JP2002359590A

JP2002359590A - 移動体通信無線基地局システム

Info

Publication number: JP2002359590A
Application number: JP2001163844A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Okamura; 秀敏岡村
Original assignee: NEC AccessTechnica Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-13
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP3699013B2

Abstract

(57)【要約】【課題】交換機と接続された無線基地局と移動体端末
との間に他の無線基地局あるいは中継局が介在する場合
でも信号の遅延を最小限に抑え、また電力の安定供給も
行うことのできる移動体通信無線基地局システムを得る
こと。【解決手段】第Ｎの無線基地局１０３_Nは、第１およ
び第２のサテライト中継無線基地局１０４、１０５なら
びにサテライト無線基地局１０６を介して移動体端末１
０８₁〜１０８_Mと通信する。このとき、中継する各局１
０４〜１０６は全体のスロットタイミングを同期させて
１スロットずつ遅延させながら信号を伝送するか、受信
した信号を周波数のみ変えて同期させることなく次の宛
先に送信することで、局のペアでスロットタイミングを
同期させていた従来よりも信号に遅延を生じさせること
なく伝送が可能になる。中継のための各局１０４〜１０
６は太陽電池やバッテリ等の補助電源を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加入者密度の比較
的低い地域のように有線の基地局の設置が困難な地域に
特に有効な移動体通信無線基地局システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】無線を利用した通信が広範囲に普及して
おり、特にＰＨＳ（Personal Handyphone System）や携
帯電話機の普及は著しいものがある。このような移動体
無線には、無線通信を行うための移動体通信無線基地局
が必要である。移動体通信無線基地局が移動体端末との
間で通信をカバーするエリアの範囲は限定されている。
したがって、移動体通信無線基地局を比較的高密度に配
置する必要がある。

【０００３】図５は公衆網を利用した無線通信システム
の要部を表わしたものである。このシステムは、公衆網
２０１に接続された移動体通信交換局２０２とこの移動
体通信交換局２０２と有線で接続された第１〜第Ｎの無
線基地局２０３₁〜２０３_Nを備えている。このうちのた
とえば第Ｎの無線基地局２０３_Nは、無線エリア２０４
内の移動体端末２０８₁〜２０８_Mと無線で通信を行うよ
うになっている。したがって、第１〜第Ｎの無線基地局
２０３₁〜２０３_Nを比較的高密度に地上に配置しようと
すると、特に過疎地等でその設備に費用がかかるだけで
なく、非効率的な利用形態とならざるを得ない。

【０００４】図６は、このような問題を解決するために
提案された無線通信システムの一例を表わしたものであ
る。特許第３０９０３０６号（特開平９−６５４２０号
公報）に開示されたこの提案では、交換機２１１に接続
されたＰＨＳ基地局２１２のサービスエリア２１３内に
第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４を配置する。また、
第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４のサービスエリア２
１５内に第２のＰＨＳ基地局中継装置２１６を配置す
る。このようにＰＨＳ基地局中継装置２１４、２１６を
多段構成とすることで、最後に配置された第２のＰＨＳ
基地局中継装置２１６のサービスエリア２１７は遠隔地
等をカバーすることができる。すなわち、本来のＰＨＳ
基地局２１２のサービスエリア２１３から外れたサービ
スエリア２１７内の移動体端末（ＰＨＳ端末）２１８が
ＰＨＳ基地局２１２との間で無線による通信を行うこと
ができる。

【０００５】図７は、ＰＨＳ基地局中継装置が１つだけ
存在する場合のＰＨＳ基地局と移動体端末との通信の様
子を表わしたものである。すなわち図６における第２の
ＰＨＳ基地局中継装置２１６が存在しないより単純な例
を示している。ＰＨＳのプロトコルでは、通話中の１バ
ーストが５ｍ秒で構成される。１バーストは８個のスロ
ットに割り振られており、このうちの４個が下り用スロ
ットであり、残りの４個が上り用スロットである。ＰＨ
Ｓ基地局２１２と第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４同
士は互いにスロットを同期させ、第１のＰＨＳ基地局中
継装置２１４と移動体端末２１８はこれとは別の体系で
互いにスロットを同期させている。

【０００６】したがって、たとえばＰＨＳ基地局２１２
がその下り方向の第１のスロットＳ _1A-1を使用して第１
のＰＨＳ基地局中継装置２１４に信号を送信したとする
と、第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４はその上り用の
アンテナ２１４Ａを使用してこのスロットで信号を受信
する。そして、第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４と移
動体端末２１８との間で同期している下り方向の第１の
スロットＳ_1B-1を使用して下り用アンテナ２１４Ｂから
信号を送信する。移動体端末２１８はこれを受信する
と、上り方向の同一番号の第１のスロットＳ_2B-1を使用
して信号を第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４に向けて
送信する。第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４はこれを
そのスロットで下り用アンテナ２１４Ｂを使用して受信
し、今度は第１のＰＨＳ基地局中継装置２１４との間で
同期している上り方向の同一番号の第１のスロットＳ
_1B-1を使用して上り用のアンテナ２１４ＡからＰＨＳ基
地局２１２へ送信することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この提案の
移動体通信無線基地局システムでは、それぞれ無線で通
信を行う局または端末同士が独自にスロットの同期を行
っている。このためＰＨＳ基地局中継装置２１４、２１
６が縦続される段数が多くなればなるほど、これに伴っ
て下り方向および上り方向の信号の遅延が増大してしま
うという問題があった。

【０００８】一方、ＰＨＳ基地局中継装置は過疎地に配
置される可能性が高いものの、この提案のシステムでは
電源の供給についての特別の配慮がされていない。従来
通り無線基地局や移動体通信交換局から給電を行うとい
う手法もあるが、ＰＨＳ基地局中継装置が多段接続され
てこれらの局からの距離が長くなると、電源供給のため
の線路の電圧降下が著しくなって、効率的な電力供給が
できなくなるという問題がある。この点に関しては、特
開平１０−３３６０９４号公報にイベント会場や臨時の
工事現場で使用する太陽電池を備えた衛星通信用の基地
局の開示があるが、常設される中継装置としては不十分
なものである。

【０００９】そこで本発明の目的は、交換機と接続され
た無線基地局と移動体端末との間に他の無線基地局ある
いは中継局が介在する場合でも信号の遅延を最小限に抑
えることのできる移動体通信無線基地局システムを提供
することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、このような信号遅延
を最小限に抑えると共に、前記した他の無線基地局ある
いは中継局の電力供給を交換機側の設備に頼ることなく
安定して行うことのできる移動体通信無線基地局システ
ムを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）移動体用の交換局に接続され、無線スロット
単位で信号の送受信を行う交換機側無線基地局と、
（ロ）サテライトゾーンとしての所定のエリア内に存在
する移動体端末と無線で通信を行う基地局としてのサテ
ライト無線基地局と、（ハ）交換機側無線基地局および
サテライト無線基地局の間を中継する基地局であって、
交換機側無線基地局に送信する場合を除いて、受信した
信号を無線スロットに同期させることなくそのまま送信
信号に変換して移動体端末の方向としての下り方向ある
いは交換機側無線基地局の方向としての上り方向に順次
送信する１または複数の中継無線基地局とを移動体通信
無線基地局システムに具備させる。

【００１２】すなわち請求項１記載の発明では、交換機
側無線基地局からサテライト無線基地局のサテライトゾ
ーンに存在する移動体端末に下り方向の信号の送出を行
う場合に、途中に中継のために存在する中継無線基地局
およびサテライト無線基地局が受信した信号を無線スロ
ットに同期させることなくそのまま送信信号に変換して
順次送信することにしている。また、移動体端末から上
り方向に送出される信号も、交換機側無線基地局へこの
信号を直接送出する中継無線基地局までは、それぞれの
局が受信した信号を無線スロットに同期させることなく
そのまま送信信号に変換して順次送信することにしてい
る。このように無線スロットに同期させて信号を送出す
る信号処理を必要最小限に抑えたので、中継の段数が多
くなっても信号の遅延を最小限にすることができる。

【００１３】請求項２記載の発明では、（イ）移動体用
の交換局に接続され、無線スロット単位で信号の送受信
を行う交換機側無線基地局と、（ロ）サテライトゾーン
としての所定のエリア内に存在する移動体端末と無線ス
ロット単位で無線で通信を行う基地局としてのサテライ
ト無線基地局と、（ハ）交換機側無線基地局およびサテ
ライト無線基地局の間を中継する基地局であって、交換
機側無線基地局とサテライト無線基地局の間と同一のス
ロットタイミングを予め確立し、受信した信号を送信信
号に変換して、送信するスロット位置を最小限の範囲で
前記無線スロット単位でずらしながら移動体端末の方向
としての下り方向あるいは交換機側無線基地局の方向と
しての上り方向に順次送信する１または複数の中継無線
基地局とを移動体通信無線基地局システムに具備させ
る。

【００１４】すなわち請求項２記載の発明では、交換機
側無線基地局からサテライト無線基地局のサテライトゾ
ーンに存在する移動体端末に下り方向の信号の送出を行
う場合に、途中に中継のために存在する中継無線基地局
およびサテライト無線基地局がすべて交換機側無線基地
局とサテライト無線基地局の間と同一のスロットタイミ
ングを予め確立している。そして、交換機側無線基地局
と移動体端末の間で通信が行われる際には、受信した信
号を無線スロット単位で、送信するスロット位置を最小
限の範囲でずらしながら順次送信することにしている。
各交換機側無線基地局やサテライト無線基地局の間で同
一のスロットタイミングが確立されるので、局間でのス
ロットタイミングの食い違いや上りと下りのスロット番
号の食い違いといった現象が生ぜず、中継の段数が多く
なっても信号の遅延を最小限にすることができる。

【００１５】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の移動体通信無線基地局システムで、サテ
ライト無線基地局および中継無線基地局のいずれかは、
電源の全部または一部に太陽電池を使用していることを
特徴としている。

【００１６】すなわち請求項３記載の発明では、請求項
１または請求項２記載の移動体通信無線基地局システム
のサテライト無線基地局あるいは中継無線基地局の電源
の全部または一部として太陽電池を使用することにして
いる。これにより、これらの局が交換機から地理的に離
れた位置に存在しても、電力の供給を確保することがで
きる。

【００１７】請求項４記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の移動体通信無線基地局システムで、サテ
ライト無線基地局および中継無線基地局のいずれかは、
電源の全部または一部に商用電源を使用していることを
特徴としている。

【００１８】すなわち請求項４記載の発明では、請求項
１または請求項２記載の移動体通信無線基地局システム
のサテライト無線基地局あるいは中継無線基地局の電源
の全部または一部が商用電源を使用することで、交換機
から地理的に離れた位置に存在する場合のこれらの間の
電源用の線路の敷設が不要になり、設備費用の低減と効
率的な電力供給を実現することができる。

【００１９】請求項５記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の移動体通信無線基地局システムで、サテ
ライト無線基地局および中継無線基地局は、受信した信
号の周波数と送信する信号の周波数が異なっていること
を特徴としている。

【００２０】すなわち請求項５記載の発明では、受信し
た信号の周波数と送信する信号の周波数を異ならせるこ
とで、信号の迅速な処理が可能になる。

【００２１】請求項６記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の移動体通信無線基地局システムで、サテ
ライト無線基地局および中継無線基地局は、指向性の強
いアレーアンテナを使用していることを特徴としてい
る。

【００２２】すなわち請求項６記載の発明では、サテラ
イト無線基地局および中継無線基地局が、指向性の強い
アレーアンテナを使用することで電波の届く距離を増大
させ、中継に要する設備の低減によるコストダウンを図
ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

【００２４】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２５】図１は本発明の一実施例における移動体通
信無線基地局システムの構成を表わしたものである。こ
のシステムは、公衆網１０１に接続された移動体通信交
換局１０２とこの移動体通信交換局１０２と有線で接続
された第１〜第Ｎの無線基地局１０３₁〜１０３_Nを備え
ている。このうちの第Ｎの無線基地局１０３_Nは、第１
のサテライト中継無線基地局１０４との間で無線による
通信を行うようになっている。第１のサテライト中継無
線基地局１０４は、第２のサテライト中継無線基地局１
０５に対して無線による中継を行うようになっており、
第２のサテライト中継無線基地局１０５はサテライト無
線基地局１０６に対して無線による中継を行うようにな
っている。サテライト無線基地局１０６は、サテライト
ゾーン１０７内の移動体端末１０８₁〜１０８_Mとの間で
無線による通信を行うようになっている。このように移
動体端末１０８₁〜１０８_Mは、第１および第２のサテラ
イト中継無線基地局１０４、１０５を中継して第Ｎの無
線基地局１０３_Nとの間で無線通信を行うので、中継に
よる信号の遅延が問題となってくる。

【００２６】図２は、本実施例で使用される第１のサテ
ライト中継無線基地局の構成を表わしたものである。こ
の図に示した第１のサテライト中継無線基地局１０４
と、図１に示した第２のサテライト中継無線基地局１０
５ならびにサテライト無線基地局１０６は基本的に同一
の構成となっている。そこで、第２のサテライト中継無
線基地局１０５ならびにサテライト無線基地局１０６に
ついては、これらの構成の説明を省略する。

【００２７】さて、第１のサテライト中継無線基地局１
０４は、上りの装置との間で送受信を行う上り用アンテ
ナ１１１と、下りの装置との間で送受信を行う下り用ア
ンテナ１１２の２つのアンテナを備えている。ここで
「上り」とはサテライトゾーン側から図１に示した第Ｎ
の無線基地局１０３_Nに向かう電波の方向をいい、「下
り」とはこの逆の方向をいう。上り用アンテナ１１１
は、アンテナ切替スイッチ１１３の第１の切替接点１１
４に接続されており、下り用アンテナ１１２は第２の切
替接点１１５に接続されている。このアンテナ切替スイ
ッチ１１３は第１および第２の可動接片１１６、１１７
を備えており、それぞれが第１および第２の切替接点１
１４、１１５のいずれか一方に選択的に接続可能になっ
ている。

【００２８】このうち第１の可動接片１１６は、受信部
１１９のアンプ１２１の入力側に接続されている。アン
プ１２１は受信した信号を増幅するためのものである。
増幅された信号は第１のミキサ１２２によって発振部１
２３の選択した周波数の信号と混合され、バンドパスフ
ィルタ１２４で所定の帯域の信号のみが変復調部１２５
に送られる。バンドパスフィルタ１２４は隣接チャネル
との特性、感度、スプリアス特性等を満足させるために
設けられている。発振部１２３は、第１および第２の発
振器１２７、１２８を配置しており、受信側スイッチ１
２９によってこれらのうちのいずれかの発振出力を選択
するようになっている。

【００２９】変復調部１２５は図示しないＣＰＵ（中央
処理装置）およびＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）な
らびにＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等を備え
たＣＰＵメモリ部１２６によって制御されるようになっ
ている。この変復調部１２５は、受信した信号を復調す
ると共に、送信のために変調し、第２のミキサ１３２に
送り出す。送信部１３１内の第２のミキサ１３２はπ／
４だけ位相をシフトさせると共に第２のローカル周波数
と送信信号の作成を行う。第３のミキサ１３３は既に説
明した第１および第２の発振器１２７、１２８のいずれ
かの発振出力を入力して混合し、第２のミキサ１３２の
出力する信号を所定の送信周波数まで引き上げると共
に、第１のローカル周波数と合成するようになってい
る。第３のミキサ１３３の出力は複数段接続されたアン
プ１３４によって増幅された後、第２の可動接片１１７
に出力される。この状態で第２の可動接片１１７は第２
の切替接点１１５と接続されており、増幅後の送信信号
は下り用アンテナ１１２から送出されることになる。

【００３０】なお、これとは逆に下り用アンテナ１１２
から信号が受信された場合、この信号は第１の可動接片
１１６を介して前記した受信部１１９に送られる。この
とき、送信部１３１から送り出される信号は第２の可動
接片１１７から第１の切替接点１１４に送られ、上り用
アンテナ１１１から送出されることになる。

【００３１】第１のサテライト中継無線基地局１０４
は、図１に示した第Ｎの無線基地局１０３_Nや移動体通
信交換局１０２のような局から直接給電されることが困
難な場合が多い。これは、これらの局との間の距離が大
きく離れているために、電源供給のための線路が存在し
ない場合が多いことと、このような線路を特別に設けた
としても、線路抵抗が大きくなって電圧降下が著しく、
効率的な電力供給ができないおそれがあるからである。
そこで、第１のサテライト中継無線基地局１０４を動作
させるための電源１３５には、特別の配慮がされてい
る。まず、第１のサテライト中継無線基地局１０４には
太陽電池１３６が備えられていると共に、これによって
得られた電気を蓄えるバッテリ１３７が備えられてい
る。これにより、晴れている日の日中は太陽電池１３６
で電力をまかなうことができる。また、夜間や曇った日
等のように太陽電池１３６の電力に頼ることができない
場合や太陽電池１３６のみでは十分な電力を得ることが
できない場合には、昼間の余剰の電気を充電したバッテ
リ１３７が活用されるようになっている。また、電源１
３５は商用電源用のコンセント１３８を備えており、周
囲に何らかの家庭用の電源あるいは非常用の電源がある
場合には、これを利用できるようになっている。バッテ
リ１３７は太陽電池１３６だけでなく、このような電源
からも必要に応じて充電できるようになっていてもよ
い。

【００３２】第２のサテライト中継無線基地局１０５お
よびサテライト無線基地局１０６も、電力の供給につい
て第１のサテライト中継無線基地局１０４と同様の状況
にある場合が多い。そこで、電源の供給に関する回路に
ついても第１のサテライト中継無線基地局１０４と同様
の配慮がされている。

【００３３】ところで本実施例での移動体通信無線基地
局システムでは、ＰＨＳ（PersonalHandyphone Syste
m）の無線プロトコルを使用して無線通信を行う。図１
に示した第１のサテライト中継無線基地局１０４は、第
Ｎの無線基地局１０３_Nから制御チャネルの電波を受信
し、無線区間でのスロットタイミングの同期合わせを行
って、下り方向の信号についてその受信すべきスロット
位置を把握する。そして、該当するスロットでの下り制
御チャネルの電波を受信すると同時に、この受信した信
号を受信した周波数と異なった周波数で下り方向に送信
する。これは、ＰＨＳで使用されている高速ハンドオー
バの技術と同様に異なった周波数を使用することで高速
処理を可能にするためである。

【００３４】第１のサテライト中継無線基地局１０４の
送信した電波は、サテライト無線基地局１０５で受信さ
れる。サテライト無線基地局１０５は受信したタイミン
グでスロットタイミングの同期合わせを行う。そして、
下り方向における受信すべきスロット位置を把握して、
第１のサテライト中継無線基地局１０４と同様に下り方
向の送信を行う。

【００３５】以上、第Ｎの無線基地局１０３_Nが下位の
サテライト中継無線基地局１０４、１０５に下り方向の
送信を行う例を説明したが、第１〜第（Ｎ−１）の無線
基地局１０３₁〜１０３_N-1と図示しない下位のサテライ
ト中継無線基地局の間の通信も同様である。これらの場
合にも、第１〜第（Ｎ−１）の無線基地局１０３₁〜１
０３_N-1は、自分自身のスロットタイミングを把握しな
がら、サテライト中継無線基地局（図示せず）に制御チ
ャネルの電波を送信して、サテライトゾーンへの制御チ
ャネルの送信が行われる。

【００３６】ところで、それぞれのサテライト中継無線
基地局１０４、１０５等は自分自身が対応する無線基地
局１０３およびサテライト無線基地局１０６に対して、
何番目に中継する中継基地であるかを予め知っている。
また、１つの中継無線基地局での電波の受信から送信ま
での遅延時間は、たとえば２５μ秒というようにその基
地局での回路構成で決まってくる値である。各基地局１
０４〜１０６は受信した信号をこれら固有の遅延時間で
次の局に送信する。このため、下り方向の信号の受信タ
イミングによって、上り方向の信号の受信タイミングも
把握することができる。そこで、それぞれのサテライト
中継無線基地局１０４、１０５等は、時間的な受信窓す
なわち受信タイミングの時間幅を仮に設定することがで
き、上り方向の受信に備えることができる。そして、実
際に受信が行われたときには、無線区間での伝送遅延も
含めて微調整を行い、最終的な受信窓を決定することに
している。

【００３７】前記したようにＰＨＳのプロトコルでは、
通話中の１バーストが５ｍ秒で構成される。１バースト
は８個のスロットに割り振られており、このうちの４個
が下り用スロットであり、残りの４個が上り用スロット
である。通常の場合、下り用に第１スロットを使用した
場合には上り用にも第１スロットを使用するように決め
られている。

【００３８】図３は、第Ｎの無線基地局が第１のスロッ
トを使用して通信を行う場合を例に挙げて、第１の移動
体端末との間の伝送タイミングを表わしたものである。
第Ｎの無線基地局１０３_Nが下り方向の第１のスロット
Ｓ_1-1を使用して第１の移動体端末１０８₁に対する信号
を送信したとする。この信号は第Ｎの無線基地局１０３
_Nから第１のサテライト中継無線基地局１０４との間の
第１の無線区間１４１の間を伝送されて第１のサテライ
ト中継無線基地局１０４で受信される。

【００３９】第１のサテライト中継無線基地局１０４は
これを受信すると共に周波数を変更して、第２のサテラ
イト中継無線基地局１０５との間の第２の無線区間１４
２の間でこれを送信する。第２のサテライト中継無線基
地局１０５は同様にこれを受信して周波数を変更し、サ
テライト無線基地局１０６との間の第３の無線区間１４
３の間でこれを送信する。サテライト無線基地局１０６
は同様にこれを受信して周波数を変更し、サテライトゾ
ーン１０７内の移動体端末１０８₁〜１０８_Mとの間の第
４の無線区間１４４の間でこれを送信することになる。
このとき、太線の矢印で示したように信号は１バースト
の半分の２．５ｍ秒の区間内で順次遅延して伝送される
ことになる。すなわち各基地局１０４〜１０６は下り方
向の信号のビット同期自体はとっているが、受信した信
号を送信するときにスロットに同期させて送信を行って
はおらず、これを遅延されたそのままの状態で、次の区
間に送信している。

【００４０】ところで、第Ｎの無線基地局１０３_Nから
第１〜第４の無線区間１４１〜１４４を伝送された電波
を受信する第１の移動体端末１０８₁は、通信を直接行
うサテライト無線基地局１０６を、あたかも第Ｎの無線
基地局１０３_Nのように認識している。すなわち、第Ｎ
の無線基地局１０３_Nから直接、第１のスロットＳ_1-1を
使用して信号が送信されたものと認識している。したが
って、第１の移動体端末１０８₁が上り方向の送信を行
う場合には、通常の通信の場合と同様に上り方向の第１
のスロットを使用して第４の無線区間１４４に送信を行
う。このとき、図３に示すように受信した信号に対して
送信する信号は１バーストの半分の２．５ｍ秒遅延して
いる。

【００４１】第１の移動体端末１０８₁から上り方向に
送信された信号は、サテライト無線基地局１０６で受信
され、周波数変換されて第２のサテライト中継無線基地
局１０５に送信される。以下同様に順次固有の遅延時間
で遅延されながら第２のサテライト中継無線基地局１０
５から第１のサテライト中継無線基地局１０４へ、また
第１のサテライト中継無線基地局１０４から第Ｎの無線
基地局１０３_Nへと送信される。ただし、第１のサテラ
イト中継無線基地局１０４は第Ｎの無線基地局１０３_N
と接続する必要から、第２のサテライト中継無線基地局
１０５から送られてきた信号が第１のスロットＳ_2-1に
タイミングを合わせて送出するようにしている。これ
は、各中継によって生じた遅延のままで信号を第Ｎの無
線基地局１０３_Nに向けて送信すると、これが上り方向
の第２のスロットＳ_2-2あるいは第３のスロットＳ_2-3に
食い込んでしまって、接続が成立しなくなるためであ
る。そこで、第１のサテライト中継無線基地局１０４は
次の第１のスロットＳ_2-1の送出タイミングまで信号を
遅延させて、これを第Ｎの無線基地局１０３_Nに送出す
ることになる。

【００４２】なお、本実施例では下り方向の受信を基に
して下り方向の送信を行う際には、上り方向の受信を基
にして上り方向の送信を行う処理との同時動作で、周波
数の変更を行い送信する機能を有している。

【００４３】また、サテライト無線基地局１０６はサテ
ライトエリア範囲の状況に応じて、指向性のないアンテ
ナを使用したり、指向性の強いアンテナを使用する等の
アンテナの使い分けを行い、サービスエリアの効率的な
拡大を図っている。一方、第１および第２のサテライト
中継無線基地局１０４、１０５は中継距離を伸ばす必要
から指向性の強いアレーアンテナ等のアンテナを備えて
いる。

【００４４】以上説明したように本実施例では、第１〜
第Ｎの無線基地局１０３₁〜１０３_Nと移動体端末１０８
₁〜１０８_Mとの間にサテライト中継無線基地局１０４、
１０５やサテライト無線基地局１０６等のサテライト局
が存在する場合に、それぞれの局で受信した信号の周波
数を変えて送信することにしたので、遅延の少ない信号
による応答性の良い通信が可能になる。

【００４５】図４は本発明の変形例を示したものであ
る。この変形例で移動体通信無線基地局システムの構成
は図１に示したものと同一であり、第１のサテライト中
継無線基地局１０４と、第２のサテライト中継無線基地
局１０５ならびにサテライト無線基地局１０６は図２に
示したような構成となっている。そこで、図４で先の実
施例の図１等と同一部分には同一の符号を付しており、
これらの説明を適宜省略する。

【００４６】図４に示した変形例の場合には、サテライ
ト中継中の無線通信でスロットの有効利用を高める工夫
をしている。第Ｎの無線基地局１０３_Nと第１の移動体
端末１０８₁との間の通信を例に説明すると、このため
にこれらの間に配置された第１、第２のサテライト中継
無線基地局１０４、１０５およびサテライト無線基地局
１０６が第Ｎの無線基地局１０３_Nとスロットタイミン
グの同期を図っている。たとえば第１のサテライト中継
無線基地局１０４は、第Ｎの無線基地局１０３ _Nから送
られてくる制御チャネルの電波を受信し、無線区間での
スロットタイミングの同期合わせを行って、下り方向の
信号についてその受信すべきスロット位置を把握する。
そして、この下り方向の制御チャネルの該当スロット
（下り方向の第１のスロットＳ_1-1）の受信を行う。受
信したデータについては、図示しない回路部分で受信デ
ータ中に挿入されているＣＲＣ（Cyclic Redundancy Ch
eck）ビットを使用してエラーのチェックを行う。エラ
ー無しとされた場合には、次のスロットとしての下り方
向の第２のスロットＳ_1-2のタイミングでこの信号の送
信を行う。

【００４７】第２のサテライト中継無線基地局１０５も
同様に無線区間でのスロットタイミングの同期合わせを
行って、下り方向の信号についてその受信すべきスロッ
ト位置を把握している。そして受信した信号を基にし
て、次のスロットとしての下り方向の第２のスロットＳ
_1-3のタイミングでこの信号の送信を行う。このように
下位の中継局が順次、受信と送信を行い、そのたびに１
つずつタイムスロットをずらして信号の送出を行う。そ
して目的とするサテライトゾーン１０７をカバーするサ
テライト無線基地局１０６からサービスのための無線電
波の送信が行われる。

【００４８】この変形例の移動体通信無線基地局システ
ムでは、サテライト中継無線基地局１０４、１０５およ
びサテライト無線基地局１０６が、自分自身が中継基地
局の上から何番目で下から何番目に位置するかを予め知
っている。そして下り方向のスロット位置からこれに対
応する上り方向の受信信号のスロット位置の推測を行う
ようになっている。また、第１の移動体端末１０８₁か
ら送られてくる制御チャネルの上り信号に対する全スロ
ット受信を行い、上り受信スロットの位置の再確認とタ
イミング調整作業を行うようになっている。

【００４９】第１の移動体端末１０８₁からサテライト
無線基地局１０６に送られてくる上り方向の信号につい
ては、下り方向と同様に受信してそのデータのチェック
が行われる。そして、１スロットだけずらして第２のサ
テライト中継無線基地局１０５へ向けて信号が送信され
る。この例では上り方向の第４のスロットＳ_2-4の信号
を受信したので、次のバーストの上り方向の第１のスロ
ットＳ_2-1のタイミングで信号が第２のサテライト中継
無線基地局１０５に送り出される。以下同様にして順次
スロットが１つずつ、あるいは同一のバーストに先の信
号が存在するような場合には次のバーストまで遅延され
る等の処理が行われて各スロットに同期して信号が上り
方向に送信されていく。

【００５０】図４で示したこの変形例の移動体通信無線
基地局システムの場合には、全スロットを使用して信号
の中継が可能であり、通話回線の有効利用を図ることが
できる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、交換機側無線基地局からサテライト無線基地
局のサテライトゾーンに存在する移動体端末に下り方向
の信号の送出を行う場合に、途中に中継のために存在す
る中継無線基地局およびサテライト無線基地局が受信し
た信号を無線スロットに同期させることなくそのまま送
信信号に変換して順次送信する一方、移動体端末から上
り方向に送出される信号も、交換機側無線基地局へこの
信号を直接送出する中継無線基地局までは、それぞれの
局が受信した信号を無線スロットに同期させることなく
そのまま送信信号に変換して順次送信することにしたの
で、送受信に生じる遅延時間を大幅に短縮することがで
き、自然な会話やデータ等に対する迅速な応答が可能に
なる。

【００５２】また請求項２記載の発明によれば、交換機
側無線基地局からサテライト無線基地局のサテライトゾ
ーンに存在する移動体端末に下り方向の信号の送出を行
う場合に、途中に中継のために存在する中継無線基地局
およびサテライト無線基地局がすべて交換機側無線基地
局とサテライト無線基地局の間と同一のスロットタイミ
ングを予め確立し、受信した信号を無線スロット単位
で、送信するスロット位置を最小限の範囲でずらしなが
ら順次送信するので、中継の段数が多くなっても信号の
遅延を最小限にすることができ、自然な会話やデータ等
に対する迅速な応答が可能になる。

【００５３】更に請求項３記載の発明によれば、サテラ
イト無線基地局および中継無線基地局のいずれかは、電
源の全部または一部に太陽電池を使用するので、線路の
障害や電圧降下に基づく不具合の発生を心配する必要が
なく、電源供給の信頼性を向上させることができる。

【００５４】また請求項４記載の発明によれば、サテラ
イト無線基地局および中継無線基地局のいずれかは、電
源の全部または一部に商用電源を使用しているので、交
換機から遠く離れた場所であっても、近くに民家があっ
たり送電設備が配置されていればこれを利用することが
でき、設備費用の低減と効率的な電力供給が可能にな
る。

【００５５】更に請求項５記載の発明によれば、受信し
た信号の周波数と送信する信号の周波数を異ならせるこ
とで、発振器の周波数の安定するまでの時間を待機する
必要がなく、信号の迅速な処理が可能になる。

【００５６】また請求項６記載の発明によれば、サテラ
イト無線基地局および中継無線基地局が、指向性の強い
アレーアンテナを使用するので、電波の届く距離を増大
させ、中継に要する設備の低減によるコストダウンを図
ることができるだけでなく、ノイズの軽減にも寄与する
ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における移動体通信無線基地
局システムの構成を表わしたシステム構成図である。

【図２】本実施例で使用される第１のサテライト中継無
線基地局の構成を表わしたブロック図である。

【図３】本実施例で第Ｎの無線基地局が第１のスロット
を使用して通信を行う場合における第１の移動体端末と
の間の伝送タイミングを表わした説明図である。

【図４】本発明の変形例における第Ｎの無線基地局と第
１の移動体端末との間の伝送タイミングを表わした説明
図である。

【図５】公衆網を利用した従来の無線通信システムの要
部を示したシステム構成図である。

【図６】従来提案された無線通信システムの一例を表わ
したシステム構成図である。

【図７】図６に示した提案でＰＨＳ基地局中継装置が１
つだけ存在する場合のＰＨＳ基地局と移動体端末との通
信の様子を表わした説明図である。

【符号の説明】

１０３無線基地局１０４第１のサテライト中継無線基地局１０５第２のサテライト中継無線基地局１０６サテライト無線基地局１０７サテライトゾーン１０８移動体端末１１１上り用アンテナ１１２下り用アンテナ１１９受信部１２３発振部１２５変復調部１３１送信１３５電源１３６太陽電池１３７バッテリ１３８商用電源用のコンセント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体用の交換局に接続され、無線スロ
ット単位で信号の送受信を行う交換機側無線基地局と、サテライトゾーンとしての所定のエリア内に存在する移
動体端末と無線で通信を行う基地局としてのサテライト
無線基地局と、前記交換機側無線基地局およびサテライト無線基地局の
間を中継する基地局であって、前記交換機側無線基地局
に送信する場合を除いて、受信した信号を前記無線スロ
ットに同期させることなくそのまま送信信号に変換して
前記移動体端末の方向としての下り方向あるいは前記交
換機側無線基地局の方向としての上り方向に順次送信す
る１または複数の中継無線基地局とを具備することを特
徴とする移動体通信無線基地局システム。
【請求項２】移動体用の交換局に接続され、無線スロ
ット単位で信号の送受信を行う交換機側無線基地局と、サテライトゾーンとしての所定のエリア内に存在する移
動体端末と前記無線スロット単位で無線で通信を行う基
地局としてのサテライト無線基地局と、前記交換機側無線基地局およびサテライト無線基地局の
間を中継する基地局であって、前記交換機側無線基地局
とサテライト無線基地局の間と同一のスロットタイミン
グを予め確立し、受信した信号を送信信号に変換して、
送信するスロット位置を最小限の範囲で前記無線スロッ
ト単位でずらしながら前記移動体端末の方向としての下
り方向あるいは前記交換機側無線基地局の方向としての
上り方向に順次送信する１または複数の中継無線基地局
とを具備することを特徴とする移動体通信無線基地局シ
ステム。
【請求項３】前記サテライト無線基地局および中継無
線基地局のいずれかは、電源の全部または一部に太陽電
池を使用していることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の移動体通信無線基地局システム。
【請求項４】前記サテライト無線基地局および中継無
線基地局のいずれかは、電源の全部または一部に商用電
源を使用していることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の移動体通信無線基地局システム。
【請求項５】前記サテライト無線基地局および中継無
線基地局は、受信した信号の周波数と送信する信号の周
波数が異なっていることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の移動体通信無線基地局システム。
【請求項６】前記サテライト無線基地局および中継無
線基地局は、指向性の強いアレーアンテナを使用してい
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動
体通信無線基地局システム。