(57)【要約】  複数のサイト（１０２〜１１４）からなる無線通信ネットワーク（１００）であって、各サイトにはノード（１１６〜１２８）が設置され、同ノードはネットワーク・インフラストラクチャの他の要素と接続されている。  ネットワークは更に、複数の移動局（１３０、１３４）も含む。  サイト（１０２）の少なくとも１つは第１の制御チャネル（１４０）を有し、残りのサイト（１０４〜１１４）は制御チャネルを有しない。  インフラストラクチャは、第１の制御チャネル（１４０）を用いて、制御チャネルを有しないサイト（１１４）に在る移動局（１３０）を、移動局（１３０）の地理的位置に依存するトラヒック・チャネルに導くべく適合されている。
2008506280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサイト（１０２〜１１４）からなる無線通信ネットワーク（１００）であって、各サイトにはノード（１１６〜１２８）が設置され、同ノードはネットワーク・インフラストラクチャの他の要素と接続されている前記サイトと、
複数の移動局（１３０、１３４）と、からなり、
前記サイト（１０２）の少なくとも１つは第１の制御チャネル（１４０）を有し、残りのサイト（１０４〜１１４）は制御チャネルを有さず、
前記インフラストラクチャは、第１の制御チャネル（１４０）を用いて、制御チャネルを有しないサイト（１１４）に在る移動局（１３０）を、移動局（１３０）の地理的位置に依存するトラヒック・チャネルに導くべく適合されている、ネットワーク（１００）。
【請求項２】
前記インフラストラクチャは更に、第１の制御チャネル（１４０）を用いて、第１の制御チャネル（１４０）を有するサイト（１０２）に在る移動局（１３４）を、トラヒック・チャネルに導くべく適合されている請求項１に記載のネットワーク（１００）。
【請求項３】
移動局（１３０、１３４）の地理的位置は別々の無線データチャネルから得られる請求項１に記載のネットワーク（１００）。
【請求項４】
別々の無線データチャネルは、地球位置システム（ＧＰＳ）チャネル（１４４）である請求項１に記載のネットワーク（１００）。
【請求項５】
前記インフラストラクチャは、移動局（１３０、１３４）から受信した信号を解析して、移動局の地理的位置を得るのに適合した請求項１に記載のネットワーク（１００）。
【請求項６】
前記インフラストラクチャは、到着角度、ＲＳＳＩ，三角測量、或いはそれらの組合せを用いて移動局（１３０、１３４）の地理的位置を得るのに適合した、請求項５に記載のネットワーク（１００）。
【請求項７】
ＴＥＴＲＡまたはＡＳＴＲＯ／ＡＰＣＯ−２５標準によって動作可能な請求項１に記載のネットワーク（１００）。
【請求項８】
制御チャネルを有しないサイト（１０４〜１４０）は、制御チャネルを有する少なくとも１つのサイト（１０２）上で高速データ・オーバレイを形成する請求項１に記載のネットワーク（１００）。
【請求項９】
前記ノード（１１６〜１２８）は、ビット当たりのエネルギー係数を削減することによってトラヒック・チャネルのビット速度を増加させるように適合されている請求項１に記載のネットワーク（１００）。
【請求項１０】
複数のサイト（１０２〜１１４）からなる無線通信ネットワークであって、各サイトにはノード（１１６〜１２８）が設置され、同ノード（１１６〜１２８）はネットワーク・インフラストラクチャの他の要素と接続される工程と、
複数の移動局（１３０、１３４）であって、
前記サイト（１０２）の少なくとも１つは第１の制御チャネル（１４０）を有し、残りのサイト（１０４〜１１４）は制御チャネルを有さず、
前記インフラストラクチャは、第１の制御チャネル（１４０）を用いて、制御チャネルを有しないサイト（１１４）に在る移動局（１３０）を、移動局（１３０）の地理的位置（２０４〜２１０）に依存するトラヒック・チャネルに導く工程と、
からなる、無線通信ネットワーク中のトラヒック・チャネル移動局を割り当てる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信網、特には、トラフィック・チャンネルに移動局を割り当てるための無線通信ネットワークおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ方式(例えば移動通信(GSM)およびテトラ(ＴＥｒｒｅｓｔｒｉａｌlＴｒｕｎｋｅ  ｄＲａｄｉｏ)用のグローバルシステム等)では、地理的地域は、基地局がサービスを提供するセルに分割される。スイッチング・インフラストラクチャを備えた１つの基地局（ＢＴＳ）がネットワークのノードとみなされる。ＢＴＳをサポートするスイッチング・インフラストラクチャは他のＢＴＳと共有されてもよい。テトラ・システムでのシステム・インフラストラクチャは、スイッチングと管理のインフラストラクチャ（ＳｗＭＩ）と一般に呼ばれる。それは移動局とは別の通信要素をほとんどすべて含んでおり、基地局コントローラ（ＢＳＣ）および移動局のスイッチングセンター（ＭＳＣ）を介して従来の公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）かインターネットに接続される基地トランシーバー局（ＢＴＳ）を含んでいる。
【０００３】
地理的な意味では、ノードとは、１つのＢＴＳがサービスするエリアである。また、ネットワークの意味では、ノードとは、１つのＢＴＳおよびそれをサポートするインフラストラクチャである。遠隔のユニットとは、その遠隔ユニットが作動しているセルの基地局によって、無線通信リンクを介してサービスを受ける、加入者あるいは移動局（ＭＳ）あるいは通信ユニットである。
【０００４】
移動体通信システムの基本的な利点のうちの１つは、ネットワークからサービスを受けている間に、ある地理的位置から別の位置へ加入者が移ってもよいということである。シームレスのサービスを提供するために、２つの基地局のエリアがオーバーラップする領域がある。加入者が受けるサービスを、第１の基地局のエリアから第２の基地局のエリアへ移動する際には、先ずオーバーラップ領域に入る。オーバーラップ領域内で、加入者はサービスを受ける基地局を変更する。これはセル再選択あるいはハンドオーバーとして知られている。
【０００５】
ＢＴＳから加入者への通信リンクは一般にダウンリンク通信チャンネルと呼ばれる。一方、加入者からＢＴＳへの通信リンクは一般にアップリンク通信チャンネルと呼ばれる。
２個の異なるセルの中で作動する２つの送受信器間のコミュニケーションを可能にするために、固定ネットワークは基地局を相互に連結させる。固定ネットワークは任意の２つの基地局間のデータを送る操作が可能である。また、この方法では、遠隔の２つの送受信器間のコミュニケーションも可能である。
【０００６】
さらに、固定ネットワークは、公衆スイッチ電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）あるいはインターネットのような外部ネットワークに相互に連結するためのゲートウエイ機能をも含み得る。これは、地上通信線によって接続している地上通信線電話および他のコミュニケーション・ターミナルと加入者が通信することを可能にする。さらに、固定ネットワークはルーチングデータ、承認コントロール、資源配分、加入者請求総額、移動局認証などを含む、従来の移動体通信ネットワークの管理に必要な機能を行なうのに適している。
テトラ通信システムは公共セルラ方式として使用されてもよい。しかしながら、その主目的は救急サービスのようなグループや組織用である。テトラ・システムで実行される特別の機能およびサービスは、警察、緊急、救助等のサービスに特にふさわしい。テトラ・システムのそのような特徴のうちの１つは救急サービスに特に役立ち、これらのグループの会員資格を管理すると同時にグループコールをコントロールする。テトラによって提供される他の特徴およびサービスは、プッシュ・トゥ・トーク・チャンネルの割当て、ブロードキャストコールなどを含む。遠隔のユニットが基地局経由で通信するトランクモード・オペレーションに加えて、テトラは、インフラストラクチャの関与なしに遠隔のユニット間の直接コミュニケーションを可能にする。これは直接のモード・オペレーション（ＤＭＯ）として知られている。
【０００７】
セルラ・ネットワーク中のコミュニケーションの提供と関係する重要な問題のうちの１つは、可動性管理である。可動性管理の主な目的は、加入者の位置についての情報を備えたインフラストラクチャ（つまり特定の加入者がどのセルで操作しているか）を最新に提供し維持することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デジタル無線システムの範囲はビット・レートに大きく依存することが知られている。これは無線送信機の電力には制限があるからであって、多くのビットを送るためには、各ビットに対して、より少ないエネルギーしか割り当てられない。受信機はビット当たりの受信エネルギーに依存するので、高いビット・レートにするためには、経路損失を少なくし、通信距離を短くする必要があるのは当然である。既存の音声データや低速度データネットワークに高速データを乗せると、オーバレイの範囲は典型的には既存のネットワーク以下になる。
【０００９】
これは、ネットワークに「混ぜ物」セルを加える、すなわち、セルの数を２〜３倍増やさなければならないことを意味する。ＴＥＴＲＡ  ＴＥＤＳ（ＴＥＴＲＡ改良データサービス）高速データのようなエアインタフェイスでは、これは、２５ｋＨｚ  ｐｉ／４の差分四元位相シフトキーイング（ＤＱＰＳＫ）の主搬送波を２〜３倍以上加えることを意味する。この点は、既存のネットワークを計画する場合に深刻な問題になる。すなわち、大量のエアインタフェイス源を必要とするが、それによる利益は多くない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、請求項１に示されるような無線通信ネットワークが提供される。本発明の別の態様によれば、請求項１０に示されるような、無線通信ネットワーク中のトラフィック・チャンネルに移動局を割り当てる方法が提供される。本発明はネットワーク中のサービスを提供するのに必要な資源を最小化しながら（追加のコントロール・チャンネルを必要とせずに）、コミュニケーション・ネットワーク中のデータ速度を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、図面と関連させた詳細な記述により完全に理解されるだろう。以降の説明は、ＴＥＴＲＡセルラ通信システムに応用可能な発明の実施例に集中する。しかしながら、本発明はこの応用に限定されず、多くの他の通信システムにも応用できる。
【００１２】
図１は、通信ネットワーク１００の１実施例を示す。ネットワークのノード１１６〜１２８は、トラヒック・チャネルのビット・レートを増加させて動作する。この増加によって、ビット当たりのエネルギーを削減できる。既存の音声や低速データネットワークのビット・レートを増加させると、この増加の影響を受けるトラヒック・チャネルの範囲は、一般に、ビット・レートの増加より少ない。この範囲の減少は、送信機の電力限界の結果である（同じエネルギーを用いてより多くのビットを送信する）。ネットワークにおいてデータ速度を上げることによって、トラヒック・チャネルは影響を受けるが、制御チャネルは影響を受けない。その結果、制御チャネルの範囲ＲＣＣは同一レベルを維持するが、トラヒック・チャネル範囲ＲＴＣＩは減少する。減少した範囲を補償するために、オーバレイの形で、追加サイトが追加されなければならない。
【００１３】
ネットワーク１００は複数のサイト１０２〜１１４を備え、それぞれはノード１１６〜１２８からサービスを受ける。ノード１１６〜１２８はネットワーク１００のインフラストラクチャの部分であって、ネットワーク・インフラストラクチャの、スイッチングや管理のインフラストラクチャ（ＳｗＭＩ）等の他の要素と結合している（不図示）。このネットワークはまた、複数の移動局１３０，１３４を備えて、ネットワーク１００の種々のサイトで動作している。１実施例において、第１のサイト１０２は第１の制御チャネル１４０を有するが、残りのサイト１０４〜１１４は制御チャネルを有さない。この実施例においてネットワーク中でデータ速度を増加させることによって、トラヒック・チャネルに影響して、その結果、トラヒック・チャネルＲＴＣ１〜ＲＴＣ３は減少し、第１の制御チャネル１４０の範囲ＲＣＣよりも小さくなるが、これはデータ速度の増加に影響されない。
【００１４】
ＳｗＭＩは、この第１の制御チャネル１４０を用いて、制御チャネルを有する／有しないサイトに位置する移動局１３０，１３４に、移動局１３０，１３４の地理的位置に基づいてトラヒック・チャネルを指示すべく適応化されている。
【００１５】
移動局１３０，１３４をトラヒック・チャネルに導くために、ＳｗＭＩは、移動局１３０，１３４が動作しているノードの領域を知らされなければならない。１実施例において、移動局１３０が地球位置システム（ＧＰＳ）を装備していれば、ＳｗＭＩはそのＧＰＳ位置データを得て、移動局１３０をトラヒック・チャネルに導くために使用する。
【００１６】
別の実施例においては、ＳｗＭＩは、移動局１３４から受信した信号を解析して、移動局１３４の地理的位置を得る。ＳｗＭＩは、到着角度、ＲＳＳＩ，三角法、またはそれらの組合せを基に、移動局１３４の位置を計算する。当業者ならば、この方法の利用の仕方は明らかであろう。別例において、制御チャネルを有するサイトの数は１以上でもよい。
図２は、無線通信ネットワークにおいて、移動局をトラヒック・チャネルに割り当てる方法を示す。移動局１３０が制御チャネルを有しないが第１の制御チャネル１４０のＲＣＣ範囲内にあるサイト内にある場合、移動局１３０にトラヒック・チャネルを導くために、第１の制御チャネル１４０が使用できる。多くの場合、そのトラヒック・チャネルは、移動局１３０に最近接したノードによって提供される。しかしながら、例えば、移動局が動作する地域が特別な状況では、トラヒック・チャネルは、最近接ノードから提供される必要はなくて、信号強度が最高のトラヒック・チャネルのノードから提供される。
【００１７】
第１の制御チャネル１４０を使用している移動局１３０がトラヒック・チャネルを要求するとき、ＳｗＭＩは移動局１３０の地理的位置を判定２０４して、移動局１３０にどのノードがトラヒック・チャネルを提供すべきか識別する。
【００１８】
１実施例において、移動局１３０がＧＰＳユニット２０６を装備している場合は、移動局１３０は、ＧＰＳチャネル１４４を介して得られた位置を、第１の制御チャネル１４０を使用してＳｗＭＩに送信する。移動局１３０の位置が決定される２１０と、ＳｗＭＩは、トラヒック・チャネルを移動局に提供するノードを識別する。最後に、トラヒック・チャネル１４２が割り当てられて２１２、移動局１３０とノード１２８との間の通信を実現する（続いて、ネットワークの他の部分や他の通信ネットワークとも接続する）。
【００１９】
別の実施例において、ＧＰＳ信号が得られないときや、移動局がＧＰＳユニットを装備していないときは、ＳｗＭＩは、移動局１３４から受信した無線信号の変数に基づいて、移動局１３４の位置を計算する２０８．その計算は、移動局１３４からの信号の到着角度、受信信号強度指数（ＲＳＳＩ）、三角法、あるいはその組合せでもよい。
【００２０】
種々の実施例において、移動局の位置計算やＳｗＭＩの他の関数は、基地送受信機局、基地局コントローラ、移動スイッチングセンター、あるいは、ネットワーク１００のインフラストラクチャと相互接続する固定ネットワークに接続している独立の計算機によって、行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の１つの実施例中の無線通信ネットワークを例示する単純化されたダイアグラム。
【図２】本発明の１つの実施例中の無線通信ネットワークを操作する方法を例示するフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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