(57)【要約】本発明は無線通信システム内において移動局の同期を基地局に合わせるための方法、無線通信用の移動局、並びにこのタイプの無線通信システムに関する。同期を最終的に達成するためにかかる時間を高速化させるために、受信されたデータの成分を、格納されている同期パターンと比較するのみではなく、移動局の同期を受信されたデータに合わせる前に、格納されている識別パターンとも比較することが提唱される。こうして、本発明によると、同期を設定する前に、受信されたデータが探索している基地局からのものであるか否かが高い確率にて決定される。こうすることで、所望の基地局とは関係のないパケットの内容をチェックする必要性が回避される。更に、この予備的なチェックのために、従来の方法のように、あるデータに基づいて同期を設定したが、後になってそのデータが他の基地局からのものであることが判明したため、移動局のタイミングをリセットすることも、もはや不要となる。
2004527986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム内で移動局を基地局と同期させる方法であって、
前記基地局から、周波数とタイムスロットによって定義されるある与えられたチャネルを介して、少なくとも一部が同期成分と前記基地局を識別する識別成分を含むメッセージを送信するステップと、
前記移動局によって、前記メッセージの一つを受信するステップと、
前記受信されたメッセージの幾つかの成分を格納されている同期パターンと比較し、さらに、前記受信されたメッセージの少なくとも一つの成分を格納されている識別パターンと比較するステップと、
前記両方の比較が一致を示した場合に、前記移動局のタイミングを前記受信されたメッセージのタイミングに同期させるステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記受信されたメッセージの成分と前記格納されている同期パターンとの比較が一致を示した時点で、前記受信されたメッセージの少なくとも一つの成分を格納されている識別パターンを比較すること、すなわち、前記受信されたメッセージの少なくとも一部と格納されている識別パターンの比較を考慮にいれることが阻止され、前記移動局のタイミングが直ちに前記受信されたメッセージのタイミングに同期されることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項３】
前記受信されたメッセージの幾つかの成分が、互いに別個に、前記格納されている同期パターン、及び前記格納されている識別パターンと比較され、これら別個の比較の結果を結合することで、同期に対する一つの総体的結果が形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記受信されたメッセージの少なくとも一つの成分が前記移動局内に格納されている前記識別パターンの選択可能な部分と比較されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
最初に、全ての関係するチャネルに対して、受信信号の強度が別個に測定され、各チャネルに対して行なわれる前記比較がそれらチャネルと関連する信号強度の順番に最強の信号を有するチャネルから開始して遂行され、一度に所定の回数の試みが、メッセージの幾つかの成分と前記格納されている同期パターン、並びに前記格納されている識別パターンとの一致が見つかるまで遂行され、各チャネルに対して行なわれる前記比較が前記移動局の２個のタイムスロットの期間内に受信される信号に基づいて遂行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記移動局が、前記比較を全ての関係するタイムスロットを含むある時間窓内で遂行し、
前記比較が、全ての関係する周波数に対して前記時間窓内において一致がある周波数に対して見つかるまで順番に遂行され、
一致が見つかった時点で、同一の周波数に対して、後続メッセージの幾つかの成分の新たな比較が前記時間窓の同一の位置から遂行され、
この新たな比較が再び一致を示した場合は、前記移動局のタイミングが前記メッセージの同期成分に合わせられ、
これら反復された比較が一致を示さない場合は、さらに比較のための時間窓が、その窓が、同一位置内の比較された第一のメッセージの同期成分の開始と同時に始まり、それまで用いられていた時間窓の終端において終わるように設定される、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項７】
無線通信システム内で用いる移動局であって、
同期パターン、及び前記無線通信システムのある与えられた基地局を識別する識別パターンを格納する記憶手段と、
メッセージをある選択された周波数において受信する受信デバイスと、
前記記憶手段と前記受信デバイスに接続された、受信されたメッセージの幾つかの成分を前記記憶手段内に格納されている同期パターンと比較し、かつ受信されたメッセージの少なくとも一つの成分を前記記憶手段内に格納されている識別パターンと比較する比較デバイスと、
前記比較デバイスに接続された、前記比較デバイスが前記メッセージの幾つかの成分と、格納されている同期パターン及び格納されている識別パターンとの間の一致を検出した場合に、前記移動局を受信されたメッセージの同期成分と同期させる同期デバイスと、を含むことを特徴とする移動局。
【請求項８】
前記比較デバイスは、受信されたメッセージの幾つかの成分を格納されている同期パターンと比較する比較手段と、受信されたメッセージの少なくとも一つの成分を格納されている識別パターンと比較する別の比較手段を含み、各比較手段は各パターンとの一致が検出されたか否かを示す出力値を出力するように構成され、前記移動局は論理手段を備え、この論理手段は前記２つの比較手段の各メッセージに対する出力値を結合することで、前記格納されている同期パターン並びに前記格納されている識別パターンとの一致が検出されたか否かを示す一つの結合された出力値を形成するように構成されることを特徴とする請求項７記載の移動局。
【請求項９】
前記移動局は、前記２つの比較手段の前記結合された出力値か、或いは前記受信されたメッセージの幾つかの成分を格納されている同期パターンと比較するための比較手段からの出力値のみの、いずれかを、前記同期デバイスに供給するように構成されたスイッチング手段を含み、前記同期デバイスがこれら両方の場合に対して、受信された出力値に基づいて、前記メッセージを前記移動局の同期に対して利用すべきか否かを決定することができることを特徴とする請求項８記載の移動局。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法、或いは請求項７乃至９のいずれかに記載の移動局をDECT（デジタルエンハンスドコードレス電気通信）システム内で利用する方法。
【請求項１１】
少なくとも一つの基地局と少なくとも一つの移動局を含む無線通信システムであって、前記基地局は少なくとも一部が同期成分と基地局を識別する識別成分を含むメッセージを送信する送信デバイスを含み、前記移動局は
同期パターンと、前記無線通信システムのある与えられた基地局を識別する識別パターンとを格納する記憶手段と、
メッセージをある選択された周波数において受信する受信デバイスと、
前記記憶手段と前記受信デバイスに接続された、受信されたメッセージの幾つかの成分を前記記憶手段内に格納されている同期パターンと比較し、かつ受信されたメッセージの少なくとも一つの成分を前記記憶手段内に格納されている識別パターンと比較する比較デバイスと、
前記比較デバイスに接続された、前記比較デバイスが前記メッセージの幾つかの成分と、格納されている同期パターン及び格納されている識別パターンとの間の一致を検出した場合に、前記移動局を前記受信されたメッセージの同期成分に同期させる同期デバイスと、を含むことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
前記無線通信システムがDECT（デジタルエンハンスドコードレス電気通信）システムであることを特徴とする請求項１１記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム内の移動局を基地局と同期させるための方法、無線通信システム用の移動局、及びこのタイプの無線通信システムに係る。
【背景技術】
【０００２】
従来から、少なくとも一つの基地局と少なくとも一つの移動局（移動電話）を含む（とりわけ、局所的に制限されたエリア内での無線通信のための）無線通信システムが知られている。無線通信システムの一例として、とりわけ、ETSI EN 300 175: "Digital Enhanced Cordless Telecommunications, Common Interface"、において開示されているDECT（Digital nhanced Cordless Telecommunications）システムがある。
【０００３】
一方においては、DECTシステムにおいては、１０個の異なる周波数が伝送のために利用できる。他方においては、伝送時間は、複数のフレームに分割され、各フレームは２４個のタイムスロットから成る。ある与えられた周波数とある与えられたタイムスロットとの各組み合わせから、基地局或いは移動局による送信のために用いられる一つの無線チャネルが形成される。DECTシステム内の移動局と基地局との間で通信を開始できるようにするためには、移動局は、最初に、（自身と）関連する基地局に同期することを必要とされる。これを達成するためには、移動局は、第一のステップにおいて、関連する基地局によって使用されている無線チャネルを見つけることを必要とされる。これとの関連で、移動局は、殆どの場合、複数の基地局から信号を受信することに注意する。さらに、１２個のタイムスロットに相当する期間だけオフセットされてではあるが、移動局もその無線チャネルを周波数用いて送信を行うことにも注意する。次に、第二のステップにおいて、移動局のタイミングがその無線チャネルを介して受信された信号に基づいて、自身のタイミングが基地局のタイミングと一致するように調節される。こうして、移動局内のタイムスロットの変化（changing）が基地局内のタイムスロットの変化に合わせられる（チューニングされる）。
【０００４】
解説の目的で、図１は、移動局の典型的な無線環境を座標系に基づいて示す。この無線環境は、考慮されている移動局のレンジ内の様々な移動局及び基地局からの複数の信号から構成される。この座標系のX-軸は、同期の前に考慮されている移動局によって使用されているタイムスロット０から２３の構成に合わせて分割されている。無線通信システムの１０個の異なる周波数０−９がこの座標系のY-軸上にプロットされている。この図面内の黒い四角形は、基地局によってその瞬間に使用されている無線チャネルを表し、白い四角形は、移動局によってその瞬間に使用されている無線チャネルを表す。
【０００５】
図面に示されている状況においては、１０個の異なる基地局によって送信が行なわれており、各局は異なるチャネルを利用する。基地局によるこれら送信の内の５個は、ジュープレックス接続（duplex connection）の第一の部分を形成し、これらは、各々、毎回、これも図示されている移動局の送信の対応する第二の部分と関連する。移動局は、関連する基地局と同一の周波数にて（ただし、関連する基地局よりも１２個のタイムスロットに相当する期間だけ後に）送信する。示されるチャネルには、X-軸上の全てのタイムスロットは割当てられておらず、これは大雑把な割当てに過ぎないことに注意する。これは、様々な局によって使用されるタイムスロットは、この座標系はここでの説明の主題となる移動局のタイムスロットとの関連で示されているが、通常は、この移動局のタイムスロットとは一致しないためである。
【０００６】
考慮中の移動局自身はまだどのチャネルも送信のために使用していない。通信を設定するための同期を行うためには、移動局は、その移動局と関連する基地局の無線チャネルを探索する必要がある。説明のケースにおいては、この無線チャネルは、移動局のタイムスロット４の近傍の、キャリア周波数８を有するチャネル１１であるものと想定される。
【０００７】
このチャネルを決定するための従来の手続について以下に説明する。
【０００８】
移動局は、最初に、問題の２４０個の全てのチャネルに関して受信信号強度、とりわけRSSI（received signal strength indicator）を測定する。その後、移動局は、自身の受信機を、これらチャネルの各々に対して順番に、つまり、測定された信号強度の順番に、最強の信号強度を有するチャネルから開始して、起動する。図１に示す環境内においては、少なくとも１５個のチャネルが移動局によって測定可能な信号強度を示し、従って、これらチャネルが移動局によるテストを必要とされる。関連する局のタイムスロットは探索している移動局のタイムスロットと一致しないために、探索している移動局の２つのタイムスロットに相当する期間内の一部において測定可能な信号強度が検出されることもあり、このため、同期を設定するまでに最終的に必要となるチャネルテストの回数は実際の送信回数より多くなる（２個のタイムスロットに相当する期間内に同一のチャネルを何度のテストすることが必要となる）。
【０００９】
DECTシステムにおいて、基地局或いは移動局により送信され、探索している移動局によって受信される信号は、図２に（スケールは無視して）示されるようなDECTパケットの形態を有する。このDECTパケットは、プレアンブル２１、１６ビットの同期語２２、Aフィールド２３及びBフィールド２４から構成される。探索している移動局が同期語２２を受信すると、移動局は、自身のローカルタイミングを、同期語のビットのタイミング、その同期語に基づいて知られるそのDECTパケットのタイムスロットタイミング、ひいてはその送信基地局のタイミングに合わせる。
【００１０】
このため、同期のためには、移動局は、受信された信号から、その移動局と関連する基地局のパケットをフィルタリング（検出）することが必要となる。この目的のためには、移動局は比較回路を利用し、比較回路は基地局のパケットを同期語２２に基づいて認識する。同期語２２は、DECTの基地局のパケットの場合は0xE98Aなる値を有し、DECTの移動局のパケットの場合は0x1675なる値を有する。
【００１１】
図３は、このような比較デバイスを簡略的に示す。この比較デバイスは、１６−ビットシフトレジスタ３１、比較回路３２、及び、移動局のメモリ３３を含み、メモリ３３内には基地局のパケット内の１６−ビット同期語２２の値が格納される。比較回路３２の入力は、シフトレジスタ３１の出力と、メモリ３３の出力に接続される。シフトレジスタ３１の入力は移動局の受信機（図示せず）にも接続され、比較回路３２の出力は同期デバイス（図示せず）に接続される。メモリ３３は、必ずしも比較回路自身の一部分を構成する必要はなく、単に比較デバイスに接続することもできる。
【００１２】
移動局の受信機によって、その瞬間周波数（instantaneous frequency）において受信されるデータビット３４は、１６−ビットシフトレジスタ３１内にシフトされる。各ビット３４が新たにシフトインされた後に、その瞬間においてシフトレジスタ３１内に存在する１６個の全てのビットが比較回路３２に送られる。比較回路３２は、メモリ３３内に格納されている１６−ビット同期語も受信する。次に、受信された各１６ビットが比較回路３２内で比較される。これら２つの入力項目が一致すると、基地局の同期語が見つかったことを示す出力信号３５が生成される。
【００１３】
タイムスロットのタイミングの偏差を補償するために、移動局の受信機と比較デバイスは、各チャネルに対して、２個のタイムスロットに相当する期間だけ起動される。こうすることで、ある基地局によって送信される同期語が移動局内の比較デバイスによって認識されることが確保される。
【００１４】
図４は、基地局の同期語を２個のタイムスロットに相当する期間に渡って検出する様子を示す。この図面中、移動局の受信機と比較デバイスの起動（activation）及び停止（deactivation）、及びDECTパケット４１の受信時刻は、移動局のタイムスロットとの関連で示される。
【００１５】
第一のタイムスロットN−1の開始の所で、移動局の受信機と比較デバイスの両方が起動される。受信機は、DECTパケット４１を調節された周波数において受信するが、このパケットは、問題としている送信基地局と移動局のタイミングが異なるために、第一のタイムスロットN−1の内側において開始されるが、第二のタイムスロットN内へも延びる。
【００１６】
移動局の２個のタイムスロットN−1、Nに相当する全期間内に基地局の同期語が、これらタイムスロットにおいてはパケットは全く受信されなかったため、或いは別の移動局からのパケットしか受信されなかったために、認識されなかった場合は、受信機と比較デバイスは、この第二のタイムスロットの終端において再び停止される。その後、さらなる探索が、次に高い測定信号強度を有するチャネルに対して、それが位置する２個のタイムスロットに相当する期間を通じて遂行される。
【００１７】
ただし、データビットが受信され、それらデータビットを比較デバイスによって、格納されている同期語との比較した結果、それらデータが、探索している基地局と関連する同期語であることが示された場合は、比較デバイスは直ちに停止される。その後、受信された同期語と関連するDECTパケット４１の受信が完了した時点で、受信機も、その同期語のタイミングに合わせて、従って、送信基地局のタイミングに合わせて停止される。このことは、この停止は、第二のタイムスロットNの終端まで待たずに行なわれることを意味する。受信機が停止されると、次のタイムスロットN＋1の開始が早められ、移動局のローカルタイミングが基地局のローカルタイミングに合わせられる。
【００１８】
こうして、移動局のタイミングは、現在、確かに、受信されたDECTパケット４１を送信した基地局のタイミングに調節されている。ただし、その基地局が誤った基地局である可能性が残されており、このため、通信を開始する前に、受信されたパケット４１のAフィールド内に含まれている送信基地局の識別を移動局の適当なソフトウェアにてテストすることが必要となる。
【００１９】
ソフトウェアによるテストの結果、そのパケット４１が確かに移動局と関連する探索中の基地局からのものであることが確認された場合は、移動局はその調節された同期を維持し、通信が開始される。
【００２０】
ただし、ソフトウェアによるテストの結果、受信されたパケット４１が他の基地局からのパケットであることがわかった場合は、その移動局の前のタイミングが回復され、基地局からの同期語を有するパケットの新たな探索が開始される。この新たな探索の実行が図５に示される。図５においても、移動局の受信機と及び比較（デバイス）の起動及び停止、並びにDECTパケット４１の受信時間は、移動局のタイムスロットとの関連で示されている。このケースにおいては、このさらなる探索は、リストの次のタイムスロットNからは開始されるのではなく、受信機は、前の探索と同一のタイムスロットN−1において起動される。ただし、比較デバイスは、このタイムスロットN−1内の、それ以降は誤った基地局からの既に検出された同期語は再び検出されることはなくなるような瞬間から起動される。こうして、このタイムスロット内の、最初の同期語が認識された時点より後に出現する同期語のみが探索される。同一のタイムスロット期間内にこのよう何度のテストしなければならないのは、全ての基地局がDECTパケット４１内にBフィールドを送信するわけではなく、このフィールドを含まないパケットは、１個のタイムスロット期間より著しく短いためである。例えば、２個のタイムスロットに相当する期間内に高々９個のパケットが発生し得る。
【００２１】
説明された各ステップは、時間を要し、従って、移動局が正しい基地局と同期されるまでに経過される総時間を増加させる。例えば、周波数８とタイムスロット４の組合わせにて定義されるチャネル１１を有する上述の基地局が、図１に示すような状況において、最後の一つとしてテストされた場合は、全部で少なくとも１０個の基地局をチェックすることが必要となる。最初の９個のチェックに対しては、その後、移動局を元のタイミングに戻し、その後、毎回、同一のタイムスロット内での新たな探索から開始することを必要とされる。さらに、図１の状況においては移動局からの５個の信号もチェックされる。ただし、これら信号に対しては、比較デバイスの段階で既に正しい同期語が発見されず、従って、この場合は、受信されたデータ内に正しい同期語が存在するか否かをチェックするために要する時間のみが追加の時間として費やされる。
【００２２】
多数の送信局が存在する場合は、求められていない信号がチェックされる度に追加の時間が必要となるために、最終的な同期が達成されるまでに要する時間量はかなりが長くなる。こうして、無線通信システム内で移動局を基地局と同期させるための従来の方法の一つの短所は、同期のために比較的長い時間期間が必要とされるところにある。
【００２３】
さらに、同期語は、DECTシステムにおいては、たった１６ビットなる長さしか有さない。この同期語が、雑音内、或いは基地局若しくは移動局から送信されたデータ内に誤って発見される確率も、かなり高く、このため同期のために要求される時間は、一層増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
従って、本発明の一つの目的は、無線通信システム内において移動局の基地局との同期をより高速化することを可能にする方法、移動局及び無線通信システムを提供することにある。
【００２５】
一方においては、この目的は、本発明による、無線通信システム内において移動局を基地局に同期させるための方法を介して達成され、この方法は、
基地局から（周波数とタイムスロットによって定義される）ある与えられたチャネルを介して（少なくともその一部が同期成分と基地局を識別する識別成分を含む）メッセージを送信するステップと、
移動局によって、これらメッセージの一つを受信するステップと、
受信されたメッセージの幾つかの成分を格納されている同期パターンと比較し、さらに受信されたメッセージの少なくとも一つの成分を格納されている識別パターンと比較するステップと、
両方の比較が一致を示した場合に、移動局のタイミングを受信されたメッセージのタイミングに同期させるステップと、を含む。
【００２６】
他方においては、この目的は、本発明による、無線通信システム内で用いるための移動局によっても達成される。この移動局は、第一に、同期パターンと、無線通信システムのある与えられた基地局を識別する識別パターンとを格納するための記憶手段を含む。この移動局は、更に、メッセージをある選択された周波数において受信するための受信デバイスを含む。この移動局は、更に、記憶手段と受信デバイスに接続された、受信されたメッセージの幾つかの成分を記憶手段内に格納されている同期パターンと比較するため、及び受信されたメッセージの少なくとも一つの成分を記憶手段内に格納されている識別パターンと比較するための比較デバイスを含む。この移動局は、更に、比較デバイスに接続された、比較デバイスが受信されたメッセージの成分と、格納されている同期パターン及び格納されている識別パターンの両方との一致を検出した場合に、移動局を受信されたメッセージの同期成分と同期させるための同期デバイスを含む。
【００２７】
最後に、この目的は、本発明による、無線通信システムによっても達成される。この通信システムは、少なくとも一つの移動局に加えて、更に、メッセージを送信するための送信デバイスを備える少なくとも一つの基地局を含み、こうして送信されるメッセージの少なくとも幾つかは、同期成分と基地局を識別する識別成分を含む。
【００２８】
本発明は、無線通信システム内での移動局による基地局の探索は、従来のやり方では、最初に、仮の同期が設定され、その後、ソフトウェアによって、メッセージを送信した基地局の識別がチェックされたが、このやり方をとらないことで著しく加速化できるというアイデアに基づく。代りに、本発明によると、メッセージを送信している基地局の識別は、受信されたメッセージ内に正当な同期成分が存在するかチェックする処理ステップと同一のステップにおいて、つまり、移動局を実際に同期させる前に、チェックされる。こうして、本発明によると誤った同期が回避され；このため、従来の方法においては、後になって同期語が誤った局からのものであることが発見される確率が比較的高く、この度に移動局のタイミングをリセットし、同一のタイムスロット内で、受信されたデータ内に適当な同期成分が存在しないか再び探索することが必要とされたが；これらの必要性が回避される。さらに、従来の方法においては、同期の後に、ソフトウェアによって、所望の基地局に属さないデータパケットの内容もチェックされたが、本発明によると、これらチェックの必要性もなくなり、とりわけ、単一のタイムスロット期間内に複数のパケットが発生するような状況において同一のタイムスロットを何度も繰返してチェックする必要もなくなる。こうして、本発明によると、全体として、同期のために必要とされる時間が短縮される。
【００２９】
確かに、例えば、DECTシステム内においては、必ずしも送信された全てのパケットが識別成分を含むやけではない。ただし、上で引用されたETSIの資料によると、基地局から送信されるパケット内に識別が含まれる確率は、最小で、６．２５％であり、これは、基地局が各フレーム内にページング情報及びシグナライゼーション（制御信号）を送信しなければならないような状況に対応する。他方、基地局がページング情報及びシグナライゼーション（制御信号）を送信する必要がない状況においては、基地局から送信されるパケット内に識別が含まれる確率は、最大で、９３．７％に達する。また、Philipsセミコンダクタ社のDECTシステム内でのDECTパケットに関しての統計的評価によると、基地局から送信される全てのパケットの内の約８９％が識別メッセージであることが明らかとなっている。このように多くの識別メッセージが存在するため、これらを同期の前に評価することは十分に可能であり、こうすることで、同期に対して要求される時間を平均的に低減することができる。
【００３０】
本発明のもう一つの長所は、同期成分と識別成分の両方が比較されるために、同期成分のみが比較される場合と較べて、メッセージのより多くの成分が、格納されているパターンと一致することを要求されるという事実にある。このため、雑音内、或いは関係ないメッセージからのデータ内に存在するビットパターンが、偶然に、格納されているパターンと一致する確率は、より低くなる。１６−ビットの同期語が、雑音内に発見される確率は、65,536ビットをテストして１度、或いは、56,888ミリ秒の連続テストの内の１度の割合である。全てのタイムスロットを探索するためには、少なくとも１００ミリ秒が必要とされ、この期間内に誤ったビットが検出される確率はかなり小さい。ただし、さらに、追加的に１６ビットの識別成分もテストした場合は、これら同期語と識別成分との組合せが、雑音内に発見される確率は、4294967296ビットの内の１度、或いは、６２分間に１度、或いは６２分間の連続テストの内のたった８秒となる。
【００３１】
同時に、正しい基地局の識別を高い確率にて得るためには、同期成分と識別成分の両方をテストすることで十分である。ある基地局の１６−ビットの識別成分がテストされるものと想定すると、他の基地局の識別成分内にそれと同一の１６ビットが発見される確率は、平均で、65536分の１の割合となる。基地局のレンジは小さなため、つまり、２−３百メートル程度にすぎないため、同一の地理的環境内で、テストされた２つの基地局が同一の識別成分を有する確率は極めて小さくなる。ただし、それでも、勿論、このような稀なケースに対する対策は必要となる。
【００３２】
従属クレーム内には、本発明の様々な好ましい実施例が開示されている。
【００３３】
請求項２から９に記載の特徴は、本発明による送信基地局の識別のテストに加えて、従来の（とりわけ、ソフトウェアに基づく）方法によっても、送信基地局の識別のテストができることを確保する。これは、移動局がまだある与えられた基地局と関連付けられていない場合や、或いは格納されている識別成分がその基地局から稀にしか送信されないような場合に重要である。このような状況に備えて、好ましくは、スイッチング設備が設けられ、このような状況においてもチャネルを見つけることができるようにされる。従来の方法に切換えられた場合は、同期あわせ（synchronization）は、もっぱら信号成分（同期成分）と格納されている同期パターンとの比較に基づいて行なわれ、その後、受信された信号（識別成分）の評価が移動局のソフトウェアにて遂行される。
【００３４】
あるメッセージ内への同期成分と識別成分の割当ての互いの関係が定義されている場合には、格納されている同期パターンと格納されている識別パターンの比較を、例えば、これに対応する長いシフトレジスタを用いて、このレジスタに、受信されたメッセージのこれらビットを順番に入力し、受信された全てのビットを、共通の比較回路に一度に加えることで、同時に遂行することもできる。ただし、好ましくは、請求項３と８に記載される特徴によると、２つの比較手段が、これら２つのパターンを比較するために用いられる。この後者の方法によると、長所として、同期成分の一致を、別個に確認し、別個に利用することが可能となる。このような別個の確認は、いわゆる「ビットスライサ（bit slicers）」と呼ばれるある与えられた無線信号をチェックするために用いられる。この後者のケースにおいては、比較手段は、とりわけ、シフトレジスタと、シフトレジスタの各瞬間内容（instantaneous contents）をメモリ内に格納されている内容と比較するための比較回路を含み、この比較手段においては、一方の成分は、他方の成分より時間的に早く検出（比較）され、最初の第一の比較手段の結果は、カウンタを介して遅延した後に、AND要素に加えられる。このAND要素は、第二の比較手段の結果も（遅延されることなく直接に）受信する。こうして、このAND要素の出力値は、あるメッセージ内のこれら２つの成分が一致するか否かに関する情報を提供する。
【００３５】
請求項４に記載の特徴によると、長所として、あるメッセージの識別成分のチェックされるべき部分を、システムに依存して、例えば、チェックされる成分の長さの差に基づいて選択することが可能となる。この方法によると、最初に、あるメッセージ内の、あるフィールドの（そのフィールドがある基地局の識別を含むか否かを示す）ヘッダがチェックされ、その後、そのフィールド内の、ある長さの成分が、ある与えられた位置からチェックされる。こうすることで、チェックされた異なる基地局の識別成分が、誤って一致するものとして検出されるような事態は回避される。この可変長の識別成分は、DECTシステムにおいては、PARK（Portable Access Rights Key）とも呼ばれる。
【００３６】
請求項５に記載の特徴は、本発明による同期の一つの好ましい実施例について開示する。この実施例によると、従来の方法に僅かな修正を加えるのみで、正しい基地局を、殆どのケースにおいて従来の方法よりも速く発見することが可能になる。この実施例においては、移動局は殆どのケースにおいて空間的に最も近い基地局の一つとコンタクトすることを希望するという想定の下で、正しいチャネルの探索は、チャネルの信号強度の順番に遂行される。識別成分が全てのメッセージ内には含まれてないような場合でも、各チャネルのチェックをある設定された回数だけ反復することで、正しいチャネルを極めて高い確率にて発見することができる。チャネル当り、移動局の２個のタイムスロットに相当する期間だけチェックすることで、各メッセージの比較をほぼ完全に達成することができる。
【００３７】
請求項６に記載の特徴は、本発明による同期のもう一つの好ましい実施例について開示する。例えば、DECTシステムにおいては、殆どのメッセージは、たった一度のみ、或いは、極短期間のみ送信される。このため、稀にしか送信されないようなメッセージのために、第二回目の試みにおいても、再び、誤った一致がもたらされることは、通常は、あり得ない。頻繁に送信される唯一のメッセージはQtメッセージである。つまり、識別メッセージを除くと、殆どはQtメッセージである。これらメッセージは、システムメッセージを表すが、ただし、この発生頻度は、２つの異なるQtタイプが用いられる場合は、識別メッセージの1/30以下である。４つのQtタイプが用いられる場合は、この比はさらに1/60に低下する。従って、誤った（偽の）一致は、孤立的にしか発生しない。このため、偽の一致が、２回連続して認識される確率は、無視できるほど小さくなる。そして、影響も、提唱されるPARK認識を利用することで、完全に回避することができる。
【００３８】
この第二の好ましい実施例によると、同期を著しく高速化することが可能となる。基地局が識別を稀にしか送信しない（通常はこのようなことはない）ような状況においても、この速度は十分に満足できる。この第二の実施例においては、信号強度は考慮されないために、検出が他のシステムの影響を受けることもない。
【００３９】
説明の中で、比較デバイス内での比較が、好ましくは、ハードウェアに基づいて遂行されると記載されている場合であっても、比較デバイスをソフトウェアに基づいて実現することもできる。
【００４０】
以下では、本発明のこれら及びその他の特徴について実施例及び図面を用いて詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１から図５についてはこの明細書の従来技術の説明の所で既に説明された。
【００４２】
以下に説明する実施例は、本発明によるDECTシステムに基づくが、このシステムは、本発明による移動局を含み、この移動局は、受信デバイス、記憶手段、比較デバイス及び同期デバイスを備える。
【００４３】
最初に、この移動局の比較デバイスについて詳細に説明する。この比較デバイスが図６に簡略的に示される。
【００４４】
この比較デバイスは、第一の比較手段６１と第二の比較手段６２とを含む。第一の比較手段６１の入力と第二の比較手段６２の入力は、並列に、移動局の受信デバイス（図示せず）に接続される。第一の比較手段６１の出力は、カウンタ６３を介してAND-ゲート６４の第一の入力に接続され、第二の比較手段６２の出力はAND-ゲート６４の第二の入力に直接に接続される。AND-ゲート６４の出力自体は、移動局の同期デバイス（図示せず）に接続される。
【００４５】
これら比較手段は、両方とも、移動局の受信デバイスによって受信されるデータビット６５を受信する。これらデータビット６５がDECT基地局から送られて来たものであるときは、これらは、図２に示すようなDECTパケットに対応するパケットの一部分から成る。これらパケットの幾つかにはBフィールド２４が存在するが、他のパケットにはこれは存在しない。これらパケットは、同期語２２をその目的に対して提供されているフィールド内に含み、さらに、約８９％のパケットにおいては、Aフィールド２３内に識別語が含まれ、この識別語はそのパケットを送信した基地局を識別する。
【００４６】
移動局が基地局との通信を開始することを希望する場合、最初に、第一の比較手段６１が起動される。受信されたデータビット６５は、移動局内に格納されている同期パターンと比較される。この同期パターンは0xE98Aなる値を有し、従って、基地局から送信されるDECTパケットの同期語と同一である。この格納されている同期パターンと一致するデータビットのシーケンスが認識されると、直ちに、カウンタ６３が始動され、そのパケットのAフィールドからの後続ビット６５が第二の比較手段６２に加えられる。カウンタ６３が所定の値に達すると、その時点で第二の比較手段６２内に存在するデータビット６５のシーケンスが移動局内に格納されている識別パターンと比較される。カウンタ６３によって比較点が予め設定されているために、第二の比較手段６２は比較を一度遂行するのみで済む。
【００４７】
第一の比較手段６１内での比較の結果と、第二の比較手段６２内での比較の結果が、AND-ゲート６４に加えられる。ただし、第一の比較手段６１内での比較の結果の供給は、カウンタ６３により、あるパケットに対するこれら２つの結果がAND-ゲートに同時に到達するように遅延される。第二の比較手段６２内の瞬間データビット６５が識別パターンと一致するときは、AND-ゲート６４を介して、同期語並びにその瞬間パケット内の比較された識別成分（ビット）が格納されているパターンと一致することを示す出力値６６が出力される。この出力値によって、同期デバイスによる、受信されたパケットの同期成分（ビット）との移動局の同期がトリガされる。さらに、移動局のソフトウェアに結果が肯定的であったことが知らされる。他方、この瞬間データビット６５が識別パターンと一致しないときは、AND-ゲート６４は、両方の一致は見つからなかったことを示す出力値６６を出力する。その後、第一の比較手段６１は、同期語の探索を再開する。
【００４８】
２つの別個の比較手段６１、６２を用意する代替として、対応するより長いビットシーケンスを一度に比較することもできる。ただし、比較を２つの部分に分けるやり方は、ある無線信号を制御するために、同期語の検出のみを利用できるという長所を有する。そして、同期語が発生したことのみを示す別個の信号が、いずれの場合でも、必要となる。
【００４９】
同期デバイスが、比較が成功であったという情報を受信すると、同期デバイスは、移動局を周知のやり方にてその同期語に同期させる。その後、得られたパケットが、ソフトウェアにて、例えば、同期語とチェックされた識別成分の両方が、雑音、或いは別の基地局からのデータに由来するものであるような稀なケースに備えてチェックされる。この時、そのパケットが、その移動局と関連する基地局からではなく、同一の識別成分を有する別の基地局からのものである可能性についてもチェックされる。ソフトウェアによっても誤った検出が見つからなかった場合は、その調節された同期が維持され、移動局と基地局との間の通信が開始される。他方、誤った検出が認識された場合は、移動局のタイミングをリセットし、正しい基地局からのデータパケットの探索をもう一度遂行することが必要となる。ただし、このような誤った検出は、極めて稀であり、平均同期所要時間にはそれほど大きな影響は与えない。
【００５０】
こうして、従来の方法においては、同期語が認識された時点で、この事実を用いて同期がトリガされ、その後、その同期語を送信している基地局の識別がソフトウェアにてチェックされたが、本発明によると、移動局が上述のようにして同期された後は、受信された信号のさらなるチェックは、その同期語が発見され、しかも、受信されたパケットのAフィールド内に識別語の定義された成分が含まれる場合にのみ遂行される。このことは、正しくない基地局からのパケットはチェックされず、従来の方法において、チェックのため、及びその後、移動局のタイミングをリセットするために必要とされた時間が節約できることを意味する。
【００５１】
例えば、図３に簡略的に示される比較手段を、受信されたデータビット６５を格納されている同期パターンと比較するための第一の比較手段６１として用いることができる。
【００５２】
受信されたデータビット６５を格納されている識別パターンと比較するための第二の比較手段６２も、図３に示される比較手段と同様な構成とすることもできる。ただし、第二の比較手段６２は、好ましくは、送信局の識別がより柔軟にできるように構成される。
【００５３】
このようなフレキシブな比較手段について説明するために、最初に、図２に示されるような、DECTパケットのAフィールド２３内の識別語の編成について説明する。図７に示すように、このAフィールドは、８ビットのヘッダ７１、４０ビットのデータ成分７２、及び１６ビットのCRC（巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check）)成分７３から構成される。ヘッダ７１とデータ成分７２の４８ビットは、１６−ビットのCRC成分７３にて保護される。ヘッダ７１内の最初の３ビットは、データ成７２の内容のタイプを示す。識別メッセージの場合は、ヘッダ７１の最初の３ビットは、「０１１」なる値を有し、データ成分７２の４０ビットは、送信基地局の識別を含む。
【００５４】
図６の第二の比較手段６２内でチェックされるある受信されたパケットの識別成分は、任意長を有し、比較手段がフレキシブルな構造を有する場合は、Aフィールド内の任意の位置に置くことができる。この場合は識別成分はコヒーレントであることも必要とされない。
【００５５】
図８は、図６の比較デバイスの（識別パターンを図７に示すようなDECTパケットのAフィールドからの識別成分と比較するための）フレキシブルな比較手段６２の一つの好ましい実施例を示す。
【００５６】
この比較手段は、４８ビットa0ーa47を中間的に格納するためのシフトレジスタ８１と、比較回路８２を含む。さらに、内部に４２個のビットが格納される記憶手段８３も用意される。この記憶手段８３は、この比較手段の一部として構成することも、或いは汎用記憶手段として構成し、この中に、さらに、移動局の他のデバイスに対する追加のデータ、例えば、比較手段６１によって用いるための同期語（同期パターン）を格納することもできる。シフトレジスタ８１の入力は、図６の第二の比較手段６２の入力に対応し、従って、移動局の受信デバイス（図示せず）に接続される。比較回路８２の入力は、シフトレジスタ８１の出力、並びに、記憶手段８３の出力に接続される。比較回路８２の出力は、図６の第二の比較手段６２の出力に対応し、従って、図６のAND-ゲート６４（図示せず）に接続される。
【００５７】
図６の第一の比較手段６１によって受信されたDECTパケット内に同期語が検出されると、受信されたパケットのAフィールドの最初の４８ビットが、順番にシフトされ、図６の第二の比較手段６２内、従って図８のシフトレジスタ８１内へと、Aフィールドのヘッダとデータ成分の全てのビットがシフトレジスタ８１内に格納される。Aフィールドの全てのビット６５が書き込まれる瞬間は、図６のカウンタ６３によって事前に設定される。その後、シフトレジスタ８１内に書き込まれた最初の３ビットa0−a２と、ビットa9−a47が、並列に比較回路８２に加えられる。同様に、記憶手段８３内に格納されている４２ビットも並列に比較回路に加えられる。これらの内の最初の３ビットは「０１１」なる値を有し、後続ビットは所望の基地局の識別を構成し、これは、所望の基地局の識別成分を有するDECTパケットのAフィールド内のビットa9−a47と同一である。
【００５８】
次に、第二の比較手段６２の比較回路８２は、一方においては、Aフィールドのヘッダ７１内の（受信されたデータ６５が識別メッセージに関するものであるかを示す）最初の３ビットa0−a２を記憶手段８３からの対応するビットと比較する。シフトレジスタ８１内の第一のセクション８４内の最初の３ビットとは対照的に、これに続く（第二の）セクション８５内の６ビットa３−a8は比較回路８２には加えられず、従って、チェックされない。第三のセクション８６は、Aフィールドの所定の長さのデータ成分７２のビットシーケンスを含むが；この長さは、とりわけ、移動局がその内部で通信することを希望するシステムのタイプに依存する。この可変識別成分は、PARKとしても知られており、ビットa9−an内に含まれ、ここで、ｎは９から４７の間の範囲とされる。PARKは可変長であるため、比較回路８２は、可変長の識別成分をチェックできることを必要とされる。ビットan+1からa47までを有する最後のセクション８７もチェックされず、ここで、第三のセクション８６と第四のセクション８７間の境界８８はシステムによって異なる。図８に示す例においては、ビットa45からa47までは第四のセクション８７に割当てられ、従ってこれらビットは比較の際には無視される。受信されたビットと、セクション８４及び８６内の格納されているビット間に一致が見つかった場合は、この一致を示す信号８９が出力される。
【００５９】
CRCビットa48からa63までは、CRC総和が誤っているのに全ての識別ビットが格納されているパターンと一致する確率は非常に小さく、結果が大きな影響を受けることは殆ど考えられないために、識別チェックに含む必要は全くない。
【００６０】
受信されたDECTパケット内の識別成分を、同期を設定する前にチェックするというこのアイデアは、勿論、その移動局が、既にそれが探索している基地局の識別を知っている場合にのみ意味をなす。このため、例えば、移動局が初めて用いられる場合や、その基地局が移動局が探索している識別を単に第二の或いは第三の識別として有する場合（後者の場合は稀ではあるが識別は送信されてくるが）は、事情が異なる。このような場合には、従来の同期方法により、同期語のみに基づいて仮の同期を設定することが必要となる。従って、移動局のソフトウェアは、必要に応じて、従来の方法と本発明による方法とを切換える能力を有するオプションを含む。
【００６１】
以下では、移動局が図１に示されるような無線環境内にいるときに、移動局内で、図６及び図８に示すような形態の比較デバイスを所望の基地局との同期のために用いる二つの好ましい可能性（方法）について説明する。
【００６２】
移動局は、ここでも、周波数８と移動局のタイムスロット４との組合わせにて定義されるチャネル１１を利用する基地局と同期されるものと想定される。
【００６３】
第一の好ましい実現（方法）によると、同期は、図４及び５との関連で説明された従来の方法と類似のやり方にて実現されるが、移動局の比較デバイスの第二の比較手段６２によって、チャネルがあらかじめ選択される点が異なる。
【００６４】
この第一の好ましい方法によると、最初に、全ての可能なチャネルの信号強度がRSSIの形式にて移動局内で測定される。次に、最も強いRSSIを有するチャネルから開始して、それらチャネルを介して受信されたパケットのチェックが、つまり、測定されたRSSIの順番に、移動局の比較デバイスを用いて、図６から８との関連で説明したようなやり方にて遂行される。次に、受信デバイスと比較デバイスが、各回において、高々２個のタイムスロットに相当する期間だけ起動される。２個のタイムスロットに相当する期間内に、ある受信されたパケット内に正しい同期語と正しい識別成分が発見されるた場合は、受信機は、同期語の内容（タイミング）に合わせて停止され、この結果として、移動局のタイミングはその基地局のタイミングに調節される。これら２個のタイムスロットに相当する期間内に格納されているパターンとの一致が発見されなかった場合は、次のチャネルがチェックされる。万一、同期に成功した後に、ソフトウェアによって、選択されたチャネルが、結局、正しいチャネルでなかったことが検出された場合は、同一の２個のタイムスロットが再びチェックされる（同一の２個のタイムスロットに相当する期間内で再びチェックが遂行される）。この場合は、比較は、このタイムスロット期間内の、前に誤って決定されたパケットが再び検出されることはなくなるある時点から開始される。
【００６５】
各チャネルは、その内部に所望の同期語と所望の識別成分が存在しないか、正しいチャネルが発見されるまで、連続して３度チェックされる。識別語がデータパケット内に約８９％の確率で存在するものと想定すると、対応するチャネルを３度チェックした場合、ほとのど９９．９％の確率で所望の基地局は認識される。
【００６６】
この第一の実現の長所は、この第二の比較手段が用いられるために、移動局は、通常は、関連しない基地局とは同期されることはないところにある。このため、他の従来の方法では、同期が成功した後に、他の基地局のチャネルをチェックすることが必要とされたが、これに要する時間が節約される。確かに、この方法でも、従来と同様に、同期に成功するまで、所望の基地局のそれよりも高いRSSIを有する全てのチャネルをチェックすることが必要となる。ただし、その移動局の無線環境内に複数の送信基地局が存在する場合でも、従来の方法の場合と比較して、失われる時間の総量は、ソフトウェアによる識別のチェックも、移動局のタイミングの毎回のリセットすることも必要とされないために、著しく小さくなる。この第一の実現は、従来の方法の拡張に当り、実現が簡単で、僅かな作業とコーディングのみを必要とされる。
【００６７】
この第一の実現は、受信されたRSSIに基づくために、システム内の基地局の数によって同期に要する時間が影響を受ける。例えば、所望の基地局が最強のRSSIを有する基地局ではない場合は、最初に、より強いRSSIを有する複数のチャネルをチェックするための時間が必要となる。チャネル当り３回の試み（チェック）が行なわれる場合、チャネル当り約３０ミリ秒の時間が必要となる。
【００６８】
第二の好ましい代替実施例によると、毎回、チャネル当り２個のタイムスロットをチェックする代りに、移動局は、毎回、あるキャリア周波数の全てのチャネルに対して、２５個のタイムスロット期間に渡る広い受信窓を利用する。この目的のためには、移動局の受信機の調節された各周波数は、少なくとも２５個のタイムスロットの期間、従って10,416ミリ秒に渡って安定した状態にとどまることを要求される。通常は、これは、いわゆる閉ループモードにて動作する受信機によってのみ達成できる。この受信窓は、これがある周波数の可能な２４個の全てのチャネルをカバーするように設定される。この第二の代替実施例においても、図６から８との関連で説明された比較デバイスを用いての同期は、基地局のDECT同期語が発見され、かつ、受信されたパケットの続くAフィールド内に所望の識別成分が発見された場合にのみ遂行される。
【００６９】
あるキャリア周波数に関して一致が発見されなかった場合は、次のキャリア周波数がチェックされる。
【００７０】
あるキャリア周波数に対して、正しい同期語と正しい識別成分を有するパケットが発見されると、移動局は、このチャネル上の次の識別メッセージを待ち、その識別メッセージが本当に正しい基地局から発信されたものであるか確認するための新たなチェックを遂行する。それが正しい基地局ではなく、それら値は偶然に一致したことが発見された場合は、探索は、誤った基地局のパケットの同期語の終端とちょうど同時に開始されるもう一つの受信窓から継続される。ただし、この受信窓は、元の受信窓と同一のタイムスロット位置にて終端する。これは、この受信窓は、２５個のタイムスロットに相当する期間より短かいことを意味する。こうして、あるパケットが誤って正しいパケットであるとみなされた後における探索の継続は、上述の第一の実現における、誤った一致が認識された場合の手続と（この場合は２個のタイムスロットではなく、２５個のタイムスロットが用いられる点を除いては）同一である。
【００７１】
この第二の代替実施例の場合は、測定されたRSSIの強度の順番はチェックされず、代りに、利用されている１０個の周波数が順番にチェックされる。
【００７２】
この第二の代替実施例においても、実際の同期は、受信機を、正しい同期語によって示される瞬間に停止することで合わせられる。
【００７３】
第二の代替実施例においては、必要とされる同期時間は、探索される識別メッセージが送信される周波数（チャネルの数）と、偽りの同期語が認識される確率に依存する。
【００７４】
計算から、本発明による比較デバイスを用いる第二の代替方法によると、典型的な状況において、同期に要する時間を著しく加速化できることがわかっている。基地局が情報メッセージを稀にしか送信しないような（例外的な）極端な状況においても、十分に満足できる性能が期待できる。この第二の代替実施例においても、実際の同期の前に識別成分は検出されるが、ただし、RSSIの評価は省略されるため、この第二の代替実施例は他のシステムから大きな影響を受けることはない。この第二の代替実施例では、第一の実施例より複雑な変換が必要となるが、ただし、性能はそれだけ向上する。
【００７５】
上では、本発明は、DECTシステム内において使用され、かつ、DECTシステム内で通常に用いられるパケットフォーマットに対して使用されるものとして説明された。ただし、本発明は、他の無線通信システム、及び他のパケットフォーマットに対しても同様に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】DECT移動局に対する典型的な無線環境を示す図。
【図２】DECTパケットのフォーマットを示す図。
【図３】従来の比較デバイスを簡略的に示す図。
【図４】同期語の検出の成功例を示す図。
【図５】同期語の検出を繰返して試みられる例を示す図。
【図６】本発明による移動局の実施例の比較デバイスを簡略的に示すブッロク図。
【図７】DECTパケットのAフィールドのフォーマットを示す図。
【図８】本発明による、基地局の識別を検出する比較デバイスの比較手段の具体例を簡略的に示す図。
【符号の説明】
【００７７】
２１  プリアンブル
２２  同期語
２３  Aフィールド
２４  Bフィールド
３１  １６−ビットシフトレジスタ
３２  比較回路
３３  移動局のメモリ
３４  データビット
３５  出力信号
６１  第一の比較手段
６２  第二の比較手段
６３  カウンタ
６４  AND-ゲート
６５  データビット
７１  ヘッダ
７２  データ成分
７３  CRC成分
８１  シフトレジスタ
８２  比較回路
８３  記憶手段
【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８】
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【国際公開パンフレット】
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2004527986.tif 000033
2004527986.tif 000034
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【国際調査報告】
2004527986.tif 000036
2004527986.tif 000037
2004527986.tif 000038