JPH0734599B2

JPH0734599B2 - 音声伝送周波数帯域より低い領域でのセルラー信号伝送方法

Info

Publication number: JPH0734599B2
Application number: JP1201507A
Authority: JP
Inventors: ステファン・エヌ・レビン; ラリー・フィル
Original assignee: モトローラ・インコーポレーテッド
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: GB2221819B; JPH02148925A; US4984290A; GB2221819A; HK180795A; GB8917923D0

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は一般にセルラー（cellular）無線周波（RF）通
信システムに関するものであり、さらに詳細には、この
ようなシステムにおける信号伝送プロトコル（protocol
s）に関する。

（従来の技術）従来のセルラー・タイムの無線電話RF通信システムは、
信号伝送プロトコルを利用しているが、これはシステム
の通信を妨害する傾向がある。典型的にはこのようなセ
ルラー・システムはその信号伝送プロトコルを監視可聴
音（SAT:Supervisory Audio Tone）、信号伝送音（ST:S
ignalling Tone）、および毎秒10Kビット（BPS）のバー
スト・マンチェスタ・データ・メッセージを使用して実
施している。SAT、ST、およびバースト・マンチェスタ
・データ・メッセージは無線電話の呼出、無線電話の呼
び解除、受け渡し、ディジタル通信のバーストのための
フラッシュ（flashes）、および電力レベル変更メッセ
ージのようなシステム・プロトコルを実行するのに使用
される。

SATの利用の一例として一つのセル（cell）内における
セルラー通信と隣接するセル内におけるセルラー通信と
を区別するという要望がある。SATは、所定の一組の信
号音で表わされるが、セル・サイトおよび加入者ユニッ
ト（無線電話機）の両者により音声チャンネル上に変調
される。セル・サイトまたは加入者ユニットのいずれか
が不正SATの存在を検出すれば、これはトランシーバが
同一チャンネルの信号に占有されていることを示すもの
であるから、音声径路が中断される。この占有が所定の
期間より長く継続すれば、呼が終結する。

STの利用の一例としては加入者ユニットからセル・サイ
トへの警報がある。加入者への呼が発生すると、加入者
ユニットにその可聴音発生機能を作動させるよう指示す
る命令がセル・サイトから送られる。加入者ユニットは
オフ−フック（off−hook）状態が検出されるまでセル
・サイトへSTを送信することによって、この命令に応答
する。

SATおよび／またはSTを利用しているこのようなプロト
コルが多数ある。SATおよびSTは共に典型的には音声伝
送周波数帯域の高域端以上の所定の一組の信号音を使用
して実現されるということを述べれば充分であろう。た
とえば、多くのシステムにおいて、SATは5970Hz、6000H
z、および6030Hzで伝送されるが、STは10KHzで伝送され
る。

（発明が解決しようとする課題）残念ながら、この従来の信号伝送プロトコルはスペクト
ル効率を改善するためチャンネル帯域幅を著しく縮小す
れば妨害の原因になる。たとえば、SATおよびST信号音
の高調波が隣接するチャンネルを著しく妨害する。ま
た、マンチェスタ・データのスペクトル特性が広いた
め、データ・メッセージをこのようなシステムで伝送し
ている間は音声を消さなければならない。

その他に、これらの信号音はその不正信号に対する感受
性のため多数のシステム上の問題点を生じさせる可能性
がある。このような信号音は、とりわけ、呼出、受け渡
しなどのようなシステム・プロトコルを実行するのに使
用されるから、これら信号音が不正であれば無線電話の
受け渡し候補者を切り離し、無線電話の呼びを不注意に
解除し始めることが知られている。

これらの理由により、上述の欠点を克服するセルラー通
信システム用の信号伝送プロトコルが必要である。

本発明の目的は、上述の短所を克服し、更に詳細には、
このようなシステムの可聴周波数より低い領域での信号
伝送プロトコル（subaudible signalling protocol）に
妨害を与えないセルラー通信システム用の信号伝送プロ
トコルを提供することである。

本発明の他の目的としては上述の欠点を克服する、音声
伝送周波数帯域より低い領域での呼出、受け渡し、およ
び接続解除の信号伝送プロトコルを提供することが含ま
れる。

（課題を解決するための手段および実施例）本明細書に開示している構成は無線周波（RF）セルラー
無線電話通信システムにおける信号伝送制御を目標とし
ており、更に詳細には、セルラー無線電話通信システム
用の新規な信号伝送制御の実現を目標としている。

第１図はこのようなセルラー・システムを示す。第１図
のシステムは二つの地理学的な無線周波数（RF）サービ
ス区域（セル）110およびに112にそれぞれ対するセル・
サイト機器115および119を備えている。セル110につい
て、セル・サイト機器115は一組の基地トランシーバ114
および基地サイト（１）制御器116を備えている。セル1
12について、セル・サイト機器119は一組の基地トラン
シーバ118および基地サイト（２）制御器120とを備えて
いるが、これらはセル・サイト機器115と実質上同じ回
路を備えている。

セル・サイト機器115および119の全体の制御はセルラー
・スイッチ制御器122の信号処理ユニット121により行わ
れる。スイッチ制御器122はまた公衆交換電話回線網（P
STN）131とセル・サイト機器115および119との間の呼交
換動作を制御するディジタル交換回線網123を備えてい
る。一組のパルス符号変調（PCM）変換器125がセルラー
スイッチ制御器122に設けられ、システムとPSTNとを接
続している。従来のセルラー・システムの一般的な詳細
については、Labedz等に与えられた米国特許第4,654,86
7号、「セルラー音声・データ無線電話システム」を参
照することができる。従来のセルラー交換制御装置の更
に詳細については、Little等の米国特許第4,268,722号
を参照することができる。上述の米国特許は両者とも同
じ譲受人に譲渡されており、参考としてここに含められ
ている。

本発明によれば、このようなシステムは電話システムに
おける音声伝送周波数帯域より低い領域でのデータ伝送
を利用する下記の音声チャンネル信号伝送方法によって
修正される。信号伝送システムは好適には100BPSのマン
チェスタ・データおよび200BPSの限定NRZデータ伝送の
組合せを使用する。音声伝送周波数帯域より低い領域で
の信号伝送はスピーチとともに連続して伝送され、これ
により現在のところ既知のシステムに必要なようにデー
タ・メッセージ・バーストを伝送するための可聴音の消
去が不要である。その他に、SATおよびST信号伝送機能
を、本発明にしたがって、音声伝送周波数帯域より低い
領域でのプロトコルを用いてディジタル的に実行するこ
とにより、音声周波数帯域の高域端以上の信号伝送音の
必要性が無くなり、システムのスペクトル効率が向上す
る。

本発明のシステムの詳細な説明の前に、必要な背景言語
を以下の定義により述べる。

ディジタル監視ベクトル（DSV:Digital Supervisory Ve
ctor）：固定長のディジタル語であり、固定長のディジ
タル語の周期的移動を含む。ディジタル監視シーケンス
（DSS）：複数の連続DSV。

第２図に、上に定義したDSVおよびDSSの例が示されてい
る。第２図は単一のDSS420から成る複数の連続DSV410を
示す。

他に、DSV410の別の周期移動をDSV430として示されてい
るが、DSV430はDSS420と同じDSS440を備えている。

相互距離：ある一つのDSVまたはその周期的移動から異
なるDSVまたはその周期的移動までのハミング距離（Ham
ming distance）。

自己距離:DSVパターンとそのいずれかの周期的移動との
間のハミング距離。

本発明の説明を以下の三つの部分に分けて概説する。

1.DSVの好適な条件； 2.データ・メッセージのフォーマット； 3.上述のフォーマットを音声伝送周波数帯域より低い領
域で利用するセルラー・システム・プロトコル。

1.DSVの好適な条件： DSSは好適には、下記の九つの特性を有する七つのDSVパ
ターンまたはその論理的反転（各DSVおよびその反転
（たとえば１の補数）は一つのセル・サイトの同一性に
対応する）のうちの一つの連続伝送から構成される。

条件1:DSVは200BPS（毎秒ビット）で伝送される24NRZビ
ットから構成される。DSVは200BPSで伝送され、最大数
の非相関サンプルを受信機に与え、対雑音性を良くす
る。多数の制限が下に述べるように必要であるが、この
伝送機構は極めて効率が良く且つ有効である。100BPSの
データ流れを使用してマンチェスタ変調を行い、必要な
低周波数スペクトル制限を有する200「BPS」データを発
生することもできることを記す価値がある。しかし、20
0BPS NRZで伝送するのが好適である。ある制限がある
がこの機構では多数の非マンチェスタ・パターンを使用
することができ、これにより情報転送が実質的に増大す
る。すなわち、より多数のDSVを選択することができ、
これがより大きな自己距離および相互距離を有するDSV
セットに変換される。

条件2:各DSVの周期移動はすべて検出され得る。これに
より受信機はDSSのどんな点からでも開始するDSVのいず
れの段階中でもDSSの検出を開始することができ、これ
によりDSSの獲得時間および受信感度の両者が改善され
る。このようにして、独特かつ明確なDSSはDSVの特定の
段階が始まるのを待つ必要無しに、DSSが受信されて24
ビット後に検出される。これにはDSVのすべての周期的
移動間に最小の「自己距離」が存在するという好ましい
制限が課せられる。好適な実施例においては、24サンプ
ル・シーケンスに対する現行判定基準は最小の自己距離
は６である。DSSはシリーズのDSV語と考える必要はな
く、どんな長さのビットに関しても動作することができ
る連続ビット・シーケンスと考えられる。

条件3:使用されるすべてのDSVの間、および下記データ
・メッセージの間には最小の相互距離も存在しなければ
ならない。ACK（承認）、NAK（非承認）、および、後に
説明するが、データ・メッセージの転送に使用するワー
ド同期化（sync）パターン。上に参照した好適実施例に
おいては、24ビットDSVに対する判定基準は最小の相互
距離が６である。

反転DSVはリバース音声チャンネル（RVC）上の信号の
み、すなわち、無線電話機からセル・サイトへの通信に
使用される。したがって、反転DSVの検出は無線電話機
では不必要である。

条件4:各DSVおよびその反転の周期的移動の全ては好適
には毎秒200サンプルでサンプルされたすべての100BPS
ランダム・マンチェスタ・データ語の最小ハミング距離
を有する。この距離を今後最小ランダム・マンチェスタ
距離と称する。この距離はマンチェスタ・データのいず
れかの段階に対して保持されるのが望ましい。この判定
基準は同一チャンネルの妨害者のマンチェスタ・データ
・メッセージに対する不正保護を非常に改善する。この
要求事項が無ければ、不正に対する保護は非相関サンプ
ルの数（24）の代りに妨害マンチェスタ・データ語のビ
ット数（12）に基くものであるから、データ・メッセー
ジの誤りはもっと拡がっていることになろう。それ故こ
の判定基準は一層短いDSVを使用することができると共
に、より改善されたデータ不正の保護を認める。

条件5:DSVは低周波成分を最小限にするために三つ以上
連続する１または０を有してはならない。

条件6:ビット１から始まりビット24までのDSVの総和
（累積DCバイアス）は３以下の絶対値を有すべきであ
る。

条件7:各DSVはパターン全体にわたり０のDCバイアスを
有すべきである。

条件8:ある例外的事項においては、自己距離は24周期移
動前に０に進むことができる。

条件9:遷移数は無線電話機の回路および基地点の機器用
のPLL（位相ロックド・ループ）の性能を改善するため
に最大にすべきである。

両立するワード同期化パターンを加えた14個のDSVパタ
ーンの一組（そのそれぞれの反転を含む）が本発明によ
って識別された。

DSSは獲得時間を最小にするにはシーケンス位相とは無
関係に検出すべきである。すなわち、DSVのすべての位
相が検出可能でなければならない。DSS獲得時間が減る
ことに加えて、検出感度が向上する。

2.データ・メッセージのフォーマット：順方向音声チャンネル（FVC）メッセージは100BPSの伝
統的な（40,28）BCH符号化マンチェスタ変調データ語か
ら構成される。順方向音声チャンネル（FVC）メッセー
ジ（基地から無線電話機）は好適には30ビットのワード
同期化パターン（好適には自己相関が良く且つDSVパタ
ーンからのハミング距離が最大の非マンチェスタ200BPS
パターン）を一つだけ伝送してから伝送される。

SYNC−DSAT相互距離は同期化語の長さに亘る同期化語と
DSSとの間のハミング距離である。同期化語はDSSを構成
するすべてのDSVまたはその反転からの最大および最小S
YNC−DSAT相互距離を有するように選択される。選択さ
れた同期化語とDSATとの組合せに対しては、SYNC−DSAT
相互距離の最大値は20であり、最小値は10である。最大
距離の判定基準は反転同期化語を使用する場合に必要で
ある。

典型的な幾つかのセルラー・システムで行なわれている
ように、複数回の繰返しの代りに、自動反復要求手順
（ARQ）がフェージング保護のために実施されている。1
00BPSでは、複数回の反復には時間がかかりすぎる。ARQ
による単一語伝送は100BPSで一層良好なBER（ビットエ
ラーレート）性能を利用しているが、大部分のデータ・
メッセージの伝送のための時間を非常に短かくしてい
る。

FVCメッセージで示されるARQアルゴリズムの包括的説明
は次のとおりである。

1.セル・サイトがDSS伝送を停止し、単一FVCメッセージ
を無線電話機に伝送する。セル・サイトはFVCメッセー
ジ伝送中、DSS用の位相トラックを確保し、メッセージ
を送ってから正しい相対位相でDSSの伝送を開始する
（正しいDSS位相はFVCメッセージが送られなかった場合
に使用されたものと同じ位相である）。

2.セル・サイトがFVCメッセージを伝送してから、タイ
ムアウト・カウンタを始動させる。タイムアウト前に非
承認（NAK）メッセージが受信されれば、FVCメッセージ
が再伝送される。タイムアウト前に承認（ACK）メッセ
ージが受信されれば、それ以上の処置は取らない。タイ
ムアウト前にACKおよびNAKのいずれをも受信しなけれ
ば、FVCメッセージが再伝送される。

3.無線電話機がFVCメッセージを受信したら、ビットエ
ラーがあるかチェックし、訂正不能なエラーが見つかれ
ば、NAKメッセージをセル・サイトに伝送し、無線電話
機は他のFVCメッセージを待つ。無線電話機はセル・サ
イトでのタイムアウトのためのNAKメッセージを繰返す
必要はない。訂正不能のエラーが見つからなければ、FV
Cメッセージを受け入れ、ACKがセル・サイトに伝送され
る。このACKメッセージが省略されると、セル・サイト
はタイムアウトし、元のFVCメッセージを再伝送する。
無線電話機は、このメッセージを受信し、受諾すれば、
反復を無視すべきである。

NAK:非承認（NAK）メッセージは200BPSで伝送される単
一の30ビット反転同期化語である。NAKメッセージは、2
594CD5Aである。

反転同期化語は、同期化語判定基準ではDSVセットのす
べての同期化移動からの最大距離ばかりでなく最小距離
も10であるから、使用することができる。これにより同
期化語および反転同期化語の両者をDSVセットおよび反
転DSVセットの両者から少くとも10ビットの距離にする
ことができる。この短いNAKメッセージにより喪失した
元のメッセージの向きを変えて再伝送するのに必要な時
間が最小になる。

ACK:承認（ACK）メッセージはFVCメッセージに続く同期
化語であり無線電話機のACKにセル・サイトのための承
認を示し、またRVCメッセージに続く同期化語でありセ
ル・サイトのACKに無線電話機のための承認を示す。完
全なメッセージ長が以下の理由から用いられる。（ａ）
メッセージがこの点で支障なく伝送され受信されている
のでACKメッセージはNAKほど時間的に危機的でなく、
（ｂ）ACKメッセージは「無線電話機の接続解除」に対
する符号語のような情報を含むことができ、（ｃ）この
ACKメッセージは呼び出し回復ソフトウェア（call reco
very soft−ware）を再使用することができる。

音声伝送周波数帯域より低い領域での信号伝送システム
は各音声チャンネル上の連続データ・チャンネル、およ
び対する典型的な多重高速データ・ハードウェアを利用
している。これによりセル・サイトにおけるFVCデータ
・メッセージの待ちによる遅れがはるかに少くなる。

リバース音声チャンネル（RVC）、すなわち、無線電話
機からセル・サイトへの通信メッセージは、データ・メ
ッセージが（48,36）BCH符号を利用することを除けば、
同様に取扱われる。

ディジタル・データ・メッセージはいつでもDSSを中断
することができる。受信機はデータ・メッセージの終り
にDSSを獲得し、正しいシーケンス位相のトラックを確
保させる。

3.セルラー・システム・プロトコル：下記のプロトコルがセルラー・システムで伝統的に実施
されている。前に説明したように、これらプロトコルの
既知の実行方法は呼の解除、受け渡し不良を発生し、ま
たスペクトル的により効率の良いシステムの運用を妨げ
ることがわかっている。前述のDSV特性およびデータ・
メッセージ・フォーマットを採用することにより、本発
明による下記プロトコルは、これら短所を解決する。

呼出：無線電話機が有効な「ページ」メッセージを受信し、音
声チャンネルに割当てられた後、次の一連の事象により
「呼出プロトコル」が規定される。

・セル・サイトがDSSを伝送する。

・次に無線電話機がDSSを検出し、音声チャンネルによ
りセルの身元を識別する（有効化する）。

・無線電話機がDSSをセル・サイトに伝送する。

セル・サイトが無線電話機からのDSSを検出し、有効化
しつから、「FVC呼出」メッセージを連続的に伝送し始
める。呼出メッセージを反復する前に無線電話機からの
ARQ、ACK、またはNAKは要求されない。呼出メッセージ
間にDSATを差しはさむことは不要である。セル・サイト
はDSSが反転されているかチェックを開始する。

有効なFVC呼出メッセージを受信した後、無線電話機は
無線電話ユーザにベルを鳴らし、無線電話機が呼出を受
けていることを示す反転DSSをセル・サイトに伝送し始
める。

セル・サイトが反転DSSを検出した後、FVC呼出メッセー
ジの伝送を停止し、セル・サイトはDSSを伝送する。

無線電話ユーザがオフ・フックすると、無線電話機は非
反転DSSを伝送する。

セル・サイトが非反転DSSを検出すると、セル・サイト
は呼を接続する。

電力切換え：セル・サイトはFCVメッセージを伝送して電力切換えを
指示する。無線電話はメッセージのエラー検出を行い、
正しければ、電力切換えメッセージがエラー無しで受信
したことを確認するACKを戻す。それ故、セルラー・シ
ステムにおいて典型的に行われているような、新しい電
力設定を有する順序確認メッセージを送ることは不要で
ある。メッセージに訂正不能なエラーがあれば、NAKが
戻される。セル・サイトはNAKを受取ったら直ぐ、また
はタイムアウト後確認無しでメッセージを再伝送する。

受け渡し（ハンドオフ）：「受け渡し」は次の方法で制御される。

・発信元セル・サイトが「受け渡し」を要求し、ディジ
タル交換回線網（第１図の123）が目標セルを識別す
る。

・従来の三者通信が無線電話機、目標セル・サイト、お
よびホスト・セル・サイトの間に設定される。

・目標セル・サイトがDSSを伝送する。

・発信元セル・サイトがFVC受け渡しメッセージを伝送
している間DSSを停止する。

・無線電話機は、前に説明したARQ手順を用いて、ACKメ
ッセージに応答し、音声周波数を変更する。

・無線電話機は目標セル・サイトからのDSSを検出し、
有効化する。

・このとき、無線電話機は反転DSSを新しいホスト（目
標）セル・サイトに伝送するが、これにより「受け渡
し」がちょうど行われたことを判別する。目標セル・サ
イトは反転DSSだけをチェックして隣接セル・サイトの
同一チャンネル発信者からの不正信号に対して保護す
る。無線電話機がタイムアウト期間中に確立しなけれ
ば、目標セルの呼びが消え、発信元セルの呼がそのまま
続く。これにより非反転DSSとの同一チャンネル妨害が
「受け渡し」を誤らせることがないようになる。

・新しいホスト・セルは反転DSSをチェックしそして有
効化する。

・新しいホストセル・サイトは、好適には連続的に、確
認パターン（無線電話機からの反転DSS）の受信を確認
するACKメッセージを伝送し、発信元セルの呼が消え
る。

・無線電話機はACKメッセージを受信し、目標セル・サ
イトの非反転DSSシーケンスを伝送する。

・新しいホスト・セル・サイトは無線電話機の非反転DS
Sを検出し、ACKメッセージの伝送を停止し、DSSを伝送
する。

フラッシュ：無線電話機は二つのRVCメッセージを被呼アドレス情報
を備えているセル・サイトに伝送する。セル・サイトは
ARQ手順を用いて各メッセージを承認する。無線電話機
がACKを受信せずにNAKまたは時間切れを受信すれば、RV
Cメッセージが再伝送される。

接続解除（無線電話）：従来知られているセルラー・システムにおいては、呼が
無線電話機により接続解除される方法には問題がある。

既知のシステムにおいては、解除プロトコルは解除を開
始するのに1.8秒の「信号音」（10KHzの音）を無線電話
機がセル・サイトに伝送している。無線電話機はその送
信機を解除し、1.8秒の信号音を受信すると、セル・サ
イトは呼を消す。この解除方法は問題を提起する。セル
・サイトは妨害チャンネルからの信号音によって誤動作
をし、不用意に呼を消すことがある。

この問題は、本発明によれば、下記プロトコルにより解
決できる。

無線電話機の伝送されるべきRVC接続解除メッセージは
セル・サイトに送られる。セル・サイトは無線電話機に
そのセル・サイトを表わす独特のセル・サイト符号語を
備えるFVC質問メッセージを送る。無線電話機が時間切
れ期間内に質問メッセージを受信しなければ、RVC接続
解除メッセージが再伝送される。無線電話機が質問メッ
セージを受信すれば、そのとき無線電話機はこの符号語
を備えているACKメッセージを返送する。セル・サイト
が代りにNAKメッセージ、すなわち検出されたエラーを
有するRVCメッセージを受信すれば、または時間切れ期
間内にいずれのメッセージをも受信しなければ、そのと
きFVC質問メッセージが再伝送される。セル・サイトが
検出されたエラーを含まないが不正符号語を含む確認AC
Kメッセージを受信すれば、呼は接続解除されない。セ
ル・サイトが訂正不能なエラーが無く訂正不能な符号語
も有しない確認ACKメッセージを受信すれば、そのとき
呼が接続解除される。無線電話機が確認ACKメッセージ
を伝送した後、時間切れ期間を待ち、他の質問メッセー
ジを受信しなければ、呼びを消す。

接続解除（固定網回線）：セル・サイトから発信される音声チャンネル接続解除メ
ッセージについては、FVC接続解除メッセージが無線電
話機に「連続的に」送られる。ACKメッセージが無線電
話機により戻されるかまたはDSSが所定の期間消えてい
れば、呼が接続解除される。

4.理論的なDSSチャンネル性能：以下に示すDSVセットは７個の24ビットDSVパターン（ベ
クトル１〜７）およびその反転（ベクトル８〜14）が16
進形態で構成されている。すべての周期的移動に対する
最小の自己距離は６であり、すべての周期的移動に対す
る最小の相互距離は６である。最小ランダム・マンチェ
スタ距離はDSSの連続した25ビットにわたり２である。

DSVパターン・セット： vect（１）＝255a9b vect（２）＝256a6b vect（３）＝25956d vect（４）＝25a9ab vect（５）＝269aab vect（６）＝269ad5 vect（７）＝26a6b5 vect（８）＝daa564 vect（９）＝da9594 vect（10）＝da6A92 vect（11）＝da5654 vect（12）＝d96554 vect（13）＝d9652a vect（14）＝d9594a 上記説明に適合する好適な30ビット同期化語は次のとお
りである。

1A6B32A5 相互誤検出：この説明は、DSVベクトル７から成るDSSを予想中に、DS
Vベクトル４から成る妨害DSSを検出する確率の模範的計
算を例示する。この確率を相互不正（cross falsing）
確率と言う。この計算に使用するベクトルは、上に示し
たDSVベクトル・セットを与えたときの最悪の場合の相
互不正DSVの組合せを表わしている。

相互検出不良確率Ｐ（FC）の計算は、DSSの相互位相が
ランダムであることを与えて、これらエラー・パターン
の確率を決定する。

ｐ＝200BPSにおけるBER（ランダム）ｎ＝シーケンスあたりのビットの数。

Ai＝ｉビット・エラーのエラー・パターンの数。

これは次のようになる。

Ｐ（FC）＝4p⁶（１−ｐ）¹⁸＋p⁸（１−ｐ）¹⁶ ＋4p¹⁰（１−ｐ）¹⁴＋4p¹²（１−ｐ）¹² ＋5p¹⁴（１−ｐ）¹⁰＋5p¹⁶（１−ｐ）^８＋p¹⁸（１−ｐ）^６ｐが0.01の場合Ｐ（FC）＝3.338×10^-12（受信ベクトルあたり）上記の和は、（妨害パターンの周期的反復を与えたと
き）、不正相互検出の確率となり、24ビットの区間にわ
たり誤りを発生する可能性のあるすべてのエラー・パタ
ーンを集計したものである。妨害DSSを連続的に受信す
ると、誤り間の時間間隔は次のとおりである。

ｐ＝0.01 １誤り/1.14k年ｐ＝0.02 １誤り/21.4年マンチェスタ・データ・メッセージの誤り：同一チャンネル妨害者のデータ・メッセージに誤りがあ
る可能性もある。データ語の誤り発生の推定は次のとお
りである。

呼が100秒継続し、警報、受け渡し、能力切換え、など
により各方向に５メッセージがあることを与えると、デ
ータを転送するのに平均して呼時間の1.5％が費される
ことがわかる。未相関サンプルは妨害マンチェスタ・デ
ータ・パターンに対して余分な不正保護を行わない。そ
れ故、ランダムなデータ不正保護は比較的弱い。特性番
号４は、すべてのランダム・マンチェスタ・データ語か
ら最小距離を必要とするが、データ・メッセージの不正
保護を大幅に改善している。

妨害は連続であり、最悪の場合のDSSは25ビットのDDSに
わたりランダム・マンチェスタ最小距離２を備えて送信
されるとした場合には、妨害者のデータ・メッセージに
不正が発生する確率Ｐ（FD）はＰ（FD）＝25・2^-13p²（１−ｐ）²³ （マンチェスタ・ビットあたり）ただしｐ＝200BPSにおけるBER＝0.01 各DSS位相についてチェックするとＰ（FD）＝2.42×10^-7 （受信したマンチェスタ・ビットあたり）これから（DSATおよび両者の検出の）誤り率が得られ
る。

連続データ:11.47時間／誤り 1.5％データ含有量:765時間／誤り誤り自己検出： DSSを始めて検出するときは、受信機はDSSの各可能な位
相をチェックする。このチェックは各到来ビットごとに
（すなわち、毎秒200チェック）行われる。これは24ビ
ットDSVパターンを与えたとき、120msの検出時間を考慮
している。DSSの正しい位相を的確に検出するには、DSS
を構成するDSVのすべての周期的移動が互いに最小距離
にあることが望ましい。このDSVセットについて、自己
距離は６である。

自己検出誤り率確率Ｐ（FA）の計算は相互検出誤り発生
確率と同様で、その結果はＰ（FA）＝2p⁶（１−ｐ）¹⁸＋p⁸（１−ｐ）¹⁶ ＋4p¹⁰（１−ｐ）¹⁴＋8p¹²（１−ｐ）¹² ＋2p¹⁴（１−ｐ）¹⁰＋2p¹⁶（１−ｐ）^８＋4p¹⁸（１−ｐ）^６ｐ＝0.01の場合Ｐ（FA）＝1.669×10^-12（受信ベクトルあたり）（発明の効果）上に示したDSVの諸性質を用いて得られる前述の計算は
スペクトル的に効率の良いセルラー通信システムに対し
て本発明の強靭さ、信頼性および適用可能性を明らかに
示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は２箇所のセル・サイトとその各設備を含むセル
ラー通信システムの本発明に従うブロック図である。第２図は本発明による信号伝送プロトコルの一局面を示
す図である。 110,112……無線周波数サービス区域 115,119……セル・サイト機器 112……スイッチ制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルラー型の無線電話通信システムにおい
て、無線電話機と複数のセル・サイトの１つとの間で通
信制御を行う信号伝送方法であって：無線電話機と一つのセル・サイトとの間で、前記セル・
サイトの１つを識別する予め定めるディジタル監視ベク
トルを含むディジタル監視信号を音声伝送周波数帯域よ
り低い領域での第１のディジタル・ビットレートで伝送
する段階；及び無線電話機と前記一つのセル・サイトとの間でディジタ
ル・データ・メッセージを音声伝送周波数帯域より低い
領域での第２のディジタル・ビットレートで伝送する段
階；から成ることを特徴とする信号伝送方法。
【請求項２】請求項１記載の信号伝送方法において、デ
ィジタル監視信号を伝送する段階は、複数のディジタル
監視ベクトルを与える段階を含み、各ディジタル監視ベ
クトルはセル・サイトの身元を表わし、セル・サイト間
を識別するために前記ディジタル監視ベクトルを伝送す
る段階を含むことを特徴とする信号伝送方法。
【請求項３】請求項２記載の信号伝送方法において、デ
ィジタル監視ベクトルは各々所定のビット長を持ち、前
記ベクトルの一つのあらゆる周期的移動は他のベクトル
及びその周期的移動と少くとも最小ハミング距離を有す
ることを特徴とする信号伝送方法。
【請求項４】請求項２記載の信号伝送方法において、デ
ィジタル監視ベクトルを送信する段階に先行してディジ
タル監視ベクトルの全ての周期的移動間に最小ハミング
距離を与える段階を有する信号伝送方法。
【請求項５】請求項２記載の信号伝送方法において、デ
ィジタル監視ベクトルを伝送する段階に先行して、全て
のディジタル監視べクトル、ディジタル監視ベクトルの
全ての周期的移動、全てのディジタル監視ベクトルの全
ての論理的反転、及びその全ての周期的移動のいずれの
二つの間にも最小ハミング距離を与える段階を有する信
号伝送方法。
【請求項６】請求項２記載の信号伝送方法において、デ
ータ・メッセージはマンチェスタ符号語で伝送され、デ
ィジタル監視ベクトルを伝送する段階に先行して各ディ
ジタル監視ベクトルの周期的移動とそのマンチェスタ符
号語の２進反転との間に最小ハミング距離を与えるため
に各ディジタル監視ベクトルを符号化する段階を有する
信号伝送方法。
【請求項７】請求項２記載の信号伝送方法において、デ
ィジタル監視ベクトルを伝送する段階は、無線電話機と
セル・サイトの前記１つとの間の通信を同期させるため
に少なくとも１つのディジタル同期シーケンスを与える
段階をさらに含むことを特徴とする信号伝送方法。
【請求項８】セルラー型の無線電話通信システムにおい
て無線電話機と複数のセル・サイトの１つとの間で通信
制御を行う信号伝送方法であって：各ベクトルは、セル・サイトの身元を表わしており、所
定のビット長のものであり、他のいずれのベクトルから
も最小の相互距離である複数のディジタル監視ベクトル
を与える段階；全てのディジタル監視ベクトルに対して最小の自己距離
を与える段階；ディジタル監視ベクトルの全ての周期的移動とその反転
との間に最小ハミング距離を与える段階；前記ベクトルを無線電話機とセル・サイトの一つとの間
で音声伝送周波数帯域より低い領域での第１のディジタ
ル・ビット・レートで伝送し、セル・サイトを区別する
段階；及び無線電話機とセル・サイトの前記一つとの間で音声伝送
周波数帯域より低い領域での第２のディジタル・ビット
・レートでディジタル・データ・メッセージを伝送する
段階；から成ることを特徴とする信号伝送方法。
【請求項９】セルラー型の無線電話通信システムにおい
て無線電話と複数のセル・サイトの１つとの間で通信制
御を行う信号伝送方法において：各ベクトルがセル・サイトの身元を表わす複数のディジ
タル監視ベクトルを与える段階；無線電話機とセル・サイトの一つとの間で音声伝送周波
数帯域より低い領域での第１のディジタル・ビット・レ
ートで、前記ディジタル監視ベクトルを含む監視関連信
号を伝送する段階；全てのディジタル監視ベクトルとの相互距離が最大の相
互距離と最小の相互距離との間で変化する少くとも１つ
の同期化語を与える段階；及び無線電話機とセル・サイトの前記一つとの間で音声伝送
周波数帯域より低い領域での第２のディジタル・ビット
・レートでディジタル・データ・メッセージ及び前記少
くとも一つの同期化語を伝送する段階；から成ることを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１０】無線電話機と複数のセル・サイトの１つ
との間のセルラー通信システムに使用するものであっ
て、セル・サイトからの呼び出しに応じて無線電話機と
セル・サイトとの間に無線電話の呼を設定する方法にお
いて：セル・サイトの身元を表わすディジタル監視ベクトルを
与える段階；前記ディジタル監視ベクトルを前記セル・サイトから音
声伝送周波数帯域より低い領域での第１のディジタル・
ビット・レートで送信する段階；前記送信されたディジタル監視ベクトルを無線電話機で
受信する段階；前記受信されたディジタル監視ベクトルを無線電話機か
ら少くとも１回音声伝送周波数帯域より低い領域での第
１のディジタル・ビット・レートで送信する段階；無線電話機から送信された前記ディジタル監視ベクトル
をセル・サイトにおいて受信する段階；セル・サイトから無線電話機に呼出データ・メッセージ
を音声伝送周波数帯域より低い領域での第２のディジタ
ル・ビット・レートで送信し無線電話機を呼び出す段
階；セル・サイトからの呼出データ・メッセージを受信した
ことに応答して、無線電話機使用者に呼出データ・メッ
セージを受信したことを示し、前記ディジタル監視ベク
トルを反転して無線電話機から送信する段階；反転したディジタル監視ベクトルを受信したことに応答
して、ディジタル監視ベクトルをセル・サイトから再度
送信する段階；無線電話機でのオフ・フック状態に応答して、前記ディ
ジタル監視ベクトルを無線電話機から送信する段階；及
び無線電話機からの前記ディジタル監視ベクトルを受信し
たことに応答して、呼を無線電話機に接続する段階；から成ることを特徴とする方法。
【請求項１１】無線電話機と複数のセル・サイトの一つ
との間のセルラー通信システムに使用するものであっ
て、発信セル・サイトから目標セル・サイトへ無線電話
の呼を受け渡す方法において：ディジタル監視ベクトルを目標セル・サイトから音声伝
送周波数帯域より低い領域での第１のディジタル・ビッ
ト・レートで送信する段階；発信セル・サイトからのディジタル監視ベクトルの送信
を終結し、発信セル・サイトから受け渡しデータ・メッ
セージを音声伝送周波数帯域より低い領域での第２のデ
ィジタル・ビット・レートで送信する段階；無線電話機において、ディジタル監視ベクトルを目標セ
ル・サイトから受信する段階；無線電話機において、受信したディジタル監視ベクトル
を反転して目標セル・サイトへ音声伝送周波数帯域より
低い領域での第１のディジタル・ビット・レートで送信
して受け渡しが支障なく行われたことを示す段階；無線電話機からの反転したディジタル監視ベクトルを目
標セル・サイトにおいて受信する段階；発信セル・サイトにおいて、発信セル・サイトから無線
電話機への通信を終結する段階；及び受信したディジタル監視ベクトルを、目標セル・サイト
において呼が続行されている間、無線電話機から目標セ
ル・サイトへ送信する段階；から成ることを特徴とする方法。
【請求項１２】無線電話機と複数のセル・サイトの１つ
との間のセルラー通信システムに使用する通信方法にお
いて：呼が接続されている間、セル・サイトから無線電話機へ
音声伝送周波数帯域より低い領域での第１のディジタル
・ビット・レートでデジタル監視信号を送信する段階；無線電話機からセル・サイトへ音声伝送周波数帯域より
低い領域での第２のディジタル・ビット・レートで解除
データ・メッセージを送信する段階；セル・サイトから無線電話機へ音声伝送周波数帯域より
低い領域での第２のディジタル・ビット・レートでセル
・サイトを表わすセル・サイト符号語を含む質問データ
・メッセージをセル・サイトに送信する段階；質問データ・メッセージの受信に応答し、無線電話機か
らセル・サイトへ前記符号語を有するデータ・メッセー
ジを送信する段階；予め定める時間間隔内に質問データ・メッセージの受信
失敗に応答し、解除データ・メッセージをセル・サイト
に再送信する段階；無線電話機からの正しい符号語を有するデータ・メッセ
ージの受信に応答し、呼を解除する段階；及び無線電話機からの不正な符号語を有するデータ・メッセ
ージの受信に応答し、呼を維持する段階；から成ることを特徴とする方法。