JP2528545B2

JP2528545B2 - 移動通信における在圏セル判定方法

Info

Publication number: JP2528545B2
Application number: JP2235632A
Authority: JP
Inventors: 正行坂本; 正治秦; 勝美小林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-09-07
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPH04117822A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、セル式構成の移動通信方式において、移動
機の在圏セル選択を合理的に行なうことにより同一チャ
ネル干渉等の干渉量を軽減させ得る在圏セル判定方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の技術の例として大容量自動車電話方式における
移動機の在圏セル判定方法について説明する。

大容量自動車電話方式では無線チャネルは通信チャネ
ル、発信制御チャネル、着信制御チャネルの３種類に分
かれており、それぞれ通話、移動機発信時の制御、移動
機への着信時の制御のために使用される。これらの内、
着信制御チャネルは同一周波数によりいわゆる複局同時
／順次送信方式が採用されている。

これを第11図をもとに説明する。同図において１は中
央制御局、２〜４は基地局、５〜７はこれらの基地局が
カバーするセルの境界、８〜10は各基地局から送信する
信号を表わしている。各基地局２〜４は同期を取ってお
り、基地局からの送信信号はすべての基地局から同一の
信号を同時に送信する同時送信タイミングと、各基地局
が個別に順次信号を送信する順次送信タイミングとから
構成されている。

同時送信タイミングでは移動機に対するシステム共通
情報Ｃや着呼信号Ｐなどセル共通情報が送信される。順
次送信タイミングでは各基地局で使用している発信制御
チャネル番号などの基地局個別情報が送信される。

待ち受け中の移動機は各基地局からの電波の内、順次
送信タイミング部分の受信レベルを測定する。これらの
受信レベルの内、最大レベルで受信した信号に対応する
基地局がその移動機の在圏基地局であるということにな
る。

しかし、セル内の電波の伝搬条件は均一ではなく、例
えばビル密集地域や低地では電波の減衰は大きくなる。
一般に、このように電波が届きにくい場所がある場合に
は、このような場所ででも充分なレベルで電波が受信で
きるよう、送信電力を高くして設計することが行なわれ
ている。

このように周囲のセルよりも送信電力が大きなセル
（これをセルＡと呼ぶ）が混在している場合には、次に
示す２通りの意味で干渉量が増大する。その第一は送信
電力が大きいことそれ自体によるものである。すなわ
ち、セルＡと同一周波数を繰り返して使用しているセル
Ｂ、またはセルＡの周波数とインタリーブの関係にある
周波数を使用しているセルＣにおいては、セルＡからの
干渉波のレベルが送信電力を高めた分だけ増大し、従っ
て干渉が増大するものである。

第二の理由は送信電力を高めた結果、ビル密集地域や
低地ではないセル内の他の場所ではセル半径が予定して
いたものより大きくなることによるものである。すなわ
ち、セルＡの移動機が、セル半径が大きくなった分だけ
セルＢまたはセルＣに近い位置に存在し得ることにな
り、距離が近づいた分だけ干渉が増大する。

これらの内、第一の理由によるもの、すなわち送信電
力が高いことによる干渉増大は、送信電力制御を採用す
ることによりある程度改善することができる。例えば、
基地局での受信レベルが必要最小限になるようフィード
バック制御により移動機の送信電力を制御する。これに
より、電波の届き易い地域では、必要以上のレベルで電
波を送信することがないからである。しかしこの場合で
も、セルの半径は周辺のセルよりも大きいから、セルの
周辺にいる移動機は大きくなったセル半径に見合うだけ
の高いレベルで送信することには変わりはない。すなわ
ち、送信電力制御を採用したとしてもセル半径が大きく
なったことによる干渉増大（第二の理由によるもの）を
軽減し得るものではない。

次に第二の理由によるもの、すなわちセル半径が増大
することによる干渉劣化を第12図で詳しく説明する。11
〜14はセル境界である。第12図（ａ）は同一周波数を繰
り返すセルの半径が同一の場合の例であって、繰り返し
使用距離Ｄは同一周波干渉に関する希望波干渉波レベル
比の所要値を∧とすると、（D/R−１）^α＝∧ の関係がある。αは伝搬路条件によって定まる定数で３
〜４程度の値である。上記については、例えば文献（進
土昌明編「移動通信」平成元年７月30日、丸善株式会社
発行）の第34ページ第21行〜第35ページ第５行に詳しく
述べられている。

セル内に電波の届きにくい場所があるために送信電力
を高めた場合には、電波の届きにくい方向でのセルの境
界は予定したものに近くなるが、その他の方向で電波が
通常どおりに届く方向に対してはセルの境界は予定した
ものよりも外に広がったものになる。すなわち、セル半
径が大きくなったことになる。

片方のセル半径が第12図（ｂ）に示すようにＲから
Ｒ′に大きくなった場合には、（Ｄ′−Ｒ′−１）^α＝∧を満足するＤ′の距離でしか
同一周波数を繰り返せないことになる。逆に第12図
（ａ）と同様にＤの距離で繰り返す場合には、干渉が増
大することになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明したように従来の在圏セル判定方式では、セ
ル内の一部の電波が届きにくい場所のためにその基地局
の送信電力を高くした場合には、セル内の他の場所では
逆に電波が飛びすぎるため、セル半径が大きくなって、
この結果、同一周波数干渉や、インタリーブチャネル干
渉が増大するので、これを避けるため周波数繰り返し距
離を大きくする必要があり、従って、周波数利用率を低
下させると言う欠点があった。

本発明はこれらの問題点を解決するため成されたもの
で、基地局からセルの大きさを制御し得る信号を送信す
ることにより、電波の飛びやすい場所でのセル半径の増
大を抑圧し、電波の飛びにくい場所では高いレベルで電
波が受信できる移動通信セル判定方法を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記問題点を解決するために、在圏セル判定
に用いる移動機で測定する基地局からの受信レベルを、
基地局から移動機に報知する受信レベルの補正値によっ
て補正することにより、そのセルの個別の要因による送
信電力の偏りに左右されないで移動機の在圏セル判定を
正確にすることができる。さらに、移動機が電波の届き
にくい場所にあって、受信レベルが信号伝送上充分なレ
ベルでない場合には、上記補正を行なわないで、受信レ
ベルそのものをもとに在圏セルを判定することが特徴で
ある。

〔作用〕

本発明では、報知信号を送信する複数の基地局と、複
数の基地局の報知信号を受信する機能と受信レベルを測
定する機能を有する移動機が存在し、複数の基地局の受
信レベルを移動機で比較することが可能なように構成さ
れたセル式移動通信方式において、先ず各基地局から移
動機に受信レベルの補正値を報知し、移動機は各基地局
の受信レベルを測定する。移動機は基地局から報知され
ている補正値で受信レベルを補正し、補正された受信レ
ベルの内最大のものを選択し、これに対応するセルを在
圏セルと判定する。

補正することにより、所要レベルを満たさない受信レ
ベルのセルが判定されることを避ける必要がある場合に
はさらに次のように選択動作を行なう。すなわち、補正
された受信レベルに基づいて判定されたセルの補正前の
受信レベルの値が、予め定められた値未満である場合に
は、移動機は補正を加えない受信レベルをもとに在圏セ
ルを判定し直し、これを最終判定する。

このような構成によって、セル内に電波の届きにくい
場所があり、このためにその基地局の送信電力を高める
必要がある場合であっても、電波が届きやすい場所での
セル半径を増大させることがないから送信電力の大小に
かかわらない在圏セル判定が可能であるし、また電波が
届きにくい場所では充分な受信レベルが確保できるセル
を在圏セルとして判定することが可能である。

以上説明した方法により、セルの境界を送電力の大小
にかかわりなく設計通りに設定することができるから、
前記従来の技術において述べた第二の理由すなわち、移
動機が干渉を与えるセルに近づくことによる干渉増大を
さけることができる。

なお、上記方法においては、第一の理由すなわち送信
電力が高いことによる干渉増大の影響は以上の技術では
解決されていない。これを解決するためには、基地局お
よび移動機で送信電力制御を併用すれば良い。送信電力
制御の第一の具体的方法は、基地局（または移動機）で
の受信レベルが一定値以上ある場合には、送信電力を高
めた分をキャンセルする如く移動機または基地局の送信
電力を低める方法である。

第二の方法は基地局（または移動機）での受信レベル
が必要最小限の値になるようフィードバック制御により
移動機または基地局の送信電力を制御する方法である。
なお、電波の届きにくい場所では送信電力制御を行なっ
ている場合でも、そのセルに許容された最大電力で送信
することになり、上述した送信電力制御による干渉軽減
は期待できない。しかし、電波の届きにくい場所では干
渉波も一般的にレベルが低い場合が多くこのときは希望
波対干渉波レベル比は劣化しないから、大きな問題には
ならない。

以上のように本発明によれば、セル判定を設計どおり
正確に行なうことができ、かつ送信電力を高めたことに
よる干渉増大を送信電力制御により軽減することができ
る結果干渉量が軽減し、周波数利用率を落とすことな
く、受信レベルの低い場所をなすくことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は電波の届きにくい場所がある場合の各セルの
勢力範囲を表わす図あって、15〜26はセル、27は電波の
届きにくい場所である。あるセルの勢力範囲とはそのセ
ルの電波が他のどのセルの電波よりも強く受信される場
所の集まりである。27の場所に対しても充分な受信レベ
ルを確保するためにセル15および16の送信電力は他のセ
ルの送信電力よりも例えば5dB高めてあるとする。この
ため15および16の勢力範囲は第１図の実線で示したよう
に他のセルの17〜24の勢力範囲を狭めてその分だけ広が
っている。

なお、送信電力が全セルで同一の場合の勢力図は第１
図の破線で示したものとなる筈である。基地局（図示し
ていない）は、破線で示した勢力範囲の中心にあるが、
送信電力の差異によって、実線で示した実線の勢力範囲
の中心とは異なっている。

送信電力を高めた場合でも、破線で示したようにセル
の境界を成形できれば、セル半径が広がらず従って干渉
の問題は生じないことになる。

第２図（ａ）は各セルの受信レベルに加えるべき補正
値を表わし、第２図（ｂ）は各セルの受信レベル28およ
びこれに補正を加えた補正後の受信レベル29を示す。移
動機がセル15,16,20の基地局の中間当たりでセル20の基
地局に近い場所、例えば第１図のＡ点、にいる場合の受
信例が第２図の（ｂ）である。

セル15および16は通常の値より5dBだけ高い送信電力
で送信しているから、これらの基地局からは補正値が5d
Bである旨が報知され、他の基地局からは補正値は報知
されていない（または補正値が0dBである旨が報知され
ている）。

セル15,16,20,21の基地局からの電波はそれぞれ第２
図の（ｂ）に示す28,28,29,29のレベルで受信されてい
る。これに補正値を加えた29,29,29,29をもとに移動機
は在圏セルを判定する。この場合は図示したように補正
後の受信レベルはセル20が最高であるから、移動機はセ
ル20のエリアにいるとと判定する。すなわち、従来のよ
うに補正しない場合には、セル15のレベルが最も高いか
らセル15のエリアにいると判定するが、補正の結果セル
20にいると判定したことになる。

第３図は移動機が27の場所にいる場合の受信レベルの
例を示したもので、どのセルの受信レベルも低く受信さ
れている。受信レベル28に補正を加えた29でセルを判定
するとセル20を選択することになる。今、信号伝送上の
所要レベルの最低値を30とすると、選択したセル20では
信号伝送上充分なレベルが確保できないことになってし
まう。

このため、本発明では、補正後の受信レベルによって
判定されたセルの補正前の受信レベルが、予め定められ
た信号伝送上に必要なレベルに満たない場合には、補正
を加えないレベルでセルを再判定しこれを最終判定とす
る。第３図の例では従ってセル15が選択され、明らかに
より高いレベルで受信できるセルがあるのに、補正の結
果受信レベルの低いセルを選択してしまうことを避ける
ことができる。

本発明を実施するためには、在圏セルの電波だけな
く、周辺セルの電波をも受信する必要がある。この方法
の例について以下に説明する。

第４図は制御チャネルでの待ち受け受信中に本発明を
適用した例を説明する図であって、制御チャネルはセル
毎に異なる周波数が割り当てられており、全移動機はg
1,g2.g3のように３群に群分けされている。あるセルに
在圏する移動機に対する制御はそのセルに割り当てられ
ている制御チャネル周波数で送受信されるが、各群の移
動機に対する制御信号の送受信は群毎に割り当てられた
タイミングの中でだけ実施される。図の例ではセル15に
f1,セル16にf2,セル20にf3,セル21にf4の周波数が割り
当てられており、g1の移動機群に対する各々のセルにお
ける制御信号送信タイミングはG₁₁,G₂₁,G₃₁,G₄₁であ
り、g2の移動機群に対する各々のセルにおける制御信号
送信タイミングはG₁₂,G₂₂,G₃₂,G₄₂、g3の移動機群に対
する各々のセルにおける制御信号送信タイミングはG₁₃,
G₂₃,G₃₃,G₄₃である。セル15に在圏するg1群の移動機はG
₁₁のタイミングでは基地局の電波を受信する必要がある
が、その他のタイミングG₁₂,G₁₃では基地局の電波を受
信する必要はない。従ってこのG₁₂,G₁₃のタイミングで
移動機は隣接セルの制御チャネルの周波数f2,f3,f4に順
次切り換えてその受信レベルを測定するとともに、その
制御チャネルで報知されている受信レベル補正値を受信
する。

第５図に請求項１に記載したセル判定方法における基
地局および移動機の制御を示すフローチャートを示す。
また、第６図は請求項２に示したセル判定方法における
基地局および移動機の制御を示すフローチャートであ
る。いづれの場合でも受信レベルまたは補正後の受信レ
ベルが最大となる制御チャネルを決定すれば、この制御
チャネルに対応するセルが間接的に決定できる。

第７図は通信中チャネル切替えのために、移動機が在
圏セルを判定する場合に本発明を適用する例を説明する
図であって、移動機と基地局間の通信チャネルは６チャ
ネル多重のTDMAが採用されている。送信タイムスロット
Ｔでは基地局送信、移動機受信、受信タイムスロットＲ
では移動機送信、基地局受信の動作にあるが、その他の
タイミング（１と示した）では移動機は送受信動作はし
ていない。従って、このタイミングの間に、他のセルの
制御チャネルまたは通信チャネルの周波数に順次切り換
えてこれらのチャネルを受信し、受信レベルを測定する
とともに報知さないる補正値を受信する。

次に補正値等の伝送例について説明する。

第８図は、第４図に示した制御チャネルでの信号構成
例であって、31,38は群番号を表わす符号、32,39は補正
値を表わす符号、33,40はセル識別符号、34,35,36,41,4
2,43は移動機の呼び出し符号または移動機への通信チャ
ネル指定符号である。31〜36は第１群用のタイミングで
伝送される信号37を、38〜43は第２群用のタイミングで
伝送される信号44を構成する。32と39には補正値として
の同じ数値が、33と40にはセル識別符号として同じ符号
が送信されている。

第９図は第４図に示した制御チャネルの第２の信号構
成例であって、複局同時／順次送信方式が採用されてい
る。すなわち、制御チャネルは複数の基地局で同一の周
波数が使用されており、これら複数の基地局から同時に
同一の信号を伝送する同時送信タイミングと、複数の基
地局が順次に個別の信号を送信する個別送信タイミング
とから構成される。49はシステムの共通情報、50〜53、
55〜58は移動機に対する着呼情報、54は基地局情報であ
り、54以外は複局同時送信であり、54は複局順次送信で
ある。基地局はこれらの信号を適当な周期で繰り返して
送信している。着呼情報は移動機の群に対応してタイミ
ング分けされており、移動機は自群に対応するタイミン
グの着呼情報を受信する。このタイミングを50および51
とすると、移動機は49,50,51、および在圏するセルの基
地局情報である54を受信する。他のセルの基地局情報
は、51と52の間のタイミング、56と57の間のタイミング
等のいずれかで送信されている。移動機はこれらのタイ
ミングにおける信号を受信してその受信レベルを測定
し、またその信号を解読することにより、周辺セルから
の電波のレベルとそのセルでの補正値を知ることができ
る。

第７図において空きタイムスロットで制御チャネルを
受信してそのレベル等を測定する場合には、補正値等の
伝送方法は第８図がそのまま適用できる。空きタイムス
ロットで周辺セルの通信チャネルを受信する場合には、
通信チャネルの信号にセル識別符号、補正値等を伝送す
る機能を持たせる必要がある。第10図はこの場合に適用
する通信チャネルの信号構成例を説明する図であって45
はセル識別符号、46は補正値、47は通信信号、48は基地
局送信タイムスロットＴである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、セルの一部に
電波の届きにくい場所があり、この場所のためのそのセ
ルの送信電力を高めた場合でも、高めた送信電力ではな
く、電波の届きにくい場所がなかったとした場合の送信
電力で決まるレベルをもとに移動機の在圏セル判定を行
なうことができるため、セル半径の増大による干渉増大
を避けることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電波の届きにくい場所がある場合の各セルの勢
力範囲を示す図、第２図は受信レベルおよびこれに補正
を加えた受信レベルを説明する図、第３図は移動機が電
波の届きにくい場所にいる場合の受信レベルを説明する
図、第４図は制御チャネルでの待ち受け受信中に本発明
を適応した例を説明する図、第５図および第６図は基地
局および移動機の制御を示すフローチャート、第７図は
通信中チャネル切替えのために、移動機が在圏セルを判
定する場合に本発明を適用する例を説明する図、第８図
および第９図は制御チャネルの信号構成の例を説明する
図、第10図は通信チャネルの信号構成の例を説明する
図、第11図は従来の大容量自動車電話方式における複局
同時／順次送信方式を説明する図、第12図は半径が異な
るセル間で同一周波数を繰り返し使用する場合の、繰り
返し局間距離を説明する図である。１……中央制御局、２〜４……基地局、５〜７……基地
局がカバーするセルの境界、８〜10……基地局から送信
する信号、11〜14……セル境界、15〜26……セル、27…
…電波の届きにくい場所、28……受信レベル、29……補
正後の受信レベル、30……信号伝送に必要な最低レベ
ル、31,38……群番号を表わす符号、32,39……補正値を
表す符号、33,40……セル識別符号、34,35,36,41,42,43
……移動機の呼び出し符号または移動機への通信チャネ
ル指定符号、37……第１群用のタイミングで伝送される
信号、44……第２群用のタイミングで伝送される信号、
45……セル識別符号、46……補正値、47……通信信号、
48……基地局送信タイムスロット、49……システムの共
通情報、50〜53,55〜58……移動機に対する着呼情報、5
4……基地局情報。

フロントページの続き審査官井関守三 (56)参考文献特開平３−104328（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−68138（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の基地局とこれらの基地局がカバーす
る複数のセルとからサービスエリアが構成され、一定距
離以上離れた基地局で同一周波数のチャネルを繰り返し
て使用する移動通信方式において、セル内の電波伝搬条件に応じてセルをカバーする基地局
の送信電力を増減すると共に、基地局から送信電力の増減量に対応する補正値を移動機
に向けて報知し、移動機は各基地局からの電波の受信レベルを測定すると
共に前記報知された補正値を受信して、各基地局からの
電波の受信レベルを前記補正値で補正した結果の受信レ
ベルの大小により、在圏するセルを判定することを特徴
とする移動通信における在圏セル判定方法。
【請求項２】候補として選択した基地局からの電波の受
信レベルが予め定められた値を満たさない場合には、補
正する以前の受信レベルの大小により、在圏するセルを
判定する請求項１記載の移動通信における在圏セル判定
方法。