(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記手段を具備する、信号を送信するための装置：
ａ）信号ビーム角を有する第１信号ビームを形成する手段、前記信号ビームは基地局有効範囲内に位置している；
ｂ）前記形成手段と動作可能に接続され、前記信号ビーム角を制御する手段；
ｃ）前記形成手段と動作可能に接続され、前記信号ビームに沿って情報信号を送信する送信機；および
ｄ）前記送信機に動作可能に接続され、１つ以上の宛先加入者局に対応するユーザデータを記憶し、前記信号ビーム角および前記１つ以上の宛先加入者局に基づいて前記ユーザデータを前記送信機に供給するバッファ；
ｅ）前記バッファに動作可能に接続され、掃引速度制御コマンドを発生し、前記バッファ内に記憶された前記ユーザデータの量に基づいて前記信号ビームの角速度を変化させる制御プロセッサ。
【請求項２】
前記形成手段が下記手段から構成される請求項１の装置：
ａ．１）各々が前記情報信号を受信し、複数の位相制御信号の１つに基づいて前記情報信号の位相を変更し位相制御された情報信号を作成する複数の位相制御された送信モジュール；
前記複数の位相制御された送信モジュールの各々はさらに、アンテナと、前記アンテナに動作可能に接続され、前記情報信号を受信し、前記位相制御された情報信号を作成し、前記位相制御された情報信号を前記アンテナを介して送信する位相シフタをさらに有し；および
ａ．２）前記位相シフタの各々に動作可能に接続され、前記複数の位相制御された送信モジュールから送信された結合された信号が前記信号ビームを作成するように前記複数の位相制御信号を発生するビーム掃引コントローラ。
【請求項３】
前記ビーム掃引コントローラは前記複数の位相制御信号を調節することにより時間に対して前記信号ビームの形状を変更する、請求項２の装置。
【請求項４】
前記第１位相シフタはさらに前記ビーム掃引コントローラから受信された振幅制御信号に従って前記位相制御情報信号の振幅を調節し；
前記ビーム掃引コントローラはさらに１つ以上の前記位相制御情報信号がほぼゼロ電力で送信されるように前記振幅制御信号を調節することにより時間に対して前記信号ビームの形状を変更する、請求項２の装置。
【請求項５】
前記複数の位相制御送信モジュールの１つの前記アンテナを介して前記有効範囲にわたって広範囲に第２情報信号を送信する第２送信機をさらに具備する、請求項２の装置。
【請求項６】
前記形成手段に動作可能に接続され、前記形成手段を介して第１逆方向リンク信号を受信する受信機をさらに具備する、請求項２の装置。
【請求項７】
前記逆方向リンク信号は前記第１信号ビームを介して受信される、請求項６の装置。
【請求項８】
前記第１逆方向リンク信号は第２信号ビーム角を有する第２信号ビームを介して受信される、請求項６の装置。
【請求項９】
前記第２信号ビームは前記第１信号ビームとほぼ同じ形状を有する、請求項８の装置。
【請求項１０】
前記受信機は１つ以上の受信アンテナと動作可能に接続され、第２逆方向リンク信号をさらに受信する、請求項６の装置。
【請求項１１】
前記１つ以上の受信アンテナは１つ以上の前記位相制御された送信モジュールの前記アンテナを構成する、請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記ビーム掃引コントローラは、前記信号ビームが有効範囲を一方向に掃引するように前記信号ビーム角を調節する、請求項２の装置。
【請求項１３】
前記制御プロセッサは、前記第１信号ビーム内に位置する前記１つ以上の加入者局の数に基づいて前記角速度制御コマンドを変更する、請求項１の装置。
【請求項１４】
前記制御プロセッサに動作可能に接続され、前記第１信号ビーム角のある範囲のビーム角値の各々に対して前記１つ以上の宛先加入者局に前記情報信号を送信するために使用される電力レベルを記憶するデータベースをさらに具備する、請求項１の装置。
【請求項１５】
前記電力レベルは、前記角値において前記１つ以上の宛先加入者局の各々において搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）を維持するために必要な電力レベルに相当する、請求項１６の装置。
【請求項１６】
前記バッファは無線通信システムの基地局内に位置する、請求項１の装置。
【請求項１７】
前記バッファは、無線通信システムの基地局コントローラ（ＢＳＣ）内に位置する、請求項１の装置。
【請求項１８】
前記制御手段は回転モータであり、前記形成手段は前記回転モータに動作可能に接続された指向性パラボラアンテナである、請求項１の装置。
【請求項１９】
前記有効範囲にわたって広範囲に第２情報信号を送信する第２送信機をさらに具備する、請求項１の装置。
【請求項２０】
下記工程を具備する情報信号を送信するための方法：
ａ）宛先加入者局に対応するユーザデータをバッファリングする；
ｂ）前記宛先加入者局および第１信号ビーム角に基づいて信号ビーム角を有する信号ビームを介して前記ユーザデータを基地局から送信するか否かを決定する；
ｃ）前記信号ビームが前記宛先加入者局に対応する前記ユーザデータの合計量に基づいたビーム掃引速度で基地局カバレジエリアに対して前記信号ビームが掃引するように時間に対して前記信号ビームを変化させる。
【請求項２１】
前記宛先加入者局および前記ビーム角に基づいて前記信号ビームの形状を調節する工程をさらに具備する、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記信号ビームの形状を調節する前記工程は前記情報信号が送信される複数の送信アンテナの部分集合を選択する工程から構成される、請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記信号ビームの形状を調節する前記工程は、複数の送信アンテナを介して送信された前記情報信号の位相を調節する工程から構成される、請求項２１の方法。
【請求項２４】
さらに下記工程を具備する、請求項２０の方法：
ｄ）受信された電力制御フィードバック信号に基づいて前記情報信号の送信電力レベルを調節する；
ｅ）前記送信電力レベルをデータベースに記録する。
【請求項２５】
さらに下記工程を具備する、請求項２０の方法：
前記信号ビーム角において前記信号ビーム内に位置するアクティブ加入者局の数に基づいて前記ビーム掃引速度を調節する。
【請求項２６】
さらに下記工程を具備する、請求項２０の方法：
前記信号ビーム角において前記信号ビーム内に位置するアクティブ加入者局の数に基づいて前記信号ビームの形状を調節する。
【請求項２７】
さらに下記工程を具備する、請求項２０の方法：
前記信号ビーム角において、前記信号ビーム内に位置する加入者局にアドレス指定されたユーザデータの合計量に基づいて前記信号ビームの形状を調節する。
【請求項２８】
さらに下記工程を具備する、請求項２０の方法：
ｄ）第２ビーム掃引速度で第２基地局有効範囲に対して前記第２信号ビームが掃引するように、時間に対して第２基地局により送信される第２信ビームの第２信号ビーム角を調節する；および
ｅ）前記宛先加入者局および前記第２信号ビーム角に基づいて前記第２信号ビームを介して前記第２基地局から前記ユーザデータを送信するか否かを決定する。
【請求項２９】
前記信号ビーム角に基づいて前記第２ビーム掃引速度を調節する工程をさらに具備する、請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記信号ビーム角に基づいて前記第２信号ビームの形状を調節する工程をさらに具備する、請求項２８の方法。
【請求項３１】
下記手段を具備する信号を送信するための装置：
ａ）信号ビーム角と信号ビーム形状を有する信号ビームを整形する手段；
ｂ）前記整形手段に動作可能に接続され、基地局コントローラ（ＢＳＣ）から受信した制御信号に基づいて前記信号ビーム角を制御するビーム掃引コントローラ；および
ｃ）前記整形手段と動作可能に接続され、前記信号ビームに沿って情報信号を送信するための送信機；
ｄ）前記ビーム掃引コントローラと動作可能に接続され、掃引速度制御コマンドを発生し、バッファ内に記憶された前記ユーザデータ量に基づいて前記信号ビーム角の速度を変化させる制御プロセッサ。
【請求項３２】
前記整形手段は、複数のアンテナから構成され、前記アンテナの各々は、前記ビーム掃引コントローラにより発生された複数の位相制御信号の１つに基づいて位相を有する前記情報信号のコピーを送信する、請求項３１記載の装置。
【請求項３３】
前記整形手段は、
前記複数のアンテナの各々と前記送信機との間に配置され、前記複数の位相制御信号の１つに基づいて前記情報信号の位相をシフトする複数の位相シフタをさらに具備する、請求項３２の装置。
【請求項３４】
前記ビーム掃引コントローラはさらに前記複数の位相制御信号を調節することにより時間に対して前記信号ビームの形状を変化させる、請求項３３の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は無線通信に関する。特に、この発明はマルチユーザ無線通信システムにより大きな容量を提供するためにビーム掃引技術の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代の通信システムは種々のアプリケーションをサポートすることが要求される。そのような通信システムの１つは「デュアルモード広域スペクトル拡散セルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局互換性規格（一般に「ＩＳ−９５規格」と呼ばれる）に準拠する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）である。ＣＤＭＡシステムは地上リンクを介したユーザ間の音声およびデータ通信を可能にする。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりこの明細書に組み込まれる米国特許第４，９０１，３０７号（発明の名称：「衛星または地上レピータを用いたスペクトル拡散多重アクセス通信システム」）および米国特許第５，１０３，４５９号（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける移動局のための波形を発生するためのシステムおよび方法」）に開示されている。
【０００３】
国際電気通信連合は最近無線通信チャネルを介して高レートデータおよび高品質音声サービスを提供するための提案された方法の提出を要求した。これらの提案の第１は電気通信産業協会により発行された（タイトル：「ｃｄｍａ２０００ＩＴＵ−Ｒ  ＲＴＴ候補提案」、以下ｃｄｍａ２０００と呼び参照することによりこの明細書に取り込まれる）。基本チャネルおよび補足チャネルを介したユーザデータ（非音声データ）を送信する方法は、ｃｄｍａ２０００に開示されている。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムにおいて、ユーザは１つ以上の基地局を介してネットワークと通信する。例えば、加入者局のユーザは逆方向リンク上のデータを基地局に送信することにより陸上のデータネットワークに通信する。基地局はそのデータを受信し、そのデータを基地局コントローラ（ＢＳＣ）を介して陸上のデータネットワークに導く。順方向リンクは基地局から加入者局への送信に言及し、逆方向リンクは加入者局から基地局への送信に言及する。ＩＳ−９５システムにおいて、順方向リンクと逆方向リンクは別箇の周波数が割当てられている。
【０００５】
加入者局は通信の間、少なくとも１つの基地局と通信する。ＣＤＭＡ加入者局はソフトハンドオフの間複数の基地局と同時に通信することができる。ソフトハンドオフは以前の基地局とのリンクを遮断する前に新しい基地局とのリンクを確立するプロセスである。ソフトハンドオフは脱落した呼の確率を最小にする。ソフトハンドオフプロセス期間に１つ以上の基地局を介して加入者局との通信を提供するための方法およびシステムは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりこの発明に組み込まれる米国特許第５，２６７，２６１号（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける移動援助ソフトハンドオフ」）に開示される。ソフタハンドオフは同一基地局によりサービスされる複数のセクタを介して通信を生じるプロセスである。ソフタハンドオフは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりこの明細書に組み込まれる同時係属米国特許第５，６２５，８７６号（発明の名称：「共通基地局のセクタ間のハンドオフを実行するための方法および装置」）に詳細に記載されている。
【０００６】
既存のＣＤＭＡシステムにおいて、ソフトハンドオフは加入者局から受信した基地局信号の強さに基づいて確立したり、遮断したりする。例えばＩＳ−９５システムにおいて、加入者局は複数の基地局に対するパイロット強度レベルを測定する。基地局から加入者局において受信したパイロット強度レベルがしきい値Ｔ＿ＡＤＤを超えると、その基地局が加入者局のアクティブセットに追加される。その基地局から加入者局において受信されたパイロット信号の強度しきい値Ｔ＿ＤＲＯＰ未満のとき加入者局のアクティブセットからその基地局が除去される。同じパイロットの強度が再びしきい値Ｔ＿ＡＤＤを超えると、基地局はアクティブセットに再び追加される。基地局と各基地局コントローラ（ＢＳＣ）との間の迂回中継接続は各加入者局のアクティブセット内のこれらの変化とともに一般に確立されたり破壊される。そのような各迂回中継リンクのセットアップと破壊は基地局とＢＳＣとの間のメッセ−ジングトラフィックを必要とする。このメッセージングトラフィックにより消費される迂回中継容量を最小にすることが望ましい。例えばＩＳ−９５において、Ｔ＿ＤＲＯＰ未満の信号強度を受信したときパイロットはアクティブセットから即除去されない。アクティブセットにおけるパイロットの強度はガードタイムＴ＿ＴＤＲＯＰより長い期間、Ｔ＿ＤＲＯＰ未満に維持されなければならないというさらなる基準が適用される。このガードタイムの要件を加えることは、偽の信号レベル変動のために加入者局のアクティブセットから基地局が除去される可能性を減ずる。
【０００７】
無線データアプリケーションの要望が高まるにつれ、非常に効率のよい無線データ通信システムの必要性がますます重要になってきている。ＩＳ−９５の規格は順方向リンクおよび逆方向リンクを介してトラフィックデータおよび音声データを送信することができる。固定サイズの符号チャネルフレームでトラフィックデータを送信するための方法は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりこの明細書に組み込まれる米国特許第５，５０４，７７３号（発明の名称：「送信のためのデータのフォーマッティングのための方法および装置」）に詳細に記載されている。ＩＳ−９５規格に従って、トラフィックデータあるいは音声データは、２０ｍｓｅｃ幅で１４．４Ｋｂｐｓのデータレートの符号チャネルフレームに分割される。
【０００８】
音声サービスとデータサービスの重要な相違は前者が厳しいかつ固定の遅延要件を課すという事実である。一般に、音声フレームの全般的な一方向の遅延は１００ｍｓｅｃ未満でなければならない。それにひきかえ、データ遅延はデータ通信システムの効率を最適化するために使用される可変パラメータになり得る。特に、音声サービスにより許容され得る遅延よりも非常に大きな遅延を必要とするより効率的なエラー訂正符号化技術を利用することができる。
【０００９】
データ通信システムの品質と有効性を測定するパラメータは、データパケットを転送するのに必要な送信遅延と、システムの平均スループットである。送信遅延はデータ通信において音声通信と同じインパクトを有さないがデータ通信システムの品質を測定するための重要な尺度である。平均スループットは通信システムのデータ送信能力の効率性の尺度である。
【００１０】
ＣＤＭＡ通信システムにおいて、信号の送信エネルギーが信頼性能要件を満足する最小値に維持されるとき容量が最大となる。信号の受信における信頼性は受信機における搬送波の干渉に対する比（Ｃ／Ｉ）に依存する。従って、受信機において一定のＣ／Ｉを維持する送信電力制御システムを提供することが望ましい。そのようなシステムは、この発明の譲受人に譲渡され参照することによりこの明細書に組み込まれる米国特許第５，０５６，１０９（’１０９特許）（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて送信電力を制御するための方法および装置」）に詳細に記載されている。
【００１１】
’１０９特許において、Ｃ／Ｉ（’１０９特許においては信号対雑音比と呼ばれる）が受信機において測定され、単一のしきい値と比較される閉ループ電力制御システムが記載される。測定したＣ／Ｉがしきい値を超えると、送信機にその送信電力を減ずるように要求する電力制御コマンドが送信される。逆に、測定したＣ／Ｉがしきい値未満のとき、送信機にその送信電力を増加させるように要求する電力制御コマンドが送信される。Ｃ／Ｉは信号の受信の信頼性を決定する唯一の要因ではないので、’１０９特許はまた目標の信頼性を満足するようにしきい値を変えるアウタループ電力制御システムも記載する。
【００１２】
セルラシステムにおいて、あるユーザのＣ／Ｉはカバーエリア内のユーザのロケーションの関数であることは良く知られている。所定のレベルのサービスを維持するために、ＴＤＭＡシステムおよびＦＤＭＡシステムは周波数再使用技術に頼る。すなわち、すべての周波数チャネルおよび／またはタイムスロットが各基地局で使用されるわけではない。ＣＤＭＡシステムにおいて、システムのセル毎に同じ周波数割当てが再使用され、それにより全体の効率を改良する。所定のユーザの加入者局が獲得するＣ／Ｉは、基地局からユーザの加入者局へのこの特定のリンクに対してサポートできる情報レートを決定する。送信のために使用される特定の変調とエラー訂正方法が与えられると、それをこの発明はデータ送信のために最適化しようとしているのだけれども、Ｃ／Ｉの対応するレベルにおいて所定のレベルの性能が得られる。六角形のセルレイアウトを有し、すべてのセルに共通の周波数を利用する理想化されたセルラシステムの場合、理想化されたセル内で得られるＣ／Ｉの分布は計算することができる。無線通信システムにおいて高レートデジタルデータを送信するための例示システムはこの発明の譲受人に譲渡され、参照することによりこの明細書に組み込まれる同時係属出願第０８／９６３，３８６（発明の名称：「より高いレートのパケットデータ送信のための方法および装置」（以下’３８６特許））に開示されている。
【００１３】
負荷のかけられたＣＤＭＡシステムにおける信号干渉の大部分は同じＣＤＭＡシステムに属する送信機により生じることもよく知られている。容量を増大するために、セルはしばしばセクタまたはより低い電力で動作するより小さいセルに分割されるが、そのような方法はコストが高く、また、広範囲に変化する信号伝播特性を有するエリアに適用することは困難である。この発明のデータ通信システムは多数の小さなセルを必要とせずにシステムのエレメント間の相互干渉を減ずる方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、システムにおける基地局と加入者局の必要とされる送信電力を減ずるためにビームステアリング技術を採用することにより改良された容量の無線システムを提供する。有効範囲に対して固定されたカバレージパターンに依存する代わりに、基地局はビームステアリングを用いて、基地局の有効範囲を「掃引」する比較的狭い信号ビームに沿って信号を送受信する。信号ビームの掃引をここではビーム掃引と呼び、ビーム掃引技術を採用する基地局をここでは、ビーム掃引基地局と呼ぶ。
【００１５】
狭い信号ビームに沿った送信は、隣接するセルにおける加入者局の大部分に対する干渉を少なくする。狭い信号ビームに沿った受信は信号ビームの外側に位置する加入者局から発せられた干渉を緩和する。他の加入者局からの干渉の大部分は効率的に阻止されるので、信号ビーム内に位置する加入者局は少ない逆方向リンク電力を送信することができ同じＣ／Ｉを得ることができる。
【００１６】
この発明の例示実施形態に従って、基地局は機械的に操縦される指向アンテナを用いて信号ビームを作成する。これらの機械的に操縦されるアンテナは、セクタ化されたセルのために使用される全方向性アンテナまたは約１２０度のアンテナのような広域ビームアンテナの代わりにあるいは広域ビームアンテナに加えて設置される。機械的に操縦されるアンテナは基地局の有効範囲の一部分をカバーする比較的狭い信号ビームを有する。アンテナは、信号ビームが基地局の有効範囲を「掃引」するように時間に対して移動される。
【００１７】
この発明の他の実施形態において、機械的に操縦されるアンテナの代わりに、複数の広域ビームアンテナを用いて信号ビームが作られる。基地局の有効範囲の一部をカバーする信号ビームを作成するように各アンテナを通過する信号の位相が調整される。各アンテナの信号の位相のずれに周期的なパターンを適用することにより、基地局はその有効範囲に対して信号ビームを「掃引」する。
【００１８】
基地局の信号ビームが基地局の有効範囲を掃引するので、信号ビームは異なるアクティブ加入者局を含む有効範囲の部分を通過する。デスティネーションまたはソース加入者局が基地局の信号ビームにある間にデータが送信されるようにユーザデータの送信は遅延される。信号ビーム内の送信は最小の送信電力を必要とするので、隣接するセルに対する干渉は最小になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明の特徴、目的および利点は、同一部には同符号を付した図面とともに下記詳細な説明からより明白となる。
【００２０】
図１ａはビーム掃引基地局１０２を介してネットワーク１１６と加入者局１０８との間でデータを通信するために使用される通信システムの図である。ネットワーク１１６は基地局コントローラ（ＢＳＣ）１１４に接続される。ＢＳＣ１１４は基地局１０２を介してデータを導く。１つの基地局１０２のみを示しているけれども、好適実施形態は多くの基地局を含み、各基地局は迂回中継１１８ａにより接続される。基地局１０２はビーム掃引技術を採用し、ここではビーム掃引基地局と呼ぶ。この発明に従って構成された無線システムは、ビーム掃引基地局だけを利用することもできるし、あるいはビーム掃引基地局と非ビーム掃引基地局の混合体で構成することもできる。
【００２１】
迂回中継１１８ａを介して受信した情報は音声トラフィックおよびユーザデータトラフィックの組合せを含む。音声トラフィックは、スループットを最大にするために、あるいはエラー制御プロトコルの目的のために遅延されてはならない性質を有する。しかしながら、ユーザデータトラフィックはより寛大な遅延である情報を持つ。そのようなユーザデータの例はＴＣＰのようなエラー制御プロトコルからすでに恩恵を受けているインターネットプロトコルパケットである。これらの種類のパケットデータトラフィックに対して送信遅延の変化が許される。
【００２２】
基地局１０２は、セクタ境界１１２間のセルセクタ有効範囲（以下単に有効範囲と呼ぶ）内で信号を送受信する。基地局１０２は放射パターン１０６を有する信号ビーム１１０に沿って指向性アンテナ１０４を介して信号を送受信する。指向性アンテナ１０４は基地局１０２内のモータ（図示せず）に取り付けられ、信号ビーム１１０が指し示す方向に変更するために回転する。有効範囲内に位置するアクティブ加入者局１０８は基地局１０２により指向性アンテナ１０４を介して送信された信号を受信し復号する。加入者局１０８は、呼またはトラフィックチャネルが加入者局１０８と基地局１０２（サービス基地局とも呼ばれる）のような１つ以上の基地局との間に存在するときアクティブと呼ばれる。
【００２３】
例示実施形態において、信号ビーム１１０はセクタ境界１１２ａからセクタ境界１１２ｂに一般に一定の角速度で一方向に掃引する。ビームがセクタ境界１１２ｂに到達すると、ビームはセクタ境界１１２ａで始まる次の掃引を開始する。
【００２４】
伝播パターン１０６のサイドローブ１０７が十分な大きさであれば、加入者局１０８ｂは、信号ビーム１１０に沿って位置していなくても、基地局１０２と通信することができるようにしてもよい。例示実施形態において、信号ビーム１１０の掃引中に加入者局１０８は目標の搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）を得るために必要な電力制御コマンドを基地局１０２に送信する。信号ビーム１１０はセクタ境界１１２ａからセクタ境界１１２ｂに掃引するので、基地局１０２は目標のＣ／Ｉを得るために各加入者局１０８への送信電力レベルを変更する必要がある。
【００２５】
各信号ビーム角度に対して各加入者局により要求される送信電力を相互に関連づけることにより、基地局１０２は各加入者局１０８と通信するのに最適な信号ビーム角を確認することができる。信号ビーム１１０は連続的に掃引するので、基地局１０２は各加入者局１０８に順方向リンク補足チャネルトラフィックを効率的に送信するためにいつ信号ビーム角度が最適になるかを予測する。加入者局に送信するのに最適な信号角度に信号ビーム１１０が到達するまで、基地局１０２はその加入者局にアドレス指定されたユーザデータをバッファリングする。そのとき、ユーザデータは、周囲のセルに対して最小の影響でデスティネーション加入者局に送信される。
【００２６】
例えば、ネットワーク１１６からＢＳＣ１１４を介して受信された加入者局１０８ａにアドレス指定されたユーザデータは、信号ビーム１１０が加入者局１０８ａへの送信のために最適な角度になるまで、基地局１０２によりバッファリングされる。この最適な角度は、目標のＣ／Ｉを維持しながら最も低い送信電力を使用できる角度である。信号ビーム１１０がこの最適角度にある間、バッファリングされたユーザデータはバーストで加入者局１０８ａに送信される。必要であればこのバーストを送信するために複数の補足チャネルが使用される。
【００２７】
他の実施形態において、加入者局１０８ａにアドレス指定されたユーザデータは基地局１０２の代わりにＢＳＣ１１４にバッファリングされる。ユーザデータをＢＳＣ１１４にバッファリングすることにより、２以上のセル間のソフトハンドオフ領域に位置する加入者局へのユーザデータ送信の調整を可能にする。例えば、ＢＳＣ１１４は、加入者局において同じＣ／Ｉレベルを得るために第１および第２の基地局から要求される送信電力レベルを監視する。２つの基地局の各々は加入者局に向けてその信号ビームを掃引するので、ＢＳＣ１１４は両方の各最適ビーム期間にユーザデータバーストを送る。
【００２８】
他の実施形態において、基地局の有効範囲において加入者局へおよび加入者局からのデータトラフィック負荷に最善に順応するために必要に応じて信号ビーム１１０の掃引速度が増加または減少される。そのビーム掃引を増加または減少することにより、基地局１０２はアクティブな加入者局が密集している領域でそのほとんどの時間を費やすように信号ビーム１１０を調節する。他の実施形態において、基地局１０２はほとんどのユーザデータを送信しなければならない加入者局を含む領域においてそのほとんどの時間を費やすように信号ビーム１１０の速度を調節する。ＢＳＣ１１４が加入者局にアドレス指定されたデータをバッファリングするさらに他の実施形態において、ＢＳＣ１１４は各基地局ビーム掃引速度を調節する制御信号を各基地局、例えば基地局１０２に送信する。
【００２９】
指向性アンテナ１０４は、機械的に動くパラボラ型のアンテナとして示されるが、当業者には、放射パターン１０６を持つ指向性信号ビーム１１０を作るために他の方法を使用してもよいことが理解される。例えば、信号ビームはこの発明から逸脱することなく、フェーズアンテナアレイあるいは複数の空間的に分離したアンテナを用いて作るようにしてもよい。
【００３０】
複数の空間的に分離したアンテナを用いた他の実施形態において、下記するように、ビーム掃引基地局は、信号の位相を除いて同一な信号を各アンテナを介して送信する。アンテナを介して送信された信号の位相を制御することにより、基地局は、すべての送信された信号が互いに同相で受信される有効範囲の部分を調節する。有効範囲において、信号が同相で加入者局により受信されると、それらの信号は復調するために加入者局に対して強い結合された信号を形成するように建設的に結合される。有効範囲において加入者局により位相が不一致の状態で信号が受信されると、それらの信号は互いに干渉し合い、加入者局により復調された結合された信号の強度を減ずる。
【００３１】
その有効範囲において、加入者局から基地局により受信される信号に対して同じ効果を作り出すことができる。受信アンテナ間の距離により、各アンテナで受信される信号は互いにわずかに異なる位相で到達する。受信アンテナの各々を介して受信される信号に対する位相調整は、伝播路（以下受信信号ビームと呼ぶ）に沿って到来する信号成分の位相を整列するように作用する。受信信号ビームに沿う以外の方向からの受信した信号は破壊的に結合する傾向がある。このため、受信信号ビームに沿って受信された信号に対する干渉はより少ない。従って、受信信号ビームに沿って送信する加入者局からより低い送信電力レベルを用いて同じ逆方向リンク信号の信頼性を得ることができる。
【００３２】
一般に、ビーム掃引基地局は、その有効範囲に対してブロードビームを介して送信する基地局よりも少ない干渉を隣接するセルに生じる。さらに、受信信号ビームから信号を受信するビーム掃引基地局は加入者局により少ない電力を送信するように要求し、その結果加入者局は隣接するセルに対してより少ない干渉を生じる。
【００３３】
パラボラアンテナのように信号ビームを形成するために機械的手段を使用するとき、順方向リンク信号ビームと逆方向リンク信号ビームの信号ビーム角度は等しい。フェーズアンテナアレイを用いた場合のように、複数のアンテナビーム掃引装置を用いると、信号ビームの角度は信号に適用される位相に依存する。順方向リンクおよび逆方向リンクのキャリア周波数は異なるので、各送信および受信信号ビームの角度も互いに異なる。送信と受信の信号ビーム角度の差は多くのパラメータに依存する。例えば、アンテナの種類と配置、順方向リンクキャリア周波数および逆方向リンクキャリア周波数間の差、およびアンテナを介して信号位相を調節するために使用される技術である。
【００３４】
時には、基地局はそのセル有効範囲においてすべての加入者局にブロードキャスト情報を送信しなければならない。そのセルにおけるすべての加入者局が同一ビームに沿って配置されることは起こりそうもないので、そのようなブロードキャスト情報は、基地局の有効範囲におけるすべての加入者局に到達するように意図されたブロードビームを用いて送信することが望ましい。信号ビームを形成するためにパラボラアンテナを用いる基地局において、そのようなブロードキャスト情報はさらなるブロードビームアンテナ１２０を用いて送信される。しかしながら、複数の位相制御されるビーム掃引基地局において、ブロードビーム範囲はさらなるアンテナを用いずに達成することができる。例示実施形態において、ページングチャネルのようなブロードキャスト情報は、複数のアンテナの１つを用いてブロード送信ビーム上を送信される。アクセスチャネル情報は、位相シフトを用いずに１つ以上のアンテナを介して信号を受信（一般的なダイバーシチ受信）することによりブロードビームを介して受信される。
【００３５】
ブロードビームアンテナ１２０はこの発明を逸脱することなく多数の種類のアンテナのいずれかであり得ることは当業者には理解されるであろう。例えば、ブロードビームアンテナ１２０はコリニアアレイ、ダイポールアンテナ、あるいは相対的にブロードビームを有するパラボラアンテナであり得る。
【００３６】
複数のアンテナを用いる場合のように、基地局が非機械的方法のビーム掃引を採用するならば、そのセルにおいて加入者局に信号を送信するのに使用される信号ビームは、加入者局から信号を受信するために使用される信号ビームとは異なる。従って、順方向リンク信号を送信するために使用されるビームは、逆方向リンク信号を受信するために使用されるのと異なる方向であり得、異なる速度で掃引することができる。
【００３７】
図１ｂは加入者局１０８に掃引する２つのビーム掃引基地局１０２を含む通信システムの図である。上述したように、ビーム掃引基地局１０２は信号ビーム１１０ａおよび１１０ｂを形成するために非機械的手段を使用する。複数のアンテナの各々を介して送信され受信された信号の相対位相を調節することにより、基地局１０２は角度を変更し、随意的に各信号ビーム１１０の放射パターンの形状を変更する。図示するように、基地局１０２ａは信号ビーム１１０ａを形成するために複数のアンテナ１２０ａを介して送受信する。基地局１０２ｂは信号ビーム１１０ｂを形成するために複数のアンテナ１２０ｂを介して送受信する。
【００３８】
各基地局１０２は迂回中継１１８を介して基地局コントローラ（ＢＳＣ）１１４に接続される。他の実施形態において、基地局１０２は各加入者局１０８の電力制御および信号ビーム角度情報をＢＳＣ１１４に送信する。ＢＳＣ１１４はこの情報を用いて各加入者装置１０８の最適ビーム角度を決定し、ビーム掃引速度コマンドを各基地局１０２に送信し各信号ビームが各有効範囲を掃引するレートを変化させる。随意的に加入者局１０８へまたは加入者局１０８からの送信レベルは、両方のビームが加入者局に向けて最適な角度であるとき最小化される。ＢＳＣ１１４はネットワーク全体の容量およびスループットを最大にするために基地局１０８のビーム掃引速度を調整する。
【００３９】
当業者には、ＢＳＣ１１４がビーム掃引基地局１０２のビーム掃引速度を制御可能にする技術は図１とともに述べたパラボラアンテナのような機械的指向性アンテナを採用するビーム掃引基地局も同様に適用できることは認識するであろう。当業者はさらに、この発明から逸脱することなく、機械的ビーム形成手段を用いるビーム掃引基地局と非機械的ビーム形成手段を用いるビーム掃引基地局の両方を無線システムが採用することができることを理解するであろう。
【００４０】
他の実施形態において、ビーム掃引基地局１０２はさらにアンテナ１２０を介して送信および受信される信号の相対位相シフトをさらに調節し、各信号ビーム１１０の放射パターンの形状を変化させる。例えば放射パターンは、基地局の有効範囲の異なる領域における負荷の変化に適応するためにより広くあるいはより狭くなるように調節可能である。放射パターンの形状は各基地局１０２においてローカルにあるいはＢＳＣ１１４から中心に制御可能である。
【００４１】
他の実施形態において、各基地局１０２は各加入者局１０８の電力制御、信号ビーム角および形状情報をＢＳＣ１１４に送信する。時間が経つとＢＳＣ１１４はこの情報を用いて各基地局１０２により使用される最適ビーム形状を決定する。ＢＳＣ１１４は時間が経つとコマンドを各基地局１０２に送り、それらの信号ビームの形状を変化させる。
【００４２】
図２ａは信号ビーム１１０の角度の関数として基地局１０２から加入者局１０８ｂへの所定のレベルの信号信頼性を維持するために必要な送信電力を示すグラフである。信号ビーム１１０の方向に関連して目標のＣ／Ｉを維持するのに多かれ少なかれ電力を必要とするので要求される送信電力は変化する。グラフのｘ軸は０度から１２０度のスパンを有し、１２０度セルセクタを越えた信号ビーム角を例示する。信号ビーム１１０はセクタ境界１１２とほぼ平行に向けられた時０度の角度を持つと考えられ、セクタ境界１１２ｂとほぼ平行に向けられた時１２０度の角度を持つと考えられる。
【００４３】
信号ビーム１１０はセクタ境界１１２ａからセクタ境界１１２ｂに連続的に掃引するので、目標Ｃ／Ｉを維持するのに最小送信電力が必要な角度を通過する。例示グラフ上に示される最小必要送信電力はほぼ３５度の信号ビーム角度に相当する。信号ビーム１１０は加入者局１０８ｂの最適Ｃ／Ｉの角度を越えて連続するので、基地局１０２からの送信電力はほぼ５５度の信号ビーム角で生じる最大値に上昇する。信号ビーム１１０はその掃引を連続するので、移動局１０８ｂはアンテナ１０４の伝播パターン１０６のサイドローブ１０７ａにさらされる。サイドローブにさらされることにより相関する送信電力の低減は、必要な送信電力曲線における他のより小さな下落として示される。
【００４４】
図２Ｂは上述したビーム掃引技術を採用した２つのＣＤＭＡ基地局間のソフトハンドオフ領域に配置された加入者局により測定されるパイロット強度を示す理想化されたグラフである。第１の基地局から受信したパイロット信号の強度は曲線２６６として示され、第２の基地局から受信したパイロット信号の強度は曲線２６８として示される。ｘ軸は時間として示され、２つの基地局のビーム掃引パターンは互いに異なる。
【００４５】
第１の基地局のビームは加入者局を第１のサイドローブにさらすので、パイロット信号の強度は小さなピーク２５６ａに上昇する。ビームが連続して掃引するにつれ、ビームは大きなピーク２５２ａに示すように加入者局において、受信の最適信号ビーム角を通過する。曲線はサイドローブにより生じる第２の小さなピーク２５８を通過して連続する。曲線の不連続性が２６４に示される。ここでは、第１の基地局からの信号ビーム角はセクタの終わりに掃引し、セクタの他のエッジに切り替わる。この不連続性は、基地局１０２の信号ビーム１１０がセクタ境界１１２ｂに掃引し、セクタ境界１１２ａから再び掃引を開始することを示す。第１の基地局のパイロット信号強度は、サイドローブにさらされるパターン２５６ｂを反復するために連続し、そして加入者局のための最適信号ビーム角２５２ｂに連続する。
【００４６】
同様に、第２の基地局のパイロット信号強度曲線２６８はサイドローブピーク２６０および２６２を示しそして最適信号ビーム角ピーク２５４を示す。図示例において、第１の基地局に相関するパイロット強度２６６は一般に第２基地局に相関するパイロット強度２６８よりも大きい。また、図示例において、第１の基地局に相関するパイロット強度ピーク値２５２は第２基地局に相関するパイロット強度ピーク値２５４よりも大きい。
【００４７】
ビーム掃引技術を使用する基地局を含む無線システムにおいて、基地局のアンテナの掃引パターンは規則的であり、予測可能である。第１の基地局に相関するパイロットチャネルピーク２５２ａはビーム掃引の後再び生じることに依存することができる。ビーム掃引期間がＴ＿ＴＤＲＯＰより長ければ、一般的なソフトハンドオフ技術は加入者局のアクティブセットから第１の基地局を除去するであろう。さらに一般的なソフトハンドオフ技術は加入者局に対応する基地局／ＢＳＣ迂回中継接続を遮断する。第１の基地局からのビームが加入者局の方向に再び掃引すると、加入者局における第１の基地局の次のピークの受信電力レベル２５２ｂは再びＴ＿ＡＤＤを超える。従って、一般的なソフトハンドオフ技術は、第１の基地局とＢＳＣとの間で加入者局のための迂回中継を再び確立するであろう。この迂回中継の確立と遮断はすべて基地局とＢＳＣとの間の信号帯域を無駄に費やす。さらにこれらの接続の確立と遮断に固有の遅延は呼損失の確率を増大させる。これらの理由のために、迂回中継接続の過度の確率と遮断は望ましくない。
【００４８】
この発明の例示実施形態において、基地局１０２の掃引パターンの知識を利用してＢＳＣ１１４への迂回中継接続を不必要に遮断するのを防止し、その後再確立する。ビーム掃引基地局１０２から加入者局１０８ｂへのパイロット強度がＴ＿ＤＲＯＰより下がると、基地局１０２は加入者局１０８ｂのアクティブセットから除去される。対応する迂回中継接続を遮断する代わりに、パイロット強度が即Ｔ＿ＡＤＤを越えて上昇し直すことを見越して、基地局１０２とＢＳＣ１１４は迂回中継接続をそのままにする。他の実施形態において、ハンドオフと迂回中継接続は、Ｔ＿ＴＤＲＯＰを増加することにより、あるいはＴ＿ＤＲＯＰを減少することにより、維持される。
【００４９】
ある場合には、基地局１０２が同時に両方の加入者局１０８のアクティブセットには無いように、ビーム掃引基地局１０２の有効範囲内に２つの加入者局１０８を配置し得る。言い換えれば、基地局１０２が加入者局１０８ａのアクティブセットにあるような信号ビーム角であれば、基地局１０２は加入者局１０８ｂのアクティブセットにはない。あるいは基地局１０２が加入者局１０８ｂのアクティブセットにあるような信号ビーム角であるときは、基地局１０２は加入者局１０８ａのアクティブセットにはない。この状況が起きると、基地局１０２はいずれかの加入者局１０８に送信するために同じウオルシュチャネルを再使用することができる。
【００５０】
あるいは、基地局１０２が加入者局１０８ａのアクティブセットにあるとき、加入者局１０８ａにおいて測定される基地局１０２からの信号のＣ／Ｉが信頼できる受信に対して不十分であるかもしれない。これが起きると、基地局１０８は同じウオルシュチャネルを再使用してより高いＣ／Ｉを持つ加入者局１０８ｂに送信することができる。言い換えれば、基地局１０２は同時に両方の加入者局１０８のアクティブセットに存在することができ、双方のために同じウオルシュチャネルを使用することができるが、一度には一方の加入者局１０８のみに送信する。宛先となる加入者局はどちらがより高いＣ／Ｉを有するかに基づいて選択される。
【００５１】
図３ａはビーム掃引が複数のアンテナを通過する信号の位相を変えることにより成就される、この発明の実施形態に従って複数のアンテナを介して送信するビーム掃引基地局を含む無線通信システムのブロック図である。基地局コントローラ（ＢＳＣ）１１４は加入者局にアドレス指定されたトラフィック信号を迂回中継接続１１８ａを介して基地局１０２に供給し、迂回中継インタフェース３０４により受信される。
【００５２】
迂回中継インタフェース３０４はＢＳＣ１１４から受信した異なる種類のデータを多重化し、基地局１０２内の異なるモジュールおよびプロセッサに配給する。例えば迂回中継インタフェース３０４は加入者局に向けられている音声トラフィックを即チャネルエレメントモジュール３０６に供給し、変調し、送信機３０８を介して送信される。迂回中継インタフェース３０４はユーザデータトラフィックをバッファ３０５に供給し、バッファ３０５は、チャネルエレメントモジュール３０６に解放するように制御プロセッサ３１６により指示されるまで、ユーザデータを保持する。チャネルエレメントモジュール３０６は送信機３０８において、アップコンバートされ増幅される変調された信号を発生する。次に、送信機３０８は信号ビーム形成手段３２８を介して増幅された信号を送信する。
【００５３】
例示実施形態において、信号ビーム形成手段３２８は複数の位相シフタ３１０から構成される。各位相シフタは、アンテナ３１２を介して送信する前に送信機３０８から受信した信号の位相をシフトする。各位相シフタにより供給される位相シフトの大きさはビーム掃引コントローラ３１４からの制御信号に基づく。
【００５４】
ビーム掃引コントローラ３１４は各位相シフタ３１０において生じる位相シフトの量を制御することによりアンテナ３１２を介して送信される信号ビームの角度を制御する。上述したように、ビーム掃引コントローラ３１４は時間に対して送信信号ビームの角度を変えるために各位相シフタ３１０に制御信号を送信する。ビーム掃引コントローラ３１４が信号ビームの方向を制御するレートは制御プロセッサ３１６からの制御信号に基づく。
【００５５】
当業者は、この発明から逸脱することなくビーム形成をいくつかの代替方法で成就できることが理解されるであろう。また、複数のアンテナ３１２はこの発明から逸脱することなく、面に垂直にあるいは円筒に沿って横たわるように種々の構成で構成することができる。
【００５６】
機械的な指向アンテナの代わりに複数のアンテナを用いる１つの利点は、ブロードキャスト通信装置３２６はセルのブロードキャスト範囲のビーム掃引アンテナの１つを使用することができることである。例えば、アンテナ３２４が省略され、アンテナ３１２ｎが受信機３１８および送信機３２２ならびに位相シフタ３１０ｎに接続される。
【００５７】
複数のアンテナを使用する他の利点は信号ビーム放射パターン１０６を時間に対して変えることができることである。例示実施形態において、ビーム掃引コントローラ３１４は、位相シフタ３１０に供給される位相制御信号を調節することによりビーム放射パターン１０６を変化する。他の実施形態において、ビーム掃引コントローラ３１４は信号が送信されるアンテナ３１２の数を変えることによりビーム放射パターン１０６を変える。より少ないアンテナを用いることによりビームは広がり、一方、より多くのアンテナ３１２を用いるとビームはより狭くなる。ビーム掃引コントローラ３１４はいくつかの可能な方法の１つで送信に使用されるアンテナの数を変化する。例えばビーム掃引コントローラ３１４は、送信信号に対して行なわれる減衰の可変レベルを示す各位相シフタ３１０に制御信号を送信する。ビーム掃引コントローラ３１４は、高レベルの減衰を対応するサブセットの位相シフタ３１０に示すことにより、サブセットのアンテナ３１２を介して送信を有効に排除する。
【００５８】
例示実施形態において、上述した技術は基地局１０２の有効範囲の負荷に従って放射パターン１０６の幅を調節するために使用される。制御プロセッサ３１６はバッファ３０５に記憶されたデータの量および各信号ビーム角に対応するアクティブ加入者局のようなパラメータを監視する。これらのパラメータの値に基づいて、制御プロセッサ３１６は制御信号をビーム掃引コントローラ３１４に送り、ビーム掃引コントローラ３１４はそれに応じて放射パターン１０６を変化させる。例えば、ビームは有効範囲の光トラフィック領域に対して広くなり、ヘビートラフィック領域（多くのアクティブ加入者装置を有する領域あるいは大容量のデータが送信される領域）を掃引するときはより狭くなる。
【００５９】
信号ビームに沿って通信するために必要な装置に加えて、図示例示実施形態は有効範囲のブロードビーム範囲を供給するための装置を含む。図示するこの発明の例示実施形態において、迂回中継インターフェース３０４はまた、ある種類のデータを第２チャネルエレメントモジュール３２０に多重化する。モジュール３２０は単一アンテナ３２４を介して送信するために変調された信号を供給する。単一アンテナ３２４を介して送信することにより、非掃引ブロードビームを供給し、信号は必須的に基地局１０２の有効範囲にブロードキャストされる。全方向性セルに使用するために、アンテナ３２４は全方向性アンテナである。セクタ化されたセルに使用するために、アンテナ３２４はほぼ１２０度の指向性アンテナである。
【００６０】
ブロードビーム送信に加えて、ブロードビームを介した受信は、アンテナ３２４および３２８を受信機３１８に接続することによりサポートされる。受信機３１８はダウンコンバートされた信号を復調のためにチャネルエレメントモジュール３２０に供給する。アンテナ３２４および３２８を介して受信された信号は位相シフトされないので、アンテナは受信機３１８に対して一般的なダイバーシチ受信を供給する。アクセスチャネル送信のタイミングは一般に加入者局のユーザにより支配され信号ビーム角には支配されないので、そのようなブロードビーム受信はアクセスチャネルのようなチャネルに対してビーム掃引するよりもっと適切である。この発明から逸脱することなく、受信機３１８はダイバーシチ受信のために２以上のアンテナを使用することもできるし、あるいは単一受信アンテナを使用することができることは当業者は理解するであろう。
【００６１】
受信機３１８、チャネルエレメントモジュール３２０、送信機３２２およびアンテナ３２４はブロードキャスト通信装置３２６を構成する。チャネルの種類のうちで、ブロードキャスト通信装置３２６を介して送受信されるのはページングチャネルとアクセスチャネルである。この発明の他の実施形態において、音声トラフィックはブロードキャスト通信装置を用いて使用され、ユーザデータトラフィックのみビーム掃引装置を用いて送信される。
【００６２】
チャネルエレメントモジュール３２０はまたセル内の各アクティブ加入者局から受信された信号から電力制御コマンドをデコードし、制御プロセッサ３１６に送信する。制御プロセッサ３１６は電力制御情報を用いて各アクティブ加入者局に対応する最適信号ビームを決定する。次に、制御プロセッサ３１６は制御信号をビーム掃引コントローラ３１４に送信することによりその情報を用いてビーム掃引の速度を制御する。上述したように、基地局のセル内の加入者局へおよび加入者局からのユーザデータトラフィックを最適に適応するために必要に応じて信号ビーム１１０の掃引をスピードアップあるいはスローダウンする。
【００６３】
他の実施形態において、ビーム掃引コントローラ３１４は制御プロセッサ３１６と独立して動作する。他の実施形態において、ビーム掃引コントローラ３１４はセル１１２ａの一方のエッジから他方のエッジまで一般に一定の速度で信号ビームを掃引する。制御プロセッサ３１６は、各アクティブ加入者局に関連する最低送信期間の繰り返し発生するパターンを予測するために、加入者局から受信した電力制御コマンドのタイミングを分析する。
【００６４】
さらに他の実施形態において、ビーム掃引コントローラ３１４は制御プロセッサ３１６に接続されるが、制御プロセッサ３１６からコマンドを受信しない。ビーム掃引コントローラ３１４は、アクティブ加入者局の最適送信期間を分析するのに使用するために制御プロセッサ３１６に現在の信号ビーム角のみを送信する。
【００６５】
基地局１１４の信号ビーム１１０はその有効範囲を掃引するので、各アクティブ加入者局１０８へおよびアクティブ加入者局１０８から情報が最も効率的に送信できる角度を信号ビームが通過する。制御プロセッサ３１６は、ビームが加入者局へ送信するための最適角に近づくまで各加入者局のユーザデータを保持するように支持するコマンドをバッファ３０５に送信する。ビームが加入者局に対して最適角になるとあるいは最適角に近づくと、制御プロセッサ３１６はバッファ３０５に信号を送り、加入者局のために収集したユーザデータをチャネルエレメントモジュール３０６に放出させる。チャネルエレメントモジュール３０６はユーザデータを変調し、送信機３０８に送信する。この発明の好適実施形態において、チャネルエレメントモジュール３０６はバッファ３０５からのユーザデータを変調するので、１つ以上の補足データチャネルを用いる宛先加入者局に送信される。
【００６６】
さらに他の実施形態において、バッファ３０５は各基地局１０２の代わりにＢＳＣ１１４内に位置される。バッファ３０５をＢＳＣに配置することにより、ユーザデータはソフトハンドオフを用いて複数の基地局から送信可能である。例え唯一の基地局が宛先加入者局に最適角度でビームを介して送信しているときでもＢＳＣは複数の基地局を介して送信することができる。他の実施形態において、ＢＳＣ１１４は迂回中継インターフェース３０４を介してビーム掃引速度制御コマンドを制御プロセッサ３１６に送信する。ＢＳＣ１１４は、宛先加入者局へのデータスループットをさらに改善するために複数のビーム掃引基地局の信号ビームを調整することができる。
【００６７】
図３ｂは代替実施形態に従って、回転する狭いビームの指向性アンテナを用いて信号ビーム形成が成し遂げられる無線通信システム装置のブロック図である。代替実施形態において、信号ビーム形成手段３２８は、回転モータ３５２上に取り付けられたパラボラアンテナとして示される機械的に指向性のある狭いビームのアンテナ３５０から構成される。信号ビーム角をアクティブ加入者局に送信される信号の電力レベルと関連づけるのを容易にするためにモータ３５２は信号ビーム角情報を制御プロセッサ３１６に供給する。制御プロセッサ３１６はＢＳＣ１１４から制御コマンドを受信し、モータ３５２の速度を加速または減速する。
【００６８】
図４ａはこの発明の実施形態に従って、受信信号ビームを形成するために複数の受信アンテナを使用する基地局１０２を有する無線通信システム装置のブロック図である。図示実施形態において、受信ビーム形成手段４１２はアンテナ３１２を介して受信された信号の位相を変更する位相シフタ４１０を含む。位相シフタ４１０を介して受信した信号は信号結合器４０９に加算され受信機４０８に供給される。受信機４０８は結合された信号をダウンコンバートし、チャネルエレメントモジュール３０６に供給する。チャネルエレメントモジュール３０６は受信した信号を復調してデコードし、その結果得られたユーザデータを迂回中継インタフェース３０４を介してＢＳＣ１１４に送信する。ビーム掃引コントローラ３１４は各位相シフタ４１０に供給される制御信号を発生し、各位相シフタにおいて実行される位相シフトの量を調節し、受信信号ビームの角度を変更する。
【００６９】
図示するように、受信機４０８は位相シフタ４１０をバイパスするさらなる接続を介してアンテナ３１２から信号を受信する。これらのさらなる接続は、成形された信号ビームを介して受信することなく従来の受信信号ダイバーシチを可能にする。このようにして受信した加入者局信号の強度は有効範囲内の加入者局のロケーションに基づき、信号ビーム角にはもとづかないであろう。位相シフタを使用した場合と使用しない場合の双方の受信した信号を処理することにより、基地局１０２は異なるチャネルに対して必要に応じてビーム掃引技術およびブロードキャスト通信技術の双方を利用することができる。例えば、この種の「ブロードキャスト」受信範囲は非アクティブ加入者局から受信されたアクセスチャネル信号のような信号に対してより適切である。
【００７０】
上述したように、ビーム掃引コントローラ３１４は制御プロセッサ３１６からのコマンドに独立して一定の速度で受信ビームを掃引するようにしても良いし、あるいは制御プロセッサ３１６から受信した制御信号によるビーム掃引を加速または減速するように指示してもよい。さらに制御プロセッサ３１６は迂回中継インタフェース３０４を介してＢＳＣ１１４からビーム掃引速度コマンドを受信するようにしてもよい。
【００７１】
順方向リンクの点から上述したように、ビーム掃引コントローラ３１４は、位相シフタ４１０に供給される位相制御信号を調節することにより、逆方向リンクのためのビーム放射パターンを変化させることができる。例示実施形態において、ビーム掃引コントローラ３１４は信号が受信されるアンテナ３１２の数を変えることによりビーム放射パターン１０６を変化する。使用するアンテナ３１２の数を少なくするとビームは広くなり、使用するアンテナ３１２の数を増やすとビームが狭くなる。いくつかの可能ないずれかの方法において、ビーム掃引コントローラ３１４は送信のために使用されるアンテナの数を変える。例えばビーム掃引コントローラ３１４は受信した信号に実行される減衰の可変レベルを示す制御信号を各位相シフタ４１０に送信する。ビーム掃引コントローラ３１４は、高レベルの減衰を対応するサブセットの位相シフタ３１０に示すことによりサブセットのアンテナ３１２を介した送信を効果的に消去する。
【００７２】
例示実施形態において、上述した技術は、基地局１０２の有効範囲の異なる領域におけるアクティブ加入者局の密度に従って逆方向リンク上の放射パターン１０６の幅を調節するように使用される。制御プロセッサ３１６は各信号ビーム角に対応するアクティブ加入者局の数を監視する。これらのパラメータの値に基づいて、制御プロセッサ３１６は制御信号をビーム掃引コントローラ３１４に送り、ビーム掃引コントローラ３１４はそれに応じて逆方向リンク放射パターン１０６を変える。例えば、有効範囲の過疎領域に対してビームは広げられ、密集した領域（多くのアクティブ加入者装置を有する領域）を掃引するときより狭くなる。
【００７３】
図４ｂは機械的に向けられた指向性アンテナ４５０を用いて逆方向リンク信号ビームを成形するビーム掃引基地局を有する無線通信システム装置のブロック図である。図示実施形態において、受信ビーム成形手段４１２はモータ４５２上に取り付けられた指向性アンテナ４５０から構成され、アンテナ４５０は基地局１０２の有効範囲を横切る受信信号ビームを掃引する。指向性アンテナ４５０を介して受信された信号は受信機４０８に供給される。受信機４０８は結合された信号をダウンコンバートし、チャネルエレメントモジュール３０６に供給する。チャネルエレメントモジュール３０６は受信した信号を復調しデコードしその結果得られるユーザデータを迂回中継インタフェース３０４を介してＢＳＣ１１４に送信する。制御プロセッサ３１６は迂回中継インタフェース３０４を介してＢＳＣ１１４から掃引速度コマンドを受信し、それに応じてモータ４５２の掃引レートを加速または減速する。
【００７４】
指向性アンテナ４５０はパラボラ型アンテナとして示される。しかし、当業者はこの発明を逸脱することなく他の機械的に指向されたビーム成形装置を使用することができることは理解するであろう。そのようなビーム成形の機械的方法を用いた１つの結果は、順方向リンク信号ビームが逆方向リンク信号ビームと同じ角度を有することである。
【００７５】
上述した装置図において、受信機と送信機はアンテナに直接接続されるものとして説明した。異なる周波数で動作する受信機と送信機が共通のアンテナを共有した場合、この発明から逸脱することなく、ＲＦダイプレクサは受信機、送信機およびアンテナの間に配置するようにしてもよい。
【００７６】
図５はこの発明の実施形態に従って構成された無線通信システム基地局コントローラ装置のブロック図である。ＢＳＣ１１４および迂回中継１１８によりＢＳＣ１１４に接続された基地局を介して、複数の加入者局がネットワークを用いてユーザデータを交換する。
【００７７】
相互作用機能（ＩＷＦ）５０４はネットワーク１１６とＢＳＣ１１４の残りの部分との間のインタフェースとして作用する。ＩＷＦ５０４はネットワークデータを、無線通信システムにおいて運ぶのに適したフォーマットに変換する。加入者局にアドレス指定されるＩＷＦ５０４からのデータは加入者データバッファ５１０に記憶される。加入者データバッファ５１０は、基地局ビームコントローラ５０６により、ユーザデータを迂回中継インタフェース５１２に解放するように指示されるまでユーザデータを蓄積する。ユーザデータは迂回中継１１８を介して対応する基地局に移動する。
【００７８】
基地局ビームコントローラ５０６は、無線ネットワーク内の各アクティブ加入者局と基地局に対応する電力制御情報およびビーム掃引情報を受信する。基地局ビームコントローラ５０６は各アクティブ加入者局−ビーム掃引基地局対に対して順方向電力レベルを信号ビーム角あるいはビーム掃引タイミングと関連づける。関連づけられたデータは加入者基地局ビームデータベース５０８に記憶される。このデータベースに記憶されたデータから、基地局ビームコントローラ５０６は各アクティブ加入者局に対して最適信号ビーム角あるいはビーム掃引時間を確認する。この情報を用いて、基地局ビームコントローラ５０６は各加入者局に対する最適スループット窓の予想を発生する。
【００７９】
この発明から逸脱することなく、いくつかの異なる種類の情報を基地局ビームコントローラ５０６により使用されこれらの推定を形成することができる。上述したように、基地局ビームコントローラ５０６は目標Ｃ／Ｉに対応する送信電力レベルを使用することができる。あるいは基地局ビームコントローラ５０６は逆方向リンク信号にパンクチュアドされた高速電力制御アップアンドダウン電力コマンドを用いることができる。あるいは基地局ビームコントローラ５０６はこれらの種類の信号の組合せを使用することができる。基地局ビームコントローラ５０６は各基地局においてビーム掃引コントローラ３１８から信号ビーム角情報を受信することができ、あるいは既知のビーム掃引期間に対する電力制御変動を追跡することができる。
【００８０】
代替実施形態において、基地局ビームコントローラ５０６は各ビーム掃引基地局１０２内のビーム掃引コントローラ３１４に送られるビーム掃引速度制御コマンドを発生する。基地局ビームコントローラ５０６は、これらのコマンドを用いて高密度の加入者局を有するセル領域のビーム範囲を増大させる。増大されたビーム範囲は、加入者局は少数だが交換すべき多数のユーザデータを有するセル領域にも供給される。一般に、基地局ビームコントローラ５０６がビーム掃引速度制御コマンドを用いて、ＢＳＣによりサービスされるすべての加入者局に対して全体のユーザデータスループットを最大にする。
【００８１】
他の代替実施形態において、基地局ビームコントローラ５０６は各ビーム掃引基地局１０２内のビーム掃引コントローラ３１４に送信されるビーム放射パターン制御コマンドを発生する。基地局ビームコントローラ５０６はこれらのコマンドを用いて、これらのコマンドに従う放射パターン１０６を調節する。この調節により、アクティブ加入者局の密度あるいは選択された領域において交換されるユーザデータの量に従って、選択されたセル領域により良いビーム範囲を提供する。
【００８２】
ビーム掃引コントローラ３１４および基地局ビームコントローラ５０６は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）あるいはこれらのコントローラの必要な信号とコマンドを解釈し発生することのできる他の装置を用いて実現できることは当業者には理解されるであろう。これは、ビーム掃引コントローラ３１４あるいは基地局ビームコントローラ５０６を、無線システム内の各基地局１０２あるいはＢＳＣ１１４に存在する別のプロセッサあるいはコントローラ内に実現することを排除しないことは当業者には理解されるであろう。さらに、この発明を逸脱することなく、デジタル利得ブロック１０６はミクサ１０２の前段、位相制御発振器１０４とミクサ１０２の間、あるいは位相制御発振器１０４内に組み込むことができることを当業者は理解するであろう。
【００８３】
図６はこの発明の実施形態に従って構成された加入者局装置のブロック図である。加入者局１０８は、サービスしている基地局が最も効果的に加入者局の逆方向リンク信号を受信できる期間にユーザデータが送信されるようにその逆方向リンクデータレートを調整する。所定のビーム掃引基地局に対して、これらの期間は一般にその基地局のビーム掃引レンジ内の最適信号ビーム角と一致する。このようにして逆方向リンク電力を最適化することは逆方向リンクの容量を増大する。なぜならより低い電力レベルで送信する加入者局は互いに干渉を少なくするからである。
【００８４】
この発明の例示実施形態において、順方向リンク信号はアンテナ６２０を介して受信されＲＦダイプレクサ６１８を介して送る。順方向リンク信号は受信機６１６において利得制御されダウンコンバートされる。受信機６１６はダウンコンバートされた信号を復調器−デコーダ６１４に供給する。復調器６１４により復調されたパケットデータのようなユーザデータはデータインタフェース６０２に供給される。
【００８５】
逆方向において、データインタフェース６０２はパケットデータのようなユーザデータを送信データバッファ６０４に供給する。送信データバッファ６０４は、ユーザデータが加入者局１０８にサービスしている基地局１０２（サービス基地局とも呼ばれる）に効率的に送信できるまでユーザデータを記憶する。適切な時期に、送信データバッファ６０４はユーザデータを変調器−エンコーダ６０６に供給する。変調器−エンコーダ６０６は送信のためにユーザデータを変調する。次に、変調器−エンコーダ６０６は変調されたユーザデータを送信機６０８に供給する。送信機６０８は信号をアップコンバートし増幅する。次に、アップコンバートされ増幅された信号はＲＦダイプレクサ６１８に供給され、アンテナ６２０を介して送信される。ダイプレクサは送信機６０８と受信機６１６が互いに干渉することなく同じアンテナ６２０を使用することを可能にする。
【００８６】
電力制御モジュール６１２は順方向リンクおよび逆方向リンクの両方のための電力制御を実行する。受信機６１６は受信した信号強度を測定し、その情報を電力制御モジュール６１２に供給する。復調器−デコーダはサービス基地局から受信した電力制御情報をデコードし、その情報を電力制御モジュール６１２に供給する。デコードされた電力制御情報は、逆方向電力制御しきい値、順方向リンク信号にパンクチュアドされたアップ／ダウン電力制御コマンド、および統計的フレームエラーレートおよび消去情報を含むことができる。信号強度と電力制御情報は電力制御モジュール６１２により使用され、受信電力レベルおよび送信電力レベルとの間のしきい値比を発生する。次に、電力制御モジュール６１２はこの情報を用いて送信機６０８から送信された信号の逆方向リンク電力レベルを調整する。
【００８７】
この発明の好適実施形態において、電力制御モジュール６１２は受信した順方向リンク信号の信号対雑音比をさらに監視し、変調器−エンコーダ６０６を介して電力制御信号をサービス基地局に送信する。これらの信号はシグナリングメッセージのフォーマットでもよいが、逆方向リンク信号にパンクチュアドされたアップ／ダウンコマンドが望ましい。この発明の他の実施形態において、各加入者局１０８は、加入者局のアクティブセットの特定の基地局に対応する順方向リンク電力調整を指定する複数ビットの電力制御コマンドを送信する。他の代替実施形態において、特定の基地局から受信した信号に対して加入者局１０８により推定される信号強度を搬送する複数ビットの電力コマンドを送信する。
【００８８】
電力制御モジュール６１２は逆方向リンク電力レベルに基づいて制御プロセッサ６１０に信号を供給する。加入者局１０８が１つ以上のビーム掃引基地局１０２によりサービスされているとき、加入者局１０８の送信電力はサービスしている基地局のビーム掃引パターンにより影響を受けるであろう。加入者局１０８からの逆方向リンク信号の効率的な受信を供給する角度に基地局１０２の信号ビームが掃引すると、上述した電力制御機構は、加入者局１０８の送信電力を低減させる。加入者局１０８に対して最適な角度をずれて信号ビームが掃引すると、上述した電力制御機構は加入者局１０８の送信電力を増大させる。
【００８９】
電力制御モジュール６１２は送信機６０８に送られた送信電力レベルを制御プロセッサ６１０に供給する。制御プロセッサ６１０は送信電力レベルに基づいて送信データバッファ６０４からの逆方向リンクユーザデータの解放のレートを制御する。制御プロセッサ６１０は電力制御モジュール６１２からの情報を用いて加入者局１０８からサービス基地局に最も効率よくユーザデータを送信することができる期間を予測する。これらの期間は一般に加入者局１０８に向けられた信号ビームに沿ってビーム掃引基地局１０２が受信する期間に一般に相当する。
【００９０】
この発明の好適実施形態において、基地局１０２と加入者局１０８はＣＤＭＡ技術を用いて互いに複数の信号を送信する。順方向リンクおよび逆方向リンク上を送信された複数の信号は基本チャネルおよび補足チャネルを含む。加入者局が基地局とデータ交換するときは、双方は双方向である基本チャネルを使用しなければならない。順方向または逆方向のいずれかにより高いデータレートが必要であるとき、１つ以上の単向性補足チャネルがその要求された方向に確立される。
【００９１】
好適実施形態において、逆方向リンク補足チャネルが確立されなかったとしてもデータバッファ６０４はユーザデータをバッファリングするために使用される。例えば、データインタフェース６０２から受信されたユーザデータのレートが基本チャネル容量より小さい逆方向リンク基本チャネル上で、基本チャネルデータレートは効率を最大にするように変化される。言い換えれば、基地局１０２の信号ビームが加入者局に向けられている時、加入者局１０８は、フルレートフレームで送信データバッファ６０４からのユーザデータの送信を可能にする。基地局１０２の信号ビームが加入者局１０８からずれて向けられている時、加入者局１０８は、フルレートフレーム未満で送信データバッファ６０４からユーザデータを送信する。非能率の期間より低いレートで送信することが送信データバッファ６０４のオーバランを引き起こすならば、加入者局１０８はフルレートで基本チャネル上に連続的に送信するであろう。
【００９２】
図７ａはこの発明の実施形態に従って加入者局を信号ビーム角に関連づけるための情報を収集するのに使用される方法のフローチャートである。この相関は、各アクティブ加入者局のための目標Ｃ／Ｉレベルを維持するのに必要な順方向リンク電力レベルに基づく。あるいは、目標Ｃ／Ｉレベルの使用は、特定のサービス品質を有して目標のデータレートによって交換するようにしてもよい。例えば、電力制御は、１％のフレームエラーレート（ＦＥＲ）で１９，２００ビット／秒をサポートするのに必要な電力レベルを供給するように実現することができる。
【００９３】
例示実施形態において、この方法は、加入者基地局ビームデータベース５０８に情報を記憶するときＢＳＣ１１４において使用される。代替実施形態において、この方法は単一基地局内の加入者のための信号ビーム角を、制御プロセッサ３１６内において関連づけるために使用される。
【００９４】
基地局の信号ビーム角がインクリメントされる毎に７０２、目標Ｃ／Ｉ比を維持するために必要な順方向リンク電力レベルは、基地局によりサービスされる各アクティブ加入者局に対して測定される７０４。測定された順方向リンク電力レベルは制御プロセッサにより相関づけるためにデータベースに記憶される７０６。
【００９５】
図７ｂはこの発明の実施形態に従ってビーム掃引基地局から順方向リンクにユーザデータを効率よく送信するのに使用される方法のフローチャートである。基地局により受信されアクティブ加入者局にアドレス指定されたユーザデータがバッファリングされる７５２。各ビーム掃引基地局の信号ビーム角は時間に対して周期的にあるいは連続的にインクリメントされる７５４。現在の信号ビーム角に最適に配置された各加入者局（ＳＳ’ｓ）のセットに対して、以前にバッファリングされたユーザデータが順方向リンク７５６上に送信のために解放される。
【００９６】
例示実施形態において、サービス基地局の信号ビーム角は、すべての順方向リンクユーザデータがその信号ビーム角に最適に配置されるまで維持される。適切な間隔で、これらの加入者局に送信されるべき残されたユーザデータの量が評価される７５８。これらの加入者局に対する順方向リンクユーザデータが使い果たされたと決定される７５８とすぐに、ビーム掃引基地局の信号ビーム角が再びインクリメントされる７５４。
【００９７】
図８はこの発明の実施形態に従って、ビーム掃引基地局への迂回中継接続をいつ確立し、分解し、維持するかを決定する際にＢＳＣ１１４により使用される方法のフローチャートである。フローチャートは、加入者局１０８のトラフィックをサポートするためにすでに確立された、基地局１０２とＢＳＣ１１４との間の迂回中継接続を有して開始する８０２。加入者局１０８は周期的に基地局１０２から受信した信号強度を測定し８０４、その信号強度をＴ＿ＤＲＯＰのようなハンドオフドロップしきい値と比較する。基地局１０２からの信号がハンドオフドロップしきい値未満に落ちると、基地局１０２は加入者局１０８のアクティブセットから取り除かれる８０８。
【００９８】
この時点において、対応する迂回中継接続を即分解するよりも、同じ迂回中継接続が近い将来（ビーム掃引期間内）に再び確立する可能性が推定される８１０。この可能性が低い場合には、対応する迂回中継接続が分解され８１２、プロセスは改めて開始する８１４。この可能性が高ければ、基地局１０２が加入者局１０８のアクティブセットにもはや無いとしても、迂回中継接続はそのまま残される。
【００９９】
図９はこの発明の実施形態に従って、送信データバッファ６０４に記憶されるユーザデータをいつ送信するかを決定するために加入者局１０８により使用される方法のフローチャートである。上述したように、加入者局１０８は、サービス基地局が最も効率よく加入者局の逆方向リンク信号を受信できる期間にユーザデータが送信されるように逆方向リンクユーザデータレートを調整する。
【０１００】
好適実施形態において、データは固定タイム期間を有する連続した一連のフレームに送信される。例えば、一般的なＩＳ−９５システムにおいて、フレームの長さは２０ミリ秒であり、２０ミリ秒を区切りとして送信される。各フレーム期間９０２の準備の始めにおいて、加入者局１０８は送信データバッファ６０４におけるユーザデータの量を評価する。バッファが空（送信すべきユーザデータが無い）なら、加入者局はユーザデータを送らず、次の送信フレーム期間９１２を待つ。
【０１０１】
送信すべきユーザデータがあるなら、データを逆方向リンクに即送信する効率が評価される９０６。例えば送信電力が逆方向リンク電力しきい値未満であるなら、ユーザデータは即送られる９１０。例えば、サービスビーム掃引基地局により使用される受信信号ビームが加入者局のための最適角にあるとき送信電力は低いかもしれない。
【０１０２】
送信電力が逆方向リンク電力しきい値未満でなければ、加入者局は非能率に（高電力で）送信するのに値する９１０ほど早くデータが蓄積されるかどうかを評価する。例えば、もしユーザデータが加入者局のバッファ容量をオーバランする危険性があるなら、データは即送信されるであろう９１０。
【０１０３】
ユーザデータを送信した後９１０、次のフレーム期間９０２までユーザデータの処理は完了する９１２。ステップ９０４、９０６、および９０８は独立したステップとして示したが、この発明から逸脱することなく、異なる順番にしてもよいしあるいは結合してもよい。
【０１０４】
好適実施形態の以前の記述は当業者がこの発明を作成しあるいは使用することを可能にするように提供される。これらの実施形態に対する種々の変形例は当業者には容易に明白であり、ここに定義される包括的原理は、発明力を使用することなく、他の実施形態に適用される。従って、この発明はここに示された実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示した原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲に一致する。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  この発明の実施形態に従ってビーム掃引基地局と加入者局を含む通信システムの図である。
【図１ｂ】  この発明の実施形態に従って、各々が固有の信号ビームに沿って加入者局に送信する２つのビーム掃引基地局を含む通信システムの図である。
【図２ａ】  この発明の実施形態に従って基地局の信号ビーム角の関数として所定レベルの順方向リンク信号信頼度を維持するのに必要な送信電力のグラフである。
【図２ｂ】  この発明の実施形態に従って、２つのビーム掃引基地局間のソフトハンドオフ領域に位置する加入者局により測定されるパイロット強度のグラフである。
【図３ａ】  この発明の実施形態に従って送信信号ビームを形成するために複数のアンテナを使用するビーム掃引基地局を含む無線通信装置のブロック図である。
【図３ｂ】  この発明の実施形態に従って送信信号ビームを形成するために指向性アンテナを使用するビーム掃引基地局を含む無線通信装置のブロック図である。
【図４ａ】  この発明の実施形態に従って受信信号ビームを形成するために複数のアンテナを使用するビーム掃引基地局を有する無線通信装置のブロック図である。
【図４ｂ】  この発明の実施形態に従って受信信号ビームを形成するために指向性アンテナを使用するビーム掃引基地局を有する無線通信装置のブロック図である。
【図５】  この発明の実施形態に従って構成された基地局コントローラ装置のブロック図である。
【図６】  この発明の実施形態に従って構成される加入者局装置のブロック図である。
【図７ａ】  この発明の実施形態に従って加入者局を信号ビーム角度に相互に関連づけるための情報を集めるのに使用される方法のフローチャートである。
【図７ｂ】  この発明の実施形態に従ってビーム掃引基地局から順方向リンクにユーザデータを効率よく送信するのに使用される方法のフローチャートである。
【図８】  この発明の実施形態に従って無線通信システムにおける迂回中継接続をいつ確立し、分解し、維持するかを決定するための方法のフローチャートである。
【図９】  この発明の実施形態に従って、逆方向リンクユーザデータをいつ送信するかを決定するための方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０２・・・ビーム掃引基地局
１０４・・・指向性アンテナ
１０６・・・放射パターン
１０７・・・サイドローブ
１０８・・・加入者局
１１０・・・信号ビーム
１１２・・・セクタ境界
１１４・・・ＢＳＣ
１１６・・・ネットワーク
１１８・・・迂回中継
２５２ａ・・・パイロットチャネルピーク
２５２ｂ・・・受信電力レベル
３０４・・・迂回中継インタフェース
３０５・・・バッファ
３０６・・・チャネルエレメントモジュール
３０８・・・送信機
３１０・・・複数の位相シフタ
３１２・・・アンテナ
３１４・・・ビーム掃引コントローラ
３１６・・・制御プロセッサ
３１８・・・受信機
３２２・・・送信機
３２４・・・アンテナ
３２６・・・ブロードキャスト通信装置
３２８・・・信号ビーム形成手段
３５０・・・狭いビームのアンテナ
３５２・・・回転モータ
４０８・・・受信機
４０９・・・信号結合器
４１０・・・位相シフタ
４１２・・・受信ビーム形成手段
４５０・・・アンテナ
４５２・・・モータ
５０６・・・基地局ビームコントローラ
６０２・・・データインタフェース
６０４・・・送信データバッファ
６０６・・・変調器−エンコーダ
６０８・・・送信機
６１０・・・制御プロセッサ
６１２・・・電力制御モジュール
６１４・・・復調器−デコーダ
６１６・・・受信機
６１８・・・ＲＦダイプレクサ
６２０・・・アンテナ
【図１ａ】
0004615803.tif 000002
【図１ｂ】
0004615803.tif 000003
【図２ａ】
0004615803.tif 000004
【図２ｂ】
0004615803.tif 000005
【図３ａ】
0004615803.tif 000006
【図３ｂ】
0004615803.tif 000007
【図４ａ】
0004615803.tif 000008
【図４ｂ】
0004615803.tif 000009
【図５】
0004615803.tif 000010
【図６】
0004615803.tif 000011
【図７ａ】
0004615803.tif 000012
【図７ｂ】
0004615803.tif 000013
【図８】
0004615803.tif 000014
【図９】
0004615803.tif 000015