(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の複数のタイムスロットを含む時分割多重接続通信のための第１のプロトコルと、
第２の複数のタイムスロットを含む時分割多重接続通信のための第２のプロトコルと、
上記第１のプロトコルに従って動作するように構成された第１の基地局装置と、同じ地理的領域において上記第２のプロトコルに従って動作するように構成された第２の基地局装置とを備える統合化された基地局と、
上記第１のプロトコルを用いた通信と上記第２のプロトコルを用いた通信との衝突を防止するための、上記第１の基地局装置と上記第２の基地局装置との間の同期信号と、
上記第１のプロトコル又は上記第２のプロトコルのいずれかに従って選択的に通信を行うための手段とを備えた通信システム。
【請求項２】
上記第１の複数のタイムスロットの各タイムスロットは、上記第２の複数のタイムスロットのうちの整数個のタイムスロットに等しい持続時間を有する請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
上記第１のプロトコルは時間分割デュプレックスプロトコルであり、上記第２のプロトコルは周波数分割デュプレックスプロトコルである請求項１記載の通信システム。
【請求項４】
上記第２のプロトコルはＧＳＭプロトコルである請求項１記載の通信システム。
【請求項５】
上記第１の複数のタイムスロット及び上記第２の複数のタイムスロットは、集合的に１つの複合タイムフレームを構成する請求項１記載の通信システム。
【請求項６】
上記統合化された基地局は、ＧＰＳ受信機を備えた請求項１記載の通信システム。
【請求項７】
第１のセルラー領域において時分割多重接続通信のための第１のプロトコルに従って動作する第１の基地局装置と、
上記第１のセルラー領域と少なくとも部分的に重複する第２のセルラー領域において時分割多重接続のための第２のプロトコルに従って動作する第２の基地局装置と、
上記第１の基地局装置から上記第２の基地局装置に接続される同期信号とを備え、これによって、上記第１のプロトコルを使用する上記第１の基地局装置とユーザ局との間の第１の通信と、上記第２のプロトコルを使用する上記第２の基地局装置とユーザ局との間の第２の通信との衝突を防止するように、上記第１の通信と上記第２の通信とは互いに調整される通信システム。
【請求項８】
上記第１の基地局装置及び上記第２の基地局装置は同一の場所に配置される請求項７記載の通信システム。
【請求項９】
上記第１の基地局装置及び上記第２の基地局装置は少なくとも１つの共通のアンテナを共用する請求項７記載の通信システム。
【請求項１０】
クロック発生器に接続されるＧＰＳ受信機をさらに備え、上記クロック発生器は、上記同期信号を出力する請求項７記載の通信システム。
【請求項１１】
上記第１のプロトコルは時間分割デュプレックスプロトコルであり、上記第２のプロトコルは周波数分割デュプレックスプロトコルである請求項７記載の通信システム。
【請求項１２】
上記第２のプロトコルはＧＳＭプロトコルである請求項１１記載の通信システム。
【請求項１３】
上記第２の基地局装置は第１の周波数バンドで送信し、かつ第２の周波数バンドで受信し、上記第１の基地局装置は上記第１の周波数バンド又は第２の周波数バンドと少なくとも部分的に重複する第３の周波数バンドで送信し、かつ受信する請求項１１記載の通信システム。
【請求項１４】
上記第１の基地局装置及び上記第２の基地局装置は、同一の周波数バンドで通信を行う請求項７記載の通信システム。
【請求項１５】
第１の通信プロトコルに係るタイムフレームであって、第１のグループのタイムスロットをそれぞれ備える複数の第１のタイムフレームを画成するステップと、
第２の通信プロトコルに係るタイムフレームであって、上記第１のグループのタイムスロットと時間的に重複する第２のグループのタイムスロットをそれぞれ備える複数の第２のタイムフレームを画成するステップと、
上記第１のプロトコルを用いた通信と上記第２のプロトコルを用いた通信との衝突を防止するための同期信号を送信するステップと、
上記第１のグループのタイムスロット及び上記第２のグループのタイムスロットからただ１つのタイムスロットのみにおいて指定された時間に選択的に通信を行うステップとを含む通信方法。
【請求項１６】
上記第１のグループのタイムスロット及び上記第２のグループのタイムスロットからの１つのタイムスロットのみにおいて指定されたときに選択的に通信を行う上記ステップは、上記第１のグループのタイムスロットからの第１のタイムスロットにおいて時間分割デュプレックスで通信を行うステップと、上記第２のグループのタイムスロットからの第２のタイムスロットにおいて周波数分割デュプレックスで通信を行うステップとを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
時間分割デュプレックスで通信を行う上記ステップは、スペクトル拡散フォーマットで第１のメッセージを送信するステップを含み、周波数分割デュプレックスで通信を行う上記ステップは、ＧＳＭフォーマットで第２のメッセージを送信するステップを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
第１のプロトコルに従って動作する第１の基地局装置を備え、これによって、第１の複数のユーザ局と上記第１の基地局装置の間の通信は、複数のタイムスロットで周波数分割デュプレックスを使用して実行され、上記第１の基地局装置は、第１の周波数バンドで送信しかつ第２の周波数バンドで受信し、
第２のプロトコルに従って動作する第２の基地局装置を備え、これによって、第２の複数のユーザ局と上記第２の基地局装置の間の通信は、時間分割デュプレックスを使用して実行され、上記第１の基地局装置は、上記第１の周波数バンド及び上記第２の周波数バンドのうちの少なくとも１つで送信しかつ受信し、
上記第１のプロトコルを用いた通信と上記第２のプロトコルを用いた通信とを同期化させるための、上記第１の基地局装置と上記第２の基地局装置の間の同期信号を備えた通信システム。
【請求項１９】
上記第１の基地局装置は、ＧＳＭフォーマットでメッセージを送信しかつ受信する請求項１８記載の通信システム。
【請求項２０】
上記第２の基地局装置は、スペクトル拡散フォーマットでメッセージを送信しかつ受信する請求項１８記載の通信システム。
【請求項２１】
ＧＰＳ受信機をさらに備えた請求項１８記載の通信システム。
【請求項２２】
第１の周波数バンドで、基地からユーザへの第１のメッセージを第１の基地局装置から第１のユーザ局へ送信するステップと、
上記基地からユーザへの第１のメッセージを上記第１のユーザ局で受信するステップと、
上記第１の周波数バンドと少なくとも部分的に重なる第２の周波数バンドで、ユーザから基地への第１のメッセージを第２のユーザ局から第２の基地局装置へ送信するステップとを含み、上記第１の基地局装置と第２の基地局装置とは同一のセル内に設けられ、
上記ユーザから基地への第１のメッセージを上記第２の基地局装置で受信するステップと、
上記第２の周波数バンドで、基地からユーザへの第２のメッセージを上記第２の基地局装置から上記第２のユーザ局へ送信するステップと、
上記基地からユーザへの第２のメッセージを上記第２のユーザ局で受信するステップと、
上記第１の周波数バンドでの送信と上記第２の周波数バンドでの送信とを同期化するための共通の同期信号を発生させるステップと、
上記第１の周波数バンドとは分離された明確に異なる第３の周波数バンドで、ユーザから基地への第２のメッセージを上記第１のユーザ局から上記第１の基地局装置へ送信するステップと、
上記ユーザから基地への第２のメッセージを上記第１の基地局で受信するステップとを含む方法。
【請求項２３】
上記ユーザから基地への第１のメッセージ、及び上記基地からユーザへの第２のメッセージは、スペクトル拡散メッセージとして送信され、上記基地からユーザへの第１のメッセージ、及び上記ユーザから基地への第２のメッセージは、狭帯域メッセージとして送信される請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
上記第１の基地局装置及び上記第２の基地局装置は、同一の場所に設けられた請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
上記基地からユーザへの第１のメッセージ、及び上記ユーザから基地への第２のメッセージはＧＳＭプロトコルに従って送信される請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
上記第１の周波数バンドは、上記第２の周波数バンド内に完全に含まれる請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、２つの異なった通信方法及び装置の共存の分野に関し、さらに特に、スペクトル拡散通信システムのＧＳＭ通信システムとの共存に関する。
関連技術の説明
柔軟性のある無線通信に対する拡大する需要は、無線サービスの着実に数が増加するユーザの間で使用可能な通信帯域幅を割り当てるための多岐に渡る技術の発展につながってきた。通信帯域幅を基地局とユーザ局のグループの間で割り当てるための１つの技術とは、競合を回避するために送信が時間に関して分離される、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）を使用することによる。ＴＤＭＡ技術を利用する通信システムにおいては、１つの反復タイムフレームが、複数のさらに小さな時間単位、つまりタイムスロットに分割され、基地局とユーザ局の間の通信は、割り当てられたタイムスロット内で生じる。
通信帯域幅を割り当てるための他の技術は、送信がさまざまな周波数で発生する周波数多重接続（ＦＤＭＡ）及び送信が異なるコードを使用して発生するコード多重接続（ＣＤＭＡ）を含む。
上記技術の変形例には、周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）及び時間分割デュプレックス（ＴＤＤ）が含まれる。ここで使用されるように、ＦＤＤは、周波数に関して分離された順方向リンク及び逆方向リンクの両方を備える全二重通信を確立するための技術をいい、ＴＤＤは、時間に関して分離される順方向リンク及び逆方向リンクの両方を備える全二重通信を確立するための技術をいう。ＦＤＤ、ＴＤＤ、ＦＤＡＭ、ＣＤＭＡ又はＴＤＭＡ、あるいはそのすべての組み合わせを使用するさまざまなシステムも提案されてきた。
現在使用されている特別なＦＤＤ／ＴＤＭＡシステムは、グローバルシステムフォーモービルコミュニケーションズ（ＧＳＭ）である。ＧＳＭ規格に従うと、基地局とユーザ局の間の通信は、８つのバースト期間、つまりタイムスロットに分割される１つのタイムフレームで発生する。これらのタイムスロットのそれぞれでは、異なるユーザ局が基地局と通信できる。同一のタイムスロットの間に２つのユーザ局が基地局と通信を行うことはできない。ＧＳＭ規格は、２つの別個の周波数バンドの使用を含む。基地局は、第１の周波数バンドで送信し、ユーザ局は第２の周波数バンドで送信する。ユーザ局の送信は、とりわけ基地局からユーザ局への伝搬遅延を考慮するために、数タイムスロット分だけ基地局の送信から遅れる。
ＧＳＭプロトコルは、遠隔装置間の送信及び受信を規定し、一般的には比較的に高いデータ転送速度での通信に適している。１．９ＧＨｚ領域周辺の周波数バンドが割り当てられている欧州での統一規格であることに加えて、ＧＳＭプロトコルは試験され、使用され、頑健（ロバスト（robust））であることが判明しており、欧州でＧＳＭプロトコルを利用する装置及びシステムの１つの実質上インストールされた基地局が存在する。米国においてはＧＳＭプロトコルに特定の帯域幅は割り当てられていないが、それは一定の無免許の帯域幅で使用でき、欧州でのＧＳＭに構成されたユーザ局との互換性を求めるいくつかの電話システム事業者により採用されている標準である。
あるその他の通信システムは、送信される信号が、送信中のデータの帯域幅より広い周波数バンド全体で拡散される、スペクトル拡散通信として知られる技術を利用している。スペクトル拡散通信では、データ信号は、典型的には、擬似ランダムチップコードで変調され、比較的に幅広い帯域幅で拡散される送信信号を生成する。送信された信号は、低いスペクトル密度を有し、チップコードを使用しない人にとっては、本質的には雑音のように考えられる。結果的に、スペクトル拡散通信は、送信される情報の機密保護の強化及び周辺環境で使用されるその他の敏感な無線装置との干渉の削減を実現する。
スペクトル拡散信号の性質のため、典型的には、受信機において、もとのデータを回復するために受信されたスペクトル拡散信号を逆拡散することが必要である。例えば、１つのスペクトル拡散技術では、スペクトル拡散信号の逆拡散は、受信された信号を、情報の送信の前にデータを符号化するために送信機で使用される擬似雑音コードに一致する基準コードと相互に関連させることにより達成される。初期の相関が達成された後、通常は、着信信号を、それをローカル基準コードと同期された状態にしておくためにトラッキングすることにより同期を維持することが必要である。スペクトル拡散通信は、ＴＤＭＡ環境で実現されてきた（１９９５年１０月３日に発行された米国特許第５，４５５，９２２号を参照されたい）。
無線通信システムにおける一般的な問題点とは、任意の１つのシステムのユーザが移動性を持っているために、ユーザがそのプロバイダのサービスエリアを離れ、プロバイダがサービスエリアを提供していないゾーンに進入する可能性があるという点である。例えば、ＧＳＭを基礎とする装置を購入したユーザが米国に旅行し、ＧＳＭを基礎とするシステムをサポートする通信システムがないことに気づく場合がある。同様に、スペクトル拡散通信のために構成されたシステムで動作する装置を購入したユーザが、システムプロバイダによってサービスされている地理的な領域の外に旅行する場合がある。ユーザはさまざまな土地での異なるシステムによる通信のために複数の異なる装置（例えば、ハンドセット）を有することによってこの問題を解決できるが、ハンドセット間の切替えは高価であるだけではなく、煩雑かつ不便である。さらに、保管及び輸送がより簡単なさらに小型サイズのさらに軽量のハンドセットの提供という消費者の増大する需要がある。
そのそれぞれが異なりかつ重複する可能性のある地理的な領域にサービスを提供する非常に多数の異なる通信システムが存在することは、基地局とサポートするネットワーク接続に対する冗長なハードウェア配備展開、冗長なユーザハードウェア、及び隣接する無線プロバイダ間の干渉につながってきたし、つながり続けるだろう。同時に、無線ファクシミリサービス及びその他の同様のサービスのようなより精密な無線データ転送の提供に対する需要が伸びるに従って、セルラー及び無線のユーザの数も増大し続ける。
従って、追加ハードウェアを購入する必要なく、さまざまな通信システム間でのユーザ移動性の強化を実現する通信システムを提供することは有利となるだろう。さらに、２つのプロトコルのうちのいずれか一方に従ったユーザとの通信を可能にする通信システムを提供することも有利となるだろう。さらに、２つの通信プロトコルのうちのいずれか一方を利用するユーザとの干渉を緩和する一方で、１つの重複する地理的な領域において２つの通信プロトコルを統合する手段を提供することも有利となるだろう。さらに、ユーザの要求に従って２つの異なる通信プロトコルのいずれか一方に通信資源を動的に割り当てるための手段を提供することもさらに有利となるだろう。さらに、ＧＳＭプロトコルと代替プロトコルの両方の１つの地理的な領域内での互換性を可能にする通信システムを提供し、それにより両方のプロトコルのユーザの地理的な移動性を増加することもさらに有利となるだろう。
発明の概要
本発明のある態様によれば、複数の通信プロトコルをサポートする統合化された通信システムを備える。好ましい実施形態においては、通信は、２つの異なるＴＤＭＡプロトコル又はＴＤＤプロトコルのいずれか一方に従って実施され、いずれかのプロトコルに従って選択的に通信を行うための手段を含む。この実施形態においては、各プロトコルは、予め定められた割合に従って重複する、異なる持続期間のタイムフレーム又はタイムスロット、あるいはその両方を定める。統合化されたシステムは、一度に１人のユーザだけが通信を行い、それによって衝突が回避されるように同期される。システムは、１つの単独のセル内に、それぞれが別の周波数で動作するか、あるいは異なった拡散コードを使用する、多くの「スタックされた」基地局を備えてもよい。従って、ユーザの最終的な潜在的な容量とは、使用可能な周波数、タイムスロット、及び指定されたセルのコードの数の関数である。
本発明の別の態様によれば、統合された基地局は、第１のＴＤＭＡプロトコル又はＴＤＤプロトコルに従って動作する第１の基地局装置、及び第２のＴＤＭＡプロトコル又はＴＤＤプロトコルに従って動作する第２の基地局装置を備える。第１の基地局装置及び第２の基地局装置は、同一の地理的な領域又は重複する地理的な領域で動作し、各基地局とそのそれぞれのユーザの間で発生する通信の間の衝突を防止するように（１つ又は両方の基地局装置でのＧＰＳ受信機のような）調整する電子装置を備える。ある特定の実施形態においては、２つの基地局装置は同一の場所に設けられ、同一のアンテナ又は１組のアンテナを共用する。
好ましい実施形態によれば、第１のプロトコルはＧＳＭプロトコルであり、第２のプロトコルはスペクトル拡散技術を利用するＴＤＤプロトコルである。ＴＤＤプロトコルは、各タイムスロットが１個のＧＳＭタイムスロットの持続時間の２倍となり、各タイムフレームが１個のＧＳＭタイムフレームの持続時間の４倍になるように構成されている。２つのプロトコルは、１つの共通の同期信号により同期化される。ＴＤＤプロトコルのユーザにとって、スペクトル拡散通信は、ＴＤＤ基地局によって使用可能なタイムスロットの間に送信される汎用ポーリングに応答するユーザによって、及びハンドシェークトランザクションを実行することによって確立される。別個の制御チャンネルは、ＧＳＭアクセスのために備えられる。
本発明のもう１つの態様によれば、複合タイムフレームは、第１のプロトコルに割り当てられた複合タイムフレームのタイムスロットの一部分及び第２のプロトコルに割り当てられたタイムスロットの一部分で画成される。各プロトコルに割り当てられるタイムスロットは、連続してもよいし、連続しなくてもよい。複合タイムフレーム構造は、各基地局が予めそれに割り当てられたタイムスロットの相対的な位置を検出するように、統合化された基地局の中にプログラミングされている。各基地局装置は、独自にそれに割り当てられたタイムスロットを管理し、そのプロトコルを使用するユーザ局との通信の確立及び維持に独自に責任を負っている。本発明の別の実施形態においては、タイムスロットは、ユーザの要求に従って動的に割り当てられる。
その他の変形例及び代替の実施形態はまたここで説明される。
【図面の簡単な説明】
本発明の種々の目的、特徴、及び利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を、添付される図面とともに調べることによりさらによく理解できる。
図１は、無線通信システムでのセルのパターンを示す。
図２は、ある通信システムのブロック図である。
図３は、既存のＧＳＭ規格に従ったタイミングパターンの図を示す。
図４は、スペクトル拡散通信システムでの送信機及び受信機のブロック図である。
図５は、例示的なコード及び周波数再利用パターンを示す無線通信システム内でのセルの配列の図である。
図６は、複数のタイムスロットに分割されるタイムフレームの図である。
図７は、複数の仮想タイムスロットに分割される１つのタイムフレームを示す代替タイミング構造の図である。
図８は、ある特定の通信システムでのスペクトル拡散通信リンクの確立のためのプロトコルを示す。
図９Ａは、ある特定のＴＤＭＡプロトコルに従ったタイムスロットの好ましいスロット構造の図であり、図９Ｂ及び図９Ｃは、同一のＴＤＭＡプロトコル内でのそれぞれ基地局トラフィックメッセージ構造及びユーザ局トラフィックメッセージ構造の図である。
図１０Ａ乃至図１０Ｃは、図９Ａ乃至図９Ｃに関係するＴＤＭＡプロトコルで使用するための好ましいポーリングメッセージフォーマットの図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、図９Ａ乃至図９Ｃに関係するＴＤＭＡプロトコルで使用するための好ましいメッセージヘッダフォーマットの図である。
図１２Ａ及び図１２Ｂは、図９Ａ乃至図９Ｃに関係するＴＤＭＡプロトコルで使用するための、それぞれ基地局情報パケット及びユーザ局情報パケットの図である。
図１３は、本発明の一実施形態に係る統合化された基地局の図である。
図１４は、２つの異なる通信プロトコルのタイミング構造の比較のタイミング図である。
図１５は、図１４の通信プロトコルのタイミング構造に関して示される複合タイムフレームのタイミング図である。
図１６は、図１４の通信プロトコルのタイミング構造に関して示される別の複合タイムフレームのタイミング図である。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、複合タイムフレームのために、図１４の２つの通信プロトコルに対する考えられるタイムスロットの配置を示す、デマンド移動テーブルである。
図１８は、スロットクロック及びフレームクロックの波形を示すタイミング図である。
図１９は、ある特定のＴＤＤ通信システムの周波数チャンネル化計画であり、図２０は、ＧＳＭ通信システムのための周波数チャンネル化計画である。
図２１及び図２２は、ある特定の実施形態について、図１９及び図２０に図示される周波数チャンネル化計画を有する通信システムの周波数チャンネル関係を示すグラフである。
図２３は、複合タイムフレームの非ＧＳＭタイムスロットの間の周波数スペクトルの一部の周波数使用を示す図である。
図２４Ａは、仮想タイムスロット及びＧＳＭタイムフレーム構造を利用する図のタイムフレーム構造の間のタイミング関係を示す図であり、図２４Ｂは、図２４Ａのタイミング構造に関して示される複合タイムフレームの図である。
図２５は、動的スロット配置能力のある統合化された基地局の図である。
図２６は、２つのプロトコルのタイムフレームから得られ、条件付きギャップが挿入された１つの「複合」タイムフレームを示すタイミング図である。
図２７は、２つのプロトコルのタイムフレーム構造に関係なく、２つの異なったプロトコルからの複数のタイムスロットを備える「複合」タイムフレームの図である。
好ましい実施の形態の説明
図１は、複数のユーザ局１０２の間の通信のための無線通信システム１０１内のセルのパターンの図である。図１の無線通信システムは、複数のセル１０３を含み、各セル１０３は基地局１０４を有し、基地局１０４は好ましくはセル１０３の中心又はその近傍に配置される。各局（基地局１０４とユーザ局１０２の両方）は、通常、１台の受信機及び１台の送信機を備える。好ましい実施形態においては、１台の受信機及び１台の送信機を備える制御局１０５（ここで、ときどき「基地局コントローラ」という。）が、システム１０１の資源（リソース）を管理する。
図２は、本発明の好ましい実施形態で利用される通信システムアーキテクチャのブロック図である。図２の通信システムは、複数のユーザ局１０２と通信を行うために複数の基地局１０４を備える。基地局１０４及びユーザ局１０２は、連邦通信委員会（ＦＣＣ）によって規定される規則のもとでパーソナル通信システム（ＰＣＳ）内で動作する。
各基地局１０４は、好ましくは、種々の通信経路１０９のうちの任意の経路により基地局コントローラ１０５に接続される。通信経路１０９はそれぞれ、１つ又は複数の通信リンク１１８を備える。各通信リンク１１８は、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ディジタル無線リンク、又は電話回線を含む。各基地局コントローラ１０５は、１つ又は複数の通信経路１０８により、公衆加入電話網（ＰＳＴＮ）又はパーソナル通信システム交換センタ（ＰＣＳＣ）のような好ましくは１つ又は複数の通信網１２６に接続され、そのそれぞれは同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ディジタル無線リンク、又は電話回線を含む。
図２の通信システムは、基地局コントローラ１０５を介してインターフェースしなくても、通信網１２６に直接的に接続される、１つ又は複数の「インテリジェント（聡明な）」基地局１０７を含む。インテリジェント基地局１０７は、ユーザ局のローカル（局所的な）ハンドオフ及び交換のために、基地局コントローラ１０５をバイパスし、代わりに、ネットワーク１２６を介して直接的にこれらの機能を実行する。
動作中、各基地局１０４は、ディジタル情報をフォーマット化（定式化）し、そのそれぞれの基地局コントローラ１０５に（あるいは、インテリジェント基地局１０７の場合にはネットワーク１２６に直接的に）送信する。基地局コントローラ１０５は、複数の基地局１０４から入力信号を受信し、基地局１０４間のハンドオフを援助し、ネットワーク１２６への伝送のためにチャンネル情報及び信号方式情報を変換してフォーマット化する。また、基地局コントローラ１０５は、もし所望されるならば、ローカルキャッシュＶＬＲデータベースを管理し、請求書作成発行、モニタ及び試験のような基本的な動作、事務処理及び管理（ＯＡ＆Ｍ）機能をサポートする。各基地局コントローラ１０５は、ネットワーク１２６の制御下で、好ましくは、その関連する基地局１０４の局所的な登録及び認証を管理し、基地局１０４のステータス（状態）に関してネットワーク１２６に対して更新を行う。
ネットワーク１２６は、呼の送達及び発呼のために、基地局コントローラ１０５に接続される。インテリジェント基地局１０７は、公衆電話交換機での登録、呼の送達、及びハンドオフのために−−例えば、ＩＳＤＮメッセージ通信のような−−予め定義された信号方式プロトコルを使用する。インテリジェント基地局１０７は、基地局１０４のすべての汎用機能を備えるが、さらに、ＢＲＩカード、付加的な知能処理及びローカルボコーディングを取り入れ手もよい。
もしネットワーク１２６がＧＳＭネットワークである場合、基地局１０４は、好ましくは、定義された「Ａ」インターフェースを介してネットワーク１２６に接続する。「Ａ」インターフェースは、基地局コントローラ１０５及びインテリジェント基地局１０７内で取り入れられる。ＧＳＭの特徴及び機能性は、エンドユーザにはトランスペアレントな方法で「Ａ」インターフェース上の基地局１０４の間で受け渡される。
システムは、ケーブルテレビジョン分散ネットワークに相互接続する場合もある。基地局１０４は、標準的なケーブルＴＶ増幅器ボックスの内側に設置できるように小型化される。インターフェースは、アナログ遠隔アンテナシステム及びディジタル伝送機構を使用して実行される。例えば、ケーブルＴＶネットワークからのＴ１及びＦＴ１ディジタルマルチプレクサ出力は、インターフェースをとるために使用され、ディジタルチャンネルを伝送するためには基本レート（ＢＲＩ）ＩＳＤＮリンクが使用される。
図１３は、本発明の一実施形態に係る（図２の基地局１０４又はインテリジェント基地局１０７のいずれかである）統合化された基地局８５０の図である。統合化された基地局８５０は、第１の基地局装置８５２及び第２の基地局装置８５３を備える。好ましい実施形態においては、各基地局装置８５２，８５３には、複数の通信プロトコル（例えば、２つのプロトコル）に従って、複数のユーザ局１０２との通信を実行する機能がある。好ましい実施形態においては、第１の基地局装置８５２は、好ましくは、第１のプロトコルを使用して複数のユーザ局１０２との通信を実行し、第２の基地局装置８５３は、好ましくは、第２のプロトコルを使用して複数のユーザ基地局１０２との通信を実行する。ユーザ基地局１０２は、ここでさらに説明されるように、第１のプロトコル、第２のプロトコルのいずれか、あるいは両方のプロトコルを使用する通信のために構成できる。
好ましい実施形態においては、第１のプロトコルは、通常ＦＤＤ／ＴＤＭＡ技術を利用するＧＳＭプロトコルであり、第２のプロトコルは、それがＧＳＭプロトコルと円滑に統合できるようにする特性又は特徴を備えたＴＤＭＡ又はＴＤＤプロトコルである。統合化された基地局８５０との通信を希望するユーザ局１０２は、（チャンネルの利用の可能性を仮定して）それを行うためにいずれかのプロトコルを利用することができる。２つの好ましい通信プロトコルの概念は後述され、その後に、２つの好ましいプロトコルの統合及び共存に関するさらなる詳細が説明される。
第１の好ましいプロトコルはＧＳＭプロトコルである。図３は、一定の既存のＧＳＭ規格に従ったタイミングパターンを説明する。これらの規格に従って、基地局１０４とユーザ局１０２の間の通信は、８つのバースト期間１５２に分割される。最大８つの異なったユーザ局が、各バースト期間１５２に１つずつ、基地局と通信を行うことができる。
上述されたように、ＧＳＭ規格は、２つの別個の周波数バンドの使用を含む。基地局１０４は、第１の周波数バンドＦAで任意の周波数チャンネルを使用してユーザ局１０２に送信するが、ユーザ局１０２は、第２の周波数バンドＦBで割り当てられた周波数チャンネルを使用して送信する。ユーザ局１０２が、ある特定のバースト期間１５２の間に第１の周波数バンドＦAで基地局送信１５５を受信した後に、ユーザ局１０２は、予め定められた周波数量（例えば、４０ＭＨｚ又は８０ＭＨｚ）だけ周波数を第２の周波数バンドＦBにシフトし、その後に、約３つのバースト期間１５２、基地局送信１５５に応答してユーザ送信１５６を送信する。３つのバースト期間の遅延は、基地局１０４とユーザ局１０２の間の伝搬時間及びその他の遅延期間を考慮するために十分に大きいと仮定される。
各ＧＳＭバースト期間１５２は、基地局１０４とユーザ局１０２の間の不確かな信号伝搬遅延を考慮するためにガード時間１５７によって囲まれている。ユーザ局１０２からの信号の実際の受信時刻を予想される受信時刻と比較することにより、基地局１０４は、適応フレームアライメントとして知られる特徴である機能を用いて、適切なバースト期間１５２中に落とし込むために、ユーザ局１０２に対して、その送信タイミングを進めるか、あるいは遅らせるように指令する。ＧＳＭシステムのための適応フレームアライメントに関係する仕様は、ＴＳ  ＧＳＭ０５．１０である。
第２の好ましいプロトコルは、ここでさらに説明される周波数多重だけではなく、スペクトル拡散技術又はコード多重、あるいはその両方の態様を利用するＴＤＤ／ＴＤＭＡプロトコルである。スペクトル拡散送信機及び受信機は、図４を用いて説明され、好ましいＴＤＤタイミング構造は、以下に図６及び図７を用いて説明される。
図４は、スペクトル拡散通信システム内での信号の拡散及び逆拡散に利用される、スペクトル拡散通信システム内の例示的な送信機及び受信機のブロック図である。図４では、スペクトル拡散送信機２０１は、スペクトル拡散信号２０７を送信するために、入力データ２０３のための入力ポート２０２、チップシーケンス送信発生器２０４、変調器２０５、及び送信アンテナ２０６を備える。スペクトル拡散受信機２０８は、受信機アンテナ２０９、チップシーケンス受信発生器２１０、復調器２１１、及び出力データ２１３のための出力ポート２１２を備える。動作中、単独チップシーケンス２１４は、送信発生器２０４及び受信発生器２１０の両方によって同一に作成され、それが基づいている拡散コードを理解しない他の者には本質的にランダムに見える。スペクトル拡散信号２０７は、受信信号をチップシーケンス２１４の局所的に作成されたバージョンに相互に関連させることにより、復調器２１１で逆拡散される。例示的な相関器は、例えば、米国特許第５，０２２，０４７号、及び第５，０１６，２５５号に説明される。スペクトル拡散信号を逆拡散し、相互に関連させるための好ましい方法は、１９９５年６月７日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／４８１，６１３号に説明されている。
スペクトル拡散通信が使用される場合、制御局１０５（図１を参照のこと）が、各セル１０３内の基地局１０４送信機及びユーザ局１０２送信機に、そのセル１０３内での無線信号通信を変調するためのスペクトル拡散コードを割り当てられる。その結果生じる信号は、一般に、データを送信するために必要な帯域幅を超える帯域幅にわたって拡散される。このため、「スペクトル拡散」という用語が使われる。従って、そのセル１０３内で使用される無線信号は、隣接セル１０３内の基地局１０４受信機とユーザ局受信機の両方が、第１のセル１０３で発信する通信を、隣接セル１０６で発信する通信と区別することができるほどに十分に幅広い帯域幅で拡散される。
図５は、拡散スペクトルプロトコルが動作する好ましいセルラー環境の図である。図５では、地理的な領域３０１は、複数のセル１０３に分割される。割り当てられた周波数及び割り当てられたスペクトル拡散コードは、各セル１０３に関連対応している。好ましくは、３つの異なった周波数（又は周波数グループ）Ｆ１、Ｆ２、及びＦ３は、２つの隣接セルが同一の割り当てられた周波数（又は周波数グループ）Ｆ１、Ｆ２及びＦ３を持たず、それにより隣接セル間の干渉を最小限に抑えるように割り当てられる。
さらに、セル間の干渉の可能性を削減するためには、異なったほぼ直交のスペクトル拡散コードＣ１乃至Ｃ７が、周波数再利用パターンを重複する反復パターンで図示されるように割り当てられている。７つのスペクトル拡散コードＣ１乃至Ｃ７は図５に図示されているが、他の数のスペクトル拡散コードを含むパターンが、特定のアプリケーションに依存して適当となる場合がある。
搬送波変調のためにスペクトル拡散を使用すると、異なった搬送波周波数Ｆ１、Ｆ２及びＦ３を隣接セル１０３に割り当てるためにＮ＝３という非常に効率的な周波数再利用係数が可能になる。同一の搬送波周波数Ｆ１、Ｆ２、又はＦ３を使用するセル１０３間の干渉は、セル１０３（同一の周波数Ｆ１、Ｆ２又はＦ３を使用する２つのセル１０３は、互いに所定の距離だけ離れた２つのセル１０３を下回らない）を分離する距離のための伝搬損失分、及び直交又はほぼ直交の拡散コードの使用により得られる、同一の搬送波周波数Ｆ１、Ｆ２、又はＦ３を使用するセル１０３のスペクトル拡散処理利得分だけ削減される。
図６は、ＴＤＤシステムのための好ましいタイミング構造を示す図である。図６のタイミング構造に従って、所定に時間にわたる経時的な通信は、連続的な一連のタイムフレーム３０１に分割される。単独の完全なタイムフレーム３０１は、図６のタイムライン３１０に沿って示され、同様のタイムフレームは、タイムライン３１０に沿った連続パターンでタイムフレーム３０１に先行し、また後に続く。
タイムフレーム３０１は、ＴＳ１、ＴＳ２．．．ＴＳＮと連続して番号が付けられた複数のタイムスロット３０２に分割され、そのそれぞれがユーザ局１０２とのデュプレックス通信（二重通信）をサポートする。タイムフレーム３０１は、基地局１０４が、ポーリングに同様の方法でタイムフレーム３０１ので連続的にユーザ局１０２と通信を行い、各ユーザ局１０２がその指定されたタイムスロット３０２でメッセージを送受信する、図６に図示されるような「ポーリングループ」つまり時間ループと考えられる。図６の実施形態では、各タイムスロット３０２は、ユーザ局１０２がユーザから基地へのメッセージを基地局１０４に送信するユーザセグメント３０５、及び基地局１０４が基地からユーザへのメッセージをユーザ局１０２に送信する基地局セグメント３０６を備える。タイムスロット３０２での通信は、ユーザ局１０２がある物理的なタイムスロット３０２で送信するが、（ここでの別の箇所において、図７のタイミング構造に関して説明されるような）別の物理的なタイムスロット３０２で受信するように、インターリーブされてもよい。
図６に係る好ましいＴＤＤ通信システムにおいては、タイムフレーム３０１は、それぞれ持続期間が１８．４６ミリ秒であり、各タイムフレーム３０１は、増加されたガード時間を通して拡張された範囲をサポートするために、１６個のタイムスロット３０２、又は代わりに８個のタイムスロット３０２を含む。１６個のタイムスロット３０２が使用される場合、タイムスロット３０２はそれぞれ好ましくは持続期間が１１５３．１２５マイクロ秒である。
いくつかの実施形態においては、ユーザ局１０２は、加速したデータ転送速度をサポートするように、各タイムフレーム３０１内の複数のタイムスロット３０２で通信を行う。同様に、いくつかの実施形態では、ユーザ局は、完全速度通信リンクが必要とされない減速したデータ速度をサポートするように、定期的にタイムフレーム３０１をスキップし、すべてのタイムフレーム３０１のサブセット（例えば、他のタイムフレーム３０１毎に、又は４つに１つのタイムフレーム３０１毎に）で通信を行う。可変データ転送速度をサポートする例示的なＴＤＭＡシステムについてのさらなる情報は１９９４年８月１日に出願された係属中の米国特許出願シリアル番号第０８／２８４，０５３号に見つけることができる。
図７は、それぞれが通常通信リンクのデュプレックスの対（つまり、１つが順方向リンクで、１つが逆方向リンク）を備える仮想タイムスロットを利用する代替の好ましいタイミング構造の図である。
図７において、図６と同様に、所定の時間にわたる経時的な通信は、連続的な一連のタイムフレーム６０１に分けられる。１つの単独の完全なタイムフレーム６０１は、図７のタイムラインに沿って示され、同様のタイムフレームは、タイムライン６１０に沿った連続パターンでタイムフレーム６０１の前後に来る。
タイムフレーム６０１は、ＴＳ１’、ＴＳ２’、．．．ＴＳＮ’とシリアル番号が付けられる複数の物理的なタイムスロット６０２に分割される。各物理タイムスロット６０２は、ユーザ局１０２が、ユーザから基地へのメッセージを基地局１０４に送信するユーザセグメント６０５、並びに、基地局１０４が、同物理タイムスロット６０２で基地局１０４に送信されるのとは異なるユーザ局１０２である可能性がある、ユーザ局１０２に基地からユーザへのメッセージを送信する基地局セグメント６０６を備える。仮想タイムスロットを使用し、物理タイムスロット６０２の通信は、ユーザ局が１物理タイムスロット６０２で送信するが、別の物理タイムスロット６０２で受信するように、インターリーブされる。指定されたユーザ局１０２に対する順方向リンク及び逆方向リンクの送信を定義する（そして、典型的には別の物理タイムスロット６０２内に配置される）ユーザセグメント６０５及び基地局セグメント６０６は仮想タイムスロットという。
例示的な仮想タイムスロット６１８はある特定のユーザ局１０２（例えば、ユーザ局ＭＳ２）に対応して、図７に図示される。仮想タイムスロット６１８は、２つのメッセージセグメントを備え、それは、２つの物理スロット６０２ａと６０２ｂのうちのそれぞれの中の１つである。仮想タイムスロット６１８は、ユーザセグメント６０５ａを第１の物理タイムスロット６０２ａ内に、基地局セグメント６０６ｂを第２の物理タイムスロット６０２ｂ内に備える。仮想タイムスロット６１８のユーザセグメント６０５ａ及び基地局セグメント６０６ｂの間では、基地局１０４は、第１の物理タイムスロット６０２ａの基地局セグメント６０６ａ内で（例えば、ユーザ局ＭＳ１のような第２のユーザ局１０２に）送信し、（例えば、ユーザ局ＭＳ３のような第３のユーザ局１０２のような）別のユーザ局１０２が、基地局１０４にユーザセグメント６０５ｂ内で送信する。このようにして、基地局１０４への送信及び基地局１０４からの送信がインターリーブされる。
タイムフレーム６０１は、それにより基地局１０４がポーリングに同様の方法でタイムフレーム６０１で連続してユーザ局１０２と通信を行い、各ユーザ局１０２がその指定された仮想タイムスロット６１８内でメッセージを送受信する、図６の実施形態のタイムフレーム３０１と同様の、「ポーリングループ」つまりタイムループと考えることができる。ただし、図７の仮想タイムスロット６１８は、必ずしも物理タイムスロット６０２と同一ではない。図７のタイミング構造の利点は、それが通常基地局１０４にユーザ局１０２から受信されたチャンネル特徴付けデータを処理するために拡張された時間を提供するという点である。
例示的なＴＤＭＡ通信システムにおいては、タイムフレーム６０１は、それぞれ持続時間が１８．４６ミリ秒であり、各タイムフレーム６０１は、増加したガード時間を通して拡張された範囲をサポートするために、１６個のタイムスロット６０２、又は代わりに８個のタイムスロット６０２を備える。１６個のタイムスロット６０２が使用される場合、タイムスロット６０２は、それぞれ持続期間が１１５３．１２５マイクロ秒となることが好ましい。
いくつかの実施形態において、ユーザ局１０２は、加速されたデータ転送速度をサポートするために、各タイムフレーム６０１内の複数の仮想タイムスロット６１８で通信を行う。同様にいくつかの実施形態では、ユーザ局１０２は、完全速度通信リンクが必要とされない減速したデータ転送速度をサポートするために、定期的にタイムフレーム６０１をスキップし、すべてのタイムフレーム６０１のうちのいくつかのサブセット（例えば、他のタイムフレーム６０１毎に、又は４つに１つのタイムフレーム６０１毎に）で通信を行う。
ユーザ局１０２と基地局１０４との間の通信は、使用可能なタイムスロット３０２の間に、基地局１０４から送信される一般的なポーリングメッセージに対するユーザ局１０２からの応答により１つの実施形態で確立される。このプロセスは、例えば図６の通信システム内でのスペクトル拡散通信リンクの確立のためのプロトコルを説明する図８を参照してさらに詳細に記述される。通信リンクは、図７の実施形態に同様の方法で確立できる。
図８のプロトコルにおいて、メッセージ（基地局送信３０６とユーザ送信３０５）は、通常、３つのタイプのうちの１つである。つまり、一般的なポーリングメッセージ４０１、特別なポーリングメッセージ４０２、又は情報メッセージ４０３である。メッセージがユーザ局１０２によって送信される場合、メッセージは、ここでは、例えば一般的なポーリング応答４０４、特別なポーリング応答４０５、又は情報応答４０６のような「応答」をいう。
一般的なポーリングメッセージ４０１は、通信に使用可能な各タイムスロット３０２内の基地局１０４によって送信される。通信の確立を求めているユーザ局１０２は、基地局１０４からの送信をモニタし、それらのタイムスロット３０２で一般的なポーリングメッセージ４０１を受信することにより使用可能なタイムスロット３０２を確かめて確実にする。
ユーザ局１０２は、ハンドシェーキングステップのシーケンスにより基地局１０４を「捕捉する」。一般的なポーリングステップ４０７においては、基地局１０４が、占有されていないタイムスロット３０２の間に一般的なポーリングメッセージ４０１を送信する。ユーザ局１０２は一般的なポーリングメッセージ４０１を受信し、それがエラーなく受信された場合には、次のタイムフレーム３０１の同一のタイムスロット３０２で一般的なポーリング応答４０２を基地局１０４に送信する。一般的なポーリングメッセージ４０１は長さが３２ビットで、ユーザ局１０２によって記録されてもよく、基地局ＩＤ４０８ｂのためのフィールドを備える。同様に、一般的なポーリング応答４０４は、好ましくは長さが７２ビットで、基地局１０４によって記録されるユーザＩＤ４０９のためのフィールドを備える。
特別なポーリングステップ４１０においては、一般的なポーリング応答４０４を受信するとき、基地局１０４が、基地局１０４によって一般的なポーリング応答４０４の一部として受信されたユーザＩＤ４０９を備える特別なポーリングメッセージ４０２を送信する。ユーザ局１０２は、特別なポーリングメッセージ４０２を受信し、それがエラーなく同一のユーザＩＤ４０９が設定されて受信された場合には、その特別なポーリング応答４０５を、次のタイムフレーム３０１の同一のタイムスロット３０２で基地局１０４に送信する。特別なポーリング応答４０５は、一般的なポーリング応答４０４と同一のユーザＩＤ４０９を備える。
ある特定の実施形態において、特別なポーリングメッセージ４０２は冗長として排除される。従って、ユーザ局１０２は、特別なポーリング応答４０５とともに一般的なポーリング応答４０４を次いで送信する。
リンクが確立されるステップ４１１において、一般的なポーリング応答４０４のユーザＩＤと一致するユーザＩＤ４０９を備える特別なポーリング応答４０５を受信するとき、基地局１０４はトラフィックメッセージ４０３を送信する。この時点で、基地局１０４及びユーザ局１０２は、通信リンク４１２の確立が完了する。基地局１０４は、電話回線を通信チャンネルに接続し、ユーザ局１０２は電話網としての正常な動作を開始する（例えば、ユーザ局１０２は発信音を受信し、番号をダイアルし、電話接続を行い、その他の電話動作を実行する。）。基地局１０４及びユーザ局１０２は、通信リンク４１２が自発的に終了するまで、不完全な通信がユーザ局に対して基地局１０４を捕捉し直すように促すまで、あるいは別の基地局１０２へのユーザ局１０２のハンドオフまで、トラフィックメッセージ４０３と４０６を交換する。
万一複数のユーザ局１０２が同一の一般的なポーリングメッセージ４０１に応答する場合には、基地局１０４は注意深く応答に失敗する。基地局１０４からの応答の欠如によって、関係するユーザ局１０２は、一般的なポーリングメッセージ４０１及び一般的なポーリング応答４０４プロトコルを使用して同基地局１０４を捕捉しようと試みる前に、計算された時間間隔の間、バックオフするように信号で知らされる。バックオフ時間は、ユーザＩＤ４０９に基づいているために、各ユーザ局１０２は、将来の衝突を防止するために異なる時間長の間、バックオフ（待機）することになる。
着信の電話呼が基地局１０４で受信される場合、着信呼のステップ４１３では、基地局１０４が、使用可能なタイムスロット３０２で（一般的なポーリングメッセージ４０１及び一般的なポーリング応答４０４をスキップして）示された受信者ユーザ局１０２のユーザＩＤ４０９が設定された特別なポーリングメッセージ４０２を送信する。さらにここで説明されるように、各ユーザ局１０２は、それが送信された後、予め定められた時間内に特別なポーリングメッセージ４０２を受信するために定期的に特別なポーリングメッセージ４０２を聞く。特別なポーリングメッセージ４０２を受信すると、ユーザ局１０２は、メッセージ中のユーザＩＤ４０９をそれ自体のユーザＩＤと比較し、それらが一致する場合には、リンクが確立されるステップ４１１を続行する。従って、基地局１０４は、通信範囲内で任意のユーザ局１０２との通信リンク４１２を確立する。
ＴＤＭＡシステムで通信（特に、スペクトル拡散通信）を確立するための手段に関するさらなる詳細は、米国特許第５，４５５，８２２号、及び１９９４年８月１日に出願された係属中の米国特許出願シリアル番号第０８／２８４，０５３号に記載されている。
ある好ましい実施形態においては、一般的なポーリングメッセージ４０１は、その間に次の一般的なポーリングメッセージ４０１が基地局１０４によって送信される次のタイムスロット３０２（又は仮想タイムスロット６１８）を示す（例えば、図１１Ａに図示され、図１１Ａを参照してこれ以降に説明されるスロットポインタフィールド８１０内の）スロットポインタを備える。通信の確立を求めるユーザ局１０２は、必ずしも次のタイムフレーム３０１（又は６０１）の同一のタイムスロットで一般的なポーリングメッセージ４０１に応答しないが、スロットポインタによって示されるタイムスロット３０２（又は６１８）のユーザセグメント３０５（又は６０５）内で応答する。スロットポインタによって示されるタイムスロットでユーザ局１０２からの一般応答メッセージ４０４を受信すると、基地局１０２は特別なポーリングメッセージ４０２と応答する。複数のユーザ局１０２が１つの一般的なポーリングメッセージ４０１に応答する場合、スロットポインタによって示されるタイムスロットの（特別なポーリングメッセージ４０２ではなく）一般的なポーリングメッセージ４０１が示されることにより、関係する各ユーザ局１０２は、ユーザ局ＩＤに応じて可変時間の期間バックオフ（待機）させられる。
特別なポーリングメッセージ４０２は、ユーザ局１０２に対して特別である、相関ＩＤとして知られる一時的なショートハンド識別子（ニックネーム）を備える。相関ＩＤは、確立されたリンクがドロップされるまで、（双方向の）将来の信号方式メッセージに出現する。特別なポーリングメッセージ４０２に応答して、ユーザ局１０２は、特別なポーリングメッセージ４０２のヘッダのスロットポインタによって指定されるタイムスロット３０２（又は６１８）のトラフィックメッセージで応答する。
図９Ａは、好ましいスロット構造の図であり、図９Ｂ及び図９Ｃは、それぞれ基地局トラフィックメッセージ構造及びユーザ局トラフィックメッセージ構造の図である。図９Ａでは、タイムスロット５１０は、可変無線遅延ギャップ５０５、ユーザ局送信フレーム５１５、ユーザ局ターンアラウンドギャップ５２５、ガード時間５３５、基地局送信フレーム５４５、及び基地局ターンアラウンドギャップ５５５を備える。各ユーザ局送信フレーム５１５は、ユーザプリアンブル５１６、ユーザプリアンブル音声ギャップ５１９、及びユーザ局データフレーム５２１を備える。同様に、各基地局送信フレーム５４５は、基地局プリアンブル５４７、基地局プリアンブル音声ギャップ５４９、及び基地局送信データフレーム５５１を備える。
図９Ｂは、基地局送信データフレーム５５１の好ましいメッセージ構造を示す。図９Ｂのメッセージ構造は、基地局ヘッダフィールド５５３、基地局Ｄ−チャンネルフィールド５５７、基地局データフィールド５５９、及び基地局巡回冗長検査（ＣＲＣ）フィールド５６１を備える。好ましい実施形態では、基地局ヘッダフィールド５５３は２３ビットであり、基地局Ｄ−チャンネルフィールド５５７は８ビットであり、基地局データフィールド５５９は１９２ビットであり、基地局ＣＲＣフィールド５６１は１６ビットである。
図９Ｃは、ユーザ局送信データフレーム５２１の好ましいメッセージ構造を示す。図９Ｃのメッセージ構造は、ユーザヘッダフィールド５２３、ユーザＤ−チャンネルフィールド５２７、ユーザデータフィールド５２９、及びユーザＣＲＣフィールド５３１を備える。好ましい実施形態では、ユーザヘッダフィールド５２３は１７ビットであり、ユーザＤ−チャンネルフィールド５２７は８ビットであり、ユーザフィールド５２９は１９２ビットであり、ユーザＣＲＣフィールド５３１は１６ビットである。
ある好ましい実施形態においては、タイムスロット３０１は、（各チップ期間が約０．３６９マイクロ秒に等しい。）３１２５個のチップ期間を備える。ユーザ送信フレーム５１５及び基地局送信フレーム５４５はそれぞれ５１９．５５２マイクロ秒（持続期間で１４０８チップ）と５３１．３６マイクロ秒（持続期間で１４４０チップ）であり、ユーザ局ターンアラウンドギャップ５２５は、１０．７マイクロ秒（持続期間で２９チップ）である。ガード時間５３５は、６６．４マイクロ秒（持続期間で１８０チップ）である。そして、基地局ターンアラウンドギャップ５５５は、２５．１マイクロ秒（持続期間で６８チップ）である。有効ギャップ時間は、約１３．５マイルである、干渉しない基地局から基地局までの範囲に対応する７２．３マイクロ秒である。ベアラチャンネル（すなわち、ユーザデータフィールド５２９）は、１０，４００毎秒ビットの速度をサポートし、Ｄ−チャンネル５２７は４３３．３３毎秒ビットというデータ転送速度をサポートする。
図１０Ａ乃至図１０Ｃは、好ましいポーリングメッセージフォーマットの図である。図１０Ａは、（図８の一般的なポーリングメッセージ４０１のためなどの）一般的なポーリングメッセージフォーマットの図である。一般的なポーリングメッセージ７０１は、続くシーケンスで、ヘッダフィールド７０２、スペアフィールド７０３、ゾーンフィールド７０４、基地局コントローラ（ＢＳＣ）ＩＤフィールド７０５、基地局ＩＤフィールド７０６、設備フィールド７０７、システムタイプフィールド７０８、サービスプロバイダフィールド７０９、スロット品質フィールド７１０、前方向エラー訂正（ＦＥＣ）フィールド７１１、及びフレーム制御ワード（ＦＣＷ）フィールド７１２を備えことが好ましい。好ましい実施形態では、ヘッダフィールド７０２の長さは２３ビットであり、スペアフィールド７０３の長さは１６ビットであり、ゾーンフィールド７０４の長さは４０ビットでり、ＢＳＣ  ＩＣフィールド７０５の長さは１６ビットであり、基地局ＩＤフィールド７０６の長さは３２ビットであり、設備フィールド７０７の長さは３２ビットであり、システムタイプフィールド７０８の長さは８ビットであり、サービスプロバイダフィールド７０９の長さは１６ビットであり、スロット品質フィールド７１０の長さは８ビットであり、ＦＥＣフィールド７１１の長さは３２ビットであり、フレーム制御ワードフィールド７１２の長さは１６ビットであり、合計２３９ビットとなる。
ヘッダフィールド７０２は、メッセージタイプを識別し、図１１Ａを参照してさらに詳細に説明される。ゾーンフィールド７０４は、特定の基地局１０４のページング（呼び出し）ゾーンを識別する。ユーザ局１０２が、即時の再登録を必要としないで、ある基地局１０４サービスエリアから同一のゾーンの別のサービスエリアに移動する。ＢＳＣ  ＩＤフィールド７０５は、基地局コントローラ１０５を一意に識別するシーケンスである。基地局ＩＤフィールド７０６は、基地局１０４を一意に識別するシーケンスである。設備フィールド７０７は、基地局１０４によって提供されるサービス（例えば、イーサネットアクセス、集計データ機能、機能拡張音声など）を記述する。設備フィールド７０７は、どのユーザ局１０２がチャンネルへのアクセスを許可されているのか（例えば、９１１呼専用、又は特別アクセスコードが設定されたユーザ局１０２など）を示すサブフィールドを含む。システムタイプフィールド７０８は基地局１０４に対応するシステムのタイプを識別する。サービスプロバイダフィールド７０９は基地局１０４を運用するＰＣＳサービスプロバイダを識別する。スロット品質フィールド７１０は、干渉という点でタイムスロットの相関的な品質を示す。一般的には、数が小さいほど、スロットの品質は向上する。ＦＥＣフィールド７１１は、前方向エラー訂正に使用される。ＦＣＷフィールド７１２は、エラー検出に使用され、ある実施形態においては、次に示すアルゴリズムに従って決定されたシーケンスを備える。
１．生成多項式ＧＲＰによって除算されたシード多項式ＳＤＰモジュロ−２の余りＲ１を計算する。
２．ｘ16と、ＦＣＷフィールド７１０に先行するメッセージ７０１の内容との積Ｐを計算する。
３．ステップ２で得られた積Ｐによってモジュロ−２で除算された生成多項式ＧＮＰの余りＲ２を計算する。
４．余りＲ１と余りＲ２のモジュロ−２の和Ｓを計算する。そして、
５．和Ｓの１の補数を計算し、その結果は、ＦＣＷフィールド７１０で送信される。
好ましい実施形態では、シード多項式ＳＤＰは次式で表され、
ｘk（ｘ15＋ｘ14＋ｘ13＋ｘ12＋ｘ11＋ｘ10＋ｘ9＋ｘ8＋ｘ7＋ｘ6＋ｘ5＋ｘ4＋ｘ3＋ｘ2＋ｘ1＋１）
そして、生成多項式ＧＲＰは次式で表される。
ｘ16＋ｘ12＋ｘ5＋１
図１０Ｂは、（図８の特別なポーリングメッセージ４０２のためなどの）特別なポーリングメッセージフォーマットの図である。特別なポーリングメッセージ７２０は、好ましくは、次のシーケンス内で、ヘッダフィールド７２１、相関ＩＤフィールド７２２、原因フィールド７２３、個人識別子（ＰＩＤ）フィールド７２４、無線（オーバー・ザ・エアー：ＯＴＡ）マップタイプフィールド７２５、ＯＴＡマップフィールド７２６、スペアフィールド７２７、スロット品質フィールド７２８、前方向エラー訂正フィールド７２９、及びＦＣＷフィールド７３０を備える。好ましい実施形態では、ヘッダフィールド７２１の長さは２３ビットであり、相関ＩＤフィールド７２２の長さは８ビットであり、原因フィールド７２３の長さは８ビットであり、ＰＩＤフィールド７２４の長さは７２ビットであり、ＯＴＡマップタイプフィールド７２５の長さは８ビットであり、ＯＴＡマップフィールド７２６の長さは３２ビットであり、スペアフィールド７２７の長さは３２ビットであり、スロット品質フィールド７２８の長さは８ビットであり、ＦＥＣフィールド７２９の長さは３２ビットであり、ＦＣＷフィールド７２９の長さは１６ビットであり、合計２３９ビットになる。
ヘッダフィールド７２１、スロット品質フィールド７２８、ＦＥＣフィールド７２９、及びＦＣＷフィールド７３０は、図１０Ａを参照して説明される類似フィールドと同様である。相関ＩＤフィールド７２２は、１つ又は複数のチャンネル（つまり、タイムスロット）を特別ユーザ局１０２に割り当てられているとき、一時的に識別するために使用される。相関ＩＤ番号は呼の接続の持続時間の間割り当てられ、接続の終了時に別のユーザ局１０２によって再利用されるためにリリースされる。相関ＩＤ番号は、接続中に変更されることもある。特別相関ＩＤ番号は、ブロードキャースト（放送）のために基地局１０４によって予備として予約される。原因フィールド７２３は、特定のユーザ局１０２の過去の信号方式トラフィック動作の実行中に発生するエラーの原因を示す。原因フィールド７２３の解釈は、関係する信号トラフィックのタイプに依存する。考えられる原因メッセージには、例えば、ユーザ局１０２が未登録であるか、登録のために受け入れられないことや、呼が接続されていないか、完了できないことを示すメッセージが含まれる。ＰＩＤフィールド７２４は加入者（例えば、ユーザ局１０２）を一意に識別する個人識別番号を備える。ＯＴＡマップタイプフィールド７２５は、ＯＴＡマップフィールド７２６内で続くマップのタイプ（例えば、スーパーフレーム、サブフレームなど）を定義する。ＯＴＡマップフィールド７２６は、ある特定のユーザ局１０２に関係するタイムスロットのマッピングを記述する。ＯＴＡマップフィールド７２６のフォーマットは、マップタイプに依存する。
図１０Ｃは、（図８の一般的なポーリング応答４０４又は特別なポーリング応答４０５のような）ポーリング応答メッセージフォーマットの図である。ポーリング応答メッセージ７４０は、好ましくは、次のシーケンスで、ヘッダフィールド７４１、第１のスペアフィールド７４２、ＰＩＤフィールド７４３、サービスプロバイダフィールド７４４、クラスフィールド７４５、ユーザ機能フィールド７４６、第２のスペアフィールド７４７、ＦＥＣフィールド７４８、及びＦＣＷフィールド７４９を備える。好ましい実施形態では、ヘッダフィールド７４１の長さは１７ビットであり、第１のスペアフィールド７４２の長さは１６ビットであり、ＰＩＤフィールド７４３の長さは７２ビットであり、サービスプロバイダフィールド７４４の長さは１６ビットであり、クラスフィールド７４５の長さは１６ビットであり、ユーザ機能フィールド７４６の長さは１６ビットであり、第２のスペアフィールド７４７の長さは３２ビットであり、ＦＥＣフィールド７４８の長さは３２ビットであり、ＦＣＷフィールド７４９の長さは１６ビットであり、合計２３３ビットとなる。
ヘッダフィールド７４１は、メッセージタイプを識別し、図１１Ｂにさらに詳細に記述される。ＰＩＤフィールド７４３、ＦＥＣフィールド７４８、及びＦＣＷフィールド７４６は、それぞれＰＩＤフィールド７２４、ＦＥＣフィールド７２９、及びＦＣＷフィールド７３０と同様である。サービスプロバイダフィールド７４４は、ユーザ局１０２が使用を希望するＰＣＳサービスプロバイダを識別する。クラスフィールド７４５は、特定のユーザ局１０２によって使用されている操作パラメータのいくつかを指定する。クラスフィールド７４５は、クラスタイプサブフィールド及びクラス情報サブフィールドを備える。クラスタイプサブフィールドは、ユーザ局クラスタイプ（例えば、ＧＳＭ又はＤＣＳ１９００クラスタイプ、ＩＳ−４１クラスタイプなど）を示す。クラス情報サブフィールドは、例えば、改訂レベル、使用可能な暗号アルゴリズム、ショートメッセージ機能、省略表記法及びフェーズ−２エラー処理機能、パワークラス、連続／不連続送信、帯域幅（例えば、２０ＭＨｚ又は２５ＭＨｚ）、及び公称パワーレベルを含む動作情報を提供する。ユーザ機能フィールド７４６は、ユーザ局１０２に存在する機能（例えば、ユーザ局１０２がファックス又はデータ接続を受信できるかどうか、ユーザ局が暗号化する機能を有するかどうかなど）を識別する。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、好ましいポーリングメッセージヘッダフォーマットの図である。図１１Ａは、（図８の一般的なポーリングメッセージ４０１又は特別なポーリングメッセージ４０２のような）基地局ポーリングメッセージのためのポーリングメッセージヘッダフォーマットの図である。ポーリングメッセージヘッダ８０１は、基地局／移動インジケータ（指示子）（Ｂ／Ｍ）フラグ８０２、拡張プロトコル（Ｅ）フラグ８０３、パケットタイプフィールド８０４、パワー調整（ＰＷＲ）フィールド８０５、対称フィールド８０６、Ｄ−チャンネル抑制（ＤＣＳ）フラグ８０７、仮想スロット（ＶＳ）フラグ８０８、スロット又はチャンネル利用（ＣＵ）フィールド８０９、スロットポインタフィールド８１０、エラーチェック及び訂正（ＡＲＱ）フィールド８１１、及びヘッダフレーム制御ワード（ＨＣＦ）フィールド８１２を備える。好ましい実施形態では、Ｂ／Ｍインジケータ（指示子）フラグ８０２、Ｅフラグ８０３、ＰＷＲフィールド８０５、ＣＤＳフラグ８０７、及びＶＳフラグ８０８の長さはそれぞれ１ビットであり、パケットタイプフィールド８０４及び対称フィールドの長さはそれぞれ２ビットであり、ＣＵフィールド８０９及びＡＲＱフィールドの長さはそれぞれ３ビットであり、スロットフィールド８１０及びヘッダＨＣＦフィールド８１２の長さはそれぞれ４ビットで、合計２３ビットとなる。ヘッダ８０１の２４番目のビットは、シンボルコード毎に６ビットのデータを転送するために差動位相符号化の使用するため、ＲＦ（高周波）リンクの確立で「失われる」。
Ｂ／Ｍインジケータフラグ８０２は、メッセージの発信者がユーザ局１０２であるのか、それとも基地局１０４であるのかを示す。Ｅフラグ８０３は、拡張プロトコルが使用中かどうかを示すために使用される。パケットタイプフィールド８０４は、以下の表８−１Ａに従って、４種類のパケットタイプのうちのどれが使用されているのかを指定する。
0003937100.tif 000002
パケットタイプフィールド８０４は、以下の表８−１Ｂに従って、Ｄ−フィールド５５７の使用についての表示も提供する。
0003937100.tif 000003
ＰＷＲフィールド８０５は、基地局１０４からユーザ局１０２までのシリアル化されたビットストリームであり、ユーザ局送信機のパワーレベルの制御を可能にする。各基地局からユーザへのメッセージはユーザ局１０２で受信されるので、最後のメッセージからのＰＷＲビットは、ユーザ局１０２送信機のパワーレベルを上げるべきか、下げるべきか、それとも変更されないままとするべきかを判断するために、現在のＰＷＲビットとともに分析される。従って、パワー制御動作では、少なくとも２つの連続する基地局からユーザへのメッセージが、処置を講じる前にユーザ局１０２によって受信されることを必要とする。講じられる処置は、以下に示す表８−２に従って命じられる。
0003937100.tif 000004
ＰＷＲフィールド８０５でのコマンドの受信に応答して実行されるパワー増加又は減少の量は、固定された、又は予め設定された量となる−−例えば、各タイムフレーム３０１毎に１ｄＢ（又は、ユーザ局１０２がタイムフレーム３０１毎に複数のタイムスロット３０２で送信している場合にはさらに頻繁になる。）となる。ＰＷＲフィールド８０５に１つの単独ビットしか使用しない場合、基地局からユーザへのメッセージのヘッダ５５３でスペースが節約される。品質測定規準は、通常、経時的に小さなパワー調整ステップを可能にするほど十分なフィードバックを提供するが、実質的な（多大な）パワー調整ステップを行うときに自信を持てるほど十分なフィードバックは提供しないために性能は適切である。ただし、ただ１つのユーザ局１０２はある特定の基地局１０４の一般的な地理領域内で指定されたタイムスロット３０２で送信するため、それは時分割技術を利用しないＣＤＭＡシステムの場合でのように、セル相互干渉を回避するためには、ユーザ局１０２の厳格なパワー制御は必要とされない。
対称フィールド８０６は、ユーザ局１０２に帯域幅を与えるために基地局１０４によって使用される。帯域幅許可は、チャンネル内の次のタイムスロット３０２（又は６１８）に適用する。対称フィールド８０６の内容は、以下の表８−３に従って解釈することができる。
0003937100.tif 000005
ＤＣＳフラグ８０７は、現在のメッセージについてＤ−チャンネルの使用を示す。ＤＣＳフラグ８０７は、Ｄ−チャンネルが、それをベアラチャンネル（Ｂ−チャンネル）を使用するアプリケーションによる使用のために予約するためにディスエーブル（非動作状態に）されていることを示すためにある値に設定され、Ｄ−チャンネルが他の使用のためにイネーブルされていることを示すために別の値に設定される。ＶＳフラグ８０８は、基地局１０４が仮想スロットモードを使用しているかどうかを示す。仮想スロットモードがアクティブ（活性）である（例えば、図６のタイムスロット構造が使用されている）場合、すべてのユーザ局１０２送信は、ＶＳモードがイナクティブ（非活性）である場合より１タイムスロット早く発生する。
ＣＵフィールド８０９は、基地局１０４に対する相対的なスロット利用を示す。好ましい実施形態では、ＣＵフィールドの内容は、以下の表８−４に従って定義される。
0003937100.tif 000006
クラス制御が登録及び発呼のために有効であるときに、アクセス平準化（均一化）クラス及び負荷平準化クラスが、一般的なポーリングメッセージ（図１０Ａを参照）の設備フィールド７０７で識別される。
スロットポインタフィールド８１０は、現在の基地局／ユーザパケット交換で使用される次のタイムスロットを識別するインデックスを含む。ユーザ局１０２は、交換を続行するために示されたタイムスロットで送信しなければならない。ある特定の実施形態では、スロットポインタフィールド８１０の内容が、１６個の異なる値のうちの任意のもの（例えば、バイナリ０から１５）を取り、各値は、ユーザ局が送信しなければならない現在のタイムスロットからのタイムスロット数を示す。例えば、ゼロという値は、ユーザ局１０２が（定期的な帯域幅速度では、次のフレーム内の、あるいはサブフレーム速度を使用している場合には将来の複数のフレーム内の）同一のスロット内で送信しなければならないことを意味する。１という値は、ユーザ局１０２が、現在のタイムフレームの次のタイムスロットを送信しなければならないことを意味する。２という値は、ユーザ局１０２が、現在のタイムフレームで２桁先のタイムスロットで送信しなければならないなどを意味する。
ＡＲＱフィールド８１１は、受信エンティティ（基地局１０４又はユーザ局１０２のいずれか）がメッセージエラーを訂正できるようにする。ＡＲＱフィールド８１１は、次に示すそれぞれ１ビットの３つのサブフィールドを備える。
（１）ＡＲＱが送信されたメッセージに必要とされるかどうかを示す、「ＡＲＱ必須」サブフィールド、（２）メッセージの送信者が最後に送信されたメッセージを正しく受信したかどうかを示す「ＡＣＫ」サブフィールド、及び（３）現在のメッセージのメッセージ番号（ゼロ又は１）を示す「メッセージ番号」サブフィールド。ＡＣＫサブフィールド及びメッセージ番号サブフィールドは、好ましくは、ＡＲＱ必須ビットが設定されているかどうかに関係なく、つねに使用される。
（ＡＲＱ必須ビットの値によって決定されるように）ＡＲＱが必要とされている場合、受信側エンティティは以下のステップを実行する。
（１）受信されたメッセージのメッセージ番号サブフィールドを過去に受信されたメッセージのメッセージ番号サブフィールドと比較する。それらが同一の場合には、新規メッセージは無視される。
（２）受信されたメッセージのＡＣＫサブフィールドをチェックする。値が（メッセージの送信者が最後のメッセージを正しく受信しなかったことを示す）ＮＡＫである場合、受信側エンティティは、古いデータメッセージを再送する。それ以外の場合、それは新規データメッセージを送信する。
（３）新規データメッセージが送信されるたびに、メッセージ番号サブフィールドビットを補足する。
（４）メッセージが（図１０Ａを参照して、説明された）ＦＣＷエラーと受信されたり、メッセージをまったく受信しなかった場合、受信側エンティティは、ＡＣＫサブフィールドをＮＡＫに設定した状態で古い旧データメッセージを再送する。
図１１Ｂは、（図８の一般的なポーリング応答４０４又は特別なポーリング応答４０５のような）ポーリング応答メッセージのためのポーリングメッセージヘッダフォーマットの図である。ポーリング応答ヘッダ８２０は、基地局／移動インジケータ（Ｂ／Ｍ）フラグ８２１、拡張プロトコル（Ｅ）フラグ８２２、パケットタイプフィールド８２３、ＰＷＲフィールド８２４、対称フィールド８２５、ＤＣＳフィールド８２６、スペアフィールド８２７、ＡＲＱフィールド８２８、及びヘッダフレーム制御ワード（ＨＣＦ）フィールド８２９を備える。好ましい実施形態では、Ｂ／Ｍインジケータフラグ８２１、Ｅフラグ８２２、ＤＣＳフラグ８２６の長さはそれぞれ１ビットであり、パケットタイプフィールド８２３、対称フィールド８２５、及びスペアフィールド８２７の長さはそれぞれ２ビットであり、ＡＲＱフィールド８２８の長さは３ビットであり、ＨＣＦフィールド８２９の長さは４ビットであり、合計１７ビットとなる。１８番目のビットは、シンボルコード毎に６ビットを送信するために差動位相符号化を使用するため、ＲＦ（高周波）リンクの確立時に「失われる」。
Ｂ／Ｍインジケータフラグ８２１、Ｅフラグ８２２、パケットタイプフィールド８２３、ＰＷＲフィールド８２４、ＤＣＳフラグ８２６、ＡＲＷフィールド８２８、及びＨＣＦフィールド８２９が、図１１Ａに示される基地局ヘッダの対の片方のフィールドと同一の目的で使用される。ユーザ局１０２ヘッダの対称フィールド８２５の内容は、以下の表８−５に従って解釈することができる。
0003937100.tif 000007
図１２Ａは、通常図９Ｂ及び図１１Ａに図示されるフィールドを、８進数フォーマットで示す基地局情報パケットの図である。図１２Ｂは、図９Ｃ及び図１１Ｂに一般的に図示されるフィールドを８進数フォーマットで示すユーザ局情報パケットの図である。
データは、Ｍ−ａｒｙスペクトル拡散技術を使用して、基地局１０４とユーザ局１０２の間で送信される。適切なＭ−ａｒｙスペクトル拡散送信及び受信技術は、例えば、米国特許第５，０２２，０４７号及び１９９５年６月７日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／４８４，００７号に説明されている。好ましい実施形態では、基地局１０４及びユーザ局１０２のそれぞれは、Ｍ＝６で、３２チップの（「シンボルコード」という。）スペクトル拡散コードを使用して、Ｍ−ａｒｙ直接シーケンススペクトル拡散信号を送信する。３２個の異なったシンボルコードが、最高３２の異なったデータシンボルを表すために使用され、そのそれぞれは５ビットのデータを備える。シンボルコード毎にデータの６番目のビットの送信を可能にするためには、位相符号化も、使用されることが好ましい。シンボルコード毎の情報の追加ビットの送信のための位相符号化は、米国特許出願シリアル番号第０８／４８４，００７号に説明されている。
基地局ヘッダフィールド５５３は、基地局送信データフレーム５５１内で最初に配置されるため、それは（差動符号化技術を使用して送信される。）第１の送信データシンボルから第１のビットを失う。従って、４個のデータシンボルを備える基地局ヘッダフィールド５５３の長さは、２３ビットである。第１のシンボルは、５データビットを備え、後ろの３つのシンボルはそれぞれ６データビットを備える。同様に、ユーザヘッダフィールド５２３はユーザ送信データフレーム５２１内で最初に配置されるために、それは第１の送信データシンボルから第１のビットを失う。従って、３個のシンボルを備えるユーザヘッダフィールド５２３の長さは、１７ビットである。第１のシンボルは、５データビットを備え、後ろの２個のシンボルはそれぞれ６データビットを備える。
一実施形態のユーザ局１０２は、マルチバンド動作又はマルチモード動作、あるいはその両方の機能を備えた移動ハンドセットを備える。ユーザ局１０２は、それらがスペクトル拡散（つまり、広帯域）通信と狭帯域通信の両方の機能を有する可能性があるという点で、マルチモードとなる。ユーザ局１０２は、免許のあるＰＣＳバンド又は無免許のＰＣＳバンドのいずれかでの周波数のように、複数のさまざまな周波数で動作するように設定されているという意味で、マルチバンドである。ユーザ局１０２は、第１の周波数バンドではあるモード（例えば、広帯域）で動作し、第２の周波数バンドでは別のモード（例えば、狭帯域）で動作する。
例えば、ユーザ局１０２は、１８５０ＭＨｚと１９９０ＭＨｚの間の複数の周波数で動作するように設定され、周波数が離散ステップで分離されている。各ユーザ局１０２は、複数の周波数のうちの任意の１つでの受信又は送信、あるいはその両方を可能にするようにプログラミングできる周波数シンササイザ（合成器）を備える。ある特定の実施形態では、プログラム可能周波数ステップは（ＧＳＭ又は狭帯域通信の場合）２００ＫＨｚの増分（増加分）又はＧＳＭ周波数バンド内では（スペクトル拡散通信の場合）１．８ＭＨｚ増分である。ユーザ局１０２は、第１のチャンネルを１９２０．６２５ＭＨｚの中心にし、等時性バンドの残り全体で１．２５ＭＨｚのチャンネル間隔とする、１９２０ＭＨｚと１９３０ＭＨｚの間の等時性バンドで動作するように構成される。
二重モード通信及び二重バンド通信に関するさらなる情報は、１９９５年６月７日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／４８３，５１４号に述べられる。
一実施形態においては、チャンネル情報は、ユーザ局１０２との通信のためにアンテナを選択するときに、基地局１０４を援助するためにモニタされる。チャンネル情報は、基地局１０４が、それ自体の出力パワー及びユーザ局（複数の場合がある）１０２の出力パワーを調整することを可能にすることもできる。
時間分割デュプレックスは、典型的にはアンテナダイプレクサーを必要としなくても、共通のアンテナを、基地局１０４とユーザ局１０２の両方での送信機能と受信機能に使用できるようにする。共通のアンテナは、これらの機能が、ユーザ局１０２と基地局１０２のそれぞれで時間で分離されるため、送受信に使用することができる。共通のアンテナを使用する結果、基地局１０４及びユーザ局１０２の端末設計が簡略になる。
基地局１０４は、好ましくは、アンテナダイバシティを提供する複数の基地局アンテナを含む。基地局１０４は、各タイムスロット３０２の間の各ユーザ局１０２との通信に使用されるための最良のアンテナを選択するための電子装置を備える。基地局１０４は、複数の基地局アンテナのそれぞれで（反射又はマルチパス効果のために変動が考えられる）同時に（タイムスロット３０２のユーザセグメント３０５の間に送信されるユーザから基地局のメッセージのような）ユーザ送信を受信する。各基地局アンテナは、受信されたユーザ送信の品質を分析し、基地局１０４のプロセッサに品質測定規準を提供する個々の基地局受信機に接続される。基地局１０４は、各基地局受信機によって作成される品質規準を比較し、最良品質の受信機出力信号を選択する。このようにして、最も適切な基地局アンテナが、各ユーザ局１０２に選択される。選択された受信機出力信号からの測定規準は、基地局１０４と特定のユーザ局１０２の間の通信チャンネルの特徴付けを行う。
基地局１０４は、ある特定のユーザ局１０２に送信する場合、それは送信に最も適切な基地局アンテナを選択する。アンテナ及び送信パワーレベルは、好ましくは、基地局１０４からの送信チャンネルの特性をユーザ局１０２に一致するように選択される。基地局１０４は、その送信アンテナとして、ユーザ送信３０５を受信するために選択される同一の基地局アンテナを選択する。基地局１４０は、ユーザ局１０２から最良の受信信号品質のアンテナで受信及び送信の両方を行うことができるため、ユーザ局１０２は、複数のアンテナを備えていなくてもアンテナダイバシティから利益を得る。基地局１０４は、ユーザ送信の受信後非常に迅速に送信するため、チャンネル特性が、基地局１０４がその送信を行う前に大きく変更しないように、ほとんど時間遅延はない。
ポーリングループ３０１において特定のユーザステーション１０２に割り当てられるそれぞれのそれ以降のタイムスロット３０２の間、基地局１０４は、再び、最も近くに先行するユーザ局送信から派生されるチャンネル特徴付けデータに基づき、（タイムスロット３０２の基地局セグメント３０６の間に送信される基地局からユーザへのメッセージのような）基地局送信のためのアンテナ及びパワーレベルを選択する。
基地局１０４は、好ましくはその出力パワーをスロット単位で制御する。これを行うためには、基地局１０４は、ユーザ局１０２のパワー設定値を求める手段を備えることが好ましい。ただし、単独の基地局１０４はポーリングループ３０１の間、基地局からのその距離のそれぞれがほぼゼロから最大セル１０３の半径まで変化する、大多数のユーザ局１０２と通信できるため、各タイムスロット３０２の間に各ユーザ局１０２でほぼ一定の受信パワーレベルを維持するための基地局送信機出力パワーの制御は、大部分は、基地局送信出力パワーの（４０ｄＢを超えるような）大きな変更が各タイムスロット３０２（約１１５３μｓ）に必要となるだろうという事実のために実際的ではない可能性がある。タイムスロット３０２単位でパワー制御を行うことの代替策として、基地局１０４での出力パワー制御が、代わりに各タイムスロット３０２より長い時間間隔で平均化することができる。
タイムスロット３０２のユーザセグメント３０５の中のユーザ局送信の受信に応答して、基地局１０４は、例えば、受信されたパワー及び信号対雑音比又は干渉比を含む、受信された信号の品質を決定する。タイムスロット３０２の後半の部分でのそれ以降の基地局セグメント３０６の間、ある実施形態での基地局１０４は、ユーザ局１０２に、基地局１０４によって受信される信号品質を示し、ユーザ局１０２に、必要ならばそのパワーを調整するように命令するメッセージを送信する。受信された信号の品質に基いて、ある実施形態での基地局１０４は、基地局１０４によって受信されるユーザ送信の品質が許容しきい値を超えるまで、ユーザ局１０２に、その現在の設定値に関してある程度の離散量（例えば、３ｄＢという最小ステップで）、その送信パワーを変更（増加又は減少）するように命令する。パワー制御の好ましい手段は、図８Ａに記載されるＰＷＲフィールド８０５に関して説明される。
基地局１０４からユーザ局１０２への好ましいパワー調整コマンドは、本明細書の前半に記載される表８−２に従って符号化される。好ましい値は表８−２に提供されているが、パワー制御コマンドステップの数及びそれらの差は、特定の用途及びシステム仕様に応じて変化してもよい。
上記パワー調整技術及びアンテナダイバシティ技術は、通常、図６の実施形態に記載される特徴に関して説明されるが、説明される技術は図７の実施形態にも等しく適用することができる。
本発明の態様は、通信システムのタイミング構造内での高速制御トラフィックを装備することを目的としている。通信を確立するハンドオーバ、又はタイムスロット交換は、１タイムフレームより少ない間隔が空けられた複数のタイムスロットを利用することにより、迅速に実行される。このようにして、制御トラフィックは、基地局１０４とトランザクションを希望するユーザ局１０２の間でメッセージを交換する各機会の間、タイムフレーム全体で待機しなければならないことを回避するために、未使用のためのタイムスロットを利用する。それにより、余分な資源（リソース）は、制御トラフィックトランザクションを加速する目的で使用される。
ユーザ局１０２が、タイムスロット３０２（又は仮想タイムスロット６１８）で基地局１０４の前に送信する好ましい実施形態では、スロットポインタによって、ユーザ局１０２は、次の使用可能なタイムスロット３０２についての知識を有することができる。そうではない場合、ユーザ局１０２は、一般的なポーリングメッセージ４０１が受信されるまで、必ずしも、ある特定のタイムスロットが通信に使用可能であるかどうかを知らず、従って典型的には一般的なポーリングメッセージ４０１に応答する前にポーリングループ全体を待機しなければならないだろう。
使用可能なタイムスロット３０２についての知識は、ＯＴＡマップフィールド７２６を使用することによって、特別なポーリングメッセージ４０２でユーザ局１０２に渡される。上述されたように、ＯＴＡマップフィールド７２６は、特定のユーザ局１０２に関するタイムスロットのマッピングを記述する。従って、１６個のタイムスロット３０２がある１タイムフレーム３０１の間、ある実施形態でのＯＴＡマップフィールド７２６は、１６ビットを備える。各ビットは、そのビットに対応するタイムスロット３０２が使用できないことを示すために第１の値（例えば「１」）に設定され、そのビットに対応するタイムスロット３０２が通信に使用可能であることを示すために第２の値（例えば「０」）に設定される。好ましくは、タイムスロットの使用は、ユーザ局３０２の現在のタイムスロット３０２に関する観点から示される−−すなわち、第１のビットはすぐ後に続くタイムスロットに対応し、第２のビットはその後の次のタイムスロットに対応し、第３のビットはその後の次のタイムスロットに対応するなどである。とって代わって、タイムスロットの使用が、タイムフレーム３０１の開始のような固定された規準に関する観点から示され、その場合、ユーザ局３０２は、タイムフレーム３０１の相対的な開始点を情報として使用できるようにする必要がある。
図１３は、本発明のある実施形態に従った統合化された基地局８５０のブロック図である。統合化された基地局８５０は、第１のＴＤＭＡ又はＴＤＤプロトコルに従って動作する第１の基地局装置８５２、及び第２のＴＤＭＡ又はＴＤＤプロトコルに従って動作する第２の基地局装置８５３を備える。第１の基地局装置８５２及び第２の基地局装置８５３は、好ましくは同一の地理的な領域又は重複する地理的な領域で動作する。第１の基地局装置８５２及び第２の基地局装置８５３は、図１３では別個のブロックとして図示されているが、同一の装置内に物理的に配置される。代わりに、それらが別個の物理的な位置であるが、それにも関わらず互いに近くてもよい。
第１の基地局装置８５２は、プロセッサ８６０、全地球測位衛星（ＧＰＳ）受信機８６１、クロック発生器８６２、及びフリースロットインデックス８６３を備える。第２の基地局装置８５３は、プロセッサ８７０及びフリースロットインデックス８７３を備える。第１の基地局装置８５２は、通信回線８６９で第２の基地局装置８５３と通信を行う。第１の基地局装置８５２及び第２の基地局装置８５３が同一の場所に設けられている場合は、それらは同一のアンテナ又は１組のアンテナ（図示せず。）を共用してもよい。
ある好ましい実施形態では、第１の基地局装置８５２は、図６（を参照して一般的に説明される通信プロトコル又は図７、及び図８から図１２Ｂまでを含む、これ以降集合的に「図６の通信プロトコル」又は「図６のＴＤＤプロトコル」、あるいは単に「ＴＤＤプロトコル」という。）に従って通信を行い、第２の基地局装置８５３はＧＳＭプロトコルに従って通信を行う。本発明の１つの態様では、第１の基地局装置８５２及び第２の基地局装置８５３への送信と第１の基地局装置８５２及び第２の基地局装置８５３からの送信の間の干渉は、予め定められた時間パターンに従って、時間で通信を分離することにより回避される。
さらに特定すると、基地局装置８５２、８５３のそれぞれへの通信、及び基地局装置８５２、８５３のそれぞれからの通信は、通信プロトコルのそれぞれの１つ又は複数のタイムフレームを含むタイミングパターンに従って実行される。このようなタイミングパターンは、これ以降、通常、ここでさらに詳細に説明される、複合時間フレームという。例示的な複合タイムフレームは、図１５及び図１６に図示される。
図１５及び図１６の複合タイムフレームのそれぞれにおいて、通常、複合タイムフレームの一部が、第１のプロトコルと使用するためにタイムスロットに分割され、複合タイムフレームの残りの部分が第２のプロトコルと使用するためのタイムスロットに分割される。図１４は、図１５及び図１６の複合タイムフレームがその中から得られる、２つの異なるプロトコルのタイムフレームを比較する図である。図１４には、「タイプ−１」タイムフレームと指定される第１のタイムフレーム９０１が図示される。第１のタイムフレーム９０１は、複数のタイムスロット９０２を備える。また、「タイプ−２」タイムフレームと指定される、同様の時間軸に沿った第２のタイムフレーム９１１も図１４に図示される。図１４では、第１のタイムフレーム９０１のタイムスロット９０２が、２つの数字が後に続く「ＴＳ」で示される（例えば、ＴＳ００、ＴＳ０１、ＴＳ０２，．．．ＴＳ１５）が、第２のタイムフレーム９１１のタイムスロット９１２は、ただ１つの数字が後に続く「ＴＳ」（例えば、ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、．．．ＴＳ７）によって示されている。タイムスロット図１４が「０」又は「００」で始まって番号が付けられているが、図６及び図７の図面では、タイムスロットが「１」で始まって番号が付けられていることに注意する必要がある。特定の図面に選択された特定の開始参照番号による含意は意図されていない。
ある好ましい実施形態では、第１のタイムフレーム９０１は、ＴＤＤ通信のためのプロトコル、さらに特定すると図６のＴＤＤプロトコルの一部として定義される。同一の好ましい実施形態では、第２のタイムフレーム９１１は、図３を参照して前述したように、ＧＳＭプロトコルの一部として定義される。好ましい実施形態では、第１のタイムフレーム９０１は、１８．４６ミリ秒の持続時間を有し、第２のタイムフレーム９１１は４．６１５ミリ秒の持続時間を有する。従って、総計の中の第２のタイムフレーム９１１のうちの４個が、単独の第１のタイムフレーム９０１と同一の持続時間を有する。好ましい実施形態では、第１のタイムフレーム９０１のタイムスロット９０２のそれぞれが１１５３．１２５マイクロ秒という持続時間を有し、第２のタイムフレーム９１１のタイムスロット９１２のそれぞれが５７６．９２マイクロ秒という持続時間を有する。従って、総計の中の後半のタイムスロット９１２のうちの２つは第１のタイムスロット９０２の１つのものと同一の持続時間を有する。
図１５に図示される本発明の１つの実施形態において、複合タイムフレーム９２５が、第１のプロトコルに割り当てられた複合タイムフレーム９２５時間の一部、及び第２のプロトコルに割り当てられた複合時間フレーム９２５の一部で定義画成される。従って、図１５には、複合タイムフレーム９２５内へのその取込み（編入）を示すために陰影が付けられず、複合タイムフレーム９２５からのその排除を示すために陰影が付けられているタイムスロット９２２を備える第１のタイムフレーム９２１（つまり図１４のタイムフレーム９０１）が図示されている。同様に、図１５には、複合タイムフレーム９２５へのその取込み（編入）を示すために陰影を付けられず、複合タイムフレーム９２５からのその排除を示すために陰影が付けられているタイムスロット９３２を備える第２の組のタイムフレーム９３１（つまり、図１４のタイムフレーム９１１）が示されている。従って、複合タイムフレーム９２５は、複数の異なった長さのタイムスロット９２６を備え、そのうちのいくつかは第１のタイムフレーム９２１のタイムスロット９２２に対応するタイムスロット９２６ａであり、そのうちのいくつかは第２の対舞うフレーム９３１のタイムスロット９３２に対応するタイムスロット９２６ｂである。
図１５において、複合タイムフレーム９２５は、第１のタイムフレーム９２１に対応する４個のタイムスロット９２６ａ（つまり、タイムスロットＴＳ００、ＴＳ０４、ＴＳ０８、及びＴＳ１２）及び第２のタイムフレーム９３１に対応する６個のタイムスロット９２６ｂ（つまり、タイムスロットＴＳ２乃至ＴＳ７）を備える。第１のタイムフレーム９２１と第２のタイムフレーム９３１の間のタイミング関係のため、複合タイムフレーム９２５の第１のタイムスロット９２６ａのそれぞれが１回出現し、（第１のタイムフレーム９２１が相対的な方向出第２のタイムフレーム９３１のうちの４つをカバーするため）複合タイムフレーム９２５の第２のタイムスロット９２６ｂのそれぞれは４回出現する。
第１のプロトコル及び第２のプロトコルの両方に従った時間分割通信は、その性質により規則正しいため、そしてこの実施形態で第１のタイムフレーム９２１は第２のタイムフレーム９３１の期間の４倍をカバーするため、複合タイムフレーム９２５の異なるサイズのタイムスロット９２６ａ、９２６ｂが、タイムフレーム９１１及び９３１から取られる特別なタイムスロットチャンネルの定期的な出現に従って散在する。
複合タイムフレーム９２５の特別な構成−−つまり、第１のタイムスロット９２６ａの第２のタイムスロット９２６ｂに対する割合、及びその特別な順序−−は、特定のシステムニーズに適合させることができる。さらに多くのユーザが（第１のタイムフレーム９２１に対応する）第１のプロトコルを使用するだろう場合は、そのプロトコルに対応するタイムスロット９２６ａのさらに多くが複合タイムフレーム９２５に含まれる。反対に、さらに多くのユーザが（第２のタイムフレーム９３１に対応する）第２のプロトコルを使用するだろう場合は、タイムスロット９２６ｂのさらに多くが複合タイムフレーム９２５に含まれる。
図１６は、タイムスロット９４６のそれぞれが、第１のタイムフレーム９２１及び第２のタイムフレーム９３１のタイムスロット９２２又は９３２に対応する、タイムスロット９４６の異なった配置を有する別の複合タイムフレーム９４５の図である。図１５での場合のように、第１のタイムフレーム９２１のタイムスロット９２２は、複合タイムフレーム９４５の中へのその取込み（編入）を示すために陰影が付けられず、複合タイムフレーム９４５からのその排除を示すために陰影が付けられている。同様にして、第２の組のタイムフレーム９３１からのタイムスロット９３２は、複合タイムフレーム９４５の中へのその取込みを示すために陰影が付けられず、複合タイムフレーム９４５からのその排除を示すために陰影が付けられている。従って、複合タイムフレーム９４５は、複数の異なった長さのタイムスロット９４６を備え、そのうちのいくつかは第１のタイムフレーム９２１のタイムスロット９２２に対応するタイムスロット９４６ａであり、そのうちのいくつかは第２のタイムフレーム９３１のタイムスロット９３２に対応するタイムスロット９４６ｂである。
図１６において、複合タイムフレーム９４５は、第１のタイムフレーム９２１に対応する８個のタイムスロット９２６ａ（つまり、タイムスロットＴＳ００、ＴＳ０１、ＴＳ０４、ＴＳ０５、ＴＳ０８、ＴＳ０９、ＴＳ１２及びＴＳ１３）及び第２のタイムフレーム９３１に対応する４個のタイムスロット（つまり、タイムスロットＴＳ４乃至ＴＳ７）を備える。第１のタイムフレーム９２１と第２のタイムフレーム９３１の間のタイミング関係のため、複合タイムフレーム９４５の第１のタイムスロット９２６ａのそれぞれは１回出現し、（第１のタイムフレーム９２１が、相対的な持続時間で第２のタイムフレーム９３１のうちの４つをカバーするため）複合タイムフレーム９４５の第２のタイムスロット９２６ｂはそれぞれ４回出現する。
従って、図１５と図１６の複合タイムフレーム９２５と９４５のタイムスロット９２６と９４６の異なる配置をそれぞれ比較することによって、タイムスロットの異なる割合が、例えば、異なるシステム要件に従って使用されることが明らかである。従って、図１５では、複合タイムフレーム９２５は、第１のタイムスロット９２６ａの最高４人のユーザ及び第２のタイムスロット９２６ｂの６人のユーザをサポートすることができる。図１６では、複合タイムフレーム９４５は、第１のタイムスロット９４６ａの８人のユーザ及び第２のタイムスロット９２６ｂの４人のユーザをサポートできる。
図１７Ａは、各プロトコルのサポート可能なユーザの数の割合が、タイムスロットの数が変化するにつれてどのように変化するのかを示すデマンド移動テーブルである。図１７Ａのデマンド移動テーブルの第１の行９５０は、第２のプロトコル（つまり、ＧＳＭプロトコル）のサポート可能なユーザに対応し、第２の行９５１は、第１のプロトコル（つまり、図６のＴＤＤプロトコル）のサポート可能なユーザに対応する。５つの異なる組合わせオプション９５４が、図１７Ａのデマンド移動テーブルに提供され、そのそれぞれにはサポート可能なＧＳＭプロトコルユーザ９５２のサポート可能なＴＤＤプロトコルユーザ９５３に対する異なる割合が設定される。図１７Ａに示されるように、第１の組み合わせオプション９５２のもとでは、８人のＧＳＭプロトコルユーザ９５２が、複合タイムフレームでサポートされているゼロＴＤＤプロトコルユーザ９５３でサポートできる。第２の組み合わせオプション９５４のもとでは、６人のＧＳＭプロトコルユーザ９５２が、複合タイムフレームでサポートされている４人のＴＤＤプロトコルユーザ９５３でサポートできる。第３の組み合わせオプションのもとでは、４人のＧＳＭプロトコルユーザ９５２が、サポートされている８人のＴＤＤプロトコルユーザ９５３でサポートできるなどである。一方のプロトコルに対するタイムスロットの割り当てによって、必然的に、他方のプロトコルの割り当て可能タイムスロットの数が減少するために、一方のプロトコルのサポート可能なユーザの数が増加するに従って、他方のプロトコルのサポート可能なユーザの数は、減少する。
図１５及び図１６に示される実施形態は、それぞれが、その中からそれが得られる２つのタイムフレーム９２１と９３１のうちの長い方と同一の長さの複合タイムフレーム９２５と９４５を有するが、本発明はこのような配置に限定されていない。一般的には、複合タイムフレームは、その中から複合タイムフレームが得られる第１のタイムフレームと第２のタイムフレームの両方の整数に適合するのに十分な持続期間とならなければならない。従って、例えば、複合タイムフレームが、第１のタイムフレーム持続時間が１２ミリ秒で、第２のタイムフレームが２０ミリ秒である、例えば６０ミリ秒となるように選択される。このようなケースでの６０ミリ秒の複合タイムフレーム持続時間は、便宜的に、第１の組のタイムフレームと第２の組のタイムフレームの両方の整数に適合する最短持続時間を表す。
（一般的には、第１のプロトコル及び第２のプロトコルが、異なる関係者によってさまざまな通信システムに独立して開発される場合に発生する可能性がある）複合タイムフレームにこのような便宜的な最短長さがない場合、各タイムフレームの整数が複合タイムフレーム内で適合するように、タイムギャップが挿入される。図２６は、このような配置を図示する複合タイムフレーム１０８５の図である。図２６では、第１のタイムフレーム持続時間を有する一連の第１のタイムフレーム１０８０が、第２のタイムフレーム持続時間を有する一連の第２のタイムフレーム１０８１に相対して示される。一連の第１のタイムフレーム１０８０は、第２のタイムフレーム１０８１のうちの２つが、タイムギャップ１０８２を加えた単独の第１のタイムフレーム１０８０と同一の持続時間を有するように選択された持続時間のタイムギャップ１０８２によって分離されている。複合タイムフレーム１０８５は、タイムギャップ１０８２の間、一連の第１のタイムスロット１０８０からどのチャンネルも使用できないという点を除き、図１５及び図１６を参照して記述されるのと同一のように構築される。従って、図２６の実施形態では、複合タイムフレーム１０８５で無駄にされるスペースを最小限に抑えるために、その端（つまり、第１のタイムフレーム１０８０の間で挿入されるタイムギャップ１０８２に対応する領域）から始まる第２のタイムフレーム１０８１のタイムスロットを割り当てることが好ましい。従って、通常、第２のタイムフレーム１０８１からどのタイムスロットもそれに割り当てられない場合にだけ、条件付きタイムギャップ１０８６が実際のタイムギャップを含むため、タイムギャップ１０８２は、複合タイムフレーム１０８５内の「条件付き」タイムギャップ１０８６として出現する。
このようにして、一様ではない長さのタイムフレームを有することによって作り出される問題のいくつかを克服する一方で、それにも関わらずタイムギャップを使用すると、タイムラインの一部が浪費されるため、一般的にはある程度の非効率が生じ、タイムギャップに対応する複合タイムフレームの部分が２つのタイミングプロトコルのうちの１つにしか割り当てられないため、柔軟性がさらに少なくなる可能性もある。
同様に、タイムギャップがいずれかのタイムフレームのタイムスロットと条件付きで複合タイムフレームの間に挿入され、同一の持続時間の各タイムスロット、又は最短タイムスロット持続時間の倍数を作り出す。同様の非効率の問題は、タイムギャップがタイムスロット間に挿入された状態で発生する。
とって代わって、複合タイムフレームが、それが、通常はタイムスロットの各セットを定義するタイムフレーム構造に対する制限なしに、２つの異なるプロトコルのタイムスロットの組み合わせを備えるように構築されてもよい。むしろ、タイムフレームの組み合わせは、システムのニーズに従って選択され、各複合タイムフレームの間、反復する。図２７は、このような配置を図示する複合タイムフレーム１０９０の図である。複合タイムフレーム１０９０は、第１の通信プロトコルと対応するタイムスロット１０９１、及び第２の通信プロトコルと対応するタイムスロット１０９２から構成される。図２６の実施形態より、潜在的な時間資源の浪費につながるタイムギャップがないという点でさらに大きな効率性を有する一方、図２７の実施形態は、複合タイムフレーム長が、タイムスロット１０９１、１０９２がその中から取られる通信プロトコルのタイムフレームの整数に等しくない限り、容易には適合できず、さまざまなユーザ環境に統合するには困難である可能性があるタイミング構造を生じさせる。
従って、ユーザの要求に従って、複合タイムフレーム長を変更したり、他の内部タイミング調整を行う必要なしに、第１のプロトコルと第２のプロトコルに対するタイムスロットの割合を比較的に容易に変更できるために、図１５及び図１６に図示される複合タイムフレーム構造が好まれる（つまり、各複合タイムフレーム９２５及び９４５内に各タイムフレーム９２１と９３１の整数がある場合）。図１７Ａ及び図１７Ｂのデマンド移動テーブルは、第１のプロトコルタイムスロットの第２のプロトコルタイムスロットに対する割合が、複合フレーム長を変更しなくても、どのように、指定された組合わせのオプションに従って比較的に容易に修正されるのかを図示する。
図１３に戻ると、第１の基地局装置９５２が、タイムフレーム９２１又は９３１のうちの一方に対応するタイムスロット９２６（例えば、第１のタイムフレーム９２１に対応するタイムスロット９２６ａ）で通信を行い、第２の基地局装置９５１が、タイムフレーム９２１又は９３１の他方に対応するタイムスロット９２６（例えば、第２のタイムフレーム９３１に対応するタイムスロット９２６ｂ）で通信を行う。このようにして、各基地局装置８５２、８５３は、特定の基地局装置８５２、８５３に割り当てられたプロトコルに従って、ユーザ局１０２と通信を行う。
ある好ましい実施形態において、複合タイムフレーム構造は、各基地局装置８５２、８５３が、予めそれに割り当てられるタイムスロットの相対的な位置を理解するように、統合化された基地局８５０の中にプログラミングされる。各基地局装置８５２、８５３は、独立してそれに割り当てられるタイムスロットを管理し、独立して、それに割り当てられるプロトコルを使用してユーザ局１０２との通信を確立し、維持する責任を負っている。
さらに詳説すると、各基地局８５２、８５３は、複合タイムフレームのどのタイムスロットが使用できるのか、又は通信のために予めそれに割り当てられているのかを判断するための手段を備えている。第１の基地局装置８５２は、例えば静的メモリ又は動的メモリを備えるフリースロットインデックス８６３を備える。フリースロットインデックス８６３が動的メモリを備える場合、それは、タイムスロットの基地局装置８５２、８５３への割り当ての動的な再プログラミングを可能にするように、基地局コントローラ１０５（図２を参照されたい。）によって遠隔でダウンロードされる。フリースロットインデックス８６３は、基地局装置８５２に割り当てられるタイムスロットのマップを記憶する。従って、図１５の複合タイムフレーム９２５が図１３の統合化された基地局８５０で実現されると、フリースロットインデックス８６３は、それぞれの位置がタイムスロット９２２のうちの１つに対応し、位置が、その第１の基地局装置８５２に対する割り当てを示すために設定されているタイムスロットＴＳ００、ＴＳ０４、ＴＳ０８、及びＴＳ１２に対応する１６の位置のあるマップを備える。
上記実施形態によれば、第１の基地局装置８５２が通信を行うと、それはタイムスロットＴＳ００、ＴＳ０４、ＴＳ０８及びＴＳ１２だけを使用する。チャンネルがセットアップされると、第１の基地局装置８５２は、タイムスロットの割り当てられた組（セット）（ＴＳ００、ＴＳ０４、ＴＳ０８、及びＴＳ１２）からのタイムスロットのうちの１つだけを使用する。この特定の実施形態では、一般的なポーリングメッセージは、基地局装置８５２により、第１のプロトコルのユーザに対する空きタイムスロットの利用可能性を示すために送信される。従って、一般的なポーリングメッセージは、タイムスロットＴＳ００、ＴＳ０４、ＴＳ０８又はＴＳ１２だけで、特定のタイムスロットが空いている場合にだけ送信される。他のタイムスロット９２２は、それらが後でそれに割り当てられない限り第１の基地局装置８５２によって使用されない。
同様に、第２の基地局装置８５３は、第１の基地局装置８５２のフリースロットインデックス８６３に同様のフリースロットインデックス８７３を備える。しかしながら、第２の基地局装置８５３のためのフリースロットインデックス８７３は、第２の基地局装置８５３に割り当てられたタイムスロットのマップを記憶する。従って、図１５の複合タイムフレーム９２５が図１３の統合化された基地局８５０で実現される場合、フリースロットインデックス８７３は、それぞれが第２のタイムフレーム９３１のタイムスロット９３２のうちの１つに対応し、タイムスロットＴＳ２乃至ＴＳ７のフリースロットインデックス９７３内の位置が、第２の基地局装置８５３に対するその割り当てを示すために設定されている８つの位置（又は代わりに、複合タイムフレームの位置毎に１つずつ、３２個の位置）があるマップを備える。
上記実施形態によれば、第２の基地局装置８５３が通信を行うと、それはタイムスロットの割り当てられた組（セット）（つまり、ＴＳ２乃至ＴＳ７）からのタイムスロットのうちの１つだけを使用する。この特定の実施形態では、第２のプロトコルは、通信を開始するために別個の制御チャンネルを利用するＧＳＭプロトコルである。従って、基地局装置８５３は、ユーザ局１０２と新しい通信チャンネルを確立するようにという要求を受信すると、それは、ＴＳ０又はＴＳ１ではなく、まだそれに割り当てられていない、タイムスロットＴＳ２からＴＳ７までからだけのフリータイムスロットを選択する。第２の基地局８５３は、チャンネル割り当てを行う前に、フリースロットインデックス８７３の内容を調べることによって、この決定を下す。
第１の基地局装置８５２は、通信回線８６９を使用することによって第２の基地局装置８５３との同期を維持する。システム全体での同期を容易にするために、第１の基地局装置８５２は、上述したように、技術では周知の手段によって達成できる、衛星によって送信されるタイミング情報を受信するＧＰＳ受信機８６１を用いて構成されることが好ましい。
ＧＰＳ受信機８６１は、スロットクロック信号８６９ａ及びフレームクロック信号８６９ｂを生成するクロック発生器８６２にタイミング情報を提供する。図１８は、スロットクロック信号８６９ａのスロットクロック波形９６５及びフレームクロック信号８６９ｂのフレームクロック波形９６６を示すタイミング図である。スロットクロック波形９６５は、（この特定の実施形態では、第１のプロトコルのタイムスロットは第２のプロトコルのタイムスロットの持続時間の半分であるため）第１の（ＧＳＭ）プロトコルのタイムスロットＴＳ０、ＴＳ１、ＴＳ２，．．．だけではなく、第２の（ＴＤＤ）プロトコルのタイムスロットＴＳ００、ＴＳ０１，ＴＳ０２．．．の境界画定を可能にする（図１８に図示されるような）５０パーセントのデューティーサイクルの方形波クロック波形であることが好ましい。フレームクロック波形９６６は、各タイムフレームの開始時にフレームマーカー９６７を備える。図１５又は図１６の複合タイムフレーム９２５又は９４５のいずれかを使用して、フレームマーカー９６７は、各ＴＤＤタイムフレーム９２１の開始も示す。
スロットクロック信号８６９ａ及びフレームクロック信号８６９ｂを使用することにより、統合化された基地局８５０は、２つの基地局装置８５２、８５３の間での内部同期を維持する。各基地局装置８５２、８５３は、それによって、タイムスロットのそれぞれのタイミングを理解し、各複合タイムフレーム９２５又は９４５がいつ開始し、終了するのかを理解する。図１３の実施形態のＧＰＳ受信機８６１は第１の基地局装置８５２の構成要素として図示されているが、それは第２の基地局装置８５３内に常駐してもよく、各基地局装置８５２、８５３が専用のＧＰＳ受信機を備え手もよい。代わりに、２つの基地局装置８５２、８５３は、同一のＧＰＳ受信機８６１を共用してもよく、それぞれは、複合タイムフレームの開始が同期されている限り、専のための内部クロック生成電子回路を備える。代わりに、統合化された基地局８５０に複合タイムフレームの開始に関するタイミング情報及びその他のタイミング情報を必要に応じて送信する、ＧＰＳ受信機８６１が、さらに上流に−−例えば基地局コントローラ１０５（図２を参照）に−−配置される。
ある好ましい実施形態において、第２の（ＴＤＤ）プロトコルに従った第１の基地局装置８５２からの送信は広帯域であり、スペクトル拡散技術を使用して行われる。第１の（ＧＳＭ）プロトコルは狭帯域であるため、ＴＤＤプロトコルに従って行われる送信は、通常ＧＳＭプロトコルの複数の周波数チャンネルをカバーする。
図１９及び図２０は、図１４に図示されるタイミング構造を利用する、それぞれＴＤＤ通信システム及びＧＳＭ通信システムのためのチャンネル化計画を示すグラフである。図１９には、予め定められた幅（例えば、図１９の実施形態では１５ＭＨｚ）の周波数帯域幅９７０が図示される。周波数帯域幅９７０は、個々のシステム構成要素の間で配分され、それによって周波数分割多重による通信の分離を規定する。図１９の実施形態では、周波数帯域幅９７０は、それぞれが約１．８ＭＨｚの帯域幅を使用し、周波数帯域幅９７０内での１４個の個別のＴＤＤ周波数バンド９７２を可能にするように、部分的には重複する、複数のシステム構成要素の間で配分される。各ＴＤＤ周波数バンド９７２は、ＴＤＤ基地局１０４及びその構成要素のユーザ局１０２をサポートすることができる。ある地理的な領域での周波数は、図５に図示され、ここで前述された再利用パターンに従って再利用されることが好ましい。周波数ガードバンド９７３及び９７４が、隣接周波数バンドのユーザとの干渉を最小限の抑えるために、周波数帯域幅９７０の縁に備えることが好ましい。
ある好ましい実施形態では、図６のＴＤＤシステムで動作する受信機は、約２．７ＭＨｚ（チップ毎に０．３６９ミリ秒）のチッピングレートで、１９９５年４月１７日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／４２３，２２５号に従って、スペクトル拡散技術を使用して広帯域信号を送信する。
図２０は、ＧＳＭ通信システムの周波数チャンネル化計画を示す。図２０の周波数チャンネル化計画は、ＧＳＭユーザ局１０２が基地局１０４に送信する、例えば１５ＭＨｚのユーザ周波数バンド９７６、及び基地局１０４がユーザ局１０２に送信する基地局周波数バンド９７７を含む。ユーザ周波数バンド９７６内では、複数の周波数チャンネル９７８が定義され、そのそれぞれには（ＧＳＭ規格は２７１ＫＨｚのヌル対ヌルの送信帯域幅を規定しているが）２００ＫＨｚの帯域幅が割り当てられている。従って、（周波数ガードバンドを考慮しない）最高７５の周波数チャンネルが、ユーザ周波数バンド９７６内に含められる。同様に、ＧＳＭはＦＤＤシステムであるので、基地局周波数バンドは、それぞれ２００ＫＨｚの周波数チャンネル９７６に分割される。ユーザ周波数バンド９７６は、基地局周波数バンド９７７から予め定められた周波数間隔ＦSによって分離される。予め定められた周波数間隔ＦSは、典型的にはヨーロッパでは４０ＭＨｚであるが、米国及びそれ以外の場所では８０ＭＨｚ又は任意のその他の適切なサイズとなる。好ましくは、各ユーザ周波数チャンネル９７８は、各ユーザ周波数チャンネル９７８がこのようにして同一の周波数距離、その対応する基地局周波数チャンネル９７９から分離されるように、予め定められた周波数間隔ＦSで分離された対応する基地局周波数チャンネル９７９と対にされる。
従って、７５個の周波数チャンネルの組み合わせ（周波数ガードバンドは考慮していない。）は、図２０の図示されるＧＳＭ周波数チャンネル化計画内で定義されるが、ＧＳＭシステムは、図５に図示される周波数再利用パターンに同様の、３セル周波数再利用パターンを使用して（つまり、図５に図示されるコード再利用パターンを無視して）展開されることが好ましい。従って、周波数チャンネル９７８、９７９の３分の１だけが指定された基地局１０４に割り当てられる。典型的には、基地局１０４には、周波数バンド９７６、９７７で均等に間隔が空けられる周波数チャンネル９７８、９７９が割り当てられる。つまり、基地局１０４には、その基地局１０４に割り当てられる最低周波数チャンネル組み合わせから周波数チャンネル９７８、９７９毎に３つが割り当てられるため、ＧＳＭ基地局装置８５３でのそれぞれの周波数チャンネルが隣接周波数チャンネルから６００ＫＨｚだけ分離される。
図２１及び図２２は、ある特定の実施形態の場合の、図１９及び図２０に図示される周波数チャンネル化計画を備える通信システムの周波数チャンネル化関係を示すグラフである。図２１は、指定されたＴＤＤ基地局１０４及び複数−−この場合では、９つの周波数チャンネル９８２の周波数チャンネル９８２に割り当てられる約１．８ＭＨｚの帯域幅９８１の間の関係を示す。第１の組の周波数チャンネル９８３は、ＧＳＭ３−セル周波数再利用パターンの第１の組の周波数（グループＡ）に対応する。第２の組の周波数チャンネル９８４は、ＧＳＭ３−セル周波数再利用パターンの第２の組の周波数（グループＢ）に対応する。第３の組の周波数チャンネル９８５は、ＧＳＭ３−セル周波数再利用パターンの第３の組の周波数（グループＣ）に対応する。グループＡ、グループＢ及びグループＣの周波数チャンネルは、図２１に記載される凡例によって識別されるように、それぞれの陰影付けに応じて図２１で区別される。
ある好ましい実施形態においては、ＴＤＤ基地局装置８５２が、それが統合される（図１３の統合化された基地局８５０を参照）ＧＳＭ基地局装置８５３の代わりに送信する。従って、ＴＤＤ基地局装置８５２が、それが重複するＧＳＭ周波数チャンネルの「代わりに」送信する。例えば、ＴＤＤ基地局装置８５２が、グループＡ周波数に割り当てられるＧＳＭ基地局装置８５３と統合される場合、（複合タイムフレーム９２５又は９４５のような）複合タイムフレーム内でのＴＤＤタイムスロットの間、図２３に図示されるような周波数チャンネル使用が出現するだろう。従って、統合化された基地局８５０の周波数使用は、３つの狭帯域ＧＳＭ周波数チャンネル９２と単独の広帯域ＴＤＤ周波数チャンネル９５１の間で、複合タイムフレーム９２５又は９４５内でのタイムスロット配置に従って交互に生じる。
また、図２１に図示されるように、ＴＤＤ基地局の帯域幅９８１は、ロールオフ係数、つまりＴＤＤチャンネル変調スペクトルに対応する「α」に応じてわずかに変化する。αが０．３２の場合、ＴＤＤ送信機は、図２１に図示される帯域幅９８１ａで送信する。αが０．１８の場合、ＴＤＤ送信機は、図２１に図示されるわずかに狭い帯域幅９８１ｂで送信する。一般的には、αの値が低いほど、送信の帯域幅は狭くなり、それはさらに効率的になる。しかしながら、それは実現することがさらに困難になる。
図２２の周波数チャンネル化計画は、本発明の好ましい実施形態の複数の統合化された基地局８５０の共存を示す。図２２には、より低い（下部）周波数バンド９９０及びより高い（上部）周波数バンド９９１が示される。より低い周波数バンド９９０は図２０のユーザ周波数バンド９７６に対応し、より高い周波数バンド９９１は図２０の基地局周波数バンド９７７に対応する。複数のＴＤＤ周波数バンド（つまり、チャンネル）９９５、９９７は、それぞれより低い周波数バンド９９０及びより高い周波数バンド９９１で定義される。同様に、複数のＧＳＭ周波数チャンネル９９４、９９６は、それぞれより低い周波数バンド９９０及びより高い周波数バンド９９１で定義される。各ＴＤＤ周波数バンド９９５又は９９７は、図２１及び図２３に図示され、上述と同様のように、複数のＧＳＭ周波数チャンネル９９４又は９９６と重複する。
ＧＳＭシステムはＦＤＤ／ＴＤＭＡシステムであり、ユーザ局１０２は、デュプレックス通信で３個のタイムスロット分だけ基地局１０４から遅れるために、指定されたユーザ局１０２とのＧＳＭ通信をサポートするタイミング構造は、特定のユーザ局１０２のＧＳＭ周波数チャンネル組み合わせに従って、２つの異なった周波数バンドで複製される。ただし、図６のＴＤＤプロトコルは、単独周波数バンドだけに指定のユーザ局１０２とのデュプレックス通信をサポートすることを要求する。従って、最も効率的にシステム資源（リソース）を割り当てるために、一方の周波数バンド９９０、９９１で展開される同一の複合タイムフレーム構造が、他方の周波数バンド９９０、９９１の対応する位置でも展開される。さらに特定すると、より高い周波数バンド９９１（つまり、ＧＳＭ基地局周波数バンド９７７）で動作するために定義された複合タイムフレームは、好ましくは、より低い周波数バンド９９０（つまり、ＧＳＭユーザ局周波数バンド９７６）で動作するために定義された、対の片方の複合タイムフレームを有するが、オフセットされ、３個のＳＭタイムスロット分だけ遅れる。
従って、例えば、４人のＴＤＤユーザ及び６人のＧＳＭユーザをサポートし、より高い周波数バンド９９１での動作のために定義される、図１５に図示されるような複合タイムフレーム９２５の場合、４人の追加ＴＤＤユーザをサポートする、対の片方の複合タイムフレーム９２５がより低い周波数バンド９９０での動作のために定義されるが、３個のＧＳＭタイムスロット９３２分だけ遅れる。ＧＳＭシステムは周波数分割デュプレックスを使用するため、より低い周波数バンド９９０うちの対の片方のＧＳＭタイムスロットは、より高い周波数チャンネルで基地局からユーザへの通信を受信する同一のＧＳＭユーザをサポートするためにすでに使用される。対の片方のＴＤＤタイムスロットは、上述したように別の複合タイムフレームに割り当てられていない場合には、そうでなくて未使用となり、従って無駄になるだろう。このようにして、より高い周波数バンド及びより低い周波数バンド９９１，９９０の両方が考慮される場合、２つの複合タイムフレーム（より高い周波数バンド９９１上に１つ、及びより低い周波数バンド９９０上に１つ）が、例えば合計８人のＴＤＤユーザ及び６人のＧＳＭユーザを（図１５の複合タイムフレーム９２５を仮定して）サポートする。
ある好ましい実施形態において、２つの複合タイムフレームが、同一の統合化された基地局８５０によってサービスを受ける。この実施形態では、ＴＤＤ基地局装置８５２がより低い周波数バンド９９０で複合タイムフレーム、及びより高い周波数バンド９９１の別の複合タイムフレームにサービスを提供する。複合タイムフレームは、好ましくはＧＳＭユーザ及び基地局の送信と同一の周波数間隔（つまり、通常は４０ＭＨｚ又は８０ＭＨｚ）で分離される。ＴＤＤプロトコルで動作するユーザ局１０２は、干渉している場合には、（タイムスロット交換を実行することにより）別のＴＤＤタイムスロットによって割り当てられるか、あるいは（オプションでタイムスロット交換と結合されている周波数交換を実行することによって）同一のＴＤＤ基地局装置８５２によってサービスを受けている他の周波数バンド９９０、９９１のＴＴＤタイムスロットを割り当てられる。従って、ＴＤＤ基地局装置８５２は、干渉は、指定されたユーザ局１０２にとっての問題となる場合にはさまざまなオプションを有する。
図１３の統合化された基地局８５０は、好ましくは、図１７Ａ又は図１７Ｂに図示される５つのスロット配置オプションのうちの任意の１つのような複数のスロット配置オプションのいずれかに従って構成される機能がある。１つの周波数バンドだけが考慮される場合、図１７Ａのオプションが利用されることが好ましい。図１７Ａに図示されるように、より多いＧＳＭユーザがサポートされると、さより少ないＴＤＤユーザがサポート可能となり、そしてその逆がありうる。各統合化された基地局８５０は、図１７Ａの５つのオプションのうちの１つが手動で選択可能となる、１組の交換機（スイッチ）を用いて構成される。とって代わって、各統合化された基地局８５０が、図１７Ａの５つのオプションのうちの１つが、システム制御プログラムを介したソフトウェア又は例えば基地局コントローラ１０５によって選択可能となる（例えばＲＯＭ内の）ソフトウェアテーブルで構成されてもよい。
より高い周波数バンド及びより低い周波数バンド９９１、９９０の両方が考慮される場合、図１７Ｂのオプションが利用されることが好ましい。図２１及び図２３を参照して説明される実施形態では、４つのＴＤＤユーザチャンネルが、３つのＧＳＭユーザチャンネルに関してサポート可能である。従って、例えば、複合タイムフレーム対（つまり１つのより高いバンド複合タイムフレームと１つのより低い複合タイムフレーム）のすべてのタイムスロットがＧＳＭユーザに割り当てられる場合、２４人のＧＳＭユーザがサポートできる。他方、複合タイムフレーム対のすべてのタイムスロットがＴＤＤユーザに割り当てられる場合、３２人のＴＤＤユーザがサポートされる（より高い周波数バンドとより低い周波数バンド９９１、９９０のそれぞれで１６人のユーザ）。図１７Ｂは、これらの２つの極値（最大値）の間の複数のその他のスロット配置組み合わせのオプションを示す。図１７Ａを参照して上述したように、この実施形態での統合化された基地局８５０は、スロット配置組み合わせの中からの選択を可能とするために、手動交換機（手動スイッチ）又はソフトウェアテーブルを備えることが好ましい。
ＴＤＤシステムにおいて、各ユーザ局１０２が一般的なポーリングメッセージに応答することによって使用可能なタイムスロットを「捕捉する」のに対し、ＧＳＭシステムではユーザ局１０２が（ＢＣＣＨチャンネルとして知られる）予め定義された制御チャンネルで通信を開始する。ＢＣＣＨチャンネルは、通常、ある特定の基地局チャンネル周波数９７９（又はおそらく複数のこのようなチャンネル）で特定のＧＳＭタイムスロットとして選択される。ユーザ局１０２は、ＢＣＣＨチャンネルが認識されるまで、周波数及びタイムスロットをスキャン（走査）することによってＢＣＣＨチャンネルの位置を突き止める。従って、ユーザ局１０２は、それ以降、それが現在聞いているＢＣＣＨチャンネルで送信されるシステム情報から、その各ＢＣＣＨチャンネルの時間／周波数チャンネルを含めて、隣接基地局１０４についての情報を見つけ出すことができる。
ＧＳＭ基地局装置８５３は、一般に、可能な限りユーザ局１０２によってそれが聞こえるように、及び通信又はハンドオフの開始を求めるユーザ局１０２が最も近い基地局１０４の相対的な信号パワーを評価することができるように、最大パワーのＢＣＣＨチャンネルで送信する。ただし、ＧＳＭ基地局装置８５３がＢＣＣＨチャンネルで最大パワーで送信するために、同一の場所に設けられるＴＤＤ基地局装置８５２との干渉の可能性が存在する。特に、ＢＣＣＨチャンネルがＴＤＤ基地局装置８５２による受信と高い周波数バンド９９１で干渉する可能性がある。さらに、干渉が、ＢＣＣＨチャンネル送信の強度のために近くの周波数に「溢れる」可能性もある。従って、ＢＣＣＨチャンネルが周波数及び時間で予め定義される場合、ＴＤＤ基地局装置８５２は、それが発生するときにＢＣＣＨチャンネル送信をＴＤＤ基地局で抑圧する干渉相殺のための電子回路を用いて構成されることが好ましい。
図２４Ａ及び図２４Ｂは（図７に図示される）仮想タイムスロットがＴＤＤタイミングプロトコルで使用されている複合タイムフレームの別の実施形態を示す図である。図２４Ａは、仮想タイムスロットを利用する図７のタイムフレーム構造とＧＳＭタイムフレーム構造の間のタイミング関係を示す図である。図２４Ａでは、（図７のタイムフレーム６０１と同様の）ＴＤＤタイムフレーム１００２が、複数の仮想タイムスロット１００３を備える。仮想タイムスロット１００３は、「ＶＳ」に続いて、ユーザ局時間セグメントの場合「Ｍ」、及び基地局時間セグメントの場合「Ｂ」が続いてから、仮想スロットの数字識別子が続くことによって指定される。このようにして、例えば「ＶＳ−Ｍ３」は、ユーザ局が仮想スロット３番で送信する仮想タイムスロットセグメントを示す。合計１６個の仮想タイムスロット１００３が、図２４Ａのタイムフレーム１００２内で出現する。また、それぞれが８つのＧＳＭタイムスロット１０１３を備える、一連のＧＳＭタイムフレームも図２４Ａで図示される。好ましい実施形態では、仮想タイムスロット１００３の（基地局セグメントであろうと、ユーザセグメントであろうと）各セグメント１００４は、ＧＳＭタイムスロット１０１３と同一の持続時間を有する。
図２４Ｂは、図２４Ａのタイミング構造に関連させて図示され、図１５と図１６に図示される複合タイムフレーム９２５と９４５と同一の原則に従って構築される複合タイムフレーム１０２２の図である。おもな相違点は、各仮想タイムスロット１００３が、複合タイムフレーム１０２３の２つの隣接しないタイムセグメント１０２３に対応するという点である。複合タイムフレーム１０２２は、それによって、複数のタイムセグメント１０２３から構成され、タイムセグメント１０２３は（ＧＳＭタイムスロット１０２３ｂ毎に１つのタイムセグメント１０２３のある）ＧＳＭタイムスロット１０２３ｂ及び（ＴＤＤ仮想タイムスロット１０２３ａ毎に２つのタイムセグメント１０２３がある）ＴＤＤ仮想タイムスロット１０２３ａを定義するために使用される。
本発明の別の実施形態では、タイムスロットが、ユーザ要求に従って動的に割り当てられる。図２５は、動的スロット配置機能を備える統合化された基地局のブロック図である。図２５の実施形態では、統合化された基地局１０５０は、第１の基地局装置１０５２及び第２の基地局装置１０５３を備える。ＧＰＳ受信機１０６１、クロック発生器１０６２、プロセッサ１０６０、及びフリースロットインデックス１０６３は、図１３の第１の基地局装置８５２のそれらの対の片方と同様に機能する。同様に、プロセッサ１０７０及びフリースロットインデックス１０７３も、図１３の第２の基地局装置８５３内のそれらの対の片方と同様に機能する。
図２５の実施形態においては、各基地局装置１０５２、１０５３は、さらに、１組の制御信号回線１０６９によってリンク接続される、それぞれインターフェース１０６５及び１０７４を備える。第１の基地局装置１０５２のインターフェース１０６５は、クロック発生器１０６２、プロセッサ１０６０、及びフリースロットインデックス１０６３に接続される。第２の基地局装置１０５３のインターフェース１０７４は、プロセッサ１０７０及びフリースロットインデックス１０７に接続される。インターフェース１０６５、１０７４、及びそれらを接続する制御信号回線１０６９を介して、プロセッサ１０６０及び１０７０は、互いに通信を行い、フリースロットインデックス１０６３、１０７３のステータスに関して問い合わせし、第２の基地局装置１０７３の場合には、クロック発生器１０６２からタイミング及びマーカーの情報を入手する。
この実施形態において、各基地局装置１０５２、１０５３は、最初に、図１３の実施形態と同様の方法で複合タイムフレームに従ってデフォルトのタイムスロット割り当てを予め割り当てられる。しかし、図２５の統合化された基地局１０５０は、ユーザ要求に従ってタイムスロット配置を動的に変更することができる。この実施形態では、各基地局装置１０５２、１０５３のフリースロットインデックス１０６３、１０７３は、どのタイムスロットが基地局装置１０５２又は１０５３に割り当てられているのかだけではなく、割り当てられたタイムスロットの内のどれが使用されているのか（及び、反対に、従ってどのタイムスロットが使用可能なのか）を識別する情報を記憶する。フリースロットインデックス１０６３又は１０７３は、他の基地局装置のタイムスロットの使用ステータス（使用状態）を得るために、他の基地局装置によってときおり調べられる。
基地局装置の割り当てられたタイムスロットがいっぱいになるか、あるいはこのような状態に近づいていくと、基地局装置は追加タイムスロット資源を他の基地局装置１０５２、１０５３から要求する。この要求は、制御信号回線１０６９で行われ、タイムスロット転送要求という。
例えば、第２の基地局装置１０５３がいっぱいになりつつあり又はいっぱいになった場合、それは、インターフェース１０７４によってタイムスロット転送要求メッセージを制御信号回線１０６９で送信する。メッセージは、プロセッサ１０６０に要求を知らせるインターフェース１０６５で受信される。プロセッサ１０６０は、空きタイムスロットが使用可能であるかどうかを判断するためにそのフリースロットインデックス１０６３を調べ、さらに、それがサポートするユーザに対する差し迫った通信要求を考慮する。プロセッサ１０６０は、そのユーザに対する重大な影響なしにタイムスロットをあきらめることができると判断すると、それは、そのタイムスロットのうちの１つ又は複数を他の基地局装置１０５３に割り当てる。プロセッサは、タイムスロットが現在の他の基地局装置１０５３に割り当てられていることを示すために、まずそのフリースロットインデックス１０６３を変更してから、制御信号回線１０６９で第２の基地局装置１０５３に応答メッセージを送信して、それに、追加タイムスロットに対する要求が与えられたことを知らせ、さらに、それに転送された特定の１つ又は複数のタイムスロットを知らせることによってこれを実行する。
応答メッセージを受信するとき、第２の基地局装置１０５３はそのフリースロットインデックス１０７３を更新し、それが使用可能な新しいタイムスロットを示す。第２の基地局装置１０５３は、それ以降、これらのタイムスロットを、まるでそれが元々からそれに割り当てられていたかのように使用する。第１の基地局装置１０５２が後に第２の基地局装置１０５３からタイムスロット転送を要求すると、第２の基地局装置１０５３は、通常、同一のタイムスロットを第１のユーザ局装置１０５２に転送して戻すことを好む。第２の基地局１０５３が、第１の基地局装置１０５２に対するこのようなタイムスロット転送を達成するために、独自のユーザの間でタイムスロット交換を実行する。
従って、統合化された基地局１０５０の２つの基地局装置１０５２、１０５３の間で動的に割り当てられたタイムスロットは、それによって２つの異なる通信プロトコルの使用をユーザ要求に従って可能にする。各基地局装置１０５２、１０５３は、独立して専のためのタイムスロット資源を管理するが、要求を受けて他の基地局装置１０５２、１０５３にタイムスロットを転送する。一方の通信プロトコルが他方の通信プロトコルより好まれる場合、それによってタイムスロットの２つの基地局装置１０５２、１０５３への転送の要求が優先するシステムは優先順位化機構を提供してもよい。
各インターフェース１０６５、１０７４は、制御情報及びスロット割り当て要求と応答の転送を容易にするための独立したマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを備えてもよい。
これまで説明された実施形態に加えて、さまざまなそれ以外の改良及び変形例が、本発明の範囲内で意図される。
従って、例えば、好ましい実施形態はここで２つのプロトコル−−つまり、図６のＧＳＭプロトコル及びＴＤＤプロトコル−−を使用して説明されていても、本発明の原理は、前述された同一のタイムシェアリング（時分割）技術を使用することにより共存する３つ以上のプロトコルを含むために拡大される。例えば、各プロトコルには、複合タイムフレーム内で特別なタイムスロットが予め割り当ててもよく、複数の基地局装置のそれぞれ（好ましくは、プロトコル毎に１つ）がそのプロトコルに予め割り当てられたタイムスロットを使用する。このような実施形態での基地局装置のそれぞれは、好ましくは、システムチェック及び複合タイムフレームマーカを含む同期情報と接続される。
さらに、ユーザ間の衝突を回避するために時間間隔を利用する、特に記述されたプロトコル以外の他のプロトコルが使用される可能性もある。例えば、前述された複合タイムフレームを備えるタイムシェアリング（時分割）システムが、図６のプロトコルのような第１のプロトコル、並びに、ディジタルヨーロピアンコードレステレコミュニケーションズ（ＤＥＣＴ）システムのプロトコルのような第２のプロトコルで動作する。ＤＥＣＴプロトコルは、ヨーロッパで開発され、現在主としてヨーロッパに配備されている時分割多重を使用する、既存の周知のプロトコルである。
本発明はその好ましい実施形態という形式で述べられてきたが、本発明の適用範囲及び精神の範囲内にとどまる多くの変形及び改良が可能である。このような変形又は改良は、本明細書中の仕様及び図面を熟読した後に当業者に明らかとなるだろう。さらに、このような変形及び改良は、あらゆる添付の請求の範囲内にあると考えられる。
【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１３】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２５】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２７】
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【図２４Ｂ】
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【図２６】
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