JP2558684B2 - 移動無線チヤネル制御方式 - Google Patents

移動無線チヤネル制御方式

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JP2558684B2
JP2558684B2 JP62076073A JP7607387A JP2558684B2 JP 2558684 B2 JP2558684 B2 JP 2558684B2 JP 62076073 A JP62076073 A JP 62076073A JP 7607387 A JP7607387 A JP 7607387A JP 2558684 B2 JP2558684 B2 JP 2558684B2
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充 村田
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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、同一周波数を複数の無線ゾーンで共通に使
用する移動通信方式のチャネル切り替え制御に関するも
のであって、特に、他無線ゾーンからの同一周波数の妨
害を軽減する方法に係る。
〔従来の技術〕
移動通信方式では、一つの基地局を中心に移動局と有
効に通信を行なうことのできる無線ゾーンを設定し、こ
の基地局と無線ゾーン内の移動局とがチャネルを指定し
て通信を行なう方式が知られている。
このような方式では、複数の無線ゾーンによってサー
ビスエリアが構成されるが周波数の有効利用をはかるた
めに、無線ゾーンの半径を小さくし、同一の無線周波数
を異なる無線ゾーンについて共通に割り当てて使用する
方法がとられる。
一方、陸上移動通信の電波伝播特性の変動には、短時
間周期で起こる変動いわゆる瞬時変動と、その変動の中
央値が比較的長い時間の間で起こる短区間中央値変動
と、さらにこの短区間中央値変動カーブの中央値がより
長い時間の間で変化する長区間変動がある。
この長区間変動は、基地局からの距離に対応するので
距離特性ともいわれる。
自動車電話の場合、瞬時変動はレイリー分布に従い、
短区間中央値の変動は対数正規分布に従う。
また、距離特性は第1図に示すような特性を示す。
第1図の横軸は基地局と移動局との距離、縦軸は伝播
損失を示す。
例えば、通話品質を管理するために、短区間中央値変
動の長区間における中央値の希望波対妨害波比(以下D/
Uともいう)が20dB以上必要な場合には、同一周波数を
使用する基地局間距離は次のように決められている。
すなわち第2図に示すように、移動局が、52で示す希
望波ゾーンZuの周辺でかつ51で示す妨害波ゾーンZdに最
も近いA点にいるとき、D/Uが20dBを満足するように決
める。
例えば無線ゾーン半径rが5kmの場合には、第1図よ
り5km点における伝播損失は 137dBとなるが、 D/U>20dB になるように妨害波の伝播損失を157dB以上にするに
は、第1図より妨害波を発生する無線ゾーンの基地局53
とA点までの距離dを20km以上とする必要があることが
分かる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述のように、同一周波数を複数の無線ゾーンで共通
に使用する場合には、基地局間距離が干渉上問題ないよ
うに決められているが、これはあくまでも平均的に妨害
が発生しないように設定することであり、実際には、短
区間中央値が希望波については低く、妨害波については
高く変動した場合には干渉が生じることになる。
従来は、このため妨害を受けている側の無線ゾーンで
チャネルを切り替えて使用していたが、該無線ゾーンに
空きチャネルがない場合には対処し得なかった。
本発明はこれらの欠点を解決するため、妨害を受けて
いる無線ゾーンに空きチャネルがない場合であっても、
所定の通信品質を確保することができる制御方法を提供
することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、上述の目的は、前記特許請求の範囲
に記載した手段により達成される。
すなわち、本発明は、例えば基地局において、各チャ
ネルを掃引して、希望波レベルと妨害波レベルを測定
し、希望波レベルと妨害波レベルとの比が所定値を下回
るときには、希望波レベルと妨害波レベル比の大きなチ
ャネルへ妨害波の呼を切り替えるように制御するもので
ある。
本発明は、布線論理回路により実現することが可能で
あるが、基地局にプロセッサを有する制御装置を備え、
測定の制御、演算および切替制御をソフトウエアによっ
て実行するように構成することも可能である。
〔実施例〕
第3図は本発明の一実施例の基地局における制御を示
す流れ図である。
すなわち、基地局にはプロセッサを有する制御装置を
備えていて、そのプログラムに従って、通信用に割り当
てられているn個の各チャネルの掃引測定、演算および
切替の制御を実行している。
第3図はその制御手順の要部を示している。
同図において、i,jはそれぞれチャネル番号を示して
いる。
また、 i+1→i j+1→j は、それぞれi,jを1ずつ繰り上げて設定してゆくこと
を表わし、i,jがそれぞれnに達したときには、 n+1=1 になるように構成されている。
第3図にしたがって、本発明のチャネル制御方法を説
明すると、対象ゾーン(ここではDゾーンと呼ぶ)の基
地局は、はじめにiを1として第1番目のチャネルが通
話中であるか否かを調べる。通話中でなければ、iを順
次1ずつ繰り上げてゆき、通話中のチャネルに当たる
と、そのi番目のチャネルについて、希望波レベルDiと
妨害波レベルUiを測定する。
この測定の方法については、後に詳しく説明する。
次に希望波レベルと妨害波レベルの比Di/Uiを計算
し、これが所定値20dB以下であるか否かを判別する。20
dBを上回っていれば、通話に支障はないものとして、i
を繰り上げて次のチャネルについて同様のチェックを繰
り返す。
所定値20dBを下回るものがあると、妨害を与えている
干渉ゾーン(これをUゾーンと呼ぶ)を探す。この方法
については後に詳しく説明する。Uゾーンが見付かった
ら、それを上位局(制御局、交換局)を経由して、該当
するUゾーンの基地局に知らせる。このとき、干渉のチ
ャネル番号も合わせて教える。該Uゾーンでは、この起
動を受けてi番目のチャネル以外の空いているj番目の
チャネルにチャネルを切り替える。この切り替え方法と
して、i番目以外の任意の空いているチャネルに無条件
に切り替える場合と、以下のように別の無線ゾーンに影
響を与える危険性の小さいチャネルを探索してから、そ
こに切り替える方法がある。
前者の場合は、切り替えた後、別の無線ゾーンから干
渉の旨の起動がかかったら、さらに、別のチャネルを切
り替えればよい。
後者については、j番目のチャネルについて、それが
妨害を与えるおそれのある他の無線ゾーンでの希望波レ
ベルD2jと妨害波レベル比を計算して、所定値20dB以上
になるj番目のチャネルを見出だし、それが見出だされ
るとi番目のチャネルの呼をそのj番目のチャネルに切
り替えるものである。
この計算においては、距離特性を用いればよい。すな
わち、この無線ゾーンからDゾーンまでの距離は、およ
そわかっているから、その距離におよそ近い別の無線ゾ
ーンも干渉するおそれがあるから、それらの無線ゾーン
に割り当てられたチャネルについてD/Uを計算すればよ
い。
上述の制御をi,jについて1からnまで繰り返し実行
すると、常に各チャネルの品質は所定値以上に確保する
ことができる。
ところで、上記の制御で、Uゾーンに空きチャネルが
ないときは、そのまま何もしないことが通常であり、こ
のときのみDゾーンの干渉は除去されないが、この場合
はUゾーンからDゾーンに空きチャネルがない旨を上位
局を介して教えることも考えられる。このとき、Dゾー
ンでは通話中のチャネルを別のチャネルに切り替えれ
ば、干渉を除去できる。このDゾーンでのチャネル切替
は公知の方法で可能である。
次に各チャネルの希望波レベルと妨害波レベルの測定
方法、並びに、妨害を与えているUゾーンの探索方法に
ついて説明する。
第4図は、本発明を実施する移動局の送信回路の構成
を示すブロック図であって、希望波と妨害波の区別を行
なうための移動局送信回路の構成例を示している。
同図において、1は音声入力端子、2は変調器、3は
パイロット信号発生回路、4は中間周波帯合成器、5は
混合回路、6は局部発信回路、7は増幅器、8はアンテ
ナまたは送受共用器への出力端子を表わしている。
端子1から入力した音声信号は変調器2で変調されて
中間周波帯の信号になる。パイロット信号発生回路3で
作られたパイロット信号と中間周波帯合成器4により合
成された後、局部発信回路6の出力周波数と混合回路5
により混合されて無線周波帯の信号となる。この信号
は、増幅器7により増幅されて、出力端子8からアンテ
ナへ導かれる。
第5図は移動局の送信波スペクトルの一例を示す図で
あって、Sは音声信号のスペクトル、Pはパイロット信
号を示している。
パイロット信号の周波数は、同一の無線周波数を繰り
返して使用する無線ゾーンの基地局ごとに互いに異なる
周波数に設定しておく。
つまり、小無線ゾーン構成では、10ゾーン程度で周波
数を繰り返し用いるから同じ周波数を用いる無線ゾーン
では別のパイロットを用いるのである。無線基地局から
の指定により移動局は、その無線ゾーンに指定されたパ
イロット信号周波数Pを送信するように構成される。こ
のパイロットは、通話中は常に送信するのが最も簡単で
ある。
第6図は、本発明を実施する基地局受信機の構成の例
を示すブロック図であって、希望波と妨害波のレベルを
検出するための基地局受信機の構成例を示している。
同図において、11はアンテナまたは送受共用器からの
入力端子、12は混合回路、13は局部発信回路、14は音声
変調スペクトルを取り出す帯域フィルタ、15は復調器、
19は復調出力端子、16はパイロット信号f1の受信回路、
17はパイロット信号f2の受信回路、18はパイロット信号
f3の受信回路を表わしている。
パイロットの種類として、ここでは3つの場合を示し
たが、これを更に多くする場合には、それに対応する受
信機を設ければよい。
ただし、現在の自動車電話方式では、無線周波数は約
10ゾーン程度で繰り返しており、1ゾーンの大きさは半
径5k〜10km程度であって、パイロット周波数も、30ゾー
ン程度離れれば同一の周波数を用いることができるか
ら、パイロットとして高々3〜4波程度を割り当てれば
十分である。
第7図は妨害波があるときの基地局における受信波の
スペクトルの例を示す図であり、Sdは希望波の音声信号
スペクトル、Suは妨害波の音声変調スペクトル、Pdは希
望波のパイロット信号スペクトル、Puは希望波および妨
害波のパイロット信号スペクトルを表わしている。
前述のように、各無線ゾーンごとに移動局が指定を受
けるパイロット信号周波数は異なる周波数であるから、
希望波および妨害波のパイロット信号周波数f1,f2,f3
互いに異なるものである。
第6図において、基地局受信波は、端子11より入力さ
れ混合回路12で局部発信回路13からの局部発信周波数信
号と混合されて中間周波帯の信号となる。この中間周波
帯の信号は4分岐され、1つは音声変調スペクトルを通
す帯域フィルタ14を通過し、復調器15によって音声信号
が復調される。これは端子19に出力される。
他の中間周波帯の信号は、受信回路16,17および18に
よって、それぞれf1,f2およびf3の成分が受信され、そ
のレベルによって希望波レベルおよび妨害波レベル、さ
らに妨害波の無線ゾーンを知ることができる。
以上は中間周波帯でパイロット信号を挿入する方法に
より説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、ベースバンドでパイロット信号を挿入するもの、ま
たパイロット信号によらず希望波と妨害波の合成波に生
ずるビートを検出するもの等により検出する方法も適用
可能である。
通信中の呼を別のチャネルに切り替えるには、現行自
動車電話方式の通話中チャネル切り替えのための通話チ
ャネル切替手順をそのまま適用することが可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、他の無線ゾー
ンの電波による妨害を受けている無線ゾーンに切り替え
可能な空きチャネルが無い場合であっても、妨害を与え
ている側のチャネルを切り替えることにより対処し得る
ので、移動通信方式の通話品質をより向上せしめ得る利
点がある。
また、妨害波レベルが大きくなって通話品質の劣化し
たチャネルを自動的に検出して、所定値以上の通信品質
を確保することのできるチャネルに切り替える方法を採
ることもできる。
【図面の簡単な説明】 第1図は陸上移動通信における電波伝播損失特性の一例
を示す図、第2図は同一周波数を使う基地局間距離の決
め方について説明する図、第3図は本発明の一実施例の
基地局の制御を示す流れ図、第4図は本発明を実施する
移動局の送信回路の構成を示すブロック図、第5図は移
動局の送信波スペクトルの一例を示す図、第6図は本発
明を実施する基地局受信機の構成の例を示すブロック
図、第7図は妨害があるときの基地局受信波のスペクト
ルの一例を示す図である。 1……音声信号入力端子、2……変調器、3……パイロ
ット信号発生回路、4……中間周波帯合成器、5……混
合回路、6……局部発信回路、7……増幅器、8……出
力端子、11……入力端子、12……混合回路、13……局部
発信回路、14……帯域フィルタ、15……復調器、16,17,
18……パイロット信号受信回路、19……出力端子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無線ゾーンが複数配置され、位置的に離れ
    た異なる無線ゾーンで同一周波数のチャネルを使用する
    移動無線通信方式において、 他無線ゾーンからの電波干渉により通信が妨害を受けて
    いる無線ゾーンが存在し、該無線ゾーン内において測定
    した通信中のチャネルの電波と前記妨害を与えている他
    無線ゾーンのチャネル電波との強度の比が予め定めた閾
    値を越えているとき、妨害を与えている側の無線ゾーン
    で使用しているチャネルを他の周波数のチャネルに切り
    替えることを特徴とする移動無線チャネル制御方式。
  2. 【請求項2】他無線ゾーンの通信に妨害を与えているチ
    ャネルを他の周波数のチャネルに切り替えるとき、切り
    替え後のチャネルが前記通信妨害を受けている無線ゾー
    ンを含む他の無線ゾーンの通信に妨害を与えるか否か
    を、その間の距離と伝送損失の関係に基づいて推定し、
    妨害を与えることが無いと判断されるときのみチャネル
    切り替えを実施する特許請求の範囲第(1)項記載の移
    動無線チャネル制御方式。
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