えば、低いトラヒック負荷(traffic load)を有する疎人 口密度領域(sparsely populated areas)において、あまりにも小さい。しかしな がら、上述した制限により、セル・サイズを増大することは、基地局の容量及び 地形の配列がより大きなセルをさもなくば許容しえても、可能ではなかった。発明の目的および概要 本発明の目的は、上記問題を解決することである。 これは、送信機のサービス・エリアの最大半径がｒ₁＋ｒ_MAXであるような遅延 によってトランシーバの受信のタイミングが、トランシーバの送信に関して遅延 され、サービス・エリアが、半径ｒ₁を有しかつその内でトランシーバが移動無 線局にサービスを提供することができない中心領域を有することを特徴とする本 発明によるプリアンブルに記載された型の基地局によって達成される。ここで、 ｒ₁は、該遅延に正比例する。 本発明では、拡張された受信可能範囲の領域は、送信機と比較して基地局のト ランシーバのタイミングを遅延することによって基地局の回りに供給される。こ のように動作しているトランシーバは、拡張した、一般的にリング形状のサービ ス・エリアを基地局の回りに形成する。サービス・エリア内で、中央シャドウ・ エリアは、その最大半径が上記遅延に正比例するように、留まる。サービス・エ リアの最大拡張外径は、最大タイミング・アドバンスによって画定された最大半 径と中央シャドウ・エリアの最大半径の和である。従って、ＧＳＭシステムでは 、例えば、リング形状サービス・エリアの内径は、２０ｋｍであるように遅延が 選択されたならば、その外径は、６０ｋｍである。基地局が０〜３５ｋｍの標準 サービス・エリアを有する標準トランシーバも備えているならば、これらのサー ビス・エリアは、協同で６０ｋｍの半径を有するセルを形成する。好ましくは、 これらの二つのサービス・エリアは、ある程度重畳して二つのサービス・エリア 間の基地局内の通信チャネル切替（ハンドオーバ）が気付かれないうちに実行さ れ うる。本発明の好ましい実施例では、移動局に割当てられたタイミング・アドバ ンスは、ハンドオーバ基準として用いられる。 以下に、本発明は、添付した図面を参照して実施例を説明することによってよ り完全に記載される。実施例 本発明は、ディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を用いており、かつタイミ ング・アドバンスが基地局と移動局の間の距離によってもたらされた送信遅延を 補償しかつ移動局の送信が正しいＴＤＭＡタイムスロットにおける基地局で受信 されるような方法で基地局から送信されたｓｙｎｃ信号によって設定された時刻 (time instant)に関して移動無線局の送信の時間をシフトするためにタイミング ・アドバンスを採り入れているあらゆる無線ネットワークに適用されることを企 図している。本発明は、ＧＳＭ及びＤＣＳ１８００移動無線システムにおける使 用に特に適している。ＧＳＭ仕様書及びM．Mouly及びM.‐B．Pautet著、「The G SM System for Mobile CoTnmunications」(Palaiseau，France，1992，ISBN:2-9 507190-0-7)が、ＧＳＭシステムのより詳細な説明に対して参照される。 図１は、本発明による基地局を示す。基地局を参照すると、本発明の理解に対 して重要な部分及び機能だけ、即ち、主に基地局のトランシーバのタイミングを 示している。更に、例において、無線チャネル上の８つのタイムスロットのフレ ームで通信が行われるＴＤＭＡシステムを示している。 図１では、無線送信機Ｔｘ１及び無線受信機は、構造及び動作において通常の 基地局トランシーバに全面的に類似するトランシーバを形成する。基地局では、 タイムスロット・クロック発生器２５及びフレーム・クロック発生器２６は、ト ランシーバのために必要なタイムスロット・クロック２５Ａ及びフレーム・クロ ック２６Ａをそれぞれ生成する。図２を参照すると、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ １のＴＤＭＡフレーム周期は、フレーム・クロック２６Ａによって画定された時 間ｔ₀でスタートし、フレームの最初のタイムスロットは、同じ時間で始まる。 フレームの後続するタイムスロットは、新しいフレームが新しいフレーム・クロ ック２６Ａによって決定された時間ｔ₀で始まるまで、タイムスロット・クロッ ク・パルス２５Ａによって決定された時間ｔ₁−ｔ₇で始まる。この特定な 場合には、一つのフレームは、従って８つのタイムスロットを包含するが、タイ ムスロットの数は、システムにより、例えば４のように、小さいかまたは大きい ことがある。図２では、タイムスロットは、ＴＳ０からＴＳ７まで番号が付けら れている。通常の方法で稼動している、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ１では、受信 機と送信機の両方のフレーム周期は、同じ時間ｔ₀で始まる。それに対応して、 タイムスロットは、時間ｔ₀−ｔ₇で始まる。しかしながら、タイムスロットの番 号付けは、送信側の対応タイムスロット番号よりも３タイムスロット遅く各タイ ムスロット番号が受信側で発生するという点で異なる。 トランシーバＴｘ１／Ｒｘ１の動作は、移動無線局ＭＳＩ及びトランシーバＴ ｘ１／Ｒｘ１は、ＴＤＭＡタイムスロット２で通信すると想定して、図１及び２ を参照して説明される。クロック信号２５Ａ及び２６Ａの制御下で、送信機Ｔｘ １は、時間ｔ₂の後で移動局ＭＳ１にアドレスされたバーストの送信をスタート する。アセンブルされた高周波数バーストは、送信アンテナ３０を介して搬送波 Ｆ１で移動局ＭＳ１に送信される。移動局ＭＳ１は、バーストを受信し、バース トに包含された同期情報に基づいて基地局に同期され、おおよそ３タイムスロッ ト遅く搬送波Ｆ２で高周波数バーストを基地局に送信する。受信機Ｒｘ１は、ｔ₅ とｔ₆の間の受信タイムスロット２において受信アンテナ３１を介してバースト を受信する。成功した受信は、移動局ＭＳ１から受信したバーストが受信機Ｒｘ １で正しいタイムスロット内に入ることを必要とする。しかしながら、移動局Ｍ Ｓ１が基地局から遠く離れているならば、距離によってもたらされた伝播遅延は 、隣接するタイムスロットを用いている移動局ＭＳからのバーストが重畳するよ うな程度にバーストを遅延しうる。この理由により、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ １は、基地局と移動局の間の距離によるトランシーバと移動局の送信間で発生す る時差を計測する。計測に基づいて、トランシーバは、距離によってもたらされ た伝播遅延を補償するために移動局に必要なタイミング・アドバンスを計算する 。基地局は、タイミング・アドバンスに対応する量だけ基地局から受信したバー ストによって決定された時間からその送信の時間を進める、移動局ＭＳ１にこの タイミング・アドバンス情報を送る。この方法で、移動局によって送信されたバ ーストは、正しい時間に基地局Ｒｘ１に到達する。しかしながら、種々のシ ステム内制限は、タイミング・アドバンスに対する最大値ＡＤ_MAXを設定し、そ してこの最大値は、次に、伝播遅延がまだ補償されうる最大距離を決定する。従 って、タイミング・アドバンスの上限は、通常の基地局のセル・サイズを制限し た。 この目的に対して、図１に示した基地局は、送信機Ｔｘ２及び受信機Ｒｘ２を 有している別のトランシーバを備えており、受信機Ｒｘ２のタイミングが送信機 Ｔｘ２に関して遅延される。これは、クロック発生器２５及び２６によって生成 されたタイムスロット・クロック信号２５Ａ及びフレーム・クロック信号２６Ａ を直接送信機Ｔｘ２にしかし遅延手段２７を通して受信機Ｒｘ２に供給すること によって達成される。遅延手段２７は、遅延フレーム・クロック信号２７Ａ及び 遅延タイムスロット・クロック信号２７Ｂを生成する。 本発明によるトランシーバの動作は、基地局と移動局ＭＳ２の間の通信がタイ ムスロット２で行われると想定して、図１及び２を再び参照して説明される。ト ランシーバＴＸ２は、ｔ₂とｔ₃の間のタイムスロット２におけるフレーム及びタ イムスロット信号２５Ａ及び２６Ａの案内の下で移動局ＭＳ２にバーストを送信 する。高周波バーストは、移動局ＭＳ２に無線チャネルＦ３で送信アンテナ３２ を介して送信される。移動局ＭＳ２は、バーストを受信し、バーストに包含され た同期情報に基づいて基地局に同期され、そしてタイミング・アドバンスにより 、約３タイムスロット遅く無線チャネルＦ４で基地局にバーストを送信する。こ こまでは、動作は、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ１のそれに類似である。 しかしながら、ここで、基地局からの移動局ＭＳ２の距離は、タイミング・ア ドバンスの最大値ＡＤ_MAXによって決定された最大距離よりも大きい。従って、 タイミング・アドバンスは、距離によってもたらされた伝播遅延を補償すること ができないし、かつ移動局ＭＳ２によって送信されたバーストは、後続のタイム スロットの間中に部分的に通常の受信機に到達する。本発明によれば、受信機Ｒ ｘ２の受信の時間は、所定の遅延ｄＴによって送信機Ｔｘ２のタイミングに関し て遅延される。図２を参照すると、フレーム・クロック・パルスは、送信機Ｔｘ ２に到達しかつｔ₀で新しいフレームをスタートする。しかしながら、遅延手段 ２７によって遅延された、対応フレーム・クロック・パルスは、時間ｔ’₀ ＝ｔ₀＋ｄＴまで受信機Ｒｘ２に到達しない。同様に、スロット・パルスが受信 機Ｒｘ２に到達する度に送信機Ｔｘ２に関して遅延ｄＴによって遅延された。こ のように、移動局ＭＳ２からのバーストは、基地局に到達しかつ正しいタイムス ロットに入るべくより多く遅延ｄＴに対応している周期を有する。その結果、こ れは、基地局からの移動局ＭＳ２の距離が伝播遅延ｄＴに対応している量で増大 されうる、即ち、基地局のセル・サイズが増大することを意味する。他方、受信 機Ｒｘ２は、基地局からの距離が伝播遅延ｄＴよりも短い移動局からのバースト を受信することができない。なぜならば、これら移動局からのバーストが基地局 にあまりにも早く到達するからである。このように、トランシーバＴｘ２／Ｒｘ ２は、その内径ｒ₁が遅延ｄＴに正比例しかつその外径ｒ₂がｒ₁＋ｒ_MAXであるリ ング形状のサービス・エリアを有する。ここでｒ_MAXは、タイミング・アドバン スの最大値ＡＤ_MAXに対応する最大距離である。必要受信遅延ｄＴは、以下の式 から計算することができる： ｄＴ＝ｒ₁／Ｃ ここでＣは、光の速度である。例えば、２０ｋｍのセル・サイズ拡張を得るため には、遅延値は、約６７μｓ（マイクロ秒）である。 図３は、その最大半径ｒ_MAXがタイミング・アドバンスによって決定される、 通常のトランシーバＴｘ１／Ｒｘ１のサービス・エリアと、その最大半径がｒ₂ ＝ｒ₁＋ｒ_MAXである、本発明によるトランシーバＲｘ２／Ｔｘ１のサービス・エ リアを示す。両方のトランシーバ・タイプが同じ基地局で用いられるならば、通 常の基地局のセル・サイズは、かなり増大される。 図３に示すセルでは、通常のトランシーバ及び本発明によるトランシーバのサ ービス・エリアは、ある程度重畳するのが好ましく、一つのトランシーバから他 のものへの基地局内の妨害なしハンドオーバを許容する。移動局ＭＳに割り当て られたタイミング・アドバンスの値を含んでいる、種々の基準がハンドオーバに 適用されうる。例えば、本発明によるトランシーバのサービス・エリア内に配置 された移動局が通常の送信機のサービス・エリアに対して矢印Ａ１によって示さ れた方向に移動するときに、基地局は、移動局に割り当てられたタイミング・ア ドバンスが所定値以下に降下するときに強制内部ハンドオーバを実行する。それ に対応して、移動局が通常のトランシーバのサービス・エリアから本発明による トランシーバのサービス・エリアに移動するときには、基地局は、移動局に割り 当てられたタイミング・アドバンスが所定値を越えるときに強制内部ハンドオー バを実行する。ハンドオーバは、基地局コントローラ２８から制御することがで きる。基地局コントローラ２８は、制御信号２８Ａにより遅延手段２７によって 設定された遅延ｄＴを、例えば、１〜１１６μｓ（マイクロ秒）の範囲内で、変 えることもできる。可変遅延ｄＴは、本発明によるトランシーバのリング形状サ ービス・エリアの配置を無線ネットワークの必要事項、例えば、その負荷に従っ て変更させる。 ある一定の特別な場合には、遅延受信が設けられた、本発明によるトランシー バだけを備えている基地局を用いることが可能でありうる。それにより基地局は 、基地局の近隣の加入者に対してサービスが提供されないリング形状セルを有す る。本発明による二つのトランシーバは、それらが基地局ＢＴＳから異なる方向 に指向された個別の拡張サービス領域４１及び４２を有するように、異なる指向 性アンテアに接続される、一つのそのような特別な場合を図４に示す。基地局Ｂ ＴＳは、局の近隣においてサービスの提供の必要がなく、かつシャドウ領域４３ が不利ではないように、地形の高い地点、マスト、または側を通っている道路４ ４から遠隔の建造物に配置されうる。しかしながら、複数の基地局が道路区域に 対して以前に必要であった間に、基地局の拡張サービス・エリア４１、４２は、 側を通っている道路の非常に長い区域をカバーする。セル内ハンドオーバは、通 常のハンドオーバ手順によってここでは実行される。 それらに関する図面及び記載は、本発明を説明すべく企図されるだけである。 その詳細において、本発明による基地局は、添付した請求の範囲の範疇内で変化 しうる。図面の簡単な説明 図１は、本発明による基地局を示しているブロック図である。 図２は、図１の基地局の送信機及び受信機のタイミングを示す図である。 図３は、本発明による拡張セルを示す図である。 図４は、本発明による別の拡張セルを示す図である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年６月２９日 【補正内容】 明細書 基地局までの距離による時間調整移動送信モーメントを有する基地局発明の分野 本発明は、ディジタル時分割多元接続無線ネットワークに対する基地局に関し 、基地局が無線トランシーバ、基地局と移動無線局の間の距離によるトランシー バと移動無線局の伝送間の時差を測定する手段、及び該時差を補償する所定のタ イミング・アドバンスによるトランシーバの送信に関してその送信を調整すべく 移動無線局を制御する手段を備え、該タイミング・アドバンスが基地局トランシ ーバの有効サービス領域に対する最大半径ｒ_MAXを決定する最大値を有している 、基地局に関する。発明の背景 ディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）無線システムでは、複数の移動無線局 は、基地局との通信に対して時分割に基づく同じ無線チャネルを用いうる。無線 チャネル上の通信は、必要によりユーザーに割り当てられた多数の連続タイムス ロット、例えば８つのタイムスロットで行われる。移動無線局は、基地局からの 信号に同期され、かつそれは、移動局からの信号がこの特定な移動局に対して割 り当てられたタイムスロットにおける基地局で受信されるようにこのｓｙｎｃ（ 同期）に従って送信する。しかしながら、移動局は、基地局から異なる距離に設 置されうるので、この距離によってもたらされた伝播遅延は、信号が正しいタイ ムスロットにおける基地局で受信されるように、基地局との各移動局の送信のタ イミングの同期において考慮されなければならない。この目的に対して、基地局 は、それが移動局に対する適切なタイミング・アドバンスを画定するものに基づ いて、それ自体の送信と移動局から受信した送信の間の時差を測定する。移動局 は、基地局から受信したｓｙｎｃによって画定された基本時刻(basic time inst ant)に関してその送信のタイミングを進めるべくこのタイミング・アドバンスを 用いる。種々のシステム内機能は、タイミング・アドバンスをある一定の上限に 制限する。タイミング・アドバンスのこの上限は、その結果、システムの基地 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年２月３日 【補正内容】 局がサーブできるセル・サイズの上限を指図する。汎ヨーロッパ移動無線システ ムＧＳＭ（移動通信用グローバルシステム）では、例えば、タイミング・アドバ ンスは、３５ｋｍの最大半径を有するセル・サイズを意味する、０〜２３３μｓ （マイクロ秒）の範囲で変化しうる。しかしながら、そのような３５ｋｍのセル ・サイズは、例えば、低いトラヒック負荷(traffic load)を有する疎人口密度領 域(sparsely populated areas)において、あまりにも小さい。しかしながら、上 述した制限により、セル・サイズを増大することは、基地局の容量及び地形の配 列がより大きなセルをさもなくば許容しえても、可能ではなかった。発明の目的および概要 本発明の目的は、上記問題を解決することである。 これは、トランシーバのサービス・エリアの最大半径がｒ₁＋ｒ_MAXであり、サ ービス・エリアが該タイミング・オフセットに正比例する半径ｒ₁を有しかつそ の内でトランシーバが移動無線局にサービスを提供することができない中央領域 を有する方法でトランシーバの受信及び送信間のタイミング・オフセットを供給 する手段；受信及び送信間のタイミング・オフセットが通常でありかつそのサー ビス・エリアの外径が基地局からの距離ｒ_MAXである第２の無線トランシーバ； 第１に示したトランシーバ及び第２のトランシーバのサービス・エリアが重畳す るように受信及び送信間の該オフセットは、選択されることを特徴とする、本発 明によるプリアンブルに記載された型の基地局によって達成される。 本発明では、拡張された受信可能範囲の領域は、送信機のタイミングと比較し て基地局のトランシーバのタイミングをオフセットすることによって基地局の回 りに供給される。このように稼動するトランシーバは、拡張した、一般的にリン グ形状サービス・エリアを基地局の回りに形成する。サービス・エリア内で、中 央シャドウ・エリアは、その最大半径が上記オフセットに正比例するように、留 まる。サービス・エリアの最大拡張外径は、最大タイミング・アドバンスによっ て画定された最大半径と中央シャドウ・エリアの最大半径の和である。従って、 ＧＳＭシステムでは、例えば、リング形状サービス・エリアの内径が２０ｋｍで あるようにオフセットが選択されたならば、その外径は、６０ｋｍである。本発 明による基地局は、０〜３５ｋｍの通常サービス・エリアを有する通常トランシ ーバも備えており、これらのサービス・エリアは、協同で６０ｋｍの半径を有す るセルを形成する。これらの二つのサービス・エリアは、二つのサービス・エリ ア間の基地局内ハンドオーバが気付かれないうちに実行されうるために、ある程 度重畳する。本発明の好ましい実施例では、移動局に割り当てられたタイミング ・アドバンスは、ハンドオーバ基準として用いられる。 以下に、本発明は、添付した図面を参照して実施例を説明することによってよ り完全に記載される。実施例 本発明は、ディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を利用し、かつタイミング ・アドバンスが基地局と移動局の間の距離によってもたらされた送信遅延を補償 しかつ移動局の送信が正しいＴＤＭＡタイムスロットにおける基地局で受信され るようなに基地局から送信されたｓｙｎｃ信号によって設定された時刻(time in stant)に関して移動無線局の送信の時間をシフトするためにタイミング・アドバ ンスを採り入れているあらゆる無線ネットワークに適用されることを企図してい る。本発明は、ＧＳＭ及びＤＣＳ１８００移動無線システムにおける使用に特に 適している。ＧＳＭ仕様書及びM．Mouly及びM.‐B．Pautet著、「The GSM Syste m for Mobile Communications」(Palaiseau，France，1992,ISBN:2-9507190-0-7 )が、ＧＳＭシステムのより詳細な説明に対して参照される。 図１は、本発明による基地局を示す。基地局を参照すると、本発明の理解に対 して重要な部分及び機能だけ、即ち、主に基地局のトランシーバのタイミングを 示している。更に、その例では、無線チャネル上の８つのタイムスロットのフレ ームで通信が行われるＴＤＭＡシステムが示されている。 図１では、無線送信機Ｔｘ１及び無線受信機は、構造及び動作において通常の 基地局トランシーバに全面的に類似するトランシーバを形成する。基地局では、 タイムスロット・クロック発生器２５及びフレーム・クロック発生器２６は、ト ランシーバのために必要なタイムスロット・クロック２５Ａ及びフレーム・クロ ック２６Ａをそれぞれ生成する。図２を参照すると、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ １のＴＤＭＡフレーム周期は、フレーム・クロック２６Ａによって画定された時 間ｔ₀でスタートし、フレームの最初のタイムスロットは、同じ時間で始ま る。フレームの後続するタイムスロットは、新しいフレームが新しいフレーム・ クロック２６Ａによって決定された時間ｔ₀で始まるまで、タイムスロット・ク ロック・パルス２５Ａによって決定された時間ｔ₁−ｔ₇で始まる。この特定な場 合には、一つのフレームは、従って８つのタイムスロットを包含するが、タイム スロットの数は、システムにより、例えば４のように、小さいかまたは大きいこ とがある。図２では、タイムスロットは、ＴＳ０からＴＳ７まで番号が付けられ ている。通常の方法で稼動している、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ１では、受信機 と送信機の両方のフレーム周期は、同じ時間ｔ₀で始まる。それに対応して、タ イムスロットは、時間ｔ₀−ｔ₇で始まる。しかしながら、タイムスロットの番号 付けは、送信側の対応タイムスロット番号よりも３タイムスロット遅く各タイム スロット番号が受信側で発生するという点で異なる。 トランシーバＴｘ１／Ｒｘ１の動作は、移動無線局ＭＳＩ及びトランシーバＴ ｘ１／Ｒｘ１は、ＴＤＭＡタイムスロット２で通信すると想定して、図１及び２ を参照して説明される。クロック信号２５Ａ及び２６Ａの制御下で、送信機Ｔｘ １は、時間ｔ₂の後で移動局ＭＳ１にアドレスされたバーストの送信をスタート する。アセンブルされた高周波数バーストは、送信アンテナ３０を介して搬送波 Ｆ１で移動局ＭＳ１に送信される。移動局ＭＳ１は、バーストを受信し、バース トに包含された同期情報に基づいて基地局に同期され、おおよそ３タイムスロッ ト遅く搬送波Ｆ２で高周波数バーストを基地局に送信する。受信機Ｒｘ１は、ｔ₅ とｔ₆の間の受信タイムスロット２において受信アンテナ３１を介してバースト を受信する。成功した受信は、移動局ＭＳ１から受信したバーストが受信機Ｒｘ １で正しいタイムスロット内に入ることを必要とする。しかしながら、移動局Ｍ Ｓ１が基地局から遠く離れているならば、距離によってもたらされた伝播遅延は 、隣接するタイムスロットを用いている移動局ＭＳからのバーストが重畳するよ うな程度にバーストを遅延しうる。この理由により、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ １は、基地局と移動局の間の距離によるトランシーバと移動局の送信間で発生す る時差を測定する。測定に基づいて、トランシーバは、距離によってもたらされ た伝播遅延を補償するために移動局に必要なタイミング・アドバンスを計算する 。基地局は、タイミング・アドバンスに対応する量だけ基地局から受信した バーストによって決定された時間からその送信の時間を進める、移動局ＭＳ１に このタイミング・アドバンス情報を送る。このように、移動局によって送信され たバーストは、正しい時間に基地局受信機Ｒｘ１に到達する。しかしながら、種 々のシステム内制限は、タイミング・アドバンスに対する最大値ＡＤ_MAXを設定 し、この最大値は、次に、伝播遅延がまだ補償されうる最大距離を決定する。従 って、タイミング・アドバンスの上限は、通常の基地局のセル・サイズを制限し た。 この目的に対して、図１に示した基地局は、送信機Ｔｘ２及び受信機Ｒｘ２を 有している別のトランシーバを備え、受信機Ｒｘ２のタイミングが送信機Ｔｘ２ に関して遅延される。これは、クロック発生器２５及び２６によって生成された タイムスロット・クロック信号２５Ａ及びフレーム・クロック信号２６Ａを直接 送信機Ｔｘ２にしかし遅延手段２７を通して受信機Ｒｘ２に供給することによっ て達成される。遅延手段２７は、遅延フレーム・クロック信号２７Ａ及び遅延タ イムスロット・クロック信号２７Ｂを生成する。 本発明によるトランシーバの動作は、基地局と移動局ＭＳ２の間の通信がタイ ムスロット２で行われると想定して、図１及び２を再び参照して説明される。ト ランシーバＴＸ２は、ｔ₂とｔ₃の間のタイムスロット２におけるフレーム及びタ イムスロット信号２５Ａ及び２６Ａの案内の下で移動局ＭＳ２にバーストを送信 する。高周波バーストは、移動局ＭＳ２に無線チャネルＦ３で送信アンテナ３２ を介して送信される。移動局ＭＳ２は、バーストを受信し、バーストに包含され た同期情報に基づいて基地局に同期され、そしてタイミング・アドバンスにより 、約３タイムスロット遅く無線チャネルＦ４で基地局にバーストを送信する。こ こまでは、動作は、トランシーバＴｘ１／Ｒｘ１のそれに類似である。 しかしながら、ここで、基地局からの移動局ＭＳ２の距離は、タイミング・ア ドバンスの最大値ＡＤ_MAXによって決定された最大距離よりも大きい。従って、 タイミング・アドバンスは、距離によってもたらされた伝播遅延を補償すること ができないし、かつ移動局ＭＳ２によって送信されたバーストは、後続のタイム スロットの間中に部分的に通常の受信機に到達する。本発明によれば、受信機Ｒ ｘ２の受信の時間は、所定の遅延ｄＴによって送信機Ｔｘ２のタイミングに関 して遅延される。図２を参照すると、フレーム・クロック・パルスは、送信機Ｔ ｘ２に到達しかつｔ₀で新しいフレームをスタートする。しかしながら、遅延手 段２７によって遅延された、対応フレーム・クロック・パルスは、時間ｔ’₀＝ ｔ₀＋ｄＴまで受信機Ｒｘ２に到達しない。同様に、スロット・パルスが受信機 Ｒｘ２に到達する毎に送信機Ｔｘ２に関して遅延ｄＴによって遅延された。この ように、移動局ＭＳ２からのバーストは、基地局に到達しかつ正しいタイムスロ ットに入るべくより多く遅延ｄＴに対応している周期を有する。その結果、これ は、基地局からの移動局ＭＳ２の距離が伝播遅延ｄＴに対応している量で増大さ れうる、即ち、基地局のセル・サイズが増大することを意味する。他方、受信機 Ｒｘ２は、これら移動局からのバーストが基地局にあまりにも早く到達するので 、基地局からの距離が伝播遅延ｄＴよりも短い移動局からのバーストを受信する ことができない。このように、トランシーバＴｘ２／Ｒｘ２は、その内径ｒ₁が 遅延ｄＴに正比例しかつその外径ｒ₂がｒ₁＋ｒ_MAXであるリング形状のサービス ・エリアを有する。ここでｒ_MAXは、タイミング・アドバンスの最大値ＡＤ_MAXに 対応する最大距離である。必要な受信遅延ｄＴは、以下の式から計算することが できる： ｄＴ＝ｒ₁／Ｃ ここでＣは、光の速度である。例えば、２０ｋｍのセル・サイズ拡張を得るため には、遅延値は、約６７μｓ（マイクロ秒）である。 図３は、その最大半径ｒ_MAXがタイミング・アドバンスによって決定される、 通常のトランシーバＴｘ１／Ｒｘ１のサービス・エリアと、その最大半径がｒ₂ ＝ｒ₁＋ｒ_MAXである、本発明によるトランシーバＲｘ２／Ｔｘ２のサービス・エ リアを示す。両方のトランシーバ・タイプが同じ基地局で用いられるならば、通 常の基地局のセル・サイズは、かなり増大される。 図３に示すセルでは、通常のトランシーバ及び本発明によるトランシーバのサ ービス・エリアは、ある程度重畳するのが好ましく、一つのトランシーバから他 のものへの基地局内の妨害なしハンドオーバを許容する。移動局ＭＳに割り当て られたタイミング・アドバンスの値を含んでいる、種々の基準がハンドオーバに 適用されうる。例えば、本発明によるトランシーバのサービス・エリア内に配置 された移動局が通常の送信機のサービス・エリアに対して矢印Ａ１によって示さ れた方向に移動するときに、基地局は、移動局に割り当てられたタイミング・ア ドバンスが所定値以下に降下するときに強制内部ハンドオーバを実行する。それ に対応して、移動局が通常のトランシーバのサービス・エリアから本発明による トランシーバのサービス・エリアに移動するときには、基地局は、移動局に割り 当てられたタイミング・アドバンスが所定値を越えるときに強制内部ハンドオー バを実行する。ハンドオーバは、基地局コントローラ２８から制御することがで きる。基地局コントローラ２８は、制御信号２８Ａにより遅延手段２７によって 設定された遅延ｄＴを、例えば、１〜１１６μｓ（マイクロ秒）の範囲内で、変 えることもできる。可変遅延ｄＴは、本発明によるトランシーバのリング形状サ ービス・エリアの配置を無線ネットワークの必要事項、例えば、その負荷に従っ て変更させる。 ある一定の特別な場合には、遅延受信が設けられた、本発明によるトランシー バだけを備えている基地局を用いることが可能でありうる。それにより基地局は 、基地局の近隣の加入者に対してサービスが提供されないリング形状セルを有す る。本発明による二つのトランシーバは、それらが基地局ＢＴＳから異なる方向 に指向された個別の拡張サービス領域４１及び４２を有するように、異なる指向 性アンテアに接続される、一つのそのような特別な場合を図４に示す。基地局Ｂ ＴＳは、局の近隣においてサービスの提供の必要がなく、かつシャドウ領域４３ が不利ではないように、地形の高い地点、マスト、または側を通っている道路４ ４から遠隔の建造物に配置されうる。しかしながら、複数の基地局が道路区域に 対して以前に必要であった間に、基地局の拡張サービス・エリア４１、４２は、 側を通っている道路の非常に長い区域をカバーする。セル内ハンドオーバは、通 常のハンドオーバ手順によってここでは実行される。 それらに関する図面及び記載は、本発明を説明すべく企図されるだけである。 その詳細において、本発明による基地局は、添付した請求の範囲の範疇内で変化 しうる。図面の簡単な説明 図１は、本発明による基地局を示しているブロック図である。 図２は、図１の基地局の送信機及び受信機のタイミングを示す図である。 図３は、本発明による拡張セルを示す図である。 図４は、本発明による別の拡張セルを示す図である。 請求の範囲 １．ディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）無線ネットワークに対する基地局で あって、 無線トランシーバと、 前記基地局及び移動無線局の間の距離による前記トランシーバ及び該移動無 線局の送信間の時差を測定する手段と、 前記基地局トランシーバの有効サービス・エリアに対する最大半径ｒ_MAXを 決定する最大値を有しかつ前記時差を補償する所定のタイミング・アドバンスで 前記トランシーバの前記送信に関してその送信を調整すべく前記移動無線局を制 御する手段と、 前記トランシーバの前記サービス・エリアの最大半径がｒ₁＋ｒ_MAXであり、 該サービス・エリアがタイミング・オフセットに正比例する半径ｒ₁を有しかつ その内で該トランシーバが移動無線局にサービスを提供することができない中央 領域を有するように該トランシーバの受信及び送信間の該タイミング・オフセッ トを供給する手段と、 受信及び送信間の前記タイミング・オフセットが通常でありかつそのサービ ス・エリアの前記外径が前記基地局からの距離ｒ_MAXである第２の無線トランシ ーバとを備え、 受信及び送信間の前記オフセットは、前記第１に示したトランシーバ及び前 記第２のトランシーバの前記サービス・エリアが重畳するように選択されること を特徴とする基地局。 ２．前記受信及び送信間の前記タイミング・オフセットｄＴは、ここでＣが光の 速度である、式 ｄＴ＝ｒ₁／Ｃ から計算されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。 ３．前記受信及び送信間の前記タイミング・オフセットは、可変であることを特 徴とする請求項１または２に記載の基地局。 ４．前記トランシーバの前記サービス・エリアは、リング形状であることを特徴 とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基地局。 ５．前記トランシーバは、指向性アンテナと前記基地局からある一定の方向に伸 張サービス・エリアとを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項 に記載の基地局。 ６．前記基地局は、受信のタイミングが所定の遅延で送信に関して遅延される別 のトランシーバを備え、かつ該トランシーバは、指向性アンテナと該基地局から 離れてゆく方向に伸張サービス・エリアとを有し、当該方向は、前記第１のトラ ンシーバの前記サービス・エリアの方向とは異なることを特徴とする請求項５に 記載の基地局。 ７．前記トランシーバの前記サービス・エリアは、長い道路区域を網羅すること を特徴とする請求項６に記載の基地局。 ８．移動無線局が前記基地局の一つのサービス・エリアから他のサービス・エリ アに移動するときに、該基地局の内部ハンドオーバを実行する手段によって特徴 付けられる請求項１に記載の基地局。 ９．前記ハンドオーバ手段は、前記移動無線局の前記タイミング・アドバンスに 基づいて前記ハンドオーバを実行することを特徴とする請求項８に記載の基地局 。 10．前記ハンドオーバ手段は、前記第２のトランシーバの前記サービス・エリア 内に配置された移動無線局の前記タイミング・アドバンスが所定値を越えるとき にハンドオーバを実行することを特徴とする請求項９に記載の基地局。 11．前記ハンドオーバ手段は、前記第１に示したトランシーバの前記サービス・ エリア内に配置された移動無線局の前記タイミング・アドバンスが所定値以下に 降下するときにハンドオーバを実行することを特徴とする請求項８または９に記 載の基地局。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ディジタル時分割多元接続（ＴＤＭＡ）無線ネットワークに対する基地局で あって、 無線トランシーバと、 前記基地局及び移動無線局の間の距離による前記トランシーバ及び該移動無 線局の送信間の時差を測定する手段と、 前記基地局トランシーバの有効サービス・エリアに対する最大半径ｒ_MAXを 決定する最大値を有しかつ前記時差を補償する所定のタイミング・アドバンスで 前記トランシーバの前記送信に関してその送信を調整すべく前記移動無線局を制 御する手段とを備え、 前記トランシーバの受信のタイミングは、該トランシーバの前記サービス・ エリアの前記最大半径がｒ₁＋ｒ_MAXで有るような遅延で該トランシーバの送信に 関して遅延され、該サービス・エリアが該遅延に正比例する半径ｒ₁を有しかつ その内で該トランシーバが移動無線局にサービスを提供することができない中央 領域を有することを特徴とする基地局。 ２．前記受信及び送信間の前記遅延ｄＴは、ここでＣが光の速度である、式 ｄＴ＝ｒ₁／Ｃ から計算されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。 ３．前記受信及び送信間の前記遅延は、可変であることを特徴とする請求項１ま たは２に記載の基地局。 ４．前記トランシーバの前記サービス・エリアは、リング形状であることを特徴 とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基地局。 ５．前記トランシーバは、指向性アンテナと前記基地局からある一定の方向に伸 張サービス・エリアとを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項 に記載の基地局。 ６．前記基地局は、受信のタイミングが所定の遅延で送信に関して遅延される別 のトランシーバを備え、かつ該トランシーバは、指向性アンテナと該基地局から 離れてゆく方向に伸張サービス・エリアとを有し、当該方向は、前記第１の トランシーバの前記サービス・エリアの方向とは異なることを特徴とする請求項 １から３のいずれか一項に記載の基地局。 ７．前記トランシーバの前記サービス・エリアは、長い道路区域を網羅すること を特徴とする請求項６に記載の基地局。 ８．前記基地局は、受信及び送信間のタイミングが通常でありかつその前記サー ビス・エリアの前記外径が該基地局からの距離ｒ_MAXである別の無線トランシー バを備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の基地局 。 ９．受信及び送信間の前記遅延は、前記第１に示したトランシーバと前記第２の トランシーバの前記サービス・エリアが重畳するように選択されることを特徴と する請求項８に記載の基地局。 10．移動無線局が前記基地局の一つのサービス・エリアから他のサービス・エリ アに移動するときに該基地局の前記内部ハンドオーバを実行する手段によって特 徴付けられる請求項９に記載の基地局。 11．前記ハンドオーバ手段は、前記移動無線局の前記タイミング・アドバンスに 基づいて前記ハンドオーバを実行することを特徴とする請求項１０に記載の基地 局。 12．前記ハンドオーバ手段は、前記第２のトランシーバの前記サービス・エリア 内に配置された移動無線局の前記タイミング・アドバンスが所定値を越えるとき にハンドオーバを実行することを特徴とする請求項１１に記載の基地局。 13．前記ハンドオーバ手段は、前記第１に示したトランシーバの前記サービス・ エリア内に配置された移動無線局の前記タイミング・アドバンスが所定値以下に 降下するときにハンドオーバを実行することを特徴とする請求項１０または１１ に記載の基地局。