(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各フレームセットが複数のフレームを含み、前記複数のフレームのサブセットが第１の信号マージンで制御チャネル情報を搬送する制御チャネルフレームであるような複数のフレームセットをもつＴＤＭＡ通信チャネルによって、短メッセージサービス（ＳＭＳ）データのメッセージを送信する方法であって、前記方法は、
前記ＳＭＳデータメッセージを符号化して符号化データメッセージを形成し、
前記第１の信号マージンよりも大きい第２の信号マージンでのメッセージチャネルによって、前記符号化データメッセージを送信し、
前記メッセージチャネルは１つ以上の前記制御チャネルフレームを有し、
前記第２の信号マージンの一部は、増大した送信電力で前記符号化データメッセージを送信することにより得られ、
前記第２の信号マージンの別の一部は、前記ＳＭＳデータメッセージを１ビット以上の複数のパケットに分割し、各パケットを複数回送信し、移動局において各パケットの前記送信を積分することによって得られることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記制御チャネルフレームは低速関連制御チャネル（ＳＡＣＣＨ）フレームを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記メッセージチャネルは８つのＳＡＣＣＨフレーム毎の１つを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の信号マージンの一部は前記ＳＭＳデータメッセージを前方誤り訂正符号化を用いて符号化することによって得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の信号マージンの一部は増大した送信電力で前記ＳＭＳデータメッセージを送信することにより、そして、前記ＳＭＳデータメッセージの増大した符号化によって得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＳＭＳデータメッセージは入来する呼の存在を移動局に警告する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
各フレームが複数のタイムスロットを含み、各タイムスロットが複数のデータビットを含み、各フレームの前記タイムスロットの内の所定の１つが制御チャネルタイムスロットであるような複数のフレームをもつＴＤＭＡ通信チャネルによって、データメッセージを送信する方法であって、前記方法は、
前記データメッセージを符号化して、互いに干渉しないデータコードワードのセットから選択される１つ以上のデータコードワードを形成し、
メッセージチャネルによって、各データコードワードを送信し、
前記メッセージチャネルは１つ以上の前記制御チャネルタイムスロットを有することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記互いに干渉しないデータコードワードのセットの前記データコードワードは、メッセージデータに加えて、周波数訂正と同期情報を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記制御チャネルタイムスロットの１つ以上は周波数訂正チャネル（ＦＣＨ）スロットとして指定されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御チャネルタイムスロットの１つ以上は同期チャネル（ＳＣＨ）スロットとして指定されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御チャネルタイムスロットは第１の信号マージンで制御チャネル情報を搬送し、前記メッセージチャネルは前記第１の信号マージンよりも大きい第２の信号マージンで前記データメッセージを搬送することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の信号マージンの一部は、増大した送信電力で前記データメッセージを送信することによって得られることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の信号マージンの一部は、前記データメッセージを前方誤り訂正符号化を用いて符号化することによって得られることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の信号マージンの一部は、増大した送信電力で前記データメッセージを送信することにより、そして、前記データメッセージの増大した符号化によって得られることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の信号マージンの一部は、前記データメッセージを１ビット以上の複数のパケットに分割し、各パケットを複数回送信し、移動局において各パケットの前記送信を積分することによって得られることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記データメッセージは入来する呼の存在を移動局に警告する情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技  術  の  分  野
本発明は一般的には無線通信システムに関し、特に、非理想的な条件下で無線通信信号を介して英数字のメッセージを信頼性をもって送信するシステム及び方法に関する。
【０００２】
背    景
図１には、典型的なセルラ移動無線通信システムが示されている。その典型的なシステムは基地局１１０に類似の数多くの基地局と数多くの移動ユニット或いは移動局１２０に類似の局を含む。音声及び／或いはデータ通信は、これらの機器或いはその同等物を用いて実行される。基地局は公衆交換電話網（不図示）に接続されるＭＳＣ（移動交換センタ）１４０に接続される制御処理ユニット１３０を含んでいる。
【０００３】
基地局１１０は１つのセルにサービスを行い、制御処理ユニット１３０によって制御される音声チャネルトランシーバ１５０によって扱われる複数の音声チャネルを含む。また、各基地局は１つ以上の制御チャネルを扱うことが可能な制御チャネルトランシーバ１６０を含んでいる。制御チャネルトランシーバ１６０は処理制御ユニット１３０によって制御される。制御チャネルトランシーバ１６０は基地局或いはセルの制御チャネルによって制御情報を、その制御チャネルにロックされた移動局に同報する。音声チャネルトランシーバはデジタル制御チャネルローケーション情報を含むトラフィック或いは音声チャネルを同報する。
【０００４】
移動局１２０がまずアイドルモードに入ったとき、それは移動局１２０に宛てられた呼出バーストの存在のために定期的に基地局１１０のような基地局の制御チャネルを走査する。その呼出バーストはどのセルにロックオンするのか或いはキャンプするのかを移動局１２０に通知する。移動局１２０は絶対情報と相対情報の同報をその音声及び制御チャネルトランシーバ１７０の制御チャネルで受信する。それから、処理ユニット１８０は候補となるセルの特性を含む受信制御チャネル情報を評価し、移動局がどのセルにロックするべきなのかを決定する。受信制御チャネル情報は、関連したセルに関する絶対情報を含むのみならず、制御チャネルが関連したセルに最も近い他のセルに関する相対情報を含んでいる。これら隣接セルは定期的に走査される一方、第１の制御チャネルを監視してより適切な候補があるかどうかを決定する。移動局と基地局を実現するための詳細に関連した付加的な情報はＰ．デント（Ｄｅｎｔ）とＥ．エケルンド（Ｅｋｅｌｕｎｄ）によって１９９２年１０月２７日に出願された“マルチモード信号処理（Multi-Mode Signal Processing）”という名称の米国特許出願シリアル番号第０７／９６７，０２７号に見出すことができ、その出願全体はここで参照として組み込まれる。基地局は衛星を基幹とする無線通信システムでは１つ以上の衛星によって置き換えられることが認識されるであろう。
【０００５】
無線通信システムの能力を増すために、周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ）、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）、及び符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）のようなデジタル通信と多重接続技術が用いられるかもしれない。これら多重接続技術夫々の目的は、異なるソースからの信号を結合して共通の伝送媒体とし、それらの宛て先において、異なるチャネルが相互干渉なく分離されるようにすることである。ＦＤＭＡシステムでは、ユーザは周波数領域で無線スペクトラムを共有する。各ユーザは通話の間を通じて用いられる一部の周波数バンドに割り当てられる。ＴＤＭＡシステムでは、ユーザは時間領域で無線スペクトラムを共有する。各無線チャネルや搬送周波数は一連のタイムスロットに分割されて、個々のユーザはタイムスロットが割り当てられて、そのタイムスロットでユーザはシステムに割り当てられた全周波数バンド（広帯域ＴＤＭＡ）或いはそのバンドの一部のみ（狭帯域ＴＤＭＡ）へアクセスする。各タイムスロットはデータソースからの情報の“バースト”、例えば、音声通話のデジタル的に符号化された部分を含んでいる。そのタイムスロットはグループ化されて所定の時間間隔をもつ連続するＴＤＭＡフレームとなる。各ＴＤＭＡフレームにおけるタイムスロットの数は、無線チャネルを同時的に共有できる異なるユーザの数に関係している。ＴＤＭＡフレームの各スロットが異なるユーザに割り当てられるなら、ＴＤＭＡフレームの時間間隔は同じユーザに割り当てられた連続するタイムスロット間の最短時間である。ＣＤＭＡシステムでは、各ユーザはユニークな擬似ランダムユーザコードが割り当てられてユニークに周波数時間領域にアクセスする。ＣＤＭＡ技術の例は周波数拡散と周波数ホッピングを含んでいる。
【０００６】
ＴＤＭＡシステムでは、通常は無線搬送波の連続するタイムスロットではないが、同じユーザに割り当てられた連続するタイムスロットはユーザのデジタルトラフィックチャネルを構成する。そのチャネルはそのユーザに割り当てられた論理チャネルであると考えられる。例としてＧＳＭ標準を用いたＴＤＭＡチャネルの編成が図２に示されている。ＴＤＭＡチャネルはトラフィックチャネルＴＣＨと信号チャネルＳＣとを含んでいる。ＴＣＨチャネルは音声及び／或いはデータ信号を送信するフルレートチャネルとハーフレートチャネルとを含んでいる。信号チャネルＳＣは移動ユニットと衛星（或いは基地局）との間で信号情報を転送する。信号チャネルＳＣは３種類の制御チャネル：同報制御チャネル（ＢＣＣＨｓ）、多数の加入者で共有される共通制御チャネル（ＣＣＣＨｓ）、単一の加入者に割り当てられる専用制御チャネル（ＤＣＣＨｓ）を含んでいる。ＢＣＣＨは典型的には周波数訂正チャネル（ＦＣＨ）と同期チャネル（ＳＣＨ）とを含み、その両方ともダウンリンクチャネルである。共通制御チャネル（ＣＣＣＨｓ）はダウンリンク呼出（ＰＣＨ）とアクセス許可（ＡＧＣＨ）チャネルを含むとともに、アップリンクランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を含む。専用制御チャネルＤＣＣＨは高速付随制御チャネル（ＦＡＣＣＨ）、低速付随制御チャネル（ＳＡＣＣＨ）、及びスタンドアローン専用制御チャネル（ＳＤＣＣＨ）を含んでいる。低速付随制御チャネルはトラフィック（音声或いはデータ）チャネルに、或いは、スタンドアローン専用制御チャネル（ＳＤＣＣＨ）に割り当てられる。ＳＡＣＣＨチャネルは電力及びフレーム調整と制御情報を移動ユニットに提供する。
【０００７】
同報制御チャネルの周波数訂正チャネルＦＣＨは移動ユニットが正確に基地局にチューニングできるようにする情報を搬送する。同報制御チャネルの同期チャネルＳＣＨは移動ユニットにフレーム同期データを提供する。
【０００８】
ＧＳＭ型のシステムを例として用いると、低速付随制御チャネルＳＡＣＣＨは２６番目毎のＴＤＭＡフレームをＳＡＣＣＨ情報を搬送するための専用とすることによって形成される。各ＳＡＣＣＨフレームは８つのタイムスロットを含み（そのフレームの各トラフィックスロットに関し１つのＳＡＣＣＨスロット）、１つのユニークなＳＡＣＣＨチャネルが各移動通信リンクに対して使用可能になる。基地局或いは衛星はＳＡＣＣＨチャネルによってコマンドを送信し、基地局や衛星で受信される異なる移動バースト間の時間調整を成し遂げるために移動ユニットの送信時刻を進めたり、或いは、遅らせたりする。
【０００９】
ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨは移動局によって用いられてシステムへのアクセスを要求する。ＲＡＣＨ論理チャネルは（移動局から基地局或いは衛星への）単方向のアップリンクチャネルであり、別々の移動ユニットによって共有される（セル当たりの１ＲＡＣＨは典型的なシステムでは使用頻度の高い期間でさえも十分である）。移動ユニットは連続的にＲＡＣＨチャネルのステータスを監視してそのチャネルがビジーであるかアイドルであるかを判断する。そのＲＡＣＨチャネルがアイドルであれば、アクセスを望む移動ユニットがその移動局識別番号を所望の電話番号とともにＲＡＣＨで基地局或いは衛星に送信する。ＭＳＣは基地局或いは衛星からこの情報を受信してアイドル状態の音声チャネルを移動局に割り当て、チャネル識別を基地局或いは衛星を通して移動局に送信して移動局が自分自身を新しいチャネルにチューニングできるようにする。ＲＡＣＨアップリンクチャネルでの全てのタイムスロットは、競合の発生を基本とするか、或いは、予めリザーブすることを基本として、移動局のアクセス要求のために用いられる。リザーブすることを基本としたアクセスについては１９９３年１０月２５日出願の“移動無線システムにおけるランダムアクセスを実行する方法（Method of Effecting Random Access in a Mobile Radio System）”という名称の米国特許出願第０８／１４０，４６７号に記載されており、これは参照としてこの出願に組み込まれる。ＲＡＣＨ動作の重要な特徴の１つは、あるダウンリンク情報の受信が要求され、これによって、移動局がアップリンクで送信する各バーストに対してリアルタイムのフィードバックを受信することである。これは、ＲＡＣＨでのレイヤ２ＡＲＱ、或いは、自動繰り返し要求として知られている。そのダウンリンク情報は２２ビットから成り立っていることが好ましく、これらのビットは、ダウンリンクでアップリンクに特有のレイヤ２情報を搬送するのに専用の別のダウンリンクサブチャネルとして考えられても良い。この情報の流れは共通チャネルフィードバックと呼ばれるが、ＲＡＣＨのスループット能力を改善し移動局が迅速に如何なるアクセスの試みの如何なるバーストでもうまく受信されたかどうかを判断することができる。図２に示されているように、このダウンリンク情報はチャネルＡＧＣＨで送信される。
【００１０】
ＴＤＭＡシステムにおける信号送信はバッファ−アンド−バースト、或いは、不連続伝送モードで発生する。即ち、各移動ユニットはその移動ユニットの割り当てられた周波数でのＴＤＭＡフレームで割当てられたタイムスロットの間だけ送信或いは受信を行う。フルレートでは、例えば、移動局はスロット１の間に送信し、スロット２の間に受信し、スロット３の間にはアイドルとなり、スロット４の間には送信し、スロット５の間に受信し、スロット６の間にはアイドルとなり、その後、続くＴＤＭＡフレームの間はそのサイクルを繰り返す。バッテリ電力かもしれない移動ユニットは、スイッチが切られ（或いは“スリープ”となり）、送信も受信もしないタイムスロットの間における電力を節約する。
【００１１】
移動性と携帯性とを向上させるために、無線通信加入者は、大型で指向性のアンテナをもった移動ユニットよりも、相対的に小型で無指向性（従って、それほど強力とはいえない）のアンテナをもった移動ユニットを好む傾向がある。この好みのため、小型で無指向性のアンテナをもった典型的な移動ユニットと、移動交換センタ（ＭＳＣ）或いは衛星との間の通信信号の交換のために十分な信号強度を備えることがしばしば難しいものとなる。この問題は特に、衛星を基幹とした移動無線通信では深刻なものである。
【００１２】
衛星を基幹とした移動無線通信システムは、１つ以上の部分的にオーバラッピングする衛星のビームを用いて地球の特定の地理的な領域に対して無線通信サービスを提供する。衛星のビーム夫々は最大１０００ｋｍの半径をもっている。衛星の電力制限のために、各ビームにおけるハイリンクマージンを同時的に備えることは実際的ではない。
【００１３】
移動する衛星のリンクは厳しく電力制限されているために、通信は通常リシーンフェーディング（Ricean Fading）をともなう見通し（ライン−オブ−サイト（line-of-sight））チャネルに限定されている。リシーンフェーディングは、建物による弱い反射波とともに、強力な見通し（line-of-sight）経路と地上による反射波との組み合わせから発生する。これらのチャネルは、移動無線通信ユニットのアンテナが正しく展開され、そのユニットが障害物のない位置にあるときのような理想的な或いはほとんど理想的な状態で音声通信を成し遂げるために約１０ｄＢ以上の通信リンクマージンを必要とする。これらのほぼ理想的なチャネルで、移動ユニットは呼出チャネルをうまく監視して入来する呼を検出することができる。移動ユニットのアンテナが展開されていないか、或いは、その移動ユニットが障害物のある位置にある（例えば、建物内部）ときのような理想的ではない条件では、地面反射波と建物の反射波とを含む反射波が支配的となる。これらの非理想的な条件におけるチャネルは、ひどい減衰を伴う平坦なレーリ（Rayleigh）フェーディング（最も重度のタイプのフェデーング）によって特徴付けられる。そのようなチャネルでは３０ｄＢ以上のリンクマージンが信頼できる音声或いはデータ通信を成し遂げるために必要とされ、この場合、移動ユニットは呼出チャネルを監視して入来する呼を検出できない。これらの非理想的な条件では、短メッセージサービス（ＳＭＳ）が望ましい。衛星の電力制限のために、ＳＭＳは非理想的な条件で移動局のユーザに入来する呼について注意を促すために用いられるとき、特に効果的である。そのとき、移動局のユーザは位置を変えて呼を受信したり、返したりできるかもしれない。“リンクマージン”或いは“信号マージン”という用語は、理想的な条件、即ち、チャネルが付加的な白色ガウシアン（Gaussian）雑音（ＡＷＳＮ）以外の損傷がない条件で、必要とされる電力以上で適切なサービスを提供するために必要とされる付加的な電力に言及したものである。“損傷（Impairment）”は信号振幅のフェーディング、ドップラーシフト、位相変動、信号のシャドウイング或いは妨害、実行損失、アンテナの輻射パターン異常を含んでいる。
【００１４】
音声を送信するにせよ、データを送信するにせよ、信号マージンを増やし信頼できる無線通信の性能を保証することは、特に、電力制限がある衛星に適用する分野では、しばしば望ましいことである。信号のリンクマージンを増やす知られている方法には、チャネルバンド幅を拡張して周波数の選択性を獲得したり、或いは、前方誤り訂正符号化（畳み込み符号化のような）、信号電力の増加、及びビット繰り返し（これは前方誤り訂正符号化の形式で見られるかもしれない）を用いることが含まれる。これらの方法夫々には重大な制限がある。バンド幅拡張は典型的には、信号拡張と低速ビット誤り訂正符号化のような公知の方法によって成し遂げられ、その結果、フェーディングに対してはそれほど敏感ではない信号が得られる。バンド幅拡張はスペクトラム割当て効率を低くしてしまう。さらに、ＳＭＳに適用する場合には、もし、音声チャネルの拡張されたバンド幅がメッセージチャネルのバンド幅と異なるなら（例えば、より大きいなら）、２つの分離した完全な無線電波（各サービスに対して１つ）が移動ユニットに要求され、これによってその設計を複雑なものとする。また、コヒーレントなＲａｋｅ受信機或いはイコライザは通常、遅延拡散を低減することが求められ、さらに、移動ユニットの設計を複雑なものとする。バンド幅拡張は、また、全音声或いはデータメッセージの繰り返し送信によって実施されるかもしれない。しかしながら、注目する非理想的な条件では、この方法は効果的ではない。なぜなら、各繰り返しが通常はノイズ閾値（floor）より下にあり（即ち、十分なマージンをもっていない）、その結果、誤り率が高くなり繰り返しのコヒーレントな積分を妨げてしまう。
【００１５】
信号電力を増すことは、また、より高いマージンを備えるために用いられるかもしれない。衛星の電力制限のために、これは通常実際的なやり方ではない。システムのコストを増すのに加えて、増大した送信電力はまた、特に、狭い再利用マージンしかないＴＤＭＡシステムにおいてチャネル相互の干渉を制御することをより難しいものとしている。従って、衛星から移動ユニットへの大きな電力増加は相対的に使用頻度の低いときにのみ備えられると良い。さらに、移動ユニットは衛星よりもさらに電力制限をうけるので、この技術は通常、一方向、即ち、衛星から移動ユニットへの方向でのみ実際的である。
【００１６】
ビット繰り返しもまた、マージンを増やすために用いられるかもしれない。ビット繰り返しは、特に、非理想的な条件ではメッセージ繰り返しよりも誤り率が低くなる。ビット繰り返しは伝送遅延の原因となり、これは明白な理由のために音声信号にとっては望ましくない。しかしながら、伝送遅延は、その遅延がもっともな最低値に保たれているならば、ＳＭＳ機能のようなデータ通信にとっては受容可能なものであるかもしれない。ビット繰り返しは、個々のビット、或いは、変調シンボル、或いは、ビット或いは変調シンボルのパケットを、全ての繰り返しが連続的であるか、また、同じタイムスロットか連続するＴＤＭＡフレームのスロット内に含まれるようにして複数回送信することにより達成される。受信機は各繰り返しからのエネルギーを積分してより高いマージンをもつ信号を創り出す。上述のように、ビット繰り返しは、そのメッセージ長に依存して重大な遅延の原因となる。３０ｄＢの信号マージンを達成するために、各ビットは１０００回繰り返されねばならないであろう。典型的な短いメッセージは欧州のデジタル標準であるＧＳＭシステムでは３２〜６４文字であり、現在米国で用いられているＤＡＭＰＳ（Digital Advanced Mobile Phone Service, IS-136）システムでは最大２４５文字であり、ＤＥＣＴ（Digital European Cordless Telephone）システムでは最大１６０文字である。１フレーム当たり１６スロット、１スロット当たり１１４データビットの１８．６４ｍｓのＴＤＭＡフレームをもつＧＳＭシステムを仮定すると、６４文字のメッセージを受信するための最低遅延は、伝播時間を含まずに、次のように示される。
【００１７】
64 ビット×8 ビット/文字×1000繰り返し/ビット×18.64ms/スロット×
1/114スロット/データビット＝84秒。
【００１８】
そのような遅延はデータ送信のためでさえも非常に望ましくないものである。従って、無線通信システムが著しい遅延や著しい電力増加なく、増大した信号マージンで信号送信できることが望まれている。
【００１９】
さらに、通信システムがチャネル幅の拡張を求めることなく増大した信号マージンで信号送信できることが望まれている。
【００２０】
また、ＴＤＭＡ通信システムがＴＤＭＡフレームの構造や編成の変更を求めることなく増大した信号マージンで信号送信できることが望まれている。
【００２１】
さらに、移動無線通信システムが増大した信号マージンで移動ユニットから、或いは、衛星から、或いは、基地局から発せられたデータメッセージを信号送信できることが望まれている。
【００２２】
さらに、通信システムがデータメッセージの送信のために、選択的に通信リンクの信号マージンを増すことが望まれている。
【００２３】
発  明  の  要  約
従来の通信システムにおける上述の、また他の制限は本発明によって克服される。本発明では、ビット繰り返しと電力の相対的に小さな増加との組み合わせによって信号マージンが増大した短い英数字メッセージを送信する高い通過率の伝送方法を提供する。代表的な実施形態に従えば、ビット或いはメッセージ繰り返しと電力の相対的に小さな増大との組み合わせによって、信号マージンを大きくするために繰り返しだけに頼るシステムの受容できない遅延特性を回避している。同様に、繰り返しと電力の相対的に小さな増大との組み合わせによって、信号マージンを大きくするために電力増大だけに頼るシステムのチャネル間干渉の問題を回避している。
【００２４】
本発明の１つの代表的な実施形態に従えば、無線通信システムには、衛星のような制御局と、移動ユニットのような受信機／送信機との間の英数字を送信するための短メッセージサービスという特徴が備えられている。ＴＤＭＡフレームの選択された１つがメッセージフレームとして割り当てられ、各メッセージフレームはデータメッセージを送信するための数多くのデータスロットを含む。深刻な減衰を被るチャネルによって信頼できる送信を保証するために、データメッセージは符号化され、その符号化メッセージは夫々が１ビット以上のパケット或いはグループに分割され、音声伝送の電力レベルより大きな電力レベルでメッセージフレームのデータスロットによって複数回、特定の加入者に対する各送信について同じタイムスロット或いは複数のタイムスロットを用いて各パケットが送信され、その送信は受信機で積分されエラーチェックがなされて増加したマージンをもつ信号を形成する。
【００２５】
本発明の別の代表的な実施形態に従えば、無線通信システムには英数字を移動ユニットに対して、また、移動ユニットから送信する短メッセージサービスという特徴が備えられている。深刻な減衰を被るチャネルによって信頼できる送信を保証するために、その短メッセージが誤り検出符号化によって符号化されて１つ以上のデータコードワードを形成し、各コードワードがメッセージフレームをもつメッセージチャネルによって複数回送信される。各メッセージフレームは各ＴＤＭＡフレーム或いはＴＤＭＡフレームの各セットからのタイムスロットでできている。メッセージチャネルは音声伝送の電力レベルより大きく、かつ、制御情報伝送の電力レベルより大きな電力レベルで送信される。メッセージチャネルは同報制御チャネル或いは他の適当なチャネルからとられたスロットによって形成されても良い。複数回の送信が受信機で積分されてエラーチェックがなされる。
【００２６】
好  適  な  実  施  形  態  の  詳  細  な  説  明
次の説明は衛星と移動無線通信ユニットとを組み込んだ衛星を基幹とする無線通信システムで実現される短メッセージサービスに関するものであるが、本発明はまた、適切な送信機／受信機ユニットを含む他のタイプの通信システムにも適用されることを認識されたい。
【００２７】
衛星を基幹とする移動無線通信システムにおいて、音声やデータを送信する通信リンクは、移動局と標準的な電話か第２の移動局との間で、１つの衛星、多数の衛星、或いは１つ以上の衛星とＰＳＴＮ（公衆交換電話網）との結合体を通して確立される。図３に示されているように、そのようなシステムは２，３つの移動局しかない、或いは、移動局がまったくなく、また、田舎の地域のような付加的な基地局が実際的ではない広範な地理的な範囲を獲得するのに望ましいものである。衛星には特有の電力制限のため、衛星と移動局との間の音声通信は理想的な或いはほぼ理想に近い条件、即ち、移動局のアンテナが適切に展開されて見通しの良い通信ができるような条件を必要とする。例えば、移動局が隠れてしまうとき（例えば、建物などの内側にいる）、或いは、移動局のアンテナが正しく展開されているときのような非理想的な条件では、通信のための電力や信号マージンの要求は、そのチャネルでの減衰が増えるために、非常に大きくなる。そのような条件（図３ではＭＵzとして示されているように）では、レーリ（Rayleigh）フェーディングはしばしば満足な通信を阻害し、それ故に、移動局に短い英数字のメッセージを送信することが望ましい。そのメッセージは、例えば、加入者に入来する呼があることを知らせるために用いられる。本発明は、著しい遅延、電力増加、或いはチャネル間の干渉がなく、信号マージンを増加させる効率的な技術を提供することによって、メッセージの信頼性のある送信を保証する。
【００２８】
例示だけの目的のため、また、本発明の範囲を制限することなく、ＴＤＭＡチャネルを用いた衛星を基幹とするＧＳＭ無線通信システムは次の条件を示すものと仮定される。通信チャネルは見通し線（line of sight）の成分をもたず、深刻な減衰を伴う平坦なレーリ（Rayleigh）フェーディングを被る。当業者であれば認識されるように、レーリ（Rayleigh）（或いは複数経路）フェーディングは、サービス領域における物理的な構造体からの反射のため、複数の経路の波が定在波の対を形成するときに発生する現象である。総体となった定在波の対は不規則な波のフェーディング構造を形成する。移動ユニットが静止しているとき、それは一定の信号を受信する。しかしながら、移動ユニットが移動しているとき、そのフェーディング構造はフェーディングが発生する原因となり、それは移動ユニットがより高速に移動するにつれて大きくなる。非理想的なレーリ（Rayleigh）チャネルの平均信号レベルはほぼ理想的な見通し（line-of-sight）チャネルの信号レベル以下約２０〜３０ｄＢである。
【００２９】
短メッセージを非理想的な条件で移動ユニットに信頼性をもって送信することを保証するために、信号マージンは増やされねばならない。本発明に従えば、ビット繰り返しと電力増加は、著しい遅延を起こさずに増加した信号マージンを備えるために組み合わされる。
【００３０】
デシベル（ｄＢ）は電力、電流、或いは電圧の比を表すために用いられる単位であることが認識されるであろう。即ち、電力比（Ｐ２／Ｐ１）は公式、ｄＢ＝１０ｌｏｇ（Ｐ２／Ｐ１）によってデシベルで表される。３０ｄＢの信号マージンは電力比１０００を表す。なぜなら、１０ｌｏｇ１０００＝３０であるからである。従って、ビット繰り返しのみによってこの信号マージンを達成するためには、各ビットが１０００回繰り返されねばならず、各繰り返しからの信号マージンは受信機で積分されねばならず、その結果、先に計算したように８２秒の遅延が発生する。しかしながら、１５ｄＢのマージンを得るためには、必要な電力比はわずかに３１．６２３である。なぜなら、１０ｌｏｇ３１．６２３＝１５であるからである。従って、３０ｄＢの信号マージンはその電力を１５ｄＢだけ増加させ、各ビットを約３１回繰り返すことによって備えられるかもしれない。この技術を用いれば、６４文字のメッセージについてビット繰り返し遅延は（64 文字×8 ビット/文字×31回の繰り返し/ビット×18.64ms/スロット×1/114スロット/データビット）、約２．５秒である。その結果、ビット繰り返し遅延は納得のいくレベルに維持され、電力増加もまた納得のいくレベルに維持され、これによりチャネル間の干渉を回避することができる。繰り返しと電力増加の多くの異なる組み合わせが、重大な遅延なくレーリ（Rayleigh）フェーディングのある環境における通信をうまく達成することを可能にしていることが認識されるであろう。さらに、デジタル信号の個々のビットを繰り返すことよりもむしろ、ビット群が繰り返されても良い。
【００３１】
本発明の技術を実施するため、衛星から移動局への電力増加は複数のユーザにまたがって電力負荷を平均化することにより備えられるかもしれない。即ち、ほぼ理想的な条件にある移動ユニットによって用いられる通信チャネルは、その電力を削減させて非理想的な条件にある移動ユニット、或いは移動ユニット群への電力供給を増大させるかもしれない。電力増大はまた、連続的なＴＤＭＡフレームにおける個々のスロットが増大した電力レベルで送信される時間平均をとることによって備えられても良い。衛星から移動局への電力増加はまた、他の従来技術によって成し遂げられても良いことが認識されるであろう。
【００３２】
移動ユニットの電力制限は衛星の電力制限よりも厳しいものでさえある。従って、移動局から衛星への通信電力を増加させることはより困難でさえある。そのような通信はメッセージ或いはメッセージ受信の確認を送信する必要がある（或いは、あるかもしれない）。本発明の１つの実施形態に従えば、移動局から衛星への電力増加は、その移動ユニットがランダムアクセスチャネルＲＡＣＨの全てのタイムスロットで送信することを可能にすることによって達成されるかもしれない。ビット或いはメッセージ繰り返しはまた、移動ユニットによって実施されてさらに効果的に衛星に送信される信号のマージンを増加させても良い。ＲＡＣＨチャネルによる移動ユニットによる確認（acknowledgement）は、情報速度の低い信号、より多くの数の同期（sync）ビット、及び多くの数のビットによって達成され、そして、フォワードチャネルに相対したメッセージの繰り返しが用いられて移動ユニットの低い送信電力を補償する。好ましくは、その移動ユニットは別々の搬送周波数で連続的な繰り返しを送信して、その繰り返しが関連しないようにする。メッセージが短いために、その送信時間は短く、平均送信電力はこのシステムを用いても受容可能なものであろう。
【００３３】
さて、図４において、本発明の送信方法を用いた短メッセージの送信を説明したフローチャートが示されている。ステップ１００において、送信側パーティは送信されるメッセージを受信加入者に入力する。そのメッセージは移動ユニット、標準的な電話、コンピュータ端末、或いは同等の機器を通して送信側パーティによって直接通信システムに入力されても良いし、或いは、そのメッセージは、メッセージをシステムに入力するサービスセンタのオペレータを呼び出して間接的に入力されても良い。ステップ１０２では、短メッセージを有する情報ビットが、ＣＲＣのような誤り検出コードをもつ送信機にあるエンコーダによって符号化される。その符号化メッセージは１つ以上のコードワードを構成し、夫々はコードワードビット或いはシンボルを含んでいる。送信機は衛星でも、基地局でも、移動ユニットでも良いことが認識されるべきである。ステップ１０４では、符号化手段によって出力される各コードワード或いは各シンボルがＮ回繰り返されてＮビットを含むパケットを形成するように、ビット繰り返しが採用される。個々のビット或いはシンボルを繰り返す代わりに、２つ以上のビット或いはシンボルの群、或いは、そのコードワード或いは２つ以上のコードワード全てが繰り返すことができることもまた明らかである。それから、受信機がチャネル品質を評価可能にするために、ＴＤＭＡフレーム内の各スロットが繰り返しビット、誤り検出符号化ビット、及び同期（sync）バーストの１つ以上のパケットを含むようにパケットが送信される。符号化された短メッセージを有する全てのビットはこの方法で送信される。ビット繰り返しとメッセージ繰り返しとが採用されるなら、全符号化メッセージが一旦送信されたなら、そのメッセージ（Ｎコードワードビットのパケットの形式で）の送信はＭ回繰り返されて所望の信号マージンを獲得する。短メッセージは衛星、基地局、或いは移動局から送信されるので、符号化及び送信機能はこれら機器の夫々に設けられる。また、本発明の技術を実施するために、送信機には、メッセージの送信を成功させるのに要求される信号マージンを獲得するために必要なビット繰り返し回数Ｎ、メッセージ繰り返し回数Ｍ、及び電力増加を決定するための手段が含まれることが認識されるであろう。
【００３４】
ステップ１０８で、受信機器（即ち、移動ユニット、衛星、基地局、或いは同等の機器）は繰り返し符号化メッセージビット、誤り検出ビット、及びチャネル品質評価ビットを含む受信信号をサンプルし、次の形式のメトリックの合計を生み出す。
【００３５】
【数１】
0004494639.tif 000002
ここで、ｒijはパケット繰り返しｊにおける情報ビット或いはシンボルＳのｉ番目の繰り返しに対応するサンプルされた受信信号であり、Ｃjはチャネル品質の対応する評価である。ステップ１１０では、受信機器に含まれるデコーダが、ソフト結合（soft combining）或いは多数決論理の票決、或いは他の適当な符号化方法を用いて、メトリックの合計からＴＤＭＡスロットにおける各符号化ビット或いはシンボルを復号化する。ソフト結合（soft combining）を実施するために、デコーダは以下の式のものとしてメトリックの合計を加算し、
【００３６】
【数２】
0004494639.tif 000003
その合計に基づいて、ビット或いはシンボルの決定を行う。多数決論理の票決を実施するために、デコーダは各メトリックｙiについて予備的なビット或いはシンボルを決定し、それから予備的決定の全てを比較することにより最終的なビット或いはシンボルの決定を行う。従って、もし、デコーダがＭ個の予備的な決定をするのであれば、デコーダは、その予備的な決定の半分以上が“１”であれば対応する情報ビットが“１”であると決定し、さもなければ、そのデコーダは対応する情報ビットが“０”であると決定する。同じ論理が“０”であるビットをデコードするのに用いられる。予備的な決定のちょうど半分が“０”であり、その予備的な決定のちょうど半分が“１”である結果となる誤りを防止するために、Ｍには奇数が選択されている。符号化ビットはコヒーレントに結合されて、そのメッセージの多数の伝送がコヒーレントに結合されて増加したマージンをもつメッセージ信号を生成する。
【００３７】
ステップ１１２では、受信装置に含まれる誤り検出器は送信装置に備えられるＣＲＣ誤り検出符号化に基づいて誤りを検出する。もし誤りが検出されなければ、そのメッセージはステップ１１４において受信する加入者の移動ユニットに表示される。もし誤りが検出されれば、その受信装置にはメッセージは表示されずユーザには表示エラーメッセージ或いは音声信号によるエラーメッセージが通知され、受信機は以下に詳細に説明する双方向無線プロトコルに従って送信機にメッセージ或いはメッセージのエラー部分を再送信するように要求する。
【００３８】
本発明によれば、メッセージの繰り返し送信はメッセージの個々の部分の繰り返しと組み合わせて用いられるかもしれない。即ち、メッセージの個々の部分は複数回送信され、全メッセージがそのメッセージ部の繰り返し送信によって送信されるとき、全メッセージが再送されるかもしれない。
【００３９】
１つの実施形態に従えば、本発明に従うＳＭＳ機能をもつ衛星を基幹とする移動通信を実現するために、メッセージチャネルは低速付随制御チャネルＳＡＣＣＨからフレームを“盗用したり（stealing）”或いは借用することより形成される。例えば、送信機はＳＭＳ情報を搬送するためにメッセージフレームとして用いるためＳＡＣＣＨチャネルの各８番目毎のフレームを割当てることができる。この実施によって、１０４個の正規のＴＤＭＡフレーム各々に対して１つのＳＭＳフレーム、或いは、約１.９２秒毎に１つのＳＭＳフレームを備える。８番目毎のＳＡＣＣＨフレームを用いることにより、ＳＡＣＣＨの日付の割合は８分の１に減り、これはシステムに悪い影響を与えることはないことが認識されるであろう。ＳＭＳチャネルにおいて、代表的なフレームフォーマットが図５Ａに示されており、そのフォーマットには２つの前方訂正チャネル（ＦＣＨ）スロット、２つのアイドルスロット、２つの同期チャネル（ＳＣＨ）スロット、２つの付加的なアイドルスロット、２４個のデータスロットを含み、各ＳＭＳフレームに対して合計で３２スロットある。２４個のデータスロットはメッセージ情報を送信するのに用いられる。２４個のデータスロット各々は、各加入者がＳＭＳフレーム当たり１つのデータスロットを受信するように対応する移動ユニットに割当てられる。従って、特定の加入者の移動ユニットに割当てられた各メッセージフレームにおけるデータスロットやスロット群はその加入者に対するメッセージチャネルを構成する。代替フレームフォーマットが用いられても良く、複数のデータスロットが各移動ユニットに割当てられても良いことが認識されるであろう。さらに、ＳＡＣＣＨフレーム以外のフレームもメッセージフレームとして用いられても良い。
【００４０】
衛星のエンコーダは適切にメッセージデータを符号化する。また、増加した送信電力と組み合わせてビット及び／或いはメッセージ繰り返しが、上述のように送信機によって実現される。このＳＭＳの実現においては、各ビットが３回送信され、そのメッセージ或いはその部分が夫々３回送信され、ＳＭＳフレームがＴＤＭＡ通信リンクの音声フレームとスロットよりも約６ｄＢ大きな電力で送信されるのが好ましい。１０４フレーム或いは約１．９２秒がこの実施形態では同期のために必要である。この実施形態では、１つのアクティブなＳＭＳフレームが１０４個のＴＤＭＡフレーム夫々に対して発生するので、デューティサイクルは約１％である。
【００４１】
単メッセージサービスが相対的に頻繁ではないがフレームの盗用や借用を用いて実現されるので、衛星或いはセルラシステムが不利な方向で悪い影響を受けることはないことが認識されるであろう。
【００４２】
本発明の別の代表的な実施形態に従えば、高い通過率をもった短メッセージサービスが、次のように上述した伝送方法を用いて衛星を基幹とする通信システムで実現される。同報制御チャネルＢＣＣＨを含む搬送周波数において、各フレーム（例えば、１６スロット）の第１のスロットはその同報制御チャネルに割当てられる。同報制御チャネルは５１フレームで実現される。５１フレームの繰り返しパターンは周波数及び同期訂正チャネルＦＣＨとＳＣＨとともに同報及び呼出チャネルＰＣＨを含む。衛星モードのＢＣＣＨが送信される搬送波は必ずしも全てのタイムスロットでアクティブである必要はない。特に、与えられたビームの搬送波で現在セットアップされている通話がないなら、その搬送波のＢＣＣＨスロットだけがエネルギーを含み、即ち、搬送波上のトラフィックや他のスロットはエネルギーを含まないであろう。
【００４３】
各ＢＣＣＨスロットは搬送波のトラフィックスロットの平均電力レベルよりも高い電力レベルで送信されることが好ましい。ＢＣＣＨの周波数訂正チャネルＦＣＨと同期チャネルＳＣＨは、短メッセージサービスに対して用いられる。この実施形態では、５１スロットのＢＣＣＨフレームの４つのスロットが短メッセージサービスに専用のスロットとなる。これらＳＭＳスロットはフレーム１、１３、２６、及び４０で発生する。従って、５１スロットのＢＣＣＨフレームでは、ＳＭＳスロットは１２、１３、１４、１２、１２、１３、１４、……スロットだけ間隔が離され、受信機が信号強度のプロファイルだけでフレームタイミングを決定できるようにしている。４つのＳＭＳスロットは、残りの４７個のＢＣＣＨスロットよりも大きな電力レベルで送信される。その４７個のＢＣＣＨスロットはＢＣＣＨチャネルを含む搬送波における残りのＴＤＭＡチャネルのスロットよりも大きな電力レベルで送信される。この同報制御チャネルＢＣＣＨの実現は、周波数訂正チャネルＦＣＨが変調されないバーストではないので標準的なＧＳＭの実現とは異なることが認識されるであろう。
【００４４】
さて、図５Ｂにおいては、本発明の代表的な実施形態に従うＳＭＳスロットで送信されるバーストのフォーマットが示されている。そのバーストは、用いられている衛星とビームとを識別するビーム識別ビットＢＥＡＭ（ビーム）ＩＤを含む。もし、１４ビットがそのＢＥＡＭ（ビーム）ＩＤのために用いられるなら、１６３８４個のユニークな識別子が可能である。これによって、例えば、３２個の衛星各々で最大５１２個のビームの識別ができる。その識別子は別の周波数では再利用されることが認識されるであろう。受信機は連続的に複数のＳＭＳバースト各々の対応するビットを平均して効果的にＢＥＡＭ（ビーム）ＩＤ情報の信号マージンを増加させ、ＢＥＡＭ（ビーム）ＩＤが非理想的な環境下でさえも判断可能になる。
【００４５】
ＳＭＳバーストはさらに、２つの６４ビットのデータコードＤＡＴＡＣＯＤＥを含み、これが１２８ビットのデータコードを形成する。１２８ビットのデータコードは相互に直交する値の１と１２８の間の１つの値をもつことができる。これらの直交値は同期ワードに似たビットパターンであり、それ故に、周波数訂正と同期の機能とを提供して効果的に省かれたチャネルＦＣＨとＳＣＨとを置換する。代表的な実施形態に従えば、もし、１２８個の相互に直交する値が仮定されたなら、情報の７ビットが各バーストで備えられる。この実施形態では、各メッセージは２度繰り返される。或いは、より少ない数の相互に直交する値が仮定され、メッセージ送信の数が減らされ、同じ全体的なデータスループットを維持できる。また、誤り訂正符号化が用いられても良いが、これは以下により詳細に説明されるであろう。
【００４６】
典型的なＳＭＳメッセージは、例えば、１１２ビットを含む。１１２ビットは情報ビットとＣＲＣ誤り検出コードビットを含む。１１２ビットのメッセージを２度送信するために、２２４メッセージビットが送信されねばならない。図５Ｂに示されているように、各ＳＭＳバーストは、ガードとランプアップ／ダウン機能のための８．２５ビットのＧＵＡＲＤ／ＲＡＭＰ（ガード／ランプ）、６ビットのテール（ＴＡＩＬ）、及び１４２情報ビットを含む１５６．２５ビットを含んでいる。１４２情報ビットは１４ＢＥＡＭ（ビーム）ＩＤビットと１２８データコードビットを含んでいる。１２８データコードビットが７情報ビットに対応しているので、７メッセージビットが各ＳＭＳバーストで送信される。２２４メッセージビットを配信するため、３２個のＳＭＳバーストが必要である。５１スロットのＢＣＣＨフレーム各々について４つのＳＭＳバーストがあるので、各メッセージに対して４０８個のＢＣＣＨフレームが必要である。９．２３ｍｓのフレーム長に基づくと、１１２ビットのメッセージは約３．７７秒で配信される。もし、衛星システムが１２１個のビームを含むなら、その衛星は（１２１／３．７７）毎秒約３２メッセージを配信できることが認識されるであろう。
【００４７】
上記代表的な実施形態に従うＳＭＳシステムを実現するのに必要な電力は次のように決定される。上記のように実現されたＢＣＣＨチャネルの結果、ＴＤＭＡフレーム毎に１つのＢＣＣＨバーストができる。即ち、１６番目のスロット毎に一度ＢＣＣＨバーストが発生する。与えられたＢＣＣＨバーストが発生する特定のスロットは衛星のビームから衛星のビームまで１６セルパターンずらされることが好ましい。衛星が１２１個のビームをもつと仮定すると、ＳＭＳ情報を送信できる約８個のビームが与えられた時間にはアクティブである一方、他の１１３ビームはトラフィック情報を送信する。前述のように、ＳＭＳスロットはＢＣＣＨフレームのスロット１、１３、２６、及び４０に間隔を置いて設けられる。この間隔によって異なったビームでの１２個の直交するずらされた（staggered）ＳＭＳフレームが可能になる。従って、ＳＭＳ情報を搬送可能な８つの同時送信するビームは同じ時間にＳＭＳ情報を送信しない。ＳＭＳスロットは１度にただ１つのビームで送信され、これによって、一定のトータルなフェーズドアレイ送信機負荷を維持している。
【００４８】
ＳＭＳ信号についてのリンクマージンは、増大した電力、１２８ビットのデータコードからの信号拡散、ビット或いはメッセージ繰り返し、及び誤り訂正符号化による利得の組み合わせによって効果的に増やされる。前述の例について符号化利得を除くリンクマージンは次のように決定される。トラフィックチャネルはＡＷＧＮチャネルによって最低７ｄＢのマージンを備える。ＡＷＧＮチャネルによる１６ｄＢの増加したマージンに関して、ＳＭＳチャネルはトラフィックチャネルによる９ｄＢの付加的な電力を用いて送信される。７情報ビットについて１２８チップコードによる拡散利得は２８．６ｄＢの増加したマージンに関して、１２．６ｄＢの付加的な利得を提供する。最後に、ソフトディシジョン符号化と関連して用いられるメッセージ繰り返しは、約３１．６ｄＢの全ＳＭＳリンクマージンに関して、３ｄＢの付加的な利得を提供する。誤り訂正符号化は付加的な利得を提供するのであるから、本発明に従うＳＭＳシステムは十分なリンクマージンを備えて、移動ユニットが影に隠れてしまったり、及び／或いは、そのアンテナが正しく展開されていないときなどのような非理想的な条件であってさえも通信が可能になることが認識されるであろう。
【００４９】
上述のように本発明のＳＭＳシステムによって、たとえＳＣＨチャネルがＳＭＳ伝送に用いられるとしても、同期が達成できる。本発明に従えば、同期は次のように達成される。受信機は平均受信信号強度に基づいて電力プロファイル方法を用いてより高い電力のＳＭＳバーストを突き止める。その受信機は自分自身を各ＳＭＳバーストにおける直交データコードとの相関によってビットレベルにまで到来する信号に同期させる。その相関はメッセージ繰り返しにわたって加算されて適切な信号対雑音比を提供して信頼性をもってメッセージデータを復号化する。一旦同期がとられたなら、移動ユニットは４７ＢＣＣＨスロットの間は休眠し４つのＳＭＳスロットのために覚醒する。その結果、約１／２０４のデューティサイクルが得られる。移動局はまた、５１フレーム期間毎に付加的な４〜８スロットを覚醒させて、例えば、通常の呼出チャネルを受信できるかどうかを判断する。この付加的な受信機の動作は、約１．５％のデューティサイクルという結果になる。
【００５０】
本発明のＳＭＳシステムは他の方法でも実現され、上述した代表的な実施形態の具体的な詳細によって限定されるものではないことが認識されるであろう。従って、本発明のＳＭＳシステムはＴＤＭＡシステムにおけるＮフレーム毎の特定のスロット或いはスロット群を用いて実現されても良い。例えば、各衛星ビームの与えられた搬送周波数で４番目のフレーム毎の呼出スロットが用いられて選択的にＳＭＳサービスを提供することもできる。ＳＭＳサービスが必要とされていなかったり、或いは、望まされていないとき、これらのスロットは音声トラフィックのために用いられる。この実施形態では、ＳＭＳスロットは同じ搬送波で音声スロットよりも６ｄＢ大きい電力を用いて送信される。連続するＳＭＳスロットは図６に示されているように１３スロットのＳＭＳフレームを形成する。この実施形態でのＳＭＳフレームは、周波数訂正情報のために用いられる第１のスロットと同期情報のための第２のスロットとをもっている。スロット３〜１３はデータ或いは呼出のために用いられ、図５Ｂに示されたフォーマットをしている。各データスロットは１つの受信機だけのために情報ビットを搬送する。この実施形態における各ビットと各メッセージは３回送信される。１２０データビットから成る典型的なメッセージに関して、１メッセージを配信するための時間は約１１．５秒である。１５０ビームをもつ衛星を仮定すると、１３メッセージが毎秒配信される。
【００５１】
本発明を更なる面から見ると、メッセージ繰り返しは、例えば、異なった周波数で、異なった偏向、或いは、適当な時間遅延でメッセージ或いはメッセージの部分を送信することによって互いに関係しないようにされる。
【００５２】
本発明の伝送システムはさらに前方誤り訂正（ＦＥＣ）手段を含んでも良い。そのような構成において、送信機には短メッセージの情報ビットを、その情報ビットを誤り検出コードとともに符号化した後に誤り訂正コードとともに符号化する第２のエンコーダが備えられる。そのメッセージが送信されて、前述した方法でその受信メッセージが復号化される。多数決論理の票決をもちいると、ハードウェアのデシジョンデコーダが用いられ、多数決論理の票決器の出力におけるビットが（チャネルからの評価されたビット信頼性情報のような）付加的な情報なくチャネルデコーダへとフィードされる。もしソフトの結合が用いられるなら、ソフトウェアのデシジョンデコーダが用いられて誤り訂正コードをデコードし、メトリックの合計ｙiがソフトウェアのデシジョンデコーダの出力に加算され、その合計が誤り訂正デコーダにフィードされる。誤り訂正符号化は、もし誤り訂正エンコーダの異なる出力が伝送ストリームにおいてできる限り遠くに連続する出力ビットを分離することによりインタリーブされるなら、より効果的であろう。
【００５３】
ビット及びメッセージ繰り返しの回数が多くなればなるほど、システムの性能はより良くなるが、遅延もより長くなることが認識されるであろう。ＴＤＭＡスロットは、同期（sync）情報或いはデータとして用いられる有限数のビットをもつ。パケットにおけるビット繰り返し数（Ｎ）の増加は同期（sync）ビットの数の減少を必ず要求する。メトリックの合計は評価されたチャネル品質に依存し、チャネル品質は同期（sync）ビットの数に依存する。ＴＤＭＡスロットがＮtビットをもち、１スロット当たりＮs同期ビットがあり、１スロット当たりＮt−Ｎsデータビットがあるとすれば、繰り返しによるビット当たりの信号対雑音比における利得は約（ＮtＮs-Ｎs２)/Ｎtである。それ故に、信号対雑音比における最適利得はＮs＝Ｎt／２であるときに発生する。しかしながら、与えられたスロットにおける同期（sync）ビットとデータビットの数の選択は実現される特定の伝送方式に依存することが認識されるであろう。
【００５４】
上述のように、衛星と移動局との間でメッセージを通信するために確立されるリンクは双方向リンクである。従って、短メッセージシステムの有用性を改善するために衛星と移動局との間で用いられる無線プロトコルが選択される。例えば、メッセージを受信する移動局が“肯定（ＹＥＳ）”か“否定（ＮＯ）”で衛星に応答しメッセージが正しく受信されたかどうかを示す実施形では単純なプロトコルが用いられる。或いは、パケット或いはパケット群がグループＩＤによって識別されＣＲＣ誤り検出コードによって保護される実施形ではより複雑なプロトコルが用いられる。もしＣＲＣがメッセージが正しく受信されていなかったことを示すなら、衛星はエラーを起こしたグループを有するパケットを再送できる。このようにして、完全なメッセージを再送するのとは対照的にエラーのあるパケットだけが再送される必要がある。従って、このプロトコルは繰り返しの回数を最適化しこれによって遅延と衛星電力の浪費を最小化するために用いられる。
【００５５】
本発明に従うＳＭＳの双方向リンクはまた、課金に関する利点も備えている。単方向リンクは短メッセージ配信料金が送信者或いは受信者に課金されるのを妨げる。なぜなら、メッセージが正しく受信したことの証拠がないからである。従って、単方向リンクしかないＳＭＳでは加入者に対して加入者料金の増加が呈示されるかもしれない。これとは反対に、双方向リンクではメッセージの送信者或いはサービスのオペレータがメッセージが正しく受信されたかどうかを判断することが可能であるので、サービスオペレータは正しく受信されたメッセージ各々だけに対して配信料金を請求するＳＭＳサービスを提供できる。
【００５６】
上述のように、３０〜４０ｄＢ以上のリンクマージンを必要とするより長いメッセージ、音声通信、或いは条件に関して、受容できない長い遅延が本発明の技術を生み出す結果となったかもしれない。そのような場合において、そのメッセージは衛星や対応するセルラ移動交換センタ（ＭＳＣ）に格納されるかもしれない。移動ユニットがより有利な通信チャネルの同報制御チャネル（ＢＣＣＨ）を読み出すことができるとき、そのユニットは、例えば、その同報制御チャネルのフラグによって格納されたメッセージに注意が促されるかもしれない。
【００５７】
上述の説明は多くの詳細や具体例を含んでいるが、これらは単に本発明の特徴や原理を例示したものに過ぎず、限定として解釈されるものではないことを理解すべきである。請求項とその法的な同等物によって定義されるように、本発明の精神と範囲とを逸脱しない多くの変形例が、当業者にとっては容易に明らかである。
【図面の簡単な説明】
本発明の前述した目的、特徴、及び利点は図面と関連した詳細な説明を読むことによってより容易に理解されるが、その図面は以下のとおりである。
【図１】  代表的な実施形態の無線通信システムのブロック図である。
【図２】  典型的なＧＳＭデジタル無線通信システムにおけるチャネル編成を示す図である。
【図３】  本発明の信号伝送方法が実施される衛星を基幹とする移動無線通信システムの図である。
【図４】  本発明の実施形態に従う短メッセージの伝送を説明するフローチャートである。
【図５Ａ】  本発明の実施形態に従うＳＭＳフレームのフォーマットを示す図である。
【図５Ｂ】  本発明の実施形態に従うＳＭＳスロットのバーストフォーマットを示す図である。
【図６】  本発明の実施形態に従うＳＭＳサービスのフレームフォーマットを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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