JP2603075B2 - 移動通信方式 - Google Patents

移動通信方式

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JP2603075B2
JP2603075B2 JP62166912A JP16691287A JP2603075B2 JP 2603075 B2 JP2603075 B2 JP 2603075B2 JP 62166912 A JP62166912 A JP 62166912A JP 16691287 A JP16691287 A JP 16691287A JP 2603075 B2 JP2603075 B2 JP 2603075B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、同一周波数を地域的に繰り返して使用する
無線通信方式において、簡単にして高精度に干渉波の強
度を測定し、これによりチャネル切り替えを行う移動通
信方式に関するものである。
(従来の技術) 無線通信では、TV放送や移動通信方式等に見られるよ
うに、周波数資源を有効利用するために、同一周波数を
地理的に離れた場所で繰り返して使用している。このよ
うな場合、気象条件の変化、移動機の移行にともなう周
囲地形、建物等の影響による伝搬特性の変動により、防
害波レベルが規定値以上になり、良好な通信品質が保て
ない場合が生じる。そこで、常時防害波の程度あるいは
希望波対防害波電力比(D/U)を測定し、防害波強度が
高くなった場合には、防害の小さな他のチャネルに通信
チャネルを切り換える方法が用いられている。
防害波の程度を測定する方法として、FM方式による移
動通信では、同一周波数干渉に対して適用するビート検
出法がある。これは、干渉が生じると、受信包絡線に信
号成分どうしによる高い周波数を含んだビートが発生
し、この周波数成分は、フェージングによる包絡線の遅
い変動速度と容易に識別することができることに着目し
た方法であり、この包絡線変動の高い周波数成分と遅い
周波数成分の測定結果を用いて演算することにより希望
波対干渉波電力比を測定するものである(例えば小園他
著「移動通信における同一チャネル干渉量の測定」電子
通信学会論文誌、Vol.J68−B、No.1、pp109〜116)。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、ビート検出法による測定法では(i)干渉
波の条件として同一周波数波干渉であることが必要であ
ること、(ii)FM変調方式に限られること、(iii)変
調信号の特性(レベルおよび周波数特性)に依存して変
調スペクトルの広がりが異なりその結果、受信機の狭帯
域フィルタ出力では信号に依存したAM成分が生じて誤差
を生じること、(iv)音声のポーズ期間等のようにFM変
調がかかっていない期間では測定が困難となること、
(v)D/Uの逆転が測定できないこと、(vi)どの干渉
局が支配的かの判定ができない等の本質的問題がある。
又、これを具体的に実現するには情報を抽出するための
フィルタ類、演算するためのマイクロプロセッサ等が不
可欠である。このため具体的に実現できる測定系はかな
りの測定誤差を許容せざるを得ない状況にある。
又、音声信号と同時あるいは時分割的にデータ信号を
伝送し、データ信号を通話中の各種制御に利用する方式
がある。この場合、通話中に伝送されるデータ信号の誤
り率等のディジタル信号品質を測定し、受信レベルが高
いにもかかわらず誤りが生じた場合には干渉によりD/U
が劣化したものと判断し、チャネル切り替えを行う方法
も提案されている。この場合、ディジタル信号が高速に
なってくると遅延を伴って受信された多重波による波形
歪で誤った場合と原因を分離できず、必要以上にチャネ
ル切り替えを実行してしまう欠点がある。
本発明の目的は、変調方式、変調信号の速度、統計的
性質、受信機IFフィルタ特性、変調の有無等に依存する
ことなく、簡易にして高い精度の得られる干渉測定を可
能にして、高品質かつ周波数利用効率のすぐれた移動通
信方式を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、地域的に同一周波数を繰り返して使用する
無線通信方式において、希望波チャネルの送信電力を一
定時間だけ断とし、その間他局からの干渉電力を測定
し、又、その前あるいは後の期間に一定時間だけ周辺干
渉局が送信電力を同期して断とし、干渉局が送信OFFの
時間に希望波レベルを測定し、直接的に希望波レベル、
干渉波レベルおよびその相対比を測定して良好なチャネ
ル切り換えを行うように構成することを最も主要な特徴
とする。このため、従来技術とは以下の点が異なる。
(i) 各無線ゾーンの移動機および基地局装置は、一
定の周期で送信電力を断とする。又、この断時間は干渉
し合う局相互で異なるタイミングで行なわれる。
(ii) 各受信機は、このフレーム周期に同期して受信
レベルを測定し、その測定結果から直接に希望波、干渉
波レベル等を得る。
(iii) D/Uを受信レベルの比較の形で直接測定するこ
と。
(iv) 変調方式、干渉波の中心周波数(同一周波数、
インタリーブ周波数配置等)に依存せず、共通に適用で
きること。
(v) 支配的な干渉局を特定することができること。
(実施例) 第1図は本発明の第一の実施例を説明する図であっ
て、1は移動通信用交換局、2は無線回線制御部、3は
無線基地局、4は移動機、5はフレーム信号発生器であ
る。ここで、移動通信交換局1は、電話網をはじめとす
る他の網から移動機への着信および移動機から他網への
発信に際してのゲートウェー交換機であり、課金、加入
者情報管理、通話路の管理等を行う。無線回線制御部2
は主に無線チャネルの割当て、通話中チャネル切り替え
等の制御を司さどる。無線基地局3は移動機4との間で
無線伝送路を形成するとともに、干渉(防害波)を検出
したら、他の無線チャネルに切り替えるゾーン内チャネ
ル切り替えを行う機能を有している。移動機4は利用者
の端末としての機能を有するとともに、無線基地局3と
の間で無線伝送路を形成し、通話路を確立する機能を有
する。又、フレーム信号発生器5は、無線基地局3以上
の上位局に設置され、各無線基地局に基本となる信号の
フレーム情報を供給する。
第2図および第3図を用いて本発明の動作を説明す
る。第2図は時間軸上で干渉を与える各無線基地局#n
の送信状態を表わしたものであり、ここで、#nの無線
基地局は第3図のように周辺の同一周波数チャネルある
いはインタリーブ周波数配置のチャネル等の受信機帯域
へ入ってくる防害波すべての局を表わしている。各無線
基地局は例えば制御チャネルを通じて基本フレーム信号
を受信すると第2図のように送信電力を一定時間Δτだ
け断にする。もちろんフレーム信号は通話チャネルを用
いてもインサービスモニタ機能を用いることにより伝送
できる。通話中の移動機は常時受信レベルを測定してお
り、無線ゾーン#0の移動機の受信部による、t=0〜
Δτ、t=Δτ〜2Δτの測定結果をそれぞれPD0およ
びPI0とする。測定結果PD0は、この期間に#0以外の送
信電力は断となっているので、該移動機が現在通話中の
無線基地局#0の受信電力すなわち希望波電力を表わ
し、又、測定結果PI0は、通話中の基地局装置#0が断
であるので周辺基地局からの干渉電力である。そこで、
移動機は希望波レベルPD0、干渉波レベルPI0および希望
波対干渉波電力比PD0/I0のデータをもとにチャネル切り
替えが必要と判断した場合、基地局とこれに関する制御
信号のやりとりを行ない、干渉の少ない他の無線チャネ
ルにチャネル切り替えを行う。一方、移動機側において
も基地局からの信号に同期して、無線ゾーン#0〜#n
の移動機は第2図のように間欠的に送信電力を断とす
る。そこで、各基地局の受信機は既に述べた移動機の場
合と同様に受信電力レベルP′D0,P′I0を(P′D0は基
地局#0でのt=0〜Δτでの測定結果、又、P′I0
基地局#0でのt=Δτ〜2Δτでの測定結果)求め、
チャネル切り替えを実行する。
同様にして、無線ゾーン#1の移動機および無線基地
局ではt=ΔT1〜(ΔT+Δτ)、およびt=(ΔT+
Δτ)〜(ΔT+2Δτ)に受信レベルを測定し、移動
機はPD1,PI1、基地局はP′D1,P′I1を求めてチャネル
切り替えを行う。以下、各無線ゾーンではそのゾーンに
割り当てられた時間での送信電力ON/OFFに同期して受信
レベルを測定する。この基本フレームは時間TSを周期と
して繰り返され、各フレーム毎の測定データはデータ毎
に平均化等の統計的処理が行なわれ、移動通信特有のレ
ーレフェージングや地形や建物等の影響による短区間的
変動誤差要因を改善することができる。又、基本フレー
ムよりも十分長い時間の周期で、第2図のt=Tω〜
(Tω+Δτ)のように全送信機を断にすることによ
り、上記干渉以外の防害(スプリアス、隣接チャネル干
渉、IM等)波レベルを測定でき、システムの維持・管理
データとして利用することができる。
第4図は移動機および無線基地局における無線送受信
部の実現例を示す図であり、通話信号は入力端子100よ
り時間圧縮回路6によって、第2図で示したように間欠
的に送信電力を断とする時間分だけ時間的に圧縮した信
号に変換され、変調器7、送信回路8、アンテナ共用器
9、およびアンテナ10を経て送信される。ここで、送信
回路8の出力側にスイッチ11を設ける。このスイッチ11
は、制御信号入力端子101より得られるフレーム信号を
もとにフレーム制御回路より得られる制御信号により動
作し、送信電力を一定期間だけ断とする。一方、受信部
では、アンテナ10、アンテナ共用器9を経て受信された
電波は、受信回路13、復調器14によってベースバンド信
号にもどし、時間伸張回路によって送信部の時間圧縮回
路6の逆の動作を行ない、元の信号を再生する。受信部
では、さらに、受信回路出力においてレベル測定器16に
より受信レベルを測定している。この測定結果は制御回
路17に入力されて、フレーム制御回路12から得られるフ
レーム情報とともに処理され、希望波レベルPDn,P′Dn,
PIn,P′In,PDn/PIn,およびPDn/P′Inを得る。さらに制
御回路はこのデータをもとに基地局へ制御信号を端子20
1を通じて伝送し、チャネル切り替え制御を実行する。
第5図は本発明の他の実施例であり、各無線ゾーンで
は異なる時間にΔτの時間だけ送信電力PInの測定を行
う。この測定結果PInは全干渉電力を表わす。さらにこ
の前又は後に受信レベルを測定し、Pdnとする。これは
希望波と干渉電力を含んだ形で測定される。一般にD/U
は10dB以上となるように周波数配置がなされるので、干
渉波を含んで希望波レベルを測定しても、誤差は0.5dB
以下である。この方法は、他の干渉局の状態(送信電力
のON/OFF状態)に依存せず、通話中の相手局との間で送
信電力のON/OFFすなわち、干渉電力および希望波電力の
測定を行うだけで簡易に測定を行うことができる。
第6図は本発明の他の実施例であり、送信側では同図
のように周辺の同一周波数送信機が1局だけ順次送信出
力をONにする期間を設け、受信側ではこれらのレベル測
定を行うことによって、最も干渉レベルの高い局を特定
でき、該移動機の移動先も推定できる。
以上の説明では、送信のON/OFF周期を上位局からのフ
レーム信号に同期させる方法について説明したが、他の
簡便な方法として、第5図の方法を採用し、各局が測定
したい時刻および周期をランダムに定めることによって
独立同期的に測定を実行することができる。また、以上
の測定は基地局でも移動局でも可能である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明では希望波レベルおよび
干渉波レベルを受信機を通した出力で直接レベル測定の
形で行うので、(a)変調方式、変調信号の形式、干渉
源の中心周波数等に依存することなく測定することがで
き、(b)ビート検出方式のように信号分離のためのフ
ィルタや処理用プロセッサを特別に必要とせず、従来の
移動機や基地局無線装置が保有している受信レベル測定
機能をそのまま利用することができる等の利点がある。
又、周辺の同一周波数送信機を一斉に断とするから、相
互変調、スプリアス雑音等の他チャネルからの非直線雑
音特性を評価できる利点がある。
第7図は本発明による測定結果の傾向を示したもので
ある。従来のビート検出法ではD/Uが逆転しても判定で
きず、制御データに挿入されている無線基地局識別符号
により、これを検出する必要があった。本発明によれ
ば、負のD/Uは明確に判断できる特性上の有位性を有し
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方式の構成図、第2図は各無線ゾーンに
おける送信電力のON/OFF状況を時間軸上で説明した図、
第3図は無線ゾーン配置上での、希望波および干渉波を
説明する図、第4図は本発明の送受信装置を実現する原
理的構成図、第5図および第6図は本発明の他の動作実
施例を時間軸上で説明した図である。又、第7図は本発
明による測定結果の特性例を比較して示したものであ
る。 1……移動通信用交換局、2……無線回線制御局、 3……無線基地局、4……移動機、 5……フレーム信号発生器、6……時間圧縮回路、 7……変調器、8……送信回路、 9……アンテナ共用器、10……アンテナ、 11……スイッチ、12……フレーム制御回路、 13……受信回路、14……復調器、 15……時間伸張回路、16……レベル測定回路、 17……制御回路、100……通話信号入力端子、 101……フレーム信号入力端子、 200……通話信号出力端子、 201……制御信号出力端子。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送信機は一定時間だけ送信電力を断にする
    手段を具備し、受信機は通信中の相手送信機が送信電力
    を断とした時間に同期して干渉波の受信電力レベルPI
    測定し、またその前あるいは後の期間に受信電力レベル
    PDを測定して、これらのデータPI及びPDを用いて干渉条
    件を判断し、干渉が多い場合には干渉の少ないチャネル
    に切り替えることを特徴とする移動通信方式。
  2. 【請求項2】受信機が受信電力レベルPDを測定する期間
    に干渉源となる送信機は一斉あるいは順次に送信電力を
    断とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    移動通信方式。
  3. 【請求項3】干渉を与える無線チャネルの送信電力の断
    の時間が、互いに異なる時間となるように設定されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の移動通信方
    式。
  4. 【請求項4】干渉を与える無線チャネルの送信電力の断
    の繰り返し周期を、互いに異なる時間に設定したことを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の移動通信方式。
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