(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）少なくとも１つの無線チャンネルを介して前記伝送装置に接続した少なくとも１つの移動する移動ユニット（１４）に対してデータ・パッケットを伝送するようにした送信及び受信手段（１２）と、
ｂ）前記送信及び受信手段（１２）と前記移動ユニット（１４）との間の伝送がうまく実行されたか否かを決定する伝送モニタ手段（１８）と、を備えた無線通信システム用の伝送装置において、
ｃ）前記伝送モニタ手段（１８）が伝送がうまく実行されなかったことを決定すると共に、前記データ・パケットを繰り返して伝送することが前記伝送モニタ手段（１８）によってうまくいかないと評価されるとき、別の移動ユニット（１４）に伝送チャンネルを割当てし直すことができるようにした伝送チャンネル割当て手段（２０）を具備し、前記伝送チャンネル割当て手段は前記移動ユニット（１４）から受信した肯定応答に基づいて前記伝送チャンネルを再割当てできることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項２】
請求項１記載の伝送装置において、現在ブロックされている伝送チャンネルへの再割当てを回避するチャンネル状態評価手段（２２）を更に具備したことを特徴とする前記伝送装置。
【請求項３】
請求項１または２の何れかに記載の伝送装置において、動作の際に伝送用に使用される次のチャンネルを同定する伝送要求手段（２４）を更に具備したことを特徴とする前記伝送装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の伝送装置において、前記伝送モニタ手段（１８）は、予め特定した所要時間が経過するまでに前記伝送チャンネル割当て手段（２０）を通して伝送し直すことを連続的に開始できるようになっていることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項５】
請求項４記載の伝送装置において、前記予め特定した所要時間はレイリー・フェージング所要時間（Ｒａｙｌｅｉｇｈ  ｆａｄｉｎｇ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）であることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項６】
請求項１から３の何れかに記載の伝送装置において、前記伝送モニタ手段（１８）は前記移動ユニット（１４）からの肯定応答メッセージを受信すると共に、該肯定応答メッセージの内容に応じて前記トランザクション・チャンネル割当て手段（２０）による再割当てを開始することができるようになっていることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項７】
請求項６記載の伝送装置において、前記伝送チャンネル割当て手段（２０）は、それぞれ外乱、レイリー・フェージング、対数正規フェージング、経路損失フェージングの種類に応じて選択的に送信チャンネルを割当てし直すことを特徴とする前記伝送装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れかに記載の伝送装置において、前記伝送装置は汎用パケット・サービス・システム（ＧＰＲＳ：ｇｅｎｅｒａｌ  ｐａｃｋｅｔ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｓｙｓｔｅｍ）用の基地局（ＢＳＣ，ＢＴＳ）または支援ノードであることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項９】
請求項８記載の伝送装置において、前記伝送装置は無線通信システム（ＧＳＭ）の移動交換局（ＭＳＣ：ｍｏｂｉｌｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｃｅｎｔｅｒ）に統合されることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１０】
請求項７または８記載の伝送装置において、前記送信及び受信手段（１８）は、それぞれ制御及びアドレス指定情報を備えた論理リンク制御データ・フレームを転送することを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１１】
請求項７または８記載の伝送装置において、前記送信及び受信手段（１８）は二地点間プロトコル（ＰＰＰ：ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データ・フレームを伝送することを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１２】
請求項７または８記載の伝送装置において、前記送信及び受信手段（１８）は公衆パケット交換ユニット（ＰＳＰＤＮ  ＰＤＵ：ｐａｃｋｅｔ  ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｐｕｂｌｉｃ  ｄａｔａ  ｕｎｉｔ）を伝送することを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１３】
請求項１から６の何れかに記載の伝送装置において、前記伝送装置は汎用パケット無線サービス通信システム（ＧＰＲＳ：ｇｅｎｅｒａｌ  ｐａｃｋｅｔ  ｒａｄｉｏ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）のゲートウェイ支援ノード（ＧＧＳＭ：ｇａｔｅｗａｙ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｎｏｄｅ）であることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１４】
請求項１から６の何れかに記載の伝送装置において、前記伝送装置はデータ網（ＬＡＮ）におけるホストであることを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１５】
請求項７または８記載の伝送装置において、前記送信及び受信手段（１８）はパケット・ページングデータ・パケットを伝送することを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１６】
請求項１から６の何れかに記載の伝送装置において、前記伝送装置はパケット用データ・サービス（ＧＰＲＳ）を支援するＧＳＭデジタル通信網（ＧＳＭ）における基地局サブシステムであることと、各データ・パケットはそれぞれパケット・ランダム・アクセス・メッセージ及びパケット・アクセス・グラウンド・メッセージに対応していること、とを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１７】
請求項１３記載の伝送装置において、前記送信及び受信手段（１８）はそれぞれログオン及び経路選択更新プロセスであるＧＰＲＳモビリティ管理に関係する各データ・パケットを伝送することを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１８】
請求項１から６の何れかに記載の伝送装置において、前記伝送装置は、統計的集信装置、ＡＴＭスイッチにおけるバッファ、制御コンピュータ、及びＡＴＭ無線通信網におけるアダプテーション・レイヤー装置の中から選ばれた１つの伝送のための装置を有することを特徴とする前記伝送装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の伝送装置において、前記送信及び受信手段（１８）は５３バイトＡＴＭデータ・パケットである各データ・パケットを伝送することを特徴とする前記伝送装置。
【請求項２０】
ａ）それぞれ伝送装置（１０）に対して各データ・パケットを伝送する第２の送信及び受信手段（２６）と、
ｂ）前記第２の送信及び受信手段（２６）によって受信される信号のレベルをトレースする信号トレース手段（２８）と、を備えた無線通信システム用の移動ユニットにおいて、
ｃ）前記第２の受信及び送出手段（２６）によって受信される信号に対する外乱を同定すると共に、前記外乱の定量化を決定することができるようになっている伝送分析手段（３０）と、
ｄ）前記伝送分析手段（３０）によって出力される外乱分類及び定量化に関して肯定応答をセットアップすると共に、外乱の発生後直ちに前記第２の受信及び送信手段（２６）を介して前記肯定応答を送出することができるようになっている肯定応答セットアップ手段（３２）と、を具備したことを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２１】
請求項２０記載の移動ユニットにおいて、前記伝送分析手段（３０）は、前記受信信号の２つの極小間の時間を推量すると共に、この時間を予め特定した値と比較することによってレイリー・フェージングを同定することができるようになっていることを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２２】
請求項２０記載の移動ユニットにおいて、前記伝送分析ユニット（３０）は、予め特定した分析レベルに関する前記受信信号のレベル・クロシング・レート（ｌｅｖｅｌ  ｃｒｏｓｓｉｎｇ  ｒａｔｅ）に対する近似的表現に従って前記レイリー・フェージング現象を推量することができるようになっていることを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２３】
請求項２０記載の移動ユニットにおいて、前記伝送分析ユニット（３０）は、前記移動ユニット（１４）の前記第２の受信及び送信ユニット（２６）で受信した前記信号の局所平均値をトレースすることによって対数正規フェージング現象を推量することができるようになっていることを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２４】
請求項２０記載の移動ユニットにおいて、前記伝送分析ユニット（３０）は、前記移動ユニット（１４）の前記第２の受信及び送信ユニット（２６）で受信した前記信号の広域平均値に基づいて経路損失現象を同定することができるようになっていることを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２５】
請求項２０記載の移動ユニットにおいて、前記伝送分析ユニット（３０）は、
【数１】
0004093720.tif 000029
に従う前記移動ユニット及び前記それぞれの伝送装置の間の距離に基づいて経路損失現象を推量することができるようになっていることを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２６】
請求項２０記載の移動ユニットにおいて、前記伝送分析ユニット（３０）は、オクムラのモデルに基づいて経路損失現象を推量することができるようになっていることを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２７】
ａ）伝送装置（１０）及び移動ユニット（１４）の間でそれぞれ各データ・パケットを伝送する段階と、
ｂ）前記伝送装置及び前記移動ユニットのデータ・パケット伝送がうまく行われたか否かを決定する段階と、を備えた無線通信システムにてデータ・パケットを伝送する方法において、
ｃ）前記データ・パケットの伝送がうまく行われず、更にデータ・パケットの再伝送がうまくいかないと推量されるとき、伝送チャンネルを別の移動ユニットに再割当てする段階を具備し、
d ）前記伝送チャンネルの再割当ては、前記移動ユニットからの肯定応答メッセージに基づいて行われることを特徴とする前記方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の移動ユニットにおいて、無線チャンネル上の長い持続期間の外乱を示す所定の時間が経過するまで、前記伝送装置（１０）及び前記移動ユニット（１４）の間で同一のデータ・パケットを連続的に伝送することを特徴とする前記移動ユニット。
【請求項２９】
請求項２７記載の方法において、前記移動ユニット（１４）が肯定応答メッセージを通して伝送チャンネル上の各外乱を示す場合にのみ、データ・パケットを再伝送することを特徴とする前記方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法において、無線チャンネル上の外乱の種類は局所的受信条件に応じて前記移動ユニットにて決定されることを特徴とする前記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
この発明は請求項１の前文による無線通信システム用の伝送装置に関する。
更に、この発明は請求項２１の前文による無線通信システム用の移動ユニットに関する。
また更に、本発明は請求項２８の前文による無線通信システムにおけるデータ・パケットを伝送する方法に関する。
（発明の背景）
無線通信システムにおけるこの種の伝送装置、移動ユニット及びデータ・パケットを伝送する方法は、無線データ通信用のエラー制御方法及び装置を述べている欧州特許出願公開明細書第０  ７９４  ６３１号から既知のものである。特に、前記欧州特許出願公開明細書第０  ７９４  ６３１号は、データ通信の際に、受信側で伝送エラー情報を含む統計的情報を得る段階と、該得られた統計的情報に基づいて、その時に伝送経路条件に最適であるエラー制御戦略及び１又は該エラー制御戦略の少なくとも１つのパラメータの値を決定する段階と、データ通信の際に前記決定されたエラー制御戦略及び１又はエラー制御用の前記少なくとも１つのパラメータを使用する段階とを含むデジタル移動通信システムによる無線データ伝送用のエラー制御方法を開示している。
更に、米国特許明細書第４，９３９，７３１号には、複数の無線局を備えたデータ伝送システムが述べられている。各無線局はデータを送信／受信する関連する符号化／復号化手段を有するトランシーバを備えている。各データ信号はエラー訂正コードを用いて符号化したデータの１つ以上のブロックを含むデータ・パケットとして伝送される。各無線局は、訂正することができないエラーを有して受信される場合にデータ・パケットの繰返しに対する要求を出すべく自動的に配置される。受信したデータ・パケットのエラー・レートがデータ伝送の所定の間隔に渡って所定量よりも高い場合、システムは各データ・パケットにおけるデータ伝送のレートを低減するか及び／又はチャンネル周波数を変えるべく自動的に配置される。
【０００２】
（発明の背景）
無線通信システムでは、無線波は進行する電磁気的ＥＭ波として空間を伝播する。各信号のエネルギーは電界Ｅ及び磁界Ｈとして存在する。電界及び磁界の双方は時間と共に正弦波的に変化する。これら２つの電界及び磁界はいつも共に存在する。何故ならば、電界の変化が磁界を生み、磁界の変化が電界を生むからである。こうして、一方の場から他方の場へのエネルギーの連続した流れがある。
【０００３】
無線波は異なる時間遅延を以って異なる方向から無線通信システムの移動局に到来する。これらはベクトル加算を介して受信機アンテナにて結合して、各入力波が結合して強化されるかまたは打ち消し合うかに応じて大きいかまたは小さい振幅を有する信号を与える。この結果、一方の地点にある受信機は、僅かしか離れていない同様の受信機とは異なる数＋ｄＢの信号強度に出くわし得る。移動局が一方の地点から他方の地点に移動するにつれて、種々の入力波間の位相関係もまた変化する。こうして、十分な振幅及び位相の変動があり、信号はフェージングに晒される。移動局の相対的移動が存在する毎に、受信信号にはドップラー・シフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｈｉｆｔ）があることにも留意すべきである。
【０００４】
移動無線の場合、空間的に変化する場を通して受信機が移動する結果、フェージング及びドップラー・シフトが生じる。更に、このことはまた無線の散乱体、例えば車、トラック、草木の移動にも起因する。こうして、多重経路伝播の効果は、地点と共に十分に変化する振幅を有する受信信号を生成することである。また、ＵＨＦ及びより高い周波数では、移動セットまたはハンドセットが移動中ではないにしても散乱体の移動によってもフェージングが引き起こされる。
【０００５】
図１９は移動無線信号の全体のフェージング特性を図示している。ここで、局所的多重経路によって引き起こされる急速変動は高速フェージングまたはレイリー・フェージング（Ｒａｙｌｅｉｇｈ  ｆａｄｉｎｇ）として知られている。
【０００６】
図２０はこのフェージング現象の基となる基本的機構を示している。移動電話が増々広がるにつれて、特に都市における加入者密度は連続的に増加している。こうして、こういった環境において移動局を使用することによって、前述した振幅及び位相変動が引き起こされる。図２０に示すように、無線波は異なる方向から到来し、この結果、信号は送信アンテナＴから受信アンテナＲまでの１つ以上の経路を取ることとなる。信号は送信アンテナから直接受信されることはなく、また例えば、建物Ｂ１からＢ６をバウンスする他の方向からも直接受信されることはない。全体的に見れば、信号はこれらの建物Ｂ１からＢ６に対する幾つかの反射を経て移動局ＭＳに達する。
【０００７】
このことは、例えば位相及び或る程度は振幅においてのみ異なる多くの同一の信号の和であることを意味している。このことは結局は、同一の信号の和が極めて零に近くなることと、信号強度もまた極めて零に近くなり、最悪の場合フェージング・デップ（ｆａｄｉｎｇ  ｄｉｐ）になることとを意味している。
【０００８】
図２１に示すように、別の種類のフェージングはシャドウイング効果、即ち、障害物を有する環境において移動局を使用することに起因する。図２１によれば、送信アンテナＴ及び移動局ＭＳの受信アンテナＲの間に丘陵Ｈ及び建物Ｂが存在し得る結果、受信信号は強度が減少する。
【０００９】
シャドウイング効果によって引き起こされるフェージングは対数正規フェージングと呼ばれる。何故ならば、信号強度の対数は或る平均値の囲りに正規分布の形態をとるからである。一般に、２つの最小またはフェージング・デップの間の距離は約１０から２０ｍである。対数正規フェージングに強く関係しているフェージング効果は、所謂ライス・フェージング（ｒｉｃｅ  ｆａｄｉｎｇ）である。特に、送信アンテナＴ及び受信アンテナＲの間の視界のあき線に依存するシステムにおいて、視界のラインが乱されるときにこの効果が発生する。この場合、視界のラインがブロックされて、受信アンテナが反射した各信号を受信するに過ぎないときに、信号強度は劇的に減少することとなる。
【００１０】
更に、図１９によれば、距離に対する信号強度を低減させる第３の現象は、送信アンテナＴ及び受信アンテナＲの間の距離が増大することに起因して受信信号が増々弱くなるときに生じる経路損失である。周波数が高ければ高い程、減衰も高くなる。
【００１１】
最後に、図２２に示すように、データ・パケットの伝送はタイム分散の現象につながる。タイム分散もまた反射にその発端があるが、多重経路フェージングとは反対に、反射した各信号は受信アンテナＲからはるかに離れた、即ちｋｍのオーダ離れた物体から到来する。タイム分散は、連続するシンボルが相互に干渉する結果、どの実際のシンボルが検出されたかを決定することが受信機側では困難となる相互シンボル干渉につながる。
【００１２】
反射した各信号は単一の伝送パルスの代わりに遠く離れた物体から到来するので、長距離及び関連する遅延時間に従って複数の全く別のパルスを受信し得る。従って、例えば、シーケンス１，０が、直接信号後の正確に１ビット時間経ってから反射信号が到来する場合の図２２に示すように送信アンテナから送信される場合、受信アンテナは直接波から０の値を検出すると同時に反射信号から１の値を検出することとなり、この結果、双方のシンボルが干渉する。
【００１３】
以上、概説したように、全ての無線システムは無線リンクの不信頼性質に対拠しなければならない。信号ビットまたはビット列の損失は無線リンクの自然的特質に属する。また、情報の損失は、信号強度を変化させて、この信号強度が或る一定のしきい値を下回って低下する場合に通信を不可能にすることによって引き起こされる。
【００１４】
信号強度を変化させる問題を克服するために、多数の機構が異なるプロトコル・レベルで使用される。これらの機構は、例えば、順方向誤り修正、電力制御、周波数ホッピングおよび再伝送である。
【００１５】
この発明によれば、特に、データ損失の場合の再伝送のケース及び基礎となる体系の改善が考慮されている。ここでは、冗長性を伝送すべきデータに付加することができ、このことは受信側で伝送エラーを検出することを可能にする。冗長度の量は、ビット・エラーの検出は可能にされるが、その修正までは可能にされないというようにして決定される。受信機がこの種のビット・エラーを検出する場合、応答データをもう一度伝送することを要求する。このことは、送信機に送信される否定的な肯定応答を通して通常は達成される。更に、肯定応答は不信頼無線リンクによって伝送されるデータ項目毎に送信する必要がある。これらの肯定応答は一緒に評価することができると共に、多数のデータ項目または各データ項目を個別に確認することができる。
【００１６】
肯定応答を送信する適切な方法は、考慮に入れなければならないエンド・ユーザが体験する付加的シグナリング情報及び遅延の量に従って決定される。一旦、再伝送体系の肯定応答が特定されると、全てのデータ損失は外乱の型式とは無関係に同一の方法で処理される。より悪くてさえ、或る一定のしきい値とクロスしないデータは全く処理されない。何故ならば、外乱の持続期間が長過ぎる場合には完全な接続が失なわれるからである。
【００１７】
（発明の概要）
上記を考慮して、この発明の目的は、無線パケット向き伝送システムにおいて多数のユーザによってアクセスされる無線リンク・チャンネルに関する改良した利用を達成することにある。
【００１８】
この発明の一態様によれば、この目的はそれぞれ請求項１の特徴を有する無線通信システム用の伝送装置、及び請求項２８による関係する伝送方法を介して達成される。
【００１９】
この発明の１つの重要な利点は、無線リンクの異なる外乱を区別することによってフェージング現象に対拠しなければならない環境における無線データ・リンクの改良した利用に対する機構を提供することである。こうして、再伝送体系は外乱の種類及びその理由に依存しているので、再伝送体系に及ぼす異なるフェージング効果の影響を成し遂げることができる。
【００２０】
この発明の別の利点は、この発明の特定の無線通信システムに制限されず、例えば、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ：汎用パケット無線サービス・システムまたはＡＴＭ無線通信システムを仮定すれば、データがデータ・パケットで伝送される任意のシステムに適用し得るということである。
【００２１】
更に、この発明の利益は、長く持続する外乱の検出が増大するデータ量の転送を考慮に入れている場合の他のユーザに対する無線リンク・リソースの使用である伝送速度の増大と共に大きくなる。
【００２２】
全体的には、この発明によれば、再伝送の試みはうまくゆく見込みがある場合に行われるに過ぎない。
【００２３】
また、この発明の別の態様によれば、この目的は請求項２０による無線通信システム用の移動ユニットを通して達成される。
【００２４】
こうして、本発明による移動ユニットは、外乱は移動ユニットの無線チャンネル・リンク上にてそれぞれの伝送装置に対して生じ得ることと、外乱の種類に関する情報は移動ユニットで受信される信号から容易に引き出すことができることとを考慮に入れることができるようになっている。
【００２５】
従って、異なる外乱、即ち、レイリー・フェージング、対数正規フェージング、経路損失フェージング等を移動ユニットで分類することができる。本発明によれば、外乱の種類に関する情報をうまくいかないデータ・パケット伝送の如何なる試みをも回避することができる関係する伝送装置に再伝送することが提案される。
【００２６】
移動ユニットによって送信される肯定応答メッセージは外乱の種類を分類する情報を既に含んでいるので、付加的な伝送の試みを行うことなく伝送装置内の伝送チャンネルを直ちに再割当てすることができる。また、この発明による移動ユニットを使用して、これらの外乱現象に関する改良したモニタで以って異なる外乱現象に対して予防措置を採ることができる。また、各外乱に関する地点特定情報を使用して、稀な無線リソースの利用を高めることができる。
【００２７】
（好ましい実施例の説明）
以下において、発明力のある再伝送体系及びその応用の異なる態様を次のように説明することとする。
【００２８】
まず、発明力のある再伝送体系の応用に好適な最も一般的形態における伝送装置について説明する。第２に、本発明の別の態様は、無線通信網中を移動すると共に、外乱の種類についての関係する伝送装置を示す各肯定応答メッセージをセットアップできるようになっている移動ユニットに関している。こうして、肯定応答が起こり得る外乱についての情報を既に含んでいる場合、伝送装置において如何なる再伝送も回避することができる。第３に、ＧＳＭ汎用パケット・ラジオ・サービス（ＧＰＲＳ：ｇｅｎｅｒａｌ  ｐａｃｋｅｔ  ｒａｄｉｏ  ｓｅｒｖｉｃｅ）無線通信網における発明力のある再伝送体系の応用の異なるシナリオについて、通信、即ち、データ転送及びモビリティ管理の異なる態様をそれぞれ考慮して説明することとする。第４に、ＡＴＭ無線通信網に対する発明力のある再伝送体系と、この発明の第１及び第２の態様による伝送装置及び移動ユニットの応用を特定の例に関して説明することとする。
【００２９】
図１はこの発明の第１の態様に関する伝送装置１０による概略図を示している。ここで、伝送装置１０は無線リンク１６を介してこの伝送装置１０に接続している少なくとも１つの移動する移動ユニット１４に対してデータ・パケットを伝送する送信及び受信ユニット１２を備えている。更に、伝送装置１０は送信及び受信ユニット１２の出力に接続して、この送信及び受信ユニット１２と移動ユニット１４の間の伝送がうまく行われたか否かを決定する伝送モニタユニット１８を備えている。伝送チャンネル割当てユニット２０は伝送モニタ手段１８に接続して、伝送装置１０及び移動ユニット１４の間の無線チャンネルの割当てを変更するように機能する。更に、伝送チャンネル割当てユニット２０はチャンネル状況ユニット２２及びテーブルにそれぞれ接続すると共に、要求テーブル・ユニット２４にそれぞれ接続している。チャンネル状況テーブル・ユニットの機能は、伝送装置によって使用可能のようにまたはブロックされるように支持された無線リンクの状況を記憶することである。また、要求テーブル・ユニット２４はそれぞれアップリンク及びダウンリンク無線チャンネルに対する移動ユニット１４の要求を管理するように機能する。
【００３０】
以下において、本発明による伝送装置１０の機能について説明することとする。このために、データ・パケット伝送用の無線リンク・チャンネルが、例えば移動ユニット１４−１及び送信及び受信ユニット１２の間で確立されることを仮定し得る。通常の動作の際、伝送モニタ・ユニット１８が図１１に示すように肯定応答を待っている間、データ・パケットは移動ユニット１４−１と送信及び受信ユニット１２の間で連続的に伝送される。特に、伝送モニタ・ユニット１８は、データ・パケット伝送がうまくいったか否かを連続的に決定する。事実はそうではない場合、伝送モニタ・ユニット１８は更に、同一データ・パケットがうまく再伝送されることに対する見込みを決定する。この種の評価の例は、何回か再伝送が行われた後、任意の更なる試みがまたうまくゆかず、任意の更なる伝送の試みが無線リソースの付加的損失につながってしまうことを仮定することである。この場合、伝送モニタ・ユニット１８は伝送チャンネル割当てユニット２０を起動して、通信経路を別の移動ユニット１４−２、…、１４−ｎ、及び無線チャンネルにそれぞれ切り換えることとなる。
【００３１】
図１に示すように、この種の再伝送を実施する幾つかの方法が可能である。簡単なアプローチは無線リンク・チャンネル１６−１、１６−２、…、１６−Ｎを逐次的に走査することであろう。別のオプションは現在ブロックされている無線チャンネルへの再割当てを回避するように、伝送チャンネル割当てユニット２０を汎用状況テーブル・ユニット２２に付加的に接続することであろう。このことに対する理由は、移動ユニット１４が例えば現在待機状態にあって使用可能ではないこと、または特定の無線チャンネルが他のアプリケーションのためにリザーブされていることであり得る。
【００３２】
図１に示すように、各移動ユニット１４に対して、キューλ1、λ2、…、λNが割り当てられて、移動ユニットの側でそれぞれアップリンク及びダウンリンクに対する各要求を記憶するようにする。更に、移動ユニット１４が送信及び受信ユニット１２と通信しない場合、移動ユニット１４は異なるキューの通信要求を伝送装置１０の要求テーブル・ユニット２４に送ることができる。このことによって移動ユニット１４及び伝送装置１０の間の通信の更なるスピードアップを達成することができる。何故ならば、伝送チャンネル割当てユニット２０は、何らの要求も出されていない各移動ユニットを直接スキップするか、または優先順位の高い通信要求に対する如何なる遅延も回避するように異なる要求に割り当てられた優先順位を使用することによって、移動ユニット１４を選択して接続し得るからである。
【００３３】
以上、概説したように、本発明による第１の態様は、最初の伝送の試みが経過したことから予め指定した時間の場合に更なる再伝送がうまくいかなくなることが決定されるまで、データ・パケットの伝送が繰り返されるアプローチに基づいている。１つの代表例は、外乱は短時間のレイリー・フェージング効果によっては引き起こされないが、より長く持続する対数正規フェージング効果によっては引き起こされるというであろう。ここでは、データ・パケットは予め指定した持続期間、例えば２０ｍｓｅｃ．よりも長くは伝送することができない場合、伝送モニタ・ユニット１８は効果がより長く、例えば１００ｍｓｅｃ．接続して、外乱を対数正規フェージングとして分類すると決めてかかる。２０ｍｓｅｃ．が経過した後に伝送モニタ・ユニット１８が伝送チャンネル割当てユニット２０を起動する場合、残りの８０ｍｓｅｃ．は他の再伝送の試みに使用され、伝送装置１０の伝送性能を相当改善することができる。本発明によるこの第１の態様を機能させるために、移動ユニット１４によって受信される肯定応答は、外乱が持続しているとき、例えば１０ｍｓｅｃ．毎のより短い間隔で送信されることが要求される。この場合の別の必要条件は、各データ・パケットが、例えばＡＴＭ無線通信システムにおいて５３バイトＡＴＭセル等の小寸法を有することである。
【００３４】
【００３５】
本発明の第２の態様によれば、無線リンクの品質に関する情報を含む肯定応答メッセージを出力する移動ユニットを提供することによってこの種の試みを回避することが提案される。ここで、勿論、この種の情報は移動ユニット１４の側から得ることができるに過ぎないことを留意すべきである。何故ならば、本願の場合のみ、無線伝送に対する実際の受信条件を詳しく調べることができるからである。
【００３６】
図２は図１に示した伝送装置１０に再伝送される肯定応答メッセージを有する受信信号の強度及び特性についての情報を提供し得るこの発明の第２の態様による移動ユニット１４の実施例を示している。
【００３７】
図２に示すように、移動ユニット１４は伝送装置１０に対して各データ・パケットを伝送する送信及び受信ユニット２６を備えている。更に、この移動ユニット１４は送信及び受信ユニット２６によって受信される信号の過程をトレースする信号トレース・ユニット２８を備えている。更に、移動ユニット１４は入力としてトレースした信号を受信すると共に、外乱が信号伝送の際に発生したか否かを決定するのに使用する伝送分析ユニット３０を備えている。また、この伝送分析ユニット３０は外乱の種類を定量化できるようになっている。また、肯定応答セットアップ・ユニット３２は伝送分析ユニットの出力信号を受信して、信号の伝送の際に生じる外乱の種類及び量を含む肯定応答メッセージを提供することができるようになっている。図２に示すように、肯定応答セットアップ・ユニット３２は受信及び送信ユニット２６を介して伝送装置１０に肯定応答を送り返すことができる。
【００３８】
図１について説明した第１の態様とこれを凌ぐ本発明の第２の態様の間の主要な差は、外乱の種類に関する情報について移動ユニット１４により再伝送される肯定応答メッセージに挿入することに起因して、無線チャンネルの外乱を検出するために伝送装置１０によってデータ・パケットを繰り返し伝送することはもはや不要であるということである。これとは逆に、外乱を示す肯定応答メッセージを図２に示す移動ユニット１４によって図１に示す伝送装置１０に伝送する場合、伝送モニタ・ユニット１８は伝送チャンネルの再割当てを直ちに起動して不要な再伝送の試みを減じることができ、無線通信システム内の伝送効率を更に改善する。
【００３９】
以下において、この発明による伝送分析ユニット３０の基礎となる詳細及び原理について説明する。このために、発明力のあるアプローチの基礎となる背景理論もまた本発明が関係する限りにおいて簡単に要約する。
【００４０】
どのようにして伝送分析ユニット３０及び移動ユニット１４がレイリー・フェージングを検出し得るかを説明することとする。本発明によれば、この種のレイリー・フェージングを同定するのに２つの推定量、即ち、２つのフェージング極小値間の距離の推定、更には指定レベルでの受信信号のレベル・クロシング・レートをもたらす。
【００４１】
一般に、この発明の第２の態様によれば、２つのフェージング極小値間の距離の一次推定量は次式で表わされる。
【数２】
0004093720.tif 000002
式中λはＲＦ信号の波長である。これは、時間単位が１波長を通り過ぎる時間である、レイリー・フェージングに起因する代表的振幅変化を示す図３から得ることもできる。
【００４２】
ここで、２つの極小値の間の距離は、例えば、ｆ＝９００ＭＨｚでのＧＳＭ通信システムに対して約ｄ＝１６．７ｃｍである。極小値に合わせる寸法は、９００ＭＨｚでのＧＳＭシステムに対してｓ＝１．６７ｃｍと推定することができよう。
【００４３】
ここではｓ＝ｄ／１０に従う値を指定しているが、本発明によれば、明瞭な区別を考慮する如何なる値も好適である。車両が速度ｖで移動することと、無線信号の波長がλであることを仮定すれば、２つのフェージング極小値の間の時間は次式のように決定される。
【数３】
0004093720.tif 000003
【００４４】
こうして、レイリー・フェージング現象に対する一次の推定量によれば、２つのフェージング極小値の間の推定した持続期間が予め指定したしきい値、例えば、前述した２０ｍｓｅｃ．よりも低い場合に、伝送分析ユニット３０はレイリー・フェージングを同定することとなる。この場合、肯定応答セットアップ・ユニット３２は、レイリー・フェージング現象の距離及び２つのレイリー・フェージング極小値の間の持続時間を示す情報を備えることとなる。この場合、図１に示す伝送装置１０は再伝送の試みを繰り返すことなく無線チャンネルの再割当てを直ちに実行することができる。
【００４５】
しかしながら、以下において示すように、本発明の第２の態様は改良した精度でレイリー・フェージングの特性に依存する改良した推定アプローチを用いて実施することもできる。特に、この改良した推定技術は以下のように受信した信号の分析に依存している。
【００４６】
一般に、受信信号ｓ（ｔ）は２つの部分、即ち、長期間のフェージングに晒される信号ｍ（ｔ）及び短期間のフェージングに晒される信号ｒ（ｔ）の積として表わされる。
【数４】
0004093720.tif 000004
【００４７】
異なるフェージング効果を分析するために、全ての受信地点において、図５に示すようにＺ軸がＸ−Ｙ平面に垂直である等しい振幅のＮ個の平面波が存在することを仮定する。この図５はまたｉ番目の散乱した平面波の経路角度幾何学的形状をも示している。伝送信号が垂直に偏波している場合、即ち、電界ベクトルがＺ軸に沿って合わせる場合、受信する移動局における場の成分は、電界Ｅz、磁界Ｈx、及び磁界Ｈyである。受信地点におけるこれらの成分は、以下のようにクラークのモデル（Ｃｌａｒｋｅ’ｓ  ｍｏｄｅｌ）を使用して複素実効ベースバンド形態で表わされる。
【数５】
0004093720.tif 000005
式中、αi＝キャリア平面に関する位相角度
Ｅo＝Ｎ平面波の振幅、及び
η＝以下のように与えられる固有波インピーダンス
【数６】
0004093720.tif 000006
式中、μo＝自由空間の透磁率（４π×１０-7）Ｈ／ｍ、及びεo＝自由空間の誘導率（８．８５４×１０-12）Ｆ／ｍ。
【００４８】
このモデルを使用して、αi及びφiが独立し、この結果Ｅz、Ｈx及びＨyが複素ガウス変数であることを観察する中心極限定理を応用することによって、それぞれ短期間及び長期間のフェージング効果を分析することができる。場の強さＥzに対する式（４）ＲＦバージョンを次式のように考える。
【数７】
0004093720.tif 000007
【００４９】
Ｅzの実部は次式のように与えられる。
【数８】
0004093720.tif 000008
とおけば、式（６）は次のように書き表わすことができる。
【数９】
0004093720.tif 000009
【００５０】
φiは０と２πの間に均一に分布しているので、Ａc及びＡsの各平均値は零であり、Ａc及びＡsの各二乗平均値は次式のようになる。
【数１０】
0004093720.tif 000010
即ち、移動ユニットでの平均受信電力である。Ａc及びＡsは互いに関係がないので、Ｅ［ＡcＡs］＝０となる。
【００５１】
こうして、Ａc及びＡsの密度は正規分布に従い、Ａc及びＡsのエンベロープは次式で与えられる。
【数１１】
0004093720.tif 000011
【００５２】
２つのガウス関数の二乗の和の平方根は図５に示すレイリー分布である。
【数１２】
0004093720.tif 000012
式中、２Ｐo＝２σ2は短期間のフェージングに晒される成分の平均平方累乗であり、ｒ2は瞬間電力である。
【００５３】
このレイリー確率密度関数は、特に、平均レベルを一定と見做すに十分短い距離に渡る、図３に示す各信号の信号エンベロープの一次統計量を説明するものである。一次統計量は距離が因子ではない統計量であり、レイリー分布はエンベロープが特定値を下回っている各地点または時間の総合百分率等の情報を与える。
【００５４】
更に、レイリー分布は、任意の深さのフェージング（ｆａｄｅ）が生じる割合、及び任意の所定深さを下回るフェードの平均持続時間に関する定量的説明を考慮している。この情報は無線通信システムにおけるビット伝達速度、ワード長及びコード体系を選択するのに貴重であるばかりでなく、特定した信号を下回る平均フェード持続期間、及びこの発明による各受信信号の分析についての情報をもたらすことができる。
【００５５】
特に、この発明による外乱を推量する改良したアプローチは、特定した信号レベルＲでの受信信号のレベル・クロシング・レートＮ（Ｒ）を用いてレイリー現象を特徴づけることである。この信号クロシング・レートは、受信信号が正に行く方向、即ち、ｒ＞０でレベルと交鎖する１秒当りの回数の平均値として定義される。
【数１３】
0004093720.tif 000013
式中、Ｐ（Ｒ，ｒ）はＲ及びｒの同時確率密度関数である。
【００５６】
式（１０）を使用して、図７に示すレベルＲでの平均レベル・クロシング・レートは次式のようになる。
【数１４】
0004093720.tif 000014
【００５７】
σ2は平方平均値であるので、ｒｍｓ＝√２σは二乗平均平方根値である。例えば垂直単極アンテナに対するレベル・クロシング・レートは次式で表わすことができる。
【数１５】
0004093720.tif 000015
である。
【００５８】
こうして、ρはフェージング・エンベロープの特定したレベル及びｒｍｓ振幅間の比率であり、かつ
【数１６】
0004093720.tif 000016
である。ここで、ｎRは波長及び車両速度とは独立した正規化レベル・クロシングであり、ｖは車両の速度で、かつλはキャリア波長である。
【００５９】
この発明の伝送分析ユニット３０は次のようなＮ（Ｒ）に対する近似式を用いることが好ましい。
【数１７】
0004093720.tif 000017
【００６０】
前記結果を使用して、指定したレベルＲを下回る各フェードの平均持続期間は両式から見い出すことができる。
【数１８】
0004093720.tif 000018
【００６１】
伝送分析ユニット３０によって使用されるべきτ（Ｒ）に対する近似式は次のように与えられる。
【数１９】
0004093720.tif 000019
【００６２】
以上概説した各式及び各近似を使用して、−１０ｄＢのレベルでのレベル・クロシング・レートの計算、及び９００ＭＨｚでのデジタル通信システム並びに２４ｋｍ／ｈの車両速度に対するフェードの平均持続期間の計算は以下のように行うことができる。
【００６３】
このようにして、
【数２０】
0004093720.tif 000020
図７から、−１０ｄＢにおいてｎR＝０．３２である。
【数２１】
0004093720.tif 000021
近似式を使用して、以下の各値を得る。
【数２２】
0004093720.tif 000022
【００６４】
概説した技術及び式を使用して、本発明の第２の態様による移動ユニット１４の伝送分析ユニット３０は改良した精度でレイリー現象の推量を考慮している。こうして、本発明の第２の態様のこの実施によって、無線チャンネルにおける条件の誤った解釈に起因する無線チャンネルの誤った再割当てを回避することができる。
【００６５】
図９に示すように、図２に示す伝送分析ユニット３０によって同定すべき第２の種類のフェージングは、シャドーイング効果に起因する対数正規フェージングである。即ち、障害物を有する環境、例えば図２１に示すような環境における移動ユニットの使用である。
【００６６】
ここで、例えば、オフィス環境において通信リンクを分配する人員について考えると、持続時間はｄ＝０．２ｍ及びｖ＝５ｋｍ／ｈで式（２）から近似的に１４４ｍｓｅｃ．と得ることができる。更に、列車のドライブと共にトンネルの中を移動する移動ユニット１４は数秒の所要時間の間外乱を受ける。全体的にみれば、対数正規フェージングによって発生される実情は、レイリー・フェージングよりもはるかに長い通信の外乱を引き起こす。
【００６７】
こうして、この発明の第２の態様によれば、対数正規外乱を何らの外乱もない他の伝送に対する無線リソースを使用するように長く持続する外乱として同定することが提案されている。こうして、フェージング効果と対拠する必要がある環境での無線リンクの利用は相当改善されている。
【００６８】
以下の幾つかの計算における前述した対数正規外乱の持続期間と等しい時間間隔の際に無線リンク上をどれ程多くのデータを付加的に伝送することができるかという印象を与えることが行われる。
【００６９】
１秒当り９．６キロバイトでのシステム伝送データは１００ｍｓｅｃ．で１２０バイトを伝送することとなり、従って、１秒当り２メガビットでのシステム伝送データは１００ｍｓｅｃ．で２５キロバイトを伝送することとなり、最後に、１秒当り１５５メガビットでのシステム伝送データは１００ｍｓｅｃ．で１．９メガバイトを伝送することとなる。こうして、この発明による対数正規外乱に関する考察は、無線通信システム内でより高いビット伝送速度を達成するのに動作周波数を増大するときに一層重要となってくる。
【００７０】
この発明に従って考察すべき次のケースは経路損失現象である。この現象は移動通信システムの伝送装置１０及び移動する移動ユニットの間の距離が増大することに起因して受信信号が一層弱くなるときに生じる。換言すれば、経路損失現象においては、それぞれ送信側及び受信側の間には何らの障害物も存在しない。この自由空間のケースの場合、所定の伝送アンテナに対して、移動ユニット１４で受信される電力密度はそれぞれ伝送装置１０及び受信する移動ユニット１４の間の距離の二乗に逆比例すると共に、伝送周波数ｆの二乗にも逆比例することを仮定する。このことは次式で表わされる空間減衰電力損失につながる。
【数２３】
0004093720.tif 000023
または［ｄＢ］で、次式のように表わされる。
【数２４】
0004093720.tif 000024
式中、３３．４（ｄＢ）は比例定数である。
【００７１】
この簡単な式は送信所の近くの陸上移動無線通信システムに対してのみ有効であることに留意すべきである。非理想的な接地面に起因するより良好な近似は、平均信号強度がｄ-4と共に減少するというものである。
【００７２】
しかしながら、実世界の環境における無線波の伝播の数字的モデル化は複雑であるので、伝播損失を予測する経験的モデルが展開されてきた。経験的及びやや経験的モデルは、この発明による外乱の検出に対して改善した精度を達成するのに都市、副都市及び田園環境における伝播経路損失を計算するのに使用することができる。
【００７３】
この発明によれば、実際の平均値及び実際の信号強度が予測した平均値及び信号強度とは著しく相違する場合、このことは外乱及び無線通信システムの他のユーザへの無線リソースの再割当てを示すものである。
【００７４】
様々な実験者は自然の陸上形成物体は無線伝播を行うことを見い出し、彼らは陸上物体の形式を分類するのに以下の特性、即ち、密度、高さ、位置及び寸法等の建築物特性を使用している。単一のモデルは全ての状況において一般に適用されることがなく、しかも所定の環境における特定のモデルの精度はモデルによって要求されるパラメータ及び関係する領域に対して有効なパラメータの間の適応度に依存していることに留意すべきである。一般に、目的は小領域における平均信号強度それに移動ユニットが移動するときの変化量及び信号強度を予測することである。
【００７５】
本発明の骨組内で使用し得る１つのこの種の予測モデルは、当該地点間の前の空間経路損失に基づくオクムラのモデル（Ｏｋｕｍｕｒａ’ｓ  ｍｏｄｅｌ）である。
【００７６】
特に、伝送分析ユニット３０において、予め記憶した線図を示す図８から得られるＡmU（ｆ，ｄ）の値が自由空間損失に加えられる。ＡmUは、例えば基地局実効アンテナ高ｈTe＝２００ｍ及び移動アンテナ高さｈR＝３ｍを有する準平坦地形に渡る都市領域における自由空間に関するメジアン減衰（ｍｅｄｉａｎ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）である。ＡmUは（１００〜３，０００ＭＨｚの範囲の）周波数及び基地局からの距離（１〜１００ｋｍ）の関数である。図９及び図１０に示すような補正率は基準高さにはない各アンテナを説明するのに適用される。モデルに対する基本的定式化は次のように伝送分析ユニット３０において使用される。
【数２５】
0004093720.tif 000025
式中、Ｌ50はメジアン経路損失、
ＡmU（ｆ，ｄ）＝都市領域での自由空間に関するメジアン減衰（図４及び図８参照）、
Ｌf＝自由空間損失、
ＧTu＝基地局アンテナ高さ利得因子、ｃｍｐo図８、及び、
ＧRu＝移動アンテナ高さ利得因子、ｃｍｐo図９。
【００７７】
グラフ形態における補正率は、副都市及び田園領域におけると共に凹凸のある地形に渡る街路オリエンテーション及び伝送を説明するのに使用される。これらの補正は必要に応じて加算または減算される。凹凸のある地形は更に起伏している丘陵性の地形、孤立した山、全体的に勾配のある地形、及び混在した陸上海上経路として分類される。
【００７８】
オクムアラのモデルと比較することができる付加的な各モデルは、サカグミ（Ｓａｋａｇｍｉ）及びクボイ（Ｋｕｂｏｉ）、ハタ（Ｈａｔａ）、エム・エフ・イブラヘム（Ｍ．Ｆ．Ｉｂｒａｈｅｍ）及びジェー・ディー・パーソンズ（Ｊ．Ｄ．Ｐａｒｓｏｎｓ）、それにダブリュー・シー・ワイ・リー（Ｗ．Ｃ．Ｙ．Ｌｅｅ）によって提案され、これらのモデルは、例えば無線及びパーソナル通信システム（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ａｎｄ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）（ケー・ガーグ（Ｋ．Ｇａｒｇ）及びイー・ウィルケス（Ｅ．Ｗｉｌｋｅｓ）著、プレンティス・ホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ））に述べられている。これらのモデルはこの発明の骨組内で使用することができ、これらは参照によって本願に組込まれることに留意すべきである。
【００７９】
この発明による無線通信システム用の伝送装置１０によって取り組むべき別の問題は、図２２に示すタイム分散現象を推量することである。概説したように、無線信号は複数の無線経路をたどる。何故ならば、多重経路反射があるからである。各経路は異なる経路長を有しているので、各経路に対する到来時間は異なり、この結果、図２２に示すように、その効果は遅延拡がりまたはタイム分散と称する信号の不鮮明化及び拡がりである。無線デジタル通信システムにおいて、この遅延拡がりが相互シンボル干渉を引き起こすことによって、デジタル多重経路チャンネルの最大シンボル・レートを制限する。特に、主な遅延拡がりは次式で定義される。
【数２６】
0004093720.tif 000026
式中、Ｄ（ｔ）は遅延確率密度関数で
【数２７】
0004093720.tif 000027
である。また各代表例は、
指数関数：
【数２８】
0004093720.tif 000028
【００８０】
ここで、例えば受信機側で種々の受信を通して、移動ユニットが分散現象に対拠し得ない場合、この事情は無線リソースをより良好に使用するために受信側で再割当てを成すように肯定応答メッセージを通して伝送装置１０に再び再伝送することができる。
【００８１】
この種のケースの代表例は、エア・インターフェースによる正味のビット伝送速度が１秒当り２７０キロビットで、３．７μｓｅｃ．のビット・タイムにつながるＧＳＭシステムであろう。こうして、１ビットは１．１ｋｍに相当し、この結果、移動ユニットの後方１ｋｍからの反射がある場合、反射した信号は直接的信号に比して２ｋｍ長い経路を有することとなる。このことは反射した信号は所望の信号よりも後に２ビット・タイムを組み合わせる信号を所望の信号と混合することを意味している。
【００８２】
以上、移動ユニットにおける異なるフェージング現象を推量するのに使用すべき一次及び二次のモデルについて説明した。このことによって、既に移動ユニットにある無線チャンネルの品質についての情報を得ることができ、この結果、移動ユニット１４から伝送装置１０に再伝送される肯定応答は、もしあるならば、無線チャンネル上の外乱の種類についての情報をもたらすことができる。こうして、外乱の場合、伝送装置１０は既存の伝送条件に直ちに反応して、不要な再伝送の試みを回避することができる。
【００８３】
更に、以上では本発明を無線通信システムで起こり得る異なるフェージング現象に関して一般的方法で説明したが、以下においては、この種の無線通信システムの特定の例及びそれらに対するこの発明の応用について説明することとする。
【００８４】
第１の例は欧州電気通信標準協会ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）によるＧＳＭ汎用パケット無線サービスＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）の標準化に関係している。ＧＰＲＳは移動ＧＳＭユーザに対して実際のパケット無線アクセスを提供する新しいＧＳＭである。このＧＰＲＳによれば、システム無線リソースは何か送信するものがあるときにのみ確保され、同一の無線リソースはセル中の全ての移動ユニットによって共有され、少ないリソースを有効に使用することをもたらす。ＧＰＲＳは、例えば遠隔測定、列車制御システム、会話形データ・アクセス、料金システム、及び世界的ウエブを使用するインターネット走査検索等の多様な応用を促進する。
【００８５】
回路−スイッチＧＳＭ網とは反対に、ＧＰＲＳの動作は、例えばＴＣＰ／ＩＰ及びＸ．２５等のプロトコルを使用して標準データ網への接続を提供できるようになっている。特に、パケットデータ向きＧＰＲＳ網インフラストラクチャーは新しい機能要素を導入し、モビリティ管理の概念を適合させなければならない。
【００８６】
図１２に示すように、本発明に従って実施されるＧＰＲＳパケット向きサービスはデータ網の境界からＧＰＲＳ移動ユニット１４にベアラー・サービス（ｂｅａｒｅｒ  ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。こうして、ベアラー・サービスのユーザは、例えば公衆網レイヤー・ソフトウエア・パッケージＩＰ及びＸ．２５である。また、ＧＰＲＳの特定のアプリケーションはＧＰＲＳサービスを使用することとなる。
【００８７】
ＧＰＲＳプロトコル・レイヤーリングにおいて、物理的無線インターフェースは柔軟な数のＴＤＭＡタイム・スロット、即ち、１から８個のＴＤＭＡタイム・スロットから成り、だいたい２００ｋｂｉｔ／ｓｅｃ．の生データ転送速度をもたらす。媒体アクセス制御ＭＡＣは物理的無線インターフェースのリソースを利用し、移動ユニット１４ＭＳ及び機能するＧＰＲＳ支援ノードの間のＧＰＲＳ論理リンク制御プロトコルＬＬＣ（ｌｏｇｉｃａｌ  ｌｉｎｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ）に対するサービスを提供する。
【００８８】
論理リンク制御プロトコルＬＬＣによって提供される最も重要な特徴は、１地点と多地点間のアドレス指定の支援、及び概説したように、本発明に対する前提条件であるデータ・フレーム再伝送の制御である。
【００８９】
特に、ＬＬＣデータ・フレームはそれぞれ制御及びアドレス指定に対するフィールドを含んでいる。通常、プロトコル識別子フィールド及びデータ・フィールドのみが単一のＬＬＣフレームに含まれている。このデータ・フィールドは、二地点間リンク結合に渡る異なるネットワーク・レイヤー・プロトコル・データユニットを交換する媒体独立機構をもたらすと共に、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォースＩＥＴＦ（ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｔａｓｋ  ｆｏｒｃｅ）によって発表される二地点間プロトコルＰＰＰ（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データ・フレームから成ることができる。
【００９０】
概説したデータ・フレーム用の構成を使用して、ＧＰＲＳ移動通信システムにおける主な問題の１つは移動ユニット１４に対するデータ・パケットの経路選択である。この問題は２つの問題、即ち、データ・パケット経路選択及びモビリティ管理に分けることができる。従って、概説した発明力のある再伝送体系は以下のようにこれらの経路選択タスクに応用される。
【００９１】
特に、図１２に示すように、ＧＰＲＳ無線通信システムにおいて、オペレータ内の構造はＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮ（ＧＰＲＳ  ｇａｔｅｗａｙ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｎｏｄｅ）及びＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮ（ＧＰＲＳ  ｓｅｒｖｉｎｇ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｎｏｄｅ）の支援ノードから構成される。ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮの主な機能は、外部データ網との対話を包含している。既に述べたＧＧＳＮは移動局経路についてのＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮによって供給される経路選択情報を使用して位置ディレクトリを更新すると共に、ＧＰＲＳ標準に従って密閉された外部データ網プロトコル・パケットを現在ＭＳのために機能しているＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮに経路選択する。
【００９２】
図１３に示すように、ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮの主な機能は、サービス・エリア内の新しいＧＰＲＳ移動ユニット１４を検出し、このＧＰＲＳ移動ユニット１４ＭＳをＧＰＲＳレジスタに登録するプロセスを処理し、かつＧＰＲＳユニットに対してデータ・パケットを送信／受信することである。また、ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮはそのサービス・エリア内部のＧＰＲＳ移動ユニット１４ＭＳの位置の記録を維持する。ＧＰＲＳレジスタは、新しいＧＰＲＳ移動ユニット１４がＧＰＲＳ網と結合し得るか否かをＳＧＳＮ  ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮが得ることができるデータベースとして機能する。
【００９３】
図１３に示すように、ＧＰＲＳ移動通信システム内で、３つの異なる経路選択体系及びこうして本発明に対する３つの可能なアプリケーションが存在する。即ち、移動用（経路１）、ＧＰＲＳ移動ユニット１４がそのホーム・ネットワーク中にある場合の移動終端（経路２）、及びＧＰＲＳ移動ユニット１４が別のＧＰＲＳ網に移動した場合の移動終端（経路３）である。
【００９４】
図１３に示す例によれば、ＧＰＲＳ網は多重経路ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＳＮ及びオペレータ間中枢網から構成される。このオペレータ内中枢網は各オペレータに対して異なり得るオペレータ−特定網プロトコルを使用して１人のオペレータの各支援ノードを接続する。これらのネットワーキング能力を使用して、ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮはデータ網と、１つの標準プロトコルを使用して異なるオペレータのＧＰＲＳ網を接続するオペレータ間中枢網とに接続することができる。
【００９５】
このアーキテクチャーの主要な利益はその柔軟性、スケールアビリティ（ｓｃａｌｅａｂｉｌｉｔｙ）及び相互操作性である。即ち、各オペレータは任意のプロトコルを使用して個々の中枢網を実施することができ、一方、他のＧＰＲＳオペレータとの各通信は１つの共通のプロトコルのみを使用して実施される。このオペレータ間プロトコルはトラフィック、例えばＥＴＳＩによって提案された主要中枢プロトコルであるＩＰv６の性質に起因して接続なしである。更に、この再伝送体系が付加的に適用される場合、リソースの信頼性及び効果的な使用は著しく改善することができる。
【００９６】
図１３に示すように、データ網の観点から、ＧＰＲＳ網はデータ網のサブネットワークに似ている。例えば、インターネットにおいて、ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮは、その後方に全ＧＰＲＳ網が隠れているＩＰ−ルータのように機能する。こうして、データ網における経路選択機構は正確には通常のインターネット受信機のケースと同様である。
【００９７】
図１３に示すと共に経路１に関係するデータ経路選択の第１の例によれば、ＧＰＲＳ移動ユニット１４はデータ・パケット、即ち、公衆交換公衆データ回路網ＰＳＰＤＮ（ｐｕｂｌｉｃ  ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｐｕｂｌｉｃ  ｄａｔａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）パケット・データ・ユニットＰＤＵ（ｐａｃｋｅｔ  ｄａｔａ  ｕｎｉｔ）をデータ網に送信する。ＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットはＬＬＣプロトコルを使用してエアー・インターフェースを介して、現在ＧＰＲＳ移動ユニット１５のために機能しているＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮに送信される。ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮがエラーのないデータ・パケットを受信した場合、ＰＳＰＤＮデータ・パケットをＧＰＲＳ移動ユニット１４からデータ網へのトラフィックを処理するＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮに送信されるＧＰＲＳ中枢網データ・パケットに密閉する。ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮはＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットを密閉から解放して、これを適切なデータ網に送信する。こうして、発明力のある再伝送体系はそれぞれＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮ及びＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮに等しく適用することができる。
【００９８】
この例から、この発明はデータ網のＧＰＲＳ機能支援ノード、ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノード、及び受信ユニットである、ＧＰＲＳ移動ユニット１４及びデータ網の間のＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットの転送の際の逐次伝送ユニットに適用し得ることを了知することができる。この発明によれば、これらのユニットのおのおのは、エラーのないデータ伝送を検出すると共に、伝送エラーが検出された別の転送経路へ切り換えるように、概説した各ステップを実行することができる。
【００９９】
図１３に示すように、この発明の応用の第２の例は、データ網のホストがホームＧＰＲＳ網に位置するＧＰＲＳ移動ユニット１４にＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットを送信している経路２に関係している。ここでは、概説した第１の例と比較して、ＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットは、このＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットがＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮに達するまでに、データ網中の経路選択機構を使用して逆方向に経路選択される。ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードにおいて、ＧＰＲＳ移動ユニット１４のＰＳＰＤＮアドレスが抽出され、ＧＰＲＳ移動ユニットの現在の位置がマッピングされる。次いで、ホームＧＰＲＳ網におけるＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットの経路選択が実行される。
【０１００】
特に、ＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットは先ず中枢網に密閉され、現在ＧＰＲＳ移動ユニット１４のために機能しているＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮに送信される。勿論、発明力のある伝送体系はこのケースに同様に当てはまる。ここで、ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮは最終的に中枢網関係データを除去し、元来のＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットが概説したＭＡＣ／ＲＬＣまたはＬＬＣプロトコルを使用してＧＰＲＳ移動ユニット１４に送信される。
【０１０１】
図１３に示す最後の例は経路３に関係し、殆んど例２と同じである。しかしながら、ここでは、ＧＰＲＳ移動ユニット１４が別のＧＰＲＳ網に移動し、ホームＧＰＲＳ網は相互オペレータ中枢網によってＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットを送り先のＧＰＲＳ網に送信しなければならない。こうして、この例によれば、移動するＧＰＲＳ移動ユニット１４に対してデータ・パケットをもたらす付加的なＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードがある。次いで、第２の例について概説したように、送り先のＧＰＲＳ網はＰＳＰＤＮ  ＰＤＵデータ・パケットを更に適切なＧＰＲＳ機能支援ノードに経路選択する。
【０１０２】
更に、この発明による再伝送におけるパケット伝送は図１３に例示した例１から３によるデータ転送に関して生じるだけでなく、ＧＰＲＳモビリティ管理に関しても生じる。
【０１０３】
ここで、データ・パケットはＧＰＲＳ移動局ＭＳが起動状態にある場合にのみＧＰＲＳ移動局ＭＳ及びＧＰＲＳ網の間で伝送される。この起動状態において、ＧＰＲＳ機能ゲートウエイ支援ノードＳＧＳＮはＧＰＲＳ移動局ＭＳのセル位置を知っている。
【０１０４】
従って、ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮが待機状態にあるＧＰＲＳ移動局ＭＳにデータ・パケットを送信しようとする場合、このＧＰＲＳ移動局ＭＳを正式に呼び出さなければならない。ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮはＧＰＲＳ移動ユニット１４が位置している経路選択領域を知っているので、パケット・ページング・データ・パケットはこの経路選択領域に送信される。パケット・ページング・データ・パッケージを受信した後、ＧＰＲＳ移動局ＭＳはそのセル位置をＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮに与えて、起動状態を確立する。
【０１０５】
この発明によれば、パケット・ページング・データ・パケットの伝送がうまくいかない場合、概説した再伝送用の機構を使用して、パケット・ページング・データ・パケットを再伝送するかまたは別のＧＰＲＳ移動局ＭＳに伝送チャンネルを再割当てすることができる。
【０１０６】
また、起動状態にあるＧＰＲＳ移動ユニット１４に対するデータ・パケット伝送は、パケット・ページング・データ・パケットによって開始される。ここでは、本発明によるデータ・パケット伝送はパケット・ページング・メッセージによって示されるチャンネルを介したパケット・ページングの後に直ちに進行する。パケット・ページング・メッセージの目的はデータ・パケットを受信するプロセスを簡略化することである。何故ならば、ＧＰＲＳ移動局ＭＳは全てのチャンネルの全てのデータ・パケットの代わりにパケット・ページング・メッセージに従えさえすればよいからである。
【０１０７】
これとは反対に、ＧＰＲＳ移動ユニット１４が伝送すべきデータ・パケットを有する場合、アップ・リンクへのアクセスが必要とされ、この結果、ＧＰＲＳ伝送装置の送信機／受信機はデータ・パケットを受信する。このアップ・リンク・チャンネルは複数のＧＰＲＳ移動局ＭＳによって共有され、その使用は関係するＧＳＭ移動通信システムの基地局サブシステムＢＳＳ（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ  ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）によって割り当てられる。ここで、ＧＰＲＳ移動局ＭＳはパケット・ランダム・アクセス・メッセージを介してアップ・リンク・チャンネルの使用を要求する。基地局サブシステムＢＳＳは未使用のチャンネルをＧＰＲＳ移動局ＭＳに割り当て、パケット・ランダム・アクセス・メッセージに答えてパケット・アクセス許諾メッセージを送信する。
【０１０８】
従って、本発明によれば、無線リソースを改善するのに設けられる再伝送体系はＧＳＭ通信システム、例えば、そこに設けられている任意の基地局サブシステムＢＳＳにて使用して、インフラストラクチャーに依存するＧＰＲＳ網のリソース利用度を高めることもできる。
【０１０９】
ＧＰＲＳ移動ユニット１４及びこの発明によると共にＧＰＲＳモビリティ管理に関係している異なるネットワーク・ノードの間のデータ転送の別のケースは、ＧＰＲＳ移動局ＭＳが図１４に示すようにオンに切り換えられるときＧＰＲＳログオン手続きを実行することである。このログオン手続きの主な目的はＧＰＲＳ移動局ＭＳのＰＳＰＤＮアドレスをＧＰＲＳ網に送信して、ＧＰＲＳ移動局ＭＳの現在の所在を報告し、ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮの経路選択テーブルにおける割り当てられたＰＳＰＤＮアドレスに対する記入項目を発生し、かつ課金及び統計的手続きをそれぞれ開始するようにすることである。
【０１１０】
特に、発明力のある再伝送体系を使用するＧＰＲＳログオン手続きの際に、ＧＰＲＳ移動局ＭＳ及びＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮの間の論理リンクの文脈がＧＳＭ独立型専用制御チャンネルＳＤＣＣＨ（ｓｔａｎｄ  ａｌｏｎｅ  ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ）をキャリアとして使用して確立される。文脈の確立の際、ＧＰＲＳ移動局ＭＳが確認され、暗号パラメータがＧＰＲＳ移動ユニット１４及びＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮの間で交換される。この登録はＧＰＲＳ移動局ＭＳの位置が更新されるＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードに転送される。ここでは、ＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮは前のＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮに前の各レジスタからＧＰＲＳ移動局ＭＳを除去するように通知する。最後に、ＧＰＲＳ移動局ＭＳはＧＰＲＳログオフ・プロセスを開始することによってＧＰＲＳサービスから抜け出ることができる。
【０１１１】
この発明によるパケット再伝送における別のデータ・パケット・シグナリング・プロセスは図１５に示され、特にＳＧＳＮ間経路選択領域に対するＧＰＲＳ経路選択更新プロセスに関係している。図１５に示すように、セルベース経路選択更新手続きは、起動状態にあるＧＰＲＳ移動ユニット１４が新しいセルに入ったときに呼び出される。この場合、ＧＰＲＳ移動ユニット１４はその移動、即ち、ＧＰＲＳ移動ユニット１４のアイデンティティ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）及びその新しい位置についての情報を含む短いメッセージ・データ・パケットを送信する。この短いメッセージ・データ・パケットはＧＰＲＳ伝送チャンネルを通してその現在のＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮに転送される。
【０１１２】
こうして、特定の伝送エラーの場合に伝送チャンネルを再割当てする本発明は、パケット向きデータ転送のこの場合にも容易に適合可能であり、伝送がうまく実行されない場合、ＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮは機能している領域を移動する別のＧＰＲＳ移動局ＭＳに各サービスを提供するように切り換わることができるということは容易に了知することができる。
【０１１３】
図１５に示すように、ＧＰＲＳ移動ユニット１４が１つのＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮにおける１つの経路選択領域から別の経路選択領域に移動する場合、図１５ａに示すような経路選択更新を再度実行しなければならない。情報がうまく伝送されると共に、更新した手続きを終了する場合、対応する応答メッセージに対する別のデータ・パケット転送が開始される。
【０１１４】
最後に、図１５ｂに示すＳＧＳＮ間経路選択更新は、３つの異なる経路選択更新のうちの最も複雑なものである。ここで、ＧＰＲＳ移動局ＭＳは１つのＳＧＳＮ領域から別のＳＧＳＮ領域に変わり、新しいＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮに対する新しい接続を確立しなければならない。図１５ｂに示すように、このことはＧＰＲＳ移動局ＭＳの新しい位置についてのＧＰＲＳゲートウエイ支援ノードＧＧＳＮを通知することは勿論、ＧＰＲＳ移動局ＭＳ及び新しいＧＰＲＳ機能支援ノードＳＧＳＮの間の新しい論理リンク文脈を生成することを意味している。ここで、また、短いメッセージ・データ・パケットは発明力のある再伝送体系を使用して伝送することができる。
【０１１５】
以上から了知できるように、この発明によれば、非常に多様性のあるパケット伝送プロセスをＧＰＲＳ網内で実行することができる。ここで、検出された場合のデータ・パケットの損失はデータ・パケットを繰り返して伝送することによって処理される。また、３回の再伝送がより長時間の間うまくいかない場合、発明力のあるＧＰＲＳ通信システムは、例えばより長く持続する伝送エラーまたはより長く持続するフェージング効果によって外乱が引き起こされることを仮定する。
【０１１６】
例を挙げるために、発明力のあるＧＰＲＳ網において、データ・パケットを２０ｍｓｅｃ．よりも長い持続期間の間伝送することができなければ、ＧＰＲＳ網は伝送エラーの持続期間が、外乱が例えば対数正規フェージングであるという理由で最後の１００ｍｓｅｃ．またはそれよりも長いと仮定する。発明力のあるＧＰＲＳ網内にて、８０ｍｓｅｃ．の残りの時間は付加的再伝送トレールには使用されないが、到達可能である他のＧＰＲＳ移動ユニットに任意の種類のデータ・パケットを送信するのに使用される。ここで、伝送し得るデータ・パケットの量は伝送速度の使用に依存するのは勿論である。
【０１１７】
また、本発明の別の好ましい実施例によれば、位置特定データは移動局１４を介して図１に示す伝送装置に伝送することができる。移動局ＭＳがそれ自体伝送がうまくいくことが期待できない領域を移動する場合、この伝送は、位置特定情報に基づいてのみ試みを繰り返すことなく中断することができる。
【０１１８】
これに関する１つのこの種の例を図１６に関して示している。
【０１１９】
図１６に示すように、ＧＳＭ網への無線伝送における領域では、移動局１４はセル同報通信チャンネルＣＢＣＨ（ｃｅｌｌ  ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｈａｎｎｅｌ）、同報通信制御チャンネルＢＣＣＨ（ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ）または更に少なくとも１つの基地局サブシステムＢＳＳ（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ  ｓｕｂ−ｓｙｓｔｅｍ）からの基地局アイデンティティ・コードＢＳＩＣ（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｃｏｄｅ）を介して、位置特定情報を受信する。従って、移動局１４では、移動局についての現在の位置に関する正確な情報を常に入手することができる。
【０１２０】
更に、移動局ＭＳは通常、この移動局ＭＳが移動する領域をカバーする基地局サブシステムＢＢＳ１及び隣接する基地局サブシステムＢＢＳ２からＢＳＳ５から位置特定情報を受信する。
【０１２１】
この位置特定情報を使用して、移動システムＭＳの地理的位置を推量すると共に、図１に示す伝送装置１０に位置特定情報を送信することができる。図１６に示す例によれば、移動局ＭＳはセル１を移動し、基地局サブシステムＢＳＳ１から直接伝送情報を受信する。また、移動局ＭＳは関係する基地局サブシステムＢＢＳ２からＢＢＳ５を介して隣接するセル２から５から伝送情報を受信する。
【０１２２】
位置特定情報の計算の一例を図１６に示す。セル１から５の緯度がそれぞれ１．５，２．５，１，２，３であり、かつ対応する経度がそれぞれ２，２，１，１であることを仮定すれば、移動局ＭＳの推量される経度及び緯度はそれぞれ２及び１．４である。
【０１２３】
この好ましい実施例によれば、位置情報が更なる伝送品質がこの位置情報に従って前もって決定されている伝送装置１０に伝送される。一例は伝送の試みが本来うまくいかず、伝送容量及び時間の如何なる損失をも回避すべく一般にこれを避けるべきであるトンネルに向って移動局ＭＳが移動中であることであろう。
【０１２４】
更に、概説したように、本発明はＧＰＲＳ網に制限されずに、ＡＴＭ無線通信システムに同様に適用し得る。従って、本発明は広帯域マルチメディア・サービスに対する増大するサポートに向っている世界的無線構成の進行中である展開及びセルラーベース無線アクセスの急増を支援する。また、この発明によれば、ＡＴＭ仮想接続が進行中の開発に対する基礎となっているオンライン・サービス・インターネット・アクセス、世界的ウエブ・サイト、即時応答ビデオ、及びマルチメディア記録の使用によって駆り立てられる広帯域サービスに対して増大する需要のための無線リソースの効果的使用が考察される。
【０１２５】
図１７は本発明によるＡＴＭ無線通信システムの基礎を形成する無線ＡＴＭ網の高レベルのブロック図を示している。ここで、主要な構成要素はＡＴＭ適応レイヤーＡＡＬ（ＡＴＭ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）、統計的集信装置、ＡＴＭスイッチ、伝送リンク、及び制御コンピュータである。統計的集信装置及びＡＴＭスイッチは到来するデータ・パケットを一時的に記憶する平滑バッファを含んでいる。また、この到来するデータ・パケットを直ちに引き渡すことはできない。何故ならば、集信装置の場合、アクティブユーザによって発生されたデータ・パケットは並列に到来するが、連続的に出力に引き渡され、またはスイッチの場合、幾つかのデータ・パケットは同一の出力に対して並列に到来し得るが、その出力には連続的に引き渡されるからである。こうして、時間の関数として、平滑バッファに記憶されまたこのバッファにより伝送されるデータ・パケットの数は、エンドユーザ・パケット発生パターンに従って上がったり下がったりする。このようにして伝送されるデータ・パケットの代表例は５３バイトＡＴＭデータ・パケットである。
【０１２６】
更に、制御コンピュータはサービス品質ＱＯＳ（ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ）の保証が維持されるように種々のリンクについてのトラフィック密度を制限する。このために、サービスを受けるのに先立って、所定のユーザは目的とする受信機に対する接続を要求しなければならず、次いでアドミッション制御装置はネットワークを通して経路を見い出そうと試みる。この種の経路を見い出すことができれば、仮想接続番号がその経路に対して選定され、介在スイッチの経路選択テーブルには、セル・ヘッダ内のその仮想接続番号を生む各ＡＴＭデータ・パケットの経路選択に対する各指令がもたらされる。ユーザはこのときこの新しく確立された仮想接続によって自由に通信する。
【０１２７】
また、図１７に示すように、ＡＡＬはユーザのデータ・パケット・メッセージをＡＴＭデータ・パケットのシーケンスに変換することと、ＡＴＭデータ・パケットを完全なメッセージにアセンブルし直すことに対して責任を負う。ここで、メッセージは個々のデータ・パケット、ｃｍｐ．データまたは画像、或いは連続したビット列、例えば音声または映像であって良い。
【０１２８】
その接続に対して予約されたリソースへの即時アクセスを各接続が享受するパケット交換ＧＰＲＳ無線通信システムとは反対に、ＡＴＭ無線通信システムは各リソースが排他的ベースに基づいて割り当てられず、むしろ多数の接続の間で統計的に共有される仮想接続向きネットワークである。
【０１２９】
全体的には、ＡＴＭは仮想接続の収集を独立して管理できるグループに分離するのに仮想経路ＶＰ（ｖｉｒｔｕａｌ  ｐａｔｈ）に依存している。共通または仮想の経路ＶＰを共有する各仮想接続は仮想チャンネルと呼ばれる。ＶＰの概念は実行可能なアドミッション方策を生成するのに不可欠である。何故ならば、ＶＰ概念は大きなジョブをはるかに小さなタスクの独立したセットに分解するからである。
【０１３０】
図１８に示すように、ＡＴＭ無線通信システムは図１７に示すようにＡＴＭ網の各構成要素と強く関係している。特に、ＡＴＭ無線通信網を可能にするのに３つの論点を扱わなければならない。
【０１３１】
第１の論点は図２から図９に関して広範囲に説明したように、移動ユニット及び基地局の間の無線リンクを害することを低減するかまたは除去するかである。第２の論点は各セル内にある基地局及び各移動ユニットによって即時にアクセスすることができる高速度無線チャンネルのこのセル内での生成である。最後に、効果的な無線セル処理プロセスによって、多数のより小さなセル及びユーザ当りより高い容量を用いることができる。
【０１３２】
概説したように、本発明の主たる中心は移動ユニット及び基地局の間の無線リンクの処理障害についてである。ゆっくりと変化するシャドー・フェージングはより少ないシャドーイングを提供するセル・サイトとの接続をオフに処理することによって回避することができるが、レイリー・フェージング及び同一チャンネル干渉は、セル・ハンドオフによって処理するには余りにも動的である障害を表わす。
【０１３３】
以上、本発明をＡＴＭ無線通信システムに関する一般的説明を使用して述べてきたが、本発明は現在設置されている異なるＡＴＭ無線通信システムに容易に適合する。諸例は、スーパーネット（ＳＵＰＥＲＮＥＴ）と呼ばれる５．２ＧＨｚ帯域、欧州電気通信標準協会ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）によって欧州に対して特定された１０ＧＨｚを上回るＡＴＭ無線ＬＡＮ通信システム、及びそれぞれ９５０ＭＨｚ帯域、２．４ＧＨｚ帯域、及び５．８ＧＨｚ帯域に従う米国における米国連邦通信委員会ＦＣＣ（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）によるオープンの３つのＩＳＭ帯域である。更に、別の例はＰＣＳオペレーションに対してＦＣＣによってオープンにされた１．９ＧＨｚ帯域であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による伝送装置の略図である。
【図２】  本発明による無線通信システム内で使用すべき移動ユニットの略図である。
【図３】  無線通信システムにおける無線チャンネルに関係する角度幾何学的形状及びフェージング現象の分析を示す略図である。
【図４】  短期間フェージングに対するレイリー分布を示すグラフ図である。
【図５】  それぞれ１００ＭＨｚ及び３００ＭＨｚの周波数でのビルドアップ領域における受信場のモデルを示す略図である。
【図６】  レイリー・フェージングによる時間に渡る振幅変化の例を示すグラフ図である。
【図７】  長期間フェージング現象による対数正規分布を示すグラフ図である。
【図８】  オクムラに従う都市領域における自由空間に関する基本的経路損失を示すグラフ図である。
【図９】  範囲の関数である都市領域における基地局高さ／利得因子を示すグラフ図である。
【図１０】  周波数及び都市化の関数である都市領域における移動局アンテナ高さ／利得因子を示すグラフ図である。
【図１１】  本発明による再伝送体系のフロー図である。
【図１２】  ＧＳＭ汎用パケット無線サービスＧＰＲＳ基準モデルを示す略図である。
【図１３】  図１２に図示したＧＳＭ汎用パケット無線サービスＧＰＲＳ内の経路選択シナリオを一般に示す略図である。
【図１４】  この発明によるデータ・パケット転送におけるＧＰＲＳモビリティ管理の一例としてログオン手続きを示す線図である。
【図１５】  本発明によるデータ・パケット転送におけるＧＰＲＳモビリティ管理の別の例であるＧＰＲＳ経路選択更新プロセスを示す線図である。
【図１６】  再伝送を繰り返し試みることなくうまく伝送を行うための機会を評価するのに移動局が位置特定データを得る本発明による実施例を示す略図である。
【図１７】  無線ＡＴＭ網を示す高レベルのブロック図である。
【図１８】  本発明による再伝送体系を使用するＡＴＭ無線通信システムを示す略図である。
【図１９】  伝送用アンテナからの距離に対する信号レベルを示すグラフ図である。
【図２０】  レイリー・フェージングが生じる代表的環境を示す略図である。
【図２１】  対数正規フェージングが生じる代表的環境を示す略図である。
【図２２】  単一パルスが最初に伝送される場合のタイム分散の効果、及びタイム分散が生じる代表的環境を示す略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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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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