(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信ポートを有する無線アクセス通信装置とセルラー・ネットワークの間に無線通信を確立するステップと、
要求に応じて上記通信ポートに接続された複数のユーザ局からの呼要求に応えると共に、それに応じて上記無線アクセス通信装置を介して上記セルラー・ネットワークへの呼を確立するステップと、
上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークに定期的に登録するステップとを備える通信方法。
【請求項２】
上記方法は、複数の加入者識別子を複数の通信ポートに一対一で割当てるステップを更に備え、
上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークに定期的に登録する上記ステップが、上記セルラー・ネットワークに対する各通信ポート用の加入者識別子を、上記無線アクセス通信装置から上記セルラー・ネットワークに定期的に送信するステップを備える請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークに定期的に登録する上記ステップが、上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークの中央レジスタに登録するステップを備える請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークの中央レジスタに登録する上記ステップが、上記中央レジスタの記録保持時間より短い周期間隔で各加入者識別子を送信するステップを備える請求項３に記載の通信方法。
【請求項５】
上記周期間隔が１６秒以下である請求項４に記載の通信方法。
【請求項６】
上記中央レジスタが、上記セルラー・ネットワークの移動体交換センターのビジター・ロケーション・レジスタを備える請求項３に記載の通信方法。
【請求項７】
上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークに定期的に登録する上記ステップが、上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークの基地局に定期的に登録するステップを備え、
無線アクセス通信装置とセルラー・ネットワークの間に無線通信を確立する上記ステップが、上記無線アクセス通信装置と上記基地局の間に無線通信を確立するステップを備える請求項１に記載の通信方法。
【請求項８】
上記基地局において上記加入者ポートのうちの一つの定期的登録に係る受信が行われなかった時に、アラーム・メッセージを上記基地局から上記セルラー・ネットワークの中央局に送信するステップを更に備える請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
上記通信ポートを上記セルラー・ネットワークの中央レジスタに定期的に登録するステップを更に備える請求項７に記載の通信方法。
【請求項１０】
上記中央レジスタが、上記セルラー・ネットワークの移動体交換センターのビジター・ロケーション・レジスタを備える請求項９に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信サービスを提供する方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構内交換機（ＰＢＸ）や簡易交換システム（Ｋｅｙ  ｔｙｐｅ  ｓｙｓｔｅｍ）のようなローカルな電話交換システムは、公衆電話サービスの代替として、または公衆電話サービスに接続されるものとして、何年にもわたって事業所やその他施設で利用されてきた。ＰＢＸまたは簡易交換システムにおいては、公衆電話サービスにアクセスすることなく、ユーザは自局システム内で通話することができた。自局システム内での電話トラフィックが多ければ、そのようなシステムを利用することにより、多大な経済的利益が得られる。
【０００３】
他方、ＰＢＸや簡易交換システムを利用するものが、上記システムに接続されていない者に電話をする必要が生じたとき、一般的には、そのような外線呼は、ＰＢＸや簡易交換システム制御装置から地上通信線を経由して公衆電話会社を経由するようにルーティングされなければならない。そのような２つの機能（すなわち、自局システム内の呼のサポートと外線呼のサポート）を可能とするために、ＰＢＸや簡易交換システムへ接続する際に手動で電話呼のルーティングを行うことができる専用電話機が開発されている。例えば、異なる電話回線にそれぞれ対応するボタンを供えた卓上電話機を提供することができる。適切なボタンを押下することにより、ユーザは、構内通話の呼か、公衆電話ネットワークを介する呼のための別の指定回線かを選択する。
【０００４】
他のＰＢＸや簡易交換システムでは、選択した回線上での呼のルーティングを自動化しているものもある。例えば、ユーザは、ダイヤルされた最初のディジット（数字）により、自局システム内の呼であるか公衆電話ネットワークを介した呼であるかを選択でき、ＰＢＸや簡易交換システムは、その最初のディジットを分析し、適切な伝送手段を利用し正しい宛先へ呼をルーティングする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，６２９，９５６号明細書。
【特許文献２】米国特許第５，６１０，９４０号明細書。
【特許文献３】米国特許第５，５４８，２５３号明細書。
【特許文献４】米国特許第５，３９６，５１５号明細書。
【特許文献５】米国特許第５，４９９，２６５号明細書。
【特許文献６】米国特許第５，４５５，８２２号明細書。
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「移動体交換センターから基地局サブシステムへのインターフェース；レイヤー３仕様書（Mobile Switching Center (MSC) to Base Station Subsystem (BSS) Interface; Layer 3 Specification）」，ＧＳＭ勧告０８．０８。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＢＸや簡易交換システムは、私設構内電話システムを経済的にカバーするという点で利用価値の高いものである一方、長距離の場合は、ＰＢＸや簡易交換システムを使用するユーザは、ＰＢＸに接続された地上通信線を有する地域交換キャリア（Ｌｏｃａｌ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ（ＬＥＣ））に頼る必要がある。ＬＥＣは、呼を長距離キャリアに接続する。ユーザは、地域交換キャリアと長距離キャリアの両方に長距離電話呼の使用料を払わねばならないので、長距離電話サービスは、特に長距離通話の利用量が多い場合には、非常にコストの高いものになる可能性がある。
【０００８】
長距離サービスを用いる際にコストが高くなることに加えて、既存のＰＢＸや簡易交換システムのもう１つの潜在的な欠点として、遠隔地域での展開が難しいか、または費用がかかることが挙げられる。例えば、長距離サービスか、または、他の公衆ネットワークサービスが必要とされた場合、一般的にはＰＢＸや簡易交換システムの展開は、地上通信線が設置された地域に制限される。そうすることで、ＰＢＸや簡易交換システムにおいて、遠隔サービス提供者に接続するための地域交換キャリアへの接続が可能となる。所望の展開場所に地上通信線がなければ、ＰＢＸや簡易交換システムを利用して長距離アクセスを行うために地上通信線へ接続することは費用高となってしまう。また、従来型のＰＢＸや簡易交換システムは、長距離アクセスや他タイプの公衆ネットワークサービスのための地上通信線とインターフェースを必要とする場合に、一般的にはあまり高い移動性を発揮することができない。
【０００９】
ローカルエリアの呼を管理するＰＢＸや簡易交換電話システムの機能を有する通信システムであって、低コストかつ高い信頼性で長距離サービスまたはその他ネットワークサービスにもアクセス可能なものが必要とされている。比較的低費用でネットワークリソースや長距離のサービスエリアへのアクセスをＰＢＸや簡易交換システムが達成できるようにするための多用途なメカニズムも必要とされている。ＰＢＸや簡易交換システムまたは他のタイプのローカルエリアネットワークのローカルユーザに対して長距離のサービスエリアやその他ネットワークサービスを提供するための頑健かつ柔軟な通信プロトコルを用いる通信システムも必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、その１つの態様において、複数の電話回線を無線通信リンクを介してセルラー（携帯電話）ネットワークへ接続する無線トランクを有する通信システムを提供する。本発明のひとつの実施の形態では、構内交換機や簡易交換システムのような、中央電話交換機や顧客構内装置（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ  Ｐｒｅｍｉｓｅｓ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（ＣＰＥ））は、１つ又は複数のトランクを介して無線アクセス通信装置に接続される。該無線アクセス通信装置は、セルラーネットワークへの1つ又は複数の無線通信チャンネルをＣＰＥに提供する。呼は、ＣＰＥにより選択的に接続され、地上通信線を介してネットワークへ送られるか、もしくは、地上通信線を迂回する無線アクセス通信装置へ送られる。基地局の収容力とトラフィック量の許容範囲において、ある地理的領域内にある複数の無線アクセス通信装置は、セルラーネットワークの単一の基地局と通信を行うことができる。
【００１１】
本発明のもう1つの態様では、ＣＰＥに接続される複数のトランクインターフェースと、セルラーネットワークへの１つ又は複数の無線通信リンクを確立する無線トランシーバーとを有する無線アクセス通信装置が提供される。各トランクインターフェースは、ボコーダー（ｖｏｃｏｄｅｒ）および加入者インターフェースを備えた回線カードに接続される。コントローラは、回線カードと無線トランシーバーとのインターフェースをとり、無線伝送に適したフォーマットから、ＣＰＥトランク伝送に適したフォーマットへのデータ変換、又は逆の変換を補助する。無線アクセス通信装置とネットワーク間で通信されるデータは、無線アクセス通信装置で暗号化され、移動体交換センターにより、又は、移動体交換センターと基地局サブシステムの間に設けた、別個のトランスコーディング装置により解読される。
【００１２】
本発明におけるもう1つの態様では、無線アクセス通信装置は、各ＣＰＥトランクがネットワークへの加入者であるかように接続されているときの接続相手であるＣＰＥトランクのそれぞれを登録する。従って、各ＣＰＥトランクは、一意的な加入者識別コードによりアドレス指定されてもよい。無線アクセス通信装置は、好ましくは、情報をネットワークに送るためにさまざまな態様のＧＳＭ信号方式を利用して、無線アクセス通信装置により、ＧＳＭに基づくネットワークとの通信をトランスペアレントに行うことができる。
【００１３】
本発明における更にもう１つの態様では、無線アクセス通信装置は、定期的にそのＣＰＥトランクのそれぞれを再登録する。基地局は、無線アクセス通信装置からの再登録信号を受信してモニターし、所定の時間内に再登録信号がなければ、アラームメッセージをネットワークへ出力する。無線アクセス通信装置には一意的な装置識別コードが付与され、これにより、基地局は異なる無線通信リンクを単一の無線アクセス通信装置に相関させることができる。
【００１４】
本発明における更なるもう１つの態様では、無線アクセス通信装置の各トランクインターフェースは個々に認証され、データの暗号化および解読に必要な一意の暗号化鍵を導出する。ユーザ鍵は、各トランクインターフェースと、ネットワークの中央レジスタとに格納される。認証手順において、認証パラメータ（例えば、乱数）は、トランクインターフェースに転送され、トランクインターフェースは、署名つき応答と、格納されたユーザ鍵に基づいた暗号化鍵を生成する。ネットワークは、これに一致する署名つき応答及び暗号化鍵を、その一端において生成する。無線アクセス通信装置は、署名つき応答をネットワークに返信し、これは、さらなる通信が許可される前に検証される。
【００１５】
本発明における更なるもう１つの態様では、ダイヤルされたディジット（ＤＴＭＦトーンのような）が、少なくともひとつの無線通信リンクを含む通信経路を介して伝送される。呼のセットアップにおいて、ダイヤルされたディジットは、信号方式メッセージとして、無線アクセス通信装置から基地局へ伝送される。呼がアクティブである間においては、ダイヤルされたディジットは、各ディジットの開始および停止を示すＧＳＭ  ＤＴＡＰメッセージを利用して無線アクセス通信装置からネットワークへ伝送される。ＤＴＡＰメッセージは、基地局サブシステムに対して、トランスペアレントに中継される。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態において、無線アクセス通信装置は、さまざまな態様の周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、及び／又は符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）を利用した通信プロトコルに従って動作し、それによって、複数の通信チャンネルが、オンデマンドで無線アクセス通信装置へ割り当てられる。好ましい実施の形態においては、無線アクセス通信装置とセルラーネットワークの基地局との間の通信は、複数の無線全二重通信チャンネルによって実施され、各ＣＰＥトランクに１つのチャンネルが割り当てられ、基地局送信は、ある周波数帯域の時間スロットで行われ、ユーザ局送信（無線アクセス通信装置からのものを含む）は、異なる周波数帯域の時間スロットで行われる。このような実施の形態において、ユーザ局時間スロットは、基地局時間スロットから時間的にオフセットされてもよく、無線伝送は、スペクトル拡散技術を利用して実施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい実施の形態における、システム全体のアーキテクチャを示す図。
【図２】本発明の好ましい実施の形態における、無線アクセス通信装置の基本アーキテクチャを示すブロック図。
【図３】図２に示された無線アクセス通信装置のソフトウェアアーキテクチャを示す図。
【図４】基地局の基本アーキテクチャを示すブロック図。
【図５】図４に示された基地局のソフトウェア構成を示す図。
【図６】本発明の好ましい実施の形態における、無線アクセス通信装置に接続された複数トランクのアドレス指定を示すブロック図。
【図７】基地局と基地局コントローラ間のインターフェース信号方式の構成を示す図。
【図８】システムプロトコルのアーキテクチャを示す概略図。
【図９】好ましい実施の形態の通信システムにおける無線アクセス通信装置（ＣＰＲＵ）、基地局および基地局コントローラの構成要素間におけるベアラ（ｂｅａｒｅｒ）経路機能の分割を示す図。
【図１０】好ましい実施の形態のシステムにおける異なった構成要素間のインターフェースを示す図。
【図１１】異なるロケーションエリアに設けられ、かつ単一の基地局コントローラに接続された複数の無線アクセス通信装置を示す説明図。
【図１２】ネットワークレベルの登録手順を示す呼のフロー図。
【図１３】ネットワークレベルの登録解除（ＤＥ−登録）手順を示す呼のフロー図。
【図１４】ＰＢＸを有する通信システムにおける発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示す呼のフロー図。
【図１５】簡易交換システム（ＫＴＳ）を含む通信システムにおける発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示す呼のフロー図。
【図１６】もうひとつのタイプのＰＢＸを有する通信システムにおける発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示す呼のフロー図。
【図１７】もうひとつのタイプのＫＴＳを含む通信システムにおける発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示す呼のフロー図
【図１８】ＰＳＴＮが相互接続を行わないときに発信呼のセットアップに成功した場合を示す呼のフロー図。
【図１９】ＰＳＴＮが相互接続を行うときに発信呼のセットアップに成功した場合を示す呼のフロー図。
【図２０】通話中着信を含むシナリオを示す呼のフロー図。
【図２１】３者通話を含むシナリオを示す呼のフロー図。
【図２２】ＤＴＭＦトーン伝送を示す呼のフロー図。
【図２３】本発明の例示的な実施の形態における周波数スペクトル割り当てを示す周波数分布図。
【図２４】本発明の例示的な実施の形態における周波数スペクトル割り当てを示す周波数分布図。
【図２５】図１に示される通信システムで使用される無線通信プロトコルのタイミングチャートを示す図。
【図２６】図１に示される通信システムで使用されるもうひとつの無線通信プロトコルのタイミングチャートを示す図。
【図２７】認証処理を示す図。
【図２８】ネットワークレベルの登録を示す呼のフロー図。
【図２９】アラーム報告処理を示す呼のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明におけるさらなる実施の形態、改良形態、変更形態および機能向上も、以下で説明される。
【００１９】
図１に、本発明の好ましい実施の形態による通信システム１０１の全体システムアーキテクチャを示す。図１に示したシステムアーキテクチャにおいて、中央電話交換機１０５に複数の電話ステーション装置１０２が接続されている。ここでの電話ステーション装置１０２とは、電話機であってもよいし、モデム、ＦＡＸ、又は完了された呼接続(completed call connection)を介して通信できるその他の装置であってもよいことは理解されるところである。本明細書では中央電話交換機１０５を「顧客構内装置」ないし「ＣＰＥ」と呼称するが、このＣＰＥ１０５は、例えば構内交換機(ＰＢＸ)ないし簡易交換システム(key system)であってもよい。これらのＰＢＸや簡易交換システムについては、種々の構成が当該技術分野でよく知られているところである。
【００２０】
図１に示した好ましい実施の形態では、ＣＰＥ１０５は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ)１２５と無線アクセス通信装置１０６(本明細書及び図面においては、「顧客構内無線装置」ないし「ＣＰＲＵ」と呼称することがある)との両方に接続されている。後ほど詳述するように、好ましい実施の形態にあって、呼は、当該呼の種類に応じてＰＳＴＮ１２５と無線アクセス通信装置１０６とのいずれかに選択的に接続される。無線アクセス通信装置１０６は無線トランク１０８(複数の無線通信リンクからなる)を介して基地局１０９と通信する。基地局１０９は、地理的に隣接又は近接したその他の基地局１０９と共に、基地局コントローラ１１２に接続されている。この基地局コントローラ１１２はトランスコーディング装置１１５に接続され、トランスコーディング装置１１５は移動体交換センター（mobile switching center：ＭＳＣ）１１６に接続されている。所望によっては、基地局コントローラ１１２は、トランスコーディング装置１１５を間にはさむことなく、移動体交換センター１１６に直接接続されてもよい。移動体交換センター１１６は、ＰＳＴＮ１２５に接続される。
【００２１】
基地局コントローラ１１２は、トランスコーディング装置１１５に接続された（所望に応じてＭＳＣ１１６に接続された）ことに加えて、運用保守センター（operations and maintenance center：ＯＭＣ）１２０にも接続され、運用保守センター１２０は運用支援システム（operations support system：ＯＳＳ）１２２に接続されている。移動体交換センター１１６は、図１に示すように、ホームロケーションレジスタ及び認証センター（home location register and authentication center：ＨＬＲ／ＡｕＣ）１２３と、運用支援システム１２２とに接続してある。尚、基地局１０９は地域管理端末１２１とも接続されていてもよい。
【００２２】
後で説明するように、一態様での本発明は、無線トランクを有するシステムでの通信を促進するための信号伝送技術とプロトコルを提供するものである。信号方式情報は、無線アクセス通信装置１０６の機能を利用してＣＰＥ１０５とＰＳＴＮ１２５の間の通信を実行できるように、通信システム１０１の種々のインターフェースのうちの１つ又は複数を介して転送される。好ましい実施の形態では、通信システムはＩＳ-６６１通信プロトコル(或いは、ＩＳ-６６１プロトコルの修正版)とＧＳＭ通信プロトコルのうちのさまざまな態様を組み込んで、「ハイブリッド」プロトコルを利用している。好ましい信号伝送技術とプロトコルについての詳細な説明は、好ましいシステムの基本的な構成要素のうちのいくつかをその動作と共に説明した後に行うとする。
【００２３】
後述するように、一態様での本発明は、少なくとも一つの無線リンクを含む通信路を介して、ダイヤルされたディジット(例えば、ＤＴＭＦトーンの如く)を転送する。呼のセットアップ時において、ダイヤルされたディジットは、無線アクセス通信装置１０６から基地局１０９に信号方式メッセージとして送られる。呼がアクティブである間においては、ダイヤルされたディジットは、各ディジットの始まりと終わりとを示すＧＳＭ  ＤＴＡＰメッセージを利用して無線アクセス通信装置１０６からネットワークに送られる。ＤＴＡＰメッセージは基地局１０６と基地局コントローラ１１２とを介して、移動体交換センター１１６に対して、トランスペアレントに中継される。このディジット伝送に関する詳細な説明は、好ましいシステムの基本的な構成要素の構成及び動作のうちのいくつかを説明した後に行うとする。
【００２４】
また後述するように、一態様での本発明は、図１に示した通信システムの如くの無線通信システムでの認証及びセキュリティの技術を提供する。好ましくは無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥ１０５に接続された複数のトランクないしユーザインターフェース接続をサポートできるのが望ましく、その場合での認証は、トランクないしユーザインターフェース接続毎に個別的に行われる。ある態様にあっては、無線アクセス通信装置１０６は、ネットワークによって、個々の加入者の集まりとして扱われる。無線アクセス通信装置１０６によってサポートされる各トランクないしユーザインターフェース接続は、ネットワークから受信した認証パラメータに基づいて、それ自体の暗号化鍵を導出する。従って、無線アクセス通信装置１０６は、固有の一意的な暗号化パターンををそれぞれ有するベアラ経路である、ネットワークを介してルーティングされる複数の暗号化ベアラ経路(encrypted bearer paths)を提供する。好ましい認証及びセキュリティの技術の詳細な説明については、好ましいシステムの基本的な構成要素のうちのいくつかをその動作と共に説明した後に行うとする。
【００２５】
図１に示した好ましい通信システム１０１では、呼は、電話ステーション装置１０２から直接にＰＳＴＮ１２５を介して(即ち、陸上通信線接続を介して)接続されてもよく、または、無線アクセス通信装置１０６を用いて無線トランク１０８を介してＰＳＴＮ１２５に接続されてもよい。電話ステーション装置１０２の内の一つから発呼する場合、呼は直接にＰＳＴＮ１２５にルーティングされてもよく、或いは、無線アクセス通信装置１０６にルーティングされてもよい。このような呼のルーティングは、手動選択に基づくものであるか、または、ダイヤルされた番号に基づいて自動的になされるかの何れかであってもよく、詳細については後述する。好ましい実施の形態では、近距離の電話呼はＰＳＴＮ１２５に直接ルーティングされるが、長距離の電話呼は無線アクセス通信装置１０６を介してルーティングされる。
【００２６】
図１に示したシステムの動作は、部分的にもＣＰＥの特性に依存する。前述したように、ＣＰＥ１０５は、例えばＰＢＸや簡易交換システム(key-type system)を含んでもよい。ＣＰＥ１０５がＰＢＸを備えた場合での実施の形態では、このＰＢＸは、好ましくは、電話ステーション装置１０２からの発信呼を、ユーザがダイヤルした電話番号もしくはアクセスディジットの何れかに応じて、無線アクセス通信装置１０６またはＰＳＴＮ１２５の何れかへルーティングする。例えばユーザは、無線アクセス通信装置１０６にアクセスするためには所定のディジット（例えば、「８」）を最初にダイヤルし、また、ＰＳＴＮ１２５への直接ＬＥＣアクセスを行うためには別のディジット（例えば、「９」）を最初にダイヤルする。このようにして、例えばユーザは、無線アクセス通信装置１０６にアクセスして長距離発信電話呼の発呼を行うか、または、ＰＳＴＮ１２５にアクセスしてその他の種類の発信呼の発呼を行うことになる。別の方法としては、ある種のＰＢＸを、ダイヤルされた番号を分析して長距離呼及び近距離呼のルーティングを行うように構成してもよい。この機能を利用することで、長距離呼を無線アクセス通信装置１０６を介してルーティングするが、近距離呼や緊急呼についてはＰＳＴＮ１２５を介してルーティングするように、ＰＢＸを構成することができる。
【００２７】
ＣＰＥ１０５が簡易交換システムを備えた実施の形態にあっては、ユーザは電話機本体のボタンを押下して回線(無線アクセス通信装置１０６への回線か、ＰＳＴＮ１２５への回線)を手動選択してもよい。例えば、ユーザは長距離発信呼には呼処理装置として無線アクセス通信装置１０６を選択し、また、その他の発信呼にはＰＳＴＮ１２５を選択することになるであろう。一部の簡易交換システムは、ある種のＰＢＸのように、ダイヤルされた番号を分析して、呼の最初のディジット及び／又はダイヤルされた桁数に応じて当該呼を無線アクセス通信装置１０６又はＰＳＴＮ１２５の何れかへルーティングするように構成されていてもよい。このようにして、例えば長距離呼を無線アクセス通信装置１０６を介してルーティングし、また、近距離ないし緊急の呼をＰＳＴＮ１２５を介してルーティングできるように、簡易交換システムを構成することができる。
【００２８】
別の実施の形態にあっては、システムを、柔軟性は少ないものの、アーキテクチャを潜在的により簡単化するように構成してもよい。例えば、全ての着信呼がＰＳＴＮ１２５からＣＰＥ１０５に直接にルーティングされるようにする一方、全ての近距離発信呼(音声やデータの何れにしても)と、全ての長距離データ発信呼と、身体障害者のための全てのＴＴＹ呼とがＰＳＴＮ１２５を介して直接にルーティングされるように、システムを構成してもよい。そのような実施の形態にあっては、無線アクセス通信装置１０６は、概して長距離音声通信発信機能を有するものとなろう。
【００２９】
ＣＰＥ１０５は、ＣＰＥトランクインターフェース１０４を介して無線アクセス通信装置１０６に接続されている。ＣＰＥトランクインターフェース１０４は、複数のＣＰＥトランクを備え、ＣＰＥトランクのそれぞれは、例えば当業者には公知のループスタートトランクまたはグラウンドスタートトランクを含んでもよい。当業者にはよく知られているように、ループスタートトランクとグラウンドスタートトランクの両方を、同一の地域内交換設備(即ち、同一のＰＢＸないしＫＴＳ)によってサポートすることができる。
【００３０】
ＣＰＥ１０５がＰＢＸを備えた実施の形態においては、ＰＢＸは好ましくは所定の動作特性を有するものである。即ち、ＰＢＸとしては、ＰＢＸと無線アクセス通信装置１０６との間のＣＰＥトランクインターフェース１０４上のループスタートトランクまたはグラウンドスタートトランク(あるいは、その両方)をサポートすることに加えて、ループスタートトランクないしグラウンドスタートトランク上のＤＴＭＦアドレス信号方式もサポートしているのが望ましい。このＰＢＸは、前述したようにＰＳＴＮ１２５かまたは無線アクセス通信装置１０６のいずれかを介して呼をルーティングするように構成されることが可能であり、従って、どのトランクがＰＳＴＮ１２５につながり、どのトランクが無線アクセス通信装置１０６につながっているかを識別する機能を備えているのが望ましい。ＰＢＸとしては、発信呼が発呼された場合に試行するトランク群の順序を指定すると共に、無線アクセス通信装置１０６から無線システムへのアクセスに問題が発生した場合に無線アクセス通信装置１０６の代わりにＰＳＴＮ１２５を介して長距離発信呼をルーティングしなおす機能が備わっているのが望ましい。
【００３１】
他方、ＣＰＥ１０５が簡易交換電話システム（key telephone system：ＫＴＳ）を備えた実施の形態では、ＫＴＳは好ましくは所定の動作特性を有するものである。即ち、ＫＴＳとしては、ＫＴＳと無線アクセス通信装置１０６との間におけるＣＰＥトランクインターフェース１０４上のループスタートトランクまたはグラウンドスタートトランク(または、両方)をサポートするように構成されたことに加えて、ループスタートないしグラウンドスタートトランク上のＤＴＭＦアドレス信号方式もサポートし、前述したように呼をＰＳＴＮ１２５または無線アクセス通信装置１０６のいずれかを介してルーティングする機能が備わっているのが望ましい。また、これは必ずしも必須ではないが、補助的な呼支援機能(supplementary call support features)と、ルート選択機能(即ち、無線アクセス通信装置１０６とＰＳＴＮ１２５につながるトランク群を識別して、試行するトランク群の順序をＫＴＳ上で指定する機能)とがＫＴＳに備わっていてもよい。このようにＫＴＳにルート選択機能が備わっているのであれば、無線アクセス通信装置１０６から無線システムへのアクセスに問題が発生した場合に無線アクセス通信装置１０６の代わりにＰＳＴＮ１２５を介して長距離発信呼をルーティングしなおす機能が備わっていなければならない。
【００３２】
無線アクセス通信装置１０６は、無線システムを介してＣＰＥ１０５へアクセスする無線トランクのゲートウェイとして動作し、ＣＰＥ１０５からの呼を無線ネットワークを介して完了させることができるように個々のＣＰＥトランクを無線通信リンクと相関させる。図６は、複数(図示の例では４つ)のＣＰＥトランク６０２を介してＣＰＥ１０５(図１参照)に接続した無線アクセス通信装置６０５の一実施の形態を示している。この無線アクセス通信装置６０５は、複数の無線通信リンク(ないし「パイプ」)６０９を介して無線ネットワークに、特に、基地局(図６においては図示せず)に接続されている。無線アクセス通信装置６０５は無線通信リンク６０９を確立して、それとＣＰＥトランク６０２とを相関させ、これにより、特定のＣＰＥトランク６０２に係る通信が、割り当てられた無線通信リンク６０９を介して行われることになる。ＣＰＥ１０５と接続されているユーザは、ＣＰＥ１０５を介して何れかのＣＰＥトランク６０２に接続されることで、無線アクセス通信装置６０５への（従って、無線ネットワークへの）アクセスを得ることができる。このようにして、ＣＰＥ１０５と接続されている潜在的には大勢のユーザが無線ネットワークへの呼を完了させる能力を有し、このとき、同時に発呼できるユーザ数は、利用可能なＣＰＥトランク６０２（ひいては、無線通信リンク６０９）の数に等しくなる。
【００３３】
前述のように、無線アクセス通信装置１０６は、無線ネットワークへアクセスするＣＰＥ１０５のゲートウェイとして動作し、好ましくは種々の機能を実行するものである。好ましい実施の形態では、この無線アクセス通信装置１０６は、発信呼に係るオフフック検出を行い、ＣＰＥ１０５への（従って、発呼した電話ステーション装置１０２への）発信音の供給をサポートする。また、この無線アクセス通信装置１０６は、無線通信チャンネル(例えば、無線ネットワークがＴＤＭＡ及び／又はＴＤＤのシステムである場合、無線時間スロット)の獲得を開始すると共に、呼制御手順を開始する。呼が確立している間、この無線アクセス通信装置１０６はダイヤルされたアドレスディジット(即ち、ＤＴＭＦトーン)を検出して、検出したディジットを、呼制御信号方式を用いてネットワークへ転送する。無線アクセス通信装置１０６は、基地局１０９から受信され、呼の種別(基地局１０９で行われたディジット分析に基づく)を表すダイヤル終了標識に応じて、通常の発呼を行うか、それとも緊急発呼を行うかを判定する。また、この無線アクセス装置１０６はＣＰＥ１０５からオフフック遷移の検出も行い、このオフフック遷移に応答してネットワークに対する呼解放手順を開始する。呼が完了されたとき、無線通信装置１０６は、ＣＰＥ１０５によって開始される終話処理のための切断手順に係る、陸上通信線にとってトランスペアレントな制御を行う。この機能の一部として、無線アクセス装置１０６は、従来の無線システムによってサポートされる解放ガード時間(release guard times)を実装する。
【００３４】
無線アクセス通信装置１０６は、前述した機能の他に、呼がアクティブである間におけるＤＴＭＦディジットの信号方式もサポートしている。この機能の一部として、この無線アクセス通信装置１０６は、呼がアクティブである間にＣＰＥ１０５からのＤＴＭＦトーンを検出して、ＤＴＡＰ信号方式を用いてネットワークにそのディジットを中継する。また、呼の間に、この無線アクセス通信装置１０６は、ネットワークから受信した呼経過音をベアラ経路を介してＣＰＥ１０５にトランスペアレントに転送するようであってもよい。ネットワークから呼経過ＤＴＡＰ信号方式の受信が行われるときはいつも、この無線アクセス通信装置１０６は、呼経過ＤＴＡＰ信号を、ＣＰＥ１０５への呼経過音に変換する。この無線アクセス通信装置１０６は、必要なときにはＣＰＥ１０５へのリオーダ音を生成して、無線ネットワークの輻輳について、又は受話器外し信号のタイマー満了状態(permanent signal timer expiry conditions)についてＣＰＥ１０６に報知するようにしてもよい。
【００３５】
また、無線アクセス通信装置１０６としては、ベアラ処理に関係のある多数の機能を行えるのが望ましい。例えば、好ましい実施の形態としては、音声通信のボコーダ処理（電気的音声分析合成：vocoding）を無線アクセス通信装置１０６が行うようにしている。これについて詳述すれば、ボコーダ処理は、ネットワークにおけるための音声の符号化及び／又は圧縮と、それとは反対方向の（即ち、ＣＰＥ１０６へ送るための）音声の復号化及び／又は伸長(decompression)とを含む。また、無線アクセス通信装置１０６としては、順方向エラー訂正（ＦＥＣ)と、ベアラ音声の暗号化及び解読(無線アクセス通信装置１０６とトランスコーディング(transcoding)装置１１５とは、暗号化のピア・ツー・ピアエンドポイントである)と、エコーキャンセル機能も実行するのが望ましい。暗号化及び解読については、無線アクセス通信装置１０６は、無線送信(即ち、無線トランク１０８を経由した送信)に先立ってベアラデータを暗号化し、ネットワークから受信したベアラデータを解読する。エコーキャンセル機能は、例えばＣＰＥ１０５とのインターフェースに２線と４線のハイブリッド構造が存在するときに、無線ネットワークに向かって潜在的に生成される可能性のあるエコーを抑圧するために無線アクセス通信装置１０６によってサポートされる。
【００３６】
好ましい実施の形態にあっては、無線システムに関連した無線アクセス通信装置１０６は、呼登録機能、登録解除機能、ユーザ認証機能、ベアラ情報の暗号化機能、ネットワーク管理機能などの管理及びセキュリティ機能をサポートしている。無線アクセス通信装置１０６は、音声発信呼のための手段を提供することに加えて、緊急の発信呼（即ち、「９１１」）と、呼がアクティブである間におけるエンド・ツー・エンドのＤＴＭＦ信号方式とをサポートしているのが望ましい。
【００３７】
好ましい無線アクセス通信装置２０１の詳細な構成を図２に、また、その無線アクセス通信装置２０１の好ましいソフトウェア構成の詳細を図３にそれぞれ示す。図２に示したように、無線アクセス通信装置２０１は、トランクインターフェース(例えば、図１に示したトランクインターフェース１０４)を介してＣＰＥ１０５(図１を参照)を無線アクセス通信装置２０１に接続する複数の加入者ポート２０３を備えている。各加入者ポート２０３は、無線アクセス通信装置２０１を介する一つの呼接続をサポートし、例えばＲＪ-１１型インターフェースで構成されていてもよい。図２では加入者ポート２０３は合計四個あるとして図示しているが、これらの加入者ポート２０３の数は、無線アクセス通信装置２０１を利用する特定の用途、或いは、その環境に応じて変わる。例えば、無線アクセス通信装置２０１は、一つの加入者ポート２０３のみを備えていてもよいし、或いは、その無線通信装置２０１が一般にアクセス可能でありかつ利用可能な無線通信チャンネルの個数のような、実用上の考慮事項によってのみ限定される任意個数の加入者ポート２０３を備えていてもよい。また、加入者ポート２０３はどのようなインターフェースであってもよいが、前述のＲＪ-１１型インターフェースは斯かるインターフェースの一例に過ぎない。
【００３８】
各加入者ポート２０３は個々の回線インターフェース装置ないし回線カード部２０５に接続されている。従って、無線アクセス通信装置２０１は、加入者ポート２０３毎に一個ずつ、四個の回線カード部２０５を備える。回線カード部２０５は、ＣＰＥ１０５から無線アクセス通信装置２０１への物理的な加入者回線インターフェースを提供し、また、デジタル化及びデータ圧縮機能も提供する。
【００３９】
図２においては、複数の回線カード部２０５の内の一つについてその詳細を示しているが、残りの回線カード部２０５も同様に構成されている。回線カード部２０５は、どれか一つの加入者ポート２０３と接続した加入者インターフェース２０７を備える。この加入者インターフェース２０７は、加入者回線インターフェース回路（subscriber line interface circuit：ＳＬＩＣ）２１７を備え、これは、電池電源供給や過負荷保護、監視、２線と４線のハイブリッドなどを含む、従来公知のループインターフェース機能を提供する。この回線カード部２０５は、ループスタート及びグラウンドスタートの両方の信号方式をサポートしているのが望ましい。例えば無線アクセス通信装置２０１に設けられた手動式トグルスイッチないしディップスイッチ（図示せず）を用いて、ループスタート信号方式とグラウンドスタート信号方式との間での選択を行ってもよく、各回線カード部２０５は、ループスタートないしグラウンドスタートトランクとインターフェースするように個別に構成されてもよい。また、加入者インターフェース２０７は、標準的なＣＯＤＥＣ、または代替として加入者回線音声処理回路（subscriber line audio processing circuit：ＳＬＡＣ）２１５を備え、これにより、回線カード部２０５と、加入者ポート２０３に接続したユーザ局(例えば、図１に示した電話ステーション装置１０２)との間でアナログ・デジタル変換とデジタル・アナログ変換を行う。ＣＯＤＥＣないしＳＬＡＣ２１５は、標準的なμ−法パルス符号変調(ＰＣＭ)インターフェースをなしている。加入者インターフェース２０７には、呼出音を生成する呼出音生成器２１６も備わっている。
【００４０】
ＣＯＤＥＣないしＳＬＡＣ２１５からはデジタル化されたデータストリームが出力され、これが１つ又は複数の信号線２１４を介してボコーダ２０６に供給され、ボコーダ２０６はデジタルデータストリームを圧縮データ信号に圧縮する。ボコーダ２０６は、比較的高速のデジタル信号処理器２１１(例えば一秒当たり２０００万命令の処理速度か、その他の適当な速度で動作する)と、高速スタティックランダムアクセスメモリ(ＳＲＡＭ)２１２やＥＰＲＯＭ２１３の如くのサポートモジュールとからなる。ボコーダ２０６は好ましくは、例えば無線アクセス通信装置２０１がエラーを含むデータフレーム、もしくは、順方向エラー訂正(ＦＥＣ)では訂正できないエラーを含むデータフレームを検出したような状況に対処するために、予測音声パターンを導き出す補間機能をそれ自体の復号化機能の一部として提供する。また、ボコーダ２０６の復号化機能には、有益であればＣＰＥ１０５への出力を無音化するミュート機能が含まれているのが望ましく、これは例えば、制御トラフィック交換時にそのようにするのが有益である。ボコーダ２０６は、例えば８Ｋｂｐのレートで圧縮データ信号を出力し、この信号は、制御部２２０に設けた制御回線カードアッセンブリ（line card assembly：ＬＣＡ）２２６に供給される。制御部２２０はこれにより、回線カード部２０５毎に１つずつ、四つの圧縮データ信号を受信する。
【００４１】
各回線カード部２０５には、加入者インターフェースモジュール（subscriber interface module：ＳＩＭ）２０８も設けられている。ＳＩＭ２０８の概略的な機能としては、システムセキュリティを提供すること、加入者認証情報や加入者特有データの如くの情報を含む加入者特有情報を記憶することにある。好ましい実施の形態としては、ＳＩＭ機能は、各ＣＰＥトランクがネットワークによって異なった加入者とみなされてもよいように、無線アクセス通信装置２０１によってサポートされる各ＣＰＥトランク毎に複製されるようにする。この複製については図６を参照しながら説明する。図６では、複数のＣＰＥトランク６０２が無線アクセス通信装置６０５に接続されているように示している（各ＣＰＥトランク６０２は、図２の詳細図に示した加入者ポート２０３と接続されている）。各ＣＰＥトランク６０２毎に別個のＳＩＭ６０６が関連付けられている。従って、ＣＰＥトランク６０２が四つある場合では、無線アクセス通信装置６０５は四個のＳＩＭ６０６を備えている。この無線アクセス通信装置６０５は、物理的無線通信リンク６０９を取り扱う無線トランシーバ(図示せず)へデータとその他の情報を転送するために、ＣＰＥトランク６０２毎に１つずつ、複数の無線インターフェース装置６０７をさらに備えている。
【００４２】
一般に、通信システム内における各加入者は、一意的な識別パラメータと、おそらくは互いに異なるシステムパラメータとを必要とする。複数のＣＰＥトランク(図２に示した複数の加入者ポート２０３に対応)がシステムにより個々かつ固有の加入者と見なされる限り、各ＣＰＥトランクは、固有識別子と、好ましくは固有の認証パラメータ及びその他のシステムパラメータとに関連付けられ、これらは各回線カード２０５において用いられている別個のＳＩＭ２０８を少なくとも部分的に利用して実装される。
【００４３】
ＳＩＭ２０８の機能(functionality)は、無線アクセス通信装置のハードウェアアーキテクチャ内での一個かそれ以上の取外し不能ＳＩＭチップとして実装されてもよい。ＳＩＭ２０８は、不揮発性メモリ(例えばＲＯＭや不揮発性ＲＡＭ)内に、加入者識別子の如くの加入者情報を記憶している。好ましい実施の形態としては、加入者識別子として、国際移動体加入者識別子（international mobile subscriber identifier：ＩＭＳＩ）番号を利用する。ＳＩＭ２０８は、前述のように加入者識別子を記憶していることに加えて、例えば所定のＧＳＭ用途で従来用いられている「Ａ３」及び／又は「Ａ８」の認証手順のような認証手順を実行するようになっている。この認証については後で詳述する。
【００４４】
ある態様における本発明は、無線アクセス通信装置１０６を含む好ましい通信システム１０１のセキュリティ機能に関係している。そのようなセキュリティ機能には、例えば認証と暗号化とが含まれている。
【００４５】
無線アクセス通信装置１０６では近距離移動体セルラーシステムの無線リソースが利用されているので、他人が携帯電話機（ハンドセット）を不正に使おうとするのと同じやり方で無線アクセス通信装置１０６の身元情報を不正に使おうとするケースが考えられる。例えば、多くのアナログ移動電話通信網において携帯電話機のクローンが作られ、斯かる電話の不正使用に起因して大量の減益を来すようなことがある。
【００４６】
このことから、好ましい通信システム１０１では、ネットワークリソースが許可なく使用されるのを阻止するためにも、また、無線アクセス通信装置１０６(及びその他の無線エンティティ)を詐称から保護するためにも、認証手順が使われる。認証は、ユーザ登録毎に実行されるとともに、通常の呼のセットアップの一部として１−ｉｎ−Ｎ方式で、すなわちＮ回の発呼毎に１回の認証を行うのが望ましい。但し、Ｎはシステムに応じて適宜設定する。
【００４７】
また、好ましい実施の形態としては、認証の要求及び応答とは、ＧＳＭ移動管理（mobility management：ＭＭ）プロトコルの一部としてＭＳＣ１１６と無線アクセス通信装置１０６との間で転送されるようになっており、また、ＧＳＭ  Ａ３／Ａ８認証機構に基づいている。ユーザ側にあっては、無線アクセス通信装置１０６は、各ＣＰＥトランク毎に標準のＧＳＭ  ＳＩＭ機能を含んでいる。無線アクセス通信装置１０６においては、各ＣＰＥトランク毎に、ＣＰＥトランクに関連付けられたＧＳＭ  ＳＩＭ機能の中で加入者の身元情報（即ち、ＩＭＳＩ）と加入者鍵値（Ｋ）とが記憶されている。ネットワーク側にあっては、ＭＳＣ１１６は、ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）構成要素に対して一式の認証情報を要求する。好ましい実施の形態としては、この一式の認証情報は、本明細書において３つ組認証情報と称する三つの認証パラメータからなる。ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のＨＬＲ／ＡｕＣ構成要素のうちのＨＬＲ構成要素はＭＳＣ１１６に対して認証情報の一式を転送する。
【００４８】
３つ組認証情報は、生成された乱数(ＲＡＮＤ)と、加入者のＳＩＭカードの認証に利用される、署名つき応答(ＳＲＥＳ)と、無線アクセス通信装置１０６とネットワークとの間の無線リンクにわたる情報を暗号化し、かつ解読するのに利用される暗号化鍵(Ｋｃ)との三つからなる。ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のうちのＡｕＣ構成要素と、無線アクセス通信装置１０６との両方に記憶されている加入者鍵値Ｋｉは、二つの別個のアルゴリズム（当該技術では一般にＡ３とＡ８として知られている）のいずれかにおいて、又は組み合わされたＡ３／Ａ８アルゴリズムにおいて使用され、これにより認証手順のための暗号化鍵Ｋｃと署名つき応答ＳＲＥＳとが生成される。ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のうちのＡｕＣ構成要素では、乱数ＲＡＮＤを生成するために乱数生成器を利用しており、生成した乱数ＲＡＮＤはＭＳＣ１１６により無線アクセス通信装置１０６へ供給される。無線アクセス通信装置１０６は、この乱数ＲＡＮＤを、加入者鍵値Ｋｉと一緒にＡ３アルゴリズムへの入力とすることにより、署名つき応答ＳＲＥＳを生成する一方、Ａ８アルゴリズムへの入力とすることにより、暗号化鍵Ｋｃを生成する。
【００４９】
この署名つき応答ＳＲＥＳは、ＭＳＣ１１６に返信され、続いてビジターロケーションレジスタ（visitor location register：ＶＬＲ）により、ＶＬＲ内の署名つき応答値と比較される。返信された署名つき応答ＳＲＥＳがＶＬＲ内の署名つき応答値と一致するなら、加入者は、登録をし、発呼し、他のネットワーク相互動作をする許可を受ける。他方、返信された署名つき応答ＳＲＥＳがＶＬＲ内の署名つき応答値と一致しないなら、加入者は、登録をし、発呼し、他のネットワーク相互動作をすることを禁止される。そのような場合、基地局１０９は、認証（authentication）の試みが失敗したことをＭＳＣ１１６により通知され、基地局１０９は、認証失敗のメッセージとともに、無線アクセス通信装置１０６への呼の接続を終わらせる。
【００５０】
好ましくは、ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のうちのＡｕＣ構成要素と、ＳＩＭ構成要素は、加入者鍵値Ｋiの存在とＡ３／Ａ８アルゴリズムについて知っている唯一の部分である。ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のうちのＡｕＣ構成要素は、各認証要求に対して新しい乱数ＲＡＮＤを生成し、署名つき応答ＳＲＥＳと暗号化鍵Ｋcを導出し、必要なら、それらをＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のうちのＡｕＣ構成要素とＭＳＣ１１６とに転送する。ＭＳＣ１１６は、署名つき応答ＳＲＥＳまたは暗号化鍵Ｋｃの実際の導出には関係される必要はない。
【００５１】
図２７は、認証手順を説明する図であり、通信システム１０１の好ましい実施形態における機能の分割を含む。図２７に示されるように、乱数ＲＡＮＤ、署名つき応答ＳＲＥＳおよび暗号化鍵Ｋcを含む３つ組認証情報は、ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３からの要求により転送された後で、ＭＳＣ１１６のＶＬＲに格納される。乱数ＲＡＮＤは無線アクセス通信装置１０６に送られ、そこで、署名つき応答ＳＲＥＳと暗号化鍵Ｋcとをローカルに生成するため加入者鍵値Ｋiとともに用いられる。署名つき応答ＳＲＥＳは、ＭＳＣ１１６のＶＬＲに格納されたＳＲＥＳに対する比較のため、無線アクセス通信装置１０６によりＭＳＣ１１６に返信される。その後、暗号化鍵Ｋcは無線通信チャンネルを通る送信を暗号化するために使用される。
【００５２】
ユーザ側でのベアラ（bearer）暗号化は、無線アクセス通信装置１０６により行われる。ネットワーク側でのベアラ情報の暗号化は、好ましくは、トランスコーディング(transcoding)装置１１５で実行される。オプションで、信号方式メッセージ（たとえば制御トラフィック）の暗号化が実行されてもよい。多様な適当なアルゴリズムがベアラ暗号化のために選択できる。たとえば、ＧＳＭ  Ａ５／１アルゴリズムがそのような目的のため利用できる。
【００５３】
呼の確立の一部として、認証処理の間の暗号化鍵Ｋｃの確立と関連して、暗号モード設定手順を用いて暗号化処理がセットアップされてもよい。暗号化鍵Ｋcは、ＭＳＣ１１６から基地局コントローラ１１２に中継されてもよく、次に、基地局コントローラ１１２は、Ｎ−インターフェース５６２を通る信号方式メッセージを用いて基地局１０９に暗号化鍵Ｋcを中継する。次に、基地局１０９は、インバンド（inband）信号方式を用いて、暗号化鍵Ｋcをトランスコーディング装置１１５に中継して返信する。
【００５４】
再び図２を参照して説明すると、無線アクセス通信装置２０１の制御部２２０は、無線アクセス通信装置２０１の事実上全ての面でタイミングと制御を行う。制御部２２０は、たとえば１６ビットＲＩＳＣプロセッサ（シーメンス社製のＣ１６５またはＣ１６３プロセッサなど）と、関連するサポートモジュール（すなわち、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリなど）からなるプロセッサ２２５を含む。ＳＩＭ２０８へのアクセスは、ホストプロセッサ２２５により開始され、制御部２２０における制御回線カード・アッセンブリ（ＬＣＡ）により制御されてフォーマット処理が行われる。また、プロセッサ２２５は、多くのシステムの活動を協働させ、種々のモジュールの間でデータを移動させる。
【００５５】
プロセッサ２２５は、制御ＬＣＡ２２６に接続され、制御ＬＣＡ２２６は、上述のように、回線カード部２０５の各々からボコーダに接続される。また、制御ＬＣＡ２２６は、無線インターフェース回線カード・アッセンブリ（radio interface control line card assembly：ＲＩＦＬＣＡ）に接続される。制御ＬＣＡ２２６は、無線アクセス通信装置２０１の無線部と回線カード部との間のインターフェースを提供する。制御ＬＣＡ２２６は、データのパッケージ化及びフォーマット処理を行い、また、無線（over-the-air：ＯＴＡ）プロトコルを調整し、かつ制御する。これにより、最大で４つまでのシリアルデータストリーム（各回線カード部２０５から１つずつ）とそれぞれの無線通信チャンネルとの間の協働を維持する。
【００５６】
無線インターフェースＬＣＡ２２７は、ベースバンドプロセッサ２２８に接続される。ベースバンドプロセッサ２２８は、デジタル無線ＡＳＩＣ（digital radio ASIC：ＤＲＡ）２２９を含んでいてもよい。ベースバンドプロセッサ２２８は、無線部２４０に接続される。無線部２４０は、好ましくは、制御ＬＣＡ２２６に接続された選択器２４２により選択可能な、複数のアンテナ２４３を備える。これにより、１以上のアンテナ２４３からの信号が、無線トランシーバ２４１（または各アンテナ２４３につき１つずつの無線トランシーバ）に与えられる。１つの実施形態では、無線アクセス通信装置２０１が通信する各時間フレームに対し最良のアンテナ（及び／または無線受信機）を選択するように、アンテナダイバーシティ技術が使用される。
【００５７】
無線アクセス通信装置２０１は、外部の直流電源２５０またはオンボード電池２５１のいずれかにより電力供給を受けてもよい。電池２５１は、予備の電源として使用でき、外部電源２５０が切断されたときや利用できないときに自動的に使用される。無線アクセス通信装置２０１の電力部２２１は、論理部と無線部とに必要な電力を供給するローカルの電圧レギュレータと、任意の必要なループ電池電圧を供給するスイッチングレギュレータとを含んでもよい。
【００５８】
無線アクセス通信装置２０１は、観察者に装置の状況を示すため、ＬＥＤ２３１または他の視覚表示機構を備えてもよい。表示されるステータス状況の種類は、たとえば、電力が入っているか否か、装置が機能しているか否か（すなわち、すべての自己テストに合格したか）、または、装置がサービス中であるか否か（すなわち、基地局に現在登録されているか）を含む。
【００５９】
動作時には、圧縮されたシリアルデータが、制御ＬＣＡ２２６の制御のもとで複数の回線カード２０５の間で転送される。制御ＬＣＡ２２６は、圧縮されたシリアルデータを、無線インターフェースＬＣＡ２２７に適したフォーマットにする。また、制御ＬＣＡ２２６は、任意の所望の暗号化をおこない、順方向エラー訂正情報を付加する。制御ＬＣＡ２２６は、データを無線インターフェースＬＣＡ２２７に送り、無線インターフェースＬＣＡ２２７は、そのデータをベースバンドプロセッサ２２８に送る。無線インターフェースＬＣＡ２２７は、チャンネルとタイミングの情報を追跡し、チャンネルとタイミングのパラメータに従ってデータを処理することをベースバンドプロセッサ２２８に指示する。好ましい実施形態では、ベースバンドプロセッサ２２８は、例えば特許文献１〜３に示した送信機に関して説明したように、連続位相変調スペクトル拡散信号、または他の種類の直交位相信号または関連する信号を定式化するための送信機を含む。無線インターフェースＬＣＡ２２７により決定されるように、適当な時間間隔で、ベースバンドプロセッサ２２８は、データを無線部２４０に送り、無線部２４０は、信号を適当な送信周波数に変換し、無線で送信するために任意の必要なフィルタリングを行う。無線アクセス通信装置１０６により使用される周波数帯域は、一般に、そのシステムが配備されている全体的な通信システムにより支配される。たとえば、周波数帯域は、１９３０〜１９９０MHｚのＰＣＳ周波数帯域内であってもよく、または、任意の他の適当な１以上の周波数帯域であってもよい。
【００６０】
到来するメッセージ信号は、１以上のアンテナにより受信されて無線トランシーバ２４１に送られ、必要に応じてダウンコンバート及び／またはフィルタリングが行われる。ダウンコンバート及び／またはフィルタリングがなされたデータは、次に、ベースバンドプロセッサ２２８に送られ、ベースバンドプロセッサ２２８は、受信された信号を復調する。好ましい実施形態では、無線アクセス通信装置２０１は、スペクトル拡散フォーマットを用いてデータを送信し受信する。そのような実施形態において、ベースバンドプロセッサ２２８は、好ましくは、スペクトル拡散相関器（correlator）を含む。当該技術では、多様なスペクトル拡散相関器が知られており、その例として、たとえば、特許文献１、２、４および５に説明または記載されている実施形態がある。
【００６１】
ベースバンドプロセッサ２２８は、とりわけ受信信号強度表示信号（ＲＳＳＩ）を出力し、これは、制御ＬＣＡ２２６により、到来信号を受信するための最良のアンテナ２４３（および／または無線受信機）を選択する際に使用される。スペクトル拡散相関処理の後で、ベースバンドプロセッサ２２８は、無線インターフェースＬＣＡ２２７にデータビットのストリームを出力し、無線インターフェースＬＣＡ２２７は、そのデータが受信された無線通信チャンネルに基いて、適当な回線カード２０５にデータを転送する。次に、そのデータは、回線カード２０５により処理され、その回線カード２０５に接続された特定の加入者ポート２０３を介してＣＰＥ１０５に送られる。
【００６２】
図３は、無線アクセス通信装置２０１のための好ましいソフトウエア構造の図である。図３に示されるように、無線アクセス通信装置２０１のソフトウエアは、無線アクセス通信装置２０１によりサポートされる物理的インターフェースに基き、機能的に２つの主要構成要素に分けられる。これらの２つの主要構成要素は、回線管理部３５０及び無線管理部３５１として参照される。
【００６３】
回線管理部３５０は、概して、無線アクセス通信装置２０１とＣＰＥ１０５の間のＣＰＥトランク管理と通信を扱う。また、このＣＰＥトランク管理と通信インターフェース機能に加えて、回線管理部３５０は、呼の信号方式と、ＤＴＭＦ認識と、集められたＤＴＭＦディジットの無線管理部３５１への転送とを受け持つ。回線管理部３５０は、複数の回線ドライバ３０３および複数のＳＩＭドライバ３０４を備え、無線アクセス通信装置２０１によりサポートされるＣＰＥトランク毎に１つずつの回線ドライバ３０３および１つずつのＳＩＭドライバ３０４が設けられる。１つの回線ドライバ３０３および１つのＳＩＭドライバ３０４とが集まって、１つのＣＰＥ回線ソフトウエア構成要素３０２となる。
【００６４】
無線管理部３５１は、基地局１０９（図１参照）への通信インターフェースとリンク管理を扱う。また、無線管理部３５１は、先に詳細に説明したように、（回線管理部３５０を介しての）ＣＰＥ１０５からのＤＴＭＦディジットの受信と、基地局１０９へのＤＴＭＦディジットの中継（最終的にはＰＳＴＮ１２５に送られる）を受け持つ。また、無線管理部３５１は、基地局コントローラ１１２や移動体交換センター１１６（図１参照）などの種々のネットワークエンティティとのエンド・ツー・エンドの通信を含む、無線通信プロトコルを実装する。無線管理部３５１により実装される無線通信プロトコルの１例では、たとえば、ＧＳＭ直接アプリケーション転送部（direct application transfer part：ＤＴＡＰ）プロトコル、または、本明細書で説明されているＩＳ−６６１無線（「Ｏ−Notes」）プロトコルである。物理的無線レベルで、無線アクセス通信装置２０１の無線管理部３５１は、好ましくは、ＩＳ−６６１プロトコルを実装する。
【００６５】
図３にさらに示すように、無線管理部３５１は、無線アクセス通信装置２０１によりサポートされるＣＰＥトランク（すなわち加入者ポート２０３）毎に１つずつの、複数のＣＰＥ回線リンクオブジェクト３１０を備える。各ＣＰＥ回線リンクオブジェクト３１０は、１つのＣＰＥ回線またはトランクのための信号方式のリソースを提供し、信号方式プロトコルスタックをともに形成するいくつかの構成要素を備える。信号方式プロトコルスタックのこれらの構成要素は、ＣＰＥ回線とのインターフェースとしてともに動作して、呼の管理、移動管理、音声呼を完成させるために必要な無線リソース機能、および、ネットワークリソースを使用するために要求される登録機能を提供する。
【００６６】
各ＣＰＥ回線リンクオブジェクト３１０は、ＣＰＥ回線管理部３１１を備え、ＣＰＥ回線管理部３１１の目的は、適当なＣＰＥ回線またはトランクのためのＣＰＥ回線ソフトウエア構成要素３０２とのインターフェースをとることである。好ましい実施形態では、ＣＰＥ回線管理部は、ＧＳＭ呼管理部３１２とＧＳＭ呼登録管理部３１３とのインターフェースをとり、これらの両者は、ＧＳＭ移動管理構成要素３１４とのインターフェースをとる。ＧＳＭ移動管理構成要素３１４は、プロトコル適応（protocol adaption：ＰＡＬ）構成要素３１５とのインターフェースをとり、プロトコル適応（ＰＡＬ）構成要素３１５は、無線（ＯＴＡ）状態マシン３１６とのインターフェースをとる。ＯＴＡ状態マシン３１６は、概して、物理的無線インターフェースの管理を受け持ち、無線送信／受信インターフェース及びスロット管理（ＲＴＲＸ）構成要素３２１と通信する。
【００６７】
動作時には、図１３〜図２２の呼のフローの図を参照して後で詳細に説明するように、ＣＰＥ回線管理部３１１は、ＧＳＭ移動管理構成要素３１４に信号を送り、接続確立手順を開始する。また、ＣＰＥ回線管理部３１１は、ネットワークへのＤＴＭＦディジットの送信、音声経路を有効にすること、呼出音の生成、話中音の生成（ＰＳＴＮが相互接続を行わない場合）、および、ＣＰＥ１０５へのオンフック表示信号の送信を制御する。さらに、ＣＰＥ回線管理部３１１は、通常および緊急の呼の手順を管理するとともに、ＣＰＥで開始された終話処理を管理する。
【００６８】
ＧＳＭ呼管理構成要素３１２と、ＧＳＭ登録構成要素３１３と、ＧＳＭ移動管理構成要素３１４は、それぞれ呼管理、登録、及び移動管理に関係したある程度（段階）のＧＳＭ機能を提供する。プロトコル適応構成要素３１５は、もし必要であれば、ＧＳＭ信号方式（signaling）プロトコルを無線プロトコル（例えば、ＩＳ−６６１無線プロトコルのような）に適合させる。ＯＴＡ状態マシン３１６は無線プロトコルを実装し、上述したように、物理的な無線インターフェースを管理する。
【００６９】
複数のＣＰＥ回線リンクオブジェクト３１０に加えて、ＯＴＡ管理部３５１はさらに、無線アクセス通信装置２０１のハードウェア（回線ドライバ３０３及びＳＩＭドライバ３０４に制御されたハードウェアを含む。）にプログラミングインターフェースを提供する、ハードウェアサービス構成要素３２０を備える。ＯＴＡ管理部３５１は、パワー・オン／リセット初期化（ＰＯＳＴ）構成要素３２３及びデバッグポート管理部３２２を含むとともに、リアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）３３０を含んでもよく、これはマルチタスクオペレーティングシステムであってもよい。デバッグポート管理部３２２が提供されるとき、ソフトウェアの内部状態に外側からアクセスすることができ、またソフトウェアのダウンロードが許可される。
【００７０】
上述の構成要素に加えて、ＯＴＡ管理部３５１はまた、運用、管理及び処理（operations, administration and management：ＯＡＭ）構成要素３２４を備える。ＯＡＭ構成要素はアプリケーションレベルで動作し、障害の認識、アラームの発生と送信、及び障害検出ならびにアラームにおいて必要とされる呼処理データのための回線管理部３５０との通信のような機能を実行する。モニターされる障害又は故障のタイプは、例えば、ハードウェア故障（電源障害、無線装置障害、回線カード障害などのような）、ソフトウェア障害、通信障害、及びサービス品質の障害（例えば、時間周期毎の不成功に終わった呼の試行、時間周期毎の時間スロット交換要求、時間周期毎の不成功に終わった時間スロット交換、時間周期毎の消失した呼の数、ビットエラーレートで表示されるチャンネル品質など）、その他を含んでもよい。ソフトウェア、ハードウェア及び電気通信の機能間の依存関係に起因する複数の故障を引き起こす単一の障害を単一の障害として報告するように、障害報告を調整してもよい。
【００７１】
１つの態様において、無線アクセス通信装置２０１をサポートするために用いられる無線管理部３５１の機能は、移動体ユーザアプリケーションをサポートするために用いられる機能の部分集合又は変形としてみなすことができる。例えば、従来のＧＳＭシステムにおいて移動体ユーザをサポートするために用いられる移動管理インターフェース（mobility management interface：ＭＭＩ）ソフトウェア構成要素は、図３に図示されるソフトウェアアーキテクチャにおいて、ＣＰＥ回線管理部３１１に置き換えられる。移動体ユーザアプリケーションに関する他の違いは、（移動体ユーザアプリケーションの場合に信号方式（signaling）プロトコルスタックを単一の論理インスタンスとして有することに対して）信号方式プロトコルスタックの論理インスタンスが、無線アクセス通信装置２０１に接続されたＣＰＥ回線毎にそれぞれ提供されることと、ＳＩＭドライバが、例えば複数の独立ＳＩＭドライバ３０４の提供によって、複数のＳＩＭ（又はそれらの論理的等価物）を収容するように移動体ユーザアプリケーションに対して変形されることとである。さらに、ＣＰＥ１０５からのハードウェア音声経路を基地局通信リンクと関連付ける能力が追加される。また、信号方式プロトコルはまた、本明細書に詳述されるように、基地局１０９（図１を参照。）によるディジット分析をサポートするために変形される。ある移動体ユーザアプリケーションにおいて従来用いられるＤＳＡＴ及びＤＴＡアダプタソフトウェア構成要素は、無線アクセス通信装置２０１によって必要とされず、従って実装されない。
【００７２】
再び図１を参照すると、無線アクセス通信装置１０６は、上述のように、無線システムの基地局１０９とインターフェースをとり、これによってＰＳＴＮ１２５への最終的なアクセスを可能にする。好ましい基地局４０１のブロック図が図４に図示されている。基地局４０１は、共通グローバルバスのバックプレーンにより互いに接続された、多数の別個の構成要素を備える。これらの構成要素はデジタル回線カード４０４と、無線（ＯＴＡ）プロセッサカード４０５と、電源モジュール４０７と、複数の無線カード４０６とを含み、これらすべては電子回路モジュール４２０上に存在する。電子回路モジュール４２０は、短絡による損傷などを防止するための保護回路４０３を備えるＩ/Ｏモジュール４２１に接続されている。各無線カード４０６は、保護回路４０３を介して、複数のアンテナ４０３の１つに接続されている。デジタル回線カード４０４は、保護回路４０３を介して、バックホール回線４３０上で（図１に図示されるように、基地局コントローラ１１２及びＭＳＣ１１６を介して）ＰＳＴＮ１２５に接続され、あるいはまた他の物理的な接続上で他の基地局１０９に接続されている。可能ならば、基地局４０１はローカルなＡＣ電源ライン４２５に接続されてもよい。
【００７３】
動作中において、無線アクセス通信装置（図４では参照番号４１２で示す）は、無線メッセージを基地局４０１との間で送受信する。基地局４０１では、アンテナダイバーシティを達成するために複数のアンテナ４１１及び無線カード４０６が用いられる。典型的には、所定の時間において無線信号を送信又は受信するために１つのアンテナ４１１が選択される。スペクトル拡散通信を用いるとき、ＯＴＡプロセッサカード４０５は、無線アクセス通信装置４１２から受信されたスペクトル拡散信号を相関させてそれをデータビットに変換するための、スペクトル拡散相関器及び他のベースバンド処理回路を備えることができる。ＯＴＡプロセッサカード４０５はデジタル回線カード４０４にデータを転送し、デジタル回線カード４０４はデータのフォーマット処理を行い、それをＰＳＴＮ１２５へ向けて、他の介在するシステム構成要素（基地局コントローラ１１２及びＭＳＣ１１６のような）を介してバックホール上で送る。同様に、デジタル回線カード４０４はＰＳＴＮ１２５からデータを受信し、ＯＴＡプロセッサカード４０５にデータを転送し、ＯＴＡプロセッサカード４０５は無線プロトコルのためにデータのフォーマット処理を行い、選択された無線カード４０６及びアンテナ４１１を用いて、フォーマット処理されたデータを送信する。
【００７４】
無線カード４０６の主要な機能は、ＲＦデータパックを送信しかつ受信することと、パケットデータ完全性サービス（例えば巡回冗長検査）を実行することと、アンテナダイバーシティアルゴリズムをサポートすることである。ＯＴＳプロセッサカード４０５の主要な機能は、無線カード４０６とデジタル回線カード４０４の間でベアラデータを移動させることである。ＯＴＡプロセッサカード４０５はまた、デジタル回線カード４０４からの運用、管理、処理及び準備（operations, administration, management and provisioning：ＯＡＭ＆Ｐ）要求を実行し、デジタル回線カード４０４との間で信号方式情報を（内部基地局メッセージ又は「Ｉ−ノート」を用いて）通信し、及び無線アクセス通信装置４１２との間で信号方式情報を（無線信号方式メッセージ又は「Ｏ−ノート」を用いて）通信する。
【００７５】
デジタル回線カード４０４の主要な機能は、バックホール回線４３０上の「Ｄ−チャンネル」のためのリンクアクセス手順（ling access procedures for the "D-channel"：ＬＡＰＤ）の伝送を処理すること、ＯＴＡプロセッサカード４０５と（基地局コントローラ１１２のような）ネットワーク側バックホール構成要素の間でベアラデータを交換すること、及びバックホール回線４３０上のベアラデータを多重化し、多重分離することである。デジタル回線カード４０４の他の主要な機能は、無線ベアラフレームタイミングを（Ｔ１回線のような）バックホール回線４３０上のタイミングと同期させること、ネットワークインターフェースと無線インターフェースでサポートされたＯＡＭ＆Ｐ手順の変換を提供すること、バックホール回線４３０上のＬＡＰＤ伝送との間で内部基地局メッセージ（例えばＩ−ノート）をマッピングすること、及び、ＯＴＡプロセッサカード４０５と通信して信号方式情報を（例えば、信号方式Ｉ−ノートを用いて）送受信することである。
【００７６】
基地局４０１のための好ましいハイレベルソフトウェアアーキテクチャが図５に図示されている。図５に図示されているソフトウェアアーキテクチャによれば、基地局４０１のソフトウェアは２つの機能的グループに分割され、１つの機能的グループは無線機能に関係し、他の機能的グループは回線カード機能に関係する。これら２つの主たる機能的グループは、図５にＯＴＡ管理部５０２及び回線カード管理部５０３として図示され、これらの各々は好ましくはそれら自体のプロセッサボード上で動作する。ＯＴＡ管理部５０２と回線カード管理部５０３の間の通信は、デジタル回線カード４０４上に物理的に存在するデュアルポートＲＡＭ（図示せず）を用いて実行することができる。
【００７７】
ＯＴＡ管理部５０２と回線カード管理部５０３のためのソフトウェアは、異なるプロセッサを用いて実行することができる。例えば、好ましい実施形態において、ＯＴＡ管理部５０２のためのソフトウェアはＭＣ６８４３０マイクロプロセッサを用いて実行され、同時に回線カード管理部５０３のためのソフトウェアはＭＣ６８ＭＨ３６０マイクロプロセッサを用いて実行され、これらの両方はモトローラ・コーポレーションにより製造されるものである。ＯＴＡ管理部５０２のためのマイクロプロセッサは好ましくはバスマスターであり、グローバルバス（すなわちバックプレーン）を介するデュアルポートＲＡＭへのアクセスを有する。Ｉ−ノートの形式のＩＳ−６６１信号方式メッセージと、ベアラデータは、デュアルポートＲＡＭインターフェースを介して転送され、これによってＯＴＡ管理部５０２と回線カード管理部５０３の間の信号方式通信が可能になる。
【００７８】
ＯＴＡ管理部５０２の主要なハイレベル機能は、デュアルポートＲＡＭと無線カード４０６の間でベアラデータを移動させることと、回線カード管理部５０３と無線アクセス通信装置４１２の間で呼制御信号方式の処理を行うことである。ＯＴＡ管理部５０２の他の機能は、無線リソース管理と、地上リソース管理と、ＯＡＭ＆Ｐサポートとを含む。
【００７９】
回線カード管理部５０３の主要なハイレベル機能は、デュアルポートＲＡＭとバックホール回線４３０の間のベアラデータの多重化と多重分離（例えばＴ１バックホール回線を用いるとき、ＣＣＩＴＴ  Ｉ．４６０のようなプロトコルに従う）と、バックホール回線４３０上でのＬＡＰＤ伝送の実行（例えばＱ．９２１インターフェースプロトコルを用いて）と、ＯＴＡ管理部５０２とバックホールＬＡＰＤの間の信号方式メッセージのルーティング及び変換と、ＯＡＭ＆Ｐサポートとを含む。
【００８０】
基地局４０１と関連付けられた種々のインターフェースが図５に点線として図式的に図示され、これらのインターフェースは、無線アクセス通信装置４１２と基地局４０１の間の無線インターフェース又は「Ｏ−インターフェース」５６０と、ＯＴＡ管理部５０２と回線カード管理部５０３の間の内部インターフェース又は「Ｉ−インターフェース」と、基地局４０１とネットワーク側バックホール構成要素（図１に図示される基地局コントローラ１１２、ＭＳＣ１１６、及びＰＳＴＮ１２５のような）の間のネットワークインターフェース又は「Ｎ−インターフェース」とを含む。これらのインターフェースに関するさらに別の情報は本明細書に説明され、以下に後述される図１０に抽象レベルで図示される。
【００８１】
動作中において、基地局４０１は無線アクセス通信装置４１２のための無線リソースを管理し、これによって無線トランク１０８（図１を参照）のネットワーク側のサポートを提供する。広範な種々の異なる通信方式と無線リソースプロトコルを用いてもよい。例えば、基地局４０１が無線通信のためにＩＳ−６６１プロトコルを実装しているとき、基地局４０１は、時間スロットとスペクトル拡散符号とを含む、無線アクセス通信装置４１２と基地局４０１の間の無線通信チャンネルをサポートするために必要なリソースを管理する。基地局４０１はまた、ＰＳＴＮ１２５への接続を提供するバックホール回線へのデータ転送と、バックホール回線からのデータの転送のための多重化機能を提供する。基地局４０１は、例えば、上述したようにＰＳＴＮ１２５へのデータとＰＳＴＮ１２５からのデータをＭＳＣ１１６を介してパイプラインで伝送する、基地局コントローラ１１２へのＴ１（又はフラクショナルＴ１）バックホール回線４３０上にデータを多重化することができる。
【００８２】
基地局４０１（又は図１における１０９）を基地局コントローラ１１２（図１を参照）に接続する、Ｎ−インターフェースでのプロトコル信号方式は、Ｑ．９２１のＬＡＰＤプロトコルを用いた伝送であってもよい。基地局４０１を無線アクセス通信装置４１２に接続する、Ｏ−インターフェースでのプロトコル信号伝送は、ＩＳ−６６１プロトコルに従う無線信号方式メッセージ（「Ｏ−ノート」）を用いて達成することができる。Ｏ−ノートはＩＳ−６６１ＲＦパケットの中のベアラデータとともに送信してもよい。
【００８３】
また、ＯＴＡ管理部５０２と回線カード管理部５０３のそれぞれのための特定のソフトウェア機能構成要素が図５に表されている。ＯＴＡ管理部５０２は、ＯＴＡ管理部５０２のためのベアラデータの転送を処理する、信号処理構成要素５１３及びＯＴＡデータリンク構成要素５１４を含む。信号処理構成要素５１３とＯＴＡデータリンク構成要素５１４は、ＩＳ−６６１（又は他の適当な）無線プロトコルを実装するとともに基地局４０１上でプロトコルを実行するためのプロトコル状態マシンを含む、ＩＳ−６６１プロトコル構成要素５１２と相互動作する。これによって、信号処理構成要素５１３とＯＴＡデータリンク構成要素５１４は、ＩＳ−６６１パケット５４１で、ベアラデータと信号方式情報を転送する。ＩＳ−６６１プロトコル構成要素５１２は、ＯＡＭ＆Ｐ構成要素５１０及びＩ−インターフェースルーター構成要素５１１とインターフェースをとり、ＩＳ−６６１プロトコルへの信号方式の任意の必要な変換を提供する。
【００８４】
回線カード管理部５０３は、回線カード管理部５０３のためのベアラデータの転送を処理する、信号処理構成要素５２３とベアラデータリンク構成要素５２４とを備える。信号処理構成要素５２３とベアラデータリンク構成要素５２４は、バックホール回線４３０上で利用可能な１つ以上のＴ１時間スロットを備える、Ｔ１バックホールリンク５５３上における（例えばＩ．４６０のフォーマットの）ベアラデータ５５２の転送及び受信を実行する。また回線カード管理部５０３は、ＬＡＰＤ信号方式リンク５５１上で信号方式メッセージ（例えばＮ−ノート）の転送及び受信をするＬＡＰＤ構成要素５２２を備える。ゆえに、Ｎ−インターフェース５６２を介して、２つの別個の情報「パイプ」が提供され、このうち１つは信号方式のためであり、もう１つはベアラトラフィックのためであり、一方、Ｏ−インターフェース５６０を介して、ＯＴＡ管理部５０２は信号伝送とベアラデータを無線チャンネル上で多重化する。ＬＡＰＤ構成要素５２２は、ＯＡＭ＆Ｐ構成要素５２０及びＩ−インターフェースルーター構成要素５２１とインターフェースをとる。回線カード管理部５０３のＩ−インターフェースルーター構成要素５２１は、ＯＴＡ管理部５０２のＩ−インターフェースルーター構成要素５１１と通信し、これによって回線カード管理部５０３とＯＴＡ管理部５０２の間でＩ−ノートを転送することが可能になる。
【００８５】
基地局４０１は、呼関連機能のために無線及び地上ベアラチャンネルの接続及び管理を行い、運用管理センター１２０（図１）を通じてシステムオペレータによって制御されているＯＡＭ＆Ｐを介してシステム管理をサポートしている。その無線リソース管理の機能の一部として、基地局４０１は、無線アクセス通信装置４１２からの（通常及び緊急の）発信音声呼をサポートする。オプションで、無線アクセス通信装置４１２への着信するページ(incoming pages)が、基地局４０１によってサポートされていてもよい。無線アクセス通信装置４１２は、静止した装置として具体化されてもよいので、移動体ユーザアプリケーションをサポートするのであれば必要とされたであろうハンドオフ(handoff)機能は、無線アクセス通信装置をサポートするために基地局４０１によって利用される必要はない。しかし、基地局４０１がＴＤＭＡを利用しているプロトコルを使用する場合には、基地局４０１は、時間スロット相互交換（time slot interchange：ＴＳＩ）をサポートするように構成されてもよく、それによって、容認できないレベルの干渉が生じている時間スロット中のトラフィックを、「より静かな」時間スロットに再配置することができる。アナログ方式において、ＦＤＭＡ又はＣＤＭＡ技術が無線プロトコル用に利用される場合には、基地局４０１は、周波数相互交換又は符号相互交換をそれぞれ利用できる。
【００８６】
他の無線リソース管理機能の中でもとりわけ、基地局４０１は、無線チャンネル（無線トランク１０８の無線通信チャンネルを含んでいる）から地上（即ち、バックホール(backhaul)）チャンネルへのマッピングを管理する。また、基地局４０１は、ＯＡＭ＆Ｐ機能を通じて、管理上の状態変更と、構成と、無線リソースの提供とをサポートする。また、基地局４０１は、無線リソース用の障害管理とアラーム管理を提供し、また、基地局コントローラ１１２に障害又はアラーム信号を送る。加えて、基地局４０１は、無線インターフェースを通る信号方式フローの制御、各無線チャンネル用の電力制御管理、無線リンクが中断したときの無線リンクの回復、及び基地局コントローラ１１２へのデバッグ情報ログを提供する。様々な無線チャンネル用の電力制御管理の一部として、基地局４０１は、無線リソースに関連する性能測定基準（performance metrics）を、分析のために基地局コントローラ１１２に送ってもよい。
【００８７】
複数の無線アクセス通信装置４１２が基地局４０１のサービスエリア内に展開されている場合には、容量とトラフィックの制約をうけて、基地局４０１は、概して一以上の無線アクセス通信装置４１２からの呼を扱うことができる。無線アクセス通信装置４１２の個数は、基地局４０１で利用できる無線チャンネル数と、基地局４０１への発呼要求が行われた際のトラフィック量とに依存する。本明細書に詳述されるように、基地局４０１は、所望により、登録解除のような処理を容易化するために、割り当てられた複数の無線チャンネルを特定の無線アクセス通信装置４１２に論理的に関連付けるように構成されてもよい。
【００８８】
地上リソース管理に関して、基地局４０１は、バックホール線４３０にわたって（Ｔ１時間スロットの如くの）バックホールチャンネルを管理して割り当てる。基地局４０１は、信号方式メッセージを通じて、基地局コントローラ１１２にバックホールチャンネル割り当てを示す。無線アクセス通信装置１０６が移動体ではない実施形態においては、基地局４０１はハンドオフ(handoff)をサポートする必要はなく、従って、ハンドオフを行うためにバックホールチャンネルの再ルーティングをサポートする必要もない。基地局４０１のＯＡＭ＆Ｐ構成要素５２０は、管理上の状態変更と、構成と、地上リソースの供給とのためのサポートを提供する。また、地上リソースの性能測定基準のためのサポートを提供し、測定基準を基地局コントローラ１１２に送る。さらに、ＯＡＭ＆Ｐ構成要素５２０は、地上リソース用の障害管理とアラーム管理を提供し、また、それらは基地局コントローラ１１２に送られる。また、基地局４０１は、Ｔ１バックホール接続のためのスリップ管理及び回復と、無線チャンネル及びバックホールチャンネル間のベアラレート適合と、トランスコーダ(transcoder)装置１１５をコントロールするためのベアラデータフレーム内のインバンド信号方式とを提供する。
【００８９】
呼制御のサポートに関して、基地局４０１は、無線アクセス通信装置４１２から受信された発信音声呼を確立し、維持し、終了させることに関与する。それらの機能に適する好ましい呼フローは、図１４から図１９までに示されており、以下に詳述されている。また、基地局４０１は、必要であれば、電話呼がアクティブである間、エンドユーザからＰＳＴＮ１２５にＤＴＭＦ信号方式の中継を行う。この信号方式の中継は、基地局４０１を通じてトランスペアレントに行われ、信号方式はＩ−インターフェースとＮ−インターフェースの転送手順によってサポートされている。また、基地局４０１は、発信電話呼用のディジット分析を提供する。
【００９０】
また、基地局４０１は、好ましくは、種々の方法セキュリティのサポートを提供する。基地局４０１は、例えば、トランスコーディング装置１１５と無線アクセス通信装置１０６で行われるベアラ暗号化用のサポートを提供する。また、基地局４０１は、ユーザ同一性の保護のためにＧＳＭの一時的移動体加入者識別情報（temporary mobile subscriber identity：ＴＭＳＩ）をサポートしてもよい。
【００９１】
再度図１を参照すると、ここに基地局コントローラ１１２の態様が記載されている。図１に記載されているように、基地局１０９は、（図５を参照して先に説明したＮ−インターフェースのような）Ｎ−インターフェースのようなインターフェースを越えて基地局コントローラ１１２に接続されている。（信号方式メッセージとベアラトラフィックを含む）データは、基地局１０９と基地局コントローラ１１２の間においてＮ−インターフェースを越えて送られる。
【００９２】
好ましい基地局コントローラ１１２は、ある態様においては、一以上の基地局１０９を管理するために用いられる基地局サブシステムコントローラとしてみなされてもよい。基地局コントローラ１１２が行うべき主な処理は、ＭＳＣ１１６と無線アクセス・サブシステム（即ち、物理的無線チャンネルを確立し、維持することに責務を有するシステム構成要素）の間のインターフェースを提供することである。好ましい実施形態においては、基地局コントローラ１１２は、所定態様のＩＳ−６６１通信プロトコルとＧＳＭ通信プロトコルを組み込んでおり、それによって、「ハイブリッド」プロトコルとして呼んでもよいものを利用している。別の実施形態では、基地局コントローラ１１２は、ＩＳ−６６１プロトコルを全体として用いて、又は、ＧＳＭプロトコルを全体として用いて実装されてもよい。
【００９３】
ＩＳ−６６１プロトコルによれば、無線リソースの管理は基地局１０９で行われるが、さほど大きな役割が基地局コントローラ１１２に与えられるわけではない。一方、ＧＳＭ型システムでは、基地局コントローラ１１２は、無線リソース管理において大きな役割を果たしており、本質的には、無線インターフェース管理を担当する小型の交換機を備えていると見られてもよい。ＧＳＭシステムでは、基地局コントローラ１１２は、無線チャンネルの割り当て、ハンドオフ及び解放をどの時点で行うかについて、基地局１０９と移動局（同様に無線アクセス通信装置１０６）に指示することを可能にするインテリジェントな機能を備えて構成される。ＧＳＭ型システムにおける基地局１０９と基地局コントローラ１１２との間のインターフェースは、Ａbisインターフェースと呼ばれる。
【００９４】
ＩＳ−６６１プロトコルとＧＳＭプロトコルの両方の態様を持つ「ハイブリッド」プロトコルを利用する通信システムでは、基地局コントローラ１１２は好ましくは多様なリソース管理機能を実行する。それらの機能の一部として、基地局コントローラ１１２は、ベアラ回路の切り換えと、ベアラ接続性の提供とを行い、無線アクセス通信装置１０６からの発信音声呼のために、基地局１０９からＭＳＣ１１６への経路を形成する。ベアラ回路の切り換えに加えて、基地局コントローラ１１２は、無線アクセス通信装置１０６からＭＳＣ１１６や他のネットワーク構成要素への信号方式経路を提供する。必要ならば、基地局コントローラ１１２は、ＧＳＭ  Ａ−インターフェース５７１上のＢＳＳＭＡＰ無線リソース管理手順と、Ｎ−インターフェース５６２上の「Ｎ−ノート」無線リソース管理手順との間で相互接続を実行する。
【００９５】
基地局コントローラ１１２は、無線チャンネルの割り当て及び解放に関与する。ＩＳ−６６１プロトコルが利用される場合には、基地局１０９は、実際に無線リソースを割り当てたり、解放したりするエンティティである。しかし、呼のセットアップの一部として、基地局コントローラ１１２がこの過程を調整するエンティティである。また、基地局コントローラ１１２は、バックホールチャンネルの割り当てや解放をコントロールする。ＩＳ−６６１プロトコルが利用される場合、基地局１０９は、バックホールチャンネルにわたるベアラリソースを実際に割り当てるエンティティである。しかし、呼のセットアップの一部として、基地局コントローラ１１２が同様にこの過程を調整する。
【００９６】
また、基地局コントローラ１１２は、送信されるデータの暗号化に関与している。好ましくは、トランスコーディング装置１１５（図１）がベアラ暗号化に係るネットワーク側のエンドポイントである一方、基地局コントローラ１１２が、ベアラメッセージの暗号化をセットアップし、調整する。
【００９７】
認証や識別等の所定の移動管理手順が、無線アクセス通信装置１０６とＭＳＣ１１６との間においてエンドツーエンド方式で実行され、本質的に相互接続の必要なく基地局コントローラ１１２を介して中継転送される。他の移動管理機能のために、基地局コントローラ１１２は、Ｎ−インターフェース手順とＡ−インターフェース手順間における相互接続を実行する。例えば、基地局コントローラ１１２は、位置更新やネットワークレベルの登録（本明細書に詳述するように通常及び定期的の両方）と、登録解除やＩＭＳＩデタッチと、時間スロット相互交換再割り当てと、移動管理接続確立とのために、Ｎ−インターフェース手順とＡ−インターフェース手順間における相互接続を実行してもよい。
【００９８】
呼制御メッセージと手順は、無線アクセス通信装置１０６とＭＳＣ１１６との間においてエンドツーエンド方式で実行され、基地局コントローラ１１２を介してトランスペアレントに中継される。一つの態様として、基地局コントローラ１１２は、呼制御信号方式を実行するために、無線アクセス通信装置１０６とＭＳＣ１１６との間の信号方式経路を提供する。
【００９９】
基地局コントローラ１１２は、多様なインターフェースをサポートしてもよい。好ましくは、基地局コントローラ１１２は、トランスコーディング装置１１５へのＴ−インターフェースをサポートしたり、又は、トランスコーディング装置の機能が基地局コントローラ１１２と統合されている場合には、統合された基地局コントローラ／トランスコーディング装置と、ＭＳＣ１１６との間のＧＳＭ  Ａ−インターフェース５７１をサポートしたりする。別の方向では、また好ましくは、基地局コントローラ１１２は、様々な基地局１０９に接続されているＮ−インターフェースをサポートする。
【０１００】
好ましい形態において、図１に示されているように、基地局コントローラ１１２は、トランスコーディング装置１１５との間で情報の送受信を行なう。ある態様のトランスコーディング装置１１５は、一実施形態では基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間に設けられた基地局サブシステム（base station subsystem：ＢＳＳ）のエンティティを含んでいる。好ましくは、トランスコーディング装置１１５は、基地局コントローラ１１２の管理制御下にあるものの、ＭＳＣ１１６の内部に物理的に配置され、それによって、基地局コントローラ１１２は、ＭＳＣ１１６の場所から遠隔して配置することができる。トランスコーディング装置１１５は、棚状の複数のトランスコーディング装置を含んでおり、これらは、基地局コントローラ１１２の制御下にはあるが、互いに独立して動作している。好ましい形態では、棚状の各トランスコーディング装置は、最大で９２個までのベアラチャンネルをサポートする。
【０１０１】
トランスコーディング装置１１５は、概して、ベアラ経路上の鍵機能のネットワーク側処理を行う。この処理は、例えば、音声のトランスコーディングと、ネットワーク側の順方向エラー訂正（ＦＥＣ）と、ベアラ音声のネットワーク側の暗号化及び解読とを含んでいてもよい。
【０１０２】
音声トランスコーディング機能に関して、トランスコーディング装置１１５は、好ましくは、ユーザ側から受信した符号化音声データと、６４キロビット／秒でネットワーク側から受信した「μ−法」符号化パルス符号変調（ＰＣＭ）データとの間の双方向の変換を提供する。無線アクセス通信装置１０６でのボコーダ２０６（図２参照）は、ＣＰＥ１０５から受信された音声を、ネットワークへの無線送信用に圧縮する。逆方向では、無線アクセス通信装置１０６でのボコーダ２０６は、ＣＰＥ１０５への伝送前に無線音声を伸長(decompress)する。
【０１０３】
好ましくは、トランスコーディング装置１１５は、とりわけ、音声符号化器と音声復号化器とを含んでいる。トランスコーディング装置１１５での音声符号化器は、ネットワークから６４キロビット／秒で送られてくるＰＣＭ音声データを受信して、このデータを、無線アクセス通信装置１０６に送信するために下位レートの無線チャンネルに圧縮する。順方向エラー訂正（ＦＥＣ）情報は、ＦＥＣ機能によってトランスコーディング装置１１５で別々に付加される。トランスコーディング装置１１５での音声復号化器は、無線アクセス通信装置１０６からの圧縮された音声データを処理して、このデータをトランスコードして、ＭＳＣ１１６に伝送するための６４キロビット／秒のＰＣＭ音声データを生成する。トランスコーディング装置１１５での音声復号化器は、さらに補間機能を提供し、これにより、順方向エラー訂正機能によっては訂正できないエラーを含むフレームを基地局１０９が検出したときには、予想される音声パターンを出力する。また、トランスコーディング装置１１５での音声復号化器は、制御トラフィックの伝送中のように必要時において、Ａ−インターフェースへの出力を無音化するためのミュート機能を提供する。
【０１０４】
順方向エラー訂正（ＦＥＣ）に関して、ユーザからネットワークへの方向では、ＦＥＣ情報は、無線アクセス通信装置１０６によってメッセージ上に付加される。基地局コントローラ１１２及び／又はトランスコーディング装置１１５におけるチャンネル復号化機能はＦＥＣ情報を使用することで、エラーの存在の検出と、受信したビットに基づく、送信された可能性が最も高いビットの推定とを行う。ネットワークからユーザへの方向では、基地局コントローラ１１２及び／又はトランスコーディング装置１１５では、フレームがＮ−インターフェースを介して送られる前に、ボコーダ処理機能から受信したフレームに順方向エラー訂正を適用する。ネットワークからユーザへの方向でのＦＥＣ復号化は、無線アクセス通信装置１０６によって実行される。
【０１０５】
暗号化および解読機能に関して、本システムで利用されるベアラ暗号化（encryptionまたはciphering）機構は、好ましくはＧＳＭ  Ａ５／１アルゴリズムに基づく。ＧＳＭ  Ａ５／１アルゴリズムは、当該技術分野において周知のアルゴリズムである。ベアラ音声については、暗号化および解読のためのシステム内の２つのエンドポイントは、無線アクセス通信装置１０６およびトランスコーディング装置１１５である。ここでは、通信は、（あるタイプの時分割多重アクセスすなわちＴＤＭＡシステムに見られるように）複数の時間フレームおよび複数の時間スロットに分割され、暗号化および解読はフレーム毎に行われる。
【０１０６】
無線アクセス通信装置１０６をおよびトランスコーディング装置１１５は、好ましくは、無線アクセス通信装置１０６が１フレームの暗号化に用いるフレーム数が、トランスコーディング装置１１５が解読に用いるフレーム数と同じであり、その逆もまた同様という意味において、「暗号化同期」の状態にある。ＧＳＭ  Ａ５／１アルゴリズムは、フレーム数に基づく、フレーム毎の暗号化／解読マスクの生成を含む。典型的には、暗号化同期の確立および再確立は、呼のセットアップのときと、エラー状態（無線リンクまたはバックホールリンクのいずれで生じた場合であっても）に起因する暗号化同期のロスから回復したときとに行われる。いったん暗号化同期が確立されると（または場合によって再確立されると）、無線アクセス通信装置１０６およびトランスコーディング装置１１５は、無線インターフェース及びバックホールインターフェースの各フレームサイクルに対してフレーム数を増加させる。好ましくは、同一のフレーム長（例えば、２０ミリ秒）が無線時間フレーム及びバックホール時間フレームの双方に対して用いられ、ここでフレーム数を増加させるとき、各フレームサイクルは、通常、暗号化／解読機能の２つのエンドポイント間でフレーム数が同期した状態を維持する。
【０１０７】
トランスコーディング装置１１５は、さまざまなインターフェースをサポートしてもよい。トランスコーディング装置１１５は、ＭＳＣ１１６においてトランスコーディング装置１１５をリンクするＡ−インターフェースと、トランスコーディング装置１１５を基地局コントローラ１１２にリンクするＴ−インターフェースとをサポートしてもよい。Ｔ−インターフェースは、ベアラ音声データを伝送する。ベアラ音声データは、トランスコーディング装置のベアラ機能により処理され、また、ＳＳ７リンクを介するＡ−インターフェース信号方式とともに、Ａ−インターフェース上でＭＳＣ１１６へと中継される。好ましくは、トランスコーディング装置１１５は、ＳＳ７リンクを介して、またオプションでＸ．２５または類似タイプのリンクを介して、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間で信号方式のトランスペアレントなパススルーを提供する。Ｔ−インターフェースはまた、トランスコーディング装置１１５のＯＡＭ＆Ｐ制御のための信号方式の伝送と、トランスコーディング装置機能に係る動的な各呼ごと（per-call）の制御のための、トランスコーディング装置１１５と基地局コントローラ１１２との間のインバンド信号方式の伝送とを行う。トランスコーディング装置１１５と基地局コントローラ１１２との間で交換される信号方式は、特定の時間スロット（例えば、時間フレームの第１時間スロット）に集中され、Ｄチャンネルのためのリンクアクセス手順（ＬＡＰＤ）プロトコルのレベル２を用いて制御される。
【０１０８】
図９は、無線アクセス通信装置１０６、基地局１０９、基地局コントローラ１１２および／またはトランスコーディング装置１１５において実行されるベアラ経路機能の好ましい分割を示すハイレベル図である。図９に示されるように、無線アクセス通信装置のベアラ経路機能９０１は、音声符号化および復号化９１１と、順方向エラー訂正（ＦＥＣ）９１２と、暗号化および解読９１３と、トーン生成９１４とを含む。基地局のベアラ経路機能９０２は、バックホールのフレーム処理９２１と、チャンネル多重化および多重分離９２２とを含む。基地局コントローラおよびトランスコーディング装置のベアラ経路機能９０３は、音声符号化および復号化９３１と、順方向エラー訂正（ＦＥＣ）９３２と、暗号化および解読９３３と、バックホールのフレーム処理９３４と、チャンネル多重化および多重分離９３５とを含む。これらの機能は、本システムの様々な構成要素に関連して前に説明しており、本明細書の他の部分でも様々な詳しさで、または参考として本明細書に組み込まれる資料の中で、さらに説明される。
【０１０９】
図９に示されるように、無線アクセス通信装置１０６において実行される音声符号化／復号化、暗号化／解読およびＦＥＣ機能は、基地局コントローラ１１２および／またはトランスコーディング装置１１５にも同じように設けられる。基地局１０９において実行されるチャンネル多重化／多重分離およびバックホールのフレーム処理機能もまた、基地局コントローラ１１２および／またはトランスコーディング装置１１５により同じように設けられる。
【０１１０】
再び図１を参照すると、トランスコーディング装置１１５は移動体交換センター（ＭＳＣ）１１６に接続され、ＭＳＣ１１６はＰＳＴＮ１２５に接続されている。ＭＳＣ１１６は基地局サブシステム（ＢＳＳ）およびＰＳＴＮ１２５の間のインターフェースとして動作し、長距離ネットワークへのゲートウェイとして動作するセルラー交換機である。ＭＳＣ１１６は、呼のセットアップ、ルーティング選択、着信及び発信チャンネル間の交換、通信制御および接続の解放を含む、電話交換能力を有する。加えて、ＭＳＣ１１６は、認証、暗号化、無線リソース管理および位置登録更新手順を含む、加入者の移動管理を考慮して上記の機能を果たす。ＭＳＣ１１６により、無線アクセス通信装置１０６がＰＳＴＮ１２５と相互接続することもまた可能になる。ＭＳＣ１１６は、セルラーネットワークで交換機能を提供する能力を有する、デジタル多重化システム（digital multiplex system：ＤＭＳ）の「スーパーノード」に基づく交換システムの一部であってもよい。また、好ましくは、ビジターロケーションレジスタ（ＶＬＲ）はＭＳＣ１１６と同じ場所に配置され、統合される。
【０１１１】
ＭＳＣ１１６は、様々なインターフェースをサポートしてもよい。ＭＳＣ１１６は、Ａ−インターフェースとＰＳＴＮインターフェースをサポートしてもよい。Ａ−インターフェースは、ＭＳＣ１１６および基地局サブシステム（ＢＳＳ）間のリンケージ、特に基地局コントローラ１１２およびトランスコーディング装置１１５間のリンケージを提供する。ＰＳＴＮインターフェースは、ＭＳＣ１１６とＰＳＴＮ１２５とを接続するのに用いられる。ＭＳＣ１１６とＰＳＴＮ１２５にわたって、音声および回路トラフィックが伝送される。ＭＳＣ１１６はまた、移動通信応用部（mobile application part：ＭＡＰ）インターフェースをサポートしてもよい。移動通信応用部（ＭＡＰ）インターフェースは、移動情報がネットワークレベル構成要素間で転送されることを可能にするＣＣＳ７アプリケーションである。加えてＭＳＣ１１６は、課金センターインターフェースと、運用管理センター（ＯＭＣ）インターフェースと、サービスセンターインターフェースとをサポートしてもよい。課金センターインターフェースは、ＭＳＣ１１６を、課金イベントをダウンロードするための下流プロセッサに接続するのに用いられる。運用管理センター（ＯＭＣ）インターフェースは、ＭＳＣ１１６およびビジターロケーションレジスタ（ＶＬＲ）を管理するのに用いられる。サービスセンターインターフェースは、移動局へのショートメッセージの中継と、格納および転送とを担当するサービスセンターの機能を接続するのに用いられる。
【０１１２】
好ましくは、ＭＳＣ１１６は様々な機能を果たす。例えば、好ましくはＭＳＣ１１６は加入者を認証し、そしてシステムにアクセス可能であれば移動局を認証する。ＭＳＣ１１６はＰＳＴＮ１２５に対してインターフェースをとり、例えば、公衆陸上移動網（public land mobile network：ＰＬＭＮ）またはＰＣＳ−１９００ネットワークに対するインターフェースをとることができる。ＭＳＣ１１６はまた、地上チャンネルの割り当て、および呼制御および信号方式のサポートも提供する。加えてＭＳＣ１１６は、ＰＳＴＮ１２５へのエコーキャンセル処理、データベース情報の取り扱いおよび管理、課金記録、加入者登録および位置管理の取り扱い、および動作測定を行うことができる。
【０１１３】
ＭＳＣ１１６は、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）および認証センター（ＡｕＣ）に接続され、これらは図１では、統合された装置ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３として一まとめに示される。ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３はデジタル（例えば、ＤＭＳ）スーパーノードプラットフォーム上に構築でき、様々な機能エンティティと相互接続されている。機能エンティティは、ビジターロケーションレジスタ、ＭＳＣおよび移動通信応用部（ＭＡＰ）とを含む。ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のＨＬＲ構成要素は、加入者についての情報、加入者に割り当てられたサービスについての情報、そのようなサービスの状態についての情報や、サービスが開始された場合のサービスの動作をサポートするのに求められるさらなる情報を含む。ＨＬＲはＭＳＣ１１６および／またはＶＬＲからの要求に応答して、加入者データを提供し、または更新する。ＨＬＲはＶＬＲと通信して加入者データをダウンロードし、ＶＬＲによりカバーされる地域内の移動局に対する呼のルーティング情報を獲得する。
【０１１４】
ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のＡｕＣ構成要素は、ネットワークにアクセスするために認証を試みる際に用いられる加入者鍵を含む。ＡｕＣ構成要素は加入者鍵を用いて認証ベクトルを生成する。認証ベクトルとは、ＨＬＲ構成要素を介してＶＬＲに提供される。認証に関する更なる詳細は既に説明したので、上述の説明から理解されるであろう。
【０１１５】
ＰＣＳ１９００移動体システムのような移動体システムでは、ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のＨＬＲ構成要素により保持される情報により、移動局は、地理的な位置にかかわらず、一意の番号を利用してアドレス指定されることが可能になる。よって、移動局はネットワーク内で、およびネットワーク間を自由にローミングできる。無線アクセス通信装置１０６および関連の構成要素が利用される固定アクセス無線サービスを提供するシステムでは、ＨＬＲ構成要素は、完全に移動体に基づくシステム内の移動局に対して保持されるのと同様の情報を含む。ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のＨＬＲ構成要素は、無線アクセス通信装置１０６とインターフェースをとる加入者に関する情報を含む。前に説明したように、無線アクセス通信装置１０６と接続されている個々のＣＰＥトランク（例えば、図６に示すＣＰＥトランク６０２）は、ＨＬＲおよびＨＶＲにとっては、個々の加入者（すなわち「移動局」）として見える。そのため、無線アクセス通信装置１０６に接続された各ＣＰＥトランクは、それ自体の（好ましくは一意の）加入者識別番号を有する。加入者識別番号は、前に説明したように国際移動体加入者識別子（ＩＭＳＩ）を含んでもよい。国際移動体加入者識別子（ＩＭＳＩ）は、ＣＰＥ１０５の製造時に割り当てられたＣＰＥトランクの一意かつ恒久的な識別子である。または加入者識別番号は、移動体加入者ＩＳＤＮ（mobile subscriber ISDN：ＭＳＩＳＤＮ）番号を含んでもよい。移動体加入者ＩＳＤＮ（ＭＳＩＳＤＮ）番号は、ＣＰＥ１０５に割り当てられた公衆ＰＳＴＮ番号の１つである。
【０１１６】
無線ネットワークは、無線アクセス通信装置１０６にサービス可能であることに加えて、個々の移動体加入者にサービスを提供するようにおそらくは構成されるので、無線アクセス通信装置１０６は、その非移動体的な態様を、無線ネットワークからはトランスペアレントであるように維持するための機能を含むことができる。例えば、携帯電話加入者は、しばしば無線ネットワークに信号を送り、定期的にＶＬＲをリフレッシュしてもよい。システムの固定無線の態様を、無線ネットワークからはトランスペアレントであるように維持するため、無線アクセス通信装置１０６は、例えばＧＳＭ定期的登録機構を用いて、ネットワークレベルの登録を定期的に行い、「加入者」に対するＶＬＲのエントリを有効状態に維持してもよい。無線アクセス通信装置１０６はまた、以前に接続された基地局１０９のロケーションエリアと異なるロケーションエリアにおいて基地局１０９を介して登録が行われる毎に、ネットワークレベルの登録を行う。初期登録および定期的な登録に関する詳細は、上に説明されている。
【０１１７】
音声呼の確立および維持に関連する所定の特徴について、以下により詳しく説明する。ここでは、無線アクセス通信装置１０６が展開された通信システムのさまざまな構成要素間の相互動作を参照する。
【０１１８】
ＣＰＥ１０５により発呼される「発信」音声呼の確立に関して、無線アクセス通信装置１０６は、無線通信チャンネルの獲得、移動管理接続性、および呼のセットアップを取り扱い、加えて、好ましくは様々なエラーまたは例外状況を取り扱う能力を有する。無線アクセス通信装置１０６がＣＰＥ１０５によるトランク捕捉を検出すると、無線アクセス通信装置１０６はそのＣＰＥトランクを「話中」としてマーキングし、発信音を出力する（基地局１０９と通信可能であると仮定する）。同時に、無線アクセス通信装置１０６は無線通信チャンネル獲得手順を開始する。無線アクセス通信装置１０６がＣＰＥ１０５からダイヤルされた最初のディジットを検出すると、またはＣＰＥ１０５から何らかのディジットを受信する前にＣＰＥ１０５からのオンフックを検出すると、発信音は除去される。
【０１１９】
無線通信チャンネルの初期獲得を容易にするために、無線アクセス通信装置１０６は、最初に起動されたとき、好ましくは近隣の基地局１０９の詳細探索を行い、適切な基地局１０９を見つける。無線アクセス通信装置１０６は基地局１０９と通信を確立し、現在の基地局１０９から、周囲基地局マップを受信する。周囲基地局マップは、無線アクセス通信装置１０６に近隣の基地局１０９のリストを提供する。近隣の基地局１０９のリストは、無線通信のための候補である。周囲基地局マップを利用して、無線アクセス通信装置１０６は基地局選択テーブルを作り上げる。基地局選択テーブルは、近隣の基地局１０９に関する信号品質情報などを含む。基地局選択テーブルは、無線アクセス通信装置１０６の不揮発性メモリに格納される。続いて電源が入れられると、無線アクセス通信装置１０６は、その基地局獲得を迅速に行うために既存の基地局選択テーブルを利用する。
【０１２０】
発信呼をセットアップするための、又は登録を行うためのトリガーをＣＰＥ１０５から受信したとき、無線アクセス通信装置１０６は無線通信チャンネルの獲得を試みる。所定の無線システムでは、無線通信チャンネルの獲得は、無線システムの制御チャンネルとの相互動作により実現される。あるタイプのＴＤＭＡシステムでは、チャンネル獲得処理は、基地局１０９により確立された時間フレーム内の時間スロットの獲得を伴う。時間スロットの獲得は、例えば特許文献６により詳しく説明されているハンドシェイクプロトコルにしたがって行われてもよい。
【０１２１】
無線アクセス通信装置１０６が、基地局１０９と通信するための利用可能な無線通信チャンネルを見つけることができないならば、無線アクセス通信装置１０６の次の動作は、アクティブな他の呼があるか否か、または無線アクセス通信装置１０６によってセットアップされている他の呼があるか否かによって左右される。アクティブな他の呼がなく、さらに無線アクセス通信装置１０６によってセットアップされている他の呼がないならば、無線アクセス通信装置１０６が通信可能な基地局１０９を見つけるために、無線アクセス通信装置１０６は、周囲エリアを探索する。（例えば、受信信号品質やトラフィックの利用可能性に基づいて）適当な基地局１０９が発見されたならば、無線アクセス通信装置１０６は、新しい基地局１０９における無線通信チャンネルを獲得しようと試みる。（例えば、特定の実施の形態において、無線アクセス通信装置１０６は、時間スロット内に送信される汎用ポーリングメッセージ（general polling message）を探してもよい。ここで、汎用ポーリングメッセージは、上記参照の特許文献６公報において記載されているように、通信するための無線時間スロットの利用可能性を示す。）  無線アクセス通信装置１０６が、無線通信チャンネルの獲得に失敗したならば、再度獲得を試みてもよく、または異なる基地局１０９を探してもよい。無線アクセス通信装置１０６は、無線アクセス通信装置１０６が無線通信チャンネルを獲得するか、またはリンク確立タイムアウト期間の満了、すなわち無線通信チャンネルの獲得に失敗したことがわかるまで、この処理を続ける。
【０１２２】
現在の基地局１０９との別の無線通信チャンネルを獲得しようとする試みが失敗であったときに、アクティブな他の呼がある、または無線アクセス通信装置１０６によってセットアップされている他の呼があるならば、無線アクセス通信装置１０６は、チャンネルを獲得しようとする試みが失敗であることを示す。その代わりとして、無線アクセス通信装置１０６は、異なる基地局１０９に対して呼をセットアップしようと試み、それによって、同時に２つの異なる基地局１０９との通信を維持しようと試みてもよい（１つが、現在アクティブな呼を処理し、もう１つが、最新の呼を処理する）。
【０１２３】
無線通信チャンネルを獲得しようとする試みが失敗であったならば、無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥトランクにおいて「リオーダ」音を出力し、無線通信状態を「輻輳」としてマーキングする。無線アクセス通信装置１０６が、ＣＰＥ１０５に対するグラウンドスタートトランクインターフェースを有するならば、無線アクセス通信装置１０６は、空きのＣＰＥトランクを捕捉する（つまり、各ＣＰＥトランク６０２において先端を接地する）ことによって、それらＣＰＥトランクを話中にする。輻輳状態が続いている限り、ＣＰＥ１０５は、無線アクセス通信装置１０６に向けられていたはずの呼をＰＳＴＮ１２５へルーティングさせようとする（ＣＰＥ１０５は、呼のルーティング能力があると仮定する）。「輻輳」状態であるならば、無線アクセス通信装置１０６は、現在の基地局１０９において利用可能な無線チャンネルを追跡し続ける。輻輳状態が解消されたならば（例えば、無線アクセス通信装置１０６が、基地局１０９からの汎用ポーリングメッセージを確認することができる、または基地局１０９から通信チャンネルが使用可能であることを示す情報を受け取ることができるならば）、無線アクセス通信装置１０６は、無線通信状態を「非輻輳」としてマーキングする。無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥ１０５に対するグラウンドスタートトランクインターフェースを有するならば、無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥトランクを解放する（つまり、先端を接地から外す）ことによってすべてのＣＰＥトランクを話中状態から解除する。
【０１２４】
無線チャンネルの獲得に成功したならば、無線アクセス通信装置は、ディジットの伝送及び分析に進む。最初にダイヤルされたディジットを検出したとき、無線アクセス通信装置１０６は、発信音を除去し、ディジット分析手順を始める。好ましい実施の形態において、ディジットは、無線通信チャンネルが確立した後で、無線アクセス通信装置１０６から中継されて受信され、基地局１０９でディジット分析が行われる。基地局１０９は、ディジットを格納し、ディジットを分析し、呼のタイプと、ダイヤルシーケンスの最後とを判断する。
【０１２５】
例示的な実施の形態において、基地局１０９は、以下のようにディジットを分析する。「Ｘ」が「４」または「９」である場合に、基地局１０９がディジットパターン「Ｘ１１」を検出したとき、ダイヤルが完了したものと判断する。ディジットシーケンスが「９１１」であるならば、基地局１０９は、呼のタイプを緊急の呼としてマーキングする。その他のタイプの呼は、いずれも通常の呼としてマーキングされる。最初の３つのディジットが「４１１」または「９１１」でないならば、基地局１０９は、ディジットを受信しつづけ、ダイヤル完了タイムアウト時間（例えば４秒）を用いてダイヤルの最後を検出する。ダイヤル完了タイムアウト時間を使用するために、最初のディジットが基地局１０９によって受信されたときにダイヤルタイマーが起動され、新しいディジットが受信されるたびにダイヤルタイマーはリセットされる。ダイヤルタイマーがダイヤル完了タイムアウト時間までカウントするとき、基地局１０９は、ダイヤルが完了したと判断する。
【０１２６】
ダイヤルシーケンスが完了したと判断したとき、基地局１０９は、呼の確立を続けるトリガーを無線アクセス通信装置１０６に対して発する。この呼の確立は、移動管理接続確立と、呼のセットアップを含む。このトリガーは、呼のタイプ（つまり、通常であるか、それとも緊急であるか）も示す。
【０１２７】
ユーザ（つまり、電話ステーション装置１０２）から基地局１０９への通信経路を確立しようとする際に、いくつかのタイプの例外またはエラーが生じる可能性がある。例えば、無線アクセス通信装置１０６が基地局１０９と通信不可能になっているならば、無線アクセス通信装置１０６は、発信音を生成しない。その代わりに、無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥ１０５を介してユーザにリオーダ音を出力する。トランク捕捉が無線アクセス通信装置１０６によって認識された後で、所定のタイムアウト時間にわたって無線アクセス通信装置１０６によってディジットが受信されないならば、以下に説明するように、そのトランクに対して受話器外し信号処理を行う（つまり、そのトランクを、延長されたオフフック状態にあるものとして処理する）。ユーザからのダイヤルが不完全であるならば、またはダイヤルされた番号が無効であるならば、ＭＳＣ１１６は、適切な動作を行う。そのような状況において、基地局１０９は、概してダイヤルの終了を検出し、無線アクセス通信装置１０６による呼のセットアップをトリガーする。不完全なディジットシーケンスまたは無効なディジットシーケンスが、基地局１０９によってＤＴＡＰセットアップメッセージに書き込まれて、ＭＳＣ１１６に送信される。ＭＳＣ１１６において実行されるディジット分析において、例外状況を検出すると、ＭＳＣ１１６は、ＤＴＡＰ解放完了（DTAP Release Complete）メッセージを無線アクセス通信装置１０６に返信する。このＤＴＡＰ解放完了メッセージは、ダイヤルされた番号が無効であることを示す。
【０１２８】
無線アクセス通信装置１０６は、現在使用している基地局１０９との通信を失うならば、または１つまたは複数の無線通信リンクの品質が、許容できる最低限度（例えば、ビットエラー率の高さ、信号の弱さに基づいて）を下回るならば、無線アクセス通信装置１０６は、十分な品質で通信可能な基地局１０９を決定するための基地局獲得手順を開始する。無線アクセス通信装置１０６とＣＰＥ１０５との間のグラウンドスタートトランクインターフェースの場合、無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥトランクを捕捉することによって、つまり各ＣＰＥトランク６０２において先端を接地することによって、それらＣＰＥトランクを話中にする。（現在の基地局１０９との通信を再確立すること、または異なる基地局との十分に強いＲＦリンクを発見することのいずれかにより）基地局の再獲得が完了するとき、無線アクセス通信装置１０６は、基地局１０９との通信が失われたりまたは中断されたりしたときに話中であったＣＰＥトランクを、話中状態から解除する。
【０１２９】
本発明の別の態様において、複数のＣＰＥトランクが無線アクセス通信装置１０６に物理的に接続されていても、無線アクセス通信装置１０６によってサポートされるＣＰＥトランクは、それぞれネットワークへの論理加入者に相当する。したがって、例えば、４つのＣＰＥトランク６０２が無線アクセス通信装置１０６に接続されている場合、４つの一意的な加入者識別子が割り当てられる。各ＣＰＥトランク６０２に対して異なる論理加入者識別子を使用することによって、無線アクセス通信装置１０６が基地局１０９への１つまたは複数の無線リンクを介して複数の呼を処理することができる。特定の実施の形態において、各ＣＰＥトランク６０２は、アドレスを指定するために、それ自体の国際移動体加入者識別子（ＩＭＳＩ）番号及び移動局ＩＳＤＮ（ＭＳＩＳＤＮ）を用いて識別される。無線アクセス通信装置１０６が、接続されたＣＰＥトランクのうちの１つに代わって「移動管理」手順と呼制御手順を始めるとき、無線アクセス通信装置１０６は、そのＣＰＥトランクに割り当てられたＩＭＳＩを使用する。
【０１３０】
システムのネットワークサイド（基地局１０９、基地局コントローラ１１２、ＭＳＣ１１６等）では、無線アクセス通信装置１０６と関連付けられた各論理加入者は、基地局１０９と無線で通信することも可能な別々の移動体加入者であるかのように、別々のユーザとして認識される。基地局１０９は、通常、１つのエンティティ（つまり、無線アクセス通信装置１０６）に属する異なるＩＭＳＩのグループを知る必要がない。ＩＭＳＩは、工場でプログラミングされた、１つまたは複数の加入者インターフェースモジュール（ＳＩＭ）６０６チップに保持されることが好ましい。各ＳＩＭ６０６チップは、いったん無線アクセス通信装置１０６に配置されたならば、特定のＣＰＥトランクに属する。本明細書のほかの場所でも記載されているように、ＩＭＳＩは、登録、認証、およびネットワークアクセスのために使用される。
【０１３１】
無線アクセス通信装置１０６に格納されるＩＭＳＩはそれぞれ、好ましくは、ＨＬＲ／ＡｕＣ１２３のＨＬＲ構成要素において格納されるＭＳＩＳＤＮに対応する。ＭＳＩＳＤＮ番号は、ＭＳＩＳＤＮ番号に変換されるＮＡＮＰ番号と等価物、つまり１＋ＮＰＡ＋ＮＸＸ＋ＸＸＸＸのフォーマットを有する番号であってもよい。ＭＳＩＳＤＮ番号は、発呼と課金情報(billing)の生成などのために使用される。ＭＳＩＳＤＮ番号は、ＣＰＥ１０５に割り当てられる公衆ＰＳＴＮ番号の１つであってもよい。したがって、ＭＳＩＳＤＮ番号は、ＰＳＴＮ１２５からＣＰＥ１２５に割り当てられてもよい。
【０１３２】
無線アクセス通信装置１０６には、国際移動体装置識別（International Mobile Equipment Identity：ＩＭＥＩ）番号の形式における識別シリアル番号が割り当てられてもよい。ＩＭＥＩ番号は、工場で割り当てられてもよく、好ましくは、各無線アクセス通信装置１０６は、一意的なＩＭＥＩ番号に関連付けられている。装置識別レジスタ（Equipment Identity Register：ＥＩＲ）エレメントがネットワーク内で使用されるならば、装置識別レジスタエレメントは、システムにおける各無線アクセス通信装置１０６のＩＭＥＩ番号を含む。無線アクセス通信装置１０６によって生成されるアラームは、識別の目的でＩＭＥＩ番号を使用してもよい。
【０１３３】
本明細書において以前に説明したように、本発明は、１つの態様において、無線トランクを有するシステムにおける通信を容易にするための信号方式及びプロトコルの技術を提供する。ＣＰＥ１０５とＰＳＴＮ１２５との間の通信が、無線アクセス通信装置１０６の能力を利用して行うことができるように、信号方式情報は、通信システム１０１の１つまたは複数のさまざまなインターフェースを用いて伝送される。好ましい実施の形態において、通信システム８０１は、ＩＳ−６６１通信プロトコル（または、その修正版）の態様とＧＳＭ通信プロトコルの態様とを組み込んで、「ハイブリッド」プロトコルを利用する。
【０１３４】
ＩＳ−６６１のさまざまな態様は、以下のように要約される。ＩＳ−６６１プロトコルによれば、基地局１０９と、移動局または他のユーザ局との間の無線通信が、周波数分割二重通信方式（ＦＤＤ）を使用することによって実行される。このとき、基地局１０９は、基地局の周波数帯域を介して信号を送信し、移動局またはその他のユーザ局は、移動局／ユーザ局の周波数帯域を介して信号を送信する。複数の送信は時間スロットにしたがって区別され、ここで、基地局の周波数帯域および移動局／ユーザ局の周波数帯域のそれぞれにおけるＴＤＭＡ時間フレームは、３２個の時間スロットを含み、そのそれぞれは６２５マイクロ秒の長さであり、その結果、ＴＤＭＡ時間フレームの継続時間は、２０ミリ秒となる。（しかしながら、ある変形例では、１６個の二重通信方式の時間スロットが使用される。）  動作上好ましい周波数は、１８５０から１９９０ＭＨｚであり、シンセサイザーが調整するステップサイズの大きさは１００ｋＨｚである。通信は、１．６ＭＨｚのＲＦチャンネルの間隔を有するスペクトル拡散通信を用いて実行される。スペクトル拡散変調は、二乗余弦の平方根を使用する方法で(using a root raised cosine method)実行されるパルス波形整形を伴うＭＳＫまたはＯＱＰＳＫであってもよい。好ましくは、スペクトル拡散のチッピングレートは、２つのチャンネル、つまりＩチャンネルとＱチャンネルのそれぞれにおいて１．２５Ｍチップ（Ｍｃｐｓ）である。システムはアンテナダイバーシティを行ってもよい。さらにシステムは、（例えば３ｄＢの）所定のステップにおいて、移動局またはその他のユーザ局の電源制御を行ってもよい。
【０１３５】
通信システム内の異なるインターフェースは、通信経路のチェーンのどこにインターフェースがあるかということに部分的に依存して、異なるプロトコルを使用してもよい。図１０は、本発明の好ましい実施の形態に係る通信システム８０１における異なる構成要素間にあるインターフェースを示す図である。これらのインターフェースの一部は、図５において示された好ましい基地局１０９に関して先に概略的に説明した。図１０において示されたさまざまなインターフェースは、無線アクセス通信装置１０６と基地局１０９との間の無線インターフェースまたは「Ｏ−インターフェース」５６０と、基地局１０９内部（つまり、図５において示されているように、好ましい基地局５０１の回線カード管理部５０３とＯＴＡ管理部５０２との間）の内部インターフェースまたは「Ｉ−インターフェース」５６１と、基地局１０９と基地局コントローラ１１２との間のネットワークインターフェースまたは「Ｎ−インターフェース」５６２とを含む。基地局コントローラ１１２は、ＧＳＭ  Ａ−インターフェース５７１のような標準インターフェースを介してＭＳＣ１１６と通信する。
【０１３６】
好適な実施の形態では、図１に示される本発明の実施の形態に従って、トランスコーディング装置（transcoding unit）１１５が、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間に挿入される。この実施の形態では、「Ｔ−インターフェース」と呼ばれる付加的なインターフェースが、基地局コントローラ１１２とトランスコーディング装置１１５との間に設けられ、上記トランスコーディング装置１１５は、ＧＳＭ  Ａ−インターフェース５７１のような標準インターフェースを通して、ＭＳＣ１１６と通信する。
【０１３７】
図１０に示される通信インターフェースの各々について、まずは、無線アクセス通信装置１０６と基地局１０９との間の「Ｏ−インターフェース」５６０から、より詳細に説明する。「Ｏ−インターフェース」５６０は、１つ又はそれ以上の無線（wireless, over-the-air）の通信チャンネルを有しており、各チャンネルは、好ましくは（必須ではないが）、全二重通信をサポートすべく、順方向の通信リンク及び逆方向の通信リンクを有している。Ｏ−インターフェース５６０の１つ又は複数の無線通信チャンネルは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）又は符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）若しくはそれらのさまざまな組合せを利用するプロトコルを含む、種々の異なる多重アクセス通信プロトコルのいずれかにより実現されてもよい。Ｏ−インターフェース５６０は、ある別の実施の形態において、例えば制御トラフィック（traffic）及び信号方式（signaling）情報を伝送するために使用される、基地局１０９からの無線ブロードキャストチャンネルを有していてもよい。他の実施の形態では、専用のブロードキャスト制御チャンネルは使用されない。
【０１３８】
好適な実施の形態では、上記基地局１０９が、セルの分離（cell isolation）のために、さまざまな態様のＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ及びＣＤＭＡを利用するセルラーネットワーク（cellular network）の一部である。例示的な実施の形態では、複数のユーザ局が分離され、多重アクセスがＴＤＭＡによって実現される。周波数分割二重通信方式（ＦＤＤ：frequency division duplexing）が、１６個の全二重のユーザ局が共通のＲＦ無線周波数を共有することを可能とするために採用される。上記セルラーネットワークにおいて、隣接したセルは、９つの周波数チャンネルのうちの１つの割り当てを受け、７つの符号再利用パターンを使用し、これによりセル間の分離を実現する。直接拡散スペクトル拡散伝送が、基地局１０９と、無線アクセス通信装置１０６を含むセル内のユーザ局とにより用いられる。スペクトル拡散通信は、セル間の干渉と、同じ近傍（proximity）内で動作する他のシステム（例えばＰＣＳシステム）に関する干渉とを軽減する。隣接クラスタにおける複数のセルは、直交する又は略直交する拡散符号、伝送電力制御、指向性アンテナ及び時間スロット相互交換（ＴＳＩ）を含む、種々の干渉除去技術を用いる。
【０１３９】
図２５には、本発明の１つの実施の形態において、Ｏ−インターフェース５６０を通じて通信するために用いられ得る、１つの可能な通信プロトコルが示されている。図２５に示されたプロトコルは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）及びスペクトル拡散技術を用いる。図２５に示されるように、ポーリングループ１３８０（「メジャーフレーム」）が、複数の時間スロット１３８１（「マイナーフレーム」）を有する。各マイナーフレーム１３８１は、基地局１０９（例えばセルラー局）とユーザ局（例えば移動体ユーザ）との間の時分割二重通信方式の通信を有する。つまり、同じマイナーフレーム１３８１内において、基地局１０９がユーザ局に送信し、またユーザ局が逆に基地局１０９に送信する。
【０１４０】
より詳しくは、図２５におけるポーリングループ１３８０の一部の分解図に示されるように、マイナーフレーム１３８１は、基地局送信（ベース送信）１３８３の前に、移動局又はユーザ局送信１３８２を有する。マイナーフレーム１３８１はまた、ユーザ局送信１３８２の前に可変無線遅延ギャップ（variable radio delay gap）１３８４を有し、ユーザ局送信１３８２の後に、ターンアラウンドギャップ（turn around gap）１３８８及びガードタイムギャップ（guard time gap）１３８９が続く。ギャップ１３８９の後は、基地局送信１３８３であり、該基地局送信１３８３の後には、他のターンアラウンドギャップ１３９３が続く。ユーザ局送信１３８２は、プリアンブル（preamble）１３８５、プリアンブルサウンディングギャップ（preamble sounding gap）１３８６、及び、ユーザ局メッセージ区間（user message interval）１３８７を有する。基地局送信は、プリアンブル１３９０、プリアンブルサウンディングギャップ１３９１及び基地局メッセージ区間１３９２を有する。
【０１４１】
図２６には、Ｏ‐インターフェース５６０を通ずる通信に使用され得る、他の通信プロトコルが示される。図２６に示されるプロトコルは、ＦＤＭＡ（複数の送信が異なる周波数の割当てにより区別されるという意味で）およびＴＤＭＡ（複数の送信が別々の時間の割当てにより区別されるという意味で）の両方の態様を用いる。図２６に示されるように、基地局からユーザ局への送信のために、ある周波数帯域１５１０が基地局１０９に割り当てられ、また、ユーザ局から基地局への送信のために、他の周波数帯域１５１１がユーザ局（例えば携帯電話機（ハンドセット）又は他の無線装置）に割り当てられる。反復するメジャー時間フレーム（又は「ポーリングループ」）１５０１が、各周波数帯域１５１０，１５１１における通信用に定義される。反復するメジャー時間フレーム１５０１内において、複数の（例えば１６個の）基地局時間スロット１５０２及びユーザ局時間スロット１５０３が定義され、ここで、好ましくはユーザ局時間スロット１５０３は、基地局時間スロット１５０２に対して、ある量の時間だけ遅延する。
【０１４２】
各メジャー時間フレーム１５０１において１６個の基地局時間スロット１５０２及び１６個のユーザ局時間スロット１５０３が定義される好適な実施の形態では、第１の基地局時間スロット１５０２と第１のユーザ局時間スロット１５０３との間の時間遅延１５０５は、所定数の時間スロット、例えば８個の時間スロットに対応する、予め設定された量の時間であり、このため「スロットオフセット」と呼ばれる。この時間遅延つまりスロットオフセット１５０５によって、ユーザ局時間において、割り当てられた基地局時間スロット１５０２での基地局周波数帯域１５１０にわたる送信信号を受信すること、基地局からユーザ局への送信を処理すること、送信／受信周波数の切換えを行うこと、そして、逆方向リンクの送信を行うために時間フレーム継続時間全体を待つ必要なく、対応するユーザ局時間スロット１５０３における逆方向リンクの送信を行うことが可能になる。スロットオフセット１５０５は、８つの時間スロット以外の時間量を有することができる、若しくは、メジャー時間フレーム１５０１が、スロットオフセット１５０５が全く存在しないように定義されてもよい。
【０１４３】
代替として、固定された時間遅延つまりスロットオフセット１５０５を有する代わりに、基地局時間スロット１５０２及びユーザ局時間スロット１５０３は、互いに独立に割り当てられることも可能であり、このとき、該基地局時間スロット１５０２と対応するユーザ局時間スロット１５０３（すなわち二重通信を構成するペア）との間の間隔は、例えばユーザのタイプに基づいて動的に選択される。
【０１４４】
好適な実施の形態では、無線アクセス通信装置１０６に割り当てられた１つ又は複数のユーザ局時間スロット１５０３及び１つ又は複数の基地局時間スロット１５０２が、無線アクセス通信装置１０６における無線トランシーバの送信／受信周波数の切換えを可能とするのに十分な時間量だけオフセットされる。１つの実施態様では、無線アクセス通信装置１０６は、送信／受信周波数の切換えを行なうのに約６２５マイクロ秒を要する。この時間は、時間スロット１５０２，１５０３の長さがそれぞれ１．３５ミリ秒であると、時間スロット継続時間の半分に対応する。ここでは、好ましくは、「仮想的」な時間スロットを形成するように、基地局時間スロット１５０２と対応するユーザ局時間スロット１５０３との間に８スロットのオフセットが設けられている。８スロットのオフセットは、好適な実施の形態に関しては、無線アクセス通信装置１０６による送信／受信周波数の切換えの潜在的な回数を削減しつつ、利用可能な無線スロットスペースにおいて無線アクセス通信装置１０６毎に４つのトランクを収容するのに十分であると考えられる。
【０１４５】
１つの実施の形態によれば、無線アクセス通信装置１０６は、基地局１０９との間でスロット割当てのネゴシエーションを行うときに、スロット割当てマップを基地局１０９へ送信する。スロット割当てマップは、無線アクセス通信装置１０６において、呼に対してどの無線スロットがすでに割り当てられているかを示す。基地局１０９は、スロット割当てマップの情報を用いて、利用可能な時間スロット１５０２，１５０３のプールから基地局時間スロット１５０２及びユーザ局時間スロット１５０３を引き出す。基地局１０９は、例えば無線アクセス通信装置１０６の送信／受信切換え時間の制約に基づき、この選択を行なう。
【０１４６】
好適な通信プロトコルの一態様では、単一の基地局時間スロット１５０２及び単一のユーザ局時間スロット１５０３が、ともに、１つの二重通信チャンネルを構成する。好適な実施の形態では、図２６に関して記述されたプロトコルの時間フレーム１５０１が、合計で１６個の可能な二重通信チャンネルにわたって、１６個の基地局時間スロット１５０２及び１６個の対応するユーザ局時間スロット１５０３をサポートする。好適な実施の形態では、各基地局時間スロット１５０２及びユーザ局時間スロット１５０３の継続時間はで１．３５ミリ秒であり、また、各時間スロットは、符号化された音声又は他のデータを９．６キロビット／秒で伝送することを可能とする。
【０１４７】
単一の基地局１０９によりサポート可能な無線アクセス通信装置１０６の個数は、概して、基地局１０９において利用可能な通信チャンネルの個数と、無線アクセス通信装置１０６により必要とされる通信チャンネル（すなわちＣＰＥトランク）の個数とに関する関数である。例えば、基地局１０９において１６個の通信チャンネルが利用可能である場合、そして各無線アクセス通信装置１０６が４つのＣＰＥトランク６０２を有する場合において、基地局１０９は、４つの無線アクセス通信装置１０６をサポートすることができ、その各々は、与えられた時間において最大容量で動作する。しかしながら、無線アクセス通信装置１０６が所定の期間だけ最大容量未満で動作すると期待される場合において、また、阻止要件及び期待される加入者負荷に基づき、無線アクセス通信装置１０６が基地局１０９を共有リソースとして用いるように、４つよりも多くの無線アクセス通信装置１０６が単一の基地局１０９へ割り当てられてもよい。加えて、基地局１０９が、１つ又は複数の無線アクセス通信装置１０６との通信と同時に、携帯電話機又は他の無線装置のような他の無線ユーザと通信してもよい。
【０１４８】
通信チャンネルは、好ましくは、要求に基づいて無線アクセス通信装置１０６に割り当てられるが、ある実施の態様では、予め割り当てられていてもよい。無線通信チャンネルの動的な割当ての利点は、より多くのユーザがサポートされ得ることである。図２６に示されるプロトコルに関して、無線通信チャンネルは、好ましくは、無線アクセス通信装置１０６から基地局１０９への要求に基づいて割り当てられる。無線通信チャンネルの割当ては、同じく基地局１０９と通信する移動体ユーザ（もし存在すれば）に関しても同様に実行される、すなわち、基地局１０９を一部に含むネットワークについてのセルラー通信プロトコルに従って実行される。例えば、無線通信チャンネルは、専用の制御チャンネルの支援によって割り当てられてもよい。また、適切であればいかなる他の無線通信チャンネルを割り当てる若しくは指定するためのメカニズムが用いられてもよい。
【０１４９】
Ｏ−インターフェース５６０が、概して、無線アクセス通信装置１０６と基地局１０９との間の直接の無線インターフェースを含む一方、図１０に詳しく示されるような幾つかの他のインターフェースが、情報をＰＳＴＮ１２５と交換する際に必要とされる。ＰＳＴＮ１２５へ進むときの次のインターフェースは、Ｉ−インターフェース５６１である。Ｉ−インターフェース５６１は、基地局１０９の内部にあり、また、概して、特にネットワークへのバックホール伝送に適したフォーマットへの無線メッセージの変換及びその逆の変換を行う。Ｉ−インターフェース５６１の更なる詳細は、図５に関して説明される。
【０１５０】
図１０に示されるような、無線アクセス通信装置１０６からＰＳＴＮ１２５へ進むときの次のインターフェースは、Ｎ−インターフェース５６２であり、それは、基地局１０９を基地局コントローラ１１２へ接続するものである。Ｎ−インターフェース５６２は、本明細書で更に説明されるように、トラフィック及び信号方式の通信チャンネルを有する。物理層において、Ｎ−インターフェース５６２は、トランスポート機構として、フラクショナルＴ１サービスを利用する。各フラクショナルＴ１リンクは、６４キロビット／秒から１．５３６メガビット／秒までの転送速度をサポートする。Ｔ１リンク上の各時間スロットは、最大で４つまでの１６キロビット／秒のべアラーチャンネル(bearer channel)をサポートする。
【０１５１】
Ｎ−インターフェース５６２のトラフィックチャンネルは、１つの無線トラフィックチャンネル(すなわち１つの無線通信チャンネル)のデータ(例えば音声データ)を伝送するための、集約されていない１６キロビット／秒のチャンネルを有する。最大で４個までのかかるトラフィックチャンネルは、１つの６４キロビット／秒のＴ１時間スロットへ多重化され得る。信号方式及びＯＡＭ＆Ｐ情報を６４キロビット／秒の速度で伝送するために、単一の信号チャンネルが各基地局１０９毎に設けられる。信号方式トラフィックは、無線アクセス通信装置１０６とＭＳＣ１１６との間で中継される信号方式トラフィックと同様に、基地局１０９と基地局コントローラ１１２との間のリンクに属する制御情報を有する。
【０１５２】
Ｎ−インターフェース５６２を通ずる信号方式及び運用若しくは管理上のメッセージ伝送を管理するために、ＬＡＰＤ端末エンドポイント識別子（terminal endpoint identifiers：ＴＥＩ）が、ローカル管理端末(もし設けられていれば)と基地局１０９との間の制御情報とともに、基地局コントローラ１１２と基地局１０９との間の信号方式及びＯＡＭ＆Ｐ情報の転送用に用いられる。ＴＥＩは、好ましくは、基地局共通機能（図７参照，後述）と、Ｎ−インターフェース５６２上でメッセージを送受信するトランシーバとに割り当てられる。基地局共通機能のＴＥＩは、Ｎ−インターフェース５６２上のＴ１時間スロットに対して永久に割り当てられ、Ｔ１時間スロットの数から導き出される。トランシーバのＴＥＩは半永久的であり、また、構成パラメータから確定される。上記基地局共通機能及びバックホールトランシーバ内の異なる機能エンティティは、サービスアクセスポイント識別子（service access point identifiers：ＳＡＰＩ）を用いて、アドレス指定される。特定の実施の形態では、単一のバックホールトランシーバが、基地局１０９によりサポートされ、従って、かかる実施の形態では、たった１つのトランシーバＴＥＩが用いられる。
【０１５３】
図７は、本発明の好適な実施の形態に関連して用いられるＮ−インターフェース５６２のための、インターフェース信号方式構成をより詳細に示す。図７に示されるように、基地局コントローラ（ＢＳＣ）７０２は、複数の論理リンク７１１乃至７１５にわたって基地局（ＯＢＴＳ）７０３へ接続されており、これらの論理リンク７１１乃至７１５のすべては、物理的な見地からは、単一のデジタル時間スロットチャンネル(又はＤＳ０)上へ多重化され、パルス符号変調（ＰＣＭ）を用いて伝送される。図７に示される基地局７０３は、端末エンドポイント識別子ＴＥＩ  Ｂ及びＴＥＩ  Ｃによりそれぞれ識別される、２つのトランシーバ７０６，７０７（それぞれ「ＴＲＸ１」及び「ＴＲＸ２」と示す）と、端末エンドポイント識別子ＴＥＩ  Ａにより識別される基地局共通機能部（base common function：ＢＣＦ）７０５を有する。
【０１５４】
論理リンク７１１から７１５は、サービス・アクセス・プロバイダ識別子（service access provider identifier: SAPI）タイプによって分類することができる。例えば、図７に示された実施態様では、「６２」というＳＡＰＩタイプはОＡＭ＆Ｐ信号方式（ОＡＭ＆Ｐ signaling）を示し、「０」というＳＡＰＩタイプはトラフィック信号方式を示している。図７に示されたインターフェース信号方式構成で説明されるように、１つのОＡＭ＆Ｐ  ＳＡＰＩ論理リンク７１２と１つのトラフィック信号方式論理リンク７１３とが１つのトランシーバ（transceiver）７０６と論理的に関連付けられ、もう１つのОＡＭ＆Ｐ  ＳＡＰＩ論理リンク７１４と１つのトラフィック信号方式論理リンク７１５とが他のトランシーバ（transceiver）７０７と論理的に関連付けられている。第３のОＡＭ＆Ｐ論理リンク７１１は基地局共通機能部７０５と論理的に関連付けられている。
【０１５５】
トラフィック制御に対する信号方式メッセージは、各々トランシーバ７０６及び７０７に接続された２つの論理リンク７１３及び７１５に伝送される。基地局７０３と基地局コントローラ７０２との間の相互動作のために論理リンク７１３及び７１５によって伝えられる信号方式メッセージは、例えば、バックホール（backhaul）及び無線リソース管理や、移動管理などの機能に関連したものである。チャンネル７１３及び７１５によって伝えられる信号方式メッセージは、また、無線アクセス通信装置１０６とＭＳＣ１１６との間のエンド−ツー−エンドの呼制御および移動管理信号方式に関連したものであり、そして、転送ノート内にカプセル化されている。更に、基地局７０３により基地局コントローラ７０２に送られ、そして転送ノート内にカプセル化された観測カウンタ（observation counter）及び動作測定（operation measurement）は、論理リンク７１３及び７１５を介して伝送されることができる。
【０１５６】
（例えばОＡＭ＆Ｐなどの）管理機能に関連したメッセージは、論理リンク７１１，７１２及び７１４上で基地局共通機能部７０５及びトランシーバ７０６及び７０７にそれぞれ伝送される。ОＡＭ＆Ｐメッセージ伝送は、基地局コントローラ７０３による基地局７０３の管理のために行われる。
【０１５７】
好ましい実施態様では、基地局コントローラ１１２はＴ−インターフェースを通じてトランスコーディング装置（transcoding unit）１１５に接続されており、そのことは図１に示されているが図１０では明示的には示されていない。上記Ｔ−インターフェースは、ベアラー（bearer）音声チャンネル・リンク及び信号方式リンクを含む多様な異なるリンクを伝えるＴ１接続を通じて、基地局コントローラ１１２をトランスコーディング装置１１５にリンクさせる。Ｔ−インターフェースは、基地局１０９とトランスコーディング装置１１５（すなわち、暗号化／暗号解読アルゴリズムのエンドポイント）の間のインバンド（inband）信号方式情報に加えて、符号化され暗号化された音声およびＦＥＣ情報を包含した複数の１６キロビット（kilobits）／秒のベアラー音声チャンネルを伝える。一つの実施態様においては、最大で４つまでのかかるベアラー音声チャンネルが一つのＤＳО時間スロット（timeslot）上に多重化され得る。ベアラー音声チャンネルは、トランスコーディング及び速度適応機能のためにトランスコーディング装置１１５によって処理され、トランスコーディング装置１１５は、ベアラー音声チャンネル・データを、ＭＳＣ１１６に中継するために、６４キロビット／秒のパルス符号変調された(ＰＣＭ)音声データにフォーマット処理する。
【０１５８】
ベアラー・データに加えて、Ｔ−インターフェースは、１つ若しくはそれ以上の信号方式リンクも伝える。例えば、Ｔ−インターフェースは、標準的なＬＡＰＤデータ・リンクを用いて、基地局コントローラ１１２によりトランスコーディング装置１１５のОＡＭ＆Ｐ制御のための信号方式リンクを伝える。Ｔ−インターフェースは、また、各々１つのＴ１  ＤＳО時間スロットを用いて、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間に、ＳＳ７信号方式リンクを伝える。これらリンクの信号方式情報は、トランスコーディング装置１１５を介して、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間でトランスペアレントに中継される。Ｔ−インターフェースはまた、オプションで、基地局１０９と運用管理センター（operations management center：ОＭＣ）１２０との間で通信リンクを伝えてもよい。
【０１５９】
トランスコーディング装置１１５は（もし、備えられていれば）、例えばＧＳＭ  Ａ−インターフェースのような標準的なインターフェースによってＭＳＣ１１６に接続される。その代わりに、トランスコーディング装置１１５の機能が基地局コントローラ１１２内に組み込まれても良く、その場合には、基地局コントローラ１１２は、例えばＧＳＭ  Ａ−インターフェースのような標準的なインターフェースによってＭＳＣ１１６に接続されることになるであろう。Ａ−インターフェースは、図１に表示され、また、図７においても参照数字５７１で示されている。ＧＳＭ  Ａ−インターフェースの詳細は、例えば、非特許文献１に記載されている。本明細書に記載された１つ又は複数の好ましい実施態様の特徴と機能をサポートするために、好ましくは、標準的なＧＳＭ  Ａ−インターフェースに対して何等かの変更が加えられる。かかる変更は、例えば、トラフィック及び信号方式の両方を伝えるために物理的インターフェースとしてＴ１回線を用いることや、特定の地理的領域（例えば、北アメリカなど）においてはμ−法符号化を用いることなどを含むものである。
【０１６０】
ベアラー・リンクがトランスコーディング装置１１５とＭＳＣ１１６との間を接続するのに対して、Ａ−インターフェースのための信号方式リンクは、概して、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間で論理的に延在する。トランスコーディング装置１１５は、特に言及されたように、Ｔ−インターフェースを通じて受信された１６キロビット／秒のベアラー・リンクを処理して、ＭＳＣ１１６に向かう６４キロビット／秒のパルス符号変調リンクを生成させる。Ａ−インターフェース信号方式チャンネルは、信号方式接続制御部（signaling connection control part：ＳＣＣＰ）論理信号方式リンクを伝える。ＳＣＣＰリンクは、ＰＳＴＮ１２５と通信中である無線アクセス通信装置１０６の各アクティブなＣＰＥトランク（つまり「論理的な移動局」）毎に、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間で維持される。Ａ−インターフェースを通じて伝えられる信号方式情報は、リンク管理のための基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６の間のＳＳ７信号方式と、Ａ−インターフェース無線リソース管理信号方式と、Ａ−インターフェース移動管理信号方式と、無線アクセス通信装置１０６とMＳＣ１１６との間で基地局コントローラ１１２によって中継される呼制御信号方式と、オプションで、基地局コントローラ１１２とОＭＣ１２０との間のОＡＭ＆Ｐ信号方式とを含んでいる。Ａ−インターフェース信号方式トラフィックは、トランスコーディング装置１１５（もしも、備えられていれば）を通過し、そして、トランスコーディング装置１１５は、説明したように、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間で信号方式情報をトランスペアレントに中継する。
【０１６１】
この明細書中で以前に言及したように、本発明に従った好ましい通信システム１０１では、信号方式のＧＳＭに係る態様と非ＧＳＭに係る態様との両方が利用されている。好ましい実施態様においては、物理的プロトコル（physical protocol）の相互接続がネットワークレベルにおいて本質的にトランスペアレントになるように、通信システム１０１内ではＧＳＭ信号方式及びメッセージングの態様が用いられる。この実施態様では、非ＧＳＭ物理層（non-GSM physical layer）が採用されており、一方、ＭＳＣ１１６との通信はＧＳＭ信号方式フォーマットを用いてパッケージされ、その結果、無線システムの非ＧＳＭの態様がネットワークに対してトランスペアレントになる。好ましいシステムで用いられる種々のインターフェースの詳細は以上に記載され、一方、通信システム１０１内で実行される信号方式及びプロトコルは、以下により詳細に説明される。信号方式及びプロトコルは、図１，７及び１０に示された特定のインターフェースを参照して説明されるが、信号方式及びプロトコルのの態様は、同様に他のインターフェース形態を用いて採用されてもよい。
【０１６２】
図８は、好ましい通信システム１０１のある特定の実施態様に対するプロトコルアーキテクチャを示す図であり、更に、О−インターフェース５６０、Ｎ−インターフェース５６２及びＡ−インターフェース５７１を介する、無線アクセス通信装置１０６、基地局１０９、基地局コントローラ１１２及びＭＳＣ１１６の間における好ましい接続関係を示している。図８に示されたプロトコルアーキテクチャにおいては、「ＣＭ」は接続管理に関連付けられ、「ＭＭ」は移動管理に関連付けられ、「ОＴＡ」は無線プロトコル（over-the-air protocol）に関連付けられ、「ＬＡＰＤ」はＤチャンネルのためのリンク・アクセス・プロトコルに関連付けられ、「ＩＷＦ」は相互接続機能に関連付けられ、「ＰｈＬ」は物理層（physical layer）に関連付けられ、「ＢＳＳＭＡＰ」は基地局サブシステム管理応用部（base station subsystem management application part）に関連付けられ、「ＳＣＣＰ」はＳＳ７信号方式接続制御部に関連付けられ、「ＭＴＰ」はメッセージ転送部に関連付けられ（ＭＴＰのレイヤー２及び３）、「ОＡＭ」は運用、保守及び管理（operations, maintenance and administration）に関連付けられ、「ＮＴＳ−ＭＭ」はＮ−ノート（N-Note）移動管理に関連付けられ、そして、「ＮＴＳ−ＲＲ」はＮ−ノート無線リソース管理に関連付けられている。
【０１６３】
大部分の物理的な無線機能に対しては、通信システムの好ましい実施態様はＩＳ−６６１移動システム用のプロトコルアーキテクチャを利用する。よりハイレベルの機能に対しては、以下により詳細に説明するように、通信システムの好ましい実施態様はＧＳＭの態様を用いる。
【０１６４】
呼制御プロトコルは、ＧＳＭディレクション転送応用部（direction transfer application part：ＤＴＡＰ）の呼制御エンティティ（entity）であり、図８においてはＧＳＭ−ＣＭ層として示されている。このＧＳＭ  ＤＴＡＰ呼制御エンティティ（すなわち、ＧＳＭ−ＣＭ層）は、（１）無線アクセス通信装置１０６とMＳＣ１１６との間での通常の発信音声呼（すなわち、ＣＰＥ１０５を発信元とする）の確立、維持及び解放と、（２）無線アクセス通信装置１０６とMＳＣ１１６との間での緊急の（すなわち、「９１１」）発信音声呼の確立、維持及び解放と、（３）呼がアクティブである間におけるネットワーク方向でのＣＰＥ１０５からのＤＴＭＦトーン（tone）の信号方式とを含む、様々な機能をサポートしている。ディジット分析が好ましくは基地局１０９で行われるので、無線アクセス通信装置１０６と基地局１０９との間にトランスペアレント（transparent）なディジット伝送が行われる。更に、システムは、また、好ましくは、ＤＴＡＰプロトコルメッセージのための制御転送（ＣＴ−ＴＲＡ）О−ノートを介した転送（transport）能力を与える。
【０１６５】
図８においてはＧＳＭ−ＭＭ層として示されているＧＳＭ  ＤＴＡＰ移動管理エンティティは、認証および加入者識別を含む種々の移動管理手順を実行するために、エンド・ツー・エンドで（無線アクセス通信装置１０６とMＳＣ１１６との間で）用いられる。他の移動管理手順は、О−ノートとＮ−ノートを用いるプロトコル部分としてО−インターフェース５６０とＮ−インターフェース５６２においてサポートされており、図８においてはОＴＡ−ＭＭエンティティ及びＮＴＳ−ＭＭエンティティとして示されている。これら他の移動管理手順は、位置の更新またはネットワーク−レベルの登録（通常のものと定期的なものの両方）と、ＩＭＳＩデタッチまたは登録解除と、一時的移動体加入者識別情報（ＴＭＳＩ）の再割り当てと、（通常の呼および緊急の呼の両方に対する）移動管理接続確立とを含んでいる。これら移動管理手順は、基地局１０９及び基地局コントローラ１１２内で相互接続の影響を受け、基地局コントローラ１１２は、これら手順を、Ａ−インターフェース５７１を介する対応のＧＳＭ移動管理手順に変換する。更に、無線アクセス通信装置１０６と基地局１０９との間での基地局レベルの登録（通常のものと定期的なものの両方）は、О−ノート移動管理手順によってサポートされている。
【０１６６】
ＧＳＭ−ＣＭ及びＧＳＭ−ＭＭプロトコルは、無線アクセス通信装置１０６と基地局１０９との間においてエンド・ツー・エンドで実行され、そして、プロトコル・メッセージは、基地局１０９及び基地局コントローラ１１２を介して、トランスペアレントに中継される。プロトコル・メッセージは、О−インターフェース５６０を介するトランスポートО−ノート（ＣＴ−ＴＲＡ）メッセージ、基地局１０９と基地局コントローラ１１２との間のＬＡＰＤ信号方式リンクを用いてＮ−インターフェース５６２を介するトランスポートＮ−ノート・メッセージ、及びＳＣＣＰ信号方式リンクを用いたＡ−インターフェース５７１上のＢＳＳＭＡＰメッセージ内にカプセル化されてもよい。
【０１６７】
無線移動管理手順は、基地局１０９内において、図８ではＮＴＳ−ＭＭ層として示されるＮ−ノート移動管理手順と相互接続する。ＮＴＳ−ＭＭ手順は、Ｎ−インターフェース５６２のＬＡＰＤ信号方式リンク上で実行され、基地局コントローラ１１２内において、Ａ−インターフェース上の対応するＤＴＡＰ移動管理（ＧＳＭ−ＭＭ）手順と相互接続する。ＧＳＭ−ＭＭプロトコルは、従って、部分的には無線アクセス通信装置１０６とMＳＣ１１６との間においてエンド・ツー・エンドで実行され、また、部分的には基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間で実行される。
【０１６８】
無線リソース管理機能は、図８に示されたОＴＡ無線リソース（ОＴＡ−ＲＲ）管理プロトコル・エンティティによって与えられる。かかる無線リソース管理機能は、リンク獲得、失ったリンクの回復、ベアラメッセージの暗号化、無線スロットのネゴシエーション（negotiation）及び時間スロットの相互交換（ＴＤＭＡシステムの場合）、ディジット伝送及び分析、割り当て（assignment）及びモード変更、リンク解放（ネットワークにより開始されたか、又は無線アクセス通信装置１０６により開始されたか）、基地局支援情報、及び周囲基地局テーブル情報を含むものである。О−インターフェース５６０では、無線リソース管理は、ОＴＡ−ＲＲエンティティによりО−ノート・プロトコルの一部として実行される。
【０１６９】
О−インターフェース５６０上のО−ノート・プロトコルは、無線通信チャンネル（すなわち、無線通信リンク）を管理するために、リンク層機能を有している。これらリンク層管理機能は、ＡＲＱ、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、セグメント化およびセグメント化解除、電力制御などを含んでいる。
【０１７０】
基地局コントローラ１１２及びＭＳＣ１１６との相互動作を要する無線リソース機能構成要素は、基地局１０９により、図８ではＮＴＳ−ＲＲエンティティとして示されるＮ−インターフェース５６２上のＮ−ノート・プロトコル内における無線リソース機能と相互接続される。基地局コントローラ１１２は、次には、無線リソース機能をＡ−インターフェース５７１上のＢＳＳＭＡＰ層機能と相互接続させる。チャンネル割り当て、チャンネル解放などの無線リソース管理手順は、ＭＳＣ１１６によりＢＳＳＭＡＰ手順を介して始められ、そして、基地局コントローラ１１２が、これら手順をＮ−インターフェース５６２上のＮＴＳ−ＲＲプロトコル手順に変換する。
【０１７１】
Ｎ−インターフェース５６２を通じて、無線リソース管理のためのＮＴＳ−ＲＲプロトコル手順は、暗号化と、割り当て及びモード変換と、リンク解放とを含む。無線リソース機能に加えて、ＮＴＳ−ＲＲエンティティの機能は、Ｎ−インターフェース５６２の１つ又は複数のバックホールリンク上でベアラー・チャンネルの割当および割当解除を管理するための手順を含んでいる。
【０１７２】
Ｎ−インターフェース５６２上で、信号方式リンクはＬＡＰＤプロトコルに基づいている。Ａ−インターフェースを通じて、ＢＳＳＭＡＰメッセージはＳＣＣＰ接続部に伝えられる。ＳＣＣＰ及びＭＴＰ層は、基地局コントローラ１１２とＭＳＣ１１６との間に頑健な信号方式リンクを与えるために用いられる。
【０１７３】
無線アクセス通信装置１０６の機能をサポートするために、種々のＢＳＳＭＡＰ手順がＡ−インターフェース５７１上において行われる。これらのＢＳＳＭＡＰ手順は例えば、割り当て、阻止、リセット、解放、暗号モード制御及び初期メッセージを含む。
【０１７４】
無線アクセス通信装置１０６は、もし、望まれるのであれば、固定的に展開されてもよいので、移動機能はサポートされなくてもよい。例えば、無線アクセス通信装置１０６は、異なる基地局に対する通話中ハンドオーバ、ブロードキャストチャンネル、非対称チャンネル、サブレートチャンネル、集約されたチャンネル、多重モードトラフィック、信号方式メッセージの暗号化、または、無線Ｄチャンネルをサポートする必要がない。また、無線アクセス通信装置１０６は、着信呼のページング、ＳＭＳ呼の呼び出し、または、呼に関連した補足サービスをサポートする必要がない。これらの機能をなくすことにより、無線アクセス通信装置１０６の実装を簡単化することができ、また、基地局サブシステムと他のネットワーク側の構成要素から要求されるサポート機能を簡単化することができる。
【０１７５】
通常の呼の移動管理接続確立は、無線アクセス通信装置１０６の移動管理エンティティ（すなわち、図８に示すＧＳＭ−ＭＭエンティティ）により始められる。これを行うために、移動管理エンティティは、通常の呼であることを示すサービスタイプフィールドを有する接続管理（ＣＭ）サービス要求メッセージを、ＭＳＣ１１６に送信する。ＣＭサービス受理メッセージを送信することによりＭＳＣ１１６は応答する。ＭＳＣ１１６からのＣＭサービス受理メッセージを受信したときに、無線アクセス通信装置１０６は、詳細後述するように、及び／又は参照により本明細書に組み入れられた関連出願において説明されるように、通常の呼のセットアップを続ける。
【０１７６】
通常の呼の場合、移動管理接続確立手順（mobility management connection establishment procedure）は、認証手順を含んでもよい。そのような手順は、認証のためのＤＴＡＰ移動管理信号方式に基いてもよく、また、ＭＳＣ１１６と無線アクセス通信装置１０６の間においてエンド・ツー・エンドで実行されてもよい。
【０１７７】
緊急の呼（すなわち、「９１１」）の場合、無線アクセス通信装置１０６の移動管理エンティティ（すなわち、図８に示すＧＳＭ−ＭＭエンティティ）は、緊急の呼であることを示すＣＭサービスタイプフィールドを有するＣＭサービス要求メッセージを送信することにより、移動管理接続確立手順を開始する。これに応答して、ＭＳＣ１１６はＣＭサービス受理メッセージを無線アクセス通信装置１０６に送信する。ＭＳＣ１１６からのＣＭサービス受理メッセージを受信したときに、無線アクセス通信装置１０６は緊急の呼のセットアップを続ける。緊急の呼の場合、ネットワークは認証手順を呼び出す必要はない。
【０１７８】
もし、サービス要求がＭＳＣ１１６により拒否されたとき、または、サービス要求のタイムアウトの期限が切れたときは、無線アクセス通信装置１０６はＣＰＥ１０５に対してリオーダ音を出力し、呼確立手順を中止してもよい。
【０１７９】
無線アクセス通信装置１０６は呼接続の確立において移動管理接続確立手順を利用するのが好ましいが、ＣＰＥトランクは典型的にはシステムの可動構成要素とならない。通信システム１０１は、本明細書で概略的に記述されるように、移動通信システムにおいて利用される技術を、無線アクセス通信装置１０６を通じて無線トランク１０８のセットアップ及び維持を促進させるように適合させる。無線アクセス通信装置１０６を含む通信システム１０１において所定態様の移動通信システムを用いることは、別個の基地局サブシステムを構成すること又はＰＳＴＮ１２５への他の専用無線経路を構成されることを必要とせずに、既存の移動通信システムのインフラストラクチャーが本発明に係る無線トランクをサポートすることができるという利点を有する。
【０１８０】
移動管理接続確立手順が完了後、無線アクセス通信装置１０６はＭＳＣ１１６との間でＤＴＡＰ信号方式に係る交換を行い、発信呼をセットアップする。通常の呼をセットアップする手順と緊急の呼をセットアップする手順との間の基本的な差異は、呼が開始される方法にある。通常の呼の場合、無線アクセス通信装置１０６は、空の被呼アドレスフィールドを有するＤＴＡＰセットアップメッセージを基地局１０９へ送信する。基地局１０９は、セットアップメッセージの被呼アドレスフィールドに、ディジット分析手順の一部として予め格納されたディジットを書き込み、その後、セットアップメッセージを、基地局コントローラ１１２を介してＭＳＣ１１６に中継する。緊急の呼の場合、無線アクセス通信装置１０６は、ＤＴＡＰ緊急セットアップメッセージをＭＳＣ１１６に送る。ＤＴＡＰ緊急セットアップメッセージは、基地局１０９と基地局コントローラ１１２とを介してトランスペアレントに中継される。ＭＳＣ１１６は呼要求の受理を示すためにＤＴＡＰ呼処理中（Call Proceeding）メッセージを返信する。
【０１８１】
もし、無線アクセス通信装置１０６が、ＰＳＴＮ相互接続を示すＤＴＡＰ経過メッセージをＭＳＣ１１６から受信すれば、無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥトランクと無線通信リンクとの間にその音声経路（例えば、無線通信チャンネルがＴＤＭＡ時間スロットの場合には、無線時間スロット）を接続する。無線アクセス通信装置１０６はその後、呼経過音（call progress tone）（話中／呼出音）がネットワーク（すなわち、ＰＳＴＮ１２５）からインバンドで到来することを期待する。呼の経過にともない、無線アクセス通信装置１０６は、ＭＳＣ１１６から受信した呼経過信号をＣＰＥ上の適当な音や信号に変換する。
【０１８２】
もし、無線アクセス通信装置１０６がＤＴＡＰアラートメッセージをＭＳＣ１１６から受信すれば、無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥ１０５に対する呼出音を生成する。その音は、以下（１）〜（５）を含む所定の条件の元で除去される。（１）被呼ユーザが応答したことを示すＤＴＡＰ接続メッセージが、ＭＳＣ１１６から受信された場合。（２）呼が、ＤＴＡＰ切断または解放完了メッセージによりネットワーク側から終話された場合。（３）呼が、リンクレベル（無線）解放を用いて解放された場合。（４）無線アクセス通信装置１０６にてタイマの満了が生じた場合。（５）無線アクセス通信装置１０６はＣＰＥ１０５からのオンフック表示信号を検出した場合。
【０１８３】
もし、無線アクセス通信装置１０６が、被呼者が話中であることを示すＤＴＡＰ切断または解放完了メッセージを受信すれば、無線アクセス通信装置１０６による動作はＰＳＴＮ相互接続（interworking）の有無に依存する。もし、無線アクセス通信装置１０６がＰＳＴＮ相互接続の指示を受信しなかったときは、無線アクセス通信装置１０６はＣＰＥ１０５に対して話中音を出力し、話中音タイマを始動させる。もし、無線アクセス通信装置１０６がＣＰＥ１０５からオンフック表示信号を検出すれば、または、話中オンタイマにより計時される話中音タイムアウト期間が満了すれば、話中音は無線アクセス通信装置１０６により除去される。一方、ＰＳＴＮ相互接続が存在する場合に、被呼者が話中である旨の表示信号が受信されたときは、話中音が、ＰＳＴＮ１２５によりベアラー経路上においてインバンドで出力され、無線アクセス通信装置１０６を介してＣＰＥ１０５に至るまで中継される。
【０１８４】
もし、無線アクセス通信装置１０６が、接続が完了した旨を示すＤＴＡＰ接続メッセージをネットワークから受信すれば、無線アクセス通信装置１０６は、接続済みでないときにはベアラー経路を接続し、ＤＴＡＰ接続肯定応答メッセージをＰＳＴＮ１２５に返信する。
【０１８５】
呼確立の間の例外状況が生じたとき、無線アクセス通信装置１０６は呼確立手順を中止する。また、グラウンドスタート（ground-start）ＣＰＥトランクに関しては、それはＣＰＥ１０５に切断表示信号を送る。
【０１８６】
好ましくは、呼の終話処理（call clearing）もまたサポートされ、これはＣＰＥ１０５またはＭＳＣ１１６のいずれかにおいて始められてもよい。ＣＰＥ１０５は、切断信号を無線アクセス通信装置１０６に出力することにより呼の終話処理を始める。もし、ＣＰＥ１０５がその呼に係る発呼者であれば、無線アクセス通信装置１０６は、呼終話処理ガードタイムアウト期間（例えば６００ミリ秒）の計時を開始し、上記期間が終了したとき、ＣＰＥトランクを解放し、ＤＴＡＰ信号方式を用いて呼を終話し、すべての無線リソース（over-the-air resources）を解放する。
【０１８７】
ネットワークから無線アクセス通信装置１０６へ呼終話処理メッセージを送信することにより、呼の終話処理はネットワーク側（すなわち、ＭＳＣ１１６にて）上で開始される。無線アクセス通信装置１０６の応答は、ＣＰＥトランクがグラウンドスタートトランクを含むか、それともループスタートトランクを含むかに依存する。もし、ＣＰＥトランクがグラウンドスタートトランクであれば、無線アクセス通信装置１０６が呼終話処理メッセージをＰＳＴＮ１２５から受信したときに、無線アクセス通信装置１０６は呼終話処理ガードタイムアウト期間（すなわち、６００ミリ秒）の計時を開始し、その期間が終了したとき、ＣＰＥ１０５に切断指示を送信し、受話器外し信号タイマをスタートする。受話器外し信号タイマの目的は後述する。無線アクセス通信装置１０６はＣＰＥ１０５からの切断信号を待ち、その切断信号を受信した後、受話器外しタイマを停止させ、ＣＰＥとランクを解放する。同時に、ネットワークに対する呼の終話処理が実行されて処理が完了し、呼に対する無線リソースが解放される。
【０１８８】
もし、一方、ＣＰＥトランクがループスタートトランクを含むのであれば、無線アクセス通信装置１０６が呼終話処理メッセージをＰＳＴＮ１２５から受信したときに、無線アクセス通信装置１０６が受話器外し信号タイマをスタートさせる。無線アクセス通信装置１０６はＣＰＥ１０５からの切断信号を待ち、切断信号受信後、受話器外しタイマを停止し、ＣＰＥトランクを解放する。同時に、ネットワークに対する呼の終話処理が実行されて処理が完了し、その呼に対する無線リソースが解放される。
【０１８９】
ネットワークによって開始される呼の終話処理の後、もし、ＣＰＥ１０５を通じて発呼したユーザがオフフックのままであれば、受話器外し信号（延長されたオフフック）状態がＣＰＥトランク上で生ずる。無線アクセス通信装置１０６は、この状況を、前述の受話器外し信号タイマを用いて処理する。もし、ＣＰＥ１０５からの切断信号を受信することなく受話器外し信号タイマが満了したときは、無線アクセス通信装置１０６はリオーダ音をＣＰＥ１０５に出力する。もし、この状態でリオーダ音が出力されてから所定時間（例えば６０秒）経過した後、無線アクセス通信装置１０６がまだＣＰＥ１０５から切断を検出してないとき、無線アクセス通信装置１０６はリオーダ音を除去し、トランクを話中状態に維持し、ＣＰＥ１０５からの切断の受信を保留する。
【０１９０】
呼経過音は次のように要約され得る。空きＣＰＥトランク上でオフフック遷移が検出されたとき、発信音が無線アクセス通信装置１０６からＣＰＥ１０５へ出力される。被呼ユーザが話中であることを示すＤＴＡＰ切断または解放完了メッセージが無線アクセス通信装置１０６で受信されたとき、話中音が出力される（非ＰＳＴＮ相互接続のみの場合）。ＤＴＡＰ変更メッセージ（DTAP Altering message）が受信されたとき、呼出音が出力される（非ＰＳＴＮ相互接続のみの場合）。無線アクセス通信装置１０６により無線アクセスの輻輳状態が検出される間、または、前述のように受話器外し信号タイマが満了したとき、リオーダ音が出力される。
【０１９１】
無線アクセス通信装置１０６は、呼がアクティブである間、ＤＴＭＦトーンの伝送をサポートしてもよい。「順」方向において、無線アクセス通信装置１０６はＣＰＥ１０５により生成されるＤＴＭＦトーンを検出し、これらの音をＭＳＣ１１６５へのＤＴＡＰ信号方式に変換する。ＭＳＣ１１６は、ＤＴＡＰ  ＤＴＭＦ信号方式メッセージを受信したときに、ＰＳＴＮ１２５へのＤＴＭＦトーンを再生成する。「逆」方向において、そのような方法での呼がアクティブである間におけるＤＴＭＦトーン信号方式は、現在のＧＳＭプロトコルでは一般にサポートされていない。
【０１９２】
無線アクセス通信装置１０６は好ましくは２つの主な種類（ネットワークレベルと基地局レベル）の登録をサポートする。ネットワークレベルの登録と基地局レベルの登録に対して、無線アクセス通信装置１０６は、本明細書では「通常」の登録および「定期的」な登録という、２つの異なる登録を行なう。これにより、本発明の一実施形態において、４種類の登録がサポートされる。
【０１９３】
無線アクセス通信装置１０６によりサポートされる２種類のネットワークレベル登録は、通常のネットワークレベル登録と定期的なネットワーク登録を含む。無線アクセス通信装置１０６に接続されるＣＰＥトランクのそれぞれがネットワークにより個々の加入者として参照されるので、登録手順は典型的には、個々のＣＰＥトランクの代わりに、無線アクセス通信装置１０６により実行される。各ＣＰＥトランクはその一意の識別子（例えばそのＩＭＳＩ）にしたがい別々に登録される。もし、特定のＣＰＥトランクに対して登録が失敗すれば、無線アクセス通信装置１０６は、そのＣＰＥトランクを、登録が失敗したものとしてマーキングする。
【０１９４】
無線アクセス通信装置１０６の電源がオンにされたとき、または、無線アクセス通信装置１０６がロケーションエリアを変更したとき、すなわち以前に登録されていたものとは異なるロケーションエリアに属する基地局１０９と通信を開始するときに、通常のネットワークレベルの登録が行われる。登録手順は、Ａ−インターフェース５７１上の通常の位置更新手順を含んでも良い。
【０１９５】
図２８は通常のネットワークレベルの登録を示す呼のフロー図である。図２８に示すように、電源をオンにしたとき、無線アクセス通信装置１０６は無線通信チャンネル（例えば、図２５に関して前述したようなＴＤＭＡシステムにおける無線時間スロット）を確立する。無線通信チャンネルを獲得した後、無線アクセス通信装置１０６は、無線アクセス通信装置１０６に関する運用及び保守データのために論理リンクが要求されていることを示すサービス要求を、基地局１０９に送信する。サービス要求は制御トラフィックサービス要求（ＣＴ−ＳＲＱ）メッセージの形態をとることができる。基地局１０９は制御トラフィック肯定応答メッセージで返信する。その後、無線アクセス通信装置１０６は、各ＣＰＥトランクの各加入者識別子（即ち、ＩＭＳＩ）と無線アクセス通信装置１０６の装置識別子（即ち、ＩＭＥＩ）に関する情報を含む１つ以上の制御トラフィック転送メッセージを、基地局１０９に送信する。それに応答して、基地局１０９は、ＩＭＥＩと各ＩＭＳＩの間のマッピングを、それの装置・加入者テーブル（本明細書では、それの「ＩＭＥＩテーブル」ともいう）に入力する。次いで、基地局１０９は「アラーム」メッセージのフォーマット処理を行い、アラームを、無線アクセス通信装置１０６を識別する情報（即ち、そのＩＭＥＩ）および無線アクセス通信装置１０６が登録されたというメッセージとともにＯＳＳ１２２に送信する。登録情報を送信した後、無線アクセス通信装置１０６は、図２８に示すように、制御トラフィック解放（ＣＴ−ＲＥＬ）メッセージを基地局１０９に送信することにより、論理リンクを解放する。
【０１９６】
通常のネットワークレベルの登録に加えて、無線アクセス通信装置１０６は定期的なネットワークレベルの登録も行うことができる。これを行うために、無線アクセス通信装置１０６は、初期登録後に、登録間隔が所定時間よりも小さくなるように選択された周期で、各ＩＭＳＩ（即ち、各ＣＰＥトランク）を定期的に再登録する。例えば、上記所定時間としては、ＭＳＣ１１６におけるビジターロケーションレジスタ（ＶＬＲ）の記録保持時間より少ない時間量としてもよい。また、所定時間としては、無線ネットワークに対して超過負担とならない十分な長さとなるように選択されるべきである。定期的なネットワークレベルの登録は、Ａ−インターフェース５７１における定期的位置更新手順との間の変換を行う。周期はＧＳＭネットワークインフラストラクチャにおいて構成可能である。
【０１９７】
また、無線アクセス通信装置１０６は、好ましくは２種類の基地局レベルの登録、即ち、通常の基地局レベル登録と定期的な基地局レベル登録をサポートする。基地局レベルの登録の場合、各ＣＰＥトランクはそれの一意な識別子（即ち、ＩＭＳＩ）により別々に登録される。
【０１９８】
無線アクセス通信装置１０６が、それが以前に登録されたものと異なるが同じロケーションエリアに属する基地局１０９との通信を開始するときに、通常の基地局レベルの登録が行われる。通常の基地局レベル登録は、無線アクセス通信装置１０６が、ロケーションエリアを変更する必要なしに、新たな周囲基地局テーブルを受信することを可能にする。基地局レベルの登録手順は、Ａ−インターフェースにおける通常の位置更新手順との間の変換を行う。
【０１９９】
また、無線アクセス通信装置１０６は、基地局１０９に各ＩＭＳＩ（即ち、各ＣＰＥトランク）を定期的に登録することにより、定期的な基地局レベルの登録を実行する。再登録の周期は基地局１０９によって制御される。周期はＯＡＭ＆Ｐにより構成可能であり、再登録の周期が例えば１６秒となるように選択してもよい。
【０２００】
定期的な基地局レベルの登録に係る周期は、無線アクセス通信装置１０６の「健康状態」を監視するための機構として利用できる。この態様では、定期的な基地局レベルの登録は、無線アクセス通信装置１０９が現在それと通信中であることを知るための基地局１０９の「心拍」として機能することができる。
【０２０１】
登録解除は、無線アクセス通信装置１０６の電源がオフにされるときに、無線アクセス通信装置１０６に接続された各ＣＰＥトランクに代わってシステムによって実行される。無線アクセス通信装置１０６は、電源オフ時に、実際に電源をダウンさせる前に各ＣＰＥトランクに対して登録解除を行うことを含むシャットダウン手順を開始する。
【０２０２】
無線アクセス通信装置１０６において障害が検出された場合、オペレータにこの障害について知らせるためにアラームメッセージが送信される。障害が検出されると、無線アクセス通信装置１０６は、制御トラフィック転送（ＣＴ−ＴＲＡ）メッセージを用いて基地局１０９に障害通知（即ち、アラームメッセージ）を送信する。次いで、基地局１０９は、障害のある存在としての基地局オブジェクトを使用する基地局コントローラ１１２に、障害報告を送信する。
【０２０３】
図２９はアラーム報告処理を示す呼のフロー図である。図２９に示すように、先ず、無線通信チャンネル（例えば、図２５に関して前述したようなＴＤＭＡシステムにおける時間スロット）が、そのようなチャンネルがまだ確立されていない場合において獲得される。次に、無線アクセス通信装置１０６に関する運用及び保守データのために論理リンクが必要であることを示すサービス要求が、無線アクセス通信装置１０６から基地局１０９に送信される。サービス要求は制御トラフィックサービス要求（ＣＴ−ＳＲＱ）メッセージの形態をとる。基地局１０９から制御トラフィック肯定応答メッセージを受信した後、無線アクセス通信装置１０６はアラーム情報を基地局１０９に自由に送信できるようになる。アラーム情報は必要に応じて１つより多くの物理的メッセージで伝送してもよい。アラーム情報の送信後、無線アクセス通信装置１０６は、制御トラフィック解放（ＣＴ−ＲＥＬ）メッセージを送信することにより、論理リンクを解放する。次いで、基地局１０９はアラーム情報を基地局アラームメッセージのフォーマットにパッケージ化し、運用管理センター（ＯＭＣ）１２０および・またはＯＳＳ１２２にそれを送信する。
【０２０４】
無線アクセス通信装置１０６によって基地局１０９に送信されるアラームメッセージまたはアラーム情報のフォーマットは、複数のフィールドを含むことができ、例えば、識別子フィールド、障害タイプフィールド、状態フィールド、障害原因フィールド、およびログ番号フィールドを含む。識別子フィールドは、国際移動体装置識別（ＩＭＥＩ）番号などの、無線アクセス通信装置１０６を識別する情報を含む。障害タイプフィールドは、発生した障害のタイプ、例えば、通信障害、サービス品質障害、処理障害、または装置障害などを示す情報を含む。状態フィールドは、無線アクセス通信装置１０６が動作中であるか非動作状態であるかを示す。障害原因フィールドは、例えば、無線装置障害、回線カード障害、または未知の障害など、障害の原因を示す。ログ番号はアラームを追跡するために使用される。無線アクセス通信装置１０６は、対応のログ番号をそれぞれ有するトリガーされたアラームのログを保持してもよい。ログとして記録されたアラーム情報は、後でデバックに使用してもよい。
【０２０５】
もし障害が無線アクセス通信装置１０６のリソース（即ち、ハードウェアまたはソフトウェア）に関するときは、もしそれが識別可能ならば、アラーム報告は好ましくは、障害のあるリソースを識別する。アラームの追跡を有効にするために、無線アクセス通信装置１０６の制御部に障害テーブルが保持されてもよい。アラームが報告されると、障害テーブルへの入力が行われる。障害テーブルは同じアラームが再度報告されることを防止するのに役立つ。障害テーブルは電源オンまたはリセットのときにおいて消去されてもよい。
【０２０６】
基地局１０９は、無線アクセス通信装置１０６において発生されたアラームを、基地局アラームメッセージフォーマットを用いて、基地局コントローラ１１２に中継する。基地局アラームメッセージフォーマットは複数のフィールドを含むことができ、例えば、障害タイプフィールド、障害レベルフィールド、障害原因フィールド、および追加情報フィールドなどを含む。障害タイプフィールドは（例えば、装置障害などの）障害のタイプを示す情報を含み、障害レベルフィールドは（警告などの）障害の重大度を示し、障害原因フィールドは（無線アクセス通信装置１０６などの）障害の原因を示し、追加情報フィールドは、通常は障害に関する詳細情報を含み、無線アクセス通信装置１０６からアラームが送られる特別な場合は、無線アクセス通信装置１０６から受信されたアラームメッセージのコピーを含む。
【０２０７】
図１に示すような本発明の好ましい実施例によれば、無線アクセス通信装置１０６は、ＰＳＴＮ１２５の長距離機能への接続性をもたらす、ＧＳＭに基づくセグメントを介した通常の発信音声呼の確立、維持および切断を行う能力を提供する。無線アクセス通信装置１０６と他のシステム構成要素は、トランク監督信号方式、アドレス信号方式、およびＣＰＥ１０５への呼経過音の供給を含む、標準的な信号方式機能をＣＰＥインターフェース上でサポートすることにより、ＣＰＥ１０５に対して有線回線のトランスペアレント動作を提供する。
【０２０８】
電源オンの後の初期化手順の一部として、好ましくはその後に定期的に、無線アクセス通信装置１０６は、近くの基地局１０９とＰＳＴＮ１２５とに対して登録する。ここで、登録とは、概して、無線アクセス通信装置１０６に接続された加入者（即ち、ＣＰＥトランク６０２）がネットワークに対してそれ自体の識別情報を示すときに用いられる処理として説明される。無線アクセス通信装置１０６に接続された各ＣＰＥトランクは、ネットワークによって個々の加入者と見なされるので、登録手順は典型的には個々のＣＰＥトランクに代わって実行されるものであり、また、複数のＣＰＥトランクに対して反復されることが必要であってもよい。
【０２０９】
図１２はネットワークレベル登録手順を示す呼のフロー図である。図１２に示す手順の最初のステップとして、無線アクセス通信装置１０６は、近くの基地局１０９への無線通信チャンネル（例えば、ＴＤＭＡまたはＴＤＤシステムでの時間スロット、またはＦＤＤシステムでの周波数チャンネル、または他の規定チャンネル）を獲得する。無線通信チャンネルは、無線システムによって利用されている特定のプロトコルにより獲得される。次に、無線アクセス通信装置１０６は、システムによって利用されている特定の登録プロトコルにより、ネットワークレベルの登録手順を実行する。登録手順は、例えば、Ａ−インターフェース５７１での位置更新手順を含むこともできる。無線アクセス通信装置１０６は、ネットワークインフラストラクチャにより制御される周期を用いて、その後のネットワークレベルの登録処理を一定間隔で行う。また、無線アクセス通信装置１０６は、以前に通信中であった基地局のものとは異なるロケーションエリア内の基地局１０９を介して通信を開始する場合にも、ネットワークレベルの登録処理を行ってもよい。登録後は、無線通信チャンネルは明け渡され、ＭＳＣ１１６は、図１２に示すようにリソース解放手順を開始する。
【０２１０】
ネットワークレベルの登録処理に加えて、無線アクセス通信装置１０６は、基地局１０９により制御される周期を用いて、基地局１０９の定期的登録を一定間隔で行うこともできる。各登録の試みに対して、無線アクセス通信装置１０６は、無線通信チャンネルの獲得と、登録と、呼が進行中でない限り無線通信チャンネルの明け渡しとを行う。もし呼が進行中であれば、無線アクセス通信装置１０６は新たなチャンネルを獲得する必要はないが、もし特定の無線プロトコルの下で可能な場合は、存在する通信チャンネルにわたって登録情報を送信することができる。定期的な基地局レベルの登録に加えて、無線アクセス通信装置１０６は、以前に通信中であった基地局と異なる基地局であるが同じロケーションエリア内の基地局を介して通信を開始する場合は、基地局１０９の初期登録も行う。
【０２１１】
無線アクセス通信装置１０６の電源がオフにされるときは、無線アクセス通信装置１０６に接続された各ＣＰＥトランクに代わって、システムによって登録解除が行われる。図１３はネットワークレベルの登録解除手順を示す呼のフロー図である。図１３に示す手順の最初のステップとして、無線アクセス通信装置１０６は、近くの基地局１０９への無線通信チャンネル（例えば、ＴＤＭＡ時間スロット）を獲得する。無線通信チャンネルは、無線システムによって利用されている特定のＲＦプロトコルにより獲得される。次に、無線アクセス通信装置１０６は、システムによって利用されている特定のプロトコルにより、ＩＭＳＩデタッチ手順などのネットワークレベルの登録解除手順を実行する。登録解除後は、無線通信チャンネルは明け渡され、図１３に示すように、ＭＳＣ１１６はリソース解放手順を開始する。
【０２１２】
無線アクセス通信装置１０６による登録処理後、ＣＰＥ１０５、無線アクセス通信装置１０６、および基地局サブシステムを介してＰＳＴＮ１２５への発信呼が発呼されてもよい。図１４乃至１９は、異なるレベルのインテリジェントルーティング機能を有するＰＢＸとＫＴＸを含む種々のタイプのＣＰＥ実施形態における、発信呼のための発信音、ディジット伝送、ディジット分析および呼のセットアップを示す呼のフロー図である。例えば、図１４は、「ダム（dumb）」ＰＢＸ、即ち、ダイヤルされた番号の分析に基づいて呼をルーティングする能力のないＰＢＸとして実装されたＣＰＥ１０５に係る、発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示す呼のフロー図である。図１４に示すように、（例えば、図１に示すような電話ステーション装置などの）ユーザ１０２がオフ・フックとなり、ＣＰＥ１０５（即ち、ＰＢＸ）にオフ・フック信号を送信する。オフ・フック信号を検出すると、ＰＢＸ１０５は発信音をユーザ１０２に出力する。次いで、ユーザ１０２はアクセスコード（即ち、所定のディジット、例えば「８」）をダイヤルして、無線アクセス通信装置１０６により提供された無線トランクにアクセスする。上記アクセスコードのディジットを検出すると、ＰＢＸ１０５は発信音を除去し、無線アクセス通信装置１０６に接続されたトランクを捕捉する。
【０２１３】
トランクの捕捉を検出すると、無線アクセス通信装置１０６は、ユーザー１０２へ第２の発信音を出力する。その第２の発信音は、ＰＢＸ１０５を通じてユーザー１０２へ供給される。その第２の発信音の適用に並行して、その無線アクセス通信装置１０６は、無線通信チャンネルの獲得を開始する。ＴＤＭＡまたはＴＤＤシステムでは、例えば、手順中のこのステップは一般に、無線時間スロットの捕捉を伴う。
【０２１４】
発信音を検出すると、ユーザー１０２は、被呼者の番号（ディジット）をダイヤルし始める。無線アクセス通信装置１０６は、最初のディジットを検出した後、第２の発信音を除去する。もし無線通信チャンネルの獲得がこの時点で完了していなかったならば、無線アクセス通信装置１０６は一時バッファに受信したディジットを格納する。
【０２１５】
無線通信チャンネルの獲得に成功した後、図１４に示したように、無線アクセス通信装置１０６は、制御トラフィックサービス要求(ＣＴ−ＳＱＲ)メッセージを基地局１０９へ送信して、その基地局におけるディジット分析アプリケーションにサービスを要求する。基地局１０９はディジット分析アプリケーションを開始し、そして、制御トラフィック肯定応答(ＣＴ−ＡＣＫ)メッセージを無線アクセス通信装置１０６へ返信する。その無線アクセス通信装置１０６は、その後、ユーザー１０２から受信したディジットを、受信する毎にひとつづつ基地局１０９へ送信する。各ディジットは制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージの一部として送信される。各ディジットの値は、例えばＣＴ−ＴＲＡメッセージ内の４ビットフィールドにより示されてもよい。基地局１０９は各受信したディジットを格納する。すべてのアドレスディジットが基地局１０９で受信されると、基地局１０９は、(ディジット分析により)ダイヤルシーケンスが完了したことを検出し、そして、ダイヤルが完了したことを示すメッセージ内容を有する制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージを、中央呼処理装置１０６に返信する。無線アクセス通信装置１０６は次いで、発呼に進むことができる。
【０２１６】
図１５は図１４に類似したものであるが、ここでは、「ダム」ＫＴＳ、つまりダイヤルされた番号の分析に基づいて呼をルーティングする能力をもたない簡易交換システムとして実装されたＣＰＥ１０５に係る、発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示す。図１５に示したように、ユーザー１０２は、最初に無線アクセス通信装置１０６への発信回線を選ぶ。ユーザー１０２は、次いでオフフックにして、オフフック信号をＣＰＥ１０５(つまりＫＴＳ)に送る。オフフック信号を検出すると、ＣＰＥ１０５は、無線アクセス通信装置１０６に接続されたトランクを捕捉する。無線アクセス通信装置１０６は、トランクの捕捉を検出すると、これに応答して、発信音をユーザー１０２へ出力する。発信音の適用に並行して、無線アクセス通信装置１０６は、無線通信チャンネルの獲得に進む。ＴＤＭＡまたはＴＤＤシステムでは、このステップは一般に、無線時間スロットの捕捉を伴う。
【０２１７】
ユーザー１０２が発信音１０２を検出したとき、被呼者のディジット（番号）をダイヤルし始める。最初のディジットを検出した後、無線アクセス通信装置１０６は発信音を除去する。この時点までに無線通信チャンネルの獲得が完了していなかったならば、無線アクセス通信装置１０６は一時バッファにそのディジットを記憶する。
【０２１８】
無線通信チャンネルの獲得に成功したとき、無線アクセス通信装置１０６は、図１５に示すように、制御トラフィックサービス要求(ＣＴ−ＳＲＱ)メッセージを基地局１０９へ送信し、基地局１０９におけるディジット分析アプリケーションにサービスを要求する。基地局１０９は、ディジット分析アプリケーションを開始し、そして、制御トラフィック肯定応答(ＣＴ−ＡＣＫ)メッセージを無線アクセス通信装置１０６に返信する。無線アクセス通信装置１０６は次いで、ユーザーから受信したディジットを、受信する毎に一つづつ基地局１０９に送信する。各ディジットは図１４に関して述べたように、制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージの一部として送信される。基地局１０９は、受信した各ディジットを格納する。すべてのアドレスディジットが基地局１０９で受信された後、基地局１０９は(そのディジット分析に基づき)ダイヤルシーケンスが完了したことを検出し、そして、ダイヤルが完了したことを示すメッセージ内容を有する制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージを中央呼処理装置１０６に返信する。
【０２１９】
図１６は、図１４及び図１５と同様に発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示すものであるが、ここでは、ダイヤルされた番号の分析に基づいて呼をルーティングするための十分なビルトインのインテリジェント機能を有するＰＢＸシステムとして実装されたＣＰＥ１０５について示す。図１６で示したように、ユーザー１０２は、最初にオフフックして、オフフック信号をＣＰＥ１０５(つまりＰＢＸ)に送信する。オフフック信号を検出すると、ＣＰＥ１０５はユーザー１０２へ発信音を出力する。ユーザー１０２は次いで、外線にアクセスするためにアクセスコード(つまり「８」や「９」のような予め決められたディジット)をダイヤルする。アクセスコードのディジットを検出したとき、ＣＰＥ１０５は発信音を除去し、ディジット分析を開始する。ダイヤルした番号が予め決められたアクセスコードのディジットであることが検出されると、ＣＰＥ１０５は第２の発信音をユーザー１０２に出力する。
【０２２０】
ユーザー１０２はその後、被呼者のディジット（番号）をダイヤルし始める。ユーザー１０２からの最初のディジットを検出すると、ＣＰＥ１０５は発信音を除去し、そしてディジット分析を開始する。ＣＰＥ１０５によりすべてのディジットが受信されたとき、そのＣＰＥ１０５はそのディジット分析から、完全な電話番号がダイヤルされたと決定する。ＣＰＥ１０５はまた、そのディジット分析から、その呼が長距離である(つまりアクセスコードに続いて発呼された最初のディジットが「１」である)か否かを決定し、もし呼が長距離のとき、無線アクセス通信装置１０６に接続されたトランクを捕捉する。呼が長距離ではなかったとき、ＣＰＥ１０５はその呼を直接ＰＳＴＮ１２５にルーティングする。
【０２２１】
ＣＰＥトランクの捕捉を検出すると、無線アクセス通信装置１０６はユーザーに第２の発信音を出力する。この第２の発信音は、ユーザー側のＣＰＥ１０５により無音化され、つまり、第２の発信音はユーザー１０２まで送られない。第２の発信音の適用に並行して、無線アクセス通信装置１０６は無線通信チャンネルの獲得に進む。例えばＴＤＭＡまたはＴＤＤシステムでは、例えば、このステップは一般に、無線時間スロットの捕捉を伴う。第２の発信音がＣＰＥ１０５により検出されると、ＣＰＥ１０５は、ＤＴＭＦトーンとしてユーザー１０２から以前に受信したディジットを無線アクセス通信装置１０６へ出力し始める。最初のディジット(つまりＤＴＭＦトーン)を検出すると、無線アクセス通信装置１０６は第２の発信音を除去する。もし、無線通信チャンネルの獲得がこの時点までに完了していなかったとき、無線アクセス通信装置１０６は、無線通信チャンネルが得られるようになるまでディジットを一時バッファに格納する。
【０２２２】
無線通信チャンネルの獲得に成功した後、無線アクセス通信装置１０６は、制御トラフィックサービス要求(ＣＴ−ＳＲＱ)メッセージを基地局１０９へ送信し、基地局１０９でのディジット分析アプリケーションにサービスを要求する。基地局１０９は、ディジット分析アプリケーションを開始し、そして、制御トラフィック肯定応答(ＣＴ−ＡＣＫ)メッセージを無線アクセス通信装置１０６に返信する。無線アクセス通信装置１０６は次いで、ユーザーから受信したディジットを、受信する毎に一つづつ基地局１０９に送信する。各ディジットは、制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージの一部として送信される。基地局１０９は、受信した各ディジットを格納する。すべてのアドレスディジットが基地局１０９で受信された後、基地局１０９はダイヤルシーケンスが完了したことを検出し、そして、ダイヤルが完了したことを示すメッセージ内容を含む制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージを、中央呼処理装置１０６に返信する。無線アクセス通信装置１０６は次いで、発呼に進むことができる。
【０２２３】
図１７は、図１４、図１５及び図１６に類似したものであるが、ここでは、ダイヤルされた番号の分析に基づいて呼をルーティングするための十分なビルトインのインテリジェント機能を有する簡易交換システム（ＫＴＳ）として実装されたＣＰＥ１０５に係る、発信音、ディジット伝送およびディジット分析を示す。図１７に示したように、ユーザー１０２は最初にオフフックしてオフフック信号をＣＰＥ１０５(つまりＫＴＳ)に送信する。そのオフフック信号を検出すると、ＣＰＥ１０５はユーザー１０２に発信音を出力する。ユーザー１０２はその後、被呼者のディジット（番号）をダイヤルする。ユーザーから最初のディジットを検出すると、ＣＰＥ１０５は発信音を除去し、そしてディジット分析を開始する。
【０２２４】
ＣＰＥ１０５によりすべてのディジットが受信された後、そのＣＰＥ１０５はそのディジット分析から、完全な電話番号がダイヤルされたと決定する。そのＣＰＥ１０５はまたそのディジット分析から、その呼が長距離である(つまりダイヤルされた最初のディジットが「１」である)であるか否かを決定し、もしその呼が長距離ならば、無線アクセス通信装置１０６に接続されたトランクを捕捉する。もし、その呼が長距離でないならば、ＣＰＥ１０５はその呼を直接ＰＳＴＮ１２５にルーティングする。
【０２２５】
トランクが捕捉されたとき、無線アクセス通信装置１０６はＣＰＥ１０５に第２の発信音を出力する。この第２の発信音は、ユーザー側のＣＰＥ１０５により無音化され、つまり第２の発信音はユーザーまで送られない。第２の発信音の適用に並行して、無線アクセス通信装置１０６は無線通信チャンネルの獲得に進む。ＴＤＭＡまたはＴＤＤシステムでは、このステップは一般に無線時間スロットの捕捉を伴う。第２の発信音がＣＰＥ１０５により検出されると、ＣＰＥ１０５は、ユーザー１０２から以前に受信したディジットを無線アクセス通信装置１０６へ出力する。最初のディジットを検出すると、無線アクセス通信装置１０６は第２の発信音を除去する。もし、無線通信チャンネルの獲得がこの時点までに完了していなかったとき、無線アクセス通信装置１０６は、ディジットを一時バッファに格納する。
【０２２６】
無線通信チャンネルの獲得に成功した後、無線アクセス通信装置１０６は、制御トラフィックサービス要求(ＣＴ−ＳＲＱ)メッセージを基地局１０９へ送信し、基地局１０９でのディジット分析アプリケーションにサービスを要求する。基地局１０９は、ディジット分析アプリケーションを開始し、そして、制御トラフィック肯定応答(ＣＴ−ＡＣＫ)メッセージを無線アクセス通信装置１０６に返信する。無線アクセス通信装置１０６は次いで、ユーザーから受信したディジットを、受信する毎に一つづつ基地局１０９に送信する。各ディジットは、制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージの一部として送信される。基地局１０９は、受信した各ディジットを格納する。すべてのアドレスディジットが基地局１０９で受信された後、基地局１０９はダイヤルシーケンスが完了したことを検出し、そして、ダイヤルが完了したことを示すメッセージ内容を有する制御トラフィック転送(ＣＴ−ＴＲＡ)メッセージを中央呼処理装置１０６に返信する。無線アクセス通信装置１０６は次いで、発呼に進むことができる。
【０２２７】
もし無線アクセス通信装置１０６が発信音(または第２の発信音)を出力し、そして予め設定された時間内にＣＰＥ１０５からディジットを受信していないならば、ダイヤルのタイムアウト条件になる。その場合、無線アクセス通信装置１０６は、捕捉されているかもしれないすべての無線通信チャンネルを解放し、ユーザに対する受話器外し状態のための処理を行う（つまり、必要ならば登録解除手順を実行し、呼のために割り当てられたすべてのリソースの解放をＭＳＣ１１６に実行させる）。
【０２２８】
図１８および１９は、二つのシナリオで呼セットアップ手順に成功した場合を示す呼のフロー図である。図１８は、ＭＳＣ１１６においてＰＳＴＮ相互接続を行わないときの、ＣＰＥから開始された通常の(つまり緊急でない)呼セットアップシーケンスに成功した場合の呼のフロー図である。図１８に示したように、発信音の供給、ディジット伝送およびディジット分析は、図１４〜１７の呼のフロー図に示したいずれかのシナリオにしたがって実行される。各々の例では、呼のフローは、基地局１０９から無線アクセス通信装置１０６へのダイヤル表示信号が終わったときに終了する。基地局１０９からのダイヤル表示信号の最後を受信すると、無線アクセス通信装置１０６は、通常の呼に対する移動管理接続確立手順を開始する。この手順の結果として、ＳＣＣＰリンクがＡ-インターフェース５７１を介する呼のために確立され（ＧＳＭシステムであると仮定している）、そして、更に、呼を処理するためにＭＳＣ１１６に対する移動管理接続がセットアップされる。この手順の一部は、もし所望ならば、呼のための認証及び暗号モード設定手順を伴ってもよい。
【０２２９】
移動管理接続手順を完了した後、無線アクセス通信装置１０６は図１８に示すように、直接転送応用部(ＤＴＡＰ)セットアップメッセージを基地局１０９へ送信する。ＤＴＡＰセットアップメッセージは、空の被呼アドレスフィールドを含み、ＭＳＣ１１６に送られる。基地局１０９はそのＤＴＡＰセットアップメッセージを途中で受信し、そして被呼アドレスフィールド内に、以前のディジット分析ステップの間に無線アクセス通信装置１０６から受信したディジットを書き込む。基地局１０９はその後、基地局コントローラを通じてＭＳＣ１１６へＤＴＡＰメッセージを転送する。そのＭＳＣ１１６は、図１８に示したように、ＤＴＡＰ呼進行中メッセージを無線アクセス通信装置１０６へ送信することにより、ＤＴＡＰセットアップメッセージに肯定応答する。
【０２３０】
ベアラリソース割当て手順が、この後、Ａ−インターフェース５７１から始まりＯ−インターフェース５６０に進む無線固定アクセスシステムの各インターフェースにおいて実行される。ベアラリソース割当て手順の結果として、Ａ−インターフェース５７１とＮ−インターフェース５６２とＯ−インターフェース５６０とにベアラチャンネルが割り当てられ、基地局コントローラ１１２を介して、交換された接続がセットアップされる。
【０２３１】
ベアラリソース割当て手順が完了した後、ＭＳＣ１１６は、ＤＴＡＰアラートメッセージを、無線アクセス通信装置１０６に送信する。無線アクセス通信装置１０６は、ＣＰＥ１０５（すなわち、ＰＢＸもしくはＫＴＳ、又はその他の同様のシステム）を通るインバンド経路を経由して、呼出音をユーザ１０２に送る。被呼者が呼に応答したときに、ＭＳＣ１１６は、ＤＴＡＰ接続メッセージを、無線アクセス通信装置１０６に送信する。その時点で、無線アクセス通信装置１０６はその音声経路にアタッチされ、ユーザへの呼出音を除去する。無線アクセス通信装置１０６は、ＤＴＡＰ接続肯定応答メッセージでもってＭＳＣ１１６に応答し、このとき、呼は会話状態となる。
【０２３２】
図１９は、図１８と同様に、ＣＰＥから開始された通常の呼のセットアップシーケンスに成功した場合の呼のフローを示しているが、ＭＳＣ１１６においてＰＳＴＮ相互接続が行われている。図１９に示されているように、発信音の供給、ディジット伝送及びディジット分析は、図１４〜図１７の呼のフロー図に示された任意のシナリオに従って実行される。基地局１０９からのダイヤル表示信号の終了を受信すると、無線アクセス通信装置１０６は、通常の呼のための移動管理接続確立手順を開始する。図１８の呼のフローと同様に、この手順の結果として、ＳＣＣＰリンクがＡ-インターフェースを介する呼のために確立され（ＧＳＭシステムであると仮定している）、そして、更に、呼を処理するためにＭＳＣ１１６に対する移動管理接続がセットアップされる。もし希望があれば、この手順の一部は呼のための認証及び暗号モード設定手順を伴っていてもよい。
【０２３３】
移動管理接続手順が完了した後、無線アクセス通信装置１０６は、ＤＴＡＰセットアップメッセージを基地局１０９に送信する。ＤＴＡＰセットアップメッセージは、空の被呼アドレスフィールドを含み、ＭＳＣ１１６に送られる。基地局１０９は、ＤＴＡＰセットアップメッセージを途中で受信し、以前のディジット分析ステップにおいて無線アクセス通信装置から受信されたディジットを、アドレスフィールド中に書き込む。基地局１０９は、この後、基地局コントローラ１１２を経由してＭＳＣ１１６にＤＴＡＰセットアップメッセージを伝送する。ＭＳＣ１１６は、図１８に示されているように、ＤＴＡＰ呼進行中メッセージを無線アクセス通信装置１０６に送信することにより、ＤＴＡＰセットアップメッセージの受信を肯定応答する。ベアラリソース割当て手順が、この後、図１８の呼のフローと同様に、Ａ−インターフェースから始まりＯ−インターフェースに進む無線固定アクセスシステムの各インターフェースにおいて実行される。ベアラリソース割当て手順の結果として、Ａ−インターフェースとＮ−インターフェースとＯ−インターフェースとにベアラチャンネルが割り当てられ、基地局コントローラ１１２を介して、交換された接続がセットアップされる。
【０２３４】
ベアラリソース割当て手順が完了した後、ＭＳＣ１１６は、ＰＳＴＮ１２５との相互接続を示すＤＴＡＰ経過メッセージを、無線アクセス通信装置１０６に送信する。無線アクセス通信装置１０６は、この時点でその音声経路にアタッチされる。ネットワークは、接続された音声経路上で呼出音を検出し、そして呼出音は、無線アクセス通信装置１０６によって、ＣＰＥ１０５（すなわち、ＫＴＳもしくはＰＢＸ、又はその他の同様のシステム）を経由してユーザ１０２に中継伝送される。被呼者が呼に応答したときに、ネットワークは呼出音を除去する。ＭＳＣ１１６は、ＤＴＡＰ接続メッセージを、無線アクセス通信装置１０６に送信する。無線アクセス通信装置１０６はＤＴＡＰ接続肯定応答メッセージでもって応答し、この後、呼は会話状態に移行する。
【０２３５】
図１８又は図１９に示されたいずれの呼のフローのシナリオにおいても、もし被呼者が話中であれば、この呼は一般に拒絶される。ＰＳＴＮ相互接続を行わない場合は、ＭＳＣ１１６からのＤＴＡＰ切断メッセージに応答して、無線アクセス通信装置１０６からユーザ１０２に話中音が送信され、ＤＴＡＰ解放手順が開始される。オンフック信号がユーザ１０２から検出されたとき、無線アクセス通信装置１０６は、呼リソース解放手順を開始する。ＰＳＴＮ相互接続を行う場合は、話中音はＰＳＴＮ１２５から送信される。ＣＰＥ１０５がユーザ１０２からオンフック信号を検出したとき、それは切断メッセージを無線アクセス通信装置１０６に送信し、これはこの後、ＤＴＡＰ解放手順を開始し、その後に呼リソース解放手順が続く。
【０２３６】
長距離ネットワークインターフェース上でＩＳＤＮ相互接続が行われる場合は、無線アクセス通信装置１０６は、ＭＳＣ１１６から受信されたＤＴＡＰ信号方式に基づいて、ＣＰＥ１０５に対する適当な呼経過音を生成する。このような呼経過音は、例えば、話中音及び呼出音を含む。ＰＳＴＮ相互接続を行う場合は、これらの呼経過音は、ＰＳＴＮ１２５によって生成されて、無線アクセス通信装置１０６にインバンドで送られ、無線アクセス通信装置１０６はこれらをＣＰＥ１０５に中継される。発信音は、常に、無線アクセス通信装置１０６によって生成される。また、輻輳状態のとき、又は受話器外し処理の一部として、無線アクセス通信装置１０６によってリオーダ音が生成されてもよい。
【０２３７】
図２０〜図２２は、種々の呼のシナリオを示す呼のフロー図である。図２０は、呼がアクティブである間の通話中着信の状況のための呼のフローを示している。図２０に示されているように、第１のユーザは、ネットワーク上で、あるアクティブな呼について話中状態にある。第２のユーザは第１のユーザに発呼することを望み、オフフック信号を生成させる。ＣＰＥ１０５（すなわち、ＫＴＳ、ＰＢＸ又はその他の同タイプのシステム）はオフフック信号を検出し、発信音でもって応答する。第２のユーザは第１のユーザの電話番号をダイヤルするが、この呼は長距離ではないので（というより、むしろ局間である）、それはＣＰＥ１０５それ自体によって処理され、この後それを無線アクセス通信装置１０６に送信する。第２のユーザから最初のディジットを検出すると、ＣＰＥ１０５は発信音を除去する。
【０２３８】
該番号がダイヤルされた後、ＣＰＥ１０５は第１のユーザに呼を伝達しようと試みる。第１のユーザがすでに他の呼について話中状態にあることを知れば、ＣＰＥ１０５は第１のユーザに通話中着信音（call waiting tone）を出力し、他の発呼者が接続を試みていることを第１のユーザに知らせる。ＣＰＥ１０５はまた、第２のユーザにも呼出音を出力し、第１のユーザが呼び出されていることを知らせる。
【０２３９】
もし、第１のユーザがフックフラッシュでもって通話中着信音に応答すれば、ＣＰＥ１０５はフックフラッシュ信号を検出し、最初の会話を保留状態にする。ＣＰＥ１０５は、この後、第１のユーザと第２のユーザとを会話に接続する。第１のユーザは、この後、図２０に示されているように、フックフラッシュ信号を用いることにより、会話間で切り換えることができる。
【０２４０】
図２１は、３者通話のセットアップシナリオを示す呼のフロー図である。図２１に示された呼のフローの最初に、第１のユーザがネットワーク上ですでにアクティブな呼について話中状態にあると仮定する。第１のユーザは、この後、第２のユーザに対して局間の呼を発呼すると決定する。そうするために、第１のユーザは、ＣＰＥ１０５にフックフラッシュ信号を供給する。ＣＰＥ１０５は、第１のユーザにリコール発信音を与え、そして元の会話を保留状態にすることにより応答する。第１のユーザは、この後、第２のユーザの内線にダイヤルする。ＣＰＥ１０５がダイヤルされた内線の最初のディジットを検出したときに、それはリコール発信音を終了する。
【０２４１】
内線のダイヤル動作が完了した後、ＣＰＥ１０５は、第２のユーザに呼を送ることを試みる。同時に、ＣＰＥ１０５は、第１のユーザに呼出音を供給する。ＣＰＥ１０５が第２のユーザからオフフック信号を受信したとき、それは第１のユーザへの呼出音を終了する。第１のユーザと第２のユーザとは、この後、アクティブな呼において会話をすることができる。第１のユーザからフックフラッシュ信号を検出すると、ＣＰＥ１０５は２つの呼を接続し、３者通話を達成する。
【０２４２】
図２０及び図２１の呼のフローの状況のそれぞれにおいては、呼機能は、トランスペアレントにエンドユーザに与えられる。さらに、呼は、ＰＳＴＮ１２５上でも同様にトランスペアレントに達成される。
【０２４３】
図２２は、ＣＰＥ１０５からＰＳＴＮ１２５への呼がアクティブである間におけるＤＴＭＦ信号方式手順を示している。予め設定された最小ＤＴＭＦタイムアウト期間（例えば、２０ミリ秒）を超えるＣＰＥ１０５からのＤＴＭＦトーンを検出すると、無線アクセス通信装置１０６は、ＤＴＡＰ開始ＤＴＭＦメッセージをＭＳＣ１１６に送信する。ＤＴＡＰ開始ＤＴＭＦメッセージは、ディジットが送信されていることを示している。ＭＳＣ１１６がこのメッセージを受信したとき、それはネットワークに向けてＤＴＭＦトーンを再生成し、ＤＴＡＰ開始ＤＴＭＦ肯定応答メッセージを、無線アクセス通信装置１０６に返信する。
【０２４４】
無線アクセス通信装置１０６がＤＴＡＰ開始ＤＴＭＦ肯定応答メッセージを検出したとき、それはＤＴＡＰ停止ＤＴＭＦメッセージをＭＳＣ１１６に送信する。ＤＴＡＰ停止ＤＴＭＦメッセージを受信すると、ＭＳＣ１１６はネットワークに対してＤＴＭＦトーンの送信を停止する。ＭＳＣ１１６は、ＤＴＡＰ停止ＤＴＭＦ肯定応答メッセージを、無線アクセス通信装置１０６に返信する。この手順は、ＣＰＥ１０５によって送信された各ＤＴＭＦトーンに対して繰り返される。
【０２４５】
ＤＴＡＰ開始ＤＴＭＦメッセージ及びＤＴＡＰ停止ＤＴＭＦメッセージは、両方とも、既存のＧＳＭプロトコルによってサポートされるメッセージである。無線アクセス通信装置１０６は、ＤＴＡＰ開始ＤＴＭＦメッセージ及びＤＴＡＰ停止ＤＴＭＦメッセージを利用して、呼がアクティブである間にＤＴＭＦトーンに関連する情報を、トランスペアレントに基地局１０９及び基地局コントローラ１１２に伝送する。これにより、ＤＴＭＦトーンは、無線通信チャンネルにわたって関連づけられ、ネットワークに中継伝送される前に、ＭＳＣ１１６で再生成される。
【０２４６】
通常の呼及び緊急の呼の両方とも、図１の好ましい通信システム１０１によって取り扱われることができる。緊急の呼（すなわち、「９１１」の呼）は、好ましくは、ＣＰＥ１０５によって直接ＰＳＴＮ１２５にルーティングされる。これは、その他の呼がルーティングされる場合と同じ方法で達成されてもよい。例えば、ユーザは、緊急の呼に対してＰＳＴＮアクセスコードをダイヤルしてもよく（ＰＢＸの場合）、あるいは卓上電話機からＰＳＴＮトランクを選択してもよい（ＫＴＳの場合）。これに代えて、ＣＰＥ１０５は、受信されたディジットを分析することによりＰＳＴＮトランクに緊急の呼をルーティングするように構成されることができる。それにもかかわらず、このような呼を発呼するトリガーを受信したときに緊急の呼を確立し、維持し、かつ切断する能力を無線アクセス通信装置１０６にもたせるのが望ましいかもしれない。無線アクセス通信装置１０６は、ＧＳＭに基づくセグメントを用いてこれらの緊急の呼に係る動作を実行してもよい。
【０２４７】
図２３及び図２４は、本発明の２つの特定の実施形態における無線リソースのためのそれぞれのスペクトル割り当てを示す周波数分布図である。図２３は、５ＭＨｚの利用可能な無線周波数帯域幅にわたる、可能なスペクトル割り当てを示している。図２３に示されているように、５ＭＨｚの帯域幅は、１.６ＭＨｚ間隔の中心周波数をそれぞれ有する３つのサブ帯域に分割されてもよく、このとき、外側の各サブ帯域の中心周波数から、５ＭＨｚの帯域幅の外縁まで間隔は０.９ＭＨｚになる。図２４は、６.６ＭＨｚの利用可能な無線周波数帯域幅にわたる、可能なスペクトル割り当てを示している。図２４に示されているように、６.６ＭＨｚの帯域幅は、１.６ＭＨｚ間隔の中心周波数をそれぞれ有する４つのサブ帯域に分割されてもよく、このとき、外側の各サブ帯域の中心周波数から、６．６ＭＨｚの帯域幅の外縁まで間隔は０.９ＭＨｚになる。図２３と図２４のいずれかにかかる実施形態においても、（基地局１０９と無線アクセス通信装置１０６のいずれかの）無線送信機は、信号を、好ましくは、ほぼ１.６ＭＨｚの最大帯域幅をもつ、直接拡散スペクトル拡散信号を送信する。図２３及び図２４中の特定のスペクトル割り当ては、単なる例示の意味であり、好ましいスペクトル拡散無線通信経路のための可能なスペクトル割り当てを示している。しかしながら、どのようなスペクトル割り当てでも、基地局１０９と無線アクセス通信装置１０６との間で利用される特定の無線接続の目的で用いることができる。
【０２４８】
１つ又はこれより多い実施形態が、本発明の種々の態様に従って上述されているが、これらの実施形態の多数の変形例が、本明細書で説明されているのと同一又は類似の動作原理を組み込みつつ存在する。例えば、当業者にとっては、ＣＰＥ１０５及び無線アクセス通信装置１０６の機能が単一の装置内に組み合わせ可能であることは明らかなことであろう。また、１つ又はこれより多い電話ステーション装置１０２が、ＣＰＥ１０５をバイパスして、無線アクセス通信装置１０６に直接接続されることも可能である。さらに、ＣＰＥ１０５は、電話回線により電話ステーション装置１０２に接続される必要はなく、これに無線で接続されてもよい（すなわち、無線ＰＢＸ）。
【０２４９】
本発明のある態様にかかるローカルエリア通信システムは、ＰＢＸ又はＫＴＳからネットワークへの陸上回線接続を必要とするシステムとは対照的に、遠隔地域及び／又は地方に配備することが比較的容易であろう。無線アクセス通信装置をＰＢＸ又はＫＴＳに接続することに加えて、遠隔地に配置されたローカルエリア通信システムが、比較的少ない配備努力の追加でもって、無線ネットワークの恩恵（長距離アクセスを含む）を受けることができる。
【０２５０】
本明細書では、本発明の好ましい実施形態が記述されているが、本発明の範囲及び概念の範囲内において、多数の変形例が可能である。このような変形例は、明細書及び図面を参照すれば、当業者にとって明らかなことであろう。本発明は、それゆえ、添付の請求項の精神と範囲とにより限定されるほかは、何ら限定されるべきものではない。
【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２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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