(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割多元接続（ＴＤＭＡ）セルラ・ネットワークにおけるチャネルを形成する複数のタイム・スロット上に分配された時多重化メッセージを受信する受信機（２６）を有する移動端末（１５）に対して通信する方法であって、前記移動端末（１５）に１つのアドレスが関連付けられ、かつ前記時多重化メッセージがそのメッセージの意図された受取者を指定する複数のタイム・スロット上に分配された１つのアドレスを包含する方法において、
前記複数のタイム・スロットの第１のサブセットに対応する前記時多重化メッセージの第１の部分を受信するように前記複数のタイム・スロットの第１のサブセットを受信し、前記時多重化メッセージの前記第１の部分が前記メッセージの意図された受取者を指定するアドレスの少なくとも一部を包含し、
前記時多重化メッセージの前記第１の部分により、前記時多重化メッセージの付加的な複数のタイム・スロットが前記移動端末（１５）により受信されるべきか否かを判断し、
前記判断ステップが、もし前記時多重化メッセージの付加的な複数のタイム・スロットは前記移動端末（１５）により受信されるべきであると、判断するときは、前記アドレスの、前記第１の部分に含まれない部分を含む、前記時多重化メッセージの第２の部分を受信するように前記複数のタイム・スロットの第２のサブセットを受信するとともに、
前記多重化メッセージの第１の部分及び前記多重化メッセージの第２の部分は、個別的に復号可能なように符号化される方法。
【請求項２】
前記判断するステップは、前記時多重化メッセージが前記移動端末（１５）を含むアドレスの範囲内のアドレスを有する移動端末（１５）に対してアドレス指定されているか否かを判断することを備え、
前記複数のタイム・スロットの第２のサブセットを受信する前記ステップは、前記判断するステップが、前記メッセージは前記移動端末（１５）を含むアドレスの範囲内のアドレスを有する移動端末（１５）に対してアドレス指定されていると、判断をするときは、前記時多重化メッセージを受信するように前記複数のタイム・スロットの第２のサブセットを受信することを備えた請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記移動端末（１５）と関連付けされた前記アドレスは、複数ビットを備えた移動ユニット識別子であり、かつ前記時多重化メッセージの前記第１の部分は前記メッセージの意図された受取者の移動ユニット識別子のサブセットの複数ビットを包含し、
前記判断するステップは、前記時多重化メッセージの前記第１の部分に包含されている前記第２のサブセットの複数ビットが前記移動端末（１５）の前記移動ユニット識別子の対応するサブセットの複数ビットと同一であるか否かを判断することを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記時多重化メッセージはページング・メッセージを備えている請求項１、２又は３記載の方法。
【請求項５】
前記チャネルは共通制御チャネルを備えている請求項１、２又は３記載の方法。
【請求項６】
前記チャネルはページング・チャネルを備え、かつ前記メッセージはページングを備えている請求項１、２又は３記載の方法。
【請求項７】
前記判断するステップは、前記ページング・メッセージが前記移動端末（１５）に関連付けられた前記移動識ユニット別子を含む移動ユニット識別子の範囲に含まれる移動ユニット識別子を有するか否かを判断することを備えている請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記受信ステップは、
前記メッセージを、少なくとも前記メッセージの第１の個別的に復号可能な部分と、前記メッセージの第２の個別的に復号可能な部分とに分割するステップであって、前記メッセージの前記第１の個別的に復号可能な部分及び前記メッセージの第２の個別的に復号可能な部分は、それぞれ、前記メッセージの第２の個別的に復号可能な部分が前記移動端末（１５）により受信されるべきと前記移動端末（１５）が判断できるメッセージの意図する受取者を指定するアドレスの少なくとも一部をそれぞれ包含するステップと、
前記第１のサブセットの前記複数のタイム・スロットに対応する所定の時間に前記メッセージの前記第１の個別的に復号可能な部分を送信するステップと、
前記第２のサブセットの前記複数のタイム・スロットに対応する所定の時間に前記メッセージの前記第２の個別的に復号可能な部分を送信するステップとにより先行されている請求項１、２又は３記載の方法。
【請求項９】
前記時多重化メッセージは、前記メッセージの意図された受取者を指定する複数ビットからなる１つのアドレスを包含し、
前記分割するステップは、前記時多重化メッセージを少なくとも前記アドレスのサブセットの複数ビットを含む前記メッセージの第１の個別的に復号可能な部分に分割することを備えている請求項８記載の方法。
【請求項１０】
時分割多元接続（ＴＤＭＡ）セルラ・ネットワークにおける複数のタイム・スロットにわたって分配された時多重化メッセージを有する移動通信ネットワークに使用する移動端末（１５）であって、前記移動端末（１５）に１つのアドレスが関連付けられ、かつ前記時多重化メッセージが複数のタイム・スロットにわたって分配され、前記メッセージの意図された受取者を指定する１つのアドレスを包含するとともに、
前記移動端末（１５）が、
時多重化メッセージの複数のタイム・スロットに対応する所定の時点で無線通信を選択的に受信する受信機回路（２６）と、
前記受信機回路（２６）に応答して、前記時多重化メッセージの第１の部分に対応する前記複数のタイム・スロットのサブセットから、前記時多重化メッセージの付加的な複数のタイム・スロットを前記移動端末（１５）により受信すべきか否かを判断する手段（２８）であって、前記時多重化メッセージの前記第１の部分は前記メッセージの前記意図された受取者を指定する前記アドレスの少なくとも一部を包含し、かつ前記判断する手段（２８）は、付加的な複数のタイム・スロットを受信すべきか否かを前記アドレスの少なくとも一部に基づいて判断する前記判断する手段（２８）と、
前記判断する手段（２８）及び前記受信機回路（２６）と動作可能に関連付けられ、前記複数のタイム・スロットの第２のサブセットに対応する所定の時点で前記受信機回路（２６）に無線通信を選択的に受信させる受信機制御手段（２６）であって、前記複数のタイム・スロットの前記第２のサブセットは、前記判断する手段（２８）が、前記時多重化メッセージの付加的な複数のタイム・スロットは前記移動端末（１５）により受信されるべきであると、判断をするときは、前記時多重化メッセージの第２の部分に対応している前記受信機制御手段と備え、
前記第２の部分は、前記アドレスの、前記第１の部分に含まれない部分を含むとともに、前記時多重化メッセージの第１の部分及び第２の部分は、それぞれ個別に復号可能に符号化され、
前記移動端末（１５）の前記受信機回路（２６）は、前記受信機回路（２６）と動作可能に関連付けられ、前記メッセージの前記第１の部分及び前記第２の部分を選択的に復号するための復号手段を含む移動端末（１５）。
【請求項１１】
前記判断する手段（２８）は、前記時多重化メッセージが前記移動端末（１５）の前記アドレスを含むアドレスの範囲内の１つのアドレスを包含するか否かを判断する手段を備え、かつ
前記受信機制御手段は、更に、前記複数のタイム・スロットの第２のサブセットに対応する所定の時点で前記受信機回路（２６）に無線通信を選択的に受信させる手段を備え、前記第２のサブセットの前記複数のタイム・スロットは、前記判断する手段（２８）が、前記メッセージは前記移動端末（１５）を含む前記アドレスの範囲内のアドレスを包含していると、判断をするときは、前記時多重化メッセージの第２の部分に対応している請求項１０記載の移動端末（１５）。
【請求項１２】
前記移動端末（１５）は複数ビットを備えた移動ユニット識別子と関連付けされ、かつ前記判断する手段（２８）は、前記時多重化メッセージと関連付けられた移動ユニット識別子のサブセットの複数ビットが前記移動端末（１５）の移動ユニット識別子の前記複数ビットの対応するサブセットと同一であるか否かを判断する手段を備えている請求項１１記載の移動端末（１５）。
【請求項１３】
前記時多重化メッセージはページ・メッセージを備えている請求項１０記載の移動端末（１５）。
【請求項１４】
複数のタイム・スロット上に分配された時多重化メッセージを用いる時分割多元接続（ＴＤＭＡ）セルラ・ネットワークに使用する基地局（４２）において、
前記メッセージを少なくとも個別的に復号可能な前記メッセージの第１の部分及び個別的に復号可能な前記メッセージの第２の部分に分割する手段（２６’）であって、前記個別的に復号可能な前記メッセージの前記第１の部分は、前記メッセージに関連付けされたアドレスの少なくとも一部を包含し、当該アドレスの少なくとも一部により前記移動端末（１５）が、前記個別的に復号可能な前記メッセージの前記第２の部分は前記移動端末（１５）により受信されるべきであるか否かを判断できるとともに、前記メッセージの第２の部分は、前記アドレスの、前記第１の部分に含まれない部分を含む、前記分割する手段（２６’）と、
前記複数のタイム・スロットの第１のサブセットに対応する所定の時点で前記個別的に復号可能な前記メッセージの前記第１の部分を送信する手段（２４’）と、
前記複数のタイム・スロットの第２のサブセットに対応する所定の時点で前記個別的に復号可能な前記メッセージの前記第２の部分を送信する手段（２４’）とを備えている基地局（４２）。
【請求項１５】
移動端末（１５）には１つのアドレスが関連付けされ、かつ前記時多重化メッセージは、前記メッセージの意図する受取者を指定する複数ビットからなる１つのアドレスを包含し、
前記分割する手段（２６’）は、前記時多重化メッセージを少なくとも前記アドレスのサブセットの複数ビットを含む、個別的に復号可能な前記メッセージの第１の部分に分割する手段を備えている請求項１４記載の基地局（４２）。
【請求項１６】
前記アドレスは移動ユニット識別子である請求項１５記載の基地局（４２）。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、通信システムに関し、特に広域セルラ・ネットワークを利用した通信システムに関する。
発明の背景
公衆セルラ・ネットワーク（公衆陸上移動無線）は、複数の加入者に音声及びデータ通信を提供するために一般的に用いられている。例えば、ＡＭＰＳ、ＥＴＡＣＳ、ＮＭＴ−４５０及びＮＭＴ−９００と呼ばれているようなアナログ・セルラ無線電話システムが世界中に首尾よく配置された。最近、北米においてＩＳ−５４Ｂと呼ばれているようなディジタル・セルラ無線電話システム、及び全欧州ＧＳＭシステムが導入された。これらのシステム等は、例えば１９９３年に米国マサチューセッツ州ノールウッドのアーテック・ハウス（Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ）により出版されたバルストン（Ｂａｌｓｔｏｎ）ほかによる「セルラ無線システムと題する本に説明されている。
伝統的なアナログ無線電話システムは、通常、複数の通信チャネルを形成するために周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）と呼ばれるシステムを採用している。当該技術分野において習熟している者に周知の実際的なこととして、変調された波形である無線電話通信信号は、典型的には、複数の搬送波周波数のスペクトルにおける所定の周波数帯域上で通信される。個別的なこれらの周波数帯域は、セルラ無線電話が基地局を経由してセルと、又はセルをサービスしている衛星と通信するチャネルとして利用される。例えば、米国において、連邦機関は、更に複数対の狭帯域に副分割された１ブロックのＵＨＦ周波数スペクトル（システム指定のＥＩＡ−５５３又はＩＳ−１９Ｂと呼ばれている）をセルラ通信に割り当てた。チャネルのペアリングは、各対における送信及び受信周波数が４５ＭＨＺだけオフセットされている周波数二重化構成に由来している。現在、米国においてセルラ移動通信に割り当てられている無線チャネルは、３０ＫＨｚ幅で８３２チャネルある。
利用可能な周波数帯域の数についての制限は、加入者数が増加するに従っていくつかの挑戦が存在する。一般的に、セルラ無線電話システムにおける加入者数の増加は、通信品質を維持すると同時により多くのチャネル総数を提供するために制限された利用可能周波数スペクトルの更なる効率的な利用を必要とする。このような挑戦は、加入者がシステムにおけるセルラ間に均等に分散され得ないために強められている。特定のセルが与えられた任意の時点で潜在的に更に高い局部加入者密度を処理するために、更に多くのチャネルが必要とされることになり得る。例えば、市街地領域におけるセルは、任意の１時点で数百又は数千の加入者を包含することも考えられ、そのセルにおいて利用可能な周波数帯域数を容易に使い切る恐れがある。
これらの理由により、通常の通信システムは、各セルにおける潜在的なチャネル容量を増加させるため、及び周波数利用効率（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を増加させるために周波数繰り返し利用（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅｕｓｅ）を採用している。周波数繰り返し利用は、各セルに対して複数の周波数帯域を割り当てると共に、複数のセルが地理的に離れて、同一周波数を採用することに係わり、異なる複数のセルにおける複数の無線電話に対して互いに干渉することなく、同一周波数を同時に使用可能にさせる。このようにして、数百に過ぎない周波数帯域のシステムにより、数千の加入者がサービスされ得る。
チャネル容量及び標準周波数を更に増加し得る他の技術は、時分割多元接続（ＴＤＭ）である。ＴＤＭＡシステムは、通常的なＦＤＭＡシステムにおいて採用されている複数の周波数帯域を逐次的な複数のタイム・スロットに副分割することにより、実施され得る。複数の周波数帯域上の通信は、典型的には、複数のタイム・スロットを含む共通ＴＤＭＡフレーム上で行われると言えども、各周波数帯域上の通信は、固有のＴＤＭＡフレームに従うと共に、その帯域に固有な複数のタイム・スロットにより行われる。ＴＤＭＡを採用したシステムの例は、米国で採用された二重アナログ／ディジタルＩＳ−５４Ｂ標準であり、ＥＩＡ−５５３の元の複数の周波数帯域のそれぞれは３タイム・スロットに副分割され、また欧州ＧＳＭ標準は、その複数の周波数帯域のそれぞれを８タイム・スロットに分割する。これらのＴＤＭＡシステムにおいて、各ユーザは、そのユーザに割り付けられた複数のタイム・スロット中に送信された複数のバーストのディジタル・データを使用して基地局と通信する。
ＴＤＭＡシステムにおけるチャネルは、典型的には、１以上の周波数帯域上で１以上のタイム・スロットを含む。以上で述べたように、トラヒック・チャネルは、ユーザ間、例えば無線電話のような移動端末とネットワークの基地局との間の音声、データ又は他の情報を通信するために使用される。このようにして、各トラヒック・チャネルは一方のユーザから他方のユーザへシステムにより確立されたデュープレックス通信リンクのうちの１方向を形成する。トラヒック・チャネルは、典型的には、必要とする時及び場所でシステムによりダイナミックに割り付けられる。加えて、欧州ＧＳＭシステムのようなシステムは、トラヒック・チャネルを「周波数ホップ」すること、即ち特定のトラヒック・チャネルが送信される周波数帯域をランダム切り換えることができる。周波数ホップは、総合的な通信品質を増加させるように干渉ダイバーシティ及び平均化を使用して、チャネル間の干渉事象の確率を小さくする。
英国特許出願ＧＢ  ２  ２９０  ３９９号は送信機ユニット及び受信機ユニットを動作させる方法を説明している。送信機ユニットにおいて、少なくともアドレス部分は、その後にメッセージが続き、所定の周期（ＴW）により反復的に送信される。受信機ユニットは、前記所定の周期（ＴW）を超えない休眠モードでの期間後に、休眠の低電力モードから受信モードに切り換わる。受信モードにおいて、アドレス情報は受信され、かつ前記受信機ユニットに記憶された所定のアドレスにより、ビット毎に比較される。しかしながら、そこで説明されたシステムは、ページング・システムに関するものであり、ＴＤＭＡセルラ・ネットワークに使用されたもののように、複数のタイム・スロットを使用したＴＤＭシステムに関するものではない。
セル内で送信される複数の専用制御チャネルには、複数のフォワード制御チャネルが典型的に含まれており、これらの専用制御チャネルは、広域セルラ・ネットワークのセルにおける制御情報を複数の無線電話へ放送するために使用され、この無線電話はネットワークをアクセスするためにシーク可能である。フォワード制御チャネル上の制御情報の放送は、セル識別、システム・タイミング情報、及び無線電話から広域セルラ・ネットワークをアクセスするために必要なその他の情報のようなものを含むことができる。
ＧＳＭ標準の放送制御チャネル（ＢＣＣＨ）のようなフォワード制御チャネルは、典型的には、各セルにおける専用の周波数帯域上に送信される。通常、システムにアクセスしようとする無線電話は、待機モードにより制御チャネルに「耳を傾け（ｌｉｓｔｅｎ  ｔｏ）」、かつ基地局即ち衛星制御チャネルを捕捉するまで、基地局又は衛星に非同期である。隣接セルにおける制御チャネル間での不都合な干渉を防止するために、周波数繰り返し利用が慣例的に採用されると共に、隣接セルにおける制御チャネル用に、コ・チャネル・セル（ｃｏｃｈａｎｎｎｅｌ  ｃｅｌｌｓ）間の最小分離を保証する周波数繰り返し利用パターンに従って異なる専用周波数帯域が使用される。非同期無線電話は、採用した周波数ホップ・シーケンス用の基準点がないために、周波数ホップされた制御チャネルを捕捉するのが通常困難となるので、制御チャネルの周波数帯域の更に目の詰まった繰り返し利用を許容する恐れのある周波数ホッピングは、通常、採用されない。
移動端末は通信に使用していないときであっても制御チャネルに「耳を傾け」る必要があるので、移動端末はエネルギ節約の管理は、移動端末におけるバッテリ又は充電式電源の動作期間を延長するために臨界的である。従って、多くの移動端末は、呼を発信又は受信しないときに「スリープ・モード」に入る。しかしながら、スリープ・モードにおいて、移動端末は、着呼を見逃さないようにページング・チャネルを引き続き監視する必要がある。スリープ・モードの効率を最大化するために、移動局は、可能な限り多くの信号処理ステップを避けるように、受信処理において可能な限り早く、受信したメッセージが関係のあるメッセージか、関係のないメッセージかを検出できる必要がある。関係のないメッセージが検出されると、移動局は直ちにスリープに復帰することができる。関係のないページの初期検出により可能とする電力節約を理解するために、ページング・メッセージが１回／秒、送出される典型的なページング・チャネルを考えることにする。これは、それぞれの日に移動端末に送出される６０×６０×２４＝８６，４００ページ・メッセージが存在することを意味する。例えば、もし、これらのメッセージのうちの１％のみが関係するときに、もし移動局が無関係のメッセージを検出できるのであれば、移動局はページ・メッセージのうちの９９％の処理を避けることができる。従って、移動局は移動端末のメッセージ受信時間の大部分をスリープ・モードにすることができる。
しかしながら、現在、メッセージが関係するのか否かを判断するためには、メッセージ全体が受信され、かつ少なくとも部分的に処理される必要がある。もしこのメッセージが無関係であれば、この受信処理は、移動端末に不必要なエネルギの消費を要求するだけである。従って、以上の説明に鑑みて、移動端末における電力節約について更なる開発の必要性が存在する。
発明の概要
以上の説明に鑑みて、本発明の目的は、移動端末において改善された電力節約を得ることにある。
本発明の更なる目的は、受信するメッセージの遅れ増加させることなく、電力消費を低減させることにある。
以上の説明に照らして、本発明は、複数のタイム・スロットの第１のサブセットに対応する時多重化メッセージ（ｔｉｍｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  ｍｅｓｓａｇｅ）の第１の部分を受信するように複数のタイム・スロットの第１のサブセットを受信して、複数のタイム・スロットに分配された時多重化メッセージを受信する受信機を有した移動端末における電力消費を低減することである。そこで、前記移動端末は、時多重化メッセージの前記第１の部分により、前記時多重化メッセージの付加的なメッセージは前記移動端末により受信されるべきか否かを判断する。もし前記移動端末が前記第１の部分により、前記時多重化メッセージの付加的な部分は前記移動端末により受信されるべきと、判断するときは、前記移動端末は、前記時多重化メッセージの第２の部分を受信するように前記複数のタイム・スロットの第２のサブセットを受信する。従って、前記メッセージの第１の部分は、好ましくは、前記メッセージの残りから個別的に復号可能なことである。
本発明の第１の実施例において、前記移動端末には１つのアドレスが関連付けされ、かつ前記時多重化メッセージは前記メッセージの意図する受取者を指定する１つのアドレスを含む。このような実施例において、前記移動端末は、前記メッセージの前記第１の部分により、前記時多重化メッセージが前記移動端末を含むアドレスの範囲内のアドレスを有する移動端末にアドレス指定されているか否かを判断し、もし前記移動端末の前記アドレスが前記アドレスの範囲内であれば、付加的なタイム・スロットのみを受信することができる。
代わって、前記移動ユニット識別子が複数ビットを含むときは、前記時多重化メッセージの前記第１の部分は前記メッセージの前記意図する受取者の移動ユニット識別子のサブセットの複数ビットを含むことができる。次いで、前記移動端末は、前記時多重化メッセージの前記第１の部分に包含されたサブセットの複数ビットが前記移動端末の前記移動ユニット識別子の対応するサブセットの複数ビットと同一であるか否かを判断し、もし前記ビットが同一であれば、前記メッセージの残りのみを受信する。前記移動ユニット識別子のサブセットの複数ビットは、可能な移動ユニット識別子の値のランダムな分布が移動端末の分布から得られるように、前記複数ビットから選択されてもよい。
本発明のいくつかの実施例において、時多重化メッセージはページ・メッセージを備えている。更に、前記時多重化メッセージは、放送メッセージであってもよい。このような場合に、移動端末は、前記時多重化メッセージの前記第１の部分により、時多重化メッセージは前に受信した時多重化メッセージの新しいバージョンであるか否かを判断し、もしこのバージョンがより新しいときは、前記メッセージの残りのみを受信する。
メッセージの部分のみを受信し、かつ前記メッセージの残りは受信されるべきか否かを判断することにより、本発明は、移動端末にエネルギを消費する受信メッセージ量を軽減可能にさせる。更に、メッセージの部分のみが処理される必要があるので、メッセージ全体を処理するために利用されるエネルギが節約される。特に、本発明は、移動端末が典型的には着呼を見逃さないように、全てのページ・メッセージを監視するページング・メッセージに使用するのに適している。
当該技術分野において習熟している者に理解されるように、本発明は、方法又は装置として実施され得る。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に使用するのに適したセルラ無線システムのアーキテクチャを示す。
図２は時多重化通信システムにおけるチャネルを図形的に示す。
図３は時多重化通信システムにおけるフレームを図形的に示す。
図４はＧＳＭ適応通信システムにおけるフレームの構成を図形的に示す。
図５はＧＳＭ適応通信システムにおける制御マルチ・フレームの構成を図形的に示す。
図６は本発明の一実施例による移動端末の動作を示すフロー・チャートである。
図７は本発明の一実施例による基地局の動作を示すフロー・チャートである。
図８は本発明による移動端末のブロック図である。
図８Ａは図８の移動端末の一実施例の詳細なブロック図である。
図９は本発明による基地局のブロック図である。
図９Ａは図９の移動端末の一実施例の詳細なブロック図である。
本発明の詳細な説明
ここで本発明は、本発明の好ましい実施例が示されている添付図面を参照して以下でより完全に説明される。しかしながら、本発明は、困難な多くの形式による実施可能とされ、ここで述べる実施例に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施例は、この開示が徹底的かつ完全となると共に、当該技術分野において習熟している者に対して本発明の範囲を完全に伝えるように、提供されている。同一番号は全体を通じて同一要素を表す。当該技術分野において習熟している者により理解されるように、本発明は、装置の方法として実施され得る。従って、本発明は、完全なハードウェア実施、完全なソフトウェア実施、又はソフトウェア及びハードウェアの特徴を組み合わせた一実施例の形式を取ってもよい。
本発明を理解するために、広域セルラ・ネットワークは、ＧＳＭシステム標準を参照して説明される。しかしながら、当該技術分野において習熟している者により理解されるように、本発明の効果及び利点は、他の通信プロトコルによっても得られ、従って、本発明はＧＳＭプロトコルに限定されると解釈されるべきではない。
本発明を利用した広域セルラ・ネットワークが図１に示されている。図１に示すようにセルラ無線システムにおいて、地理的な領域（例えば、大都市圏）は、セルＣ１〜Ｃ１０のように、いくつかが連続する小さな無線サービス・エリア（「セル」と呼ばれる）である。セルＣ１〜Ｃ１０は、対応する１グループの固定無線局（「基地局」と呼ばれる）Ｂ１〜Ｂ１０によりサービスされ、それぞれはシステムに割り付けられた１サブセットの無線周波数（ＲＦ）上で動作する。与えられた任意のセルに対して割り当てられた周波数は、当該技術分野において周知となっている周波数繰り返し利用パターンに従って、遠方のセルに再割り当てされてもよい。各セルにおいて、少なくとも一周波数（「制御」又は「ページング／アクセス・チャネルと呼ばれる）は、制御即ち管理メッセージを搬送するために使用され、かつ他の周波数（「ボイス」即ち「音声」チャネルと呼ばれる）は音声通話を搬送するために使用される。セルＣ１〜Ｃ１０におけるセルラ電話ユーザ（移動加入者）は、それぞれ隣接の基地局と通信する移動端末Ｍ１〜Ｍ９のように、携帯（ハンド・ヘルド）、可搬（ハンド・キャリー式）、又は移動（車載式）電話ユニット（移動端末）を備えている。基地局Ｂ１〜Ｂ１０は移動サービス交換局（ＭＳＣ）２０に接続され、かつこれにより制御される。ＭＳＣ２０は、続いて陸線（ケーブル回線）公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、又は総合ディジタル通信網（ＩＳＤＮ）のように同様の施設における中央局（図１には示されていない）に接続される。ＭＳＣ２０は、ケーブル回線と移動加入者との間及びこれらの内で呼の交換をし、複数の移動端末に対する信号を制御し、請求書統計（ｂｉｌｌｉｎｇ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ）を編集し、かつシステムの動作、保守及び試験を提供する。
米国では、各主要大都市統計領域（ＭＳＡ：ｍａｊｏｒ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ａｒｅａ）において複数の通信システムを動作させることが異なる２つの企業実体に許可された。移動加入者は、サービスを受けるためには、これらのオペレータ（サービスが加入されるローカル・システムは「ホーム・システム」と呼ばれる）のうちの１つとの加入契約を結ぶ。ホーム・システムの外を移動する（ローミングと呼ばれる）ときに、もしホームのオペレータと訪問したシステムとの間にローミング契約があれば、移動加入者は、遠方（「訪問した」と呼ばれる）システムによりサービスが受けられる。移動端末Ｍ１〜Ｍ９のいずれかによるセルラ・システムへのアクセスは、ホーム・システム・オペレータにより各移動加入者に割り付けられている移動体識別番号（ＭＩＮ）、及び移動局に記憶される電子連続番号（ＥＳＮ）（いわゆる「ＭＩＮ／ＥＳＮ」ペア）に基づいて制御される。ＭＩＮ／ＥＳＮペアは、呼を発信し、かつその有効性がＭＳＣ２０によりチェックされるときに、移動局から送出される。もしＭＩＮ／ＥＳＮペアが無効であると判断されると、システムは移動局に対するアクセスを拒否する。ＭＩＮは、着呼の移動局に注意を喚起する時、システムから移動局へ送出される。
オン（パワー・アップ）のときは、移動端末Ｍ１〜Ｍ９のそれぞれは、アイドル状態（待機モード）になり、最も強い制御チャネル（通常、その時点で移動局が位置しているセルの制御チャネル）を連続的に監視する。アイドル状態にある間にセル間を移動すると、移動局は、「古い」セルの制御チャネル上の無線接続を最終的に「失い」、「新しい」セルの制御チャネルに同調する。制御チャネルへの初期同調及びその変更は、いずれもセルラ・システムにおいて動作している全ての制御チャネルを走査して「最良の」制御チャネルを発見することにより、自動的に達成される。良好な受信品質を有する制御チャネルが発見されると、移動局は、再び品質が低下するまで、そのチャネルに同調したままである。このようにして、移動局は、システムと「接触」を維持し、ＭＳＣ２０に接続されている基地局Ｂ１〜Ｂ１０のうちの１つを通って電話呼を受信又は発信する。
移動局は、着呼を検出するために、連続的に制御チャネルを監視してこれにアドレス指定された（即ち、そのＭＩＮを包含する）ページ・メッセージは受信されたか否かを判断する。通常の（陸線）加入者が移動加入者を呼出すときは、例えば、ページ・メッセージが移動局に送出される。この呼は、ＰＳＴＮからダイアルされた番号が解析されるＭＳＣ２０へ向けられる。もしダイアルされた番号が有効とされると、ＭＳＣ２０は基地局Ｂ１〜Ｂ１０のうちのいくつか又は全てを要求して対応するこれらのセルＣ１〜Ｃ１０の全般にわたって被呼移動局をページングする。次いで、ＭＳＣ２０からの要求を受信する基地局Ｂ１〜Ｂ１０のそれぞれは、被呼移動局のＭＩＮを包含するページ・メッセージを対応するセルの制御チャネルを通って送信する。そのセルに存在するアイドル・モードの移動端末Ｍ１〜Ｍ９のそれぞれは、制御チャネルから受信したページ・メッセージ内のＭＩＮを記憶しているＭＩＮと比較する。被呼移動局は、ＭＩＮの一致により、制御チャネルを通って基地局にページ応答を自動的に送信し、次いで基地局はページ応答をＭＳＣ２０に転送する。ＭＳＣ２０は、ページ応答を受信すると、ページ応答が受信されたセルにおいて利用可能な音声チャネルを選択し（ＭＳＣ２０はこのためにアイドル・チャネル・リストを保持し）、かつそのセル内の基地局に要求を出して、制御チャネルを経由して移動局に選択した音声チャネルに同調するように指令する。一旦移動局が選択した音声チャネルに同調すると、貫通接続が確立される。
他方、移動加入者が呼を（例えば、通常の加入者の電話番号をダイヤルし、移動局において送受話器上の「送出」ボタンを押すことにより）開始するときは、移動局用のダイヤルした番号及びＭＩＮ／ＥＳＮペアは、制御チャネルを通って基地局に送出され、かつＭＳＣ２０に転送され、ＭＳＣ２０がその移動局について有効にし、音声チャネルを割り付け、かつ以上で述べたように通話のための貫通接続を確立する。
もし移動局が通話状態にある間にセル間を移動するときは、ＭＳＣ２０は古い基地局から新しい基地局へ呼の「ハンドオフ」を実行する。ＭＳＣ２０は新しいセルにおいて利用可能な音声チャネルを選択し、次いで古い基地局に指令して古いセルにおける現在の音声チャネル上の移動局にハンドオフ・メッセージを送出するようにし、このハンドオフ・メッセージが新しいセルにおいて選択された音声チャネルに同調するように移動局に知らせる。このハンドオフ・メッセージは、通話において殆ど気付かない短い中断を発生させる「ブランク及びバースト」モードにより送出される。移動局は、ハンドオフ・メッセージを受信すると、新しい音声チャネルに同調し、かつ貫通接続が新しいセルを経由してＭＳＣ２０により確立される。古いセル内の古い音声チャネルは、ＭＳＣ２０においてアイドルとマークされ、他の通話に使用可能にされる。
図１に示す通信ネットワークは、好ましくは、時多重化メッセージを採用したディジタル標準を採用する。例えば、ＧＳＭシステムはメッセージ用に時分割搬送波を利用した。図２は搬送波の時分割を示す。図２に示すように、搬送波はバースト期間として知られている１〜ｎ固定長期間に分割されてもよい。これらのバースト期間のそれぞれは、時分割搬送波のタイム・スロットと見なされてもよい。
図３に示されているように、１グループの連続したタイム・スロットはフレームに分割され得る。１フレームはｍタイム・スロットからなる。これらのタイム・スロットは、典型的に、０〜ｍ−１と命名される。更に、図３に示すように、これらのフレームは、フレーム１におけるタイム・スロット０は、フレーム２におけるタイム・スロット０に対応するように、繰り返れされてもよい。典型的な時多重化システムにおいて、１つの移動端末は、１フレームの複数のタイム・スロットのうちの１タイム・スロットにおいてのみ送受信を行う。従って、移動端末は残りのタイム・スロット中は不活性となり、これによってエネルギを保存する。
図４に示すように、ＧＳＭシステムにおいて、１フレームは０〜７をラベル付けした８タイム・スロットからなる。基地局Ｂ１〜Ｂ１０と移動端末Ｍ１〜Ｍ９との間の通信は、典型的に２つの形式、即ちトラヒック・チャネル及び共通チャネルに分割される。トラヒック・チャネルは、マルチ・フレームと呼ばれる２６ＧＳＭフレームを含む。共通チャネルは、１マルチ・フレーム内に５１ＧＳＭフレームを含む。本発明は、図５に示す５１フレーム制御チャネル・マルチ・フレームについて説明される。
図５に示すように、ＧＳＭマルチ・フレームは、順に０から５０まで番号付けされた５１フレームを含むことができる。図５において、各フレームの情報及び機能の形式は、Ｆにより示すフレームが周波数補正バーストを表し、Ｓにより示すフレームは同期バーストを表し、ＢＣＣＨにより示すフレームは放送制御チャネルを表し、ＣＣＣＨにより示すフレームは共通制御チャネルの例を表し、かつＩにより示すフレームはアイドル・バーストを表す。図５は、各フレームの１タイム・スロットについての名称を表しており、例えば、フレーム６〜９に関連付けられたＣＣＣＨが４タイム・スロット上に符号化された１メッセージを、このＣＣＣＨを形成している複数フレームのそれぞれのタイム・スロット０として表す。
動作において、移動端末Ｍ１は、着呼がページング・チャネル（ＰＣＨ）と呼ばれるものにおいて送信されるページ・メッセージにより通知される。ＩＰＣＨは、ＢＣＣＨ上を搬送される情報により定義されるように、１以上の例のＣＣＣＨ上を搬送される。特定のＰＣＨは、２と９との間のマルチ・フレームに従って繰り返すことができる。従って、９ＣＣＣＨ／５１フレームのマルチ・フレームまで存在し、かつこれらのＣＣＣＨが特定の間隔の２から９までのマルチ・フレームで繰り返されるので、８１まで固有に識別可能なＰＣＨが指定され得る。
Ｍ１のような移動端末は、そのページング・チャネルとして、固有に識別されるＰＣＨのうちの１つのＢ１のような基地局により割り付けられる。移動端末Ｍ１が使用状態にある時間の大部分において、移動端末Ｍ１は、端末が着呼を待機してるスタンバイ即ちスリープ・モードにある。移動端末Ｍ１は、着呼を見逃すことがないように、及び着呼の肯定応答における遅延を減少させるように、移動端末Ｍ１に向けられたページング・メッセージ用に割り付けられたＰＣＨの各発生を監視する。通常のＧＳＭシステムでは、ページング・メッセージがＣＣＣＨ全体にわたって畳み込み的に符号化されるので、移動端末がＰＣＨの４タイム・スロットの全てを受信しなければならない。従って、通常のシステムでは、移動端末Ｍ１が割り付けられたＰＣＨの各発生について、割り付けられたＰＣＨの４タイム・スロットの全てを受信し、かつ復号する。
通常のシステムに対して、本発明のシステムは、移動端末Ｍ１が割り付けられたＰＣＨに関連付けられた複数タイム・スロットの一部のみを受信できるようにし、かつ付加的な複数のタイム・スロットは受信されるべきか否かを判断する。移動端末における電力消費は、移動端末の受信機及び信号処理を選択的に制御することにより減少される。従って、移動端末は完全なメッセージを形成し、かつ移動端末が時多重化メッセージの第１の部分を受信できるようにさせる複数のタイム・スロットの第１のサブセットを受信することができる。そこで、移動端末は、時多重化メッセージにより、もし時多重化メッセージの付加的なタイム・スロットは移動端末により受信されるべきか否かを判断することができる。移動端末が、付加的な複数の部分は受信されるべきであると、判断するときは、時多重化メッセージの残りの部分のみを受信する。付加的な部分が受信されるべきでない場合は、移動端末は、付加的な複数の部分を受信かつ処理するために必要としたであろうエネルギを保存する。
移動端末がその時多重化メッセージの残りを受信すべきか否かを判断する１つの方法は、各移動端末と関連付けされた移動ユニット識別子アドレスであるＭ１を利用することである。従って、メッセージの第１の部分は、メッセージの意図する受信者を指定する１つのアドレス又はアドレスの範囲を含む。そこで、移動端末は、メッセージの第１の部分からのアドレス又はアドレスの範囲をそれに割り付けられたアドレスと比較して、メッセージの付加的な部分は移動端末により受信されるべきか否かを判断する。
時多重化メッセージの第１の部分に移動端末に割り付けられたアドレスの全ビットが含まれていない場合は、メッセージの意図する受信者の移動ユニット識別子のサブセットの複数ビットは、時多重化メッセージの第１の部分に含まれているはずである。そこで、移動端末が、時多重化メッセージの第１の部分に包含されている移動ユニット識別子のサブセットの複数ビットは移動端末に割り付けられた移動ユニット識別子の対応するサブセットの複数ビットと同一であるか否かを判断することにより、そのメッセージの付加的な部分は受信されるべきか否かを判断することができる。このサブセットの複数ビットは、可能移動ユニット識別子の値のランダムな分布が移動端末の分布から得られるように、選択されてもよい。従って、移動端末が、メッセージの付加的な部分は端末により受信されるべきでないと、正しく判断できる可能性は、その分布にある全ての移動端末にほぼ等しい。
以上で説明した電力保存方法は、特定の移動端末用に意図されたメッセージに関する電力消費を低減が効果的にすることができると同時に、電力の保存がセル内で全ての移動端末により受信されるべき「放送」メッセージにおいても得られる。放送メッセージは、セル内の全ての移動端末に周期的に送信されるが、しかしこれらメッセージの内容は多数の放送について同一であってもよい。従って、エネルギの更なる保存は、もしメッセージの内容が意味のある方法で変更されるならば、放送メッセージの全体を受信することのみによって得られる。このような判断は、時多重化メッセージが前に受信した時多重化メッセージの新しいバージョンであるか否かを判断し、新しいバージョンであれば、全てのメッセージを受信することによってのみ、達成される。
メッセージのバージョンは、基地局が時多重化メッセージのバージョン情報の第１のサブセットのタイム・スロットに含まれたメッセージを送信することにより、移動局により判断され得る。そこで、移動端末は、このバージョン情報を受信し、かつ復号して、この情報を移動局により受信された時多重化メッセージの最近受信バージョン（ｔｈｅ  ｍｏｓｔ  ｒｅｃｅｎｔｌｙ  ｒｅｃｅｉｖｅｄ  ｖｅｒｓｉｏｎ）に対応するバージョン情報と比較する。もしバージョン情報がそのメッセージより新しいバージョンを示すときは、移動端末はそのメッセージ全体を受信してそのメッセージ及び関連するそのバージョン情報を記憶する。従って、移動局は、メッセージが新しい情報を包含するときは、放送メッセージ全体を単に受信かつ処理し、これによって冗長な情報を受信かつ処理するために必要とするはずであったエネルギを節約する。
ここで、本発明は、本発明を利用している基地局及び移動端末の動作説明するフロー・チャート及びブロック図である図６、図７、図８及び図９について説明される。フロー・チャートの説明及び各ブロック、及びフロー・チャートの説明におけるブロックの組み合わせは、コンピュータのプログラム命令により実行可能とされることを理解すべきである。これらのプログラム命令は、プロセッサに提供されて、プロセッサ上で実行される命令がフロー・チャートの１ブロック又は複数ブロックにより指定された複数の機能を実行する手段を作成するように、装置を作成することもできる。プロセッサ上で実行する複数の命令がフロー・チャートの１ブロック又は複数ブロックにより指定された複数の機能を実施する複数のステップを提供するように、コンピュータのプログラム命令は、プロセッサにより実行される一連の動作ステップを引き起こさせ、プロセッサによりコンピュータ実行処理を生成するために、実行されてもよい。
従って、フロー・チャート説明の複数のブロックは、指定された複数機能を実行する手段の組み合わせ、指定された複数機能を実行する複数ステップの組み合わせ、及び指定された複数機能を実行するプログラム命令手段をサポートする。更に、フロー・チャート説明の各ブロック、及びフロー・チャート説明における複数ブロックの組み合わせは、指定された複数機能又は複数ステップを実行する特殊目的のハードウェアに基づくシステム、又は特殊目的のハードウェア及び複数コンピュータ命令の組み合わせにより実施されてもよいことも理解されるべきである。図８に示す移動端末１５の多くの構成要素は、図９に示すように基地局４２を構築するために使用されてもよく、図において、図８と同一構成要素は同一の参照番号により表され、更に基地局４２の構成要素を移動端末１５の構成要素から区別するために（’）により表されていることに注意すべきである。
図９に示す基地局４２は、メッセージを符号化し、かつ図８に示す移動端末１５に送信する。この送信動作は、基地局４２に関しては図７、また移動端末１５に関しては図６に示されている。
図８に示すように、本発明による移動端末１５は、電磁的な信号を送信及び受信するトランシーバ２２に接続されたアンテナ２１を含む。トランシーバ２２は制御プロセッサ２８により制御される。トランシーバ２２により送信される情報は、送信回路２４により処理され、送信回路２４は送信信号の処理をする。同様に、トランシーバ２２により受信された情報は、受信回路２６により処理され、受信回路２６は受信信号の処理をする。更に、これら回路のそれぞれは、制御プロセッサ２８により制御され、制御プロセッサ２８はデータ又はプロセッサ命令を記憶するメモリ又は他の記憶手段３２と接続されている。更に、移動端末１５は、充電式バッテリ又は他のこのような携帯電力貯蔵装置により典型的に動作する電源３０を含む。制御プロセッサ２８は、ここで述べているように電力消費を減少させるために、電源３０からの電力を例えば送信回路２４、受信回路２６及びトランシーバ２２のように、移動端末１５の他の構成要素に選択的に供給する。更に、移動端末１５は、制御プロセッサ２８と動作可能に接続されてユーザと対話するために例えばキーパッド３４、スピーカ３６、マイクロホン３８及びディスプレイ４０のような複数の入出力装置を含むことができる。
同様に、図９に示す基地局４２は、トランシーバ２２’に接続されたアンテナ２１’を含む。トランシーバ２２’は制御プロセッサ２８’により制御される。トランシーバ２２’により送信される情報は、送信回路２４’により処理され、送信回路２４’は送信信号の処理をする。同様に、トランシーバ２２’により受信された情報は、受信回路２６’により処理され、受信回路２６’は受信信号の処理をする。更に、これら回路のそれぞれは、制御プロセッサ２８’により制御され、制御プロセッサ２８’はデータ又はプロセッサ命令を記憶するメモリ又は他の記憶手段３２’接続されている。更に、基地局４２は電源３０’を含み、電源３０’は、移動端末１５と異なり、携帯可能である、又はバッテリのような電力貯蔵装置により動作する必要はない。従って、基地局４２は移動端末１５と同一の電力保存考慮をしなくともよい。更に、基地局４２は、ＭＳＣ２０へ及びからの情報を通信するＭＳＣインタフェース４４を含む。
ここで、基地局４２及び移動端末１５の動作が基地局４２から移動端末１５へ送信されるメッセージにいて説明される。例えば、メッセージは基地局４２のＭＳＣインタフェース４４により受信されるページ・メッセージ又は放送メッセージであっても、また１移動端末又は複数の移動端末へ送信するために制御プロセッサ２８’に供給されてもよい。図７に示すように、移動端末１５へのメッセージの送信は制御プロセッサ２８’により開始して、メッセージは特定の移動端末用に意図されたメッセージなのか、又はメッセージは放送メッセージなのかを判断する（ブロック７０及びブロック７２）。もしメッセージが放送メッセージであれば、制御プロセッサ２８’は放送メッセージにバージョン番号をメッセージの第１の部分に取り込む（ブロック７４）。もしメッセージが特定の移動端末用に意図されているのであれば、制御プロセッサ２８’は、以上でのべたように、移動端末のアドレス、又は移動ユニット識別子の一部のように端末に固有の情報を送信されるべきメッセージの第１の部分に取り込む（ブロック７６）。
いずれの場合も、メッセージの第１の部分及びそのメッセージの残りは送信回路２４’に供給され、送信回路２４’はメッセージの第１の部分及びそのメッセージの残りを個別的に符号化する（ブロック７８）。次いで、送信回路２４’はメッセージの個別的に符号化した２つの部分をトランシーバ２２’に供給してアンテナ２１’より送信し、送信回路２４’はメッセージの送信動作を完了する（ブロック８０、ブロック８２及びブロック８４）。
図６に示すように、移動端末１５は、トランシーバ２２を活性化させてメッセージのタイム・スロットを受信することにより、基地局４２からメッセージの受信を開始する（ブロック５０及びブロック５２）。次いで、移動端末１５はタイム・スロットを受信したトランシーバ２２を不活性化する（ブロック図５４）。次いで、移動端末１５は、メッセージの一部を復号するために十分なメッセージが受信されたか否かを判断する（ブロック５６）。もしメッセージの一部を復号するために十分なメッセージが受信されなかったときは、トランシーバ２２の活性化及び不活性化が適当なタイミングで繰り返されてメッセージのタイム・スロットを受信し続ける（ブロック５６、ブロック５２及びブロック５４）。
メッセージの一部を復号するために十分なタイム・スロットが受信されたときは、制御プロセッサ２８は受信回路２６が受信した情報を処理してメッセージの一部を復号する（ブロック５８）。次いで、制御プロセッサ２８は、メッセージの復号された部分により、放送メッセージの新しいバージョンは送信されているか、又はメッセージは移動端末１５に向けられているかを判断する。もしいずれもその通りのときは、ブロック６２に示すように、制御プロセッサ２８及び受信回路２６の活性化及び不活性化の処理は、メッセージの全体が受信されるまで続けられる。しかしながら、もしメッセージが新しい情報を含んでいない、又は異なる移動端末に向けられているときは、このメッセージに関するメッセージの受信処理は終結される（ブロック６４）。図６に示すように、もし制御プロセッサがメッセージ監視処理における任意の時点で、メッセージは移動端末により完全に受信される必要はないと判断すると、処理が終結可能にされ、そうでなければメッセージを受信して復号することに消費されてしまうであろうエネルギが保存され得る。
メッセージを以上で述べた移動端末へ送信することを目的としたメッセージ・システムに加えて、基地局４２及び移動端末１５の使用は、以上でのべたＧＳＭのような既知のセルラ通信の方法にほぼ適合している。これら移動端末１５及び基地局４２の概要的な動作機能は、当該技術分野に習熟している者に知られている。従って、基地局４２及び移動端末１５の概要動作は、本発明に関係しない所までは説明されない。
本発明による移動端末の一実施例の更に詳細なブロック図が図８Ａとして提供される。同様に、本発明による基地局の一実施例の更に詳細なブロック図が図９Ａに提供されている。移動端末１５及び基地局４２のように、両装置には多くの構成要素が共通しており、各装置において同一の機能を実行する。以下、図８Ａの移動局及び図９Ａの基地局の動作は、本発明の使用により達成され得るオペレーション数及び節約量を強調するために制御及び音声メッセージの送信及び受信の両方について説明される。説明を明確にするために、メッセージを受信し、かつ復号するために必要とされる多数の構成要素及びオペレーションは、多数のタイム・スロットにわたって分配されたメッセージが完全に受信され、かつ復号されるべきか否かについての早期検出に対する要求を増大させる。
第１に図８Ａを参照すると、ＩＳ−５４Ｂにほぼ適合し、かつ本発明に従って使用され得る例示的な移動端末のブロック図が示されている。図８Ａにおいて、ディジタル・チャネル上の通信に関係するある程度の構成要素が示されているが、これらの構成要素のいくつかに加えて又は代わって他のディジタル又はアナログ構成要素が使用されてもよいことは、理解されるべきである。図８Ａの例示的な移動端末は、音声及び制御データを送信及び受信することができる。送信回路はほぼ図８Ａの上半分に記載され、一方受信回路はほぼ図８Ａの下半分に記載されている。
図８Ａの移動端末において、ユーザからの音声は、音声コーダー１０１に対する入力として供給される前に、マイクロホン１００によりアナログ音声信号として検出され、次いで１以上の音声処理段に渡される（図８Ａには示されていない）。予備符号化音声処理段は、音声レベル調整、バイパス・フィルリング、及び付加的な高域通過フィルタリングの後にアナログ・ディジタル変換（例えば１３ビットＰＣＭフォーマット又は８ビット、マイクロ・ロー・フォーマット（μｌａｗ  ｆｏｒｍａｔ）を含むことができる。音声コーダ１０１は、音声圧縮アルゴリズム（例えば、ＲＥＬＰ又はＶＳＥＬＰ）を使用して音声信号を低速度データ・ビット・ストリーム（例えば、６４ｋｂｐｓから８ｋｂｐｓに）に圧縮する。音声コーダ１０１の出力は、１以上の誤り防止及び／又は訂正技術をデータ・ストリームに適用するチャネル・コーダ１０４に供給される。例えば、チャネル・コーダ１０４は、より傷付き易いビットのスピーチ・コード・データ・ストリームを保護するためにハーフ・レート繰り込みコード（ｒａｔｅ  ｏｎｅ−ｈａｌｆ  ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｅ）を使用する。チャネル・コーダー１０４は、更に、音声コーダー・フレームの若干数の最上位知覚ビットにわたるサイクリック・リダンダンシー・チェック（ＣＲＣ）を使用することができる。
図８Ａに示すように、制御データは、それぞれ移動端末内の高速接続制御チャネル（ＦＡＣＣＨ）発生器１０２及び低速接続制御チャネル（ＳＡＣＣＨ）発生器１０３において発生され、かつチャネル・コーダ１０５及び１０６において誤り符号化される。ＦＡＣＣＨメッセージは、「ブランク及びバースト」モードにより送信され、これによってバーストの音声データが高速のＦＡＣＣＨバーストによりブランク化及び置換される。これに対して、ＳＡＣＣＨメッセージは各音声データのバーストと共に低速度で連続的に送信される。図８Ａに示す例示的な実施例では、ＳＡＣＣＨメッセージが２２バースト・インターリーバ１１０に供給され、これが送信の前に、２２タイム・スロット上にＳＡＣＣＨデータを展開させる。
チャネル・コーダ１０４からの符号化音声ビット、及びチャネル・コーダ１０５からの符号化ＦＡＣＣＨメッセージは、時分割マルチプレクサ１０７のそれぞれの入力に供給され、時分割マルチプレクサ１０７は音声データ又はＦＡＣＣＨメッセージを複数の送信タイム・スロットにフォーマット化する。マルチプレクサ１０７の出力は２バースト・インターリーバ１０８に供給され、２バースト・インターリーバ１０８はレイリー・フェージィングの劣化作用を改善するように２タイム・スロットにわたり符号化音声又はＦＡＣＣＨデータをインターリーブする（従って、誤り符号化に加えて、チャネル誤りに対して更なる保護を与える）。これは、各音声タイム・スロットが連続する２コーダ・フレームからのデータを包含すること、又は同様に、各ＦＡＣＣＨメッセージが２つのタイム・スロット上に展開されることを意味する。２バースト・インターリーバ１０８の出力はモジュロ２の加算器１０９への入力として供給されて、データがビット毎に基づき、暗号化ユニット１１５により提供される擬似ランダム・キーストリームとの論理モジュロ２加算により暗号化される。暗号化ユニット１１５に対する入力は、２０ｍｓ毎に１回（即ち、フル・レート・チャネルのＴＤＭフレーム毎に１回）増加されるフレーム・カウンタ１１４の値、及び移動端末に固有の秘密キー１１６の値を含むことができる。フレーム・カウンタ１１４は２０ｍｓ毎に１回（即ち、送信ＴＤＭフレーム毎に１回）、暗号コード（擬似ランダム・キーストリーム）を更新するために使用される。暗号コードは、秘密キー１１６のビットを操作する暗号化アルゴリズムを使用して発生される。
モジュロ２の加算器１０９からの暗号データ及び２２バースト・インターリーバ１１０からインターリーブされたＳＡＣＣＨデータは、入力としてバースト発生器１１１に供給され、バースト発生器１１１は更に同期（ｓｙｎｃ）ワード、及び同期ワード／ＤＶＣＣ発生器１１２からのディジタル検証カラー・コード（ＤＶＣＣ）も供給されている。バースト発生器１１１は、同期ワード、ＤＶＣＣ、ＳＡＣＣＨデータ、及び音声又はＦＡＣＣＨデータをそれぞれ備えたデータ・バーストをフォーマット化する。同期ワードは、タイム・スロット識別及び同期と、遠方の受信機（即ち基地局）における等化器トレーニングとに使用される。ＤＶＣＣはトラヒック・コ・チャネルから現在のトラヒック・チャネルを区別し、かつ正しいＲＦチャネルが受信機により復号されていることを確認するために使用される。ＤＶＣＣは、例えばハミング・コードにより誤り符号化されてもよい。以下に示されているように、ＤＶＣＣ及び同期ワードは、基地局から移動端末に送信されるバーストのそれぞれに含まれている。
図８Ａを更に参照すると、バースト発生器１１１からのメッセージ・バーストのそれぞれは、ＴＤＭフレームのタイム・スロットのうちの１つに送信される。バースト発生器１１１は等化器１１３に接続され、等化器１１３は１タイム・スロットの送信を他のタイム・スロットの送信と同期させるために必要なタイミングを提供する。従って、等化器１１３は基地局（マスタ）から移動局（スレーブ）へ送信されるタイミング信号を検出して、バースト発生器１１１を同期させる。更に、等化器１１３は基地局から受信した同期ワード及びＤＶＣＣの値をチェックするために使用されてもよい。バースト発生器１１１及び等化器１１３の両者は、タイミング目的用にフレーム・カウンタ１１４に接続されている。
バースト発生器１１１により発生されるメッセージ・バーストは、ＲＦ変調器１１７に対する入力として供給され、ＲＦ変調器１１７はπ／４シフト差動符号化４位相シフト・キーイング（π／４ＤＱＰＳＫ）として知られた変調技術に従って搬送周波数を変調するために使用される。この技術の使用は、２ビット・シンボルが絶対位相よりも位相が４可能変化（±π／４及び±π３／４）として送信されるように、移動端末によって送信されるべき情報が差動的に符号化されることを意味する。選択されたＲＦチャネルにおける雑音による誤りを最小化するために、グレー・コードが１ビットのみが異なるシンボルに対する隣接位相の変化をマッピングするために使用されてもよい（最尤誤りは、受信機が隣接位相を選択することに帰結するので、このような誤りは単一ビットの誤りに限定される）。選択されたＲＦチャネル用の搬送周波数は、送信周波数シンセサイザ１１８によりＲＦ変調器１１７に供給される。ＲＦ変調器１１７のバースト変調された搬送波信号出力は、電力増幅器１１９により増幅され、次いでアンテナ１２０を経由して基地局に送信される。
移動端末での受信は本質的に送信の逆である。移動端末は基地局から受信機１２２に接続されたアンテナ１２１を通ってバースト変調信号を受信する。選択したＲＦチャネル用の受信機搬送波周波数は、受信周波数シンセサイザ１２３により発生され、かつＲＦ復調器１２４に供給され、ＲＦ復調器１２４は受信した搬送波信号を中間周波数（ＩＦ）信号に復調する。ＩＦ信号は更にＩＦ復調器１２５により復調され、ＩＦ復調器１２５はπ／４ＤＱＰＳＫ変調前の元のディジタル情報を回復する。次いで、ディジタル情報は、この情報を２ビット・シンボルにフォーマット化する等化器１１３に渡され、次いでシンボルを音声又はＦＡＣＣＨデータ及びＳＡＣＣＨデータからなる単一ビットのデータ・ストリームに変換するシンボル検出器１２６に渡される。シンボル検出器１２６はＦＡＣＣＨ又は音声データをモジュロ２加算器１２７に、及びＳＡＣＣＨデータを２２バースト・デインターリーバ（ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）１３５に分配する。
モジュロ２加算器１２７は暗号化ユニット１１５に接続されており、基地局内の送信機によりデータを暗号化するために使用されたと同一の擬似ランダム・キーストリームをビット毎に引き算することにより、暗号化された音声又はＦＡＣＣＨデータを解読するために使用される。モジュロ２加算器１２７の解読出力は２バースト・デインターリーバ１２８に供給され、２バースト・デインターリーバ１２８はディジタル・データの２連続フレームからのビットを組み立てることにより、音声又はＦＡＣＣＨデータを再構築する。２バースト・デインターリーバ１２８は、２チャネル・デコーダ１２９及び１３０に接続されており、これらは繰り込み符号化音声又はＦＡＣＣＨデータをそれぞれ復号し、かつＣＲＣビットをチェックして、誤りが発生したか否かを判断する（ＣＲＣビットは更にＦＡＣＣＨデータから音声データを区別する方法も提供する）。音声データはチャネル・デコーダ１２９から音声デコーダ１３１に供給され、音声デコーダ１３１は元のディジタル音声信号を再生する。次いで、この信号はスピーカ１３３により放送するのに前にアナログに変換され、かつろ波される。ＦＡＣＣＨメッセージはＦＡＣＣＨ検出器１３２により検出されて適当な操作のためにマイクロプロセッサ１３４に転送される。
２２バースト・デインターリーバ１３５はＳＡＣＣＨデータを再組み立てし、連続する２２フレーム上に展開される。２２バースト・デインターリーバ１３５の出力は、チャネル・デコーダ１３６に対する入力として供給される。ＳＡＣＣＨメッセージはＳＡＣＣＨ検出器１３７により検出されて適当な操作のためにマイクロプロセッサ１３４に転送される。
マイクロプロセッサ１３４は移動端末の活動を制御し、かつ移動端末と基地局との間で通信をする。基地局から受信したメッセージ及び移動端末により実行された測定に従ってマイクロプロセッサ１３４により、判断が行われる。マイクロプロセッサ１３４は、メモリ（図示なし）を備えており、更に端末キーボード入力及びディスプレイ出力ユニット１３８に接続されている。キーボード及びディスプレイ・ユニット１３８は、ユーザが呼を開始する、呼に応答する、及び情報を移動端末メモリに入力するのを可能にする。
図９Ａの基地局は図８Ａの移動端末と通信する。当該技術分野において通常に習熟している者により理解されるように、基地局及び移動端末の構築にはある程度の相違があり得る。例えば、図９Ａに示すように、基地局は多重受信アンテナ１２１’及びダイバーシティ受信用に関連付けされた無線ハードウェア１２２’〜１２５’を有することができる。更に、基地局は３（フル・レート）ディジタル・トラヒック・チャネル（ＤＴＣＨ）／ＲＦチャネルをサポートするので、ベースバンド処理ハードウェア（図９Ａにおける境界のボックス）は基地局において３倍されてもよく、ＩＦ復調器１２５’は、１出力ではなく３出力、即ち、ディジタル・トラヒック・チャネルのそれぞれについて１つを有することができる。加えて、通常、基地局は、多重ＲＦチャネル上で動作するので、適応可能なセルラ周波数繰り返し利用計画に従って基地局により使用されるべきＲＦチャネルの選択を実行するために、プログラマブル周波数組み合わせ器１１８Ａ’と共に多セットの無線チャネル・ハードウェア（ベースバンド処理及び無線ハードウェア）を含むことができる。他方、基地局は、ユーザ・キーボード及びディスプレイ・ユニット１３８を含まなくてもよいが、しかし２つのアンテナ１２１’のそれぞれにより受信された信号の強度を測定し、かつ出力をマイクロプロセッサ１３４’（ハンドオフ用）に提供するために、単一のレベル・メータ１００’を含むことができる。移動端末と基地局との間の他の相違は、当該技術分野において習熟している者に容易に理解されるべきである。その他、制御及び音声メッセージの送信及び受信に関する、基地局の動作は、移動端末に関して既に説明したものと本質的に同一である。
本発明の使用により、受信機１２２により受信され、ＲＦ復調器１２４により復調され、ＩＦ復調器１２５により復調され、かつシンボル検出器１２６により復調されたタイム・スロット数、モジュロ２加算器１２７、２バースト及び２２バースト・デインターリーバ１２８及び１３５、チャネル・デコーダ１３０及び１３６、並びにＦＡＣＣＨ及びＳＡＣＣＨ検出器１３２及び１３７は、減少されてもよい。従って、これらのモジュールの動作は、もしメッセージの第１の部分を受信するときに、避けられ、マイクロプロセッサ１３４は、そのメッセージの残りが受信される必要はないと判断する。従って、これらのモジュールは、活性化される必要はなく、そのメッセージの残りの部分を受信し、かつ復号するために利用されることになるエネルギは、保存され得る。
当該技術分野において習熟している者により理解されるように、本発明は、特に、メッセージが共通制御チャネル上を送信されるとき、より具体的にはメッセージがページ・メッセージであるときに有用である。本発明は、移動端末が着呼を見逃さないように各ページ・メッセージを典型的に監視するので、ページ・メッセージに特に有用である。従って、不必要なタイム・スロットを受信するのを避ける機会は、移動端末がページ・メッセージのように、ある形式のメッセージを監視する必要のある頻度と共に増加する。本発明の使用により達成される節減量は、１つの例を使用することにより明らかとなる。アジア・セルラ・サテライト・システム（ＡＣｅＳ）では、１９タイム・スロット長のページング・メッセージ構造（Ｈ−ＰＡＣＨ）及び８１タイム・スロットの放送制御チャネル（Ｓ−ＨＭＢＣＨ）が定義されている。ＧＳＭのように、１フレームは８タイム・スロットからなるが、制御マルチ・フレームは０〜１０１により番号付けされた１０２フレームを含む。制御マルチ・フレーム内では、１以上のタイム・スロットが複数のページング・チャネルに割り付けられる。１タイム・スロット用のページング・チャネルの構造は５ページング・チャネルを包含する。各ページング・チャネルは、１９タイム・スロット長を有し、１ページ・メッセージ／マルチ・フレームを搬送することができる。ＧＳＭのように、ページ・メッセージはページングされている移動端末の移動ユニット識別子を含む。各移動端末は、それ自身と一致する移動ユニット識別子によって１メッセージのための１ページング・チャネルを監視する。
本発明によれば、ページ・メッセージは不等な２部分に分割されてもよい。２部分のうちの短い方は、移動ユニット識別子の部分のみを包含する。この第１の部分は、第１の４タイム・スロット上に送出され、かつ個別的に復号できるように符号化される。これら第１の４バーストは、例えば５６ビット移動ユニット識別子の７ビットを包含することができる。次いで、移動端末は第１に４バーストを受信し、復号し、かつ受信したビットをその移動ユニット識別子におけるその対応するビットと比較する。もし正確な一致が存在するときは、ページ・メッセージの残りの１５タイム・スロットを受信する。
典型的な分布の移動端末からほぼランダムな分布の可能値が発見されるように７ビットの比較により、かつ移動ユニット識別子からこれらの７ビットを選択することにより、待機モードにある端末は、平均して、１／２7のメッセージにおける１９タイム・スロットの全てを読み出すことのみが必要となる。これは、電話により読み出されるタイム・スロット数を１９から平均して４＋１５／１２８＝４．１２タイム・スロットへ減少させる結果となる。受信及び信号処理の両者は、結果的な電力節約によるこの係数により、減少され得る。
本発明は特定のセルラ通信標準について説明されたが、本発明は特定の通信標準に限定されると解釈されるべきではない。更に、本発明は、メッセージを個別的に復号可能な２つの部分に分割すると説明したが、しかし当該技術分野において習熟している者により理解されるように、メッセージは任意数の部分に分割されてもよく、依然として本発明の効果により利益が得られる。更に、もしメッセージのフォーマットが受信されるに従って復号されるようになっているときは、メッセージは送信の前に複数の部分に分割される必要はないが、受信されるに従って受信移動端末により評価されてもよい。従って、ここで使用しているように、用語部分のメッセージは、メッセージ全体の個々に区別可能な任意のサブセットの情報を指す。
図面及び明細書において、本発明の典型的な好ましい実施例が開示され、特定の用語が採用されたが、これらは、限定を目的とするものではなく、一般的かつ記述的な意味においてのみ使用され、本発明の範囲は以下の請求の範囲に記載されている。
【図１】
0004094675.tif 000002
【図２】
0004094675.tif 000003
【図３】
0004094675.tif 000004
【図４】
0004094675.tif 000005
【図５】
0004094675.tif 000006
【図６】
0004094675.tif 000007
【図７】
0004094675.tif 000008
【図８】
0004094675.tif 000009
【図８Ａ−１】
0004094675.tif 000010
【図８Ａ−２】
0004094675.tif 000011
【図８Ａ】
0004094675.tif 000012
【図８Ａ−３】
0004094675.tif 000013
【図９】
0004094675.tif 000014
【図９Ａ−１】
0004094675.tif 000015
【図９Ａ−２】
0004094675.tif 000016
【図９Ａ】
0004094675.tif 000017
【図９Ａ−３】
0004094675.tif 000018