(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有用なデータ及び制御データを交換するための少なくとも１つの基地局及び複数の関連する端末を含むワイヤレスネットワークであって、
前記基地局は、端末がｎ（ｎは１より大きな整数）ビットシグナリング情報を送信するために、使用される信号系列と、当該信号系列のｎ個の開始時点とを制御チャネルを介して当該端末に送信するように構成され、
前記基地局は、受信信号系列の相関をとり、受信され相関のとられた信号系列から発生するパルスを検出する装置を含むことを特徴とするワイヤレスネットワーク。
【請求項２】
前記基地局は、信号系列の受信の後に少なくとも１つのパルスを生成する整合フィルターとピーク検出器を有し、
前記ピーク検出器は、検出ウィンドウであってその開始時点と期間がチャネル特性と信号系列の開始時点により決定される所定の検出ウィンドウの期間に、端末と関連する少なくとも１つのパルスを検出するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項３】
基地局は、端末の登録と同期の後に、シグナリングに用いられ、その開始時点を送信する前記信号系列もしくは複数の信号系列を、制御チャネルを介して、関連する端末に送信するように構成され、
シグナリングに用いられる前記信号系列もしくは複数の信号系列は、前記基地局のみと関連し、その近隣の基地局とは関連しないことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項４】
信号要求の場合において、端末は、関連する基地局により定められた時点での信号系列として嵩もしくはゴールド系列を送信するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項５】
同一の信号系列の前記開始時点は、前記基地局により関連する端末に加えられ、常に互いに同一の最小距離にあることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項６】
同一の信号系列の前記開始時点は、前記基地局により関連する端末に加えられ、互いに、関連する端末と基地局間で定められる各チャネル特性に依存した距離にあることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項７】
前記基地局は、端末が１ビットシグナリング情報を送信するために、使用される信号系列とその開始時点とを制御チャネルを介して当該端末に送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項８】
基地局は、使用される複数の異なる信号系列を複数の異なるグループの端末に送信するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項９】
基地局は、第１のチャネルアクセス制御ブロックを含み、
該第１のチャネルアクセス制御ブロックは、
チャネルに含まれるデータを抽出し、
該抽出されたデータを種々の更なる回路要素に伝え、
端末からのシグナリング要求の存在を判断するように構成され、
前記基地局は更に、種々の回路要素からのデータを予め定められたチャネルに挿入するように構成された第２のチャネルアクセス制御ブロックを含むことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項１０】
端末は、予め定められたチャネルに含まれるデータを抽出し、その抽出されたデータを種々の更なる回路要素に伝えることに供する第１のチャネルアクセス制御ブロックと、
種々の回路要素からのデータを予め定められたチャネルに挿入し、タイマー要素に従って少なくとも１つの信号系列を送信するように構成された第２のチャネルアクセス制御ブロックを有することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項１１】
端末は、信号系列を格納する書き込みメモリを有する発生器を有し、前記第２のチャネルアクセス制御ブロックは信号系列を選択するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項１２】
予め定められた期間の後、割り当てられた基地局により以前送信された信号系列の確認応答がなかった場合に、端末が振幅を増した信号系列を送信することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項１３】
端末が、段階を追って振幅を増加させた信号系列を増加させ、割り当てられた基地局による確認応答が予め定められた期間の内に発生するか、信号系列が最大の振幅を持つまでその信号系列を送信することを特徴とする請求項１２に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項１４】
端末は信号系列を数回送信し、基地局は、この基地局が該信号系列を該端末に割り当てられた検出ウィンドウにおける種々のフレーム上で受信した場合に、確認応答を前記端末に送信することを特徴とする請求項１２に記載のワイヤレスネットワーク。
【請求項１５】
有用なデータと制御データを交換し、複数の関連する端末を有するワイヤレスネットワークにおける基地局であって、
前記基地局は、端末がｎ（ｎは１より大きな整数）ビットシグナリング情報を送信するために、使用される信号系列と、当該信号系列のｎ個の開始時点とを制御チャネルを介して当該端末に送信するように構成され、
前記基地局は、受信信号系列の相関をとり、受信され相関のとられた信号系列から発生するパルスを検出する装置を有することを特徴とする基地局。
【請求項１６】
有用なデータと制御データを交換する、少なくとも１つの基地局と更なる端末を有するワイヤレスネットワークにおける端末であって、
前記基地局から信号系列のｎ（ｎは１より大きな整数）個の開始時点を受信した後、前記端末は、前記ｎ個の開始時点の各々の時点において前記信号系列を送信するか又は送信しないことにより、前記基地局にｎビットシグナリング情報を送信するように構成されることを特徴とする端末。
【請求項１７】
ワイヤレスネットワークにおいて、少なくとも１つの基地局と複数の関連する端末間で有用なデータと制御データを交換する方法であって、
前記基地局が、使用される信号系列と、当該信号系列のｎ（ｎは１より大きな整数）個の開始時点とを制御チャネルを介して端末に送信し、
前記端末は、前記ｎ個の開始時点の各々の時点において前記信号系列を送信するか又は送信しないことにより、前記基地局にｎビットシグナリング情報を送信し、
前記基地局は、受信した信号系列の相関をとり、相関のとられた信号系列から発生するパルスを検出することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有用なデータ及び制御データの交換のための、少なくとも一つの基地局及び複数の関連する端末を有するワイヤレスネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
文献"ETSI SMG2, Meeting No.24, Cork Ireland, 1-5 December 1997, Tdoc SMG 2 359/97, Concept Group Alpha - Wideband Direct-Sequence CDMA (WCDMA), EVALUATION DOCUMENT (3.0), Part 1: System Description, Performance Evaluation"は、CDMA（CDMA=Code Division Multiple Access）に基づいて動作する無線ネットワークを提案している。その無線ネットワークは、各々に基地局を有する複数の無線セルと、その中にある端末もしくは移動局を有している。例えばチャネルの要求の場合に、端末の登録と同期の後に、端末は、ランダムアクセスチャネル（RACH）を介してランダムアクセスバーストを送信する。ランダムアクセスバーストはプリアンブル部分とデータ部分から構成される。プリアンブル部分は、直交ゴールド（Gold）コード（プリアンブルコード）により拡散される１６のシンボル（プリアンブル列）を有する。直交ゴールドコードは２５６のチップ間隔を含む。データパートは端末のための識別を有するフィールド、要求されたサービス（ショートパケット送信、専用チャネルセットアップ等）を特徴付けるためのフィールド、データパケット（オプションのユーザパケット）のためのオプションのフィールド、及びエラー検出のためのCRC フィールドを含む。基地局により受信したランダムアクセスバーストは、整合フィルタ、プリアンブル相関器及びピーク検出器を介して、回路セクションに加えられ、回路セクションは、データ部分の時間動作を推定し、データパートを評価する(evaluating ）ためのRAKE回路を制御する。それゆえ、この場合、相関に基づき、及びメッセージデコードに続き、ピーク検出が使用される。８０のランダムアクセスチャネルが、基地局に関連する端末にとって使用可能である。これらのチャネルは、１６の異なるプリアンブルコードと５つの異なる送信時点により決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
２つもしくはそれ以上の端末が同一のランダムアクセスチャネルを介して送信する場合、すなわち、同一のプリアンブルコードと同一の送信時点が選択される場合、衝突が起こり、端末により送信された情報は基地局によって正しく評価され得ない。そのような衝突は、特に、高トラヒック負荷のときに起こりやすい。
【０００４】
本発明は、端末がシグナリング情報を、異なった方法で、関連する基地局と交換するワイヤレスネットワークを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、次のワイヤレスネットワークにより解決し、それは、
基地局が、少なくとも１つの端末の少なくとも１つの信号系列の開始時点（starting instant) を送信するように配置され、
基地局が、受信信号系列の相関をとり、受信され相関のとられた信号系列から発生するパルスを検出する装置を含むことを特徴とする。
【０００６】
本アプリケーションのコンテキストにおいて、本発明によるワイヤレスネットワークは、複数の無線セルを有し、各基地局と複数の端末が無線で制御データと有用なデータを送信するネットワークを意味するものと理解される。ワイヤレス送信は、例えば無線、超音波や赤外線チャネルを介して情報を送信することを意図している。
【０００７】
登録と同期の後、端末は、有用なデータを送信するために関連する基地局から所定の有用なチャネルを要求しなければならない。そのような有用なチャネルは、例えば、基地局と端末間もしくは２端末間の専用チャネル（例えば、音声の伝送のための）であり得る。チャネルは基地局により割り当てられる。本発明によれば、端末は、基地局により割り当てられた信号チャネルを介して、例えば専用チャネルの要求を送信する。基地局は、予め知り得る信号系列の開始時点を、端末に提供しなければならない。開始時点に加え、端末にまた複数の信号系列のうちの１つが割り当てられることも可能である。この種の信号系列は適切な自己相関及び相互相関特性を有するゴールド又は嵩系列である。基地局は、受信した信号系列が相関を取られる装置（例えば整合フィルター）を有する。相関から得られるパルスは検出され、端末に割り当てられる。本発明によるネットワークにおいて、信号系列の異なる開始時点により、衝突が避けられるので、また、相関に基づくピーク検出の後にメッセージ復号が行われないので、そのかわり、信号系列からのパルスの発生はシグナリング要求と考えられ、現時点での最新技術と比較して、信号検出を、特に高トラヒック負荷の場合に、より堅固に速く行うことができる。
【０００８】
信号系列を検出するために、所定の時間間隔が信号系列の開始時点とチャネル特性に依存するピーク検出のために選択される。そのような時間間隔は検出ウィンドウと称される。検出ウィンドウの長さもしくは期間及び開始時点は、ピーク検出が可能なように選択されなければならない。検出ウィンドウは、最新技術から公知のランダムアクセスバーストの期間より短い。本発明によるシグナリングを使用することにより、従って、多くの端末が短い期間内にシグナリング要求を送信することができる。
【０００９】
信号系列を送信するために、登録と同期の後、無線セルにおける端末は常に参照フレームについて、基地局が明らかに開始時点を変更しない限り、同一の開始時点を有する。それゆえ、信号チャネルは端末のために永続的に要求される。多くのそのような開始時点が短期間（例えば１０ｍｓ）の参照フレームに存在し得るので、また、無線セルの全ての端末が同一の信号系列を使用するので、開始時点と信号系列の端末への永続的な割り当てはほとんどネットワークリソースを使用しない。
【００１０】
無線セルにおける全ての信号系列は、異なる開始時点を有する。もっとも単純な場合で、同一の信号系列が各端末で使用される。従って、系列の長さは通常、２つの連続する開始時点の間隔よりも大きいため、信号系列は、部分的に重なり得る。
本発明によるネットワークの他の利点は、シグナリング要求の認識の信頼性にある。検出可能なパルスは実質的に常に信号系列の送信の後に生成される。これは、なぜならば、干渉信号及びチャネル雑音は、整合フィルターにおいて”人工的”なパルスを発生させ得るからである。実際に送信された信号系列を受信したときに、それらが整合フィルターの出力におけるパルスの振幅を減少させることはほとんどない。最悪の場合（例えば障害の場合）、信号系列が送信されないで、雑音もしくは干渉信号の振幅が検出閾値を超えると、障害アラームが発生される。
【００１１】
発明クレーム２は、整合フィルターによる信号系列の相関とピーク検出器によるパルスの検出の特徴を説明する。クレーム３は、シグナリングのために使用される信号系列もしくは複数の信号系列、及びその開始時点の制御チャネルを介した送信の時点を説明している。シグナリングのために用いられる信号系列もしくは複数の信号系列は、１つの基地局とのみ関連し、その近隣の基地局とは関連しない。嵩もしくはゴールド系列が信号系列として使用され得る（クレーム４）。しかしながら、他の直交方形波信号は妨げられるわけではない。
【００１２】
同一の信号系列の開始時点は互いに同一の固定の距離か、又は個々に定められた距離に位置し得る（クレーム５及び６）。前者の場合、固定距離は、例えば、最悪のチャネル特性に依存し、第２の場合は、基地局と関連する端末間の各々のチャネル特性に依存する。クレーム７は、１ビットシグナリング情報の送信の特徴を説明している。更に、トラヒック負荷が非常に高く、信号系列の更なる開始時点が割り当てられないときに、異なる信号系列が無線セルにおいて送信され得る（クレーム８）。
【００１３】
クレーム９から１１は、基地局と端末の実施形態に関する。本発明によるワイヤレスネットワークは更に、信号系列の振幅が常に、あるネットワークの要求に適合し得る点で有利である。信号系列の振幅が低すぎる場合、それは増加される（クレーム１２）。このことは、特許クレーム２に説明したように、段階的な適合プロセスにより効果をもたらし得る。このプロセスは、予め定められた期間内に割り当てられた基地局により確認応答が与えられるか、もしくは、信号系列が最大の振幅を持つ時に終了する。そのような確認応答は、例えば、ユーザチャネルの端末への割り当てである（クレーム１４）。
【００１４】
本発明はまた、ワイヤレスネットワークにおいて、少なくとも１つの基地局と複数の関連する端末間で有用なデータと制御データを交換する方法と、有用なデータと制御データを複数の関連する端末と交換するワイヤレスネットワークにおける基地局と、有用なデータと制御データを交換する、少なくとも１つの基地局を有するワイヤレスネットワークにおける端末に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態は図を参照して詳細に説明される。
図１は、複数の基地局１から３と、複数の端末４から１４を有する、例えば無線ネットワークであるワイヤレスネットワークを示す。与えられた端末４から１４は基地局１から３と関連付けられている。図１に示す例において、端末４から７は基地局１に対応付けられ、端末８から１０は基地局２に対応付けられ、端末１１から１４は基地局３に対応付けられている。制御データの交換は少なくとも基地局と端末間で起こる。有用なデータ交換は、直接端末間で行われるとともに、基地局と端末間で行われ得る。両方の場合において、有用なデータの送信のためのリンクは基地局によって確立される。端末４から１４は通常、固定基地局１から３により制御される移動局である。しかしながら、基地局１から３はまた移動可能であり得る。
【００１６】
ワイヤレスネットワークにおいて、例えば無線信号は、ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、又はＣＤＭＡ方法（ＦＤＭＡ＝波長分割多重アクセス、ＴＤＭＡ＝時間分割多重アクセス、ＣＤＭＡ＝コード分割多重アクセス）、もしくは、これらの方法の組み合わせに準拠して送信される。
特別のコード拡散方法であるＣＤＭＡの方法によれば、ユーザから発信するバイナリ情報（データ信号）は、各々の時で、異なるコードシーケンスで変調される。そのようなコードシーケンスは、一般的に、バイナリ情報のレートよりも相当に高い、チップレートとも呼ばれるレートを持つ擬似ランダム方形波信号（擬似雑音コード）から構成される。擬似ランダム方形波信号の方形波パルスの長さはチップ間隔ＴC と称される。１／ＴC はチップレートである。擬似ランダム方形波信号でのデータ信号の増倍もしくは変調は、拡散比ＮC ＝Ｔ／ＴC によるスペクトルの拡散を起こす。ここで、Ｔはデータ信号の方形波パルスの長さである。
【００１７】
基地局は、特定の無線セルと関連付けられており、そこでは、その無線セルにある関連した端末でデータトラヒックが発生する。端末が１つの無線セルから他の無線セルに移動するとき、端末の割り当ては、１つの基地局から他の基地局へ、与えられた仕様に準拠して遷移する。そして、そのような端末は、同時に、１つの無線セルから他の無線セルに変更したときに、両方の無線セルの基地局とデータを交換する。これは、ソフトハンドオーバーと称されている。無線セルは図１において点線の円により示されている。
【００１８】
有用なデータと制御データは、基地局により特定されたチャネルを経由して、少なくとも１つの端末と基地局間で転送される。基地局から端末への無線リンクは、ダウンリンクと称され、端末から基地局へのそれはアップリンクと称される。それゆえ、データはダウンリンクチャネルを介して基地局から端末に送信され、アップリンクチャネルを介して端末から基地局に送信される。例えば、リンクの確立の前に、制御データを基地局から全ての端末に配布するために使用されるダウンリンク制御チャネルが提供され得る。この種のチャネルは、ダウンリンク配布制御チャネル、又はブロードキャスト制御チャネルと称される。制御データを、リンクの確立の前に、端末から基地局に送信するために、例えば、基地局により割り当てられるが、また他の端末からもアクセスされ得るアップリンク制御チャネルが使用され得る。幾つかの、又は全ての端末により使用され得るアップリンクチャネルは共通アップリンクチャネルと称される。リンクの確立の後に、例えば端末と基地局間で、有益なデータはダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルを介して送信される。２つの端末間での有益なデータの直接の送信のために、ピアツーピア有用チャネルと呼ばれているチャネルが使用される。１つの送信機と１つの受信機間のみに確立されるチャネルは専用チャネルと称される。一般的に言えば、有用なチャネルは、リンク特有の制御データの送信のための専用制御チャネルを伴い得る専用チャネルである。
【００１９】
チャネルは周波数範囲、時間間隔、そして、例えばＣＤＭＡの方法の場合には、拡散コードによって定義される。基地局と端末間での有用なデータ交換を可能とするために、端末を基地局と同期させる必要がある。例えば、ＧＳＭシステム（ＧＳＭ＝Global System for Mobile communication）から、ＦＤＭＡとＴＤＭＡの方法の組み合わせを用いる場合、特定されたパラメータの基づく適切な周波数範囲の決定の後、データ送信を順番付けるために、フレームの一次的な位置（フレーム同期）が決定されるということが知られている。そのようなフレームはいつも、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ及びＣＤＭＡの方法の場合に、端末と基地局のデータ同期のために必要とされる。この種のフレームはいくつかのサブフレームを含み得、もしくは、複数の他の連続フレームと共にスーパーフレームを形成する。簡単のために、以下の説明は、参照フレーム（reference frame ）と呼ばれる１つのフレームの前提に基づいている。
【００２０】
フレーム同期を可能とするために、全ての端末は、基地局から送信されるパルスにより基地局と同期していなければならない。コード拡散方法（例えばＣＤＭＡの方法）が使用されていない場合（例えば、ＴＤＭＡ方法が使用されている場合）、パルス期間は、１ビットの送信に必要とされる時間間隔と正確に対応している。コード拡散方法が使用される場合、そのパルス期間は１つのチップ間隔に相当する。そして、ビット間隔は複数のチップ間隔に相当する。フレーム同期は、基地局による特別のパルスシーケンスの送信を必要とする。そのパルスシーケンスの開始時点はフレームの開始時点に対応する。
【００２１】
以降、端末は既に基地局と同期し、そこに登録されているものと仮定する。端末（例えば、図１の端末４から７のうちの１つ）が有用なデータを送信及び受信できる前に、ダウンリンク及びアップリンク接続、又はピアツーピア有用チャネルのために、関連した基地局（例えば、図１における基地局１）により有用チャネルが割り当てられなければならない。この目的のために、基地局（例えば、図１における基地局１）は、ランダムに選択され得るフレームの間、ダウンリンクブロードキャスト制御チャネルを介して、関連する端末（例えば、端末４から７）に制御データを供給する。この制御データは、フレームを基準とする、端末が特別の信号系列を送信し得る時点（シーケンス開始時点）を端末に教える。端末により送信される信号系列は擬似ランダム方形波信号であり、関係する端末が有用なチャネルを要求することを示している。従って、信号系列を送信するために、基地局は、各端末に、信号系列が送信されるアップリンクシグナリングチャネルを割り当てる。制御データの送信を制限するために、基地局は、信号系列及びシーケンス開始時点の割り当てを、各端末のために一度だけ実行できる。これは、例えば、関連する基地局における端末の登録の間になされ得る。しかしながら、シーケンス開始時点の割り当てはまた、（後に詳細に説明するように）基地局と端末間のリンクの異なるチャネル特性に依存して起こり得る。本発明によるシグナリングチャネルは、所定の信号系列及びその開始時点により実現される。
【００２２】
基地局に関連する全ての端末は、異なる時点（シーケンス開始時点）に同一の信号系列を送信する。その結果、異なる基地局は、その関連する端末又は登録された端末に異なる信号系列を割り当てる。しかしながら、この点に付いては、隣の基地局が各々異なる信号系列を有するときだけ、それは満足される。端末が２つの基地局に登録されている場合、例えば、１つの無線セルから他の無線セルへ変更するときに、それは、有用なチャネルが要求された基地局によって特定された信号系列を送信する。
【００２３】
基地局は、信号整合フィルタと、それに続く、基地局により送信された信号系列を検出するためのピーク検出器を有する。整合フィルタは、コード拡散が用いられるときには、少なくとも最大チップレートと等しいクロックレートにてクロックされており、コード拡散が使用されていないときには、最大ビットレートと等しいクロックレートにてクロックされている。端末は、適切な自己相関特性を有する信号系列を送信する。このことは、整合フィルタの出力にて発生し、異なる端末からの連続する信号系列から生じるパルスが、ピーク検出器の検出ウィンドウの中であいまいさなく検出できることを意味している。最大チップレートもしくはビットレートに依存したクロックレートの選択、及び適切な自己相関特性を有する信号系列により、連続信号系列の開始時点間の最小一時距離を可能とする。更に、信号系列はまた、適切な相互相関特性を持たなければならない。すなわち、ネットワークにおいて送信される他の信号とだけは相関をほとんど有するべきではない。それゆえ、一方では、ネットワークで送信され、整合フィルタによって受信される他の信号は、ピーク検出器によって無視できる雑音信号として解釈される。他方、その信号系列は、ネットワークにおいて送信される他の信号を処理する基地局における他の回路要素により、無地できる雑音又は干渉信号として解釈される。適切な自己相関特性と相互相関特性を有するこの種の信号系列は、例えば、"J.G.Proakis:Digital Communications  by  J.G.Proakis,Third Edition,McGraw-Hill International Edition,1995,pp 724 - 729" の本から知られるゴールドと嵩のシーケンスである。
【００２４】
整合フィルタの出力に現れるパルスは信号系列のエネルギーの目安である。送信される他の信号とは異なって低い信号系列の長さと振幅は、そのように整合フィルタの出力におけるパルスレベルを決定する。
基地局における整合フィルターが、所定の検出ウィンドウにおいて、関連した端末からの信号系列の検出の後にパルスを生成するようにようにして、信号系列のシーケンス開始時点は基地局により定められなければならない。この検出ウィンドウは期間又は長さδを有している。
【００２５】
原則として、信号系列は任意のシーケンス開始時点で送信され得る。シーケンス開始時点は、整合フィルターの出力におけるパルスの出現とリンクしている。検出は、信号系列の送信、及び少なくとも１つの端末と基地局間のリンクのチャネル特性に加えられる遅延の後に開始する。チャネル特性はチャネルの物理的特性を意味するものと理解されるべきである。チャネル特性は、例えば、端末と基地局間の距離から生じる。結果として、ピーク検出器は種々の端末のための異なる幅の検出ウィンドウを用い得る。しかしながら、簡単のために、ここでは一定の幅の検出ウィンドウが選択される。図２は、長さＦＲの参照フレームに関係する長さδの検出ウィンドウが任意に発生するその連続を示す。受信信号系列に基づき、整合フィルターは通常、主パルスと、通常は主パルスの周りに対称的に配される幾つかの従属的なパルスを有するパルスシーケンスを生成する。その従属的なパルスの振幅は、主パルスの振幅より一様に低い。
【００２６】
整合フィルタの出力に現れチャネルによりひずませられる、種々の端末からのパルスシーケンスが、あいまいさのない検出が不可能になるほど重ならないことを確証するために、整合フィルターにより生成される種々の主パルスは、十分なガードタイムを有している。重なる場合には、基地局はあいまいさ無くパルスを端末に割り当てることができない。従って、検出ウィンドウの幅又は長さδは、チャネルによる影響がない場合の少なくとも主信号の幅と、加えて、追加のチャネル依存の安全間隔でなければならない。このことはまた、連続の等しい信号系列間の距離を提供する。しかしながら、異なる基地局からの２つの異なる信号系列の時間距離は考慮に入れる必要はない。なぜならば、弱い相関により、整合フィルターに続くピーク検出器は、他の基地局または無線ゾーンからの信号系列を配布されない雑音として検出するということが確証されるからである。
【００２７】
所定の時間間隔の中で、できるだけ多くの信号系列の送信を可能とするために、本発明に依れば、シーケンス開始時点の間隔は最適化され得る。このことは、検出ウィンドウの幅がいつも端末と基地局間のチャネル特性に依存して決定されるということを意味する。より簡単な方法で実現できる、本発明による他の可能性は、信号系列を一定の間隔で連続して送信することにある。一定の間隔を決定するには、最低のチャネル特性を考慮に入れなければならない。図３は、所定の一定間隔で送信される信号系列の結果として生じる、長さＦＲの参照フレームについての継続して連続する検出ウィンドウを示す。
【００２８】
図４は、例として、各々Ｌ1 とＬ2 のシーケンス期間又はシーケンス長さを有する２つの信号系列Ｓ1 とＳ2 を示す。チャネル特性に加えられる遅延時間ｐ1 とｐ2 の後に、長さδの検出操作又は検出ウィンドウが開始する。信号系列に関連する主パルス及び従属的なパルスはそのような検出ウィンドウに発生する。
検出ウィンドウの長さδは特に３つの要因（チャネル特性）により決定される。まず第１として、端末から基地局に送信されるデータの伝播遅延の推定の正確さが考慮されなければならなず、第２に、マルチパスに基づく遅延拡散特性、第３として端末の信号系列の自己相関特性を考慮に入れなければならない。
【００２９】
無線セルにおける端末は通常、基地局から異なる距離に置かれている。これにより、端末により送信される信号系列の異なる伝播遅延が発生する。端末ＭＴi と基地局Ｂ間の伝播遅延はｐi と等しくなければならず、信号系列の長さはＬに等しくなければならない。時間ｔi で、基地局が整合フィルターの出力にて端末ＭＴi のためのパルスを期待するとき、それは、端末にＭＴi 、時間ｔi −ｐi −Ｌにて信号系列の送信を開始するように指示する。しかしながら、伝播遅延ｐi の推定の正確さが限られているので、整合フィルターの出力でのパルスは本質的に不正確である。伝播遅延ｐi の推定のこの不正確さは、十分に長い検出ウィンドウδにより補償されなければならない。その推定の最大の不正確さが全ての端末でｊとなるとき、検出ウィンドウはｊより大きくなければならない。
【００３０】
端末と基地局間のデータは通常、ただ１つの無線リンクではなく、いくつかの無線リンク（マルチパス）を介して送信される。反射と屈折の効果により、端末から基地局に送信される信号は異なるパスを介して運ばれ、そこから発生し及び異なるパスを介して運ばれる信号は異なる時間に基地局により受信される。結果として、整合フィルターの出力において、信号系列のために１つの主パルスのみでなく、更なる主パルスも現れる。これらの更なる主パルスは、マルチパス伝送により生成され、実際の主パルスの周囲にグループ化される信号により、整合フィルターの出力に発生する。実際の主パルスは、実際の受信信号系列から、整合フィルターの出力に発生する。従って、検出ウィンドウの長さδは、実際の主パルスと更なる主パルスを含む長さｗのウィンドウより大きくなければならない。マルチパスが存在しない場合であっても、整合フィルターの出力において、実際の主パルスのみでなく、従属的なパルスもまた発生する、ということは注目すべきである。しかしながら、説明した適切な自己相関特性により、従属的なパルスの振幅は、主パルスの振幅よりずっと小さい。
【００３１】
信号系列の自己相関特性は、整合フィルターの出力における主パルスの幅及び従属的パルスの最小及び最大の尺度である（チャネル特性は考慮に入れず）。ゴールド又は嵩シーケンスの場合、整合フィルターの出力における主パルスは、おおよそ、上述したシグナリング信号のエネルギーに等しい。そして、主パルスの振幅は従属的パルスのそれよりずっと大きい。それゆえ、信号系列のエネルギーは、その振幅と期間又は長さにより決定される。他の信号との干渉を減少させるために、信号系列（例えば、ゴールドもしくは嵩シーケンス）の振幅は、他の信号のそれよりも大きくなければならない。しかしながら、整合フィルターによりシグナリング信号を検出するために、信号系列は十分に長くなければならない。それゆえ、信号系列の検出期間は延長され、それゆえまた、基地局による、シグナリング信号を送信した端末への有用なチャネルの割り当ては延長される（シグナリング時間の延期）。それゆえ、信号系列の長さは、シグナリング時間とともに信号系列の自己相関特性に影響を与える。与えられた信号系列のための自己相関機能が時間間隔ｑの中で十分に大きいとき、δはｑより大きくなければならない。
【００３２】
検出ウィンドウの長さ又は期間δは、ｊ、ｗ及びｑの値の和と等しいいように選択されなければならない、ということは注目すべきである。すなわち、
δ＝ｊ＋ｗ＋ｑ
である。
これまで、検出ウィンドウの長さδが、ただ 1つのシグナリング信号が検出され得るような方法で配分される場合の説明がなされてきた。このことは、基地局が、バイナリ情報又は１ビット情報を受信することを意味する。このバイナリ情報は、信号系列を送信した端末が、新たな有用信号を要求するか（検出ウィンドウの間、整合フィルターの出力にパルスが存在する）、もしくは、有用なチャネルを要求しない（検出ウィンドウの間、整合フィルターの出力にパルスが存在しない）かどうかを示す。以降、１ビットからｎビット情報（ｎ＞１であり整数）への送信の拡張について説明する。基地局への使用可能なｎビット情報を作成するために、端末は、各参照フレーム内で、１度だけでなく幾度も連続して同一の信号系列を送信する。１ビットからｎビット情報へのこの拡張は、検出ウィンドウの期間又は長さが関連する各端末のために、ｎ倍に増加させるようにして、検出ウィンドウの延長によって達成される。従って、ｎ倍の拡張された検出ウィンドウの発生の間、端末からのｎの信号系列が検出できる。ｎビット情報（シグナリングデータ）を送信する端末は、開始時点が値δにより各回シフトした同一の信号系列を用いる。そして、送信された信号系列は、例えば、”１”を示し、送信されていない信号系列は”０”を示す。
【００３３】
図５は、同一の信号系列から検出されたパルスの位置の例を示す。第１のグループＧ１のパルスは、第１の端末の信号系列に関連し、第２のグループのパルスは第２の端末の信号系列と関連する。７ビットの情報”１１００１１１”がグループＧ１からもたらされ、７ビットの情報”０１００１０１”が第２のグループからもたらされる。
【００３４】
端末によるｎビット情報の送信は、種々のシグナリングアプリケーションを可能とする。例えば、情報”０００”は、３つの連続する信号系列の非送信に対応し、端末が有用なチャネルを要求しないことを意味し得る。情報”００１”は、端末が８ｋｂｉｔ／ｓの有用なチャネルを要求することを意味し得る。２つの非送信信号系列と１つの送信信号系列は情報”００１”を生成する。端末は、情報”０１０”を経由して６４ｋｂｉｔ／ｓの有用なチャネルの要求、及び情報”０１１”を経由して１４４ｋｂｉｔ／ｓの有用な信号の要求を表現できる。
【００３５】
基地局における整合フィルターは、ｎビット情報とともに１ビットの受信のために準備されている。なぜならば、同一の信号系列が両方の場合において受信されるからである。これらの２つの場合において、唯一異なる点は、整合フィルターによって検出されたパルスの後処理にある。前者の場合（１ビットの場合）、情報処理は、信号系列の検出のための期間δの後に起こり、第２の場合（ｎビットの場合）は、ｎ個の信号系列の検出のための期間ｎδの後に起こる。
【００３６】
本発明の更なる観点は、シグナリングチャネルの数の増加に関する。単一の信号系列ｉが使用されるとき、基地局のシグナリングチャネルの数は値ＦＲ／δに制限される。ここで、ＦＲは参照フレームの長さを表し、δは検出ウィンドウの長さを表す。この点において、ただ１ビット情報のみが送信され、各検出ウィンドウは同一の長さδを有するということと考えられる。基地局が、値ＦＲ／δにより与えられるものより多くのシグナリングチャネルを割り当てることを望む場合、それは、単一信号系列のみに代えて、端末に異なる信号系列を割り当てることができる。例えば、参照フレームの期間で、１００の同一信号系列が整合フィルターにより検出され得る。しかしながら、無線セルの中に信号系列を送信することを望む１２０の端末がある場合、上記の１２０の端末の全てのために同一の信号系列を使用することは不可能である。従って、例えば６０端末が第１の信号系列を送信でき、他の６０端末が第２の信号系列を送信できる。そして、これらのシーケンスは基地局における２つの異なる整合フィルターによって検出され得る。異なる信号系列のシーケンス開始時点は互いに独立であり、従って、それらは協調する必要はない、ということは注目すべきである。同一の信号系列の開始時点を互いに適合させることが必要なだけである。
【００３７】
信号系列が基地局に送信されると、特定の方法（例えばＣＤＭＡの方法）によって、送信された信号系列の振幅は、割り当てられた基地局への距離に適合されるので、その信号系列の振幅（図４を比較）は高過ぎず低過ぎない、という事実には注意をはらうべきである。例えばＣＤＭＡシステムにおいて、高すぎる振幅は、他の信号への干渉を起こし得るということを意味する。結果として、全体のシステムの容量が減少する。低すぎる振幅は信号系列が正しく受信できないということを意味する。なぜならば、他の信号及び／又は雑音信号による干渉の結果、基地局において正確に検出できないからである。
【００３８】
この問題を解決するために、端末は、通常の状況において、基地局により十分に良く受信できる低い振幅を有する信号系列を送信できる。この信号系列が割り当てられた基地局により検出されたとき、基地局は端末に要求されたチャネルを割り当てる。そのメッセージの受信後、端末はさらなる信号系列を送信しない。
信号系列の送信の後に、端末が、予め定められた期間の時間の後、割り当てられた基地局から確認応答を受信しない場合、それは新たな信号系列をより高い振幅で送信する。端末が所定の期間内に基地局から割り当てを受信しない場合、更なる信号系列が再び高い振幅で送信される。このプロセスは、振幅のために予め定められた最大の値に到達するまで、もしくは端末が基地局からチャネル割り当てを受信するまで繰り返される。
【００３９】
所定の期間の後に、端末が最大の許容できる振幅の信号系列のための確認応答を受信しなかった場合、この全プロセスは、あるランダムな期間の後に繰り返されるか、もしくはシグナリングは省かれる。
信号系列の振幅が可能な限り低いとき、他の問題がある状況の下で起こり得る。この問題は、誤りアラームレート（false alarm rate、ＦＡＲ）の増加と関連する。誤りアラームレートは、信号系列が送信されていないにもかかわらず、整合フィルターの下流に接続されるパルス検出器がパルスを検出する確率に等しい。
【００４０】
誤りアラームレートの増加のこの問題は、基地局が信号系列の検出の後すぐにチャネルを割り当てるのではなく、基地局は、ｇ（ｇ＞１）個の連続するフレームにおける複数の信号系列（ｈ個の信号系列、ｈ＞１）が与えられた検出ウィンドウで検出されるまで、その割り当てを待つことで、解決され得る。基地局において検出されたパルスのための誤りアラームレートがｐに等しい場合、ｈ個の連続検出パルスのために誤りアラームレートはｐh に減少する。
【００４１】
本発明は、例えばＷＢ−ＣＤＭＡやＣＤ／ＴＤＭＡに基づくＧＳＭやＵＭＴＳ(UMTS=Universal Mobile Telecommunication System)といった現存するか又はまだ導入されていないいかなる無線システムにも追加の回路コンポーネントとして取り上げられ得る。図６から９は、基地局の受信機（図６）と送信機( 図７) 、及び端末の受信機（図８）と送信機( 図９) を示す。
【００４２】
図６に示す基地局の受信機のブロック図は、アンテナ１５、高周波数ブロック１６、中間周波数ブロック１７、アナログ−デジタル変換器１８、復調器１９、及びブロック２０のような公知要素（例えば、GSM 移動無線システムやCDMSシステムから公知）を有し、ブロック２０は、例えば、チャネル多重分離、デインターリービング、チャネル復号、CDMAシステムが使用される場合の逆拡散等のスイッチング機能を実行する。ベースバンドにおける制御及び有用な信号は、チャネルアクセス制御ブロック２３に加えられ、チャネルアクセス制御ブロック２３は種々の信号を、例えば交換機等の更なる処理のための関連する装置に伝える。本発明によれば、基地局の受信機は、信号系列の存在を求めて受信信号をチェックする整合フィルター２１とともに提供される。期待される時間間隔（検出ウィンドウ）の間に信号系列が検出される場合、すなわち、少なくとも１つのパルスが生成される場合、それは次のピーク検出器２２により検出され、例えばプロセッサーであり得るチャネルアクセス制御ブロック２３に信号が送られる。チャネルアクセス制御ブロック２３は、このメッセージを次の更なる制御要素（ここでは示されていない）に加え、そして、その要素は、基地局の送信機を介して、例えば生成された制御データにより有用なチャネルを端末に割り当てる。
【００４３】
検出ウィンドウの期間又は長さδは、固定であり得、例えばネットワークの実際のオペレーションに先立つ計測によって定義され得る。検出ウィンドウの期間δはまた、オペレーションの間、各端末個別に決定され得る。所定の信号系列及び端末のための検出ウィンドウの期間δは、この場合、計測の結果の評価の後に制御要素（示されず）によってピーク検出器に加えられる。GSM 移動無線システムの場合、例えば、基地局と端末間の距離は、端末から受信した信号に基づいて基地局で評価される。
【００４４】
ピーク検出器２２により決定され、整合フィルター２１により生成されたパルスの処理は、チャネルアクセス制御ブロック２３で行われる。所定の検出ウィンドウが端末に割り当てられる。少なくとも１つの主パルスがそのような検出ウィンドウで検出されると、チャネルアクセス制御ブロック２３は、端末からの有用なチャネルの要求が含まれていることを決定する。この要求、及び更なる端末からの要求に基づき、そして、存在しているリンク又はすでに割り当てられた有用なチャネルを考慮して、制御要素（図示せず）は、チャネルアクセス制御ブロック２３からの要求の受信の後、有用なチャネルが要求する端末に割り当て得るかどうかを決定する。有用なチャネルを割り当てることができるとき、基地局の送信機（図７）における処理の後、それは決定され、ダウンリンクブロードキャスト制御チャネルを介してその端末に適用される。
【００４５】
図７に示す基地局の送信機はまた、種々のソース２５からデータを受信するチャネルアクセスブロック２４を含む。そのようなソースの１つは例えば有用なデータを供給する交換機や、制御データを供給する制御要素であり得る。例えば、この制御データは、以前に信号系列により有用チャネルを要求した端末のために使用される有用なチャネルに関する情報を含み得る。制御ブロック２４には、例えばチャネル符号化、インターリービング、チャネル多重化、そして、ＣＤＭＡシステムが使用される場合には、拡散のスイッチング機能を実行するブロック２６が続く。ブロック２６の出力信号は、変調器２７、デジタル−アナログ変換器２８、中間周波数ブロック２９及び高周波数ブロック３０を介してアンテナ３１に加えられる。全ての要素２１から３１は、既存の移動無線システムから公知の要素であり得る。
【００４６】
図８は、端末の受信機のブロック図である。この受信機は、例えば、ＧＳＭ移動無線システムもしくはＣＤＭＡシステムから知られる要素を含む。すなわち、アンテナ３２、高周波数ブロック３３、中間周波数ブロック３４、アナログ−デジタル変換器３５、復調器３６、種々の機能を有するブロック３７、及び制御と有用なデータを種々のドレイン(drain）に加えるチャネルアクセス制御ブロック３８（例えば、有用なデータを音声データに変換する低周波数回路）を含む。ブロック３７は、例えば、スイッチング機能のチャネル多重分離、デインタリービング、チャネル復号、及びＣＤＭＡシステムが使用されるときには逆拡散に責任を有している。チャネルアクセス制御ブロック３８は、端末に関係する所定のチャネル、例えば有用なチャネルもしくはダウンリンク配布制御チャネルを評価する。この情報は、端末における所定の他のスイッチング要素（図示はされていない）に伝えられる。ダウンリンク配布制御信号から、チャネルアクセスブロック３８は、少なくとも１つの信号系列が送信され得る開始時点に関する情報を取得する。この情報はここで示されていない少なくとも１つの回路要素に加えられる。
【００４７】
図９は、端末の送信機のブロック図を示し、それはまたチャネルアクセスを制御するチャネルアクセス制御ブロック３９を含む。チャネルアクセス制御ブロック３９は、例えば、チャネル符号化、インターリービング、チャネル多重、及びＣＤＭＡシステムが使用される場合には、拡散のスイッチング機能を実行するブロック４２に供する。チャネルアクセス制御ブロック３９はまた、タイマー要素４０に信号系列の開始時点を示す。チャネルアクセス制御ブロック３９は、種々のソースから有用及び制御データを受信する。そのようなソースの１つとして、例えば、有用なデータとして音声データを供給する低周波数回路や、制御データを供給する制御要素があり得る。例えば、この制御データは、信号系列の開始時点の関する情報であり得る。タイマー要素４０は、信号系列を発生するために、発生器４１に時間マーカーを加える。この時間マーカーは、例えば、信号系列の方形波パルスの開始及び終了時点であり得る。その発生器は、種々の信号系列を格納するメモリを含む。送信される信号系列は、チャネルアクセス制御ブロックにより選択される。所望により、信号系列は、発生器４１のメモリに書かれ得る。発生器４１及びタイマー要素４０は、使用される信号系列及びその信号系列の開始時点に関する情報を受信した後に初期化される。関係する基地局が、信号系列及び／又は開始時点の変更を示さなければ、発生器４１とタイマー要素４０の更なる初期化は必要ない。
【００４８】
ブロック４２にて処理された有用及び制御データは、発生器４１の出力信号も受信する重ね合わせ回路４３に加えられる。重ね合わせ回路４３の出力信号は、変調器４４、デジタル−アナログ変換器４５、及び中間周波数ブロック４６を介して、高周波数ブロック４７に加えられ、高周波数ブロック４７は、アンテナ４８を介して、高周波数ブロックにて生成された信号を送信する。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の基地局と端末を有するワイヤレスネットワークを示す図である。
【図２】参照ウィンドウに関係して、基地局で使用される整合フィルターのための検出ウィンドウのシーケンスを示す図である。
【図３】参照ウィンドウに関係して、基地局で使用される整合フィルターのための検出ウィンドウのシーケンスを示す図である。
【図４】２つの端末により送信された信号系列と、対応する検出ウィンドウを例を用いて示す図である。
【図５】ｎビットシグナリング情報のために、信号系列の検出から形成された、パルスの位置を示す図である。
【図６】基地局の受信機を示す図である。
【図７】基地局の送信機を示す図である。
【図８】端末の受信機を示す図である。
【図９】端末の送信機を示す図である。
【符号の説明】
１〜３  基地局
４〜１４  端末
１５  アンテナ
１６  高周波数ブロック
１７  中間周波数ブロック
１８  アナログ−デジタル変換器
１９  復調器
２０  ブロック
２１  整合フィルター
２２  ピーク検出器
２３  チャネルアクセス制御ブロック
２４  チャネルアクセスブロック
２５  種々のソース
２６  ブロック
２７  変調器
２８  デジタル−アナログ変換器
２９  中間周波数ブロック
３０  高周波数ブロック
３１  アンテナ
３２  アンテナ
３３  高周波数ブロック
３４  中間周波数ブロック
３５  アナログ−デジタル変換器
３６  復調器
３７  ブロック
３８  チャネルアクセス制御ブロック
３９  チャネルアクセス制御ブロック
４０  タイマー要素
４１  発生器
４２  ブロック
４３  重ね合わせ回路
４４  変調器
４５  デジタル−アナログ変換器
４６  中間周波数ブロック
４７  高周波数ブロック
４８  アンテナ
【図１】
0004321915.tif 000002
【図２】
0004321915.tif 000003
【図３】
0004321915.tif 000004
【図４】
0004321915.tif 000005
【図５】
0004321915.tif 000006
【図６】
0004321915.tif 000007
【図７】
0004321915.tif 000008
【図８】
0004321915.tif 000009
【図９】
0004321915.tif 000010