JP2540074B2 - 時分割多重アクセス（ｔｄｍａ）セルラ―無線電話通信システム - Google Patents

時分割多重アクセス（ｔｄｍａ）セルラ―無線電話通信システム

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JP2540074B2 JP1042890A JP4289089A JP2540074B2 JP 2540074 B2 JP2540074 B2 JP 2540074B2 JP 1042890 A JP1042890 A JP 1042890A JP 4289089 A JP4289089 A JP 4289089A JP 2540074 B2 JP2540074 B2 JP 2540074B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般的には無線通信システムに関するもの
であり、具体的には、ディジタセルラー通信システムに
関する。また、チャネル割り当て処理及び“チャネル切
換え（handoff）”処理の期間中、即ち、ある有効範囲
の音声チャネルから隣接する有効範囲の音声チャネルへ
の無線電話通話を転送する期間中において、このような
システムにおけるチャネル利用効率を改善する方式に関
する。
〔従来の技術〕
従来のアナログセルラー通信システムにおいては、複
数の基地局を使用して、無線電話が通じる関連する地理
的有効範囲が提供されている。各基地局は通信システム
の中央スイッチ制御装置（コントローラ）によって制御
されている。無線電話通話を親（ホスト）基地局（現在
の通話を維持する基地局）の通信チャネルから隣接する
基地局の通信チャネルへ切換える場合には、どの隣接す
る基地局がチャネル切換えに対して最良の有効範囲を与
えるか通信システムにおいて判断されなければならな
い。この点は、典型的には、各々の隣接した基地局の装
置に対して、切換えられるべき無線電話によって使用さ
れるチャネルをモニタ（監視）することを命令すること
によって達成される。無線電話チャネルをモニタする走
査受信機（scan receiver）を使用することによって、
各々の隣接する基地局の装置は、無線電話の信号の信号
強度を通信システムのスイッチ制御装置（コントロー
ラ）に対して報告する。スイッチ制御装置（コントロー
ラ）は、報告された最強の進行強度と、親（ホスト）基
地局における無線電話からの信号強度とを比較する。後
者の信号強度が前者の信号強度よりも低い場合には、無
線通話はチャネル切換えを実行するためにそのトランシ
ーバ（送受信機）の型の変更を命令される。
時分割多重アクセス（TDMA）セルラー通信システムに
おいては、典型的には、各基地局において使用される複
数の無線周波数が存在し、その基地局に関連する有効範
囲に対して音声通信チャネルが適切に割り当てられる。
各周波数はいくつかのタイムスロットに時分割され、そ
の各タイムスロットは無線電話を伝えることができる。
時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信シ
ステムにおいて、有効範囲の間で無線電話通話のチャネ
ル切換えが行なわれる時には、その無線電話によって使
用されるチャネルを隣接する基地局がモニタすることに
よって、時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話
通信システムはその通話がどの基地局に切換えられるべ
きか判断する。しかしながら、各周波数によって無線電
話通話が伝えられることから、基地局の走査受信機は、
各無線電話の信号強度に対して各周波数における各タイ
ムスロットをモニタすることで過度に話中（輻湊状態）
になる可能性がある。
周波数をモニタ（監視）するために時分割使用される
走査受信機を2,3しか各基地局が持たない場合は、この
問題点は更に深刻となる。少なくとも１つの無線電話が
チャネル切換え候補となっている各周波数に対して、走
査受信機は発振器をその周波数に調整し、その周波数上
で伝送される情報を受信しなければならない。このよう
な発振器の調整によって、殆ど大部分の受信機において
固有の著しい遅延が発生する。潜在的なチャネル切換え
候補の数が増加するにつれて、この固有の遅延は容認で
きなくなる。
従って、上述の問題点を解決するためには、時分割多
重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信システムにお
いてこのような基地局に対する走査受信機によるモニタ
（監視）方式が重要となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の一般的な目的は、上述の欠点を克服する時分
割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信システム
を提供することにある。
本発明の更に特定の目的は、無線電話通話を伝送する
周波数を低減するために各周波数内に無線電話通話が集
中されるように、周波数を優先させて無線セル局（cell
sites）の時分割方式で無線電話通話を割り当てること
によって、このような通信システムにおける走査受信機
の利用効率を増大する時分割多重アクセス（TDMA）セル
ラー無線電話通信システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、周波数を優先させて無線セル局
の周波数の時分割方式で無線電話通話を割り当てること
によって、各走査受信機へのプログラミングする周波数
の量が最少になるような遅延方式で、走査受信機によっ
て無線電話通話信号を測定することによって、周波数ホ
ッピング時分割多重アクセス（FH−TDMA）セルラー無線
電話通信システムにおいて、走査受信機の利用効率を増
加させることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の構成は以下に示す通りである。即ち、第１無
線基地局装置（115）及び第２無線基地局装置（119）を
有し、各無線基地局装置（115,119）は関連する無線電
話有効通信範囲（110,112）を供給し、各無線基地局装
置（115,119）が時間区分フレームでセルラー無線電話
通信用として複数の周波数を使用することを特徴とする
時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信シス
テムであって、 （ａ）前記第２無線基地局装置（119）に接続され、前
記第１無線基地局装置（115）によって使用される１つ
の周波数をモニタして前記時分割多重アクセス（TDMA）
セルラー無線電話通信システム上の無線電話通話の信号
品質パラメータを得るモニタ手段（146）と、 （ｂ）前記モニタ手段（146）に接続され、無線電話通
信用に使用中の前記第２無線基地局装置（119）におけ
る周波数及び時間区分を記録する処理手段（142）と、
更に、 （ｃ）前記処理手段（142）に応答して、各周波数内に
無線電話通話を集中する周波数優先方式に基づいて前記
第２無線基地局装置（119）によって使用される複数の
周波数の時間区分に対して無線電話通話を割り当てる割
り当て手段（140）とを具えることを特徴とする時分割
多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信システムと
しての構成を有する。
或いはまた、前記モニタ手段（146）は無線電話通話
の信号強度をモニタする手段を具えることを特徴とする
時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信シス
テムとしての構成を有する。
或いはまた、前記モニタ手段（146）は無線電話通話
の信号の保全性をモニタする手段を具えることを特徴と
する時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信
システムとしての構成を有する。
或いはまた、前記第１無線基地局装置（115）の有効
通信範囲内において無線電話チャネル切換え候補（13
0）を確認する手段を更に具え、 前記モニタ手段（146）は前記無線電話チャネル切換
え候補（130）によって使用される周波数をモニタして
無線電話通話の信号品質パラメータを得る手段を更に具
え、 前記割り当て手段（140）は、各周波数内に無線電話
通話を集中する周波数優先方式に基づいて前記第２無線
基地局装置（119）によって使用される複数の周波数の
うちの１つの周波数に時間区分を割り当てることによっ
て、前記無線電話チャネル切換え候補（130）を前記第
２無線基地局装置（119）の有効通信範囲（112）に対し
てチャネル切換えする手段を更に具えることを特徴とす
る時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信シ
ステムとしての構成を有する。
或いはまた、前記周波数優先方式は他のグループの周
波数が無線電話通話用として割り当てられる以前に、第
１のグループの周波数から１つの周波数を無線電話通話
割り当て用として選択する工程を含むことを特徴とする
時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信シス
テムとしての構成を有する。
或いはまた、前記周波数優先方式は第１のグループの
周波数が別の無線電話通話を伝送できない場合に、無線
電話通話割り当て用と見なされる第２のグループの周波
数から無線電話通話割り当て用の１つの周波数を選択す
る工程を含むことを特徴とする時分割多重アクセス（TD
MA）セルラー無線電話通信システムとしての構成を有す
る。
或いはまた、前記第１無線基地局装置（115）及び前
記第２無線基地局装置（119）の各々の無線電話有効通
信範囲（110,112）は互いに隣接しており、前記第１無
線基地局装置（115）及び前記第２無線基地局装置（11
9）と結合され、前記第１無線基地局装置（115）及び前
記第２無線基地局装置（119）との無線電話通信を提供
する結合手段を更に具えるスイッチコントローラ（12
2）であって、 前記モニタ手段（146）は前記第１無線基地局装置（1
15）によって供給される無線電話通信の有効範囲内に前
記無線電話チャネル切換え候補（130）が存在すること
を判断する判断手段（121）を更に具え、更に、 前記割り当て手段（140）は、目標無線基地局装置と
して前記第２無線基地局装置（119）を選択する手段
と、各周波数内に無線電話通話を集中する周波数優先方
式に基づいて前記第２無線基地局装置（119）によって
使用される複数の周波数のうちの１つの周波数に対して
時間区分を割り当てることによって、前記無線電話チャ
ネル切換え候補（130）を前記目標無線基地局装置にチ
ャネル切換えする手段とを更に具えることを特徴とする
時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信シス
テムとしての構成を有する。
或いはまた、更に、無線基地局コントローラ（116）
を含むことを特徴とする時分割多重アクセス（TDMA）セ
ルラー無線電話通信システムとしての構成を有する。
或いはまた、前記第１無線基地局装置（115）及び前
記第２無線基地局装置（119）を有し、各無線基地局装
置（115,119）が関連する無線電話有効通信範囲（110,1
12）を供給し、各無線基地局装置（115,119）が時間区
分フレームでセルラー無線電話通信用として複数の周波
数を使用することを特徴とする時分割多重アクセス（TD
MA）セルラー無線電話通信システムであって、 （ａ）前記第２無線基地局装置（119）に接続され、前
記第１無線基地局装置（115）に使用される特定の周波
数をモニタし、前記時分割多重アクセス（TDMA）セルラ
ー無線電話通信システム上の無線電話通話の信号品質パ
ラメータを得るモニタ手段（146）と、 （ｂ）前記モニタ手段（146）に接続され、無線電話通
信に利用される前記第２無線基地局装置（119）におい
て使用中の周波数及び時間区分を記録する処理手段（14
2）と、更に、 （ｃ）前記モニタ手段（146）に接続され、前記処理手
段（142）に応答して、前記特定の周波数が前記無線電
話通話用として使用される時、前記特定の周波数のモニ
タの開始を前記モニタ手段（146）に指示する制御手段
（142）とを具えることを特徴とする時分割多重アクセ
ス（TDMA）セルラー無線電話通信システムとしての構成
を有する。
或いはまた、（ａ）前記時分割多重アクセス（TDMA）
セルラー無線電話通信システムは、周波数ホッピング時
分割多重アクセス（FH−TDMA）セルラー無線電話通信シ
ステムであり、 （ｂ）前記モニタ手段（146）は前記時分割多重アクセ
ス（TDMA）セルラー無線電話通信システム上の周波数ホ
ッピング無線電話通話用として前記第２無線基地局装置
（119）によって使用される特定の周波数を測定する手
段を更に具え、 （ｃ）前記処理手段（142）は複数の時間区分フレーム
用の前記特定の周波数を連続的に測定するように前記モ
ニタ手段（146）に命令する手段を更に具えることを特
徴とする時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話
通信システムとしての構成を有する。
〔発明の概要〕
改良されたセル局走査モニタリング方式を使用する改
良された時分割多重アクセス（TDM）セルラー無線電話
通信システムが開示されている。
この方式は、無線電話通話のモニタ、その信号品質の
追跡及び記録を含む。記録は無線基地局装置においてど
の周波数及びどの時分割が無線電話通話用として利用さ
れているかということを保持及び判断するために用いら
れる。新しい通話割り当てがセル局において要求される
場合には、周波数優先方式で無線基地局装置周波数を時
分割して割り当てられるため、無線電話通話を伝送する
周波数を減少するために各周波数内に集中される。
〔実施例〕
この明細書に開示される装置は、時分割多重アクセス
（TDMA）セルラー無線電話通信システムの構成において
セル間の無線電話通話のチャネル切換えのために特に使
用されるものである。より詳細には、ここに開示される
装置は、通話開始及びチャネル切換えに対するこのよう
な通信システムにおけるチャネル割り当てに関して走査
受信機の利用効率を改善することを指向している。
第１図Ａは、２つの地理的な無線電話有効通信範囲
（セル）110及び112に対して、各々の無線基地局装置11
5及び119を有する新規なセルラー無線電話通信システム
の構成を示す。セル110に対する無線基地局装置115は、
基地局トランシーバ114のセット及び無線基地局１のコ
ントローラ116を含む。セル112に対する無線基地局装置
119は、基地局トランシーバ118及び無線基地局２のコン
トローラ120を含み、これは無線基地局装置115と実質的
に同一の回路構成である。
本発明に基づくチャネル切換え動作を例示する目的
で、無線電話装置（ユニット）130はセル110からセル11
2に移動するように図示されている。
無線基地局装置115及び119の全体的な制御は（セルラ
ー）スイッチコントローラ122の信号処理装置（ユニッ
ト）121によって与えられる。（セルラー）スイッチコ
ントローラ122は、また、加入電話回線（PSTN）131と無
線基地局装置115及び119の間の通話交換動作を制御する
ディジタル交換網123を具える。システムを加入電話回
線（PSTN）131にインタフェースさせるために、パルス
符号変調（PCM）変換器125が（セルラー）スイッチコン
トローラ122に含まれている。従来のセルラー通信シス
テムの一般的な詳細説明については、“セルラー音声及
びデータ無線電話システム”と題するLabednzらによる
米国特許第4,654,867号明細書に記載されている通りで
ある。従来のセルラースイッチコントローラのより詳細
な説明についてはLittleらによる米国特許第4,268,722
号明細書に記載されている通りである。
第１図Ｂには、無線基地局装置115或いは119が拡大さ
れた形式にて図示されている。無線基地局装置の無線機
部分は通常のものである。即ち、一組の送信アンテナ13
2、一組の受信アンテナ134、送信機コンバイナー（結合
器）136、受信機インタフェース装置138、トランシーバ
140及び第１図Ａの（セルラー）スイッチコントローラ1
22と接続されるオーディオパス141を具える。トランシ
ーバ140は、周波数をプログラムし、送信をキーイング
し、送信電力を制御し、警報を発生し及び状態をモニタ
（監視）するように機能し、通過するメッセージは、マ
イクロコンピュータインタフェース144を介してマイク
ロコンピュータ142によって制御される。従来の走査受
信機146或いは148は、隣接するセル内における無線電話
送信信号の信号強度をモニタ（監視）し、このような隣
接するセルの無線電話をいつチャネル切換えの候補にす
るかを決定するためにマイクロコンピュータ142によっ
て使用される出150を供給する。走査受信機によって無
線電話送信信号の信号強度を測定することは、多くのア
ナログセルラー通信システムにおいて典型的である。例
えば、webbらによる米国特許第4,485,486号明細書にお
いて、このようなシステムに対する走査受信機の実施例
が記載されている。従来の無線基地局装置のより詳細な
説明については、米国特許第4,485,486号明細書に記載
されている通りである。
本発明によれば、マイクロコンピュータ142は、ま
た、走査受信機146及び148を制御する。本発明に独自の
制御方法は、第２図、第３図及び第４図においてより詳
細に検討されている。アナログ／ディジタル変換器（AD
C）152は、走査受信機146及び148よって供給される出力
150をマイクロコンピュータ142による分析用にディジタ
ル形式に変換するために使用される。
各走査受信機146或いは148は、無線電話送信の開始を
検出するためにプリアンブル検出器156或いは158によっ
て使用される付加的なオーディオ出力154を発生する。
時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信シス
テムにおいて、無線電話は、典型的にはセル局の各々に
おける無線基地局装置と同期している。無線基地局装置
によって割り当てられた特定の周波数のタイムスロット
をアクセスすることによって、無線電話はメッセージを
送信しかつ受信する。受信され或いは送信される各メッ
セージは、所定の信号パターンから成るプリアンブルと
ともに始まる。より詳細な説明は、L.M.Ericsson Tele
phone Company,1987年６月発行の“将来の…ディジタ
ル技術のための入門書”の中の“新世代のディジタルFD
/TDMAシステム”第41−46頁に記載されている。プリア
ンブル検出器156或いは158は、通常の多重ビットディジ
タルコンパレータ回路を用いて実施可能である。
従って、プリアンブル検出器156或いは158は各々の走
査受信機146或いは148によって受信された各無線電話メ
ッセージのプリアンブルを検出する。このような各検出
の後、プリアンブル検出器156或いは158はマイクロコン
ピュータインタフェース144を介してマイクロコンピュ
ータ142に通報して、その結果、マイクロコンピュータ1
42は、走査受信機の出力150における受信データからい
つ信号強度を測定するべきであるかを認識する。マイク
ロコンピュータ142によって実行される測定結果は、メ
モリ回路143のデータベースに記憶される。
走査受信機146或いは148に対するマイクロコンピュー
タ142の動作は、第２図及び第３図の対応するフローチ
ャート図において図示されている。第２図及び第３図
は、無線電話用周波数ホッピング（hopping）が使用さ
れる時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信
システムの動作に特に関係している。即ち、無線電話
は、所定を周波数グループの間を循環する間、割り当て
られたタイムスロットにおけるシステム上において通信
する。このような通信システムは、より詳細には、前述
の“新世代のディジタルFD/TDMAシステム”において記
載されている。
第３図のフローチャート図は、ブロック310で始ま
り、ここでマイクロコンピュータは、関連する有効通信
範囲内の無線電話通信用の周波数ホッピング（hoppin
g）パターン及びグループを設定する。第２図は、本発
明に基づく、通信システムの周波数ホッピング（hoppin
g）及びグループ割り当ての例を図示するものであり，
ホッピングパターン（グループ）当たりＭ個の周波数が
ＮグループG1,G2,…,GNに対して使用されている。使用
されている各周波数は８個のタイムスロット（T1〜T8）
を含む。この例では、８個のタイムスロット（T1〜T8）
は、１フレームに等しい１セットを設定する。全体とし
て使用される（Ｎ×Ｍ）個の周波数が存在する。左から
右へ及び上から下へ各グループG1,G2,…,GNの内の各周
波数を介して循環する実線210は、各タイムスロット及
び各周波数を通して走査受信機のフローを表わすように
図示されている。数学的には、走査受信機の割り当て
は、周波数fXYから周波数ｆＸ＋1,Yへ変化し、ＸはＮ番
目の周波数の後に１に再初期化される。一連の垂直方向
の点線220は、通信中のあるグループ内の特定のタイム
スロットにおけるホッピング無線電話への周波数遷移を
説明するために図示されている。
ブロック310から、フローはブロック312に進む。ここ
で走査受信機の周波数は、グループG1の第１周波数（第
２図のf11）に設定される。
ブロック314において、ソフトウエアタイマー（第１
図Ｂのマイクロコンピュータ144に内蔵）は、１フレー
ムのデータを受信するのに要する時間に等しい時間間隔
に設定されてタイミングを開始する。このソフトウエア
タイマーは、走査受信機が割り当てられたフレーム内の
データを受信するための所定の周波数上に留まるように
時間長を制限するために使用される。
判断ブロック316において、テストが繰り返し実行さ
れて、ソフトウエアタイマーが時間切れになったかどう
か、或いは受信信号にあらかじめ設定されたプリアンブ
ルが受信信号中に検出されたかどうかを決定する。前に
議論した通り、各無線電話送信は、プリアンブルを定義
する所定のデータパターンによって先行されている。し
かしながら、送信が予期されているとしても、与えられ
たフレームの全てのタイムスロット上において送信が行
なわれるわけではない。
ソフトウエアタイマーの時間切れ以前にプリアンブル
が検出されるならば、フローはブロック318に進む。ブ
ロック318において、プリアンブルが検出されたことか
ら、有効な無線電話送信が受信されたとマイクロコンピ
ュータは考える。プリアンブルに続くデータの品質は、
通常のディジタル解析方法を用いて、信号強度及び信号
“保全性”（即ち、データの読み易さ、または、データ
ビットの誤り率）の点でテストされる。更に、マイクロ
コンピュータは、データを検査し、無線電話局を識別す
るための無線基地局の独特の識別コードを決定し、ま
た、どのタイムスロットにおいて送信が実行されたかど
うかを判断する。通信システムが同期した無線基地局を
持っているならば、そのローカルな基地局装置の基準タ
イミングから特定のタイムスロットを決定することがで
きる。
通信システムが同期した無線基地局を持たない場合に
は、受信メッセージからタイムスロット情報を引き出す
ことによって、タイムスロットを決定することができ
る。例えば、無線電話の個別の識別（ID）コードはプリ
アンブルから引き出され、マイクロコンピュータに送ら
れる。ここでマイクロコンピュータは、アドレスとして
IDコードを用いる通常のメモリ検索技術を用いてタイム
スロットを確認することができる。
ブロック318から、フローはブロック320に進み、検出
されたタイムスロット内に無線電話送信が存在すること
を表示するためにマイクロコンピュータのデータベース
は更新され、かつその送信の測定量は適宜に記憶され
る。ブロック320から、フローは判断ブロック316へ戻
り、次のタイムスロット内の送信が検出可能となる。
ソフトウエアタイマーの時間切れ以前にプリアンブル
が検出されない場合には、フローは判断ブロック316か
ら判断ブロック322へ進み、走査受信機が最終グループ
のフレーム内のデータの受信を完了したかどうかを決定
するためにテストが実行される。第２図において、この
テストは、走査受信機がＮ番目のグループGN内の８番目
のタイムスロットからのデータを受信した後に満たされ
る。
走査受信機が最終グループGNのフレームからのデータ
の受信を完了していない場合には、フローは判断ブロッ
ク322からブロック324へ進み、ここで走査受信機は次の
グループの周波数に割り当てられる。このことは、第２
図において左から右への実線に沿った水平移動で示され
る。ブロック324からフローはブロック314へ戻り、走査
受信機は新しいフレームのデータの受信を開始すること
が可能となる。
走査受信機が最終グループGNのフレームのデータの受
信を完了した場合には、フローは判断ブロック322から
判断ブロック328へ進み、走査受信機が最終グループGN
のフレームからのデータの受信を完了したかどうかを決
定するためにテストが実行される。第２図において、こ
のテストには、モニタ（監視）中の周波数がfNMである
か否かに関する決定が含まれるであろう。走査受信機が
この時点で周波数fNMをモニタ（監視）していない場合
は、フローはブロック330へ進み、ここで走査受信機は
第１グループG1の次の周波数へ割り当てられる。もしこ
この時点において周波数がfNMに等しい場合には、フロ
ーはブロック312へ戻り、ここで全信号処理工程は第１
グループG1の第１周波数f11から再度初期設定される。
この信号処理は連続することから、ブロック320にお
いて表示されるように、マイクロコンピュータのデータ
ベースは連続的に更新される。データベースは、隣接す
るセルからのあらゆる無線電話送信の信号品質及び信号
強度の測定によって更新されているので、スイッチコン
トローラ（第１図Ａ）は、関連するセル無線基地局への
チャネル切換えの可能性のある無線電話の最新状態に対
してアクセスが与えられる。
この状態情報は、Webbらによる米国特許第4,485,486
号明細書,Labedzらによる米国特許第4,654,867号明細書
及びBontaらによる米国特許第4,696,027号明細書に記載
されているような通常のチャネル切換え信号処理におい
て使用できる。しかしながら、この情報はスイッチコン
トローラに対して直ちに適用できることから、スイッチ
コントローラは隣接するセルの無線基地局装置に対して
各チャネル切換え候補としての無線電話に対して必要な
モニタリング（監視）を第１に実行することを要求する
必要はないということを指摘されるべきである。スイッ
チコントローラは、単に、データベース内に既に記憶さ
れた情報を供給するように、隣接する無線基地局装置に
質問するにすぎない。一方、隣接する無線基地局装置
は、この蓄積された信号情報をスイッチコントローラに
連続的に供給することが可能であり、従ってスイッチコ
ントローラが第１に要求を実行するという余分の信号処
理工程を軽減できる。上述のいずれかを信号処理を実行
することによって、既知の走査モニタリング方式に対し
て著しい利点を提供する。なぜならば、どこで、いつチ
ャネル切換えるかを決定するために、必要な時間を実質
的に節約できるからである。
本発明の別の局面によれば、本発明は通信周波数（チ
ャネル）が各セル無線基地局において割り当てられる方
法を含む。前述の如く、走査受信機に新しい周波数が割
り当てられるたびに、新しい周波数で走査受信機が実際
にデータを受信できるまでに固有の遅延が生ずる。周波
数ホッピングTDMAセルラー無線電話通信システムにおい
て、この遅延が過度になれば、走査受信機によってかな
りのデータ量が失われることがある。
この問題点を克服するために本発明は、新しい無線電
話タイムスロット／周波数割り当てを使用する。第２図
を参照すると、この割り当ては、あるグループフレーム
からのオープンタイムスロットを選択することを含み、
複数のグループフレームは一度に１フレームが満たさ
れ、また各グレープは別のグループが満たされる以前に
満たされる。
例えば、特定の時間において、チャネル切換えを目標
とする無線基地局が、２つの割り当てられたグループ
（G1及びG2）及び４個の対応する周波数（f11,f12,f21,
f22）を含むと仮定しよう。更に与えられた時点におい
て、グループフレームF11内において無線電話通話はタ
イムスロットT1,T3,T5,T6,T7及びT8で能動中であり、グ
ループフレームF12内において無線電話通話はタイムス
ロットT1,T2及びT3で能動中であり、グループフレームF
21及びF22内では、能動中の無線電話通話はないものと
仮定する。本発明によれば、この一定の周波数割り当て
（無線電話候補または無線電話通話開始に対する）にお
ける第１オープンタイムスロットは、グループフレーム
F11の第２タイムスロットT2である。そこで、グループ
フレームF11の第２タイムスロットT2が選択される。
この無線基地局における次の無線電話通話の割り当て
は（前述と同一の能動中の通話と仮定すると）グループ
フレームF11の第４タイムスロットT4となる。フレームF
11全体が能動中の通話を一度含めば、次にフレームF12
からのタイムスロットが左から右へ選択され、次に、F2
1及びF22からのタイムスロットが選択されるであろう。
無線電話通話が打ち切られ、或いは、隣接するセル局
にチャネル切換えが行なわれるならば、そのグループフ
レーム（F11,F12,F21,F22）からのタイムスロットは自
由に同様の方法で追加の無線電話通話に対してタイムス
ロットを割り当てることができるようになる。
更に、本発明は、無線基地局間を通過するデータ量を
最少にする方法を提供しており、また同時に、各無線基
地局に対して特定のグループの能動中の通信周波数をよ
り能率的に走査させる方法を提供している。各々の新し
いグループ（少なくとも１つの時分割フレームを含む）
が各無線基地局において通信目点で設定されると、新し
いグループが走査モニタされなければならないというメ
ッセージが複数の隣接するセル局に送られる。これは、
通信システムに対して能動中の通話、または、能動にな
ろうとする通話を、全周波数の走査を要求することな
く、かつ、新しい能動中の通話が設定されるたびに隣接
するセル局への走査モニタリングの命令を要求すること
なく、モニタ（監視）させることを可能にする。同様
に、グループが不使用（アイドル）になれば、単一のメ
ッセージが隣接する無線基地局に送られ、不使用のグル
ープの走査が中止される。
第４図におけるフローチャート図は、本発明に基づ
き、また、前の列と同様に、セル局１からセル局２（第
１図Ａを参照）へのチャネル切換えを命令するスイッチ
コントローラ（第１図Ａ）の動作フローの一例を図示す
る。フローチャート図は判断ブロック410で開始し、こ
こではセル局１でチャネル切換え候補が存在するかどう
かを決定するテストが実行される。チャネル切換え候補
が存在しない場合には、その手順は終了し、同様なテス
トが別のセル局において実行される。
チャネル切換え候補がセル局１に存在する場合には、
フローは判断ブロック410からブロック420へと進み、こ
こでスイッチコントローラは、親（ホスト）のセル局
（セル局２）に隣接するセル局から無線電話にに関する
関連するデータベース信号測定情報を要求する。第３図
の判断ブロック317及びブロック320に関して以前に議論
したように、各々の隣接するセル局はスイッチコントロ
ーラに対して直ちに、隣接するセル局における無線電話
通信についての報告を与える。かくして、スイッチコン
トローラはセル局２に対して無線電話のチャネル切換え
候補が通信している周波数及びタイムスロットを通報す
る（或いは、セル局２のデータベースに基づく無線電話
の識別番号をセル局２に通報する）。
隣接するセル局（セル局２）の各々からの報告を用い
て、ブロック430においてスイッチコントローラは無線
電話のチャネル切換え候補が次に通信すべき最適のセル
局を決定する。
ブロック440においてスイッチコントローラはチャネ
ル切換えの割り当てのために目標セル局における第１オ
ープンタイムスロット及び周波数を決定する。以前に議
論した通り、これによって、各グループフレームを一時
に１フレーム、一時に１グループを満たすことを伴う
が、そのため走査受信機は、単に１つ或いは２つの能動
中の通話に役立てるために、周波数を変更して全グルー
プフレームをモニタするという過度の負荷を負う必要は
ないであろう。
ブロック450において、スイッチコントローラは無線
基地局装置に対して目標とするセル局におけるチャネル
切換えを効果的にする割り当てを通報する。
或いはまた、全てのタイムスロット及び周波数情報は
各セル局に存在することから、セル局は、ブロック440
において表示された決定を実行することができ、かつ、
第１オープンタイムスロット及び周波数をスイッチコン
トローラに通報できる。
本発明の更に別の局面においては、第３図に図示され
る処理工程を少し修正して走査受信機が次のグループに
移動する以前に、各グループの中で走査受信機をＭフレ
ームの間遅延することによって、走査受信機の利用効率
を改善することが可能である。第５図はそれを図示す
る。
第５図において、第３図のフローチャート図が、ブロ
ック513,517,判断ブロック519及びブロック521として図
示される４個の追加処理工程を含むように修正された形
式にて図示されている。第５図に図示されるフローチャ
ート図の処理工程を、再度第２図を用いて説明する。全
グループの周波数ホッピングィパターンが確立されると
（ブロック310）、走査受信機はグループG1（ブロック5
13）の第１周波数（f11）に同調され、カウンティング
変数“COUNT"はＭに等しく設定される。ここで、Ｍは各
グループ内におけるフレームの数である。
ブロック513からフローはブロック314へと進み、ここ
でソフトウエアタイマーが初期決定され、続いてソフト
ウエアタイマーが時間切れかどうか、或いはプリアンブ
ルは検出されたかどうかを決定するためのテストが判断
ブロック316において実行される。
もしもプリアンブルが検出されると、フローはブロッ
ク318及びブロック320を通過し、対応くる信号測定値に
よってデータベースを更新する。
ソフトウエアタイマーが時間切れのときには、フロー
は判断ブロック316からブロック517へと進み、ここでカ
ウンティング変数COUNTが減算される。
判断ブロック519においては、カウンティング変数COU
NTRが零に減算されたかどうかを決定するためのテスト
が実行される。カウンティング変数COUNTが零に減算さ
れていない場合には、フローは判断ブロック519からブ
ロック521へと進み、ここでマイクロコンピュータはソ
フトウエアタイマーを再初期設計し、走査受信機は、現
在の周波数のフレーム内から別の８個のタイムスロット
を受信し続ける。判断ブロック316,ブロッム517,判断ブ
ロック519及びブロック521において設定されるこのルー
プは、Ｍ回循環する。例えば、Ｍが３に等しければ、走
査受信機は３フレームだけ受信するまで同一の周波数f
11に留まるであろう。
カウンティグ変数COUNTが零に減算されたならば、フ
ローは判断ブロック519から判断ブロック322へと進み、
ここで走査受信機の周波数割り当ては第３図に記載され
たように続けられる。
単一周波数を１フレーム以上受信し続けるように走査
受信機を遅延することは、周波数ホッピングTDMAセルラ
ー無線電話通信システムにおいて著しい利点を提供す
る。第２図のグループG1を参照して、Ｍは３に等しく、
グループフレームF11,F12及びF13に８個の能動中の通話
があると仮定する。すると、周波数f11において３つの
フレームを受信した後に、走査受信機は、単一の遅延を
受ける必要もなく、全部で24個の自動車からの送信を受
信することになるであろう。これはその周波数が、決し
て変わらなかったからである。このようにして、走査受
信機は周波数f11においてＭフレームのデータを受信
し、周波数f21においてＭフレームのデータを受信し、
周波数f31においてＭフレームのデータを受信し、その
後グループG1に戻り、周波数f12においてＭフレームの
データを受信し、次にF22においてＭフレームのデータ
を受信する。
走査受信機は、ローテーションで同一グループの周波
数を常にモニタ（監視）するよりもむしろ、各グループ
の周波数の間を循環するのが好ましい。そうすれば、単
一周波数におけるフェージングのような問題を引き起こ
すことなく、正確な信号測定が得られる。例えば、グル
ープG1のタイムスロットT1において能動中の無線電話通
話は、走査受信機が別の測定のため周波数f11へ戻る以
前に、周波数f11において３回、周波数f12において３
回、周波数f13において３回測定された送信信号を得る
であろう。
Ｍの値が大きければ、走査受信機がある周波数ホッピ
ンググループから別のグループ（例えば、グループG1か
らグループG2）へ移動するとき、能動中の通話から信号
測定値のかなりの数が失なわれる。ある状態では、この
数が全通信システムの動作にとって容認できなくなるこ
ともある。この種の状態に対しては、第１図Ｂに図示さ
れるように、第２走査受信機を使用することで、この問
題点を50％の割合で減少することができる。第２走査受
信機は第５図に図示された方法と同一の方法で制御され
る。ただし、その個々の周波数割り当ては、単一の走査
受信機が各周波数を介して循環し、即ち、f11から第２
図の実線210に沿ってfNMまで流れるのに要する時間の半
分に等しい時間遅延後、第１走査受信機の個々の周波数
割り当てに引き続く。更に、この問題点を低減するため
に、更に別の走査受信機を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａは、２個の無線基地局と各々の基地局に関連し
た装置を含む本発明の時分割多重アクセス（TDMA）セル
ラー無線電話通信システムの構成図である。 第１図Ｂは、第１図Ａの無線基地局装置115或いは119の
拡大構成図である。 第２図は、第１図Ｂの走査受信機146或いは148に対する
周波数割り当てを示す図である。 第３図は、走査受信機146或いは148に対する周波数割り
当ての動作を図示するフローチャート図である。 第４図は、第１図Ｂの走査受信機146或いは148に対する
タイムスロット及び周波数割り当てを実行するスイッチ
制御装置（コントローラ）の動作を図示するフローチャ
ート図である。 第５図は、第１図Ｂの走査受信機146或いは148に対する
別の周波数割り当ての動作を図示するフローチャート図
である。 110,112……セル 114,118基地局トランシーバ 115,119……無線基地局装置 116……基地局１のコントローラ 120……基地局２のコントローラ 121……信号処理装置（ユニット） 122……（セルラー）スイッチコントローラ 123……ディジタル交換網 125……パルス符号変調（PCM）変換器 130……無線電話装置（ユニット） 131……加入電話回線（PSTN） 132……送信アンテナ 134……受信アンテナ 136……送信機コンバイナー（結合器） 138……受信機インタフェース装置 140……トランシーバ 141……オーディオパス 142……マイクロコンピュータ 143……メモリ回路 144……マイクロコンピュータインタフェース 146,148……走査受信機 150……走査受信機の出力 152……アナログ／ディジタル変換機（ADC） 154……オーディオ出力 156,158……プリアンブル検出器 210……実線 220……点線 310,312,314,318,320,324,330,420,430,440,450,513,51
7,521……ブロック 316,322,328,410,519……判断ブロック T1〜T8……タイムスロット G1,G2.....GN……グループ F11,F12,F21,F22....……グループフレーム f11,f12.....f1M,f21,f22.....f2M.....fN1,fN2.....f
NM.....……周波数
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−187739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−272130（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開202485（ＥＰ，Ａ ２) 欧州特許出願公開209185（ＥＰ，Ａ ２)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１無線基地局装置（115）及び第２無線
    基地局装置（119）を有し、各無線基地局装置（115,11
    9）は関連する無線電話有効通信範囲（110,112）を供給
    し、各無線基地局装置（115,119）が時間区分フレーム
    でセルラー無線電話通信用として複数の周波数を使用す
    ることを特徴とする時分割多重アクセス（TDMA）セルラ
    ー無線電話通信システムであって、 （ａ）前記第２無線基地局装置（119）に接続され、前
    記第１無線基地局装置（115）によって使用される１つ
    の周波数をモニタして前記時分割多重アクセス（TDMA）
    セルラー無線電話通信システム上の無線電話通話の信号
    品質パラメータを得るモニタ手段（146）と、 （ｂ）前記モニタ手段（146）に接続され、無線電話通
    信用に使用中の前記第２無線基地局装置（119）におけ
    る周波数及び時間区分を記録する処理手段（142）と、
    更に、 （ｃ）前記処理手段（142）に応答して、各周波数内に
    無線電話通話を集中する周波数優先方式に基づいて前記
    第２無線基地局装置（119）によって使用される複数の
    周波数の時間区分に対して無線電話通話を割り当てる割
    り当て手段（140）とを具えることを特徴とする時分割
    多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信システム。
  2. 【請求項２】前記モニタ手段（146）は無線電話通話の
    信号強度をモニタする手段を具えることを特徴とする請
    求項１記載の時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線
    電話通信システム。
  3. 【請求項３】前記モニタ手段（146）は無線電話通話の
    信号の保全性をモニタする手段を具えることを特徴とす
    る請求項１或いは請求項２のうちいずれか１項記載の時
    分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信システ
    ム。
  4. 【請求項４】前記第１無線基地局装置（115）の有効通
    信範囲内において無線電話チャネル切換え候補（130）
    を確認する手段を更に具え、 前記モニタ手段（146）は前記無線電話チャネル切換え
    候補（130）によって使用される周波数をモニタして無
    線電話通話の信号品質パラメータを得る手段を更に具
    え、 前記割り当て手段（140）は、各周波数内に無線電話通
    話を集中する周波数優先方式に基づいて前記第２無線基
    地局装置（119）によって使用される複数の周波数のう
    ちの１つの周波数に時間区分を割り当てることによっ
    て、前記無線電話チャネル切換え候補（130）を前記第
    ２無線基地局装置（119）の有効通信範囲（112）に対し
    てチャネル切換えする手段を更に具えることを特徴とす
    る請求項１、２或いは３のうちいずれか１項記載の時分
    割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信システ
    ム。
  5. 【請求項５】前記周波数優先方式は他のグループの周波
    数が無線電話通話用として割り当てられる以前に、第１
    のグループの周波数から１つの周波数を無線電話通話割
    り当て用として選択する工程を含むことを特徴とする請
    求項１乃至４のうちいずれか１項記載の時分割多重アク
    セス（TDMA）セルラー無線電話通信システム。
  6. 【請求項６】前記周波数優先方式は第１のグループの周
    波数が別の無線電話通話を伝送できない場合に、無線電
    話通割り当て用と見なされる第２のグループの周波数か
    ら無線電話通話割り当て用の１つの周波数を選択する工
    程を含むことを特徴とする請求項５記載の時分割多重ア
    クセス（TDMA）セルラー無線電話通信システム。
  7. 【請求項７】前記第１無線基地局装置（115）及び前記
    第２無線基地局装置（119）の各々の無線電話有効通信
    範囲（110,112）は互いに隣接しており、前記第１無線
    基地局装置（115）及び前記第２無線基地局装置（119）
    と結合され、前記第１無線基地局装置（115）及び前記
    第２無線基地局装置（119）との無線電話通信を提供す
    る結合手段を更に具えるスイッチコントローラ（122）
    であって、 前記モニタ手段（146）は前記第１無線基地局装置（11
    5）によって供給される無線電話通信の有効範囲内に前
    記無線電話チャネル切換え候補（130）が存在すること
    を判断する判断手段（121）を更に具え、更に、 前記割り当て手段（140）は、目標無線基地局装置とし
    て前記第２無線基地局装置（119）を選択する手段と、
    各周波数内に無線電話通話を集中する周波数優先方式に
    基づいて前記第２無線基地局装置（119）によって使用
    される複数の周波数のうちの１つの周波数に対して時間
    区分を割り当てることによって、前記無線電話チャネル
    切換え候補（130）を前記目標無線基地局装置にチャネ
    ル切換えする手段とを更に具えることを特徴とする請求
    項１乃至６のうちいずれか１項記載の時分割多重アクセ
    ス（TDMA）セルラー無線電話通信システム。
  8. 【請求項８】更に、無線基地局コントローラ（116）を
    含むことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１
    項記載の時分割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話
    通信システム。
  9. 【請求項９】前記第１無線基地局装置（115）及び前記
    第２無線基地局装置（119）を有し、各無線基地局装置
    （115,119）が関連する無線電話有効通信範囲（110,11
    2）を供給し、各無線基地局装置（115,119）が時間区分
    フレームでセルラー無線電話通信用として複数の周波数
    を使用することを特徴とする時分割多重アクセス（TDM
    A）セルラー無線電話通信システムであって、 （ａ）前記第２無線基地局装置（119）に接続され、前
    記第１無線基地局装置（115）に使用される特定の周波
    数をモニタし、前記時分割多重アクセス（TDMA）セルラ
    ー無線電話通信システム上の無線電話通話の信号品質パ
    ラメータを得るモニタ手段（146）と、 （ｂ）前記モニタ手段（146）に接続され、無線電話通
    信に利用される前記第２無線基地局装置（119）におい
    て使用中の周波数及び時間区分を記録する処理手段（14
    2）と、更に、 （ｃ）前記モニタ手段（146）に接続され、前記処理手
    段（142）に応答して、前記特定の周波数が前記無線電
    話通話用として使用される時、前記特定の周波数のモニ
    タの開始が前記モニタ手段（146）に指示する制御手段
    （142）とを具えることを特徴とする時分割多重アクセ
    ス（TDMA）セルラー無線電話通信システム。
  10. 【請求項１０】（ａ）前記時分割多重アクセス（TDMA）
    セルラー無線電話通信システムは、周波数ホッピング時
    分割多重アクセス（FH−TDMA）セルラー無線電話通信シ
    ステムであり、 （ｂ）前記モニタ手段（146）は前記時分割多重アクセ
    ス（TDMA）セルラー無線電話通信システム上の周波数ホ
    ッピング無線電話通話用として前記第２無線基地局装置
    （119）によって使用される特定の周波数を測定する手
    段を更に具え、 （ｃ）前記処理手段（142）は複数の時間区分フレーム
    用の前記特定の周波数を連続的に測定するように前記モ
    ニタ手段（146）に命令する手段を更に具えることを特
    徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項記載の時分
    割多重アクセス（TDMA）セルラー無線電話通信システ
    ム。
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