(57)【要約】【課題】標準コードレス電話（送受器）、特にブルートゥース短距離無線通信プロトコルを用いるようなモバイル装置（１２１、１２３）を含む無線構内交換機（１２３、１２４）のようなセルラー方式様の通信システムを作る方法。【解決手段】方法は、モバイル装置がピコセル間を移動する間、基地局とスイッチ（１２９）の間で高レベル同期化を実行することにより基地局のセッション間で継ぎ目無い信頼性あるハンドオフを提供する。小カバー領域を持つピコセル基地局は送受器と通信する。通信プロトコルは基地局により実行される低レベルプロトコル（２８０、２８１）と全基地局に接続されたスイッチにより実行される高レベルプロトコル（２８３、２８４）とに分割される。方法は、データ、音声又は電話無線ネットワークで基地局カバー領域間を移動する間セッションのハンドオフを処理する仕様でないモバイル計算機又は電話装置及び通信プロトコルをサポートする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル・ユニットと接続される基地局からなる無線通信システムにおいて、
モバイル・ユニットと接続される基地局から、呼び出しパラメータと大まかな同期化情報を少なくとも１つの隣接する基地局へ送信すること、及び
少なくとも１つの隣接する基地局において、
モバイル・ユニットと接続される基地局、
モバイル・ユニット、及び
少なくとも１つの隣接する基地局及びモバイル・ユニットと接続される基地局の範囲内のビーコン・トランスミッタからのビーコン信号、
の少なくとも１つの伝送をモニタリングすること、
からなる少なくとも１つの隣接する基地局をモバイル・ユニットと接続された基地局と接続する方法。
【請求項２】
モバイル・ユニットが、
電話送受器、標準のコードレス電話送受器、セルラー方式電話送受器、パーソナル・データ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メール・サーバ、中央のリモート・アクセス・サーバを介してインターネットへのポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット、パーソナル・サーバ、携帯型コンピュータ、無線カメラ、およびモバイルの音楽プレーヤ、からなる群から選択された装置であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
多数の基地局、及び基地局と通信する少なくとも１つのスイッチからなる無線通信システムにおいて、少なくとも１つの近接基地局を、１つのモバイル・ユニットに接続された基地局と同期化させるための方法であって、
モバイル・ユニットに接続された基地局から、標準伝送よりも高い伝送出力で、選択された時間間隔で周期的に伝送すること、
少なくとも１つの近接基地局にて、より高い伝送出力で伝送されたものを受信すること、
からなることを特徴とする方法。
【請求項４】
選択された時間間隔が、一連の周期的ホップでの同期化ホップであり、
その同期化ホップの間に増加した伝送出力が、標準伝送出力の少なくとも２倍の大きさであることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
選択された時間間隔が、一連の周期的なホップでの同期化ホップであり、
その同期化ホップは、残る周期的なホップとは異なった周波数で伝送されることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項６】
モバイル・ユニットが、短距離無線通信の発信器／受信器を備えていることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項７】
モバイル・ユニットが、
電話送受器、標準のコードレス電話送受器、セルラー方式の電話送受器、パーソナル・データ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メール・サーバ（ＰＤＡ）、中央のリモート・アクセス・サーバを介してインターネットへのポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット、パーソナル・サーバ、携帯型コンピュータ、無線カメラ、モバイル音楽プレーヤからなる群から選択された装置であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項８】
基地局間に通信リンクを設けることであって、その基地局間の通信リンクは、ＲＦリンク、陸線からなる群から選択され、
通信リンクの基地局間で接続ステータス情報及び大まかな同期化情報を伝送すること、をさらに含むことを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項９】
基地局とスイッチが、有線或いは無線のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を介して接続されることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項１０】
第１の複数の基地局が第１のスイッチに接続され、
第２の複数の基地局が第２のスイッチに接続され、
そのスイッチは、それらが処理する呼び出し及び接続のためのステータス・テーブルを維持し、互いのステータス・テーブルのコピーを維持し、
スイッチがステータス・テーブルの１つを更新するとき、スイッチは他のスイッチに対し更新されたステータス・テーブルを送信することを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項１１】
無線通信システムは、送受器を含むモバイル・ユニットからの呼び出しを処理する無線の構内交換機（ＷＰＢＸ）からなることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項１２】
スイッチにおいて、
ＷＰＢＸによって処理される各アクティブ呼び出しのための独自の呼び出し識別番号、呼び出しの出所、呼び出しの宛先、呼び出し番号識別（ＣＮＩＤ）、宛先番号（ＤＮ）、親基地局識別、宛先基地局識別、呼び出しのステータス、課金情報、パフォーマンス分析のための情報からなる群から選択された情報を含む、ＷＰＢＸによって処理される呼び出しのテーブルを維持すること、
を更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
スイッチにおいて、各呼び出しのために、送受器ＩＤ、現時点の基地局ＩＤ、高レベルプロトコルの処理、低レベルプロトコルの処理、ハンドオフのための候補基地局の数、ハンドオフのための候補基地局のリスト、及び各候補基地局のためのハンドオフ・ステータスのリストからなる群から選択された情報からなる接続のテーブルを維持すること、を更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
モバイル・ユニットと接続される基地局からなる無線通信システムにおいて、
モバイル・ユニットに接続された基地局が、モバイル・ユニットとの接続についての情報を、大まかなＴＯＤ及びモバイル・ユニットのための装置アドレスを含めて、少なくとも１つの近接基地局へ供給すること、
少なくとも１つの近接基地局において、情報を受信すること及びモバイル・ユニットが伝送しそうな周波数のリストを作ること、
少なくとも１つの近接基地局において、モバイル・ユニットによって伝送された１つの信号をチェックすること、
からなる少なくとも１つの近接基地局のカバー範囲で特定のモバイル・ユニットの存在を検出する方法。
【請求項１５】
近接基地局において、妨害によってブロックされない周波数をモニタすることを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
モニタされる各周波数のために、特定の持続時間に検出された多くのホップのヒストグラム、及び、平均信号雑音比を維持することを更に含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
ホップの信号対雑音比（ＳＮＲ）の機能としてモニタされている周波数のスペクトル明瞭性の基準決定を更に含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
時間の大半において最良の明瞭性の基準を持つ周波数の群（Ｍ）をモニタすることを更に含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
最良の明瞭性の基準を持つ周波数の群に無い周波数を周期的にモニタすることを更に含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
モバイル・ユニットが、
電話送受器、標準のコードレス電話送受器、携帯電話送受器、パーソナル・データ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メール・サーバ、中央のリモート・アクセス・サーバを介してインターネットへのポイント・ツー・ポイント接続プロトコル（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット、パーソナル・サーバ、携帯型コンピュータ、無線カメラ及びモバイル音楽プレーヤ、
を含む群から選択される装置であることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
基地局間の通信リンクがＲＦリンク及び陸線を含む群から選択されることを特徴とする、基地局間で通信リンクを提供すること、及び、
基地局間の接続ステータス情報及びおおまかな同期化情報を通信リンク上に転送すること、
を更に含む請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
基地局及びスイッチが、有線或いは無線のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を介して接続されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２３】
無線通信システムが、送受器を含むモバイル・ユニットからの呼び出しを処理する無線構内交換機（ＷＰＢＸ）を含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２４】
周波数ホッピングが基地局とモバイル・ユニット間の通信のために用いられることを特徴とする、基地局によってモバイル・ユニットを検出するための方法であって、
モバイル・ユニットに接続された基地局において周期的にホップをうみだすこと、及び、
モバイル・ユニットに接続された基地局によって生じたホップの間に少なくとも１つの隣接基地局からのモバイル・ユニットと通信すること、
を含む方法。
【請求項２５】
互いに接近していない隣接基地局においてモバイル・ユニットと通信するために同じホップを使用すること、及び、
互いに接近している隣接基地局においてモバイル・ユニットと通信するために異なるホップを使用すること、
を更に含む請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
モバイル・ユニットに接続された基地局からなる無線通信システムにおいて、モバイル・ユニットがそのカバー領域に入るのを待つ少なくとも１つの基地局によって送受器を検出する方法であって、
モバイル・ユニットがそのカバー領域に入るのを待つ少なくとも１つの基地局及びモバイル・ユニットに接続された基地局から、ＰＩＮＧコマンドをモバイル・ユニットに送信すること、及び、
モバイル・ユニットがそのカバー領域に入るのを待つ基地局で、モバイル・ユニットからＥＣＨＯ返答を受信すること、
からなる方法。
【請求項２７】
モバイル・ユニットがそのカバー領域に入るのを待つ基地局から、モバイル・ユニットに接続された基地局がもたらした時間間隔の間ＰＩＮＧコマンドを送信することを更に含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
ＥＣＨＯ返答を受信する各基地局において、ＥＣＨＯ返答のクオリティを測定し、基地局に接続されたスイッチにクオリティ基準を報告することを更に含む請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
エネルギー・レベル測定、信号対雑音比（ＳＮＲ）測定、パケット損失率及びビット・エラー率測定（ＢＥＲ）からなる群から選択された技術によって、各ＥＣＨＯ返答のクオリティを測定することを更に含む請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
ＰＩＮＧコマンドが、モバイル・ユニットのための装置アドレス、モバイル・ユニットのための識別子、メッセージ長、及びデータからなる群から選択されたデータ・フィールドを含み、またＥＣＨＯ返答は、モバイル・ユニット、メッセージ長、及びデータのための識別子からなる群から選択されたデータ・フィールドを含むことを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３１】
各基地局で、モバイル・ユニットと隣接基地局間の接続についての情報を維持することであって、この情報は、接続の数、送受器ＩＤ、基地局ＩＤ、ハンドオフ・ステータス、及び送受器検出ステータスからなる群から選択されることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
送受器検出ステータス情報が、成功ＰＩＮＧの数、前の成功ＰＩＮＧの時間、成功ＰＩＮＧのためのクオリティ測定からなる群から選択される情報を含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
モバイル・ユニットが、
電話送受器、標準のコードレス電話送受器、携帯電話送受器、パーソナル・データ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メール・サーバ、中央のリモート・アクセス・サーバによってインターネットへのポイント・ツー・ポイント接続プロトコル（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット、パーソナル・サーバ、携帯型コンピュータ、無線カメラ及びモバイル音楽プレーヤ、
からなる群から選択される装置であることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３４】
基地局間の通信リンクがＲＦリンク及び陸線からなる群から選択されることを特徴とする、基地局間で通信リンクを提供すること、及び、
基地局間の接続ステータス情報及びおおまかな同期化情報を通信リンク上で転送すること、
を更に含む請求項２６記載の方法。
【請求項３５】
無線通信システムが、送受器を含むモバイル・ユニットからの呼出しを処理する無線構内交換機（ＷＰＢＸ）を含むことを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも２つの基地局、基地局と接続された少なくとも１つのスイッチ、及び少なくとも１つのモバイル・ユニットからなる無線通信システムにおいて、モバイル・ユニット及び隣接する基地局と通信する基地局からモバイル・ユニットをハンドオフする方法であって、
複数の基地局によって送受器から受信した複数の信号を平滑化すること、
信号を互いに比較すること、
また信号クオリティに基づいたハンドオフのための基地局を選択すること、
からなる方法。
【請求項３７】
信号が、所定の基地局からの次の信号を包含する時間間隔について所定の基地局から受信された平均信号クオリティを算出することにより比較される請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
一以上の基地局から信号が受信される時間の間のみ信号を比較することから更になる請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
信号クオリティが、エネルギー・レベル、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、パケット損失比及びビット誤差比（ＢＥＲ）からなる群から選択された量に基づいている請求項３６記載の方法。
【請求項４０】
基地局がホップ中のモバイル・ユニットと通信し、さらに信号の比較に先立って、同じホップの量を同時に揃えることからなる請求項３６記載の方法。
【請求項４１】
量がホップの数（Ｘ）について平均される請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
モバイル・ユニットが、電話の送受器、標準コードレス電話の送受器、セルラー方式の電話送受器、パーソナル・データ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メール・サーバ、中央のリモート・アクセス・サーバを介してインターネットにポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット、パーソナル・サーバ、携帯型コンピュータ、無線カメラ及びモバイル音楽プレーヤからなる群から選択された装置である請求項３６記載の方法。
【請求項４３】
基地局間に通信リンクを提供し、基地局間の通信リンクがＲＦリンク及び陸線からなる群から選択され、通信リンクを通じて基地局間の接続ステータス情報及び同期化情報を転送することから更になる請求項３６記載の方法。
【請求項４４】
基地局及びスイッチが無線又は有線のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を介して接続されている請求項３６記載の方法。
【請求項４５】
無線通信システムが、送受器からなるモバイル・ユニットからの通話を扱う無線構内交換機（ＷＰＢＸ）からなる請求項３６記載の方法。
【請求項４６】
少なくとも２つの基地局と、基地局を連絡する少なくとも１つのスイッチからなる無線通信システムにおいて、低レベル通信プロトコルの事例がモバイル・ユニットに接続された基地局で実行されており、モバイル・ユニットに接続された基地局から近接する基地局への接続のハンドオフを実行する方法であって、
スイッチにて、選択された近接する基地局の一つにハンドオフを実行するときを決定し、
選択された近接する基地局の一つにて、少なくとも同期化された日時（ＴＯＤ）パラメータを含む低レベル通信プロトコルのコピーを作成し、
スイッチから、指定されたＴＯＤでモバイル・ユニットとの通信を中止するためのコマンドをモバイル・ユニットと接続された基地局に送り、指定されたＴＯＤでモバイル・ユニットと通信を開始するためのコマンドを選択された近接する基地局の一つに送り、
スイッチ及び基地局における接続ステータステーブルを更新する
ことからなる方法。
【請求項４７】
接続が電話呼び出し及びデータリンクからなる群から選択される請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
低レベル通信プロトコルが、基地局によりモバイル・ユニットに送られるＲＦの制御及び変調、周波数ホッピング、誤差修正、正確な時間同期化、装置アドレス、大まかな日時（ＴＯＤ）、音声チャンネル配分、前方誤差修正パラメータ、暗号化キー、認証キー、音声コード化、装置アドレシング、待ち状態のモバイル・ユニットのアドレス、非同期化データリンク及びデータＦＩＦＯｓからなる群から選択された処理手順からなる請求項４６記載の方法。
【請求項４９】
モバイル・ユニットに短距離無線通信送信機／受信機が備えられている請求項４６記載の方法。
【請求項５０】
モバイル・ユニットが、電話の送受器、標準コードレス電話の送受器、セルラー方式の電話送受器、パーソナルデータ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メール・サーバ、中央のリモート・アクセス・サーバを介してインターネットにポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット、パーソナル・サーバ、携帯型コンピュータ、無線カメラ及びモバイル音楽プレーヤからなる群から選択された装置である請求項４６記載の方法。
【請求項５１】
基地局間に通信リンクを提供し、基地局間の通信リンクがＲＦリンク及び陸線からなる群から選択され、通信リンクを通じて基地局間の接続ステータス情報及び同期化情報を転送することから更になる請求項４６記載の方法。
【請求項５２】
基地局及びスイッチが無線又は有線のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介して接続されている請求項４６記載の方法。
【請求項５３】
無線通信システムが、送受器からなるモバイル・ユニットからの通話を扱う無線構内交換機（ＷＰＢＸ）からなる請求項４６記載の方法。
【請求項５４】
モバイル・ユニットと接続された基地局からなる無線通信システムにおける、モバイル・ユニットとの接続のハンドオフを受信するに先立って、モバイル・ユニットを検知し同期化する方法であって、
モバイル・ユニットに接続された基地局から、少なくとも一つの近接する基地局に大まかな同期化情報を送り、
近接する基地局にて、モバイル・ユニットに接続された基地局により与えられた大まかな同期化情報に基づいて、モバイル・ユニットに関して正確なタイミングをもつ「目標」信号について広域検索を実行し、
モバイル・ユニットからの実際の信号について検索を狭め、
目標信号を獲得し、
近接する基地局をモバイル・ユニットと接続された基地局と同期化する方法。
【請求項５５】
モバイル・ユニットに短距離無線通信送信機／受信機が備えられている請求項５４記載の方法。
【請求項５６】
モバイル・ユニットが、電話の送受器、標準コードレス電話の送受器、セルラー方式の電話送受器、パーソナルデータ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メール・サーバ、中央のリモート・アクセス・サーバを介してインターネットにポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット、パーソナルサーバ、携帯型コンピュータ、無線カメラ及びモバイル音楽プレーヤからなる群から選択された装置である請求項５４記載の方法。
【請求項５７】
基地局間に通信リンクを提供し、基地局間の通信リンクがＲＦリンク及び陸線からなる群から選択され、通信リンクを通じて基地局間の接続ステータス情報及び同期化情報を転送することから更になる請求項５４記載の方法。
【請求項５８】
基地局及びスイッチが無線又は有線のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介して接続されている請求項５４記載の方法。
【請求項５９】
無線通信システムが、送受器からなるモバイル・ユニットからの通話を扱う無線構内交換機（ＷＰＢＸ）からなる請求項５４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル・ユニットが基地局に隣接する範囲の領域を動くとき、複数の基地局で短距離間を接続する能力を有する複数のモバイル・ユニット（装置）を持つ無線通信システム及び１つの基地局からモバイル・ユニットをハンドオフする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局からのコードレス送受器のようなモバイル装置の効果的な範囲は、モバイル装置及び基地局の伝送出力及び受信機の感度によって限定される。無線構内交換機（ＷＰＢＸ）システムは、１つ以上の基地局（ＢＳ）を用いることにより、この限界に対応する。
【０００３】
基地局がカバーする領域をセルと呼ぶ。主として以下、コードレス（電話）送受器であるモバイル・ユニット（装置）が検討される。
ＷＰＢＸにおいて基地局は、異なったセルにある送受器が互いに通信することを可能にするために相互に連結している。送受器が、呼び出しの間１つのセルから別のセルへ移動するとき、１つの基地局から別の基地局の通信のハンドオフ（変換）は、中断することのない通信を可能とする。
【０００４】
通常「スイッチ」と呼ばれる中央ユニットは全ての基地局に接続される。スイッチはシステムの操作を制御し、基地局とゲートウェイの間の呼び出しのルート割当を決め、基地局とゲートウェイはＷＰＢＸを外部の通信システムへ接続する。
【０００５】
ＷＰＢＸにおけるコードレス送受器の伝送出力は、通常標準的なセルラー方式システムより低く、そのセルラー方式システムは、コードレス送受器のためのＷＰＢＸにおいて標準的な電話システムのセルより小さいセル（ミニセル、マイクロセル又はピクセルと呼ばれる）を持つということになる。
【０００６】
コードレス送受器中には、セルラー方式システムで用いられる通信プロトコルを用いるが、それらはモバイル（セルラー方式）送受器より低い出力で伝送する。例えば、用いるプロトコルはＧＳＭ及びＩＳ−１３６である。
【０００７】
これらのプロトコルによれば、セル間のハンドオフは、コードレス送受器、基地局及びスイッチの共同作業によって実行される。そのカバー領域にある場合、これら送受器はＷＰＢＸに接続することができ、それらが用いる通信プロトコルをサポートする、他のセルラー方式システムにさらに接続することができる。
【０００８】
送受器の中には、特にＷＰＢＸとの通信を可能とするように設計された通信プロトコルを用いるものもある。いくつかの例はＤＥＣＴ、ＣＴ−２、ＰＡＣ及びＰＡＣＳである。送受器は通常ＷＰＢＸによってカバーされた領域でのみ用いられる、専用の送受器である。
【０００９】
送受器の中には二重のモード・サポートを得ているものもある。例えば、送受器はＤＥＣＴを用いて、ＷＰＢＸと通信することもでき、ＧＳＭを用いて、他のセルラー方式システムとの通信を可能とすることもある。
【００１０】
ＷＰＢＸの中には標準のコードレス送受器を用いるものもある。これら送受器は、セル間のハンドオフをサポートする特別のメカニズムを持たない。これらのシステムでは、スイッチ及び基地局がハンドオフを実行し、また送受器は、ハンドオフ・プロセスを認識していない（アクティブにそこへ参加しない）。標準のコードレス送受器があるセルから別のセルへ移動する場合、スイッチは、呼び出しから別のセルへのルート割当を決める。
【００１１】
コードレスホンが「単純な」プロトコル、例えば、アナログ固定伝送、を使用するので、呼び出しが新しいセルへのルート割当を決定される場合、コードレスホンは自動的にそれを受け取る。
【００１２】
近年、短距離通信プロトコルは、はるかにより複雑になった。非常に低い出力が、多くのシステムが隣接している近辺で作動することを可能にするために用いられる。
周波数のホッピング及び広げられたスペクトルのような複雑な伝送方法が妨害を克服し、かつ通信クオリティを改善するために用いられる。デジタル通信方法は、同じシステムのデータ及び音声通信を可能として用いられる。エラー訂正エンコーダは信頼度を改善するために用いられる。通信のセキュリティ及びプライバシーは、デジタル認証及び暗号化を用いて改善される。
【００１３】
短距離通信システムは、多くの目的のために用いられる。もっか流行している短距離通信方法は、「全てが一体となった送受器」及び個人データ装置のようなパーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）装置及び応用である。
【００１４】
そのようなタイプの送受器は、標準のセルラー方式通信をサポートし、短距離通信を用いて、その周辺にあるパーソナル・エリア・ネットワーク装置と通信する能力がさらにある。ＰＡＮ短距離通信標準の中には、可動性を可能とすることが設計されておらず、すなわちこれら標準は、通常及びアクティブなセッション中の基地局の間でハンドオフを可能とするようには設計されていなかった。
【００１５】
これは、１つの基地局すなわち非常に限定された領域にリンクされるそのような装置を介してセッションを制限する。
「ブルートゥース」標準は、音声応用及び電話技術（例えば、コードレス電話、無線ヘッドセット）及びデータ・アプリケーション（ラップトップからのパソコン通信、無線ローカル・エリア・ネットワーク・ゲートウェイ等）のための多くの利用方法を持つ短距離無線通信標準である。
【００１６】
ブルートゥース無線通信技術は、短距離の特別な目的のためのネットワークを介す無線で通信し接続するポータブル電子装置を可能とする２．４５ＧＨｚの周波数帯の中で普遍的なラジオ・インターフェースを用いて実行される。
【００１７】
各ユニットは、１ピコネット当たり最大７つの他のユニットと同時に通信することができる。さらに、各ユニットは、同時にいくつかのピコネットに属することができる。
ブルートゥース接続は、将来のセルラー方式送受器、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、パームトップ及びラップトップ・コンピュータにおける標準の特徴となるよう計画されている。
【００１８】
ケーブル代替品として本来短距離の範囲の通信として設計されたので、ブルートゥース標準は基地局の間の可動性をサポートしない。ブルートゥース無線通信技術を備えたセルラー方式送受器は、コードレスホンとして１つの基地局の近辺でのみ作動することができるであろう。同じ制限は、ＰＤＡとモバイル・コンピュータのようなモバイル・パーソナル・データ装置に当てはまる。
＜用語解説＞
もし別のやり方で記載されないならば又は用法の前後関係から明らかとなるならば、ここで用いられるどのような単語、略語、頭文字又は科学記号及び表記は、発明に最も近く関係のある、技術分野における通常の意味で与えられる。
【００１９】
専門語の以下の用語解説が、先行技術文献と同様に本文に含まれる様々な記載に対し、明瞭さと一貫性が適合するように意図される。
ＡＴＭ                非同期転送モード
ＢＥＲ                ビット・エラー率
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ        短距離無線通信標準／インタフェース／プロトコル
ＢＳ                  基地局
ＣＰＵ                中央演算処理装置
ＣＲＣ                巡回冗長検査
ＣＴ−２              通信プロトコル
ＤＥＣＴ              デジタル強調コードレス電話通信プロトコル
ＤＮ                  宛先番号
ＥＣＨＯ              ＰＩＮＧへの返答
ＦＩＦＯ              先入れ先出し
ＦＴＰ                ファイル転送プロトコル
Ｇａｔｅｗａｙ            似通ったサービス間での通信のためのインタフェース
ＧＨｚ                ギガヘルツ
ＧＳＭ                モバイル通信のためのグローバル・システム
ｈａｎｄｏｆｆ            １つの基地局から他の基地局へのモバイル装置の転送
ＩＤ                  識別（番号）
ＩＥＥＥ ８０２．２      イーサネット（登録商標）プロトコル
ＩＳ−１３６            通信プロトコル
ＩＳＤＮ              総合デジタル通信網
ＩＴＵ−Ｔ ８０２．１５  ブルートゥース標準に似た通信標準
ＩＴＵ−Ｔ Ｑ．９３１    呼び出しセットアップのための電話技術プロトコル
ＩＶＲ                双方向性音声応答
ＬＡＮ                ローカル・エリア・ネットワーク
ＬＭＳＥ              最小二乗誤差
ＭＳＣ                移動通信交換局（ＭＳＣ）
ＰＡＣ                通信プロトコル
ＰＡＣＳ              通信プロトコル
ＰＡＮ                パーソナル・エリア・ネットワーク
ＰＢＸ                構内交換機
ＰＡＢＸ              構内自動交換機（ＰＢＸとしても参照される）
ＰＤＡ                パーソナル・デジタル（又はデータ）・アシスタント
ｐｉｃｏｃｅｌｌ          短距離基地局のカバー領域
ＰＩＮＧ              返答を求めるために送信されるコマンド
ＰＰＰ                ポイント・ツー・ポイント・プロトコル
ＰＳＴＮ              アナログ電話回線通信機能
ＲＦ                  ラジオ周波数
ＳＮＲ                信号対雑音比
Ｓｗｉｔｃｈ            電話呼び出しのルート割当のための器具
ＴＯＤ                日時
ＷＡＰ                ワイヤレス・アプリケーション・プロトコル
ＷＰＢＸ              無線構内交換機
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の一般的な対象は、無線通信（ブルートゥース無線技術のような）をサポートする標準のコードレス電話機及びＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、ラップトップ又はノート型コンピュータ、又は同様の装置のようなモバイル装置が、無線構内交換機（ＷＰＢＸ）、標準の（有線の）ＰＢＸ、ＬＡＮ、携帯電話ネットワーク又は標準の有線の電話ネットワークに対し途切れなく接続することを可能とするための技術を提供することであり、それにより、上記モバイル装置を含めた特別の（通常高価な）送受器、付属部品、ソフトウェア又はハードウェア・エージェントを避けることである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によれば、少なくとも２つの基地局、基地局と通信する少なくとも１つのスイッチからなる無線通信システムにおいて、通信プロトコルを正確なタイム同期化を要求するタスクを実行するための低レベルプロトコルと正確なタイム同期化を必要としない高レベルプロトコルに分割すること、基地局を備えたモバイル・ユニットの接続のためにモバイル・ユニットに接続された基地局で低レベルプロトコルのインスタンスを実行し、スイッチでの高レベルプロトコルのインスタンスを実行することからなる方法が提供される。
【００２２】
本発明によれば、モバイル・ユニットと接続される基地局からなる無線通信システムにおいて、少なくとも１つの隣接する基地局をモバイル・ユニットに接続された基地局と同期化する方法であって、モバイル・ユニットと接続する基地局から少なくとも隣接する基地局へ呼び出しパラメータ及び大まかな同期化情報を送信すること、少なくとも１つの隣接する基地局において、モバイル・ユニットに接続された基地局、モバイル・ユニット及び少なくとも１つの隣接する基地局及びモバイル・ユニットと接続される基地局の範囲内のビーコン・トランスミッタからのビーコン信号の内の少なくとも１つの伝送をモニタリングすることからなる方法が提供される。
【００２３】
本発明によれば、複数の基地局及び基地局と通信する少なくとも１つのスイッチからなる無線通信システムにおいて、少なくとも１つの隣接する基地局をモバイル・ユニットと接続される基地局と同期化する方法であって、選択された時間の間、通常の伝送のよりも高い伝送出力で周期的に伝送すること、少なくとも１つの隣接する基地局より高い伝送出力で伝送を受信することからなる方法が提供される。
【００２４】
本発明によれば、モバイル・ユニットに接続される基地局からなる無線通信システムにおいて、少なくとも１つの隣接する基地局のカバー領域において、モバイル・ユニットの存在を検出する方法であって、モバイル・ユニットに接続された基地局が、モバイル・ユニットのための装置アドレスと大まかなＴＯＤを含み、モバイル・ユニットとの接続に関する情報を少なくとも１つの隣接する基地局へ提供すること、少なくとも１つの隣接する基地局において、情報を受信し、モバイル・ユニットが伝送しそうな周波数のリストを生み出すこと、少なくとも１つの隣接する基地局おいて、モバイル・ユニットによって信号の伝送をチェックすることからなる方法が提供される。
【００２５】
本発明によれば、周波数ホッピングが、基地局とモバイル・ユニットの間で通信するのに用いられることを特徴とする、基地局によってモバイル・ユニットを検出する方法であって、モバイル・ユニットと接続される基地局で周期的にホップを生み出すこと、モバイル・ユニットと接続された基地局から生み出されるホップの間少なくとも１つの隣接する基地局からのモバイル・ユニットと通信することからなる方法が提供される。
【００２６】
本発明によれば、モバイル・ユニットと接続される基地局からなる無線通信システムにおいて、モバイル・ユニットがカバー領域へ入ることを待つ少なくとも１つの基地局及びモバイル・ユニットと接続される基地局から、ＰＩＮＧコマンドをモバイル・ユニットへ送信し、モバイル・ユニットがカバー領域へ入ることを待つ基地局において、モバイル・ユニットからＥＣＨＯ返答を受信する方法が提供される。
【００２７】
本発明によれば、基地局と通信する少なくとも２つの基地局及び少なくとも１つのスイッチ及び少なくとも１つのモバイル・ユニットからなる無線通信システムにおいて、複数の基地局によって送受器から受信した複数の信号を円滑にすること、信号を互いに比較すること、信号クオリティに基づいて基地局を選択することからなる、基地局及び隣接する基地局と通信する基地局からモバイル・ユニットをハンドオフする方法が提供される。
【００２８】
本発明によれば、システムは、１又はそれ以上の標準のコードレス送受器のようなモバイル・ユニット、２又はそれ以上の基地局及び少なくとも１つのスイッチからなる。
基地局は、スイッチに互いに接続される。送受器は、互いよりも基地局と直接通信する。
【００２９】
本発明の１つの側面によれば、基地局及びスイッチは、例えばＰＳＴＮ上で互いが直接通信する。
しかしながら、システムは、ＰＳＴＮ、インターネット又はＬＡＮ、又はゲートウェイを介したＰＢＸとインタフェースすることもある。
【００３０】
本発明の特徴によれば、１つ以上の基地局に対しする接続をサポートせず、基地局間の継ぎ目の無いハンドオフでの移動性をサポートしないモバイル・ユニット（例えば、標準のコードレス送受器）と１つの基地局から他の（隣接する）基地局へのハンドオフ呼び出しのための方法が提供される。
【００３１】
複雑なデジタル通信方法をモバイル装置が用いるのでこれは重要な特徴であり、従ってスイッチのみがサポートする単純なハンドオフ方法だけが不適当である。もっと正確に言えば、スイッチと基地局は、ハンドオフ操作のために互いに協力する。基地局の正確な同期化はハンドオフを促進する。有利なことに、ハンドオフ操作は、モバイル装置と基地局間の明白な協力を要求しない。
【００３２】
本発明の１つの側面によれば、正確な時間の同期化を必要としない高レベルプロトコルと、厳密な時間の同期化（正確な時間の同期化を要求する）を必要とする低レベルプロトコルの間の送受器によって用いられる短距離通信プロトコルを分割するための方法が提供される。
【００３３】
低レベルプロトコルは、基地局によって実行され又高レベルプロトコルは、スイッチで実行される。複雑な（例えば、周波数ホッピング、暗号化、認証）及び多重レベルのプロトコルが用いられる場合でさえ、これはハンドオフを実行することを可能とする。これは、さらに基地局間の同期化の必要条件を縮小する。
【００３４】
本発明の１つの側面によれば、正確に基地局を同期化させ、具体的には、周波数ホッピング通信が用いられるとき、基地局を同期化するための方法が提供される。
本発明の１つの側面によれば、基地局（つまりそのピコセル）のカバー領域においてモバイル装置の存在を検出するための方法が提供される。
【００３５】
本発明の１つの側面によれば、基地局で信号のクオリティを測定することにより、セッション（つまり通話、データリンク等）のハンドオフをいつ実行するべきであるか、どの基地局でセッションをハンドオフするかを決定するための方法が提供される。複雑な送信方法が用いられる場合でも、この方法は有効である。
【００３６】
ここに示された方法は、ある特定のデータ・タイプの通信に制限されない。従って、電話技術応用のため及びデータ適用のために利用することができる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の記載を考慮して明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】比較的大きな領域をカバーするセルラー方式システムと比較的より小さな領域をカバーする無線構内交換機（ＷＰＢＸ）システムの図であり、セルラー方式送受器が、セルラー方式システムの基地局及びＷＰＢＸシステムの基地局と通信することができることを示す図である。
【図２】図１のＷＰＢＸシステムとして用いるのに適しているＷＰＢＸシステムの主要な構成要素及び構造を示す略ブロック図である。
【図３Ａ】ＷＰＢＸをアナログ電話回線通信機能（ＰＳＴＮ）に接続する追加のゲートウェイを備えた、図２のＷＰＢＸのようなＷＰＢＸを組み入れる通信システムの略ブロック図である。
【図３Ｂ】ＷＰＢＸを構内交換機（ＰＢＸ）に接続する追加のゲートウェイを備えた、図２のＷＰＢＸのようなＷＰＢＸを組み入れる通信システムの略ブロック図である。
【図４】ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）によって相互に連結した基地局、スイッチ及びゲートウェイを備えた、ＷＰＢＸの構造を示す略ブロック図である。
【図５】ＷＰＢＸの基地局の出所における呼び出し「セットアップ」のための手順を示すフローチャートである。
【図６】ＷＰＢＸの基地局の受信における呼び出し「セットアップ」のための手順を示すフローチャートである。
【図７】ＷＰＢＸの基地局のスイッチにおける呼び出し「セットアップ」のための手順を示すフローチャートである。
【図８Ａ】本発明に沿った、特にハンドオフ中のＷＰＢＸの基地局及びスイッチそれぞれにおける実行のために通信プロトコルを低レベルと高レベルのプロトコルに分割するための構造を示す略ブロック図である。
【図８Ｂ】本発明に沿った、特にハンドオフ中のＷＰＢＸの基地局及びスイッチそれぞれにおける実行のために通信プロトコルを低レベルと高レベルのプロトコルに分割するための構造を示す略ブロック図である。
【図９Ａ】本発明に従って、特にハンドオフの間にＷＰＢＸの基地局の大まかな及び最適な同期化を示すブロック図である。
【図９Ｂ】本発明に従って、特にハンドオフの間にＷＰＢＸの基地局の大まかな及び良い同期化を示すブロック図である。
【図９Ｃ】本発明に従って、特にハンドオフの間にＷＰＢＸの基地局の大まかな及び良い同期化を示すブロック図である。
【図１０】ホップの間、Ｋホップごとに一回、基地局が伝送するエネルギーは、伝送する基地局からの伝送を通常受信しない他の基地局が伝送する基地局と同期化できるように増加することを示す、本発明に従った基地局の伝送出力のグラフである。
【図１１】発明に従った、基地局の主要構成のための構造を示すブロック図である。
【図１２】本発明に従った、ハンドオフの発生から高レベルのプロトコルを分離するためにスイッチで実行する「呼び出しルート割当タスク」を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に従った、呼出しの間に基地局のカバー領域の送受器の到着を検出するために受動的な方法を示す略ブロック図である。
【図１４Ａ】１つの基地局と通信する送受器と、送受器がカバー領域に入るのを待つ６つの他の隣接する基地局を示す、本発明に従った図である。
【図１４Ｂ】本発明に従って、送受器と通信する基地局、及び隣接する基地局による伝送を示すグラフである。
【図１４Ｃ】本発明に従って、送受器と通信する基地局、及び隣接する基地局による伝送を示すグラフである。
【図１４Ｄ】本発明に従って、送受器と通信する基地局、及び隣接する基地局による伝送を示すグラフである。
【図１５Ａ】本発明に従った、送受器及び隣接する基地局と通信する基地局による送受器の検出を示す図である。
【図１５Ｂ】本発明に従った、送受器及び隣接する基地局と通信する基地局による送受器の検出を示す図である。
【図１６Ａ】本発明に従った、カバー領域に入る送受器を検知するために基地局が用いることができる手順を示すフローチャートである。
【図１６Ｂ】本発明に従った、基地局に接続される送受器が他の基地局のカバー領域へ動くことを決定するために基地局が用いることができる手順を示すフローチャートである。
【図１７Ａ】本発明に従った、受動検知方法が用いられるとき、中央のスイッチで実行される、ハンドオフ決定をする方法を示す略ブロック図である。
【図１７Ｂ】アクティブ検出方法が使用されるとき中央スイッチにおいて実行される、本発明に従ったハンドオフ判定方法の略ブロック図である。
【図１８】中央演算処理装置（ＣＰＵ）、前置プロセッサ、メモリ、ＴＯＤ同期化、及び送受器検出ユニット、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）へのインタフェースからなる、本発明に従った基地局の略ブロック図である。
【図１９】図１８の本発明に従った基地局の前置プロセッサを示す略ブロック図であって、その前置プロセッサは、ベース・バンド・プロセッサ、無線周波数（ＲＦ）前置からなる。
【図２０】マッチング相関器を基礎とした、本発明に従った検出器及び最適ＴＯＤ推定器の構造を示す略ブロック図である。
【図２１】図２０の本発明に従ったタイム周波数相関器の実行を示す略ブロック図である。
【図２２】２つのスイッチをもつ本発明に従ったＷＰＢＸシステムの実行を示す略ブロック図である。
【図２３】「ＰＩＮＧ」コマンドを発生する基地局が、送受器が接続される基地局と同じであるとき、送受器への「ＰＩＮＧ」コマンド伝送と送受器からの「ＥＣＨＯ」レスポンス受信の本発明における手順を示すフローチャートである。
【図２４】無線送受器のみならず個人データ装置の移動性をサポートする本発明の方法を利用するシステムを示す略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の好適な実施形態が、付随する図面で示され詳細に言及される。図面は制限するためではなく、例証するよう意図される。
本発明は、好適な実施形態に照らして一般的に記載されるが、本発明の精神及び範囲が特にこれら実施形態を制限するようには意図されないことが理解されるべきである。
【００３９】
ここで示されるフローチャートの中で長方形のボックスは、通常実行されている連続するステップを表し、ダイヤモンド型のボックスは通常、２つの相反する結果（「Ｙ」＝はい、「Ｎ」＝いいえ）がある決定ステップ（テスト）を表し、空の円はステップ又はテストではなく、単にフローチャート中の２つ以上の経路のグラフ式の結合ポイントである。
【００４０】
本発明の好適な実施形態の構造、操作及び利点は、付随の図と共に得られる以下の記載の考慮でさらに明白となる。
図１は、全体的な通信システム１００の、模範となる基礎的な構造および動作を示す。セルラー方式システムの基地局１０１は、比較的大きなカバー領域１１１を有するセル１１１をカバーする。（基地局１０１は、カバー領域１１１において中心から外れて示され、そのカバー領域１１１は、明瞭な説明のために円よりもむしろ楕円として示される。）ＷＰＢＸシステムの基地局１０７、１０８および１０９は、それぞれがセル１０２、１０３および１０４を個別にカバーし、各セルは比較的小さなカバー領域を有する。（基地局１０７、１０８および１０９は、明瞭な説明のためにそれぞれのカバー領域１０２、１０３および１０４において中心から外れて示される。）時々、これらの小さなセル１０２、１０３および１０４は「マイクロセル」、「ピコセル」、あるいは「ミニセル」と称される。
【００４１】
モバイル送受器１１０は、通信リンク１０５を介してセルラー基地局１０１と通信することができ、また、モバイル送受器１１０がＷＰＢＸのカバー領域にあるとき、基地局１０７、１０８および１０９のうちの１つと通信するために短距離通信リンク１０６を使用することもできる。この方法では、短距離通信リンク（例えばブルートゥース無線通信技術）で増強される（さらに装備をされた）標準のセルラー方式送受器１１０は、ＷＰＢＸ基地局１０７、１０８、又は１０９のうちの１つの範囲に存在するときは常に、ＷＰＢＸシステムに接続することができる。
セルラーのカバー領域が全くない場合でも、ＷＰＢＸシステムは作動することができる。送受器１１０は、通常のコードレス電話送受器でもよい。したがって、本発明のＷＰＢＸシステムが含まれる範囲において、図１に示されるセルラー基地局１０１はオプションである。以下では主に、短距離通信リンク（例えばブルートゥース無線通信リンク）を装備した送受器が使用され、そうでなければ通常のコードレス電話送受器である送受器が発明を説明するために使用される。
【００４２】
オフィス環境では、ＷＰＢＸシステムが、従業員（彼らは可動性の送受器を運ぶ）の稼働性を改善し、したがって運用上のコストを縮小し、生産力を増加させる。家庭環境では、ＷＰＢＸシステムが、特別のコードレスホンに代えて標準のセルラー送受器の使用を可能にする。
【００４３】
本発明において、送受器がセルラー送受器と同じである場合、設備のコストは、専用送受器を必要とする標準のＷＰＢＸのコストよりも低い。ＷＰＢＸは、それに接続された送受器との間での呼び出しを処理するので、標準のセルラー通信がすべての呼び出しのために使用される場合よりも通信費が安い。
【００４４】
送受器１１０は、１つ以上のサービスを利用可能であることをユーザに示す。ユーザは、どのサービス（セルあるいはＷＰＢＸ）を使用するかを決定する。サービスを選択する能力は多くの自動車電話でよく知られた特徴である。
【００４５】
以下により非常に詳しく記述されるように、送受器１１０は、いかなる数の電話、音声、基地局経由で通信する計算機或いはデータ装置である「モバイル・ユニット」の一例に過ぎないことが理解されるべきである。ここに使用されるように、「モバイル・ユニット」は基地局と無線で通信する（「接続された」と表現される）装置である。
【００４６】
図１に示される（セルラー基地局１０１およびリンク１０５を無視して）ように、送受器１１０は現時点で、基地局１０８と通信して（接続されて）いる。基地局１０７および１０９は、送受器が現在接続されている基地局１０８に各々近接しているので、基地局１０７および１０９は各々「近接」基地局と称される。本発明は、送受器が或るミニセルから別のミニセルまで移動するときに送受器のようなモバイル・ユニットとの通信が、或る基地局から別の（近接）基地局へどのようにハンドオフ（運ばれる）のかに大いに関係する。
【００４７】
図２は、図１のＷＰＢＸシステムとしての使用にふさわしいＷＰＢＸシステム２００の主要な構成要素と構造を例示する。ＷＰＢＸシステムの構造は、一般にセルラーシステムの構造に似ている。しかしながら、以下により詳細に記述されるように、本発明はハンドオフのためのサポートが組み込まれていないモバイル・ユニットとの短距離通信を扱うので、各構成要素が実行する機能は異なる。
【００４８】
ＷＰＢＸ２００は、多くの基地局（３つ示された）１２３、１２４、１２５を含む。送受器１２１は、短距離通信リンク１２２（例えばブルートゥース無線通信リンク）を介して基地局＃１１２３と通信する。基地局＃２ １２４および基地局＃３ １２５は、送受器１２１がそのカバー領域へ移動すれば呼び出しを受ける準備ができている。同時に、他の基地局は他の送受器とともに呼び出しに参加してもよい。例えば、基地局＃２１２４は、短距離通信リンク１３４（例えばブルートゥース無線通信リンク）を介して送受器１３３と通信する。以下により非常に詳しく記述されるように、送受器１２１および１３３は、ＷＰＢＸ（互いに直接相対して）を介して互いに通信してもよい。
【００４９】
例示されるように、通信リンク１２６、１２７、１２８は、基地局１２３、１２４、１２５を互いに接続する。以下により非常に詳しく記述されるように、これらの通信リンクは、音声通信、データ通信、接続ステータス情報および同期化情報を含めて、基地局１２３、１２４、１２５の間でデータを転送し、ＲＦリンク或いは陸線（例えば銅線、光ファイバーなど）であってもよい。
【００５０】
通信リンク１３０、１３１、１３２は、基地局１２３、１２４、１２５を、中央スイッチ（以下、「スイッチ」）１２９に、それぞれ接続する。以下により非常に詳しく記述されるように、スイッチ１２９は、これらの通信リンクによって基地局の動作を制御することができ、通信プロトコルのより高いレベルに加わることができ、そのリンクはＲＦリンク或いは陸線であってもよい。
【００５１】
図３Ａは、図２のＷＰＢＸシステム２００へのゲートウェイ１３５の追加を例示する。ゲートウェイ１３５は、アナログ電話回線通信機能（ＰＳＴＮ）１３６にスイッチ１２９を接続する。ＷＰＢＸシステム２００が、ＰＳＴＮに接続される他の遠距離通信システム（図示せず）に発信の呼び出しを送ること、及び、受信の呼び出しを受け取ることを可能にする。ゲートウェイ１３５は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの中でのように任意の適切な方法で実行されてもよい。
【００５２】
ここに使用されるように、「ゲートウェイ」は２つの異なる通信ネットワーク間の論理的或いは物理的な接続である。メッセージ或いは情報の重要な転換を要求しないポイントを意味する「ポート」と対比されるように、その用語は、作動のための、情報或いは通信のいくつかの様相の変換の必要性を意味する。ゲートウェイは既知である。
【００５３】
図３Ｂは、図２のＷＰＢＸシステム２００へのゲートウェイ１３７の追加を例示する。ゲートウェイ１３７は、標準の構内交換機（ＰＢＸ）１３８にスイッチ１２９を接続する。これによって、ＷＰＢＸシステム２００は、受信する呼び出しを受け取ることができ、また、ＰＢＸ１３８に接続された標準の電話セット１３９へ発信の呼び出しを送ることができる。図示されるように、ＰＢＸ１３８は、ＰＳＴＮ１３６とインタフェースで接続されている。従って、ＷＰＢＸシステム２００は、ＰＳＴＮに接続された他の遠距離通信システム（図示せず）と通信することができる。
【００５４】
図２に例示されるように、すべての基地局１２３、１２４、１２５およびスイッチ１２９のための接続をもつことは、一般にコスト効率が良くない。むしろ、リアル・タイムの相互作用あるいは同期化が要求されない場合、共有されるローカル・ネットワーク（例えばＩＥＥＥ８０２．２イーサネット（登録商標）のようなローカル・エリア・ネットワーク）は、コスト効率の良いやり方でこれらのユニットを接続することができる。
【００５５】
図４は、通信リンクを介して接続されている複数の（３つが示されている）基地局１２３、１２４、及び１２５（図２と比較）を例示し、その通信リンクは、基地局１２３、１２４、及び１２５、スイッチ１２９、およびこの例においてはＰＳＴＮ１３６へのゲートウェイ１３５の間の情報の転送を処理するローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）１４０である。通信バックボーンとして標準のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を使用することは、ＩＶＲ（対話型の音声レスポンス）、ボイス・ロッジャー、ボイス・メール、および課金システムのような他の電話術アプリケーション・サーバ（図示せず）を備えた単純な統合を可能にする。ＬＡＮ１４０は、有線或いは無線とすることができる。
【００５６】
図２、３Ａ、３Ｂ、及び４は、ＷＰＢＸの主要な構成要素が互いに接続され、他の通信システム（ＰＳＴＮ、ＰＢＸなど）とインタフェースで接続されることができる多くの手段を一般的な様式で例示する。
【００５７】
オフィスＷＰＢＸ適用については、スイッチ１２９が、何百もの呼び出しのスイッチングを同時に処理するために必要になった処理力を持つ標準のコンピュータであってもよい。それは、多数サーバ環境の中での動作をサポートするべきである。これは、標準のサーバ・ハードウェアで達成することができる。家庭ＷＰＢＸ適用については、スイッチ１２９が１つの基地局の一部、あるいはいくつかの基地局の一部であってもよい。
＜呼び出しセットアップ手順＞
図５、６及び７は、「発生」基地局（例えば１２３）での、「受信」基地局（例えば１２４）での、およびスイッチ（例えば１２９）での単一の呼び出しのための呼び出しセットアップ手順をそれぞれ例示する。送受器（例えば１２１）と、それが接続される基地局（例えば１２３）の間の呼び出しセットアップは、標準の電話術プロトコル（例えばＩＴＵ−ＴＱ．９３１）によって適切に実行される。同様のプロトコルはブルートゥース・プロトコル・スタックの一部である。しかしながら、本発明は、呼び出しセットアップ用の特定のプロトコルに制限されない。
【００５８】
図５は、基地局に接続される送受器（例えば１２１）が呼び出しを始めようとするときに親基地局（例えば１２３）によって実行される呼び出しセットアップ手順を例示する。ステップ１５１で示されるように、呼び出しを発する送受器は宛先番号（ＤＮ）を送信する。次のステップ１５２では、親基地局（例えば１２３）が、「基地局接続テーブル」の中に宛先送受器（例えば１３３）があるかどうかをチェックする。言いかえれば、宛先送受器が親基地局のカバー領域に存在するかどうかをチェックする。もし存在しなければ（ステップ１５２、「Ｎ」）、ステップ１６０では、宛先番号（ＤＮ）は、中央のＷＰＢＸスイッチ（例えば１２９）へ通信リンク（例えばＬＡＮ１４０）を介して送られる。親基地局はタイムアウトをセットし、スイッチからの返答を待つ（ステップ１６１）。ステップ１６１でセットされたタイムアウトは適切に約５秒以内である。次に、タイムアウトがあるかどうかがステップ１６２で判定される。
【００５９】
タイムアウトがある場合（ステップ１６２、「Ｙ」）、基地局は親送受器に使用中の表示（適切には１つの音）を送信し（ステップ１７７）、スイッチは呼び出しの失敗について更新される（ステップ１７８）。タイムアウトがない場合（ステップ１６２、「Ｎ」）、親基地局は、宛先基地局のアドレスを受け取る（スイッチから）（ステップ１６３）。その後、親基地局は宛先基地局を呼び出し（ステップ１６４）、宛先基地局の隣（近接基地局）すべての基地局を呼び出す（ステップ１８０）。その後、親基地局はタイムアウトをセットし、呼び出された基地局（またその隣）からの返答を待つ（ステップ１６５）。１つより多くの宛先基地局を呼び出すことは、ハンドオフ中の不確実性を克服するために好ましい。ステップ１６５でセットされたタイムアウトは、適切には約５秒以内である。次に、タイムアウトがあるかどうかはステップ１６６で判定される。
【００６０】
タイムアウトがある場合（ステップ１６６、「Ｙ」）、基地局は親送受器に話中音を送信し（ステップ１７７）、スイッチは呼び出しの失敗に関して更新される（ステップ１７８）。タイムアウトがない場合（ステップ１６６、「Ｎ」）、宛先基地局からの返答が受信され、呼び出しが接続されるかどうかをチェックし（ステップ１６７）、次に親送受器に接続し（ステップ１６８）、呼び出しの成功に関してスイッチを更新する（ステップ１６９）。
【００６１】
ステップ１６３において宛先基地局のアドレスが受信されない場合（Ｎ）、呼び出しの宛先がスイッチ自体であるかどうかを判定する（ステップ１７０）。そうであるならば（ステップ１７０、「Ｙ」）、別の基地局へ呼び出しを送信するためのそれに似た手順が実行され、それ以外は、呼び出しは、別の基地局ではなくスイッチへ送信される（ステップ１７１）。その後、親基地局はタイムアウトをセットし、スイッチが返答するのを待つ（ステップ１７２）。タイムアウトは適切に約５秒以内である。次に、タイムアウトがあるかどうかがステップ１７３で判定される。
【００６２】
タイムアウトがある場合（ステップ１７３、「Ｙ」）、基地局は親送受器に話中音を送信し（ステップ１７７）、スイッチは呼び出しの失敗に関して更新される（ステップ１７８）。呼び出しが接続されるとスイッチが答える場合、タイムアウトはなく（ステップ１７３、「Ｎ」）親基地局が送受器と接続し（ステップ１７５）、呼び出しのステータスに関してスイッチを更新する（ステップ１７６）。
【００６３】
親基地局のカバー領域に宛先送受器があると判定され（ステップ１５２、「Ｙ」）、話中信号が返されない場合（ステップ１５３、「Ｎ」）、親基地局は宛先送受器に呼び出しを接続する試みを行い（ステップ１５４）、また、すべての近接基地局に呼び出しを接続する試みを行う（ステップ１８１）。この場合もやはり、近接基地局の呼び出しは、呼び出しセットアップ中に送受器を移動させるような不確実性を克服するために好まれる。その後、親基地局は、タイムアウトをセットし、スイッチが返答するのを待ち（ステップ１５５）、呼び出しを接続するか（ステップ１５８）或いは接続を切り（ステップ１７７）、スイッチを更新する（ステップ１５９あるいは１７８）という、上述の手順と似た手順を実行する。
【００６４】
要約では、親基地局（例えば１２３）によって実行された呼び出しセットアップ手順は、まず親基地局が、親送受器（例えば１２１）からの呼び出し要求が以下のいずれに対してなされるかを判定することである：
ａ． 親基地局のカバー領域中のＤＮであって（例えばステップ１５２）、この場合、親基地局が、その近接基地局にさらに呼び出しを接続することを試み（ステップ１８１）、
ｂ． 別の親基地局のカバー領域中のＤＮであって（例えばステップ１６４）、この場合、親基地局が、宛先基地局に近接する基地局にさらに呼び出しを接続することを試み（ステップ１８０）、
ｃ． ＷＰＢＸカバー領域の外部のＤＮであって、呼び出し要求が、スイッチに関連したゲートウェイ（図７を参照）を通じて行われる（ステップ１７０、１７１）。
これら各場合に、親基地局は、その後、
ｄ． タイムアウトをセットし（ステップ１５５、１６５、１７２）、
ｅ． スイッチが、呼び出しが接続されている（ステップ１５７、１６７、１７４）と返答するのを待ち（ステップ１５６、１６６、１７３）、
ｆ． 親送受器と接続し（ステップ１５８、１６８、１７５）、
ｇ． 呼び出しのステータスに関してスイッチを更新し（ステップ１５９、１６９、１７６）、
ｈ． 新しいイベント（新しい呼び出しセットアップ）のために待機する（ステップ１７９）。
【００６５】
図６は、宛先基地局（例えば１２４）で実行された呼び出しセットアップ手順を例示するものであり、その宛先基地局は、呼び出しが別の基地局あるいはスイッチからのものであるかどうかの呼び出しを受ける。伝えられるところでは、宛先基地局が、そのカバー領域内にある送受器（例えば１３３）への呼び出しを接続するための要求（ステップ２０１）を受け取るとき、宛先基地局は、第１に、送受器が既に宛先基地局と通信している（接続された）かどうかをチェックする。送受器が基地局に既に接続されている場合（ステップ２０２、「Ｙ」）、基地局は送受器に呼び出しを接続しようとする。タイムアウトは再び約５秒以内セットされ（ステップ２０３）、基地局は待機する（ステップ２０４）。
【００６６】
タイムアウトが生じる場合（ステップ２０４、「Ｙ」）、あるいはタイムアウトが生じない（ステップ２０４、「Ｎ」）が、呼び出しを接続することができなかった場合（ステップ２０５、「Ｎ」）、宛先基地局は、親基地局（あるいは場合に応じてスイッチ）に呼び出しセットアップ失敗（「接続できない」）の表示を返信する（ステップ２０８）。しかしながら、接続が成功すれば（ステップ２０５、「Ｙ」）、基地局は、親基地局に呼び出しセットアップ成功（「呼び出しが接続されている」）の表示を返信する（ステップ２０６）。いずれの場合（呼び出しが接続されている、接続することができない）も、宛先基地局は、親基地局のすべての近接基地局へ同様の表示を再度送信し（ステップ２１１、２１２、それぞれ）、近接基地局に返答を送信することが、ハンドオフ中の不確実性を克服する。両方の場合において、スイッチは、ステップ２０７および２０９でそれぞれ更新される。最後に、基地局は、新しいイベント（新しい呼び出しセットアップ）を待つ（ステップ２１０）。
【００６７】
図７は、スイッチ（例えば１２９）で実行された呼び出しセットアップ手順を例示する。スイッチは２つのタイプのメッセージを処理し、一方は新しい呼び出しを確立する要求であり、他方は呼び出しのステータスへの更新である。ステップ２３１では、要求が新しい呼び出しのための要求（ステップ２３１、「Ｙ」）であるのかあるいは呼び出しを更新するための要求（ステップ２３１、「Ｎ」）であるのかを判定する。
【００６８】
到着するメッセージが呼び出しを更新する要求（ステップ２３１、「Ｎ」）である場合、「呼び出しテーブル」の更新が一般に要求される（ステップ２５４、「Ｙ」）。スイッチは、それが、呼び出しが接続されるという表示を受け取るかどうかをチェックする（ステップ２５５）。呼び出しが接続される場合（ステップ２５５、「Ｙ」）、呼び出しのステータスは呼び出しテーブルの中で更新される（ステップ２５６）。そうでなければ（ステップ２５５、「Ｎ」）、その呼び出しは呼び出しテーブルから取り除かれる（ステップ２５７）。
【００６９】
到着するメッセージが新しい呼び出しを始める要求（ステップ２３１、「Ｙ」）である場合、スイッチはＷＰＢＸに接続された送受器に対する呼び出しが意図されるかどうかをチェックする（ステップ２３２）。これはその「接続テーブル」のチェックにより行われる。呼び出しが外部のＷＰＢＸ（例えばＰＳＴＮ１３６を介した）との接続のために意図される場合、スイッチは、宛先番号（ＤＮ）が法的な（有効）番号であるかどうかをチェックする（ステップ２３３）。ＤＮが有効な番号である場合（ステップ２３３、「Ｙ」）、ステップ２３４では、スイッチはゲートウェイ（例えば１３５）に呼び出しを転送し、タイムアウトをセットし（ステップ２３５）、待機する（ステップ２３６）。そうでなければ（ステップ２３３、「Ｎ」）、プログラムが終了する。
【００７０】
ゲートウェイによる接続が成功した場合（ステップ２３６、「Ｎ」）、呼び出しが接続されるかどうかが判定される（ステップ２３７）。呼び出しが接続される場合（ステップ２３７、「Ｙ」）、スイッチは、スイッチに呼び出しを転送することを親基地局から要求し（ステップ２３８）、親基地局との接続を待つ（ステップ２３９、２４０）。接続が成功し、呼び出しが接続される場合（ステップ２４２、「Ｙ」）、呼び出しは、「呼び出しテーブル」に加えられ（ステップ２４３）、呼び出しはゲートウェイを経て送信される（ステップ２４４）。接続が失敗した場合（ステップ２４０「Ｙ」；あるいはステップ２４２、「Ｎ」）、ゲートウェイとの接続は切断される（ステップ２４１）。
【００７１】
呼び出し宛先が基地局のうちの１つである場合（ステップ２５９）、その出所は別の基地局（ステップ２４９）であってもよいし、あるいはゲートウェイ（ステップ２４５）であってもよい。出所が別の基地局である場合、スイッチは、親基地局へ、宛先基地局のアドレスを送信し、「呼び出しテーブル」に呼び出しを加える。呼び出しがゲートウェイから到着した場合、スイッチは、宛先基地局に呼び出しを接続しようとする（ステップ２４５）。それが成功すれば、呼び出しは「呼び出しテーブル」に加えられ（ステップ２５２）、その呼び出しは宛先へ転送される（ステップ２５３）。それが失敗すれば、ゲートウェイとの接続が切断される。
【００７２】
さらに、１つより多いゲートウェイがＰＳＴＮへのＷＰＢＸに接続する場合、例えば、２つの支店が単一のＷＰＢＸを共有し、それぞれがＰＳＴＮに対する独立した接続を有している場合に、図７に記述された手順は適用可能である。主な違いは、スイッチが発信の呼び出しを処理する時、どのゲートウェイに対して呼び出しを送るかを決定する点であろう。これは任意に行うことができ、あるいは前もって決めておくことができる。図７の中で上述されるように、受信する呼び出しの処理は進むであろう。
【００７３】
図５、６および７は、単一呼び出しの処理のための呼び出しセットアップ手順を例示する。基地局あるいはスイッチのいずれかが、１つより多くの呼び出しを処理することを必要とするとき、これらの手順のいくつかの例は平行して実行することができる。その目的のために、基地局ソフトウェアおよびスイッチ・ソフトウェアの両方は、好ましくは、マルチタスキングをサポートするリアル・タイム・オペレーティング・システムに基づく。個々の新しい呼び出しについては、新しいタスクが作成され、そのタスクは、図５、６および７に記述された手順を実行するであろう。手順が終わる時、そのタスクは終了するであろう。
【００７４】
非常に多くの基地局を備えたシステムでは、各スイッチの制限のある処理力のために、スイッチを２ユニット若しくはそれ以上に分割することが望ましいかもしれない。スイッチを数ユニットに分割することは、全システムをシャットダウンする失敗の単一のポイントを持つ可能性を除去することで、ＷＰＢＸの信頼度を改善することができる。
【００７５】
図２２は、基地局を２つに分割する例を示すものであり、そのうちの第１のグループ（グループＡ）１０５０は、複数の基地局（４つが示される）１０５０ａ、１０５０ｂ、１０５０ｃ、および１０５０ｄからなり、第２のグループ（グループＢ）１０５１は、複数の基地局（４つが示される）１０５１ａ、１０５１ｂ、１０５１ｃ、および１０５１ｄからなる。
【００７６】
グループＡの基地局は、第１のスイッチ（スイッチＡ）１０５２に接続され、グループＢの基地局は第２のスイッチ（スイッチＢ）１０５３に接続される。基地局およびスイッチは、図５、６および７に記述された手順に従って機能する。スイッチはすべて、他のスイッチのステータス・テーブルをすべて映し出し、つまり、「呼び出しテーブル」及び「接続テーブル」は互いのコピーをもつ。スイッチがそのステータス・テーブルのうちの１つを更新する場合、それは他のすべてのスイッチへ情報を送信し、従ってスイッチはそれらのテーブルを更新する。このプロセスが信頼できるものとなるように、他のスイッチは、メッセージが受け取られたという表示を送るであろう。親スイッチがＴ１ミリ秒以内のそのような返答を受け取らない場合、親スイッチはメッセージを再送信するであろう。再送信はＰ回まで繰り返されるであろう。例えば、Ｔ１は１００に等しいものとする。また、Ｐは５に等しいものとする。
【００７７】
２より多いスイッチが採用されること、及び、対応する２つより多い基地局のグループが採用されることは本発明の範囲内である。上述されるように、スイッチはすべて互いのステータス・テーブルを映し出し、そして更新するであろう。２個のスイッチ１０５２および１０５３の記述は、制限ではなく典型的になるように意図される。
＜呼び出しテーブル＞
スイッチ（１２９）は「呼び出しテーブル」を維持し、このテーブルは、ＷＰＢＸによって処理されるアクティブな全ての呼び出しについてのステータスおよび情報を含んでいる。
【００７８】
「呼び出しテーブル」は以下の情報を含む：
１）個々のアクティブな呼び出しは独自の「呼び出し識別番号」を持つ。
２）「内部」或いは「外部」のいずれかに存在可能な呼び出しの出所。
３）「内部」或いは「外部」のいずれかに存在可能な呼び出しの宛先。
４）「呼び出しの番号識別（ＣＮＩＤ）」、利用可能であるならば呼び出しパーティーの番号。
５）宛先番号（ＤＮ）、利用可能であるならば応答パーティーの番号。
６）内部出所からの呼び出しのための「親基地局識別」
７）内部宛先からの呼び出しのための「宛先基地局識別」
８）開始され、接続され、接続が切断された、呼び出しのステータス
９）呼び出し開始時間、ハンドオフ数、最後のハンドオフからの時間等のような、課金、パフォーマンス分析のための追加情報。
【００７９】
送受器が或る基地局から別の基地局へ移動する場合、「親基地局識別」及び「宛先基地局識別」が更新される。スイッチは、ハンドオフが生じるべきと判定する場合にこれらのフィールドを更新する。ハンドオフの間、短時間、これらのフィールドの有効性に関して不確実性があるかもしれない。基地局は、図５及び図６に関して上述されるように（例えばステップ１８０、１８１、２１１、２１２を参照）、基地局の群に呼出しセットアップ・メッセージを「マルチキャスティング」することによって不確実性を補う。
【００８０】
上述された手順は、ゲートウェイ及び送受器がサポートできる独自の全ての電話術特徴をＷＰＢＸが処理することを制限しない。例えば、各接続が個別の呼出しとして扱われる場合、多数の接続は、送受器間、及び送受器とゲートウェイ間で作成されることができる。別の例は、ゲートウェイが送受器に送信できる「呼出し人ＩＤ」である。別の例は、送受器がゲートウェイへパスできる「ホック‐フラッシュ」（瞬間的な切断）である。ＷＰＢＸはこれら全ての電話術特徴のための、ユーザに気づかれない中継の役割をする。
＜高レベル及び低レベル・プロトコル＞
上述された説明では、以下のことが一般的に仮定される：
１．各基地局は、どの送受器がそのカバー範囲にあるか認識している。
２．スイッチは、全ての基地局の接続を認識している。
３．接続はユーザ、及びまた上述された高レベルの呼出しセットアップ手順にとって静止して見える。
【００８１】
これら３つの仮定を実現する可動性を達成する方法は、詳細に以下に詳述される。
本発明によれば、短距離通信プロトコル・スタックは２つの部分、つまりリアル・タイム・タスクを実行する低レベル・プロトコルと、リアル・タイム必要条件を持たない高レベル・プロトコルとに分割される。
【００８２】
例えばブルートゥース短距離通信プロトコル・スタックでは、低レベル・プロトコルは無線周波数（ＲＦ）伝送器、及びベース・バンド制御器である。ブルートゥース・プロトコルが周波数ホッピング伝送を利用するので、ベース・バンド制御器はＲＦ上でリアル・タイム制御を実行する。ベース・バンド・プロトコルは更に、伝送の各時間スロット（つまり各周波数ホップ）のために、どんな情報が伝送されるかを決定する。ベース・バンド・プロトコルは更に、音声コード化、エラー訂正、暗号化及び認証を扱う。例えば、ブルートゥース・スタックのより高いレベルのプロトコルは、「ベース・バンド」によって作られたチャンネルをどんな情報が通過するのかを決定し、作動状態（例えば、アクティブ、ポーリング、パークされた）を決定する「リンク・マネージャ」を含む。
【００８３】
リアル・タイム能力を要求する低レベル・プロトコルは基地局で実行される。より高レベルのプロトコルはスイッチにおいて実行される。（しかしながら、以下に記述されるように、たとえそれらがリアル・タイム能力を要求しなくても、特定の高レベル・プロトコルもまた基地局で実行することができる。）スイッチは、より高いレベルのプロトコルからより低いレベル・プロトコルへのデータのルート割当を処理する。（呼出しルート割当タスク２８２は、より詳細に以下に記述される）。したがって、より高いレベルのプロトコルは、それらが制御している、より低いレベルのプロトコルがどの基地局で実行されるかについて「認識している」必要がない。
【００８４】
図８Ａ及び図８Ｂは、２つの送受器１２１、１３３、及び２つの基地局１２３、１２４、並びに１つのスイッチ１２９を備えたＷＰＢＸシステム８００の例を示す。この例においては２つの呼出しが処理される。ゲートウェイ（例えば１３５、１３７）は例を明瞭にするために省略される。上記に言及されるように（例えば図２２を参照）、スイッチは幾つかのユニットに分割されることができる。
【００８５】
図８Ａに示されるように、送受器１２１は現時点で基地局１２３と通信（接続）しており、送受器１３３は現時点で基地局１２４と通信している。低レベル・プロトコルのインスタンス２８０は基地局１２３上で実行しており、また低レベル・プロトコルの別のインスタンス２８１は基地局１２４上で実行している。低レベル・プロトコルの各インスタンスは１つの呼出しのみをサポートする。同様の方法でスイッチ１２９は、送受器１２１を備えた呼出しのための高レベル・プロトコルのインスタンス２８３を処理し、また送受器１３３を備えた呼出しのための高レベル・プロトコルの別のインスタンス２８４を処理する。単一の呼出しルート割当タスク２８２は、低レベル・プロトコルと高レベル・プロトコルのインスタンスの間で正確な宛先へ転送されるデータを処理する。
【００８６】
図８Ａに示されるように、呼出しルート割当タスク２８２は、低レベル・プロトコルのインスタンス２８０から高レベル・プロトコルのインスタンス２８３へ到達するデータ、及び低レベル・プロトコルのインスタンス２８１から高レベル・プロトコルのインスタンス２８４へ到達するデータのルートを割り当てる。高レベル・プロトコルと低レベル・プロトコル間の相互作用が通常比較的まれであるので（例えば呼出しセットアップ）、呼出しルート割当タスクからの厳密なリアル・タイム必要条件は存在しない。呼出しルート割当タスク２８２は、図１２に関して、より詳細に以下に記述される。
【００８７】
図８Ｂに示されるように、送受器１３３は、基地局１２３によってカバーされる領域へ移動したとして示される。基地局１２３は、以前に基地局１２４上で実行した低レベル・プロトコルのインスタンス２８１のコピー２８１’の作成によって送受器１３３との通信を処理する。これは、基地局の変更が生じたことを認識せずに送受器１３３が通信を継続することを可能とする。呼出しルート割当タスク２８２は、基地局１２３上で実行している低レベル・プロトコルのインスタンス２８１’からスイッチ１２９上で実行している高レベル・プロトコルのインスタンス２８４へ到達するデータのルートを割り当てる。
【００８８】
送受器と基地局との各接続のために、送受器に接続された基地局で実行している低レベル・プロトコルの個別のインスタンス、及びスイッチで実行している高レベル・プロトコルの対応する個別のインスタンスがある。これらのインスタンスは接続が開始されるとき、必要とされるに従って作成される。好ましくは、リアル・タイム・マルチタスキング・オペレーティング・システムは、基地局及びスイッチでプロトコルの多数のインスタンスの処理を同時に可能とするために用いられる。接続開始中及びその後、及びハンドオフの間にスイッチが使用する手順は、より詳細に以下に言及される。
＜ハンドオフの間の基地局の同期化＞
以下に続く記述は、ある基地局から別の基地局への呼出しのハンドオフの間に実行される手順に関する。送受器が現時点で接続されている基地局は「現時点の」基地局と称される。送受器がハンドオフされている基地局は「次の」基地局と称され、典型的には「隣接する」基地局である。一旦ハンドオフが生じたならば、この隣接／次の基地局は「現時点の」基地局になる。また、そこから送受器が移動した基地局は「前の」基地局になる。
【００８９】
本発明の１つの側面によれば、送受器は可動性（つまりハンドオフ）をサポートするために特に装備される必要はなく、或いはサポート可能な仕様とされる必要がない（好ましくはそうされていない）。したがって、送受器が或る基地局から別の基地局に移動するとき、現時点及び次の基地局は、好ましくは通信における著しい中断なしに送受器との通信を継続することに対して責任があり、また送受器がそこへ移動した次の基地局は、送受器がそこから移動した前の基地局の伝送がしたであろうように、本質的に正確に伝送するべきである。この例の言及のために、どの基地局から送受器が移動し、どの基地局に向かって送受器が移動しているのかが認識されており、またハンドオフの正確なタイミングも認識されていると想定される。これらの問題はより詳細に以下に記述される。
【００９０】
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃは一般的な方法で、２つの基地局１２３及び１２４とＷＰＢＸの単一の送受器１２１の間に起こるハンドオフを示す。
図９Ａは、短距離通信リンク１２２（例えばブルートゥース無線通信リンク）を介して基地局（基地局＃１）１２３と通信（接続）する送受器１２１を示す。「現時点の」基地局１２３はＬＡＮ１４０上へ、呼出しパラメータ及びおおまかな同期化情報を、その１つが基地局＃２ １２４として示される隣接基地局へ送信する。この方法では、隣接する基地局は、それらが現時点の基地局から呼出しのハンドオフを受信するための「候補」基地局であることを「認識」している。現時点の基地局によって、候補である次の基地局へ一斉通報される情報は、低レベル通信プロトコル状態及びパラメータを含んでおり、このことはより詳細に以下に詳述される。基地局１２３から基地局１２４へのこの通信は、矢印１４１によって示され、そこに含まれた情報は基地局間のおおまかな（粗い）同期化を達成するために用いられる。この情報は時間において正確である必要がないので、基地局をすべて接続するデータリンク（例えばＬＡＮ１４０）上で伝送することができる。
【００９１】
図９Ｂは今まさに生じようとしているハンドオフを示す。ここにおいて、送受器１２１は、基地局１２３及び１２４の両方によってカバーされる領域に位置している。基地局１２４は、現時点の基地局１２３で正確な（最適な）同期化を達成するためにこの状況を使用する。次の基地局１２４はこれにより、ハンドオフの後、ハンドオフが生じなかった場合に前の基地局１２３が伝送していたとして、実質的に正確に伝送することができる。隣接する基地局間のこの最適な同期化をもたらす方法は、より詳細に以下に詳述される。
【００９２】
同期化の重要なパラメータは日時（ＴＯＤ）であり、事実上、希望のいかなる正確さのレベル（例えばマイクロ秒）で決定することができる。ＴＯＤの最適な同期化を達成するために、より詳細に以下に記述されるように、送受器１２１を待つ基地局１２４は、送受器と現時点で通信している送受器１２１或いは基地局１２３のどちらかの伝送を受動的にモニタする。図９Ｂでは、次の候補基地局＃２１２４がモニタできる、２つの起こりうる最適な同期化信号が示され、基地局＃１ １２３から発信される信号１４２、及び送受器１２１から発信される別の信号１４３が示される。
【００９３】
図９Ｃは、現時点及び次の基地局の範囲内にあるビーコン・トランスミッタ２９９からのビーコン信号の使用によって基地局１２３及び１２４の同期化が達成されることを示し、この場合、低レベル・プロトコルのための正確な（最適の）同期化を達成することができる。基地局の同期化を達成するために、ビーコン・トランスミッタ２９９は、基地局１２３及び１２４の両方へビーコン信号１４４を伝送する。この図中では２つのみが示されるが、この方法は多数の基地局の同期化を考慮に入れている。この場合、ＬＡＮ１４０上に同期化情報を伝送する必要はない。呼び出しパラメータ（例えば低レベル・プロトコル）は、矢印１４１’によって示されるように、現時点の基地局と隣接する次の候補基地局との間で通信されさえすればよい。
＜ブルートゥース短距離無線通信プロトコル＞
上述されるように、送受器を備えた短距離通信プロトコルは、低レベル・プロトコルがリアル・タイム必要条件を有することから、基地局が処理するより低いレベルのプロトコルと、高レベル・プロトコルがリアル・タイム必要条件を要求しないことから、スイッチが処理するより高いレベルのプロトコルとに分割される。ブルートゥース無線通信技術は、このような短距離通信プロトコルの例である。表１では、このような低レベルと高レベルのプロトコル中へのブルートゥース短距離無線通信プロトコルの分割が示される。
【００９４】
【表１】
2011182424.tif 000002
2011182424.tif 000003
2011182424.tif 000004
表１は、ブルートゥース・プロトコルの要素を、現在実行されるように一般的に示す。他のプロフィールを今後加えることが可能であり（或いは既に加えられたかもしれない）、またこれらのプロフィールが厳密なリアル・タイム必要条件を持たない高レベル・プロトコルになることが予想される。
【００９５】
表１で示されるように、リンク・マネージャ及びホスト制御インタフェースは、基地局或いはスイッチのどちらかで実行される。リンク・マネージャ及びホスト制御器インタフェースはリアル・タイム・パフォーマンスを要求しないが、それらは基地局のベース・バンド制御器において容易に実行される。低レベル・プロトコルの一部として、どのような高レベル・プロトコルも基地局で実行されることは発明の範囲内であるが、その後それらはハンドオフに加わる。
【００９６】
低レベル及び高レベルのプロトコルを分割する発明技術によれば、高レベル・プロトコルは、基地局及びスイッチ上で実行するルート割当タスクによって、ハンドオフの発生から「バッファ」される。したがって本発明は、高レベル・プロトコル（例えばＬＡＮアクセス、ＷＡＰ、ＦＡＸ、ＦＴＰ）のいずれもサポートするブルートゥース無線通信技術を備えた装置の可動性を許容する。上述されたコードレスホンの可動性のための解決は、いかに方法が利用されるかの例にすぎない。
【００９７】
図８Ａ及び図８Ｂに関して上述された、同じ接続（例えば２８１、２８１’）を表わす低レベル・プロトコルの異なるインスタンスは同期化される必要がある。表２は、基地局が同期化させる低レベル・プロトコルの要素（パラメータ）を表す。各要素については、おおまかな、或いは最適な同期化が要求されるかどうかについてもまた示している。ここでもまた、プロトコルは、ブルートゥース短距離通信プロトコルとの関連において例を通して詳述される。
【００９８】
おおまかな同期化は、基地局を接続するローカル・エリア・ネットワーク（例えばＬＡＮ１４０、図９Ａ、９Ｂを参照）を介して達成される。最適な同期化は、より詳細に以下に記述される他の方法によって達成される。
【００９９】
【表２】
2011182424.tif 000005
表２に記載されたパラメータはＴＯＤを除いて全て、ハンドオフに先立って、ローカル・エリア・ネットワーク（例えばＬＡＮ１４０）、或いは基地局を接続する他の通信リンクを通じて送信することができる。図９Ａに関して上述されるように、おおまかな（粗い）ＴＯＤもＬＡＮを通じて送信することができる。
【０１００】
ブルートゥース・プロトコル・スタックの他の部分のうちの１つが基地局で実行される場合、これもまたハンドオフに加わる。ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ１４０）を介して内部状態パラメータを送信することにより、上述されるように、異なる基地局の同じプロトコルのインスタンスの同期化が行われる。例えば、基地局のリンク・マネージャ及びホスト制御器インタフェースの実行によって、これらのプロトコルの内部状態パラメータは、送受器に接続される基地局によって隣接する基地局へ一斉通報される。
＜最適な同期化＞
ＴＯＤの最適な同期化を達成するために、上記に言及されるように、送受器を待っている基地局は、送受器及び／又は送受器と現時点で接続されている基地局の伝送を受動的にモニタすべきである。図９Ｂでは、受信する（次の）基地局１２４がモニタできる２つの起こりうる信号が示され、１つは基地局１２３から発信され、もう１つは基地局１２３に現時点で接続される送受器１２１から発信される。
【０１０１】
本発明によれば、次の基地局１２４は、現時点の基地局１２３から同期化信号を受信することによって最適に同期化される。通常、基地局１２４は基地局１２３から信号を受信しない。したがって、基地局１２３から同期化信号を受信する基地局１２４を促進するために、基地局１２３は通常の伝送中よりも高い伝送出力で周期的に伝送する。これは、基地局１２４が基地局１２３から、スペクトルの劣化を本質的に増長させることなく伝送を受信することを可能とする。発明技術は周波数ホッピングに関して詳述される。各ホップで周波数を変更する技術を含めて、周波数ホッピング技術はよく知られている。
【０１０２】
図１０は、多数の（一連の）連続ホップ２９０のために、送受器と現時点で接続されている基地局（例えば１２３）の伝送出力を制御するための技術を示す。グラフの縦軸は基地局の伝送出力（任意のユニット中の）であり、水平軸は時間である。Ｔｈはホップ２９０の継続時間である。この例においてホップ２９０はすべて等しい継続時間を持つ。Ｔｐは連続ホップ（或いは「ホップ・タイム・スロット」）の時間間隔であり、この例において、連続ホップの間隔は一定である（時間において等しい間隔をあけられている）。各ホップ２９０の通常の伝送出力はＰ０である。例えば短距離通信システムでは、基地局の通常の伝送出力Ｐ０は適切には約数百ミリワットである。
【０１０３】
本発明に従って、基地局とその隣接基地局間の同期化を達成するために、すべてのＫ番目ホップ２９０’は、増加した出力Ｐ１で伝送される「同期化」ホップである。Ｐ１は、Ｐ０より本質的に適切に（例えば２−１０回）大きい。トランスミッタが伝送周波数を各ホップにおいて変更する時、すべてのＫ番目（同期化）ホップはまた異なる周波数で伝送される。
【０１０４】
或いは、高い出力Ｐ１で伝送される同期化ホップ２９０’間に、可変時間間隔（Ｔｐ）が提供されることは本発明の範囲内にある。例えば、変更Ｋ（Ｋ（ｎ）によって表示される。つまりホップ番号「ｎ」のためのＫ）は、最大長シフト・レジスタ・シーケンスのような擬似ランダム・シーケンスによって作成される。擬似ランダム・シーケンスは通信システムでの使用のためによく知られている。
【０１０５】
ビーコン・トランスミッタ（例えば２９９）が基地局（例えば、図９Ｃ参照）を同期化させるのに使用される時（基地局及び送受器から受信された信号に加えて）、ビーコン・トランスミッタはＫホップでビーコン信号を適切に一回伝送し、また上述されるように、Ｋは一定であるか、或いは時間（変数）が経過するとともに変化することができる。
＜基地局に於ける低レベル同期化＞
図１１は、ハンドオフのために待機する基地局１１００の重要構成要素及び、基地局に於けるＴＯＤと送受器が向かおうとする基地局のＴＯＤを正確に同期化させる方法を示す。また、以下のもの、
・タイム・クロック３１０；
・ＴＯＤカウンタ３０３；
・アンテナ３０１；
・受信器３０５；
・周波数ホッピング発生器３０４；
・エミュレータ３０７；
・相関検出器３０８；と
・加算器（ＡＤＤ）３０９
を含む。
【０１０６】
図面で示されるとともに以下記述されるように全て接続される。
図９Ａに関して上記したように、受送器に現時点で接続されている基地局からの大まかなＴＯＤは、ＬＡＮ１４０のような通信リンク上に於けるハンドオフのために待機する（次の）基地局を利用できる。この大まかなＴＯＤはＴＯＤカウンタ３０３（例えば、ＬＡＮ１４０のインタフェースを通り）へ提供される。タイム・クロック３１０は、ＴＯＤカウンタ３０３を区分化するクロック信号を発生させる。それ故、ＴＯＤカウンタ３０３の出力は、ＴＯＤの大まかな推定値である（ＴＯＤ推定値）。ＴＯＤの大まかな推定値と実際のＴＯＤとの間には不確定性（許容誤差）“Ｔｕ”が存在し、ＬＡＮ１４０を通る伝送に依存している。“Ｔｕ”は、システムの物理的構成に従って、特定のＷＰＢＸシステムのために直ちに計算される。
【０１０７】
ＴＯＤカウンタ及びデバイス・アドレス（メディア・アクセス制御アドレスによって共通に表示された、若しくはＭＡＣアドレス）によって出力されたＴＯＤの大まかな推定値から、周波数ホッピング・リストは、周波数ホッピング発生器３０４によって発生され受信器３０５の出力をエミュレートするエミュレータ３０７へ供給される。２・Ｔｕのサイズを有するウィンドウに於いて、ホッピング・シーケンスからのたった一つの周波数が選ばれ、そして、受信器３０５は、２・Ｔｕの存続期間この周波数を待つ。一度２・Ｔｕの期間で、受信器３０５は、周波数ホッピング発生器３０４によって発生された信号に応じて、周波数をスイッチする。２・Ｔｕのウィンドウ取得を開始することは、この持続期間中に受信器３０５が少なくとも１つのホップを捕捉することを確実にする。相関器／検出器３０８は、受信器の出力（例えば、ベース・バンド若しくは中間周波数信号）及び受信器の出力に於いて現れる信号のエミュレーション３０７を受信する。ＴＯＤの大まかな推定値が得られ、またホッピング周波数リスト及び受信器周波数リストからも受信器３０５の出力はエミュレートされる。エミュレータ３０７は、受信器周波数及びホッピング周波数の間の一致を絶えず確認し、一致を発見すると周波数及びタイム（大まかなＴＯＤ）を相関器／検出器３０８へ報告する。実際に受信された信号と大まかなＴＯＤを基礎としたエミュレーション３０７と比較することによって、相関器３０８は、ＴＯＤ補正（例えば、ＴＯＤ推定値及び実際のＴＯＤとの間の誤差）の最適な推定値を計算する（そして出力する）とともに、これをＴＯＤカウンタ３０３からの大まかなＴＯＤ推定値も受信し実際のＴＯＤを暗示する信号（“最適なＴＯＤ”）を発生する加算器３０９へ供給される。相関器をベースとしたタイム補正測定は、多くの教科書で記載される標準的な推定方法であり、その装置の例は、以下により詳細に記載される。
【０１０８】
呼び出しが手渡される基地局は、どの呼び出しが受信されるか“認識”し、更に（ＬＡＮを経由して）呼び出しパラメータを受信し、ＴＯＤを正確に推定することができるので、それは、送受器が間もなく出す基地局として代替的に正確に伝送し、均一なハンドオフを実行できる。上記した如く、低レベル・プロトコル（例えば２８１’）の反復は、ハンドオフの予想に於ける基地局を受信することが準備されている。
＜呼び出しルート割り当てタスク（２８２）＞
高レベル・プロトコルは、スイッチに於いて実行され、それ故ハンドオフ過程の“認識なし”となる。スイッチに於いて“呼び出しルート割り当てタスク”２８２（図８Ａ，図８Ｂ）は、高レベル・プロトコルを変化する環境から分離する。“呼び出しルート割り当てタスク”２８２は、送受器及び基地局の間の全ての接続についての情報を含有する“接続テーブル”を維持している。接続テーブルを維持することは、これより以下により詳細に述べられる。次の節から接続テーブルが“呼び出しルート割り当てタスク”２８２によってどのように用いられるかの例を示す。
【０１０９】
次の情報は、接続テーブルに於いて、
１）送受器ＩＤ
２）現在の基地局ＩＤ
３）高レベル・プロトコルの（インスタンスの）処理
４）低レベル・プロトコルの（インスタンスの）処理
５）ハンドオフのための複数の候補となる基地局
６）ハンドオフのための候補となる基地局のリスト
７）各候補となる基地局のためのハンドオフ・ステータス（例えば、アイドル状態／開始された状態）のリスト
を含有している。
【０１１０】
（スイッチに於いて実行する）高レベル・プロトコル及び（基地局に於いて実行する）低レベル・プロトコルがお互いに送信するメッセージは以下のフォーマットである。
１）メッセージ・ヘッダ
・発信元
・低レベル・プロトコルから
・高レベル・プロトコルから
・送受器ＩＤ
・基地局ＩＤ
・基地局に於ける低レベル・プロトコル処理（低レベル・プロトコルのインスタンスの数）
・スイッチに於ける高レベル・プロトコル処理（高レベル・プロトコルのインスタンスの数）
・ＨＥＣ（ヘッダー誤り訂正）
２）メッセージ・データ
３）ＣＲＣ（巡回冗長検査）
図１２は、図９Ａに関して上記した“呼び出しルート割り当てタスク”２８２を施行する方法を示す。“呼び出しルート割り当てタスク”２８２はスイッチ１２９に於いて実行される。
【０１１１】
第１のステップ３５１に於いて、呼び出しルート割り当てタスク２８２は、スイッチ１２９上で実行する高レベル・プロトコルのインスタンスの１つから若しくは基地局（例えば、１２３）上で実行する低レベル・プロトコルのインスタンスの１つからのメッセージを待つ。そして、ステップ３５２に於いて、呼び出しが何処から生じたのか決定される。
【０１１２】
もし、メッセージが基地局の１つから届けば（ステップ３５２、“Ｙ”）、呼び出しパラメータは、接続テーブルと比較され（ステップ３５３）、メッセージはスイッチ１２９に於いて実行する高レベル・プロトコルのインスタンスへ送信される（ステップ３５４）。
【０１１３】
もし、メッセージがスイッチから届けば（ステップ３５２、“Ｎ”）、送信する低レベル・プロトコル・インスタンスのＩＤが“接続テーブル”に於いて位置付けされ（ステップ３５３）、メッセージは対応する高レベル・プロトコルのインスタンスへ送信される（ステップ３５４）。もし、メッセージが高レベル・プロトコルの１つから届けば（ステップ３５２、“Ｎ”）、ハンドオフが開始（進行中）かどうかを決定する（ステップ３６０）。もし、ハンドオフが進行中でないなら（ステップ３６０、“Ｎ”）、呼び出しパラメータは接続テーブルと比較され（ステップ３５８）、メッセージが宛先低レベル・プロトコル・インスタンスが実行されている基地局へ送信される（ステップ３５９）。もし、ハンドオフが進行中であれば（ステップ３６０、“Ｙ”）、呼び出しパラメータは接続テーブルと比較され（ステップ３５５）、メッセージは宛先低レベル・プロトコル・インスタンスが実行されている基地局に送信される（ステップ３５６）。メッセージは、ハンドオフのために候補となる全ての基地局−例えば、近接の基地局−へも送信される（ステップ３５７）。次に、メッセージを受信した基地局は、それらが宛先低レベル・プロトコルを実行しているかどうか確認し、そうでなければメッセージを単に廃棄する。図１２に示された手順は、単にメッセ−ジを処理する。マルチタスク・オペレーション・システムを使用することによって、これらの手順の幾つかのインスタンスを実行し、このようにして１つ以上のメッセージを同時に処理することを可能にする。
＜送受器検出＞
このように記述された方法は、通信プロトコルがハンドオフが起こったとき操作を続けることを可能にする。それらは、どの送受器がどの基地局の被覆領域にあるか、送受器がどこを移動中であるか、またハンドオフを実行する最適時間はいつかを決定する能力に依存している。定義によって、ハンドオフは、２つの基地局間でのみ起こるが、しかし、実際のハンドオフの発起の前の一定時間に於いて、ハンドオフのための候補となる１以上の基地局が存在する。ハンドオフのための候補を決定するために、どの基地局が実際にハンドオフに参加するか、またハンドオフを実行する時は、基地局及びスイッチの協調を要求する。
【０１１４】
上記の議論からはっきりするように、送受器は、積極的にハンドオフ操作に参加することは全くない。それ故に、基地局は、どちらかの伝送情報を受動的に捕捉することによって、若しくは、そのような目的のために用いられる情報を伝送するために送受器を“トリッキング”することによって、どの送受器が被覆範囲内にあるかを決定する。
【０１１５】
上述した如く、各基地局は、その被覆範囲内に於いて起こっている呼び出しについての情報を全ての近接する基地局へ伝送する。この情報は、共有ローカル・エリア・ネットワーク（例えばＬＡＮ１４０）のような低帯域幅通信リンクを介して送信された全ての呼び出しパラメータを含む。この情報は、どの送受器が近接する基地局の１つからある基地局の被覆範囲へ移動するかを検出するために充分である。
【０１１６】
図１３は、ハンドオフを待つ基地局１３００の概略構成と、基地局に於けるＴＯＤを送受器が離れようとする基地局のＴＯＤへ正確に同期化する方法と、呼び出し期間で基地局の被覆範囲に於ける送受器の到着を検出するための受動的方法を示す。また、以下の
・３つのＴＯＤカウンタ３７１、３８０及び３８４（３０３と比較する）；
・アンテナ３８２（３０１と比較する）；
・受信器３７９（３０５と比較する）；
・受信器周波数制御器３７５；
・３つのホッピング・シーケンス発生器３７２、３７３及び３７４；
・３つのエミュレータ３７６、３７７及び３７８；
・３つの相関器３８１、３８２及び３８３（３０８と比較する）
を含み、全て図に示されるように及び以下に記述されるように接続される。
【０１１７】
図１３は、どの送受器（例えば、ある特定のデバイス・アドレスを伴う呼び出しに参加している送受器）の伝送が基地局によって受信されているのかどうか決定する受動的方法を示す。
【０１１８】
複数の（“Ｋ”、３つ示す）ＴＯＤカウンタ３７１、３８０及び３８４は、他の基地局からＬＡＮ（１４０）を介して大まかなＴＯＤ（“ＲｏｕｇｈＴＯＤ”）推定値を受信するとき、セットされる。カウンタ３７１、３８０及び３８４は、ＴＯＤクロック３１０によって区切られている。ＴＯＤ及び、近接するセル（近接する基地局へ接続される）に於いて呼び出しへ接続されているデバイス・アドレス（“ブルートゥース・デバイス・アドレス”）を使用することによって、対応する複数の（“Ｋ”、３つ示す）のホッピング周波数（シーケンス）発生器３７２、３７３及び３７４は、送受器が伝送するであろう周波数のリストを発生する。
【０１１９】
受信器周波数制御器３７５は、受信器３７９が監視する周波数をセットする。複数の（“Ｋ”、３つ示す）相関器３８１、３８２及び３８３は、受信器の出力と受信器の出力のエミュレートを比較するために使用される。受信器の出力は、ＴＯＤの大まかな推定値は得ることができるので、ホッピング周波数リスト及び受信器周波数リストと同様にエミュレートされる。エミュレータは、それが相関器へ報告する一致が周波数及びタイムであることが発見されると、受信器周波数及びホッピング周波数間に於ける一致を絶えず確認する。大まかなＴＯＤを基礎としたエミュレーションを伴う実際の受信された信号を比較することによって、相関器は、伝送器の存在を検出しＴＯＤオフセット（例えば、大まかなＴＯＤ推定値と実際のＴＯＤ間の誤差）の最適推定値を計算する。相関器を基礎としたタイム・オフセット量は、多くの教科書に記載される標準的な推定方法であり、実験の例示の後ほど記述する。同時に検出される送受器の数は、ホッピング・シーケンス発生器の数と受信器出力エミュレータの数と相関器の数に等しい。
【０１２０】
図１３に於いて‘Ｋ’番目の送受器に至るまで同時に検出できる。上記された方法の重要な優位さは、検出が受動的でないので、基地局間での最適な同期化を達成する必要がないことである。この受動的方法の他の優位さは、送受器が伝送するメッセージを解読する必要がない、それ故に比較的容易な装置でよい。
【０１２１】
受信器周波数制御器３７５は、受信器３７９が“捕捉”ホップを待つ周波数を選択する。検出の可能性を増加させるために、受信器周波数制御器３７５は、干渉（例えば、ブルートゥース伝送器以外からの干渉）によって妨害されない周波数を選び出すようにプログラムされている。受信器周波数制御器３７５が選び出す各周波数にとって、ある特定期間に於いて検出されたホップの数の棒グラフ及び信号対雑音比は、受信器周波数制御器３７５によって維持される。ある特定の周波数のスペクトル“明瞭さ”の測定は、ホップの信号対雑音比（ＳＮＲｓ）の機能、例えば、ホップの平均信号対雑音比（ＳＮＲｓ）によって重ね合わされた複数のホップとして決定される。
【０１２２】
受信器周波数制御３７５は、最適な“明瞭さ”測定を有する‘Ｍ’周波数のグループを好ましく選び、そして受信器３７９は、一度Ｔ１ミリ秒に於いて制御器が周波数を変えるとき、時間の大部分に於いてそれらを待つ。一度Ｔ２ミリ秒（Ｔ２はＴ１よりもはるかに長く選択される）に於いて、受信器周波数制御器３７５は、‘Ｍ’最適グループ中にはない周波数を選択し、そして受信器３７９は、Ｔ３ミリ秒（Ｔ３はＴ１よりも小さく選択される）の間待機する。このことは、受信器周波数制御器３７５が‘Ｍ’最適周波数中にはない周波数の“明瞭さ”を監視することを可能にする。もし、受信器周波数制御器３７５が、そのリストにある‘Ｍ’周波数の１つよりもより明瞭である周波数を検出すれば、最も低い“明瞭さ”測定を伴う周波数に代わって、リストの中に入れる。パラメータＭ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のための典型的な値は、それぞれ２０、２５０、２５００、１００である。
【０１２３】
一般的に、各ホップの信号対雑音比（ＳＮＲ）若しくは信号対干渉比は、ホップ持続時間と一致しない全ての他の信号にとって、予測されるホップ持続時間と一致するエネルギーの爆発を測定することによって測定される。騒音レベルの平均は絶え間なく監視されている。Ｔｈ−ＤからＴｈ＋Ｄ（Ｔｈは名目上ホップ持続時間；Ｄは“ウィンドウ”間隔量である）までの範囲の持続時間でエネルギーが増加するとき、ホップ・エネルギーは計算され、そして、それは平均ホップ・エネルギーへ加えられる。ホップの持続期間に於いて平均騒音レベルは、更新されない。Ｔｈ及びＤのための典型的な値は、それぞれ０．６５ミリ秒、１０００ミリ秒である。
＜送受器を検出する他の方法＞
基地局の被覆範囲に入る送受器を検出する代替方法は、以上に述べられる。この方法も受動的であり、送受器を検出するために呼出しに従事される送受器にも依存している。この方法は、基地局間における最適な同期化を要求し、それ故に、先に記載された受動的な方法より複雑な何かがあるが、しかし、この方法を使用することは、先に記載された方法より幾つかの実質的な有利さを有しており、以下のものを
改善された検出性能、
改善されたハンドオフのタイミングと、
呼出しに現時点で参加されていない移動する送受器を検出する能力
を含む。
【０１２４】
本発明に従って、近接する基地局の１つ若しくはそれ以上の基地局が送受器へ伝送を行う間の短い伝送持続時間を現時点で送受器と通信している基地局は、“諦める”（省略する、近隣へ明渡す）。送受器がそれらの伝送を受信するために、そのため、近接する基地局は、送受器が現時点で通信している基地局と同期化されると共に、近接する基地局が伝送するタイムの期間に於いて、それ（それら）は、あたかもそれが、近接する基地局によって、送受器検出のために伝送スロットに従っている基地局として役割を果たす。
【０１２５】
この方法は、周波数ホッピングに利用されることを特徴とするブルートゥース短距離通信の背景に示される。現時点で送受器と通信している基地局は、単一ホップを諦める。お互いに接近していない近接するあらゆる基地局は、送受器へ伝送するために同様のホップを使用する。互いに接近している近接する基地局は、送受器を呼び出す（通信する）ために、異なるホップを使用する。このことは、図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄに示す。
【０１２６】
図１に類似している図１４は、無線電話送受器であるモバイル・ユニット３９０と現時点で通信している基地局３９１及び、被覆範囲に入れるために送受器３９０を待つ近接する複数の（６つを示す）基地局３９２、３９３、３９４，３９５、３９６及び３９７を含有する無線通信システム１４００（例えば、ＷＰＢＸ）を示す。各基地局３９１、３９２、３９３、３９４，３９５、３９６及び３９７は、それぞれ被覆する３９１ａ、３９２ａ、３９３ａ、３９４ａ，３９５ａ、３９６ａ及び３９７ａの範囲を有する。図２および図４に示されるような、基地局間の相互接続及び基地局と中央スイッチとの間は明確に示されるために省略されている。
【０１２７】
図１０に類似した図１４は、送信器３９０と現時点で通信している基地局３９１が、近接する基地局がそのＴＯＤと同期化できるように周期的に（Ｋホップに１回）、より高い出力Ｐ１で出力する。言及されている送受器検出技術によれば、基地局３９１はまた、近接する基地局３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、及び３９７がそのＴＯＤと同じ時間で伝送することができるように、単一ホップ７０２、７０３（破線で示される）で周期的に（Ｍホップに１回）伝送をスキップする。図１４Ｃに示されるように、近接する３つの基地局３９３、３９５、３９７は偶数回スキップされたホップ７０５で伝送する。図１４Ｄに示されるように、他の３つの近接する基地局３９２、３９４、３９６は奇数回スキップされたホップ７０７で伝送される。他の時間において（ホップ７０５、７０７以外で）、近接する基地局３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、及び３９７は、それらが接続される他の送受器（図示されず）へ通常のとおり伝送してもよい。
【０１２８】
上述されるように、送受器と通信している基地局は、全ての基地局を接続するローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ１４０）を介して呼出しパラメータを近接する基地局へ送信する。その基地局はまた、通信している送受器を呼出すために用いるホップのタイミングに関する情報を送信する。図１１に関して上述されるように、近接する基地局はＴＯＤを同期化することができる。高出力（Ｐ１）で受信されたホップのタイミングに従って、呼出しを待つ基地局は、それらが送受器の呼出しを試みることができる時間を決定する。これらの時間において、基地局は近接する基地局と通信している全ての送受器へ伝送する。
＜送受器の移動の検出＞
この直前で詳述された、送受器を検出するための２つの技術は、呼出し（基地局に接続される）に従属する開始アクション以外に、送受器によって取られるいかなるアクションも要求しないという意味から受動的である。この直後に詳述される技術は、それが送受器からのいくらかの更なる参加（例え最小でも）を要求するという意味から能動的である。しかしながら、このようなメカニズムは大部分の無線通信プロトコルにおいて標準的であり、本来は移動性（ハンドオフ）をサポートするように意図されていなかったものにおいてさえ標準的である。受動的あるいは能動的のいずれかの場合で、そこにおける修正なしに、本発明は標準的な送受器で機能できることが認識されるべきである。
【０１２９】
送受器がハンドオフをサポートする（能動的に参加する）ためのメカニズムを持つ必要が無いにもかかわらず、送受器は好ましくは、その通信リンクが正常に動作しているかどうかをチェックできるメカニズムを有する。例えば、ブルートゥース短距離通信リンクにおいて、非同期リンク上に送信される「ＰＩＮＧ」コマンドは、データ通信リンクが動作可能かどうかチェックするために用いられる。送受器が「ＰＩＮＧ」コマンドを受信するとき、それは自動的に「ＥＣＨＯ」メッセージ（応答）で応答する。「ＰＩＮＧ」コマンドは非同期リンク上に送信され、音声通信のために用いられる同期リンク上には送信されないので、「ＰＩＮＧ」コマンドは音声クオリティに支障をきたさず、データ転送のための利用可能な帯域幅をかすかに（及び一時的に）減少させるのみである。
【０１３０】
「ＰＩＮＧ」コマンドは以下のデータ領域を含む。
装置アドレス、
識別子、
長さ、
データ（随意）
「ＥＣＨＯ」応答は以下のものを含む。
識別子、
長さ、
データ（随意）
識別子において、発生を生じている基地局の識別が送られる。従って、送受器が返信する時、「ＥＣＨＯ」返信を受信する任意の基地局にとってどの基地局が返信を生じたか知ることが可能である。
【０１３１】
「ＰＩＮＧ」コマンド及び「ＥＣＨＯ」応答は、ある送受器がそのカバー領域に入ったかどうか断定するために基地局によって使用される。上述した、送受器の存在を消極的に検出する方法と異なり、この方法は、ハンドオフの時に呼出にアクティブに従事していなかった基地局の検出を許可する。送受器にとって基地局との初期の通信を作成しただけで十分である。
【０１３２】
図１５Ａ及び１５Ｂは、「ＰＩＮＧ」コマンドの使用、及び呼出を待っている基地局による「ＥＣＨＯ」応答を示す。
図１５Ａに示されるように、送受器１２１は一般に通信リンク１２２を介して基地局＃１  １２３と通信している。この時間の間、呼出を待っている基地局＃２  １２４は、周期的に送受器１２１へ「ＰＩＮＧ」コマンド１４５を送信する。送受器１２１が待機基地局１２４のカバー領域（範囲にある）に入る時、且つそのアドレスを備えた「ＰＩＮＧ」コマンドを受信する時、「ＥＣＨＯ」応答１４６で返信する。「ＥＣＨＯ」応答１４６はまた基地局＃１  １２３に受信される。
【０１３３】
待機基地局＃２  １２４は、上述したように基地局＃１  １２３がこの操作のために供された（手放した）ホップ中に「ＰＩＮＧ」コマンド１４５を伝送する（例えば図１４Ｂ中、７０２、７０３参照）。「ＥＣＨＯ」返信１４６は基地局１２３と１２４の両方に受信され、その結果、基地局１２３と１２４は各々、受信信号（「ＥＣＨＯ」）のクオリティを測定することができ、スイッチ（例えば図２の１２９）にその量を伝えることができる。受信信号のクオリティのこの量に基づいて、スイッチ１２９は信号クオリティを比較し、いつがハンドオフを実行する正しい時間であるかを決定し、かつ上述したハンドオフ手順を実行することができる。
【０１３４】
図１５Ｂは、送受器１２１を検出するための代わりの「アクティブな」方法を示す。この例において、送受器１２１に一般に接続する基地局＃１  １２３は、かつてＭホップ中にある「ＰＩＮＧ」コマンド１４７を伝送する。送受器１２１は、それが受信する各「ＰＩＮＧ」コマンド１４７に対して「ＥＣＨＯ」返信１４６´で返信する。送受器１２１が近隣の基地局＃２  １２４のカバー領域に入る時、近隣の基地局＃２  １２４はそれに接近している送受器１２１の「ＥＣＨＯ」応答を受信するために、各Ｍ番目のホップのモニタリングによって「ＥＣＨＯ」返答１４６´を受信する。近隣の基地局＃２  １２４が「ＥＣＨＯ」返答１４６´を受信する時、それは受信信号のクオリティを測定し、スイッチ１２９へ伝える。この方法は、２つの見地において図１５Ａに関して前述した方法とは異なる。
１）図１５Ｂの方法では、送受器に接続した基地局１２３が各Ｍ番目のホップを飛ばさないが、送受器に「ＰＩＮＧ」を伝送する。
２）図１５Ｂの方法では、近隣の基地局（例えば１２４）が送受器１２１に「ＰＩＮＧ」を伝送しないどころか、消極的に各Ｍ番目のホップのみ追跡する。
【０１３５】
各ホップのクオリティはエネルギーレベル量、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）量、パケット損失比及び各メッセージのヘッダー上で実行することができるビット誤差比量（ＢＥＲ）のような多くの既知の方法によって測定される。
＜他の送受器検出技術＞
各基地局は、送受器と近隣の基地局間の接続に関する情報を含む「隣接接続テーブル」を保持する。「隣接接続テーブル」は次の情報を含む。
・接続数
・送受器ＩＤ
・基地局ＩＤ
・ハンドオフステータス：空転状態／開始状態
・送受器検出ステータス
・成功「ＰＩＮＧ」数
・最終成功「ＰＩＮＧ」時間
・成功「ＰＩＮＧ」中のクオリティ量
図１６Ａは、（図１５Ｂの例のように）送受器が一般に接続される基地局が、該送受器に送られる「ＰＩＮＧ」コマンドを発生させる時、基地局のカバー領域に入る送受器を検出するための技術（手順）を示す。全ての基地局（例えば、図１４Ａ中３９１〜３９７）は、それらの送受器が接続しようがしまいが同じ検出手順を好ましく作動する。
【０１３６】
ホップが予定されている場合（ステップ４００、４０１）、偶数のホップは送受器によって使用され、基地局は奇数のホップを使用する。ステップ４０２において、ホップ・カウンタは１つずつ増加させられ、（ステップ４０３に明らかにされているように）それがＫ番目のホップならば、基地局は「ＰＩＮＧ」をハンドオフ用の候補である送受器のひとつへ送信しようとする。それがＫ番目のホップでない場合（ステップ４０３、「Ｎ」）、基地局は次のホップを待つ（ステップ４００）。
【０１３７】
ここで使用されるように、「ＮＭＡＣ」は呼び出される送受器のアドレスを表わし、「ＮｅｇＴａｂ」は「隣接接続テーブル（ＮｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）」の略語である。
【０１３８】
ハンドオフが任意の送受器（ステップ４０４、「Ｎ」）に対してまだ開始していない場合、全ての送受器は適切に呼び出される。ＮｅｇＴａｂへのポインタは増加し（ステップ４０５）、送受器のアドレスはＮｅｇＴａｂから検索される（ステップ４０６）。それから基地局は送受器のアドレスを備えた「ＰＩＮＧ」コマンドを伝送する（ステップ４０７）。ハンドオフが既に１又はそれ以上の送受器を備えて始まっている時、これらの送受器は他のものよりしばしば「ＰＩＮＧ」される。ＮｅｇＴａｂの次のアイテムは確認され（ステップ４１１）、それを備えたハンドオフが既に開始されているならば、「ＰＩＮＧＥＤ」となる（ステップ４１２、４０７）。ハンドオフが始まっていない送受器はＫ２「ＰＩＮＧ」において一度のみ「ＰＩＮＧ」される（ステップ４１０、４１３、４１４）。
【０１３９】
「ＥＣＨＯ」が受信され（ステップ４２０、「Ｙ」）、それが近隣の基地局に通信する送受器からであるとわかる時（ステップ４１９、「Ｎ」）、「隣接接続テーブル」（ＮｅｇＴａｂ）４２１、４２２のすべてのエントリーと比較される。ＮｅｇＴａｂで見つかる場合（ステップ４２２、「Ｙ」）、ホップのクオリティは測定され（ステップ４２３）、前のホップでの平均クオリティの記録は「隣接接続テーブル」に保持される（ステップ４２４）。以下の測定パラメータがスイッチに送られる（ステップ４２５）。
・送受器と通信する基地局
・「ＰＩＮＧ」を発生する基地局
・「ＰＩＮＧ」を受信する基地局
・送受器の識別
・受信した信号のクオリティ
図１６Ｂは、（図１６Ａ中、ステップ４１９、「Ｙ」からの）基地局に接続する送受器の１つから「ＥＣＨＯ」応答を受信する時、該基地局が作動する手順を示す。接続した基地局又はその近接のうちの一つが送受器へ「ＰＩＮＧ」メッセージを送る時、「ＥＣＨＯ」応答も受信することができる。（例えば図１５Ａ及び１５Ｂ参照）
第一に、基地局は、「ＥＣＨＯ」返信がそれ自身、或いは近隣の基地局の１つによって引き起こされたかを見るために確認する（ステップ４３０、４３１）。この情報は、上述したように、「ＥＣＨＯ」返信の識別子に含まれる。
【０１４０】
「ＥＣＨＯ」が、近隣の基地局によって引き起こされた場合（ステップ４３１、「Ｙ」）、受信信号のクオリティは測定され平均され（ステップ４３２）、そして、測定パラメータは、いつハンドオフを実行するか決めるのにスイッチによって使用されるためにスイッチ（ステップ４３３）を送信される。基地局自身が「ＥＣＨＯ」返信を引き起こした場合（ステップ４３１、「Ｎ」）、タスクは単に終了する（「Ｂ」）。
【０１４１】
図１６Ａ及び１６Ｂは、送受器も接続される基地局から「ＰＩＮＧ」の伝送手順、及び近隣の基地局からの送受器の到達の検出手順を示す。
図２３は、ホップの受理又は伝送が要求される時（ステップ１２００、１２０１）、基地局による実行の手順を示す。一旦Ｋホップにおいて（ステップ１２０２）、次回のスロットが伝送用であるならば（ステップ１２０３）、基地局はそれに接続される送受器の１つに「ＰＩＮＧ」を送信する。Ｔカウントは増加され（ステップ１２０４）、基地局に接続される送受器（接続テーブル、又は「ＣｏｎＴａｂ」）のリストに現われる次の送受器が選択される（ステップ１２０５）。
【０１４２】
「ＰＩＮＧ」はＣｏｎＴａｂから得られたアドレスで送信される（ステップ１２０６）。ホップを受信する時機である時、受信器は「ＥＣＨＯ」応答を探す（ステップ１２０７）。「ＥＣＨＯ」が受信され、そして発信源が近隣の基地局であった場合（ステップ１２０８）、パラメータはＮｅｇＴａｂと比較され（ステップ１２０９）、また、それがテーブルで見つかる場合（ステップ１２１４）、信号のクオリティは測定され（ステップ１２１０）、平均される（ステップ１２１１）。「ＥＣＨＯ」応答が、同じ基地局から発生した「ＰＩＮＧ」コマンドに対するものであった場合、クオリティが測定される（ステップ１２１３）。両方の場合において、接続パラメータ及びクオリティがスイッチへ送られる（ステップ１２１２）。
【０１４３】
「ＥＣＨＯ」応答が受信される時（図１６Ａ中、ステップ４２５；又は図１６Ｂ中、ステップ４３３；或いは図２３中、ステップ１２１２）、以下のデータがスイッチに送信される。
・受信されたクオリティ
−近隣の基地局からの送受器からならば、受信された「ＰＩＮＧＳ」の平均クオリティ
−同基地局に接続する送受器からならば、連続的にモニターされる受信されたクオリティ、及び受信された「ＰＩＮＧＳ」の平均クオリティ
・「ＰＩＮＧ」を発生する基地局
・「ＥＣＨＯ」を受信する基地局
・送受器に一般に接続する基地局
・測定ＴＯＤ
＜ハンドオフの実行＞
送受器がある基地局から別の基地局へ移動することを検出する２つの方法が、上記に記述されている。第１の送受器検出方法（図１３、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ）は、送受器の受動のモニタリングに基づく。第２の送受器検出方法（図１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ）では、送受器がアクティブに「ＰＩＮＧ」され、それらの「ＥＣＨＯ」応答が表示される。これらの２つの方法のいずれか一方を使用して、連続的に送受器に接続される基地局はスイッチへ受信クオリティ量を送信し、近隣の基地局が送受器を検出する時、クオリティ量もまた近隣の基地局によってスイッチへ送信される。基地局に接続される送受器の１つから「ＥＣＨＯ」を受信する基地局（例えば、図１５Ｂ）は、さらにスイッチへクオリティ量を送る。１つの基地局と別の基地局の間で、いつハンドオフを実行するべきかに関する決定は、時間を決定する基地局及びハンドオフの目的地からのこれらの信号クオリティ量を使用するスイッチで下される。図１７Ａは、受動の検出方法が使用される時、ハンドオフ決定を下す方法を示す。図１７Ｂは、活発な検出方法が使用される時、ハンドオフ決定を下す方法を示す。
【０１４４】
図１７Ａは、どの基地局へ送受器が渡されるべきかを決定するためにスイッチ（１２９）で実行される手順を示す。上述されるように（例えばＬＡＮ１４０上）、単一の送受器（つまり同じ送受器、示されない）から信号（つまり同じ信号）を受信する、２つ又はそれ以上（３つが示される）の基地局８０１、８０２及び８０３からのエネルギー量は、スイッチに供給される。スイッチでは、これらの量が複数（３つが示される）引窓平均フィルタ８０４、８０５及び８０６によってそれぞれ「平坦化され」、それらは、ハンドオフをもたらすために信号（「基地局を選ぶ」）を出す決定（ハンドオフ・コントロール）ロジック８０７によって互いに比較される。引窓平均フィルタ８０４、８０５及び８０６は、通常は送受器信号が１以上の基地局によって受信された回数だけを考慮する何百ミリ秒である、前のＴｒミリ秒以上（受信する基地局から少なくとも２つの後の信号を包含する１回の間隔以上）の与えられた基地局から受信した平均クオリティを計算する。
【０１４５】
次の擬似コードは、決定ロジック８０７の好ましい作動を記述する。
決定ロジックへの入力はＸ１．．．Ｘｋで表わされる。
送受器に通信する最新の基地局は基地局「ｍ」である。
（１）最大（Ｘ１、．．．、Ｘｋ）＝Ｘｊの場合
（２）Ｘｊ＞Ｘｍ＋Ｄ１の場合
（３）前のハンドオフからの時間＞Ｔｄの場合
（４）基地局ｊへの転送呼出
（５）Ｘｊ＞Ｘｍ＋Ｄ２の場合
（６）基地局ｊへの転送呼出
基地局が、送受器が一般に通信する基地局によって一般に受信されるレベルより少なくともＤ１デシベルだけ強いレベルで送受器を受信し、且つ少なくともＴｄミリ秒が最後のハンドオフから通過した場合、ハンドオフが要求される。これは、ある基地局から別の基地局へ送受器の適度で遅い移動の状態をアドレスするように意図される。
【０１４６】
基地局が、送受器が一般に通信する基地局によって一般に受信されるレベルより少なくともＤ２デシベルだけ強いレベルで送受器を受信する場合、ハンドオフは直ちに実行される。これは、ある基地局から別の基地局へ急な動きの状況をアドレスするように意図される。
【０１４７】
基地局が送受器存在を検出するためにアクティブな方法の１つを使用する時、決定アルゴリズムは基本的に今記述されているものと同じである。主な違いは、アクティブな方法では、異なる基地局がすべてが識別することができる単一ホップのためにそれらが測定したクオリティを決定することができるという事実から来る。したがって、スイッチは、ホップ当たりのクオリティ差を計算し、したがって、ハンドオフのタイミング精度を改善することができる。
【０１４８】
図１７Ｂは、アクティブな検出方法を使用する場合のハンドオフ決定方法を示す。クオリティ量と共に受信されるＴＯＤ表示に従って、同じホップの量が正しくそろえられる（８０８）。その後、それらは、Ｘのホップに関して平均され（８０４、８０５、８０６）、上述された同じ決定ロジック（８０７）は、どれが送受器に接続するべき最も適切な基地局か決定するために使用され、「基地局を選ぶ」信号を出す。
【０１４９】
上述された方法は、送受器が呼出を導いている時に、基地局間のハンドオフを実行することに関係する。送受器が呼出を導いていない時、それは１つの基地局から他方まで移動する。移動する時、１つの接続は終了され、別の接続が作成される。接続を終えて、新しい接続を開始するためのメカニズムは、短距離無線通信プロトコルの一部である。ブルートゥース・プロトコルにおいて例えば、送受器は基地局を検索し、１つを見つける時、接続されてとどまる。送受器が基地局のカバー領域を去る時、接続は終了し、送受器は基地局を再び検索する。このメカニズムは、一般に呼出中でない送受器に対して十分であるが、呼出中の間、順調なハンドオフを保証しない。この方法はいくつかの状態で適切かもしれないが、１つの基地局から接続を絶ち他の基地局と接続を再開始することは、数秒を要し、この時間の間、呼出を開始することは不可能である。送受器を活動的に「ＰＩＮＧ」する方法の利点の１つは、呼出に従事していない時でさえその移動は速く検出され、この「待つ」期間は削除することができる。
＜操作手順＞
以下の項は以下の事柄に使用される基地局及びスイッチの操作手順を説明する。
・新しい接続が作られる
・接続は閉じられる
・送受器の存在が検出される
・スイッチはハンドオフを決定する
・ハンドオフは基地局によって作動する
・基地局から最新メッセージを受信する時
基地局手順：
１）新接続作成
・新しい低レベルプロトコルのインスタンスの作成
・「基地局接続テーブル」への接続の付加
・近接の伝送のための予備ホップのセット（アクティブな検出方法が使用される場合）
・スイッチへ新接続情報（送受器ＩＤ、基地局ＩＤ、低レベルプロトコルのインスタンスへのハンドル）の送信
・全ての近接の基地局への新接続情報の送信（送受器ＩＤ、基地局ＩＤ、予備ホップ、呼出パラメータ：ＴＯＤ，デバイス・アドレス，暗号化キー，認証キー，リンクステータスなど）
２）接続閉鎖
・低レベルプロトコルのインスタンスの閉鎖
・「基地局接続テーブル」からの接続の削除
・スイッチへ閉鎖接続情報の送信（送受器ＩＤ、基地局ＩＤ、低レベルプロトコルのインスタンスへのハンドル）
・近隣の基地局への閉鎖接続情報の送信（送受器ＩＤ、基地局ＩＤ）
３）近隣の基地局からの新接続情報の受信
・「基地局接続テーブル」への接続情報の付加
４）近隣の基地局からの閉鎖接続情報の受信
・「近隣の接続テーブル」からの接続の削除
５）カバー領域の送受器の存在の検出
・低レベルプロトコルのインスタンスの作成
・ＴＯＤの同調
・受信クオリティの測定
・スイッチの更新（送受器ＩＤ、近隣の基地局ＩＤ、及び基地局ＩＤ、ＴＯＤ、低レベルプロトコルのインスタンスのハンドル）
６）高レベルプロトコルからのメッセージの受信
・関連する低レベルプロトコルが基地局で実行されているかどうか、及びそうかどうかの確認
・関連する低レベルプロトコルのインスタンスへのメッセージの発送
７）ハンドオフのＴＯＤを命令するハンドオフの受信
・基地局が送受器と一般に通信する基地局ならば：
・ハンドオフＴＯＤまで待つ
・送受器への伝送を止める
・「基地局接続テーブル」から「近隣の接続テーブル」へ接続パラメータの移動・基地局が送受器と通信する近隣の基地局であったならば：
・ハンドオフＴＯＤまで待つ
・送受器への伝送の開始
・目的の基地局又はスイッチへ呼出の発送
・スイッチへ新接続情報（送受器ＩＤ、基地局ＩＤ、低レベルプロトコルのインスタンスへのハンドル）の送信
・全ての近隣の基地局へ新接続情報の送信（送受器ＩＤ、基地局ＩＤ、予備ホップ、呼出パラメータ：ＴＯＤ，装置アドレス，暗号化キー，認証キー，リンクステータスなど）
スイッチ手順
１）新接続情報の受信
・高レベルプロトコルのインスタンスの作成
・「接続テーブル」の更新
１）閉鎖接続メッセージの受信
・高レベルプロトコルのインスタンスの閉鎖
・「接続テーブル」からの削除
１）基地局からのクオリティ量の受信
・送受器に接続した基地局からならば、
・測定されたクオリティ及び測定のＴＯＤの格納
・近隣の基地局が（送受器を発見した最後のＴＯＤによる）ハンドオフ候補リストから削除されるべきかどうかの確認、及び必要ならば削除
・送受器に接続した近隣の基地局からならば、
・メッセージのＴＯＤを備えた「接続テーブル」にハンドオフ用の候補として近隣のものを付加
・ハンドオフのクオリティ比較及び決定の実行
・ハンドオフが要求される場合、
・発生を生じている基地局及び送受器を受信する基地局へハンドオフ・コマンドの送信
・「接続テーブル」の更新
システム（例えば、図２２参照）に１以上のスイッチがある場合、スイッチ手順は以下のようにわずかに異なる。
１）新しい接続情報の受信
・高レベルのプロトコルのインスタンスの作成
・「接続テーブル」の更新
・すべてのスイッチへ新しい接続情報の送信
１）閉鎖接続メッセージの受信
・高レベルのプロトコルのインスタンスの閉鎖
・「接続テーブル」からの削除
・全スイッチへ削除接続の送信
１）基地局からクオリティ量の受信
・送受器へ接続した基地局からならば、
・測定されたクオリティ及び測定のＴＯＤの格納
・近隣の基地局が（送受器を発見した最後のＴＯＤによる）ハンドオフ候補リストから削除されるべきかどうかの確認、及び必要ならば削除
・近隣の基地局の１つが異なるスイッチに接続される場合、別のスイッチへ最新情報の送信
・送受器に接続された基地局の近隣のものからならば、
・メッセージのＴＯＤを備えた「接続テーブル」にハンドオフに対する候補として近隣のものの付加
・ハンドオフのクオリティ比較及び決定の実行
・ハンドオフが要求される場合、
・発生を生じている基地局及び送受器を受信する基地局へハンドオフ・コマンドの送信
・「接続テーブル」の更新
・「呼出テーブル」の更新
・全スイッチへ情報の送信
１）別のスイッチから更新の受信
・新しい接続の場合、「接続テーブル」にアイテムの付加
・閉鎖した接続の場合、「接続テーブル」からアイテムの削除
・クオリティ量の場合、「接続テーブル」の更新
・ハンドオフならば、
・「接続テーブル」の更新
・「呼出テーブル」の更新
スイッチは、さらにシステムでの事柄のＬＯＧファイルを維持する。ＬＯＧファイルはクオリティ量、呼出パラメータ（時間、呼出者ＩＤ、呼出されたＩＤ、終了のための理由など）及びハンドオフ決定を含む。これらは、基地局の位相を分析し、位相改良や調節を許す役目をする。例えば、呼出終了の理由は、「穴」が適用パターンにあることを暗示することができた低受信クオリティに関連させられる。
＜検出及び時間同期化＞
図２０は、相関器に基づく検出及び時間同期化方法のインプリメンテーションを示す。上述したように、相関器／検出器（３０８）は図１１の中のＴＯＤの同期化の、及び図１３の中の発信器の存在の検出及び同期化の基本であった。
【０１５０】
ハンドオフを受信するのに先立ったモバイル・ユニットで検出し同期化することができることは近隣の基地局にとって重要である。このプロセスは、接続の途切れのないハンドオフを保証するためにできるだけ速く行われるべきである。一般に、プロセスは、モバイル・ユニットと接続する基地局によって提供されるおおまかな同期化情報に基づいて、モバイル・ユニットのための正確なタイミングをもつ「目標」信号のための広範囲での検索で始まる。これらの「目標」信号はおおまかな同期化データに基づいて推定される。（モバイル・ユニットからの実際の信号が得られる）一致が見られる時、検索範囲は、状況に応じて（かつ劇的に）狭くなることができる。その後、上述したように、同期化は進むことができる。
【０１５１】
検出器／相関器２０００は信号検出器１００１及び相関器１００２を含む。検出器／相関器２０００のタスクは、目標信号が一般に受信されたかどうかの情報を提供し、ハンドオフ・プロセスに役立つパラメータを推定することである。図示したように、信号検出器１００１及び相関器１００２は実際の受信信号１００８及びその対応する時間１００９及び周波数１００４を受信し、エミュレートされた時間及び周波数インスタンス１００６にそれらを関連させる。目標信号の好ましいＴＯＤ、ドリフト及びクオリティは、目標信号が得られたか否かを示すステータスに加えて、推定されたパラメータ１００７を伝える相関器１００２によって推定される。信号検出器１００１のタスクは、受信信号１００８を処理し、到着時間（ＴＯＡ）つまり、ホップの正確なタイミング及びクオリティ値１００３を推定することである。これは、古典的検出理論として有名であるいくつかの技術によって行われる。そのような技術の例として、エネルギー検出器及び整合フィルタが使用される。
【０１５２】
図２１は、図２０の信号検出器１００１のインプリメンテーションの例を示す。図２１では、ＲＦ受信器出力から受信される受信信号１００８が、エネルギー検出器１０１１に供給される。エネルギー検出器１０１１は信号の一時的なエネルギー形を表わす信号１０１４を生じる。一時的なエネルギー形１０１４は整合フィルタ１０１２に供給される。整合フィルタ１０１２は目標信号のエネルギー形と一致するインパルス応答を備えている。既知の如く、古典的な推定や検出理論によって、整合フィルタ１０１２は、目標信号１００８の到着時間（ＴＯＡ）、つまりホップの正確なタイミングの推定を表わす時間インスタンスにおいて最大値を生じるだろう。フィルタ出力の最大値は、受信信号クオリティの推定を表わす。ＴＯＡの推定を表わす時間インスタンスはタイム・クロック１００９という言葉で表わされる。整合フィルタ１０１２は、ＴＯＡ及びクオリティがしきい値Ｔｈの上にあるクオリティ値を伝え、その最大は、Ｔｓ１マイクロ秒の両側の時間窓内の全体的な最大である。図２０中の信号検出器１００１の他のインプリメンテーションは利用できる。そのようなインプリメンテーションは、そのエネルギーの一時的な形の代わりに、受信信号１００８と目標信号の一時的なパターンの既知の部分とを関連させることができる。そのようなインプリメンテーションは改善された推定実行を達成する。
【０１５３】
図２０中の時間周波数相関器１００２は、信号の検出器１００１及びＲＦ受信器の実際のチューニング周波数である対応する周波数値１００４によって生産されたＴＯＡとクオリティ値１００３を受信する。これらの入力は「実際の」ＴＯＡ周波数クオリティインスタンスとしてここに引用される。これらは、様々な発生源から受信される信号の推定された情報を含んでいる。他の入力においては、時間／周波数相関器１００２が、ＴＯＡのエミュレートされた値を受信し、周波数１００６が特定の目標発生源（つまり特定の送受器）に対するインスタンスをあげる。これらの値を今後「目標」ＴＯＡ周波数インスタンスとして引用する。時間周波数相関器は、両方の発生源、つまり「実際の」と「目標」からインスタンス中の一致を探し、「目標」パターンに「似ている」、「実際の」インスタンスでＴＯＡ周波数パターンを検出する。このプロセスは２つの可能なモードで実行される。
１．「実際の」パターンへの「目標」の一致がより長い時間で検索される「取得」モードは、可能な好ましいＴＯＤの不確実性をカバーする期間を変える。
２．好ましいＴＯＤとドラフトが既に推定されている「トラッキング」モードと「目標」と「実際の」の一致は、より短い不確実性期間の新しいＴＯＡ周波数インスタンスで検索され確認される。
【０１５４】
「実際の」データ１００３と１００４は、「実際の」インスタンスの履歴バッファー（例えばＦＩＦＯ）に書かれており、レコードが「実際の−ＴＯＡ」、「実際の＿周波数」及び「実際の＿クオリティ」から成るリストを構成する。「目標」データ１００６は、「目標」インスタンスの履歴バッファー（例えばＦＩＦＯ）に書かれており、レコードが「目標＿ＴＯＡ」及び「目標＿周波数」から成るリストを構成する。
【０１５５】
所定の時間に、一般のタイム・クロック（以降「若い」レコードとして引用される）に関して、ＴＯＡ値がＴｙ１ミリ秒（ここでＴｙ１は通常は１０，０００である）より「より若い」である両方のリストから記録する「取得」モードにおいて、以下のように処理される。
【０１５６】
各「目標」レコードについては、満たす「実際の」レコードを検索する。
・周波数値との一致（つまり「実際の＿周波数」＝「目標＿周波数」）
・「ＴＯＡ＿ｄｉｆｆ」の絶対値（「ＴＯＡ＿ｄｉｆｆ」＝「既知＿ｄｉｆｆ」（「実際の＿ＴＯＡ」−「目標＿ＴＯＡ」））はＴｙ２ミリ秒（ここでＴｙ２は通常は５００である）より小さい。注：「既知＿ｄｉｆｆ」は取得モードで０である。
【０１５７】
条件を満たす「目標」及び「実際の」レコードは、「候補＿レコード」として今後引用される。
「候補＿レコード」の各々のために対応する「ＴＯＡ＿ｄｉｆｆ」、「実際の＿クオリティ」値及び「実際の＿ＴＯＡ」値を「候補＿リスト」に書き込む。
【０１５８】
全ての「若い＿目標」レコードが全ての「若い＿実際の」レコードに対して処理される時、以下のように「ＴＯＡ＿ｄｉｆｆ」値によって「候補＿リスト」を分類し、Ｔｙ３マイクロ秒（ここでＴｙ３は通常は１０００である）の解決で「ｄｉｆｆ＿ヒストグラム」を生じる。
【０１５９】
分類された「候補＿リスト」レコードの走査、各ビンのＴＯＡｄｉｆｆ範囲内にある「ＴＯＡ＿ｄｉｆｆ」値の識別、及び各ビンについて「ｄｉｆｆ＿クオリティ＿ヒストグラム」値を生じる、対応する「クオリティ＿値」の蓄積。
【０１６０】
Ｋｙ（ここでＫｙは通常は５０である）より大きい値のための「ｄｉｆｆ＿クオリティ＿ヒストグラム」の検索。見つかった場合は、「ｄｅｔｅｃｔｅｄ」にステータス出力１００７値をセットし、対応する「実際の＿ＴＯＡ」と「ＴＯＡ＿ｄｉｆｆ」値を識別。対応する「実際の＿ＴＯＡ」及び「実際の＿ｄｉｆｆ」値は以降レコードの「ｄｉｆｆ＿クラスター」として引用される。「ｄｉｆｆ＿クオリティ＿ヒストグラム」値がＫｙを超過しない場合は、ステータス出力１００７を「ｎｏｔ＿ｄｅｔｅｃｔｅｄ」にセット。
【０１６１】
ステータスが「ｄｅｔｅｃｔｅｄ」にセットされている場合、二次元の「ｄｉｆｆクラスタ」（「実際の＿ｄｉｆｆ」による「実際の＿ＴＯＡ」）インスタンスにほとんど適合する、線形のラインの「最小二乗平均誤差（ｌｅａｓｔｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｅｒｒｏｒ）」（ＬＭＳＥ）推定を実行。ＬＭＳＥ推定は既知の推定技術で、古典文献に記述される。
【０１６２】
推定された線形のラインは次のように表わされる。
ｄｉｆｆ＝「ｅｓｔ ｄｉｆｆ０」＋「ｅｓｔドリフト」＊（ＴＯＡ−ＴＯＡ０）、ここでＴＯＡ０は「ｄｉｆｆクラスタ」レコードからの最も小さい「実際のＴＯＡ」値、「ｅｓｔｄｉｆｆ０」は「好ましいＴＯＤ」１００７の推定された出力パラメータ、及び「ｅｓｔドリフト」は出力パラメータ「ドリフト」１００７の推定である。対応する「ビン集団」によって標準化された「ｄｉｆｆクオリティヒストグラム」値は、「クオリティ」出力１００７値である。
【０１６３】
「トラッキング」モードでは、以下の相違点を除いて、常に、「取得」モードにおける場合と類似した方法でデータを処理する。
・「ｋｎｏｗｎ ｄｉｆｆ」値は、「ｐｒｅｖｅｓｔ ｄｉｆｆ０」＋「ｐｒｅｖ ｅｓｔ ｄｒｉｆｔ」＊（「ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＯＡ０」−「ｐｒｅｖ ＴＯＡ０」）に設定される。「ｐｒｅｖ ｅｓｔ ｄｉｆｆ０」及び「ｐｒｅｖ ＴＯＡ０」の用語は、前の演算（「取得」モード又は「トラッキング」モードのいずれか）で評価された「ｅｓｔ ｄｉｆｆ０」及び「ＴＯＡ０」に相当する。「ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＯＡ０」の用語は、前の演算の「ＴＯＡ０」である。
・「トラッキング」モードのためのＴｙ４マイクロ秒（Ｔｙ４が概して２０００のとき）のより小さな値は、「取得」モードのＴｙ２に置き換えられる。
＜基地局＞
ブロック図形式である図１８は、基地局１８００の主要構成を示す。複数（図では三つ）の前置プロセッサ６０４，６０５及び６０６は、複数（図では三つ）のアンテナ６０１，６０２及び６０３にそれぞれ接続されている。前置プロセッサ６０４，６０５及び６０６は、上述した短距離通信プロトコルの低レベルプロトコルを実行する。
【０１６４】
アイドル状態のとき、前置プロセッサ６０４，６０５及び６０６は、送受器の新しい接続が確立されることを待機する。接続が形成された場合、呼出パラメータ（例えば、ブルートゥースのデバイス・アドレス、ＴＯＤ、暗号化キー、認証鍵など）を報告するとともに、中央演算処理装置６０７に呼出ストリームを送信する。前置プロセッサがアイドル状態のとき、基地局周辺から送出される送受器を受信する（検出する、モニターする）ためにも使用される。中央演算処理装置６０７は、その後、呼出パラメータ及び正確なハンドオフ時間を前置プロセッサに送信する。前置プロセッサは、基地局周辺にあるかのように、その時点で、送受器との連絡を継続する。
【０１６５】
分離回路モジュール６１２（ＴＯＤ同期化と送受器検出）は、上述した技術に従って、新しい送受器の着信を検出するために及び全ての呼出のＴＯＤを同期化するために使用される。ユニット６１２は、それ自身のアンテナ６１１を有することが示されている。
【０１６６】
中央演算処理装置６０７は、新しい送受器及び正確なＴＯＤ判断に関するデータを受信し、周辺の基地局からのデータを受信し、「隣接接続テーブル」を維持し、切替装置及び他の基地局と通信する、前置プロセッサ６０４，６０５及び６０６の動作を制御する。ローカル・エリア・ネットワーク・インターフェース６０９は、例えば１０Ｂａｓｅ−Ｔ又は１００Ｂａｓｅ−Ｔのイーサネット（登録商標）への接続のような、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）１４０への接続のための適当な標準的なインターフェースである。メモリ６０８及び不揮発性メモリ（ＮＶＭ）６１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）６０７と接続して示されている。
【０１６７】
図１９は、図１８で述べられた前置プロセッサ６０４，６０５及び６０６のうちの一つを代表して６０４の実行について、より詳細に示されている。ベース・バンドプロセッサ６３１は、伝送及び受信チャンネルを確定し、スピーチをエンコード及びデコードし、誤差修正、認証及び暗号化を処理する。無線周波数前置６３０は、データを変調及び復調し、アンテナ６０１に接続される。ベース・バンドプロセッサ６３１は、それぞれのホップの周波数（「周波数制御」６３３）を制御し、ＲＦ前置からデータ（「エネルギー、検出時間」６３４）を送信及び受信し、信号強度（「ベース・バンドパラメータ」６３５）の表示を受信する。
＜ＷＰＢＸのためのアプリケーション＞
前のセクションの大部分は、通信技術アプリケーションをサポートするＷＰＢＸのためのこの発明において開示された方法の使用を明確にする。図５，６及び７で示された方法を除いて、上述した大部分の方法は、以下示すように、独立したアプリケーションである。
−装置の移動性を支持する目的の短距離通信プロトコルの分割方法。通信技術関連プロトコルを含む高レベルプロトコル、及び短距離通信リンク上のＰＰＰのようなデータ変換のためのプロトコル。
−基地局の同期化のための方法。
−基地局から他への伝送器の移動を検出する方法。
−いつハンドオフを実行し、どの基地局が電話を渡すかを決定する方法。
【０１６８】
これらの方法は、ブルーツースチップセットのような短距離通信の伝送器／受信器を装備しているモバイル装置を接続するために実行されることができる。スイッチ及び基地局が、ある基地局から別の局へ接続のハンドオフを処理する場合、このような装置は、ある基地局のカバー領域から他のカバー領域へ移動することができる。一般的なアプリケーションは、団体の電子メールサーバへのブルーツース短距離通信リンクを装備したラップトップ・コンピュータの接続かもしれない。別の考えられるアプリケーションは、例えばブルーツース無線リンクに関してＰＰＰ（ポイント・ツー・ポイントプロトコル）を利用するようなモバイル装置で中央のリモートアクセス・サーバを経由してインターネットに接続することである。システムはさらにいくつかのそのようなアプリケーションをサポートすることができる。
【０１６９】
例えば、図２４で示されるように、携帯情報（デジタル）端末（ＰＤＡ）１３０１、ラップトップ・コンピュータ１３０２及びセルラー方式の送受器１３０３は、システム基地局１３０４及び１３０５へ接続する。ＰＤＡ１３０１及びラップトップ１３０２は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）１３０６を経由してメッセージを送信又は受信するための電子メールサーバ１３０８に接続することができ、インターネット接続用のリモートアクセス・サーバ（ＲＡＳ）１３０９にさらに接続することができる。セルラー方式の送受器１３０３は、別の送受器（図示せず。）に、又は通信技術ゲートウェイ１３０６を経由してＰＳＴＮに接続することができる。基地局１３０４及び１３０５並びにスイッチ１３０７は、上述した方法を利用して、通信プロトコルの様々なレベルを処理する。
【０１７０】
本発明の範囲におけるモバイル・ユニットは以下の装置、即ち、電話機の送受器、標準のコードレス電話機の送受器、セルラー方式の電話送受器、個人データ装置、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、電子メールサーバ、又は中央のリモートアクセス・サーバを経由してインターネットにポイント・ツー・ポイント（ＰＰＰ）を利用する装置、ヘッドセット（コードレスヘッドセットを含む。）個人用サーバ、携帯型コンピュータ（又は演算装置）、無線（ビデオ又はスチール）カメラ、又はモバイル音楽プレーヤ（即ち、ＭＰ−３装置など）の装置のいずれかである。
【０１７１】
本発明は限定された数の実施形態に関して述べたが、ここで開示したように、発明の範囲内になるように意図された多くの変形、修正及び発明の他の適用を作成できることが認識されるであろう。
【符号の説明】
【０１７２】
１２１、１３３  送受器
１２２、１２６、１３０、１３４  通信リンク
１２３、１２４  基地局
１２６  通信リンク
１２９  スイッチ
１３５  ゲートウェイ
１３６  ＰＳＴＮ
１３７  ゲートウェイ
１３８  ＰＢＸ
１３９  電話セット
１４０  ＬＡＮ
【図１】
2011182424.tif 000006
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
2011182424.tif 000020
【図１２】
2011182424.tif 000021
【図１３】
2011182424.tif 000022
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
2011182424.tif 000024
【図１４Ｃ】
2011182424.tif 000025
【図１４Ｄ】
2011182424.tif 000026
【図１５Ａ】
2011182424.tif 000027
【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
2011182424.tif 000029
【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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