(57)【要約】時分割多重システムにおけるスペクトルを効率的に使用するシステム及び方法が示される。好適実施例では、時分割多重フレームの割合が、通信要請／要求に従って、フォワード及びリバース・チャネルとして非対称に調整される。独立した非同期動作に使用すると望まれない結果になるであろうところの特定の資源グループは、ロックステップで動作させることで、望まれない結果を回避することが好ましい。従って、本発明の多くの好適実施例は、ハブの多重キャリア及び多重ノード無線通信システムの中で、ロックステップ非対称適応時分割多重を行う。
2004502380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのフォワードリンク割合及びリバースリンク割合を動的に設定するよう動作するトラフィック・スケジューラであって、当該トラフィック・スケジューラが：
トラフィック判定システム；
前記トラフィック判定システムからの情報に基づいて、フォワードリンク割合及びリバースリンク割合を動的に設定し、所定の一組の動作手順に従って、前記フォワードリンク割合及び前記リバースリンク割合をトラフィックソースに割り当てるよう動作する割り当てシステム；
を有することを特徴とするトラフィック・スケジューラ。
【請求項２】
前記割り当てシステムが：
前記トラフィック判定システムにより提供される情報が、前記少なくとも１つのキャリアの少なくとも一部で与えられる利用可能な容量を越えるトラフィックを示す場合に、前記所定の一組の動作手順に従って、前記トラフィックソースの間で容量不足を分散させるよう動作するトラフィック輻輳部
を有することを特徴とする請求項１記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項３】
前記所定の一組の動作手順が、前記トラフィックソースの間で前記容量不足の実質的に均等な配分を行わせることを特徴とする請求項２記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項４】
前記所定の一組の動作手順が、前記トラフィックソースの間で前記容量不足の重み付けされた配分を行わせることを特徴とする請求項２記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項５】
前記重み付けされた配分が、特定のトラフィックソースに関連する送信優先度に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項４記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項６】
前記重み付けされた配分が、特定のトラフィックソースに関連する最小保証帯域に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項４記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項７】
前記重み付けされた配分が、特定のトラフィックソースに関連する不足履歴情報に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項４記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項８】
前記割り当てシステムが：
前記トラフィック判定システムにより与えられる情報が、前記少なくとも１つのキャリアの少なくとも一部で与えられる利用可能な容量の余剰を示す場合に、前記所定の一組の動作手順に従って、前記トラフィックソースの間で過剰容量を分配するよう動作する過剰帯域部
を有することを特徴とする請求項１記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項９】
前記所定の一組の動作手順が、前記トラフィックソースの間で前記過剰容量の実質的に均等な配分を行わせることを特徴とする請求項８記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１０】
前記所定の一組の動作手順が、前記トラフィックソースの間で前記過剰容量の重み付けされた配分を行わせることを特徴とする請求項８記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１１】
前記重み付けされた配分が、特定のトラフィックソースに関連する送信優先度に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項１０記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１２】
前記重み付けされた配分が、特定のトラフィックソースに関連する最小保証帯域に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項１０記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１３】
前記割り当てシステムが：
前記トラフィックソースにキャリアを動的に割り当てるよう動作するキャリア割り当てシステム
を有することを特徴とする請求項１記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１４】
通信容量の利用を最適化するために、前記キャリアの割り当てが、前記トラフィックソースに対する前記フォワードリンク割合及び前記リバースリンク割合の割り当てと共同して行われることを特徴とする請求項１３記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１５】
前記重み付けされた配分が、前記トラフィックソースに対する不足履歴情報に少なくとも部分的に基づいて行われることを特徴とする請求項１０記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１６】
前記トラフィック判定システムが、判定するトラフィックの現在のトラフィック要請／要求についての情報を利用することを特徴とする請求項１記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１７】
前記トラフィック判定システムが、トラフィック履歴情報を利用することを特徴とする請求項１記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１８】
前記トラフィック判定システムが、瞬時的なトラフィック利用度を判定するよう動作することを特徴とする請求項１記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのキャリアが、複数のキャリアより成ることを特徴とする請求項１記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項２０】
前記割り当てシステムの動作が、前記複数のキャリアの第２キャリアのフォワードリンク割合及びリバースリンク割合とは異なる、前記複数のキャリアの第１キャリアのフォワードリンク割合及びリバースリンク割合を設定することを特徴とする請求項１９記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項２１】
前記第１キャリアが干渉グループのキャリアであり、前記干渉グループが、同一のフォワードリンク割合及び同一のリバースリンク割合で動作する複数のキャリアを包含することを特徴とする請求項２０記載のトラフィック・スケジューラ。
【請求項２２】
適応時分割多重化を行う通信システムであって、当該通信システムは：
複数のキャリア；及び
前記複数のキャリア中のキャリアについて通信容量の方向性リンクチャネル割合を動的に設定するよう動作するトラフィック・スケジューラ；
より成り、前記トラフィック・スケジューラが：
所定の一組の動作手順に従って、前記方向性リンクチャネル割合をトラフィックソースに割り当てるよう動作する割り当てシステムであって、前記複数のキャリアの第１キャリアの方向性リンクチャネル割合が、前記複数のキャリアの第２キャリアの対応する方向性リンクチャネル割合と異なるところの割り当てシステムを有することを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項２３】
前記トラフィック・スケジューラが、更に：
前記所定の一組の動作手順に従って、前記複数のキャリア中のキャリアにトラフィックソースを動的に割り当てるよう動作するキャリア割り当てシステム
を有することを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項２４】
前記所定の一組の動作手順に従って動作する前記キャリア割り当てシステム及び前記割り当てシステムが、前記通信システムで測定されるよう容量不足量を最小化することを特徴とする請求項２３記載の通信システム。
【請求項２５】
前記複数のキャリアが、少なくとも１つの形態で動作した場合に、望まれない干渉を引き起こすものと判定されるキャリアの第１グループを包含することを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの形態が、同一の通信インターフェースを利用して同時に動作する前記第１グループのキャリアを包含することを特徴とする請求項２５記載の通信システム。
【請求項２７】
前記同一の通信インターフェースが、アンテナ素子であることを特徴とする請求項２６記載の通信システム。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの形態が、リバースリンクにて動作する前記第１グループの他のキャリアと同時に、フォワードリンクにて動作する前記第１グループのキャリアを包含することを特徴とする請求項２５記載の通信システム。
【請求項２９】
前記第１グループが、前記第１キャリアを有するが、前記第２キャリアを有しないことを特徴とする請求項２５記載の通信システム。
【請求項３０】
前記割り当てシステムが：
容量不足を判定することの可能な輻輳システムであって、前記割り当てが、前記容量不足に応答する前記方向性リンクチャネル割合を割り当てるよう動作することを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項３１】
前記容量不足に応答する前記方向性リンクチャネル割合の割り当てが、前記トラフィックソースの間で前記の不足分を実質的に等しく分配することを特徴とする請求項３０記載の通信システム。
【請求項３２】
前記容量不足に応答する前記方向性リンクチャネル割合の割り当てが、前記キャリアの間で前記の不足分を実質的に等しく分配することを特徴とする請求項３０記載の通信システム。
【請求項３３】
前記容量不足に応答する前記方向性リンクチャネル割合の割り当てが、前記トラフィックソースの間で前記の不足を不均一に分配することを特徴とする請求項３０記載の通信システム。
【請求項３４】
前記の不足分の分配が、前記トラフィックソースに関連する不足履歴に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項３３記載の通信システム。
【請求項３５】
前記の不足分の分配が、前記トラフィックソースに関連するサービスの優先度に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項３３記載の通信システム。
【請求項３６】
前記の不足分の分配が、前記トラフィックソースに関連する保証帯域に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項３３記載の通信システム。
【請求項３７】
前記の不足分の分配が、前記キャリアに関連する不足履歴に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項３３記載の通信システム。
【請求項３８】
前記割り当てシステムが：
過剰容量を判定するよう動作する過剰帯域システムであって、前記割り当てが、前記の過剰容量に応じて前記方向性リンクチャネル割合を割り当てる過剰帯域システム
を有することを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項３９】
前記過剰容量に応答する前記方向性リンクチャネル割合の割り当てが、前記トラフィックソースの間で前記の過剰分を実質的に等しく分配することを特徴とする請求項３８記載の通信システム。
【請求項４０】
前記容量過剰に応答する前記方向性リンクチャネル割合の割り当てが、前記キャリアの間で前記の過剰分を実質的に等しく分配することを特徴とする請求項３８記載の通信システム。
【請求項４１】
前記容量過剰に応答する前記方向性リンクチャネル割合の割り当てが、前記キャリアの間で前記の過剰分を不均一に分配することを特徴とする請求項３８記載の通信システム。
【請求項４２】
前記の過剰分の分配が、前記トラフィックソースに関連する不足履歴に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項４１記載の通信システム。
【請求項４３】
前記の過剰分の分配が、前記トラフィックソースに関連するサービスの優先度に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項４１記載の通信システム。
【請求項４４】
前記の過剰分の分配が、前記トラフィックソースに関連する保証帯域に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項４１記載の通信システム。
【請求項４５】
前記の過剰分の分配が、前記キャリアに関連する不足履歴に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項４１記載の通信システム。
【請求項４６】
前記方向性リンクチャネル割合が、フォワードリンクチャネル割合であることを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項４７】
前記方向性リンクチャネル割合が、リバースリンクチャネル割合であることを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項４８】
前記複数のキャリアが、マイクロ波キャリアであることを特徴とする請求項２２記載の通信システム。
【請求項４９】
前記マイクロ波キャリアが、１０−６０ＧＨｚの範囲内にあることを特徴とする請求項４８記載の通信システム。
【請求項５０】
通信容量の最適化を行う方法であって、当該方法は：
複数のキャリアを用意するステップ；
前記複数のキャリアを介して通信するトラフィックソースに求められる通信レベルを判定するステップ；及び
前記トラフィックソースに求められる判定された通信レベルに応答して、フォワード及びリバースチャネルの少なくとも１つに使用されるキャリア容量の部分を判定するステップ；
より成ることを特徴とする方法。
【請求項５１】
更に、キャリアのロックステップ・グループとして前記キャリアを区別するステップであって、前記ロックステップ・グループの各キャリアの少なくとも１つのフォワード及びリバースチャネルに使用されるキャリア容量の部分の判定が、同一であるところのステップより成ることを特徴とする請求項５０記載の方法。
【請求項５２】
更に、キャリアのロックステップ・グループを区別する前記ステップが：
前記複数のキャリア中のもののフォワードリンク及び前記複数のキャリア中の他のもののリバースリンクの同時使用に提供されるための、前記キャリア中の他のものの間で不十分なアイソレーションを与えるところの複数のキャリア中のものを判定するステップ
より成ることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
前記キャリアのロックステップを区別する方法が：
前記複数のキャリアのロックステップでない利用が、望まれない結果を招くところの通信システム資源を判定するステップ
より成ることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５４】
前記通信システム資源が、前記トラフィックソースのものより成ることを特徴とする請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
前記通信システム資源が、アンテナシステムより成ることを特徴とする請求項５３記載の方法。
【請求項５６】
フォワード及びリバースチャネルの少なくとも１つに使用されるキャリア容量の部分を判定する前記ステップが、第２キャリアのリバースチャネルと重複する第１キャリアのフォワードチャネルを提供することを特徴とする請求項５０記載の方法。
【請求項５７】
更に：
フォワード及びリバースチャネルの少なくとも１つに使用されるキャリア容量の前記の判定された部分からの、所望の不足容量を判定するステップ
より成ることを特徴とする請求項５０記載の方法。
【請求項５８】
更に：
前記トラフィックソースの間で実質的に等しく前記不足容量を割り当てるステップ
より成ることを特徴とする請求項５７記載の方法。
【請求項５９】
更に：
不足履歴判定に従って、前記不足容量を割り当てるステップ
より成ることを特徴とする請求項５７記載の方法。
【請求項６０】
更に：
サービスの優先度に従って、前記不足容量を割り当てるステップ
より成ることを特徴とする請求項５７記載の方法。
【請求項６１】
更に：
サービスの所望の品質に従って、前記不足容量を割り当てるステップ
より成ることを特徴とする請求項５７記載の方法。
【請求項６２】
更に：
フォワード及びリバースチャネルの少なくとも１つに使用されるキャリア容量の前記の判定された部分からの過剰容量を判定するステップ
より成ることを特徴とする請求項５０記載の方法。
【請求項６３】
更に：
前記トラフィックソースの間で前記過剰容量を実質的に等しく割り当てるステップ
より成ることを特徴とする請求項６２記載の方法。
【請求項６４】
更に：
サービスの優先度に従って、前記過剰容量を割り当てるステップ
より成ることを特徴とする請求項６２記載の方法。
【請求項６５】
更に：
サービスの所望の品質に従って、前記過剰容量を割り当てるステップ
より成ることを特徴とする請求項６２記載の方法。
【請求項６６】
通信容量の最適化を行うシステムであって、当該システムは：
前記複数のキャリアを介して通信するトラフィックソースに求められる通信レベルを判定する手段；
前記トラフィックソースに求められる判定された通信レベルに応答して、フォワード及びリバースチャネルの少なくとも１つに使用されるキャリア容量の部分を判定する手段；
キャリアの第１ロックステップ・グループとして前記キャリアを区別する手段であって、前記第１ロックステップ・グループの各キャリアの少なくとも１つのフォワード及びリバースチャネルに使用されるキャリア容量の部分の判定が、同一であるところの手段
を有することを特徴とするシステム。
【請求項６７】
更に：
キャリアの第２ロックステップ・グループとして前記キャリアを区別する手段であって、前記第２ロックステップ・グループの各キャリアの少なくとも１つのフォワード及びリバースチャネルに使用される前記キャリア容量の部分の判定が同一であり、前記第１グループ及び第２グループの前記キャリア容量の前記部分が異なるところの手段
を有することを特徴とする請求項６６記載のシステム。
【請求項６８】
キャリア容量の部分を判定する前記手段が、キャリアの全通信フレームに動作可能であることを特徴とする請求項６６記載のシステム。
【請求項６９】
キャリア容量の部分を判定する前記手段が、キャリアのスーパーフレーム全体に動作可能であり、前記スーパーフレームがキャリアの所定の複数の通信フレームより成ることを特徴とする請求項６６記載のシステム。
【請求項７０】
キャリア容量の部分を判定する前記手段が、あるイベントの出現に基づいて動作することが可能であることを特徴とする請求項６６記載のシステム。
【請求項７１】
前記イベントは、通信データキューが所定の閾値に達したことの判定結果であることを特徴とする請求項７０記載のシステム。
【請求項７２】
前記閾値が、データの待機量であることを特徴とする請求項７１記載のシステム。
【請求項７３】
前記閾値が、キューデータの待機時間であることを特徴とする請求項７１記載のシステム。
【請求項７４】
前記イベントが、所定の時間であることを特徴とする請求項７０記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連する出願］
本願は、１９９９年１１月５日に出願され、“Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｂｒｏａｄｂａｎｄ　Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　Ｗａｖｅ　Ｄａｔａ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ”と題され、供に譲受された、米国特許出願番号０９／４３４，８３２の一部継続出願に関連し、それ自体は、現在米国特許６，０１６，３１３の、１９９６年１１月７日に出願された、“Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｂｒｏａｄｂａｎｄ　Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　Ｗａｖｅ　Ｄａｔａ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ”と題され、供に譲受された、米国特許出願番号０８／７４０，３３２の分割出願であり、これらの開示内容は本願の参考に供せられる。
【０００２】
また、本願は、１９９９年６月７日に出願された、“Ｍｕｌｔｉ−ＬｅｖｅｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｍａｐｐｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ”と題され、供に譲受された、米国特許出願番号０９／３２７，７８７にも関連し、その内容も参考に供せられる。
【０００３】
［発明の技術分野］
本発明は、通信システム及び方法に関連し、特に、適応時分割多重を行う中央通信処理形態を通じて、プロセッサを利用するシステム間でブロードバンド情報通信を行うシステム及び方法に関連する。
【０００４】
［発明の背景］
従来、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及び他の汎用コンピュータのような、物理的に大きく隔たった、プロセッサを利用したシステム間の情報通信は、そのようなシステムの統合化を図る上で障害となっていた。そのようなシステム間の物理的な隔たりを橋渡しするのに利用可能な選択肢は、限定的であるだけでなく、コスト、実効性及び信頼性に関する望まれない代償を必要としていた。
【０００５】
従来利用可能な一群の通信選択肢は、その隔たりに橋渡しをするために標準的な公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）又は既存の物理リンクを介する多重信号を利用するような解決手段を含み、システム間での情報通信を可能にする。そのような解決手段は、典型的には実現するのに高価格ではないが、それらは多くの望まれない事項を包含する。具体的には、これら既存のリンクは典型的には高速データ通信用に設計されていないので、大量のデータを高速で通信するための帯域がそれらには不足している。屋内ＬＡＮの速度は１００Ｍｂｐｓに増加しているので、ローカルＰＳＴＮ音声グレード（ｇｒａｄｅ）回路は、ブロードバンドの大都市地域のアクセスに対して、特に顕著な渋滞を示し、それ故にこの手法は益々価値の低い選択肢になりつつある。更に、そのような接続は、重要なプロセッサに基づくシステム情報の信頼性のある送信用に設計されたシステムに見受けられる、誤りトレランス又は信頼性に欠けている。
【０００６】
従来利用可能な他の通信選択肢のグループは、上述したものではなく、代償のスペクトルとは反対側に位置付けられる。このグループは、光ファイバリング又は１対１マイクロ波通信を利用するような解決手段を含む。これらの解決手段は典型的にはコストが高く、多数のユーザには不向きである。１対１のシステムは、通信リンクの各端部に専用のシステムを要し、これは、複数のユーザにわたってそのようなシステムに関する代償を分散させる能力に欠ける。これらのシステムは、たとえ１対多に改良され、いくつかのシステム要素の経済的な複数システム利用を実現したとしても、現在の１対１マイクロ波システムは、ブロードバンドデータ通信を提供せず、従来のＴ１及びＤＳ３のような従来のベアラ（ｂｅａｒｅｒ）サービスを提供するであろう。更に、これらのシステムは典型的には専用インターフェースを与え、多様な汎用のプロセッサシステムとのインターフェースにそれらを提供しない。
【０００７】
複数のシステムで利用されるならば光ファイバリングは経済的であるが、そのようなシステムに物理的に接続される必要がある。そのようなリングを購入、設置及び維持するコストは大きいので、複数システム利用の経済性をもってしても、実現化の多大なコストを克服しない。
【０００８】
従って、プロセッサシステム間の大きな物理的距離をコスト効果的に橋渡しする通信システムが、情報通信の技術分野で必要とされている。
【０００９】
更に、プロセッサシステム間で高速のブロードバンド情報通信を行う通信システムが、当該技術分野で必要とされている。
【００１０】
更に、最適化された情報のスループットを与えるために、利用可能なスペクトルを効率的に利用する動作を行う通信システム及び方法が、当該技術分野で必要とされている。
【００１１】
また、プロセッサシステム間の物理的隔たりを信頼性高く橋渡しする障害許容通信システムも、当該技術分野で必要とされている。
【００１２】
更に、汎用コンピュータシステム及びそれらの標準的な通信プロトコルを包含する、多様なプロセッサシステム及び通信プロトコルへの簡易な接続を行うブロードバンド通信システムが、当該技術分野で必要とされている。
【００１３】
［発明の概要］
これら及び他の課題、必要性及び目的は、通信システム及び方法により達成され、そこにおける（ハブとして言及される）通信形態は中枢に位置し、物理的に隔たった複数の加入者プロセッサシステムに、又は本発明の通信装置（ノードとして言及され、加入者プロセッサシステムと供に、遠隔システム又は加入者システムとして言及される）を利用する音声通信のような他の通信ソースに対して、エアー（ａｉｒ）リンクを与える。好ましくは、この中枢形態（ｃｅｎｔｒａｌ　ａｒｒａｙ）は、エアーリンク接続されたシステム及び物理的にリンクされたシステムの間で通信を提供する、情報通信バックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）に物理的に接続され得る。更に、そのようなシステムの多くは、複数の中枢形態の内部通信によって、システムの大きな物理的隔たりを橋渡しするために使用され得る。更に、セルラのようなパターンを得るために、そのような複数の通信形態を整えることで、更なる表面被覆率が得られる。
【００１４】
好適実施例では、通信システムで使用される通信スペクトルは、周波数分割多重化（ＦＤＭ）され、複数の加入者に対する同時情報通信のための複数のチャネル又はキャリアを提供する。更に、好適実施例の加入者システムは、通信システムで使用されるＦＤＭキャリアの間で選択するように、動的に制御されるよう形成される。
【００１５】
好ましくは、１０ないし６０ＧＨｚのような、ミリ波（ＭＭ波）スペクトルにおけるキャリア周波数が、本発明で使用される。そのようなキャリア周波数が望ましいのは、各々規定される約１０ＭＨｚのＦＤＭチャネルを通じて、少なくとも３０Ｍｂｐｓの伝送に充分な通信帯域を与えるためである。しかしながら、本発明の思想は、ミリ波以外のスペクトルの部分にも適用可能であることは、理解されるであろう。例えば、本発明は、３００ＭＨｚないし３ＧＨｚのような、より低い周波数での使用に非常に適しており、その場合の信号の放射は、ミリ波スペクトルのものと同様な見通し（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）に収まらないものである。
【００１６】
時分割多重（ＴＤＭ）は、好ましくは、単独のキャリアチャネル上で、複数の見かけ上同時の通信を提供するために使用される。ここでは、ＦＤＭチャネルは、フレームを形成する、所定数の離散的な時間スライス（バースト期間又はタイムスロット）に分割される。各バースト期間は異なる加入者に使用され、単独のＦＤＭチャネルを介して複数の加入者に向けられた／そこからの、複数のＴＤＭバーストを有する単独のフレームに包含された情報通信を行うことになる。
【００１７】
更に、全二重は、ＴＤＭで利用されるようなバースト期間を利用して、時分割多重（ＴＤＤ）によって単独のキャリアチャネル上で合成される。ＴＤＤでは、Ｔｘ及びＲｘフレームは、各フレームが１つ又はそれ以上のバースト期間を有し、所定の時間に特定の方向における通信を提供するよう規定される。最適実施例によれば、本発明のＴＤＤは適応的（ＡＴＤＤ）であり、Ｔｘ及びＲｘフレームのサイズを動的に動かす。例えば、Ｔｘフレーム又はＲｘフレームの何れかに対するバースト期間の割り当ては、加入者システムの瞬時的なトラフィック要請に基づいて行われる。
【００１８】
好適実施例では、中枢通信形態又はハブは、所定の領域に信号を放射する又はアンテナビームを与えるために、そこに使用される加入者システムを有する、複数の個別のアンテナ素子又は他の構造を有する。好ましくは、ハブは、加入者システムの複数のものと同時通信を行うよう形成される。そのような同時通信は、複数のＦＤＭチャネルを利用して達成され、それらチャネル自身は、ハブで同時通信が可能である程度に充分に分離されている。付加的に又は代替的に、ハブは、ＦＤＭチャネルのアイソレーションを与えるよう形成され、通信におけるそれらの同時使用を許容するようにする。従って、特定の加入者システムに関連する信号は、あるキャリアチャネルで通信される一方、他の加入者システムに関連する信号は、他のキャリアチャネルで通信される。そのようなＦＤＭチャネルの同時使用時に充分なアイソレーションがあれば、本発明の好適実施例は、同一のサービス領域におけるこれらＦＤＭチャネルの重複する放射を通じて、増加した容量を提供する。
【００１９】
好適実施例では、ＡＴＤＤが使用される場合に、本発明は、トラフィック要請に依存してフォワード（Ｔｘ）及びリバース（Ｒｘ）リンクとして、スペクトルを動的に割り当てることで、帯域の利用を最適化するよう動作する。しかしながら、同時使用の複数のＦＤＭチャネル間でアイソレーションが不十分である場合には、１つのチャネルにおけるフォワード及びリバースリンクの割り当ての調整が、他のチャネルにおける通信に干渉し得る。例えば、第１キャリアチャネルＴｘフレーム及びＲｘフレームは、ハブによる第１キャリアの送信と、ハブによる第２キャリアチャネルによる信号の受信との間に、重複が存在するように調整され得る。
【００２０】
従って、本発明の好適実施例は、ＡＴＤＤフォワード及びリバースリンクの動的調整のために、上述したキャリアのような、（共通チャネル干渉、キャリア間干渉等の）干渉の可能性のある、資源グループ（干渉グループとして言及する）を操作する。好ましくは、干渉グループのキャリアは、「ロックステップ（ｌｏｃｋｓｔｅｐ）」形式で調整され、各キャリアが同一のフォワード及びリバースリンク時間及び遅延と供に操作される。従って、キャリアの非対称性（ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）は、トラフィックの要請に応じるために動的（ｄｙｎａｍｉｃ）であり、干渉グループの化キャリア間の干渉を回避する。
【００２１】
当然ながら、測定される特定の干渉状況及び特定のシステムで許容可能な通信品質に依存して、干渉グループのキャリアは、必要に応じて、ロックステップ以外の形式で調整され得る。例えば、本発明の動作は、ある方向のリバースリンク通信が他のもの、又はグループ化されたキャリアの残りに対して、他の方向における重複を許容せずに（すなわち、キャリアＡのリバースリンクはキャリアＢのフォワードリンクと重複しない。）、干渉グループのキャリア分だけ重複することを許容する（すなわち、キャリアＡのフォワードリンクは、キャリアＢのリバースリンクと重複し得る）。
【００２２】
本発明の好適実施例は、フォワード及びリバース・トラフィック要請情報（トラフィック・スケジューラとして言及される）を利用するプロセッサシステムを通じて行うような、干渉グループの共通制御を与え、それは、総ての加入者システムに関連して、又は干渉グループ内の総てのキャリアに対して割り当てられた他のトラフィックソース（ｔｒａｆｆｉｃ  ｓｏｕｒｃｅ）に関連して、瞬時的に、履歴により又は周期的に決定され得るようなものである。従って、瞬時的なフォワード／リバース比率又は割合（ｆｒａｃｔｉｏｎ）は、キャリアのグループ全体に対して計算及び実現される。干渉グループ内の総てのキャリアは、共通の送信及び／又は受信タイミングを共有するので、この好適実施例の動作は、上記の干渉を排除する。
【００２３】
本発明の他の実施例では、各キャリアに対するもののような、複数のトラフィック・スケジュールが、適切な瞬時的なフォワード／リバース・リンク比率を決定する。例えば、各キャリアについてのトラフィック・スケジュールは、特定のキャリアについてのフォワード／リバース・トラフィック要請情報を分析し、そのキャリアと供に使用するための所望のフォワード／リバース・リンク比率を決定する。そのようなトラフィック・スケジュールの各々には、他のトラフィック・スケジュール又は中枢コントローラとの通信、関連するキャリアチャネルにて測定された干渉の分析、履歴データの分析等により、干渉グループ他のキャリアに関する情報も提供されている。従って、干渉グループのキャリアに関連するトラフィック・スケジュールは、使用されるのに適切なフォワード／リバース比率をそれぞれ決定し得る。
【００２４】
干渉グループのキャリアが、同一のサービスエリアにおける通信を提供するために使用される場合に、すなわち干渉グループの複数のキャリアの輻射が重複する場合に、本発明の好適実施例は、周波数機敏（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ａｇｉｌｅ）加入者システムを利用して、動作の最適化を行う。例えば、トラフィック・スケジュールの方向の下に、加入者システムは、その受信機、送信機又は両者の動作周波数（キャリアチャネル）を変化させ、トラフィック・スケジュールが、複数のキャリアにわたって瞬時的なフォワード／リバース・トラフィック要請のバランスをとることを可能にする。従って、動的なロックステップ非対称性にて動作する複数のＴＤＤキャリアを制御して、ＲＦスペクトル利用における、自立（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）の動的な非対称性にて動作する同数のキャリアと同一又はそれ以上の利得を達成することができる。
【００２５】
上記の態様では、通信システムは初期化アルゴリズムを有し、おそらくは共有されるデータユーザについてのトークン・パッシング（ｔｏｋｅｎ  ｐａｓｓｉｎｇ）形態を含み、加入者システムをポーリングし、中枢形態のアンテナビーム、キャリアチャネル等のような、様々な資源で測定されるような各システムの通信属性を決定する。この情報は、上述したようなトラフィック・スケジューラにより、各システムについてのアンテナ素子、ＴＤＭバースト期間、ＦＤＤ周波数割当及びＴＤＤ  Ｔｘ及びＲｘ時間割当を含む、資源の最適割り当てを、初期に（すなわち、設置及び／又はシステム再構築）及び動作中の両方にて、決定するために使用される。この情報を付加的に使用して、資源の二次的な割当てを提供し、異常事態におけるシステムの動作を維持し、システム障害トレランスを与えることも可能である。
【００２６】
本発明の技術的な利点は、ＡＴＤＤ通信の動的な非対称性が、キャリア間に干渉を導入することなしに、複数のＴＤＤキャリアにわたって達成されることで提供される。
【００２７】
本発明の他の技術的な利点は、ＡＴＤＤに関連する動的非対称性の恩恵の充分な活用がなされることである。
【００２８】
以上は本発明の特徴及び技術的な利点の全体的な概略であり、以下に詳細に説明される本発明の詳細な説明が、よく理解されるようにするためのものである。本発明の主題をなす本発明の更なる特徴及び利点が以下に説明される。当業者であれば、説明される概念及び具体的な実施例が、本発明と同一目的を達成するために修正する又は他の構成を設計することについての基礎として容易に利用され得ることを理解するであろう。また、そのような等価な構成が、特許請求の範囲における上述した本発明の精神及び範囲から逸脱しないことは、当業者に理解されるであろう。本発明の特徴であると考えられる新規な特徴は、更なる目的及び／又は利点と供に、その機構及び動作方法の両者に関連して、添付図面と供に考察されることで、以下の説明により更に理解されるであろう。しかしながら、各図は例示及び説明のためにのみ与えられ、本発明の限定を規定することを意図するものでないことは、明確に理解されるべきである。
【００２９】
本発明及びその利点のより一層の理解のために、添付図面に関連して説明が行われる。
【００３０】
［好適実施例の説明］
本発明は、エアインターフェースを介する高速データ通信を可能にし、遠隔した場所の加入者システムに対して及びそこからのデータアクセスを可能にする。図１を参照するに、システム１００によって図示されているように、無線通信が利用され、例えば、複数のプロセッサを利用するシステムの間の物理的な隔たりを高速に橋渡しする。プロセッサシステムは、例えば、ＬＡＮ１１０，１２０のようなローカルエリアネットワーク、又はＰＣ１３０のような各自のコンピュータシステムを包含する。本発明に使用されるプロセッサシステムは、スタンドアローン及びＬＡＮにより相互接続されるようなものの両者の汎用コンピュータであり得ることが、理解されるであろう。更に、そのシステムは、上述したプロセッサシステムにより供給される通信と組み合わせて又はその代りに、音声又は映像のような他の通信システムを接続することが可能である。
【００３１】
本発明により橋渡しされるシステムは、「ハブ」と呼ばれる本発明の中央通信装置と通信する、「ノード」と呼ばれる通信装置を利用することが可能である。更に図１を参照するに、ハブは要素１０１として描かれており、いくつかのノードは、ＰＣ１３０に加えてＬＡＮ１１０，１２０に接続される要素１５０，１５１，１５２として描かれており、これらの組み合わせは遠隔の又は加入者のシステムを提供する。
【００３２】
また、図１に示されているように、無線通信を利用して、それらに接続されたノードを有するプロセッサシステムと、バックボーン１６０のような通信バックボーンとの間で、ハブ１０１を通じて、高速通信が行われる。バックボーン１６０は、ハブ１０１に接続される、ブロードバンド光ファイバゲートウエイ又は他のブロードバンド・データグレード接続、Ｔ１通信回線、ケーブル通信システム、インターネット等のような任意の形式の通信手段であり得ることが、理解されるべきである。更に、バックボーン１６０として図示されるようなバックボーンは、複数のハブを通信ネットワークに接続するために使用され得る。
【００３３】
２つの通信プロセッサシステム間の大きな地理的な距離は、複数のハブを利用することで橋渡しされ得る。複数のハブより成る通信ネットワークは、図２に示されている。図２に示されているように、ハブ１０１，２３０は、アンテナ素子を介したエアリンクによって、通信を行う。これら２つのハブは、いずれかのハブと通信するプロセッサシステムの任意の組み合わせの間で、情報通信を行う。
【００３４】
そのようなネットワークを通じて、ハブ１０１のような、あるハブと直接的に通信するノード１５０のようなノードは、ハブ２２０のような他のハブと直接的に通信するノード２２１のようなノードと通信することが可能である。そのような通信は、バックボーン１６０のようなバックボーンを通じた２つのハブの相互接続により行われる。当然ながら、ハブ間の相互接続は、ハブ１０１，２３０に図示されているような２つのハブの間のエアギャップ通信を介する、情報「バックホーリング（ｂａｃｋ−ｈａｕｌｉｎｇ）」により達成されることが、理解されるべきである。通信ネットワークは、エアギャップ又は直接的なバックボーン相互接続等により、他のハブと通信する任意の数のハブを包含し得ることが、理解されるべきである。あるハブと直接通信するノードからの通信情報は、そのような様々な相互接続を経由して、通信ネットワークのハブと直接通信するノードに、又はそれらに接続されるバックボーンとの接続を利用するような他の手段を通じて通信ネットワークと通信するノードに、配信される。
【００３５】
図３及び４を参照するに、本発明によるハブの好適実施例の要素が示されている。具体的には、図３は、好適実施例のハブの「内側装置」（ＩＤＵ：ｉｎｄｏｒｒ  ｕｎｉｔ）コントローラであるＩＤＵコントローラ３２５の要素を示し、図４は、好適実施例のハブの「外側装置」（ＯＤＵ：ｏｕｔｄｏｒｒ  ｕｎｉｔ）コントローラであるＯＤＵコントローラ４２３の要素を示す。
【００３６】
図４を参照するに、アンテナ４２１及びモジュール４２２より成る、好適実施例の各アンテナ要素４２０ａ−４２０ｂが、ＯＤＵコントローラ４２３と通信することが理解される。好適実施例では、ＥＨＦが使用される場合に、アンテナ４２１は、約３２ｄＢのゲインを与える、ハイブリッドモードレンズ補正ホーン（ｈｙｂｒｉｄｅ  ｍｏｄｅ  ｌｅｎｓ  ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ  ｈｏｒｎ）である。好適実施例のモジュール４２２は、同期式ミリ波フロントエンドモジュールであり、ホーン４２１からの３８ＧＨｚ無線周波数エネルギを受信及び送信し、それは、図３に示されるモデム３２４のようなモデムと通信するために、４００−５００ＭＨｚの範囲内のような中間周波数（ＩＦ）に／中間周波数から変換される。当然ながら、使用されるキャリア周波数に依存して、アンテナ素子の要素は上述したものと異なり得る。同様に、アンテナ素子のアンテナ及びモジュールの性質は、例えば、異なるキャリア周波数又はビームパターンが望まれる場合に、上述したものと異なり得る。
【００３７】
ＯＤＵコントローラ４２３の好ましい動作は、アンテナ素子の各自が、通信シーケンスタイミング、すなわちバースト期間のフレームの所定の管理に従って、コントローラ３２５と通信することになる。これは、アンテナ素子の各自が、コントローラ３２５内のモデム３００，３２４と通信することになる。そのようなスイッチングは、モデム３００，３２４に対する各アンテナ素子の時分割多重（ＴＤＭ）になることが、理解されるべきである。
【００３８】
ＯＤＵコントローラ４２３のスイッチングと供に、送信及び受信回路の選択を通じて、アンテナ素子は、モデム３００，３２４に適切な時点で接続され、時分割多重（ＴＤＤ）となるモデム３００，３２４を通じた双方向通信を与える。
【００３９】
更に、付加的に又は代替的に、アンテナ素子のＴＤＤスイッチングを制御するために、アンテナ素子及びＯＤＵ４２３の間の接続が、他の制御機能のために利用され得る。例えば、そのような接続の制御信号を利用して、フレームの特定のバースト期間の間に、通信装置との通信に適切であるように決定された特定の周波数に対して、アンテナ素子を動的に調整することが可能である。好適実施例では、制御信号は、図４に示されるように、ＣＰＵ４１０により、アンテナモジュール４２２内のアップ／ダウンコンバータ４９２，４９３のようなチューナに与えられる。そのような制御信号は、様々なアンテナモジュールにおける、位相ロックループ回路又はシンセサイザハードウエアをプログラムするために制御プロセッサにより提供され、通信される情報を送信及び／又は受信するための特定の周波数を選択する。同様に、制御信号は、送信又は受信される信号の振幅を調整するために与えられる。例えば、チューナ４９２及び／又は４９３は、そのような制御信号の制御の下に調整可能な増幅／減衰回路を包含する。上述した両制御機能は、それにより、様々なアンテナ素子がシステムのノードと通信するために動的に構成される手法を与えることが、理解されるべきである。
【００４０】
図３の好適実施例のＩＤＵコントローラ３２５は、ＣＰＵ３２６として示されるプロセッサ、ＲＡＭ３２７として示されるメモリ、及びインターフェース／ルータ３２８として示されるインターフェース及び／又はルータを包含する。ＲＡＭ３２７に格納されるものは、スイッチング命令アルゴリズムであり、ＯＤＵコントローラ３２３に、スイッチング命令又は同期を与える。モデム３００及び／又は３２４又はインターフェース／ルータ３２８を介して通信される情報のバッファリングは、ＲＡＭ３２７によって行われる。同様に、ＲＡＭ３２７は、例えば、アンテナ素子補正テーブル、リンク管理情報、初期化命令、モデム構築命令、パワーコントロール命令、誤り訂正アルゴリズムその他の動作命令のような付加的に格納される命令を包含する。
【００４１】
図３のモデム３２４，３００は、好ましくは同様に構成され、バーストモードコントローラ３２０，３２１、ＱＡＭモジュレータ３３０，３３１、ＱＡＭでモジュレータ３１０，３３１に加えて、ＴＤＤスイッチ３４０，３４１として示されるようなチャネル方向制御回路を含む。しかしながら、バーストモードコントローラ３２１は、好ましくは、同期チャネルモジュレータ３６０に加えて、マスタバーストモードコントローラ３２０に同期する。マスタバーストモードコントローラ３２０により提供される制御信号として示されるように、バーストモードコントローラのこの同期は、アンテナ素子各自のＴＤＭＡスイッチングに加えて、モデムのバースト期間、及びモデムの通信フレームを充分に同期させる手段を提供する。好適実施例では、同期クロックはインターフェース／ルータ３２８から供給され、マスタバーストモードコントローラ３２０によりビットストリームから導出される。当然ながら、同期は、望まれるならば、内部又は外部クロック供給源を利用するような、マスタバーストモードコントローラにより提供される制御信号を利用するもの以外の手段によって行われ得る。ハブの様々な要素の同期化の利点は、アンテナ素子各自による送信及び受信を、チャネルの良好な再利用を可能にする所定の時間間隔に限定することである。
【００４２】
同期チャネルモジュレータ３６０は、バーストモードコントローラのタイミング情報がＯＤＵコントローラ４２３に供給するために変調される手段を提供することが、理解されるべきである。好適実施例において、ＣＰＵ３２６が上述した制御機能のために制御信号をＯＤＵに与える場合に、同期チャネルモジュレータ３６０は、ＭＵＸ３６１をも包含し、多重化した信号をモジュレータ３６２に提供することが、理解されるべきである。
【００４３】
好ましくは、ハブの様々なモデムの信号は、モデム３２４のＩＦ１及びモデム３００のＩＦ２により図示されるような、異なるキャリア周波数に与えられる。同様に、同期チャネルモジュレータ３６０は、好ましくは、バーストモードタイミング情報及び制御機能を包含する制御信号を、適切なＩＦにする。これら別々の信号は、その後に、分割／結合器３５０により容易に結合され、ユニタリ結合（ｕｎｉｔａｒｙ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を通じて、ＯＤＵコントローラ４２３に送信される。当然ながら、例えば、多重接続又はマルチプレクサ接続が、ＩＤＵコントローラ３２５及び／又はＯＤＵコントローラ４２３の間で維持されるならば、ハブのモデムによるキャリアと同一のＩＦが利用され得る。
【００４４】
ＩＤＵコントローラ３２５に複数のモデムを付加することで容量を増加させると、上述した１つのモデムの単独のデータストリームに対するＴＤＭＡアクセスを可能にするスイッチに加えて、ＯＤＵコントローラ４２３内に回路を必要とすることが、理解されるであろう。図４を参照するに、ＩＤＵコントローラ３２５内に複数のモデムを包含することに対応するＯＤＵコントローラ回路が示されている。
【００４５】
同期化装置４３０と供に、スイッチ４７０，４７１及び信号分割／結合器４８０，４１８，４８２は、単独のモデムを利用することに関して上述したような、各自のモデムに対するアンテナ素子のＴＤＭＡスイッチングを行うことが、理解されるであろう。また、ＣＰＵ４１０と供に、同期チャネルモジュレータ４６０も図示されており、図示されるユニタリ結合器によってＯＤＵに与えられるバーストモード制御信号及び／又は様々な他の制御信号を復調するために使用される。好適実施例では、制御信号がＩＤＵコントローラからＯＤＵコントローラへ送信される場合に、同期チャネルモジュレータは、同期化装置４３０にタイミング情報を与えることに加えて、ＣＰＵ４１０に制御情報を与えるための復調器４６２と組み合わせられるＭＵＸ４６１を包含する。当然ながら、ＯＤＵ及びＩＤＵの間に多重接続が利用される場合には、同期チャネルモジュレータ４６０は省略される。
【００４６】
スイッチ４７０，４７１は、チューナ４４０，４４１により、アンテナ素子に対する共通の中間周波数に調整されるように、各モデムにより与えられる様々なデータストリームの選択を行うよう形成される。好適実施例では、上述したように、アンテナ素子のモジュール４２２は、中間周波数を受信し、及びホーン４２１を通じて所望の周波数で送信するためにそれらを変換するよう形成される。好適実施例では、モジュール４２２は単独のＩＦを受け入れるよう形成される。従って、ＯＤＵコントローラ４２３は、チューナ４４０，４４１を包含し、ここではＩＦ１及びＩＦ２である、異なるモデムの様々な中間周波数を、共通の中間周波数ＩＦａに調整する。各ＩＦについて単独の双方向チューナが図示されているが、望まれるのであれば、ＴＤＤスイッチによって双方向信号経路に接続される送信及び受信信号経路に対する別々のチューナを利用し得ることが、理解されるであろう。そのような形態は、アンテナモジュール４２２に関して以下に詳細に説明される。
【００４７】
共通の周波数に調整されるが、同期化装置４３０の制御の下に、スイッチ４７０，４７１によって、信号結合器４８０，４８１，４８２を通じて、適切なアンテナ素子への切替可能な接続のために、モデムからの信号は物理的には分離される。スイッチ４７０，４７１を制御することによって、任意のモデムからのバースト期間のシーケンスは、アンテナ素子によって送信されることが、理解されるであろう。
【００４８】
特定のモデムにより変調された信号の選択について、同期化回路の制御の下に動作するスイッチに関連して説明されたが、その機能は様々な手段により達成され得ることが、理解されるであろう。例えば、モジュール４２２は、様々な中間周波数を受け入れるよう形成され得る。プログラム可能な位相ロックループ回路を介するような、モジュール４２２における調整可能なチューナを利用して、ＣＰＵ４１０及び同期化回路４３０の制御の下に、チューニングによる復号信号を特定の中間周波数に変調された信号を選択することが可能である。当然ながら、チューナを利用して、モデムにより変調された様々な信号を区別する場合に、チューナ４４０，４４１に加えてスイッチ４７０，４７１及び信号結合器４８０，４８１，４８２が、望まれるのであれば、省略され得る。
【００４９】
マイクロ秒程度の長さの短期間のバーストを利用すると、そのような可変チューナは、顕著な信号劣化を回避するために、所望の周波数に調整し、速やかに安定状態に達する必要のあることが、理解されるであろう。この点に関し、上述したスイッチングマトリックスを利用すると、想定されるバースト期間内で様々な信号の選択を行う上で有利であることが、実験により明らかになった。
【００５０】
好適実施例では、各アンテナ素子は双方向通信用に形成される。従って、アンテナ素子４２０ａ−４２０ｃに関して描かれているように、各アンテナモジュール４２２は、同期化装置４３０に接続されるＴＤＤスイッチ４９０，４９１を包含し、送信及び受信フレームの間に、アンテナ素子を同期してスイッチングすることが可能である。
【００５１】
更に、システムの通信されるＲＦ周波数は、通信システムの様々な要素内で使用されるＩＦのものと異なり得ることが予想されるので、各アンテナモジュール４２２も、無線通信用の所望のＲＦに対して、ＩＦをアップコンバート／ダウンコンバートするチューナを包含し得る。信号をアップコンバート及び／又はダウンコンバートするチューナを利用することについては、アップコンバータ４９２及びダウンコンバータ４９３として、図４に示されている。コンバータは、アンテナモジュール４２２内の送信及び受信信号経路両者に描かれているが、望まれるのであれば、単独の双方向コンバータを利用することも可能であることが、理解されるであろう。当然ながら、双方向コンバータが利用される場合には、ＴＤＤスイッチ４９０，４９１は削除され、ＩＦチューナ４４０，４４１に関して上述したような形態になる。
【００５２】
各チャネルは好ましくは所定のＴＤＭＡタイムスロットに分割される。これらのＴＤＭＡタイムスロットを利用して、ユーザ情報及び／又は制御情報を通信し、遅延を調整することも可能である。例えば、ＴＤＭＡタイムスロットは、特定の所定のプロトコルについてフォーマットされたユーザ情報データパケットであり得るような、制御チャネル情報及びユーザ情報に分解される。上述した通信用の周波数スペクトルを利用するための多数の手法が存在する。そのような手法は、本発明に従って利用され得ることが、理解されるであろう。
【００５３】
ハブ１０１を通じたプロセッサシステムの間の情報通信に加えて、制御機能は、ハブ１０１及びノード１５０の間でも通信される。そのような制御通信は、特定のＴＤＭＡタイムスロット及び／又はＴＤＭＡタイムスロットの特定の部分に提供され得る。あるいは、制御機能は、所定のチャネル又はＦＤＭスペクトルのサブ・チャネルを利用して通信され得る。これらの制御機能は、データパケットの再送信の要求、送信信号の振幅を調整するための要求、ＴＤＭタイミング情報、変調密度を調整するための命令、又はハブの資源の動的な割当を包含し得る。
【００５４】
本発明の詳細なハブ１０１を説明するため、図５を参照すると、ノード１５０が、より詳しく描かれている。好適実施例では、図５に示されるように、ノード１５０は、外部装置５１０及び内部装置５５０の２つの主要な要素より成る。
【００５５】
外部装置５１０は、アンテナ５２０、モジュール５３０、及びモデム５４０を包含する。ＥＨＦが使用される場合に、アンテナ５２０は好ましくは約２度の通信ローブを有し約４２ｄＢの利得を与えるパラボラアンテナである。モジュール５３０は、上述したモジュール４２２のように、アンテナ５２０を通じて３８ＧＨｚのＲＦを受信及び送信する同期したミリ波フロントエンドであり、それは、ＲＦモデム５４０と通信するために４００−５００ＭＨｚの範疇のＩＦに変換される。好ましくは、モジュール５３０は、モジュール４２２に関して図４に示される、様々なチューナ及びＴＤＤスイッチング要素を包含する。しかしながら、モジュール４２２における場合のように、モジュール５３０での利用に関し、多くの要素配置が許容され得ることが、理解されるであろう。ＣＰＵ５６０及びモジュール５３０の間に描かれるリンクは、関連するハブのＴＤＤフレームに従う、ＴＤＤスイッチの同期したスイッチングを制御する信号を提供することが、理解されるであろう。モデム５４０は、ビット・パー・シンボル及び／又は可変ボー・レートの可変密度のボーレートを有し、関連するハブに使用される可変レートモデムに対応する、可変レートモデムであり得る。当然ながら、ノード１５０のアンテナ及びモジュールの性質は、例えば、異なるキャリア周波数又はビームパターンが望まれる場合には、上述したものと異なり得る。
【００５６】
内部装置５５０は、好ましくは、ＣＰＵ５６０、ＲＡＭ５７０及びインターフェース５８０を包含する。内部装置５５０及び外部装置５１０は、ＲＦエネルギとしてアンテナ５２０にて受信される情報が、内部装置５５０に通信されるように、接続されることが、理解されるであろう。
【００５７】
インターフェース５８０は、内部装置５５０、及びノード１５０、及び図５に示されるＬＡＮ５９０のようなプロセッサシステムの間でのデータ通信を行わせる。更に、インターフェース５８０は、接続されるプロセッサシステムに適合するようにデータ通信をフォーマット化する。例として、ＬＡＮ５９０がノード１５０に接続される場合に、インターフェース５８０は、ＬＡＮ５９０がイーサーネット（登録商標）対応通信プロトコルを利用する場合に、イーサーネット（登録商標）データパケットを送信及び受信の両者を行う。しかしながら、ノード１５０が単独のコンピュータである場合には、インターフェース５８０は、非同期の受信／送信プロトコルを提供することが有利である。インターフェース５８０は、単独の実施例中で、ユーザが選択可能な複数の通信プロトコルを包含し得る、又は必要とされるコントローラ５５０内に包含される個別モジュールであり得ることが、当業者に理解されるであろう。
【００５８】
ＲＡＭ５７０は、好ましくは、インターフェース５８０及びＣＰＵ５６０の両者に接続される。ＴＤＭがハブ１０１にて使用される場合に、ＲＡＭ５７０は、ハブ１０１に対する送信を待機しつつ、インターフェース５８０を通じてノード１５０にて受信された情報を格納する。ＲＡＭ５７０は、例えば、以下に説明される、初期化命令及びモデム構築命令のようなリンク管理情報、パワーコントロール命令、及び誤り訂正命令のような、付加的な格納情報をも包含し得る。
【００５９】
例えば、制御信号は、ＣＰＵ５６０によって、アンテナモジュール５３０内のチューナに与えられる。そのような制御信号は、制御プロセッサにより与えられ、それは、アンテナモジュール内の位相ロックループ又は同期化ハードウエアをプログラムし、通信情報の送信用及び／又は受信用の特定の周波数を選択する。同様に、制御信号は、送信及び受信信号の振幅を調整するために与えられる。例えば、図４のモジュール４２２に示されるようなモジュール５３０内のチューナは、そのような制御信号の制御の下に調整可能な増幅／減衰回路を包含する。通信されるデータの情報密度の調整に加えて、ハブにてなされる及び制御チャネルを通じて通信される判定に応答してこれらの属性がノードにより作成され、又はそのノードにおけるアルゴリズムにより作成される。ノードによるいくつかの属性の調整は、ＱＡＭレート又はチャネルに関するような、ハブにおける対応する調整を必要とすることが、理解されるであろう。従って、ノードはそのような状況ではハブに制御機能を通信することが可能である。
【００６０】
通信情報及び関連するリンク保守アルゴリズムを格納することに加えて、好適実施例では、ＲＡＭ５７０を利用して、ノード１５０を動作させるＣＰＵ５６０により使用される命令を格納する。そのような命令は、ＴＤＭ及び／又はＴＤＤ通信を可能にするための、ノード１５０で使用されないスペクトル内のチャネル、ＴＤＭに起因してノード１５０及びハブ１０１の間の通信に利用可能な通信のウインドウ、フレームタイミング及び伝播遅延オフセットのような同期情報を包含する。更に、ＲＡＭ５７０もＣＰＵ５６０に使用される、通信に利用可能な上述したチャネル及び通信のウインドウ、又は後述するバースト期間のような、ハブの資源の動的な割当てのための命令を格納する。
【００６１】
本発明の好適実施例によるハブ及びノードを説明するため、好適実施例による動作を説明する。それが使用される場合に、本発明の複数のハブに対するセルラ周波数再利用パターンが想定される。そのようなセルラパターンは、各ハブにおけるチャネルの利用は、隣接するハブにおけるチャネルの利用をも考慮する必要があるので、各自のチャネルの再利用が複雑化する。
【００６２】
時分割多重（ＴＤＤ）は、ハブ及びノード又は加入者の間の完全二重リンクを可能にする好適な手段である。ＴＤＤキャリアチャネルの各Ｔｘ及びＲｘフレームは、離散的なバースト期間に分割され、各チャネルのＴＤＭＡ利用形態を与える。一実施例によれば、各々３５０μｓであるＴｘ及びＲｘフレームは、図６に示されるような８つのバースト期間に分割され、そのような１６のバースト期間にて完全二重化の合成が行われる。ＴＤＭＡバースト期間は、更に、プロトコルタイムスロットに分割され；１つのプロトコルタイムスロットは、所定のプロトコルにフォーマットされた情報パケットを通信するために充分な時間である。例えば、各チャネルを利用して、ＱＡＭを利用するＴＤＭＡバースト期間に２つの５３バイトＡＴＭセルを通信する。
【００６３】
ＴＤＭＡバースト期間内に情報フォーマットする好適実施例は、図６に示される。この情報フォーマットの例は、ＴＤＭＡバースト期間を利用する通信の一例であることが、理解されるであろう。通信用のＴｘ及びＲｘフレームの上述したバースト期間を利用する多数の手法が存在する。
【００６４】
各Ｔｘ及びＲｘフレームのバースト期間は、単独のアンテナ素子により利用され、アンテナ素子の放射パターン内に位置する１つ又はそれ以上のノードにキャリアチャネルＴＤＭＡを与え得ることが、理解されるであろう。例えば、バースト期間１及び２は、アンテナ素子により使用され、第１ノードへの通信が行われ、バースト期間３ないし７は同一のアンテナ素子により使用され、第２ノードへの通信が行われる。同様に、単独のＴｘ及びＲｘフレームが、異なるアンテナ素子により使用されることも可能である。たとえば、バースト期間１ないし４は第１アンテナにより使用され第１ノードへの通信が行われ、バースト期間５ないし８は第２アンテナにより使用され第２ノードへの通信が行われ得る。
【００６５】
上述した、単独のアンテナ素子によるバースト期間のＴＤＭＡ利用と、異なるアンテナ素子の間でＴｘ及びＲｘフレームを分けることとを、本発明に使用可能なことが、理解されるであろう。例えば、バースト期間１及び２が、アンテナ素子により使用され、第１及び第２ノードへのＴＤＭＡ通信を行い、バースト期間３及び４が第２アンテナ素子により使用され、第３ノードへの通信を行うことが可能である。
【００６６】
ＲＦスペクトルはしばしば高価であり、通常は利用が制限されるので、本発明は、好ましくは、それらを利用するために割り当てられるスペクトルを効率的に利用するよう形成される。従って、本発明の好適実施例は、適応時分割多重（ＡＴＤＤ）を利用して、フォワード及びリバースリンクにおける動的な非対称性（ｄｙｎａｍｉｃ　ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）を許容し、それは、フォワード及びリバースリンクのバースト期間の動的な割り当て、及び／又はバースト期間自体の動的な割り当ての両者を包含する。従って、本発明の好適実施例は、トラフィック要請に依存して、フォワード（Ｔｘ）及びリバース（Ｒｘ）リンクチャネルのようなスペクトルを動的に割り当てることで、帯域の利用を最適化するよう動作する。
【００６７】
具体的には、好適実施例の時分割多重アーキテクチャは、動的な非対称性又はＡＴＤＤの恩恵を受け、トラフィック要請に比例してフォワード及びリバースリンクのサイズを変更することが可能である。所与のハブサイトにて、１キャリアと他のものに関する瞬時的なトラフィック要請が、１キャリアチャネルが送信し他が受信するようなＡＴＤＤ調整（非対称ＡＴＤＤとして言及される）を示唆するような状況を得ることが可能である。
【００６８】
好ましくは、本発明の適応多重化は、トラフィック・スケジュールに基づく。例えば、本発明のトラフィック・スケジューラは、フォワード及びリバース・リンク両者の瞬時的なトラフィック要請を監視し、それによりキャリアチャネルを操作するためのＡＴＤＤ及び／又は非対称性の適切な量を決定する。本発明の好適実施例のトラフィック・スケジューラは、プロセッサ（ＣＰＵ）及び本発明のハブの関連するメモリ（ＲＡＭ）にて動作し得る。当然ながら、汎用プロセッサを使用する、それらの動作を制御する適切なアルゴリズムを有するコンピュータシステムのような、付加的な及び／又は他の装置を利用して、本発明のトラフィック・スケジューラを操作することが可能である。
【００６９】
図７を参照するに、ＡＴＤＤを行うための本発明によるトラフィック・スケジューラの動作の好適なフローチャート例が示されている。図７の例は、本発明の概念を理解させるために、単独のキャリアにＡＴＤＤを行うよう簡略化されている。ＡＴＤＤを行う際に複数のキャリアを利用することについては、図８Ａ及び８Ｂに関連して詳細に説明される。
【００７０】
図７の好適な例は、ステップ７０１にて始まり、本発明のトラフィック・スケジューラが初期化される。例えば、トラフィック・スケジューラに与えられる情報は、遠隔装置の動作に関する特定のアンテナビーム及び／又はハブのような、キャリア周波数にて動作可能な遠隔装置（ｒｅｍｏｔｅ）の数、遠隔装置の位置、特定の遠隔装置に使用される変調レベル、アンテナビーム及び／又は通信条件、遠隔基地局における加入者分布のようなシステムを利用する加入者数、データ通信のための問い合わせ数、優先的に送信する特定の遠隔装置及び／又はデータ形式のようなトラフィック優先度の数、特定の遠隔装置が利用可能な保証された最小帯域幅及び／又は保証された帯域幅の時間について契約するような最低保障帯域、及び／又は複雑な帯域割り当てを決定するのに有益な他の情報である。
【００７１】
ステップ７０２では、ＡＴＤＤリソースの割り当て判定のためのフレーム境界が識別される。好ましくは、例えば遠隔システムのような様々なトラフィックソースにより発行されるリンク又は要求についての帯域要請に応答して、フレーム毎に新たなスケジュールが作成される。しかしながら、他の実施例では、所定の複数の個々のフレームより成るスーパーフレームのような、複数のフレームに使用するためのスケジュール判定を行うことも可能である。付加的に又は代替的に、スケジュール判定は、特定の問い合わせが遅延データパケットの所定の閾値に達したことの判定のような、特定の事象に応答してなされ得る。
【００７２】
ステップ７０３では、トラフィック・スケジューラは、トラフィック緊急性（ｅｘｉｇｅｎｃｙ）を判定するために、様々なトラフィックソースにより発行されたリンクに関する帯域要請及び／又は帯域要求を蓄積及び分析する。従って、図７の好適実施例は、総てのトラフィックソースにわたって、フォワード及びリバーストラフィック要請／要求を加算する。
【００７３】
ステップ７０４では、瞬時的なトラフィック緊急性がリンク容量を超えているか否かの判定が行われる。瞬時的なトラフィック緊急性がリンク容量内になければ、プロセスはステップ７０５に進む。
【００７４】
ステップ７０５では、輻輳（ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ）割り当てアルゴリズムが起動されるのが好ましく、その後に、好適実施例のトラフィック・スケジューラが、選択されたフレームに関する動作を完了する。ステップ７０５の輻輳割り当てアルゴリズムは、それらの間で帯域を公平に割り当てるために、トラフィックソースの中で利用可能な帯域を割り当てる。
【００７５】
例えば、本発明の一実施例は、あるパーセンテージのような、リンク容量が超過（欠乏）している量を判定するよう動作する。その後に、輻輳割り当てアルゴリズムは、各トラフィックソースに割り当てる帯域を、リンク欠乏に対応する要請／要求量についての欠乏量に関連して付与するよう動作し、すなわち２０％のリンク欠乏があった場合に、各要請／要求の８０％のみが満たされる。そのような例は、トラフィックソースの間で欠乏性を均等に分散させるよう動作する。
【００７６】
しかしながら、トラフィックソースの間での容量欠乏の均等な分散は、常に望まれるものではないことが、理解されるであろう。例えば、特定のデータに優先度が与えられる場合に、及び／又は特定のデータ又はトラフィックソースに特定の帯域が保証されている場合に、容量欠如の完全な均等分散は望まれない。従って、本発明の好適実施例は、上述した優先度及び保証容量のような基準に従って、要請／要求を重み付けするよう動作し、それにより特定のトラフィックソースに、利用可能な帯域を一層好ましく割り当てる。
【００７７】
輻輳割り当てアルゴリズムの上述の好適な動作は、更に、上述した重み付けが、保証された帯域以下の、特定のトラフィックソースに対する帯域の割り当てになるか否かを判定するよう動作する。もしそうであれば、保証された帯域がそのトラフィックソースに割り当てられ、帯域の重み付けされた分布が、残りの帯域に関する残りのトラフィックソースに再度適用される。
【００７８】
本発明に従って、トラフィックソースの間で利用可能な帯域が均等に割り当てられるところの多数の手法の存在することが、理解されるであろう。従って、本発明の動作は、上述した具体的な帯域割り当てに限定されない。例えば、輻輳割り当てアルゴリズムは、上述した又はそれ以外の重み付け手法に従って、保証された量の帯域を特定のトラフィックソースに常に割り当てるよう動作し、残りの帯域を他のトラフィックソースに割り当てるよう動作し得る。
【００７９】
ステップ７０４にて、瞬時的なトラフィック緊急性がリンク容量内にあれば、プロセスはステップ７０６に進む。ステップ７０６において、総ての要請／要求は、バースト期間を割り当てる及び／又はバースト期間遅延を調整することで認められ、各トラフィックソースのフォワードリンク要請／要求及び各トラフィックソースのリバースリンク要請／要求を収容する。
【００８０】
例えば、３つの遠隔システムが、スケジュールされたキャリアで動作可能であり、２つの遠隔システムはフォワードリンク通信を要請するが何らのリバースリンクも要請せず、残りのシステムはリバースリンク通信を要請するが何らのフォワードリンク通信を要請しない場合には、ステップ７０６にてフレームを調整し、２つのフォワードリンクバーストと１つのリバースリンクバーストを構築する。従って、ステップ７０６は、２つのフォワードリンクバーストを適切な遠隔装置に付与し、１つのリバースリンクバーストを適切な遠隔装置に付与する。更に、２つのフォワードリンク遠隔装置が同一のフォワードリンク容量を望んでいないならば、ステップ７０６はバースト期間遅延を調整し、各遠隔装置に望まれる容量に対応させる。同様に、リバースリンクバースト期間遅延は、望まれる要領に従って調整される。こうして、ステップ７０６は、フレームで利用可能な固定量の帯域を、均等にフレームを通じてトラフィックソース通信に割り当てる。
【００８１】
ステップ７０７では、総ての瞬時的なトラフィック緊急性がリンク容量より少ないか否かが判定される。総ての瞬時的なトラフィック緊急性がリンク容量より少なくないならば、そのリンクの完全な利用を示し、好適実施例はスケジュールされたフレームに関する動作を終了し、プロセスは、次のフレームが選択されるところのステップ７０２に復帰することが望ましい。
【００８２】
しかしながら、総ての瞬時的なトラフィック緊急性がリンク容量より少ないと判定されたならば、リンクにおける確保（ｒｅｓｅｒｖｅ）容量を示し、好適実施例はステップ７０８に進む。ステップ７０８にて、過剰帯域割り当てアルゴリズムが好ましくは起動され、その後に、本実施例のトラフィック・スケジューラが、その選択されたフレームに関する動作を完了する。
【００８３】
ステップ７０８の過剰帯域割り当てアルゴリズムは、トラフィックソースの間で過剰帯域をそれらの間で帯域を均等に分ける。例えば、過剰帯域は均等に分割され、様々なトラフィックソースに割り当てられ得る。あるいは、トラフィックソースは、過剰帯域の配分に関し重み付けされる。当然ながら、本発明に従って、過剰帯域を配分する他の手法を利用することが可能である。例えば、過剰帯域はオーバーヘッドチャネル通信に使用され、通信システム要素の動作を調整する、様々な要素によりコンパイル及び格納される動作統計値を収集する、動作、捕捉、保守及び供給（ＯＡＭ＆Ｐ）メッセージ等を行うようにする。付加的に又は代替的に、過剰帯域を利用して、非常に低い優先度の通信リンクとして使用するような、断続的なユーザペイロードチャネルを提供する。
【００８４】
多くの環境において、図示及び説明されたように、本発明により使用される通信システムは、複数のキャリアの間で非対称なＡＴＤＤを許容する。サービスエリアの様々な領域又はセクタを担うアンテナ構造の間で、しばしば充分なアイソレーションがあり、それらのフォワード／リバース比率又は非対称性に関し、全体的に独立したキャリアの動作を可能にする。例えば、２つのアンテナが同一の地理的カバレッジ領域を照射する場合でさえも、例えばミリ波用途に対して１メートル離すように、アンテナが充分に距離を隔てて設けられるならば、キャリアチャネルが受信され、他のものが同時に送信されることを可能にする。
【００８５】
しかしながら、同時に使用する複数のＦＤＭキャリアチャネルの間のアイソレーションが不十分である場合には、例えばミリ波より低い周波数帯域が使用される、又はマルチキャリア・トランシーバが使用されるような場合には、あるキャリアチャネルのフォワード及びリバースリンクの割り当ての調整は、他のキャリアチャネルにおける通信に干渉し得る。例えば、第１キャリアチャネルＴｘフレーム及びＲｘフレームは、ハブによる第１キャリアチャネルの送信と、第１キャリアチャネルのものと近接する周波数で通信するような、ハブによる第２キャリアチャネルによる信号の受信との間に重複が存在するように、調整されることが可能である。同様に、瞬時的な特定のキャリアチャネルの再利用の間でアイソレーションが不十分な場合には、共通チャネル（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ）干渉の許容可能なレベルが、他の瞬時的なキャリアチャネル利用の調整に関連することなしに、ある瞬時的なキャリアチャネル利用におけるフォワード及びリバースリンクの割り当て調整の結果とすることが可能である。
【００８６】
従って、本発明の好適実施例は、ＡＴＤＤフォワード及びリバースリンクの動的割り当てを行うために、干渉の虞のあるキャリアのグループ（干渉グループ）を操作する。特定の干渉グループに関連する資源は、特定のハブ及び／又は特定のアンテナ素子又はアンテナビームで使用されるキャリアチャネルであり、それは、そのグループの他のキャリアチャネルが受信する場合に信号の送信を許可したならば及びその逆にて、許容できないレベルの干渉を互いに引き起こし得るものである（ＡＴＤＤ）。従って、干渉グループは、潜在的に干渉を起こすキャリアチャネルを区別するだけでなく、干渉グループは、キャリアチャネルの非対称ＡＴＤＤ利用が望まれない干渉になってしまうところの特定のアンテナビーム、キャリアチャネルの非対称ＡＴＤＤ利用が望まれない干渉となってしまうところの通信ネットワークの特定のハブ及び／又はノード、並びにキャリアチャネルの非対称ＡＴＤＤ利用が望まれない干渉その他の動作障害となってしまうところの特定の時間バーストをも区別する。
【００８７】
本発明によるＡＴＤＤの利用についての干渉グループを区別することは、同一のサービスエリア内で、即ち特定のセクタ又は無指向性（ｏｍｎｉ）セル内で、複数のキャリアチャネルが所与の通信に使用される状況で特に有利である。例えば、加入者の密度及び／又は容量の要請に起因して、所与のセクタで１キャリア以上操作することが望ましい場合がある。そのような状況では、望まれないキャリア間干渉が様々な態様で生じ得る。
【００８８】
サービスエリアにて複数のキャリア供給が、非対称ＡＴＤＤの利用を妨げる場合に、あるハブの実現例では、２つ又はそれ以上のＡＴＤＤキャリアが同一のハブ・トランシーバ及び／又はアンテナハードウエアにより動作する。そのような共有されたトランシーバ例では、トランシーバ・アセンブリの送信機及び受信機の部分は、１極２投スイッチ（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｌｅ  ｄｏｕｂｌｅ  ｔｈｒｏｗ  ｓｗｉｔｃｈ）手段によりアンテナに接続され得る。従って、トランシーバは、受信又は送信モードの何れかにおける瞬時的な動作に合わせられる。従って、各キャリアにおける独立した動的な非対称性についての、１キャリア以上の動作は不可能となる。
【００８９】
共用アンテナ例では、キャリアチャネルは、ネットワークを結合することで共通アンテナに接続された、独立したトランシーバにより動作させられる。ネットワークを結合するポート間の限定されたアイソレーションは、多くの場合に、結合されるキャリアチャネルに関する非同期ＡＴＤＤを妨げ、これは、例えば、送信キャリアから発するサイドバンド・ノイズが受信機キャリアの感度を下げてしまうからである。
【００９０】
異なるハブ・トランシーバ及びアンテナハードウエア構造からの２つ又はそれ以上のＴＤＤキャリアを操作し、同一のサービスエリアに通信サービスを提供することが可能である。しかしながら、それらの物理的な位置が隣接して接近している場合のように、それら別々の構造の間のＲＦアイソレーションが不十分であると、それらのキャリアチャネルを、独立した動的な非対称性で（非同期ＡＴＤＤ）動作させることが困難になり、それは、例えば、単一又は複数の受信機感度を劣化させる１つ又はそれ以上の送信キャリアから発するサイドバンド・ノイズに起因する。
【００９１】
同一のサービスエリアで使用されるキャリアチャネルに関連する非同期ＡＴＤＤへの制限に加えて、隣接するアンテナビーム内及び／又は隣接するセル内のような、特定のキャリアチャネルの隣接する又は近傍の利用は、望まれない結果を与える可能性がある。例えば、隣接するサービスエリアでの通信サービスを提供するために異なるハブ・トランシーバ及びアンテナハードウエア構造を利用したとしても、許容可能な非同期ＡＴＤＤを達成するのに不十分なアイソレーションになる場合があり、これは、例えば、送信キャリアから発するサイドバンド・ノイズが受信キャリアの感度を劣化させるためである。
【００９２】
利用可能なスペクトルを最大限利用するために、本発明の好適実施例は、ネットワークのハブにおいてだけでなく、特定のハブ内でも周波数を再利用する。従って、特定のハブに関連する２つ又はそれ以上の領域が、同一のキャリアチャネルを利用し得る。独立した動的な非対称性（非同期ＡＴＤＤ）は、アンテナが照射するそれらのサービス領域の間で充分なアイソレーションが利用可能であるならば、そのような実施形態にて可能である。しかしながら、そのようなアイソレーションが不十分であったならば、非対称ＡＴＤＤは使用可能ではないであろう。例えば、キャリアチャネルがセクタにて１８０度離れて再利用されるような場合には、ハブにおけるキャリアチャネルの再利用、及びアンテナ素子は、限定されたフロントからバックへのアイソレーションを提供し、それらは充分な距離を隔てておらず、それらのアンテナ素子により使用されるキャリアチャネルに関する非同期ＡＴＤＤの利用は望まれないであろう。
【００９３】
上述したように、送信機サイドバンド・ノイズ及び／又は物理的な実現手法のようなその他のものは、様々な又は動的なフォワード／リバース比率を利用するＴＤＤキャリアの動作を制限する。上述したようなＡＴＤＤを利用するキャリア間の干渉に関連する問題への１つの解決手法は、そのような干渉の虞のある総てのキャリアが、静的な（ｓｔａｔｉｃ）フォワード／リバース比率で動作するよう強制することである。しかしながら、そのような手法では、動的非対称性により得られる効率的なＲＦスペクトル利用の恩恵は失われてしまうことが、理解されるであろう。
【００９４】
従って、本発明の好適実施例では、干渉グループのキャリアは、「ロックステップ」形式に調整され、干渉グループの各キャリアが、同一のフォーワード及び／又はリバースリンク時間及び遅延で、動作するようにする。従って、キャリアの非対称性は、トラフィック要請をまかなうために動的にすることが可能である一方、干渉グループのキャリア間の干渉を回避する。
【００９５】
当然ながら、実際に受ける特定の干渉条件、及び特定のシステムに許容可能な通信品質レベルに依存して、干渉グループのキャリアは、望まれるのであれば、ロックステップとは異なる調整を受けることが可能である。例えば、本発明の動作は、あるキャリアの特定の通信リンク又はグループ化されたキャリアの残りを、干渉グループのキャリアの１つと重複させることを許容し（すなわち、キャリアＡのフォワードリンクが、キャリアＢのリバースリンクに重複する。）、他の方向では許容しない用にすることが可能である（すなわち、キャリアＡのリバースリンクは、キャリアＢのフォワードリンクと重複しない。）。
【００９６】
本発明の好適実施例によれば、単数又は複数のトラフィック・スケジューラを利用して、干渉グループのキャリアチャネルの瞬時的なトラフィック要請を監視し、これにより、干渉グループのキャリアチャネルを使用するために非対称性の適切な量を決定する。従って、干渉グループのキャリアチャネルに関し、単独のキャリアチャネルに対して又は単独のハブサイトに対して非対称性を制御する代りに、非対称性は、潜在的に互いに干渉するキャリアチャネルのグループに対して制御されることが好ましい。
【００９７】
総てのキャリアが独立に動作しない場合に、動的な非対称性を利用して達成され得るデータスループット利得の完全な恩恵は実現されないことが、理解されるであろうが、それでも多くの場合に、データスループット利得は固定されたＴＤＤシステムを通じて実現される。実際、干渉グループキャリアチャネルのロックステップ調整のコンピュータシミュレーションは、充分な多重化利得が達成されることを示す。
【００９８】
ロックステップ非同期（ＬＳＡ）ＡＴＤＤを与える好適実施例のトラフィック・スケジューラの動作は、図８Ａ及び８Ｂのフローチャートに示される。以下に詳細に説明されるように、好適実施例のトラフィック・スケジューラは、好ましくは干渉グループのノード又はトラフィックソースを区別し、好ましくは干渉が予想される様々なシステム資源又はシステム資源配置についての情報を包含し、資源利用の対応する調整が必要に応じてなされることを保証する。好適実施例のトラフィック・スケジューラには、トラフィック要請／要求のような区別されたノード又はトラフィックソースに関連する通信情報が与えられる。通信情報及び／又は干渉グループ情報を保有することで、トラフィック・スケジューラは、対応するロックステップ調整、特定のノードの（瞬時的な及び／又は経験的な）トラフィック要請／要求、特定のノードに望まれる／必要とされるサービス品質等を要求するところの非対称性の形態に関する情報を有する。したがって、トラフィック・スケジューラは、トラフィック要請／要求を収容するために、フォワード及びリバースリンクの調整に関する決定及び妥協を適切に行うことが可能になる。
【００９９】
複数キャリアの好適実施例のトラフィック・スケジュールの動作説明に関し、図８Ａ及び８Ｂが参照される。図８Ａ及び８Ｂの好適実施例は、ステップ８０１から始まり、本発明のトラフィック・スケジューラが初期化される。好ましくは、トラフィック・スケジューラは、上記のステップ７０１に関連して説明したものに適合して初期化される。しかしながら、図８Ａ及び８Ｂの実施例は、複数キャリアに関する動作に適用されるので、干渉グループに関する上述した情報のような、付加的なトラフィック・スケジューラ初期化情報が使用されることが想定される。従って、周波数（Ｆ）でそれに関連する情報を指定するようにして、上述した情報が与えられる。更に、図８Ａ及び８Ｂのトラフィック・スケジューラには、各キャリアに関するフォワード及びリバーストラフィックの不足分のランニング合計のような、付加的な情報が与えられる。例えば、変数ＦＷＤ＿ＤＥＦＩＣＩＴ及びＲＥＶ＿ＤＥＦＩＣＩＴは、好ましくは初期化されゼロにされ、フォワード方向及びリバース方向のランニング合計をそれぞれ表現する非負の値、本発明による帯域割り当てにより生じる各遠隔装置（Ｒ）についての不足を提供する。
【０１００】
ステップ８０２において、ＡＴＤＤ資源割当の判定に関するフレーム境界が識別される。図７の好適実施例のように、好ましくは、様々なトラフィックソースにより発行されたリンク又は要求に関する帯域要請に応答して、新たなスケジュールがフレーム毎に作成される。当然ながら、上述したような他の実施例を利用することも可能である。
【０１０１】
ステップ８０３において、複数キャリアに関する分析ループの初期部分が行われる。従って、好適実施例ではキャリアインデックスを初期化する（Ｆ＝０）。キャリアインデックスは、好ましくは、本発明により分析される及び／又は調整されるキャリアのグループを識別する及びインクリメントするために使用さえる。キャリアのグループは、特定のハブにおける総てのキャリアを又は通信システム若しくはその任意の部分内で使用される総てのキャリアでさえも包含し得る。あるいは、キャリアのグループは、干渉グループのキャリアのみ、又は一部のキャリアが固定されたＴＤＤフレームを利用する場合にＡＴＤＤが許可されるところのキャリアのような、利用可能なキャリアの部分集合であり得る。
【０１０２】
ステップ８０４において、トラフィック・スケジューラは、特定のキャリア（Ｆ）の様々なトラフィックソースにより発行されたリンクについての帯域要請及び／又は帯域要求を蓄積及び分析し、そのキャリアに関するトラフィック緊急性を判定する。従って、図８Ａ及び８Ｂの好適実施例は、特定のキャリアについて総てのトラフィックソースにわたって、フォワード及びリバーストラフィック要請／要求を合計する。
【０１０３】
ステップ８０５では、瞬時的なトラフィック緊急性が、特定の周波数（Ｆ）に関するリンク容量を超過するか否かについての判定がなされる。瞬時的なトラフィック緊急性が、そのキャリアのリンク容量内でないならば、プロセスはステップ８０６に進む。
【０１０４】
ステップ８０６において、好ましくは、輻輳割り当てアルゴリズム起動される。ステップ８０６の輻輳割り当てアルゴリズムは、トラフィックソースの間で、利用可能な帯域を公平に割り当てる。ステップ８０６の輻輳割り当てアルゴリズムによる利用可能な帯域の割り当ては、図７のステップ７０５に関連して実質的には説明されている。
【０１０５】
ステップ８０５にて、瞬時的なトラフィック緊急性が特定の周波数（Ｆ）のリンク容量内であったならば、プロセスはステップ８０７に進む。ステップ８０７において、総ての要請／要求は当初に認められ、すなわち割り当てられるよう記録されるが、この割り当てによる実際の動作は何ら引き起こされず、バースト期間を論理的に割り当てる及び／又はバースト期間遅延を調整することで、各トラフィックソースのフォワードリンク要請／要求、及び各トラフィックソースのリバースリンク要請／要求を収容する。好ましくは、要請／要求の当初の許可は、上述した図７のステップ７０６に関して説明されるように影響するが、割り当ての実際的な実行をもたらすものではない。
【０１０６】
複数キャリアトラフィック・スケジューラの上述のステップは、要請／要求に基づいて付与される初期帯域、及び各キャリア（Ｆ）についての他のアルゴリズムルールを独立に計算する。従って、ステップ８０４−８０８に関して説明されるような特定のキャリアにおける帯域の初期割り当ては、過剰帯域を割り当てる何らの試みもなされない点を除いて、図７の単独キャリアのトラフィック・スケジューラに関して説明されたものと実質的に同様であることが、理解されるであろう。各キャリアに関する所望のフォワード及びリバースフレーム形式の、この初期の認可は、以下の好適実施例のＬＳＡアルゴリズムに関して説明されるステップにて更に最適化されることが好ましい。上述のステップにて達成される帯域の初期割り当てから区別されるように、各キャリアに関する過剰帯域は、もし存在すれば、以下のＬＳＡアルゴリズムで行われる割り当てに影響させることが好ましい。
【０１０７】
ステップ８０８では、ステップ８０６又はステップ８０７の何れかにより起動されるように、好適実施例は、各キャリア（Ｆ）に関する帯域の初期認可を蓄積及び分析するよう動作する。好ましくは、フォワード及びリバース初期認可が加算され、ＴＤＤフレームの所望のフォワード及びリバースフレーム割合を決定する。ステップ８０８は各キャリア（Ｆ）について１ループを実行するので、この情報は、好ましくは、資源割当の結論を与える際に使用されるそのような各キャリアについて格納し、ＬＳＡアルゴリズムに従ってスペクトルの利用を最適化するようにする。
【０１０８】
例えば、干渉グループ内のあるキャリアは、所望のフォワード割合９０％及び所望のリバース割合１０％を有するように、そのフレーム内で完全に詰め込まれるが（ｌｏａｄ）、干渉グループの他のキャリアは、所望のフォワード割合４０％及び／又は所望のリバース割合１５％を有するように、部分的にのみ詰め込まれる。従って、以下に説明する好適実施例のＬＳＡアルゴリズムの動作は、先に判定された初期割り当てを調整し、ロックステップ形式で調整された場合に、これらのキャリアの１つ又はそれ以上の所望の容量の「不足（ｄｅｆｉｃｉｔ）」となるそれらのキャリアへの割り当てを決定する。対照的に、干渉グループにおけるキャリアの１つは、所望のフォワード割合９０％及び／又は所望のリバース割合１０％を有するように、このフレーム内に完全に詰め込まれるが、干渉グループ内の他のキャリアは、所望のフォワード割合４０％及び／又は所望のリバース割合５％を有するように、部分的にのみ詰め込まれる。以下に説明する好適実施例のＬＳＡアルゴリズムの動作は、これらキャリアの割り当てに関する何らの代案も望まれないので、初期割り当てを不変に残すが、これは、９０％／１０％のフォワード／リバース比率に対する各チャネルのロックステップ割り当てが、両キャリアの要請／要求を完全に充足するためである。
【０１０９】
ステップ８０９において、キャリアインデックスは、好ましくはインクリメントされ、システム内で使用する複数のキャリアに対する上述したステップの動作を促進する。ステップ８１０において、評価されるべき総てのキャリアが評価されたか否かについての判定が行われる。評価されるべき総てのキャリアがまだ評価されてないならば、プロセスは好ましくはステップ８０４に戻り、次のキャリアのトラフィック要請／要求の分析が蓄積／分析される。しかしながら、評価されるべき総てのキャリアが評価されたならば、そのループは終了し、プロセスはステップ８１１に進む。
【０１１０】
ステップ８１１では、好適実施例は、ロックステップ非対称条件に必要な割り当て案を利用して、キャリアのフォワード及びリバース割合の最適な割り当てを決定する。例えば、本発明のＬＳＡアルゴリズムは、上述した資源の初期割り当てを分析し、例えば高い干渉レベルであるような、初期割り当ての実行が望まれない動作となるであろうところの初期割り当てのキャリア及び／又は資源を識別し、キャリア及び／又は資源の特定のものについての最適なロックステップ割り当てを判定し、キャリア全体にわたって搬送される全トラフィック量を最大化するようにする。
【０１１１】
ロックステップ非対称調整は、非対称性を「最適化（ｏｐｔｉｍｉｚｅ）」するための多数の手法を利用して達成される。一実施例では、重み付けされる選択手法が使用される。例えば、あるキャリアにつき７つの遠隔装置と、他のキャリアにつき１つの遠隔装置が存在する場合に、実行される特定のロックステップ調整の選択は、各キャリアについての瞬時的なトラフィック要請で重み付けされる。付加的に又は代替的に、瞬時的な要請以外の要因は、非対象性を調整することに使用される。たとえば、履歴情報が、現実の瞬時的要請／要求に先立って、トラフィック要請を予測するような判定に使用される。
【０１１２】
好ましくは、最適な割合区分（ｐｏｒｔｉｏｎ）を判定する際に、欠乏定数（ｓｔａｒｖａｔｉｏｎ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）を利用して、特定のキャリア又は資源が、その判定に支配的になることを防止する。例えば、各キャリアについてのフォワード及び／又はリバース帯域不足のランニング合計は、すなわち所望の／要求される帯域の量が、ＬＳＡ割り当てに起因して先行するフレームにて更新される帯域の実際の量より少ない場合に、割り当てに関して妥協案を作る際に使用されるＬＳＡアルゴリズムによって使用される。好適実施例では、不足情報を利用して、最大の不足に関するキャリアを特別扱いする（ｆａｖｏｒｉｎｇ）最適なＬＡＳ比率区分割り当てを選択する。当然ながら、不足情報は、次に大きな不足を有するキャリアに関する同様な形式で使用され得る。付加的に又は代替的に、所定の閾最大不足量又はキャリア情報に対するキャリア不足の割合のような、閾値を利用して、本発明による資源を割り当てるのに好ましいものを決定する。
【０１１３】
本発明により最適な資源割当を判定した後に、好ましくは、プロセスは最適化された割り当てに従って、資源の初期割り当てを改定するためのステップに進む（その開始はステップ８１２のように示される）。従って、ステップ８１３において、好ましくは、第２の複数キャリアループが起動される。好適実施例は再びキャリアインデックスを初期化する（Ｆ＝０）。
【０１１４】
ステップ８１４では、特定のキャリアについて、所望のフォワード帯域が本発明により割り当てられたフォワード帯域より大きいか否かについての判定が、行われる。各キャリアについて、そのフレームの所望のフォワード割合が、ＬＡＳ割り当てフォワード区分を越えているならば、初期のフォワード帯域付与が改定され、削減される。従って、所望の帯域が割り当てられた帯域より大きいならば、プロセスはステップ８１５に進み、輻輳割り当てアルゴリズムがフォワード帯域付与を削減する。
【０１１５】
フレームの所望のフォワード割合がＬＳＡ割り当てフォワード区分より少ないならば、分配されるべき過剰なフォワード容量が存在する。何れの場合も真でないならば、総ての初期フォワード帯域付与が成立する。従って、所望の帯域が割り当てられた帯域より大きくないならば、プロセスはステップ８１６に進む。特定の帯域について、ステップ８１６では、所望のフォワード帯域が、本発明により割り当てられたフォワード帯域より少ないか否かについての判定がなされる。
【０１１６】
所望の帯域が、割り当てられた帯域より少ないならば、プロセスはステップ８１７に進む。ステップ８１７では、ステップ７０８に関して上述したような、過剰帯域割り当てアルゴリズムが好ましくは実行され、フォワード帯域付与を増加させる。好ましくは、過剰帯域付与は、所定のデータに、キュー・バックログ（ｑｕｅｕｅ  ｂａｃｋｌｏｇ）のような優先度を与える。当然ながら、付加的な帯域を利用して、付加的に又は代替的に、帯域付与を増加するために、上述したような、他の通信を行うことも可能である。
【０１１７】
ステップ８１８では、ステップ８１５又はステップ８１７の何れかで起動されたように、好適実施例は、各キャリアについて、上述の好適実施例のＬＳＡアルゴリズムにより使用するために、フォワード不足のランニング合計を維持するよう動作する。好適実施例では、割り当てを越える要請の出現である、正の不足のみが記録される。当然ながら、他の実施例では、要請を越える割り当てである、負の要請が記録され、本発明の最適化のより完全な形態を与える。
【０１１８】
フォワード不足のランニング合計を保持した後に、図８Ａ及び８Ｂに示される本発明の好適実施例は、ステップ８１９に進む。同様に、所望の帯域が、ステップ８１６にて割り当てられた帯域より少ないと判定されたならば、初期帯域割り当てが有効であり、プロセスはステップ８１９に進む。
【０１１９】
ステップ８１９では、特定のキャリアについて、所望のリバース帯域が、本発明により割り当てられたリバース帯域より大きいか否かについての判定がなされる。各キャリアについて、フレームの所望のリバース割合が、ＬＳＡ割り当てリバース区分を越えていたならば、初期のリバース帯域付与が改定され、削減される。従って、所望の帯域が割り当てられたたいいきより大きいならば、プロセスはステップ８２０に進み、輻輳割り当てアルゴリズムがリバース帯域付与を削減する。
【０１２０】
フレームの所与のリバース割合が、ＬＳＡ割り当てリバース区分より少ないならば、分配すべき過剰リバース容量が存在する。何れも真でないならば、総ての初期リバース帯域付与が有効である。従って、所望の帯域が割り当てられた帯域より大きくないならば、プロセスはステップ８２１に進むことが好ましい。ステップ８２１では、特定のキャリアについて、所望のリバース帯域が本発明によって割り当てられたリバース帯域よりも少ないか否かについての判定が、なされる。
【０１２１】
所望の帯域が割り当てられた帯域より少ないならば、プロセスはステップ８２２に進む。ステップ８２２では、ステップ７０８に関する上述のもののような、過剰帯域割り当てアルゴリズムが、好ましくは実行され、リバース帯域付与を増加させる。好ましくは、過剰帯域の付与は、所定のデータに、キューバックログのような優先度を与える。
【０１２２】
ステップ８２３では、ステップ８２０又はステップ８２２の何れかで起動したように、好適実施例は、上述の好適実施例のＬＳＡアルゴリズムにより使用するために、各キャリアについて、リバース不足のランニング合計を維持するよう動作する。好適実施例では、割り当てを超過する要請の出現である、正の不足が記録される。当然ながら他の実施例では、要請を越える割り当てである、負の不足が記録され、本発明による最適化をより完全な形態にする。
【０１２３】
リバース不足のランニング合計の保持の後に、図８Ａ及び８Ｂに示される本発明の好適実施例は、ステップ８２４に進む。同様に、所望の帯域が、ステップ８２１にて、割り当てられた帯域より少ないと判定されたならば、初期帯域割り当てが有効であり、プロセスはステップ８２４に進む。
【０１２４】
ステップ８２４では、キャリアインデックスが好ましくはインクリメントされ、システムで使用可能な複数のキャリアに地位手の上述したステップの動作を促進する。ステップ８２５において、評価されるべき総てのキャリアが評価されたか否かについての判定がなされる。評価されるべき総てのキャリアが評価されたならば、プロセスはステップ８１４に戻り、本発明により判定される最適なＬＳＡ区分を利用して、次のキャリアに関する初期の付与の改定が行われる。しかしながら、評価されるべき総てのキャリアが評価されたならば、好適実施例はその選択されたフレーム関する動作を完了し、プロセスは好ましくは次のフレームが選択されるところのステップ８０２に戻る。
【０１２５】
図８Ａ及び８Ｂを参酌する上述の好適実施例は、図７の単独のキャリア動作に関する上述の適応時分割多重に加えて、資源のロックステップ非対称割り当てを提供するよう形成される。しかしながら、本発明の最適実施例は、複数キャリアに関するＡＴＤＤを利用するよう形成されるだけでなく、所望のキャリアチャネルに変更するための特定のノードの適合化のように、周波数機敏システムを利用するようにも形成される。好適実施例による周波数機敏性（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｇｉｌｉｔｙ）は、周波数機敏システムが、送信及び／又は受信周波数を調整することを可能にするだけでなく、周波数機敏システムが、所与の任意のフレームにおいて、ある周波数で送信し、他の周波数で受信することを可能にするようにも形成される。当然ながら、望まれるのであれば、送信及び受信周波数がロックステップで調整されるような、本発明の他の実施例が利用されることも可能である。
【０１２６】
図９Ａないし９Ｃを参照するに、周波数機敏遠隔装置を収容するよう形成されたトラフィック・スケジューラの好適実施例のフローチャートが示される。ステップ９０１にて、好適実施例によれば、トラフィック・スケジューラが、図７のステップ７０１及び／又は図８Ａのステップ８０１に関して実質的には上述したように初期化される。しかしながら、初期化は更に周波数機敏であるところの遠隔装置及び／又はハブ・アンテナ・アセンブリのような、特定の機器についての情報を包含する。この情報は、付加的に又は代替的に、機敏性が影響する特定の周波数を包含する。
【０１２７】
ステップ９０２にて、ＡＴＤＤ資源の割り当て判定に関するフレーム境界が識別される。図７の好適実施例のように、様々なトラフィックソースから発行されるリンクについての帯域要請又は要求に応答して、新たなスケジュールがフレーム毎に作成されるのが好ましい。当然ながら、上述したような他の実施例も使用され得る。
【０１２８】
ステップ９０３にて、トラフィック・スケジューラは、干渉グループの様々なトラフィックソースにより発行されるリンクの帯域要請及び／又は帯域要請を、蓄積及び分析し、干渉グループのものに関するトラフィックの緊急性を判定する。従って、図９Ａないし９Ｃの好適実施例は、干渉グループ内の総てのトラフィックソースにわたって、フォワード及びリバーストラフィック要請／要求を合計する。
【０１２９】
図９Ａないし９Ｃのこう的実施例により使用されるシステムは、周波数機敏であるので、及びそれ故に好ましくは干渉グループの任意のキャリアに接近することが可能であるので、全トラフィックソースの全帯域要請／要求が、干渉グループにおける総てのキャリアの全容量と直接的に比較され得る。従って、ステップ９０４にて、瞬時的なトラフィック緊急性が、干渉グループにより利用可能な及び／又は使用されるキャリア（Ｆｍａｘ）について、リンク容量を超えるか否かについての判定が行われる。
【０１３０】
瞬時的な緊急性が干渉グループキャリアの全リンク容量内にないならば、プロセスはステップ９０６に進む。ステップ９０６において、輻輳割り当てアルゴリズムが好ましくは起動される。ステップ９０６の輻輳割り当てアルゴリズムは、好ましくは、利用可能な複数のキャリア帯域を利用して、総てのトラフィックソースに関するフォワード及びリバース帯域付与を計算する。従って、ステップ９０６は、好ましくは、トラフィックソース内で利用可能な帯域を、それらの間で公平に帯域を与えるように割り当てる。好ましくは、ステップ９０６の輻輳割り当てアルゴリズムで利用可能な帯域の割り当ては、図７のステップ７０５に関して先に実質的に述べられている。
【０１３１】
ステップ９０４では、瞬時的なトラフィック緊急性が、干渉グループキャリア（Ｆｍａｘ）用のリンク容量内にあるならば、プロセスはステップ９０５に進む。ステップ９０５にて、総ての要請／要求が初期に付与され、すなわちこの割り当てに従っては何らの実際的な動作も起動されないが、バースト期間を論理的に割り当てる及び／又はバースト期間遅延を調整することで、各トラフィックソースのフォワードリンク要請／要求、及び各トラフィックソースのリバースリンク要請／要求を収容する。好ましくは、要請／要求の初期の割り当ては、図７のステップ７０６及び／又は図８Ａのステップ８０７に関連して説明されるよう影響するが、その割り当ての実際的な動作は何ら影響されない。
【０１３２】
複数キャリアのトラフィック・スケジューラの上述のステップは、これらの要請／要求がキャリアの間でどのように分配されるかを考慮することなしに、干渉グループキャリア（Ｆｍａｘ）についての要請／要求に基づく初期帯域付与が計算される。従って、好適実施例は、要請／要求を実現するキャリアの割り当てをさらに判定するよう動作する。
【０１３３】
ステップ９０７では、ステップ９０４又はステップ９０５の何れかで起動されるように、好適実施例は、各トラフィックソースに関する帯域の初期付与を分析し、トラフィックソースのトラフィックを搬送するのに必要なフォワードタイムスロットの長さ及び／又はタイムスロット数を計算するよう動作する。また、この分析は、好ましくは、リバースタイムスロットの長さ及び／又はタイムスロット数についても繰り返し行われる。
【０１３４】
ステップ９０８では、図９Ａないし９Ｃの好適実施例は、総てのトラフィックソースに関して総てのフォワードタイムスロットを合計する。同様に、総てのトラフィックソースについてのリバースタイムスロットも、好ましくは加算される。これらの合計は、割り当てられたトラフィック総てを搬送するのに必要なフォワード及びリバースキャリアフレームの合計数となる。ステップ９０９は、最小のフォワード及びリバースフレーム割合区分を計算し、割り当てられたトラフィックを収容するよう動作し、ステップ９１０はその割り当てを実現するように区分を設定するよう動作する。
【０１３５】
例えば、１２の遠隔局があり、干渉グループに３つのキャリアがある例を利用し、各遠隔装置が０．１２５フォワードタイムスロット及び０．１０リバースタイムスロットを要請することを想定する。所望のフォワードフレームの全体は、１．５であり、所望のリバースフレームの全体は１．２である。上述の情報により、最小の所望のフォワード及びリバースＬＳＡ区分が計算される。例えば、３つのキャリアにわたる全体のフォワード及びリバース要請の平均化は、０．５の各キャリアに対する最小リバース区分（ＬＳＡ＿ＦＷＤ＿ＭＩＮ＝１．５／３＝０．５）及び０．４の各キャリアに対する最小のリバース区分（ＬＳＡ＿ＲＥＶ＿ＭＩＮ＝１．２／３＝０．４）を与える。この例では３つのキャリアについて１つのフレーム境界が割り当てられ、上記に割り当てられたフォワード及びリバースフレームの合計は３フレームを越えないことが、理解されるであろう。先行するフレームに何らの重大なフォワード又はリバース不足もないならば、さらに、最終的なＬＳＡ区分は好ましくは１．０まで付加するので、等しい量のパッド（ｐａｄ）が上述した各最小区分に付加される。従って、各キャリアについてのフォワード区分は０．５５に設定され、各キャリアについてのリバース区分は０．４５に設定され得る（１−（０．５＋０．４）＝０．１及び０．１／２＝０．０５が各区分に付加される。）。当然ながら、本発明による動作は、以前のフレーム不足が示す場合のように、異なるように資源を割り当てることが可能である。例えば、１つ又はそれ以上のトラフィックソースが先行フレームにて重大なリバース不足を有していたならば、上述したような不足定数を利用して、ＬＳＡアルゴリズムが、資源を分配する際にリバース方向を特別扱いさせるようにすることが可能である。
【０１３６】
従って、上記例の場合に、ステップ９１０において、最終的なＬＳＡ区分は、全要求フォワード又はリバース容量にいくつかのパッドを加えたものが、３つのキャリアによって供給されるように、設定される。その後に、好適実施例によれば、トラフィックソースが干渉グループのキャリアに割り当てられる。
【０１３７】
ステップ９１１において、フォワードキャリア容量は、好ましくは、上記のように判定されたＬＳＡ容量に対応するように初期化される。ステップ９１２において、トラフィックソースは、好ましくはインデックスされ、実際の資源の割り当てに特定のトラフィックソースを特別扱いするようにする。例えば、図９Ａないし９Ｃの好適実施例は、最大のフォワード不足を有するトラフィックソースが最初のインデックス（ＲＰ＝０）を与えるように、トラフィックソースをインデックスする。
【０１３８】
ステップ９１３において、複数のキャリアを利用したループ分析が始まる。従って、好適実施例はキャリアインデックスを初期化する（Ｆ＝０）。キャリアインデックスの初期化は、好ましくは実質的に図８Ａのステップ８０３に関連して説明されている。
【０１３９】
ステップ９１４において、特定のキャリアのフォワード区分が０より大きいか否かが判定される。このキャリアに対するフォワード区分が０より大きくないならば、そこのタイムスロットにトラフィックソースを割り当てる必要はなく、従って、プロセスはステップ９１８に進む。
【０１４０】
しかしながら、このキャリアのフォワード区分が０より大きいならば、ステップ９１５にて最高の未処理トラフィックソース（ＲＰ）のフォワード形式が０より大きくないか否かが判定される。このトラフィックソースのフォワード形式が０より大きくないならば、総ての割り当てられた容量が挿入されているので、キャリアソースを挿入する必要はなく、従ってプロセスはステップ９１８に進む。
【０１４１】
最高の未処理トラフィックソースのフォワード形式が０より大きいならば、ステップ９１６において、特定のキャリアのフォワード区分が、このトラフィックソースについてのフォワード形式よりも大きいか否かについての判定がなされる。特定のキャリアのフォワード部分が、ステップ９１６における最高の未処理トラフィックソースのフォワード割合より大きいと判定されたならば、本発明の好適実施例はステップ９１７に進み、その後にステップ９２２に続く。ステップ９１７では、最高の未処理トラフィックソースが、特定のキャリアのフォワードタイムスロットに挿入される。
【０１４２】
しかしながら、特定のキャリアのフォワード部分が、最高の未処理トラフィックソースのフォワード割合より大きくないならば、キャリアの利用可能な容量はトラフィックソースのトラフィックを収容することができないので、好適実施例はステップ９１８に進む。好適実施例によれば、所与のフレームにおける所与の遠隔装置に必要な全フォワードタイムスロットは、複数のキャリアの中で分割されず、トラフィックソースのいくつかを、それらの所望のタイムスロット長で送信することをしばしば妨げるタイムスロット塊（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）の存在することが、理解されるであろう。従って、他の実施例は、本発明により使用されるＬＳＡ区分を判定するための上述した単独の平均とは異なる手法を利用することが可能である。更に、本発明の他の実施例が、望まれるのであれば、複数のキャリアに対する１つのトラフィックについて、割り当てられた容量の一部を挿入するよう動作することが、理解されるであろう。
【０１４３】
ステップ９１４、ステップ９１５又はステップ９１６のいずれかにより起動されるように、ステップ９１８において、キャリアインデックスが好ましくはインクリメントされ、本システムで動作する複数のキャリアに対する上述したステップの動作を促進する。ステップ９１９において、評価されるべき総てのキャリアが評価されたか否かについての判定がなされる。評価されるべき総てのキャリアが評価されていないならば、プロセスは好ましくはステップ９１４に戻り、トラフィックソースに対する資源の割り当てのために次のキャリアが分析される。しかしながら、評価されるべき総てのキャリアが評価されたならば、そのループは終了し、プロセスは好ましくはステップ９２１に進む。
【０１４４】
ステップ９２１では、プロセスは好ましくは進行し、輻輳帯域割り当てアルゴリズムを起動させ、フォワードタイムスロットを遠隔装置に割り当てる。好ましくは、好適実施例のステップ９２１におけるプロセスは、帯域割り当ての後続の判定で使用する遠隔装置のための任意のフォワード不足をも記録する。
【０１４５】
ステップ９２２では、ステップ９１７又は９２１のいずれかで起動されるように、トラフィックソースインデックスが好ましくはインクリメントされ、システムで使用可能な複数のトラフィックソースに対する上述のステップの動作を促進する。ステップ９２３では、評価されるべき総てのトラフィックソースが評価されたか否かについての判定がなされる。評価されるべき総てのトラフィックソースが評価されていないならば、プロセスはステップ９１３に戻り、キャリアインデックスが再び初期化される。しかしながら、評価されるべき総てのトラフィックソースが評価されたならば、そのループは終了し、プロセスは好ましくはステップ９２４に進む。
【０１４６】
ステップ９２４では、好ましくは、リバースキャリア容量が、上記の判定されたＬＳＡに対応するよう初期化される。ステップ９２５では、トラフィックソースが好ましくはインデックスされ、実際の資源割り当てに特定のトラフィックソースを特別扱いするようインデックスする。例えば、図９Ａないし９Ｃの好適十知れは、最大のリバース不足を有するトラフィックソースが最初のインデックス（ＲＰ＝０）を与えるように、トラフィックソースをインデックスする。
【０１４７】
ステップ９２６では、複数キャリアを利用する分析ループが始まる。従って、好適実施例は、キャリアインデックスを初期化する（Ｆ＝０）。キャリアインデックスの初期化は、好ましくは図８Ａのステップ８０３に関して実質的に説明されている。
【０１４８】
ステップ９１７では、特定のキャリアのリバース部分が０より大きいか否かが判定される。このキャリアについてのリバース区分が０より大きいならば、そこのタイムスロットにトラフィックを割り当てる必要はなく、従って、プロセスはステップ９３１に進む。
【０１４９】
しかしながら、このキャリアについてのリバース区分が０より大きいならば、ステップ９２８にて、最高の未処理トラフィックソース（ＲＰ）のリバース割合が０より大きくないか否かが判定される。このトラフィックソースについてのリバース割合が０より大きくないならば、総ての割り当てられた容量は挿入されているので、キャリア資源を挿入する必要はなく、従って、プロセスはステップ９３１に進む。
【０１５０】
最高の未処理トラフィックソースのリバース割合が０より大きいならば、ステップ９２９にて、このトラフィックソースについて、特定のキャリアのリバース区分がリバース割合より大きいか否かについての判定がなされる。ステップ９２９において、特定のキャリアのリバース部分が、最高の未処理トラフィックソースのリバース割合より大きいと判定されたならば、本発明の好適実施例はステップ９３０に進み、その後にステップ９３５に進む。ステップ９３０では、最高のみ処理トラフィックソースが、特定のキャリアのリバースタイムスロットに割り当てられる。
【０１５１】
しかしながら、特定のキャリアのリバース部分が、最高トラフィックソースのリバース比率より大きくないならば、キャリアの利用可能な容量はトラフィックソースのトラフィックを収容することができないので、好適実施例はステップ９３１に進む。好適実施例によれば、所与のフレームにおける所与の遠隔装置についての必要なリバースタイムスロット全体は、複数のキャリアの間で分割されず、トラフィックソースのいくつかを、それらの所望のタイムスロット長で送信することをしばしば妨げるタイムスロット塊の存在することが、理解されるであろう。従って、他の実施例は、本発明により使用されるＬＳＡ区分を判定するための上述した単独の平均とは異なる手法を利用することが可能である。更に、本発明の他の実施例が、望まれるのであれば、複数のキャリアに対する１つのトラフィックについて、割り当てられた容量の一部を挿入するよう動作することが、理解されるであろう。
【０１５２】
ステップ９２７、ステップ９２８又はステップ９２９のいずれかにより起動されるように、ステップ９３１において、キャリアインデックスが好ましくはインクリメントされ、本システムで動作する複数のキャリアに対する上述したステップの動作を促進する。ステップ９３２において、評価されるべき総てのキャリアが評価されたか否かについての判定がなされる。評価されるべき総てのキャリアが評価されていないならば、プロセスは好ましくはステップ９２７に戻り、トラフィックソースに対する資源の割り当てのために次のキャリアが分析される。しかしながら、評価されるべき総てのキャリアが評価されたならば、そのループは終了し、プロセスは好ましくはステップ９３４に進む。
【０１５３】
ステップ９３４では、プロセスは好ましくは進行し、リバースタイムスロットを割り当てるための輻輳帯域割り当てアルゴリズムを起動させる。好ましくは、好適実施例のステップ９３４におけるプロセスも、帯域割り当ての以後の判定で使用する遠隔装置のためのリバース不足を記録する。
【０１５４】
ステップ９３５では、ステップ９３２又は９３４のいずれかで起動されるように、トラフィックソースインデックスが好ましくはインクリメントされ、システムで使用可能な複数のトラフィックソースに対する上述のステップの動作を促進する。ステップ９３６では、評価されるべき総てのトラフィックソースが評価されたか否かについての判定がなされる。評価されるべき総てのトラフィックソースが評価されていないならば、プロセスはステップ９２６に戻り、キャリアインデックスが再び初期化される。しかしながら、評価されるべき総てのトラフィックソースが評価されたならば、そのループは終了し、プロセスは好ましくはステップ９３７に進む。
【０１５５】
ステップ９２７では、好適実施例は、本発明による資源割り当ての後に、過剰容量が干渉グループのキャリアに残存しているか否かを判定するよう動作する。何らの過剰容量も残っていなかったならば、プロセスは好ましくはステップ９０２に戻り、次のフレームが選択される。
【０１５６】
しかしながら、過剰容量が残っていたならば、フォワード及びリバース過剰容量の割り当てのために、プロセスは好ましくはステップ９３８，９３９に進む。好ましくは、過剰帯域の割り当ては、フォワード及び／又はリバース帯域付与を増加させるために、ステップ７０８に関して先に実質的に説明されている。好ましくは、過剰帯域付与は、キューバックログのように、所定のデータに優先度を与える。当然ながら、付加的な帯域は、上述したように、付加的に又は代替的に帯域付与を増加させるために、他の通信に使用されることが可能である。
【０１５７】
ステップ９４０では、好適実施例は、上述した好適実施例のＬＳＡアルゴリズムにより使用する、各遠隔装置についてのフォワード及び／又はリバース不足のランニング合計を調整する。ステップ９３４における好ましいフォワード及び／又はリバース不足の保守は、上述の図８Ｂのステップ８１８及び／又は８２３に関連して実質的に説明されている。リバース不足のランニング合計の保守の後に、図９Ａないし９Ｃに示される本発明の好適実施例は、好ましくは、次のフレームが選択されるステップ９０２に戻る。
【０１５８】
図８Ａ、８Ｂ及び９Ａないし９Ｃの好適実施例は、適応時分割多重のロックステップ調整に関して上記に説明されてきたが、本発明による適応時分割多重の独立した調整も可能であることが、理解されるであろう。例えば、上述したようなトラフィックスケジュールは、複数のキャリアグループについて独立に動作し、干渉グループのいずれかについて非対称な時分割フレームを提供することが可能である。好適実施例の無線通信システムに関連して説明してきたが、本発明を利用して、複数のメディアにおける適応時分割多重を行い得ることが、理解されるであろう。例えば、本発明は、光ファイバ媒体にて動作することの可能な、波長分割多重や過密（ｄｅｎｓｅ）波長分割多重に使用することが可能である。
【０１５９】
本発明及びその利点が詳細に説明されてきたが、特許請求の範囲に規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、様々な変更、置換及び変形を行い得ることが、理解されるであろう。更に、本発明の範囲は、明細書に記載された、プロセス、装置、製法、並びに材料、手段、方法及びステップの組み合わせの具体的な実施例に限定されることを意図しない。本発明を利用する関連する実施例と同様な機能及び実質的に同様の結果をもたらす、プロセス、装置、製法、並びに材料、手段、方法及びステップの組み合わせ、現在又は将来開発されるものを、当業者は本発明の開示内容から容易に理解するであろう。従って、特許請求の範囲は、そのようなプロセス、装置、製法及び材料、手段又はステップの組み合わせをその範疇に包含し得ることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好適実施例のプロセッサシステムの相互接続を示す。
【図２】図２は、本発明のハブのネットワークを利用するプロセッサシステムの相互接続を示す。
【図３】図３及び図４は、本発明のハブの各種要素の好適実施例を示す。
【図４】図３及び図４は、本発明のハブの各種要素の好適実施例を示す。
【図５】図５は、本発明のノードの実施例を示す。
【図６】図６は、時分割多重バースト期間における本発明にて通信を行う信号成分の実施例を示す。
【図７】図７は、適応時分割多重を行うための本発明の好適実施例のフローチャートを示す。
【図８Ａ】図８Ａ及び８Ｂは、マルチキャリア・ロックステップ非対称適応時分割多重を大なうための本発明の好適実施例のフローチャートを示す。
【図８Ｂ】図８Ａ及び８Ｂは、マルチキャリア・ロックステップ非対称適応時分割多重を行うための本発明の好適実施例のフローチャートを示す。
【図９Ａ】図９Ａないし９Ｃは、周波数機敏トラフィックソースを利用して、マルチキャリア・ロックステップ非対称適応時分割多重を行うための本発明の好適実施例のフローチャートを示す。
【図９Ｂ】図９Ａないし９Ｃは、周波数機敏トラフィックソースを利用して、マルチキャリア・ロックステップ非対称適応時分割多重を行うための本発明の好適実施例のフローチャートを示す。
【図９Ｃ】図９Ａないし９Ｃは、周波数機敏トラフィックソースを利用して、マルチキャリア・ロックステップ非対称適応時分割多重を行うための本発明の好適実施例のフローチャートを示す。
【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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【国際公開パンフレット】
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2004502380.tif 000088
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004502380.tif 000089
2004502380.tif 000090
【国際調査報告】
2004502380.tif 000091