JP2020053830A - FDMA digital radio system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はFDMAデジタル無線システムに関する。 The present invention relates to FDMA digital wireless systems.
FDMA方式による公共業務用を含む業務用のデジタル移動通信システムとして、ARIB STD T61による標準規格が提案されている。この規格では、例えば、図1に示すように指令卓114、通信卓115、管理監視制御卓113、統制サーバ112、回線制御装置111、基地局120、移動局130(車載無線機、携帯無線機)を有しており、業務連絡等の通信手段として使われる。
ARIB STD T61 has proposed a standard as a digital mobile communication system for business use including public business use by the FDMA system. In this standard, for example, as shown in FIG. 1, a
これまでのFDMA方式では基地局−移動局間で通信する周波数は基地局毎に制御チャネル用に1波、通信チャネル用に複数波必要になる。図1の例では、n個の基地局120に通信チャネルに3波割り当てた通信システム構成を示す。この通信システム全体に割り当てる周波数が、制御用チャネルと通信チャネルを合計して4n波必要になる。
In the conventional FDMA system, one frequency for communication between a base station and a mobile station is required for each base station for a control channel and a plurality of frequencies for a communication channel. The example of FIG. 1 shows a communication system configuration in which three
このような周波数構成の場合、ユーザーが業務する範囲に対して割り当てられる周波数の数が少ない場合、全ての業務範囲をカバーできなくなってしまう。そこで、少ない周波数を有効活用する技術が各種提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1では、1周波の制御チャネル、n周波の通信チャネルを共有する技術が開示されている。
In the case of such a frequency configuration, if the number of frequencies allocated to the range in which the user works is small, it is not possible to cover the entire business range. Therefore, various techniques for effectively utilizing a small number of frequencies have been proposed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に開示の技術では、従来に比較して効率的に周波数を利用できるようになっているが、さらなる利便性を向上させる技術への要望がある。例えば、周波数の効率利用を実現しつつ移動局のハンドオフを円滑に行う技術が必要とされている。
According to the technology disclosed in
本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to solve the above problems.
本発明は、複数の基地局と、前記基地局と通信する移動局とを備えるFDMAデジタル無線システムであって、前記移動局は、それぞれの前記基地局の通信チャネルにおける送信フレーム番号を記憶しており、前記基地局から送信された前記送信フレーム番号に基づいて、他の基地局の送信タイミングを判断し、前記他の基地局から送信された信号の受信電界を測定する。
本発明は、複数の基地局と、前記基地局と通信する移動局とを備えるFDMAデジタル無線システムであって、前記基地局は、送信フレーム番号と、各基地局の送信フレーム番号と、を送信し、前記移動局は、受信した送信フレーム番号と、各基地局の送信フレーム番号と、に基づいて、他の基地局の送信タイミングを判断し、前記他の基地局から送信された信号の受信電界を測定する。
また、それぞれの前記基地局は、制御チャネルを1つの信号で送信してもよい。
The present invention is an FDMA digital radio system including a plurality of base stations and a mobile station communicating with the base station, wherein the mobile station stores a transmission frame number in a communication channel of each of the base stations. And determining a transmission timing of another base station based on the transmission frame number transmitted from the base station, and measuring a reception electric field of a signal transmitted from the another base station.
The present invention is an FDMA digital wireless system including a plurality of base stations and a mobile station communicating with the base station, wherein the base station transmits a transmission frame number and a transmission frame number of each base station. The mobile station determines the transmission timing of another base station based on the received transmission frame number and the transmission frame number of each base station, and receives a signal transmitted from the other base station. Measure the electric field.
Further, each of the base stations may transmit the control channel by one signal.
本発明によると、FDMA方式の無線通信システムにおいて、周波数の効率利用を実現しつつ移動局のハンドオフを円滑に行う技術を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the radio | wireless communications system of FDMA system, the technique which implement | achieves the efficient use of a frequency, and can perform the handoff of a mobile station smoothly is realizable.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、ARIB STD T61による標準規格に規定されている、SCPC/FDMA方式による公共業務用を含む業務用のデジタル移動通信システムを例に説明をする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present embodiment, a digital mobile communication system for business use, including public business use according to the SCPC / FDMA scheme, specified by the ARIB STD T61 standard will be described as an example.
図2は本実施形態に係る無線通信システム1の概略構成を示す。無線通信システム1は、上位装置であるセンター設備10と、複数の基地局20と、それら基地局20と通信する移動局30とを備える。センター設備10と基地局20とは所定のネットワーク回線2によって接続されている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
基地局20として、基地局(1)21〜基地局(5)25が設けられている。基地局(1)21〜基地局(5)25のそれぞれには、識別子として基地局番号1〜5が設定されている。移動局30は、例えば携帯無線装置である移動局(1)31や車載無線装置の移動局(2)32等がある。
As the
センター設備10は、回線制御装置11と、統制サーバ12と、管理監視制御卓13と、指令卓14と、通信卓15とを備える。管理監視制御卓13は、システム全体の運用を統括的に管理する。統制サーバ12は、回線制御装置11に接続され、基地局20を介した移動局30との無線通信を集中的に制御する。
The
指令卓14は、統制サーバ12を介して回線制御装置11に接続されており、無線通信システム1の各機能を操作する装置である。通信卓15は、回線制御装置11に接続され、移動局30との無線通信を個々に行う。指令卓14と通信卓15は、同一設備内に設けられる場合もあれば、別施設に設けられる場合もある。
The
回線制御装置11は、さらに、センター設備10の管理下にある基地局20、ここでは基地局(1)21〜基地局(5)25と接続している。
The
基地局20は同じ周波数構成で移動局30と通信を行う。詳細は後述するが、基地局(1)21〜基地局(5)25は、同じ周波数の1つの制御チャネルCchを共有している。ただし、同じ周波数の制御チャネルCchを使用するため、干渉しないように各基地局20の送信タイミングに時差を持たせている。移動局30(ここでは、移動局(1)31、移動局(2)32)は、基地局(1)21〜基地局(5)25が、どのフレーム番号のタイミングで通信するかという情報を予め記憶している。
The
なお、基地局(1)21〜基地局(5)25は、送信タイミングの同期に、例えばGNSS信号(GPS信号)を受信し用いることで、正確な同期を行っている。また、基地局20から移動局30への下り制御チャネルCchには、基地局20を識別するコード(識別子)、フレーム番号が含まれている。例えば、識別するコードとして、制御チャネルCchのカラーコードに基地局番号を設定する。
In addition, the base station (1) 21 to the base station (5) 25 perform accurate synchronization by synchronizing transmission timing, for example, by receiving and using a GNSS signal (GPS signal). The downlink control channel Cch from the
また、基地局(1)21〜基地局(5)25には、それぞれ3チャネルの通信チャネル(S1ch〜S3ch)が割り当てられており、空いている通信チャネルを選択して移動局30と通信する。
Further, three communication channels (S1ch to S3ch) are allocated to the base station (1) 21 to the base station (5) 25, respectively, and a free communication channel is selected to communicate with the
すなわち、制御チャネルCchに周波数Freq_01が、通信チャネルS1ch〜S3chにそれぞれ周波数Freq_02〜Freq_04が割り当てられており、それらは同期している。 That is, the frequency Freq_01 is assigned to the control channel Cch, and the frequencies Freq_02 to Freq_04 are assigned to the communication channels S1ch to S3ch, respectively, and they are synchronized.
図3の制御チャネルCchと通信チャネルS1ch〜S3chのフレーム構成例を参照して、基地局20と移動局30の通信動作について説明する。番号(#)1、2が基地局(1)21の制御チャネルCchのフレーム構成を示し、以下、番号(#)3、4、番号(#)5、6、番号(#)7、8、番号(#)9、10が、それぞれ基地局(2)22、基地局(3)23、基地局(4)24、基地局(5)25の制御チャネルCchのフレーム構成を示している。それぞれの制御チャネルCchで奇数番号が下り信号、偶数番号が上り信号である。番号(#)11は通信チャネルS1ch〜S3chのフレーム構成を示している。
The communication operation between the
基地局20は、移動局30から「呼」がない場合、通信チャネルS1ch〜S3chを全て停波する。「呼」が張られた場合、上位装置のセンター設備10(回線制御装置11)からの指示に従い、空いている通信チャネルS1ch〜S3chを起動する。回線制御装置11は、通信チャネルS1ch〜S3chに対して制御チャネルCchに対応した番号を付与する。図3の例では偶数秒の先頭から奇数秒の末尾まで、通信チャネルS1ch〜S3chは、1フレーム40msの50フレーム構成となっており、0〜49のフレーム番号が付与される。40msの長さのフレームを便宜的に「無線フレーム」、フレーム番号0〜49の無線フレームの集合を「スーパーフレーム」と称する。
When there is no “call” from the
各基地局20の通信タイミングは次の通りである。偶数秒の先頭から基地局(1)21が10フレーム(400ms)送信する。続いて基地局(2)22〜基地局(5)25が、順次同じように10フレームずつ送信する。全ての基地局20の送信が一巡するのに合計2秒かかる。上述のように、基地局(1)21〜基地局(5)25は、GPS信号により同期を取っている。
The communication timing of each
すなわち、スーパーフレームのフレーム番号0〜9は、基地局(1)21の制御チャネルCchのフレーム番号0〜9に対応している。スーパーフレームのフレーム番号10〜19は、基地局(2)22の制御チャネル(Cch)のフレーム番号0〜9に対応している。スーパーフレームのフレーム番号20〜29は、基地局(3)23の制御チャネル(Cch)のフレーム番号0〜9に対応している。スーパーフレームのフレーム番号30〜39は、基地局(4)24の制御チャネル(Cch)のフレーム番号0〜9に対応している。スーパーフレームのフレーム番号40〜49は、基地局(5)25の制御チャネル(Cch)のフレーム番号0〜9に対応している。
That is, the
移動局30は、制御チャネルCchのカラーコードの基地局番号と、そのフレーム番号とから、通信チャネルS1ch〜S3chのスーパーフレームの番号に変換することができる。例えば、制御チャネルCchの基地局番号が「2」でフレーム番号が「3」であれば、スーパーフレームのフレーム番号は「13」となる。
The
なお、制御チャネルCchの上り送信可否信号となる無線フレームは、規格上、下りの無線フレームに対して、開始タイミングが60ms後にオフセットし、終了タイミングはパーシャルエコーの応答の必要から60ms前にオフセットし、7フレーム構成となっている。 Note that, according to the standard, the radio frame serving as the uplink transmission enable / disable signal of the control channel Cch has a start timing offset by 60 ms after the downlink radio frame, and an end timing offset by 60 ms before the need for a partial echo response. , 7 frames.
移動局30の電源入り時の処理を説明する。移動局30は、電源オンになると、2秒間(すなわち、全ての基地局20が信号を1回送信するまでに掛かる時間)各基地局20から送信される制御チャネルCchの受信電界を計測する。
Processing when the power of the
移動局30は、制御チャネルCchに含まれるカラーコードを参照し基地局20を判別し、各基地局20の受信電界を比較する。移動局30は、最も受信電界が高い基地局20に対して、同期捕捉する。すなわち、選択した基地局20が送信するタイミングで同期捕捉開始する。同期捕捉できた場合、報知情報を受信し位置登録を実施し基地局捕捉が完了する。同期捕捉が出来なかった場合、または位置登録が出来なかった場合、移動局30は、次に受信電界が高い基地局20を選択して、上述のように同期捕捉の処理を行う。
The
移動局30が送信する際は、捕捉基地局の通信タイミングで送信する。ただし、移動局30の制御チャネルCchの送信には、上述のように到達確認用のパーシャルエコーを受信する必要があるため、捕捉基地が停波する3フレーム前までとする。図3の例では基地局20が10フレーム送信するため、移動局は0〜6フレーム目に送信する。
When the
つづいて、通信時にレベルが低下した場合のハンドオフ処理について説明する。移動局30は、捕捉基地局の通話チャネルのフレーム番号と、予め記憶している各基地局20が通信するフレーム番号と、から捕捉基地局以外の基地局20の通信タイミングを判断し、当該通信タイミングで各基地局20の受信電界を測定する。
Next, a handoff process when the level is reduced during communication will be described. The
例えば、基地局(3)23の受信電界を測定する場合、移動局30は、通話チャネル(すなわちスーパーフレーム)のフレーム番号20、21に対応する制御チャネルCchの受信電界を測定する。レベル測定後のハンドオフ手順はこれまでと同様であるが、捕捉基地局以外の全ての基地局20について受信電界を測定してハンドオフする基地局20を決定してもよいし、所定値より高い受信電界を受信したときに、それに対応する基地局20にハンドオフしてもよい。
For example, when measuring the reception electric field of the base station (3) 23, the
このように、制御チャネルCchを基地局20間で共通に用いる構成において、受信電界のレベルが低下しハンドオフが必要となった場合に、移動局30は自動的にハンドオフ先の基地局20を探索しハンドオフが可能となる。
As described above, in the configuration in which the control channel Cch is commonly used between the
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of the components, and that such modifications are also within the scope of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、移動局30は、各基地局20の送信タイミング(すなわち、スーパーフレームのどのフレーム番号のタイミングで通信するか)の情報を予め記憶していた。しかし、基地局20は、送信される制御チャネルCchに周辺基地局の情報(基地局総数と基地局20当たりのフレーム数等)を載せてもよい。その場合、移動局30は、基地局20の送信タイミングを記憶しておく必要は無く、基地局20から送信される情報から基地局20の送信タイミングを判断することができる。したがって、ハンドオフの場合も、移動局30は、基地局20から受信した情報に基づいて、捕捉基地局以外の他の基地局20の送信タイミングを判断し、他の基地局20から送信された信号の受信電界を測定することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、基地局20が共有する制御チャネルCchの周波数は1つ(1チャネル)だけであったが、複数の周波数であってもよい。無線通信システム1の通信エリアが広く基地局20の数が多い場合に、カバーするエリアが重複しない基地局20に対して異なる制御チャネルCchを設定することで、そのような条件でも周波数の効率利用を実現できる。
Further, in the above-described embodiment, the frequency of the control channel Cch shared by the
1 無線通信システム
2 ネットワーク回線
10 センター設備
11 回線制御装置
12 統制サーバ
13 管理監視制御卓
14 指令卓
15 通信卓
20 基地局
21〜25 基地局(1)〜基地局(5)
30 移動局
31、32 移動局(1)、移動局(2)
REFERENCE SIGNS
30
Claims (3)
前記移動局は、それぞれの前記基地局の通信チャネルにおける送信フレーム番号を記憶しており、前記基地局から送信された前記送信フレーム番号に基づいて、他の基地局の送信タイミングを判断し、前記他の基地局から送信された信号の受信電界を測定する
ことを特徴とするFDMAデジタル無線システム。 An FDMA digital wireless system comprising a plurality of base stations and a mobile station communicating with the base station,
The mobile station stores a transmission frame number in a communication channel of each of the base stations, and determines a transmission timing of another base station based on the transmission frame number transmitted from the base station, An FDMA digital wireless system for measuring a reception electric field of a signal transmitted from another base station.
前記基地局は、送信フレーム番号と、各基地局の送信フレーム番号と、を送信し、
前記移動局は、受信した送信フレーム番号と、各基地局の送信フレーム番号と、に基づいて、他の基地局の送信タイミングを判断し、前記他の基地局から送信された信号の受信電界を測定する
ことを特徴とするFDMAデジタル無線システム。 An FDMA digital wireless system comprising a plurality of base stations and a mobile station communicating with the base station,
The base station transmits a transmission frame number and a transmission frame number of each base station,
The mobile station determines the transmission timing of another base station based on the received transmission frame number and the transmission frame number of each base station, and determines the reception electric field of a signal transmitted from the other base station. An FDMA digital wireless system characterized by measuring.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH099330A (en) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Nippon Denki Ido Tsushin Kk | Channel changeover system between radio zones in mobile communication system |
JP2015026881A (en) * | 2013-07-24 | 2015-02-05 | 株式会社日立国際電気 | Wireless communication system |
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