JP2705151B2 - 移動体通信の通信方法とシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は移動体通信の通信方法に関する。さらに、小
ゾーン構成を用いる移動体通信において、通信中の移動
端末が移動することにより、通信品質が劣化したとき、
その通信品質を満足させる通信方法とシステムに関す
る。

より具体的には、高速で移動する移動体に対して効果
的な、周波数有効利用率、通信品質、無線回線の制御能
力などに優れた送受信ダイバーシティ可能な通信方法お
よびシステムを提供せんとするものである。

［従来の技術］ 一般に広いサービス・エリア内で移動体通信を行う際
に、１個の無線基地局が全エリアをカバーしてサービス
・エリア内の移動体と通信を行う方式を大ゾーン方式と
呼んでいる。これに対し、小ゾーン方式とは、サービス
・エリアを複数の小エリアに分割し、分割された各エリ
ア内に各１個の無線基地局を設置し、その、それぞれの
エリア内に居る移動無線機はこれらの無線基地局と通信
を行なうものである。

従来の小ゾーン方式は、たとえば現在商用サービス中
のNTT（日本電信電話（株））の自動車電話方式の中で
採用されている。この場合、自動車内に搭載された移動
無線機は自動車の走行により通話の相手局の無線基地局
から遠ざかり、たとえば、無線基地局から５〜7km以上
になると電波の受信入力電界値が低下するので、通話品
質の劣化が発生する。そのため小ゾーン構成では、サー
ビス・エリア内に無線基地局が互いに10〜12km間隔に設
置されており、したがって上記の場合必ず自動車の現在
位置の近く（５〜6km以内）に別の無線基地局が存在
し、この新無線基地局と移動無線機との間で別の無線チ
ャネルを使用して通話を継続させる。

NTT方式では、無線回線の通話の設定および解除など
の制御を行わせる無線回線制御局が、多数の無線基地局
や移動無線機を制御するために設置されており、無線回
線制御局はインタフェースをなす関門交換機を介して一
般の電話網に接続されている。無線回線制御局では、通
話品質の劣化が生じると、移動無線機の周辺の複数の無
線基地局に対し移動無線機の送信電波を受信させ、この
うちの特定の無線基地局に移動無線機との間で新しく無
線チャネルを設定させれば所望の通話品質を維持し得る
と判断したときには、新チャネルの設定を移動無線機と
無線基地局との間で行わせる。

第18図には、このような動作をする従来のシステムの
構成概念図が示されており、これを用いて説明する。

第18図において、４つの円で囲まれた半径５〜7km程
度の各ゾーン14A,14B,14C,14Dを自動車電話のサービス
・エリアとし、いま自動車内に搭載された移動無線機15
がゾーン14A内の無線基地局13Aと交信中であるとする。
自動車はゾーン14Aからゾーン14Cの方向へ走行中である
ので無線基地局13Aと移動無線機15との間の相対的距離
は大きくなりつつある。交信は継続中であるとし、自動
車はゾーン14Aよりゾーン14C内へ移行したとすると、無
線基地局13Aと移動無線機15との間の距離は５〜7km以上
となり、相互の受信電波の入力電界値は低下し、一定の
伝送品質以下に低下するに至る。

この品質劣化の状態は、常時、無線回線制御局12で監
視されており、品質が一定基準以下に低下した時点で無
線基地局13Aの周辺の無線基地局13B,13Cおよび13Dに対
し、無線基地局13Aと移動無線機15との間で使用中の無
線チャネル（チャネルCH1と仮定する）の品質を測定す
るように要請する。この要請を受けた無線基地局13B,13
Cおよび13Dでは、それぞれ自己の無線チャネル探索用受
信機（図示せず）をチャネルCH1に同調させて信号を受
信し、その状態を、無線回線制御局12に報告する。

この報告を受けた無線回線制御局12では、無線基地局
13B,13C,および13Dの受信入力電界E_B,E_C,およびE_Dの値
を比較し、E_C＞E_B,E_C＞E_Dであり、かつE_Cが伝送品質の
点からみても一定の品質が確保されていることを確認す
ると、無線回線制御局12はゾーン14Aからゾーン14Cへ移
行したものとみなし、ゾーン14Aで使用していた無線の
チャネルCH1を切断し、これにかえてゾーン14Cの無線基
地局13Cで使用可能な無線チャネルのうち、未使用のチ
ャネル（チャネルCH10を仮定）を使用させる手続きすな
わち通話中チャネル切替を始める。

以下、文献 吉川他“自動車電話無線回線制御”日本
電信電話公社 電気通信研究所 研究実用化報告 Vol.
26,No.7 1885頁を参照しながら説明する。

（１）チャネル切替信号は、無線回線制御局12と各無線
基地局13との間は各伝送路16に含まれた制御線を用い、
各無線基地局13と移動無線機15との間は無線による通話
チャネルとする。

（２）チャネル切替信号は、以前通信をしていた、たと
えば無線基地局13Aより、移動無線機15宛に送信し、無
線導通試験トーンは、新たに切替えようとする、たとえ
ば無線基地局13Cより移動無線機15宛に送出する。

（３）移動無線機15において、無線導通試験トーンが受
信できないときは、無線基地局13Aとの間に設定されて
いる旧通話チャネルに戻って通話を継続する。

以上の（１）〜（３）がNTTで現用されている通話中
チャネル切替であるが、これらの説明から明らかなよう
に通話者すなわち自動車電話利用者には、つぎのような
雑音が通話に混入することになる。すなわち、 （ａ）前記の（１）による切替のための制御信号（この
場合300ビット／秒のディジタル信号）が相手話者の信
号の切断された後に通話中のチャネルに挿入される形で
の受信機の出力に現われるので、300Hz程度の可聴音と
して通話中に混入し、この間通話断となる。

（ｂ）前記（２）の通話試験中は雑音の混入はないが無
音となり、この期間中相手の音声は自分に伝わらず、ま
た自分の音声も相手に伝わらない（通話断）。

以上の（ａ），（ｂ）による通話断の継続時間は0.7
〜0.8秒と言われている。一方、無線回線制御局12では
無線基地局13Cに対し、両者間の伝送路16Cを通じて、移
動無線機15とたとえばチャネルCH10を用いて通話を開始
するように指示する。この指示も上記の導通試験と同一
時刻に実施されるので、この瞬間より、無線基地局13A
は、移動無線機15との通信を終了し、代って無線基地局
13Cは移動無線機15との通信を開始する。また、無線回
線制御局12は、電話網10との間のインタフェースをなす
交換機11に対し、各無線基地局13を電話網10と接続する
ための交換機11内の通話路スイッチSWを無線基地局13A
から13Cへ切替えるように要求している。すなわち、第1
8図の通話路スイッチSWでＡ−４スイッチをオフし（ブ
ランクの３角で表示）、Ｃ−４スイッチをオンにする
（黒の３角で表示）。

以上の動作により、自動車内で移動無線機15を使用し
て、電話網10内の任意の電話機と、自動車がゾーン14A,
14B,14C,14Dのどこに移動しても通話が継続されること
になる。

かくして、使用者（通話者）はサービス・エリア内で
あれば自動車の走行中いつでも、どこへでも電話がかけ
られるという技術的保証を与えられたことになり、実際
のサービスでは、この技術を駆使したサービスが行われ
ている。

このような小ゾーン構成を採用した移動体通信では、
大ゾーン方式には見られない下記のごとき特徴を発揮す
ることが可能となった。

（ａ）１つの無線基地局からの電波を狭い地域に限定し
て使用し、サービス・エリアに多数の無線基地局を配し
て同一周波数をくり返し使用する、いわゆる小ゾーン構
成により周波数の有効利用が可能となった。

（ｂ）ディジタル・シンセサイザが出現したので、移動
無線機に数百におよぶ多数の無線チャネルを切替えて使
用することが可能となり、また、これら多数の移動無線
機と無線基地局との間の無線回線を設定制御する技術が
確立されていたために（ａ）項の周波数の有効利用に寄
与することが可能となった。

（ｃ）多数の移動無線機に能率よく、発着呼などにおい
て無線回線を設定制御するのに必要な無線回線制御技術
が確立されたので、これも（ａ）項の特徴に寄与したほ
か、移動無線機の通信中にゾーン移行にともなう通信中
無線チャネル切替も可能となった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第18図に例示したような従来方式で
は、技術的対策が不十分であったり、あるいは対策がと
られておらず、利用者には不便を感じさせ満足なサービ
スの提供をすることができないという問題点があり、シ
ステムとしても一層の周波数の有効利用の促進、サービ
ス性の向上等が必要であった。

このような問題点を以下に説明する。

ｉ） 周波数の有効利用をはかるためには、小ゾーン構
成の１個のゾーンのゾーン半径を小さくする必要がある
が、これがあまり小さくなると、移動無線機が通信中に
１つのゾーンを通過して他のゾーンへ移行する確率が増
加する。すると、ゾーンの移行時に各ゾーンに割当てて
ある無線チャネルを変更する必要が頻繁に発生し、この
とき無線基地局、移動無線機とも旧無線チャネルを新無
線チャネルに変更させる必要が発生する。従来はこの変
更を無線回線制御局12（第18図）で行っていたが、この
チャネルの変更にともなう通信の一時断等が発生し通信
品質が劣化していた。

ii） 送信電力の異なる移動無線機を同一システム内に
導入し、１つのシステム内の機器として動作させる例が
あった。これは、たとえば自動車内に搭載されている移
動無線機（NTTの自動車電話の場合は送信出力5W）と、
利用者が戸外で持運び可能な自動車電話用の無線基地局
にアクセスする携帯電話機（NTTの場合は送信出力1W）
とが同一システムに収容されているが、これは無線基地
局に収容されている無線設備の共用利用が可能であるた
め経済的なシステム構築が可能となる。

しかしながら、周波数の有効利用の面からみると、同
一周波数の再使用のためのルール作りを複雑にするため
に、有効利用の効果を低下させる方法に作用するほか、
送信電力レベルの異なることにより、他の移動無線機の
受ける干渉妨害の発生する可能性が増加する。これを防
止するためにはコストの上昇および周波数の有効利用を
そこなう結果となった。

iii） 小ゾーン化が進み１つの無線基地局の受持つ小
ゾーン内において、隣接あるいはその次の隣接する無線
基地局の受持つ小ゾーンが重なり合う状態が多く発生
し、無線回線制御技術として従来技術を用いた場合に、
制御不能となる可能性があった。

これは、１つの小ゾーン内において地形や構築物の影
響により電波伝搬特性は大きな影響（伝搬損失）を受け
る。この影響は周波数を有効利用するために小ゾーン化
が進み、１つの小ゾーンの範囲が小さくなる（半径1km
以下）にともない、相対的に大きくなる。また使用する
無線基地局および移動無線機には、相対的に高いレベル
の送信機を使用して、地形や構築物の影響のある所でも
良好な通信を確保することになる。すると、地形や構築
物の影響のない所では、遠方にある無線基地局と他のゾ
ーン内に居る移動無線機とが交信可能となることを意味
する。

したがって、１つの小ゾーンは１つの無線基地局で管
理され、多数の小ゾーンにより、サービス・エリアであ
る広い平面がおおわれるという本来の概念が消滅し、多
数の小ゾーンが重畳されて１つのサービス・エリアを形
成するということになった。

その結果、このような状態にある小ゾーン・システム
を円滑に運用することは、従来技術では、無線通話路の
設定、変更・解除を頻繁に行わなければならなくなり、
無線回線制御装置の能力を大きく上まわる結果となる。
したがって円滑な通話路の確保は現実的には不可能とな
り、逆にいかにしてこのような事態を避けるかに、シス
テム構成上の配慮が行われて来た。

iv） 移動体通信においては、移動体の移動にともなう
電波伝搬特性の影響のために、その通信品質が大きく変
化し、電波の伝わり方の悪い場所においては、通信品質
がシステムに必要とされる値以下となる等の問題があっ
た。これを解決するためダイバーシティ技術等種々の対
策が採られてきたがいづれも機器のコストを割高にする
ばかりか、周波数の有効利用をそこなう等の問題点があ
った。

また通話中のゾーン間移行にともなう通話断について
は、一種の通信品質上の問題点と考えられ、品質確保の
点からも解決策が必要であった。

ｖ） システム内の通信のトラヒック変動に対する対策
がとられていなかった。

システム内の通信のトラヒック変動は、たとえば公衆
通信では通常、深夜や早朝はきわめて少なく、日中の午
前10時前後と午後２〜３時に、また、自動車電話では、
夕刻５〜６時に大きなトラヒックの山が見られるが、シ
ステム設計を最大のトラヒック時においても、満足に機
能するように設計すると、閑散時には、システム構成機
器が遊休するためにコスト高となり、また、もし閑散時
に適合したシステム構築をするとコストはきわめて割安
となるが、最繁時に使用不能となり、サービス性の低下
はさけ得なかった。

加えて、通信トラヒックの閑散時には、システム内の
遊休設備を有効利用して高品質のサービスを提供し、ト
ラヒックが増加するにしたがい通常のサービスに移行す
るというような、システム内の構成施設を有効利用する
という概念に欠けていた。これは、従来技術により解決
しようとするとシステム・コストが急上昇してしまうこ
とも１つの原因と考えられる。

また、たとえば無線基地局の送受信機が全部使用中の
場合は、移動無線機から送出される位置登録信号のよう
にきわめて短く、かつ定形的な信号でさえも、従来のシ
ステムでは処理能力がなく、小ゾーン化が進むことに対
する技術的制約となっていた。

vi） 従来、通信を行なう移動体の位置登録は、同一時
点において１箇所の無線基地局で受信したデータのみを
登録して処理していたため、高速で移動する移動体通信
のように位置登録が順次かなりの頻度で変更されるシス
テムや、周波数の有効利用上位置登録方法に制約がある
システムでは、位置登録の不備のため移動体への着呼不
能となる場合があった。

これは無線基地局に設置されている無線送受信機が１
チャネルのみの場合、制御用、通話用として時分割で使
用しなければならず、かつ移動無線機と交信中に同一の
ゾーン内にある他の移動無線機から位置登録要求のあっ
た場合等において、顕著な悪影響があった。

vii） 広帯域信号を用いる移動通信サービスを提供す
るための技術の完成度が不十分で未完成であり、利用者
に不便を与えていた。

従来、多数用いられている移動通信サービスは電話が
主であり、高速データ信号など使用周波数帯域が広帯域
にわたるものは、ほとんど使用されていなかった。これ
は移動体通信においては電波伝搬特性が移動体の移動に
ともない大きく変化するため、良好に広帯域信号を受信
する技術が不足していたからである。

viii） 従来の陸上における移動通信では、特殊な場合
を除き、通信中の移動体の移動方向の推定等は、技術的
な困難性もあり実施されていなかった。そのため移動方
向のエリアでの無線回線トラヒック情況などの有効な情
報も得られず、周波数の有効利用あるいはトラヒック管
理の上で問題が残されていた。

ix） ゾーン間またはゾーン内における通話中チャネル
の切替時に瞬断が発生し、これも小ゾーン化の大きな障
害となっていた。

第18図を用いて説明したNTTが実施している通話チャ
ネル切替法では、無線チャネルの切替時に通話が一時的
に（0.7〜0.8秒間）切断されるほか、通話信号以外の制
御信号（300ビット／秒）の一部が混入し耳ざわりであ
るという欠点がある。このような通話回線の一時断や雑
音の混入があると、通話の内容が音声であるときには聞
きなおしを行うことなどで、補うことができるために、
あまり大きな障害とはならないが、自動車内にファクシ
ミリ端末を搭載し送受信に使用した場合には、動作中に
チャネル切替があると、たとえば１分ファクシミリで
は、紙面の0.8/60の部分が黒線（または白線）となって
現われ受信画質が大幅に劣化するという欠点があった。
またデータ通信の場合には、たとえば1200ボーのデータ
信号では、1000ビット程度の信号が欠落するので再送な
どの手続きが必要となった。

なお、耳ざわりの雑音を除去するために、チャネル切
替中無音にしたり、帯域外信号を用いたりする方法もあ
るが、耳ざわりな雑音を除去するという目的は達成でき
ても、回線断の時間は依然として存在するから、ファク
シミリやデータ信号への悪影響の除去にはまったく効果
がないという解決されるべき課題が残されていた。

［課題を解決するための手段］ 無線送受信聞とID識別記憶部を具備する複数の無線基
地局と、複数の無線基地局をと交換機を介して電話網を
接続するスイッチ群と、各無線基地局で受信する信号対
雑音比を監視するためのS/N監視部と、ID識別記憶部
と、移動無線機の移動速度を求める演算部およびスイッ
チ群を制御して電話網と接続する通話回線制御回路と制
御回線を制御する制御回線制御回路からなる通信制御部
とを含む関門交換機と、高速移動体との交信における回
線制御機能を発揮する無線基地局の近傍に設けられた端
末制御装置と、この複数の無線基地局がカバーするサー
ビス・エリア内を移動しながら同時に複数の無線基地局
と交信するために複数のチャネルを同時に受信する無線
受信回路と、複数のチャネルを同時に送信する無線送信
回路とを含む移動無線機とを含むシステムを構成した。

［作用］ 複数の無線基地局と移動無線機とが、複数のチャネル
を用いて同一の通信内容を並行して交信している最中
に、通信の品質が一定値以下になったチャネル（旧チャ
ネル）が生じた場合には、これを検出した関門交換機に
おいて、一定の通信品質を満足する他の１つの無線基地
局との間で他の１つのチャネル（新チャネル）に切替え
て旧チャネルの交信は終了し、新チャネルを含む複数の
チャネルを用いて、同一の通信内容を瞬断なく交信でき
るようにした。これによって下記の作用および効果を得
ることができた。

ｉ） 各無線基地局と関門交換機にそれぞれID識別記憶
部を設け、移動無線機の位置を各無線基地局のデータに
もとづき並行して登録するようにしたから、位置登録の
信頼度が向上した。

ii） 複数チャネル中の通信品質の劣化した１チャネル
を新チャネルに切替えるようにしたから、ゾーン間また
はゾーン内における通話（信）中チャネル切替の無瞬断
化が実現された。

iii） 経済的な送受信ダイバーシティの採用による良
好な通信品質の確保、すなわち干渉妨害の軽減、および
広帯域信号を用いる新サービスを技術的に可能とした。

iv） トラヒックの閑散時には、多くのチャネルを用い
て並行交信を行うために、無線設備の有効利用が計られ
通信品質が向上した。

ｖ） 各無線基地局にID識別記憶部や高速切替による複
数無線チャネルの同時送受信を可能とする機能などを設
けたから、トラヒックの最繁時においても移動無線機か
らの位置登録信号の処理が可能となった。

vi） 複数チャネルの並行交信により広帯域信号の伝送
特性が向上し、回線品質の向上が得られた。

vii） 移動無線機の移動方向および速度の推定が可能
となり、移動先ゾーンにおける通信の確保および移動見
込先ゾーンで使用されるチャネルの先行割当の実施が可
能となった。

viii） 移動無線機が、低速移動モードから高速移動モ
ードに移行したとき、位置登録，発着呼動作等近傍の無
線基地局と交信するときに回線制御機能を発揮する端末
制御装置を具備したことにより、高速移動中の移動無線
機への発着呼の確実性が増加した。

ここで高速移動モードとは、通常の通信方法では、高
速移動にともなう不都合な現象を生ずるモードをいう。
これに対し、移動速度が障害を生じない場合のモードを
低速移動モードという。

高速移動モードにおいては、移動無線機の移動方向お
よび速さを測定し、関門交換機から移動方向にある端末
制御装置に事前に連絡して交信の準備をせしめるように
するほか、無線回線制御の主導権を関門交換機から端末
制御装置へ移し、即応性の高い制御能力を持たしめた。

また無線基地局と移動無線機との間の制御信号の送受
信の信頼度を向上せしめるために、送受信のダイバーシ
ティを使用可能とした。

［実施例］ 第１−１図，第１−２図および第１−３図は、本発明
の一実施例を説明するためのシステム構成の一例を示し
ている。

第１−１図において、10は一般の電話網であり、11は
電話網10内に含まれている一般の電話と無線システムと
を交換接続するための交換機である。20は関門交換機で
あり、複数の無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎおよび
端末制御装置120を介して無線基地局30−1B,30−2B,…,
30−mBや多くの移動無線機と一般の電話網10に収容され
ている電話機とを交換機11を介して接続するものであ
り、無線基地局30−１〜30−ｎの各局間の制御信号の授
受を行うと共に、通信路の設定解除等を制御する通信制
御部21と、各無線基地局30で受信する信号対雑音比を監
視するためのS/N監視部22と通信制御部21に制御されて
各無線基地局30−１〜30−ｎと交換機11との間の接続を
なすための通信路の切替に必要なスイッチ群23とが含ま
れている。

このスイッチ群23には、端末制御装置120を介して無
線基地局30−1B,30−2B,…,30−mBに電話網10を接続す
るためのスイッチSWB1−１〜１−m,2−１〜２−m,…,6
−１〜６−ｍと、無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎに
電話網10を接続するためのスイッチSW1−１〜１−n,2−
１〜２−n,…,6−１〜６−ｎが含まれている。

ここで、通信制御部21には、制御信号用の制御回線を
制御する制御回線制御回路と、通信回線を制御する通話
回路制御回路と、移動無線機の速度（速さと進行方向）
を計算する速度演算回路とが含まれている。

端末制御装置120の機能は、基本的には関門交換機20
のそれと同様であり、ID識別記憶部124（関門交換機20
において対応するものは24）、S/N監視部122（同22）、
通信制御部121（同21）およびスイッチ群123（同23）を
含み、スイッチ群123には無線基地局30−1B,30−2B,…,
30−mBを関門交換機20と接続するスイッチSW11−１〜11
−m,12−１〜12−m,…,1m−１〜1m−ｍが含まれてい
る。

端末制御装置120に接続される無線基地局30−1B,30−
2B,…,30−mBの数は、せいぜい数10台ないし数100台で
あるのに対し、関門交換機20に直接に接続される無線基
地局30−1,30−2,…,30−ｎの数は、大幅に大きな数で
あり、対向して通信する移動無線機の数も、極めて多い
ものとなる。したがって、端末制御装置120の各構成要
素は、関門交換機20のそれらとくらべて小規模なものあ
るいは簡易化したものでよい。

この端末制御装置120は移動無線機50が低速移動モー
ドにある場合には、単なる伝送線としての機能しか有し
ておらず、移動無線機50が高速移動モードに移行する
と、制御権が関門交換機20から端末制御装置120に譲渡
されて、発着呼動作や、通話中のチャネル切替の回線制
御機能を発揮するものである。

ここで、各無線基地局30−B,30−2B,…,30−mBおよび
30−1,30−2,…,30−ｎは全く同じ機能を有するもので
あり、以下においてとくに、ことわらない場合には単に
無線基地局30と称する。

第１−２図には、各無線基地局30−1,30−２との間で
交信をする移動無線機50が示されている。アンテナ部に
受けた受信信号は、受信ミクサ63と受信部53を含む無線
受信回路68に入り、その出力である通信信号は、制御部
58と電話機部59に入力される。電話機部59から出力され
る通信信号は、送信ミクサ61と送信部51とを含む無線送
信回路66に印加され、送信信号はアンテナ部から送出さ
れて、無線基地局30によって受信される。また、通信中
における干渉妨害の有無を監視し、一定量以上の干渉妨
害を検出した場合には、それを制御部58へ報告する干渉
妨害検出器62や自己の移動無線機50のIDを記憶したり、
自分がどのゾーンに居るかを識別し、また記憶するID・
ローム・エリア情報照合記憶部54や通信中の通話品質を
常時監視し、劣化したときには、それを制御部58へ報告
する通信品質監視部57が図示のごとき結線を有して具備
されている。

この移動無線機50には、さらにシンセサイザ55−1,55
−2,…,55−ｎおよび56−1,56−2,…,56−ｎと、切替ス
イッチ64−1,64−２と、切替スイッチ64−１と64−２
を、それぞれ切替え制御するための信号を発生する受信
切替用制御器65Cおよび送信切替用制御器67Cが含まれて
おり、シンセサイザ55−１〜55−ｎと56−１〜56−と、
両切替用制御器65Cおよび67Cは、制御部58によって制御
されている。各シンセサイザ55−１〜55−ｎおよび56−
１〜56−ｎには、基準水晶発振器71から基準周波数が供
給されている。

第１−３図には移動無線機50との間で交信する無線基
地局30（たとえば30−１）が示されており、第１−２図
に示した移動無線機50の構成とほぼ同じであり、異なっ
ているのは、送信および受信切替用制御器55−１〜55−
n,56−１〜56−ｎ、シンセサイザを切替えるための切替
スイッチ64−1,64−２がなく、シンセサイザも受信用お
よび送信用35−1,36−１のそれぞれ１個のみであり、ま
た、自己および通話先のID番号を識別し記憶するための
ID識別記憶部34を有し、電話機部59（第１−２図）がな
く、電話機部59の代わりをなす関門交換機20（または端
末制御装置120）へのインタフェース39が設けられてい
る点である。

第１−３図の第１−２図に対応する各構成要素を以下
に列記し、各機能の説明は省略する。ここで、（ ）内
の数字は、第１−２図の対応する各構成要素の番号であ
る。

送信部31（51） 受信部33（53） シンセサイザ35−１（55−１〜55−ｎ） シンセサイザ36−１（56−１〜56−ｎ） 通信品質監視部37（57） 制御部38（58） 基準水晶発振器40（71） 送信ミクサ41（61） 干渉妨害検出器42（62） 受信ミクサ43（63） 無線送信回路46（66） 無線受信回路48（68） 第１−４図には移動無線機の他の実施例50Bが示さ
れ、第１−２図に示れた移動無線機50との差異は、受信
ミクサ63および受信部53を含む無線受信回路68の他に、
受信ミクサ73およびC/N測定用受信部52を設け、両受信
ミクサ63および73に、それぞれ受信切替用制御器65Cお
よび制御部58Bに制御された切替スイッチ64−１および6
4−３を介してシンセサイザ55−１〜55−ｎの出力を印
加し、送信ミクサ61には送信切替用制御器67Cに制御さ
れた切替スイッチ64−２を介して、シンセサイザ56−１
〜56−ｎの出力を印加している点である。

この第１−４図に示した移動無線機50Bは、とくに顕
著な受信ダイバーシティ効果を有する機能を備えてい
る。この受信ミクサ73へは移動無線機50Bのアンテナ部
で受信した受信信号の一部が加えられる。受信ミクサ73
への局部発振周波数として切替スイッチ64−３を介して
シンセサイザ55−１〜55−ｎからの出力が加えられる。
この切替スイッチ64−３は、他の切替スイッチ64−１や
64−２のように高速で切替えられる必要はなく、たとえ
ば10Hz程度の低速の切替速度で十分である。切替スイッ
チ64−３がシンセサイザ55−１の出力を得る位置にある
とき、C/N測定用受信部52で測定したチャネルCH1のC/N
値（搬送波対雑音比の値）を制御部58Bに伝達する。つ
いで、切替スイッチ64−３がシンセサイザ55−２の出力
を得る位置にあるとき、チャネルCH2のC/N値を測定す
る。以下順にシンセサイザ55−ｎの出力をオンにする位
置にあるときに、CHnのC/N値を測定し、それぞれ制御部
58Bに伝達する。制御部58Bでは、これらの値を用いて受
信切替用制御器65Cおよび送信切替用制御器67Cの切替周
波数をたとえばそれぞれC/N値に反比例した速度で動作
するように制御する。

つぎに、さらに受信ダイバーシティ効果の増大をはか
るシステムを説明する。第１−５図はこの場合の移動無
線機50Cの構成例を示す。

第１−５図において、移動無線機50Cへの入力電波
（入力信号）はアンテナ入力部でｎ等分され、それぞれ
無線受信回路68−1,68−2,…,68−ｎへ到来する。各無
線受信回路68−１〜68−ｎではそれぞれ受信ミクサ63−
1,63−2,…,63−ｎ、受信部53−1,53−2,…,53−ｎが具
備されており、また受信ミクサ63−１〜63−ｎには、そ
れぞれシンセサイザ55−1,55−2,…,55−ｎからの局部
発振周波数が入力される。したがって同図の構成では、
第１−２図などに示した受信切替スイッチ64−１はな
く、常時各無線チャネルCH1,CH2,…,CHnの信号を受信し
復調することが可能である。またこれら受信部53−１〜
53−ｎの出力信号の一部が制御部58Cへ送られ、さらに
他の一部は、混合回路69に加えられ通常のダイバーシテ
ィ受信機（この場合は検波後合成）と同様に処理が加え
られ、電話機部59へ送られる。

また各受信部53−１〜53−ｎの出力の一部は、それぞ
れ通信品質監視部57−１〜57−ｎに送られ、その出力は
制御部58Cにそれぞれ印加されている。

第１−６図には、第１−５図に示した移動無線機50C
とは異なる移動無線機50Dが示されており、その相違点
はｎ個の送信ミクサ61−１〜61−n,送信部51−１〜51−
ｎを含む無線送信回路66−１〜66−ｎを具備し、各送信
部51−１〜51−ｎには、送信すべき信号を共通に接続し
て印加され、制御部58Dによって、それぞれ制御されて
指示された周波数を発生するシンセサイザ56−１〜56−
ｎからの出力を各送信ミクサ61−１〜61−ｎに印加され
ている。この移動無線機50Dは、移動無線機50C（第１−
５図）のように複数の無線チャネルを切替スイッチ64−
２でチョップせずに連続送信することができる。

第１−５図および第１−６図に示すような回路構成を
とることにより、大きなダイバシティ効果を得ることが
可能となる。

第１−７図および第１−８図には、それぞれ移動無線
機のさらに他の実施例50C2および50D2の構成が示されて
いる。これらの構成は、それぞれ、第１−５図および第
１−６図に示した移動無線機50Cおよび50Dの構成に近似
しており、異なるのは、それらのアンテナ部におけるア
ンテナ数である。そのアンテナの数は、無線送信回路66
の数および無線受信回路68の数のうちの大きな数であ
り、同一の無線チャネル（同一の搬送波周波数）を用い
てダイバーシティ効果を得るようにした点に特徴があ
る。ここでとくに留意すべきは、同一の無線基地局30と
の間でのダイバーシティ送受信のために特に有効であ
り、相異なる２つの無線基地局30に対してダイバーシテ
ィ送受信を行うときには、このように複数のアンテナ部
を使用する必要はない。

以下においては、とくに、断わらないかぎり、移動無
線機50,50B,50C,50D,50C2,50D2を単に移動無線機50と略
称する。

第１−９図には移動無線機50との間で交信する無線基
地局30（たとえば30−１）の他の実施例30Bが示されて
おり、第１−２図に示した移動無線機50の構成とほぼ同
じであり、異なっているのはID・ローム・エリア情報照
合記憶部54（第１−２図）がなく、自己および通話先の
ID番号を識別し記憶するためのID識別記憶部34や、通信
中の通話品質を常時監視し劣化したときには、それを制
御部38へ報告する通信品質監視部37を有し、電話機部59
（第１−２図）がなく、電話機部59の代わりをなす関門
交換機20（または端末制御装置120）へのインタフェー
ス39が設けられている点である。

第１−９図の第１−２図に対応する各構成要素を以下
に列記し、各機能の説明は省略する。ここで（ ）内の
数字は、第１−２図の対応する各構成要素の番号であ
る。

送信部31（51） 受信部33（53） シンセサイザ35−１〜35−ｎ （55−１〜55−ｎ） シンセサイザ36−１−36−ｎ （56−１〜56−ｎ） 制御部38B（58） 基準水晶発振器40（71） 送信ミクサ41（61） 干渉妨害検出器42（62） 受信ミクサ43（63） 無線送信回路46（66） 無線受信回路48（68） 第１−10図に無線基地局30の他の実施例が示され、こ
こでは複数の送受信機を含む無線基地局30Cがアンテナ
共用装置96と無線基地局制御装置32を共用する多くの通
話（信）用の送受信機90−１〜90−ｍと、第１−９図に
示した無線受信回路48と通信品質監視部37の両機能を有
するｍ個の通信品質監視用受信機93−１〜93−ｍと、制
御信号用の制御チャネル専用の制御用送受信機94が示さ
れ、（端末制御装置120を通して）関門交換機20および
交換機11を介して電話網10に接続されている。

第１−10に用いられた送受信機90−１〜90−ｍのうち
の１つの送受信機90の構成が第１−11図に示されてお
り、無線基地局制御装置32に含まれたID識別記憶部34C,
制御部38Cおよび基準水晶発振器40Cとの接続関係が示さ
れている。

この第１−11図に示された送受信機90は第１−９図に
示された無線基地局30Bとほぼ同じ構成を有しており、
多くの送受信機90が、ID識別記憶部34C,制御部38Cおよ
び基準水晶発振器40Cを共用し、インタフェース39Cによ
り関門交換機20（または端末制御装置120）に接続され
ている。

第１−10図の送受信機90−１〜90−ｍに、このような
構成のものを用いているから、切替スイッチ44−1,44−
２により、シンセサイザ35−１〜35−ｎおよび36−１〜
36−ｎのうちの、それぞれ特定の１つのシンセサイザを
選択するならば、第１−10図に示す無線基地局30Cは、
ｍ個のチャネルを同時に送受信することができる。

また、送受信機90の切替えスイッチ44−1,44−２を動
作させて、シンセサイザ35−１〜35−ｎおよび36−１〜
36−ｎを高速でチョップして、反復して切替えるなら
ば、１つの送受信機90でｎ個のチャネルを同時に送受信
することが可能である。したがって、第１−10図の無線
基地局30Cでは最大ｍ×ｎ個のチャネルを同時に送受信
することができる。

第１−12図および第１−13図には、第１−10図におい
て使用される送受信機90−１〜90−ｍの他の実施例であ
る送受信機90Bおよび90Cが示されている。

第１−12図に示した無線基地局30Dおよび送受信機90B
は第１−５図に示した移動無線機50Cと同様にそれぞれ
独立したシンセサイザ35−１〜35−ｎと、受信ミクサ43
−１〜43−ｎおよび受信部33−１〜33−ｎを含む無線受
信回路48−１〜48−ｎと、通信品質監視部37−１〜37−
ｎを含む構造を有しているほかは、第１−11図に示した
送受信機90の構成と同じである。この送受信機90Bを用
いた無線基地局30Cを用いることにより、後述する高速
移動モードにおける制御信号の受信時におけるダイバー
シティ効果を期待することが可能となる。

第１−13図に示した送受信機90Cは、第１−６図に示
した移動無線機50Dと同様に、受信側に加えて送信側に
もそれぞれ独立したシンセサイザ36−１〜36−ｎと、送
信ミクサ41−１〜41−ｎおよび送信部31−１〜31−ｎを
含む無線送信回路46−１〜46−ｎを含む構造を有してい
るほかは、第１−12図に示した送受信機90Bの構成と同
じである。この送受信機90Cを用いた無線基地局30Cを用
いることにより、後述する高速移動モードにおける制御
信号の送信時におけるダイバーシティ効果を期待するこ
とが可能となる。

第１−14図および第１−15図には他の無線基地局30D
および30Eの実施例が示されている。

第１−14図に示した無線基地局30Dは、第１−５図に
示した移動無線機50Cと同様にそれぞれ独立したシンセ
サイザ35−１〜35−ｎと、受信ミクサ43−１〜43−ｎお
よび受信部33−１〜33−ｎを含む無線受信回路48−１〜
48−ｎと、通信品質監視部37−１〜37−ｎを含む構造を
有しているほかは、第１−６図に示した無線基地局30B
に示した送受信機90の構成と同じである。この無線基地
局30Dを用いることにより、後述する高速移動モードに
おける制御信号の受信時におけるダイバーシティ効果を
期待することが可能となる。

第１−15図に示した無線基地局30Eは、第１−６図に
示した移動無線機50Dと同様に、受信側に加えて送信側
にもそれぞれ独立したシンセサイザ36−１〜36−ｎと、
送信ミクサ41−１〜41−ｎおよび送信部31−１〜31−ｎ
を含む無線送信回路46−１〜46−ｎを含む構造を有して
いるほかは、第１−14図に示した無線基地局30Dの構成
と同じである。これらの無線基地局30Eを用いることに
より、後述する高速移動モードにおける制御信号の送信
時におけるダイバーシティ効果を期待することが可能と
なる。

第１−16図，第１−17図および第１−18図，第１−19
図には、それぞれ無線基地局30D2,30E2および送受信機9
0B2,90C2の構成が示されている。これらの構成は、それ
ぞれ、第１−14図，第１−15図および第１−12図，第１
−13図に示した無線基地局30D,30Eおよび送受信機90B,9
0Cの構成に近似しており、異なるのは、それらのアンテ
ナ部におけるアンテナ数である。そのアンテナの数は、
無線送信回路46の数および無線受信回路48の数のうちの
大きな数であり、同一の無線チャネル（同一の搬送波周
波数）を用いてダイバーシティ効果を得るようにした点
に特徴がある。ここでとくに留意すべきは、同一の無線
基地局30との間でのダイバーシティ送受信のために特に
有効であり、相異なる２つの無線基地局30に対してダイ
バーシティ送受信を行うときには、このように複数のア
ンテナ部を使用する必要はない。

第１−20図には無線基地局30C2の構成が示されてい
る。ここでは、第１−10図に示した無線基地局30Cを２
組収容した構成を示しており、各組が別個のアンテナ共
用装置96−1,96−２を有しているから、第１−16図ない
し第１−19図に示した無線基地局30D2,30E2および送受
信機90B2,90C2の有するダイバーシティ効果を有してい
る。

以下においては、とくに断わらないかぎり、無線基地
局30,30B,30C,30D,30E,30D2,30E2を単に移動無線機30と
略称する。

第１−21図には道路沿いに設置した無線基地局30−1
B,30−2B,…,30−6Bと端末制御装置120との間の接続関
係が示されている。

移動無線機50と無線基地局30,関門交換機20（または
端末制御装置120）との間の制御用の信号は、制御信号
専用の制御チャネルを用いる場合と、通信（話）信号の
帯域外を用いる場合とがある。

この制御信号を通信（話）信号の帯域外で伝送するた
めに、具体的には、制御信号がアナログ信号の場合、第
２図（ａ）に示すように、通話チャネルの帯域0.3〜3.0
KHz外の低い周波数f_D0（たとえば約100Hz）または高い
周波数f_D1,f_D2,f_D3…f_D8（たとえば3.8KHzから0.1KHz間
隔で4.5KHzまでの８波）を用いる。

制御すべき項目すなわち制御データが多いときには、
制御用の周波数f_D0〜f_D8の波数をさらに増加させてもよ
いし、副搬送波形式をとることも可能である。このと
き、たとえば_D0〜f_D8のうちの１波あるいは複数の波に
周波数変調をかけたり、あるいは振幅変調をかけたりす
ることによって、より多くの制御データを伝送すること
もできる。

また、制御信号としてディジタル・データ信号を用い
た場合には、音声信号もディジタル符号化して、両者を
時分割多重化して伝送することも可能であり、これを第
２図（ｂ）に示す。第２図（ｂ）は、音声信号をディジ
タル符号化回路91でディジタル化し、それとデータ信号
とを多重変換回路92で多重変換し、送信部31の変調回路
に印加する場合の一例である。

以下に、移動無線機50、無線基地局30および関門交換
機20および端末制御装置120の機能を順次説明する。

（Ａ）移動無線機50 最初に移動無線機50の具備する機能のうち、制御部58
の機能につき説明する。制御部58では、まず基本機能と
してつぎの機能を具備している。

ｉ） 自己の移動無線機50の無線送信回路66に対し、電
波の送信の発射又は停止の指令および送信電力レベルの
制御。

ii） 自己の移動無線機50の無線受信回路68に対し、電
波の受信指示または停止の指令。

iii） 電話機部59に対し、ダイヤル信号送出可否指令
および音声の送受信指令。

iv） シンセサイザ群55−１〜55−ｎおよび56−１〜56
−ｎに対し発振周波数（チャネル）指定と、発振指令お
よび停止指令。

ｖ） 受信および送信切替用制御器65C,67Cに対し、制
御指令。

vi） 関門交換機20または端末制御装置120からの指示
による１つのまたは複数の使用チャネルの変更。

vii） 干渉妨害検出器62からの情報による使用チャネ
ルの変更を関門交換機20または端末制御装置120に要
請。

viii） ID・ロームエリア情報照合記憶部54からの情報
により、通信すべき相手方IDの確認。

ix） 関門交換機20または端末制御装置120の指示によ
りサービス種別の上位の移動無線機に対する通話チャネ
ルの譲渡。

ｘ） 受信（送信）切替用制御機65C,67Cに対し、オン
・オフのデューティ条件の決定。

xi） 関門交換機20または端末制御装置120からの報告
により自己の移動無線機50の移動方向、移動速度の推
定。

xii） 高速移動モードにおいては、移動無線機50自身
が回線制御の主導権の一部を行使すること。すなわち、
移動無線機50自身が高速移動モードであると判断する機
能を有し、このことを関門交換機20または端末制御装置
120へ報告し、高速移動モードの制御信号の送受信方法
を採用することを決定する。これは関門交換機20または
端末制御装置120からの要請によっても可能である。

ただし、高速移動モードにおいても、回線制御の主導
権は端末制御装置120にあり、移動無線機50は端末制御
装置120の制御のもとに動作することになる。この制御
の主導権の所在は説明の都合上定めたものであるから、
制御の主導権を移動無線機50にもたせて、その制御のも
とに端末制御装置120が動作するようにしても差支えな
い。低速移動モードに移行した場合は、自らの判断また
は端末制御装置120の要請により回線制御の方法を低速
移動モードへ変更する。

つぎにｉ）〜xii）の機能を複合して使用することに
より、つぎの応用機能を具備することができる。

１） 自己の移動無線機50の周辺で動作中の他の移動無
線機や他の無線基地局で使用している無線チャネルをID
・ロームエリア情報照合記憶部54に記憶させ、発呼また
は通信チャネルの切替えのときに活用する。

２） ｉ）,vi）,vii）の機能を用い、自己の移動無線
機50に対する最適送信レベルの設定。

３） ２）の機能の一つの応用として、ディジタル信号
の伝送に対し、最適信号速度を決定すること。

４） 通信の種類（電話、FAXデータなど）により最適
使用チャネルの決定を受けることができる。

５） 通信中チャネル切替動作が無瞬断で行われる。

（Ｂ）無線基地局30 無線基地局30に下記のような機能を持たせた装置をそ
れぞれ設定する。

ａ） 各無線基地局には、少数（通常１個）の制御チャ
ネル送受信のために専用の無線送受信機と、通話チャネ
ル専用で、かつその無線基地局に割当てられた通話チャ
ネル数に対応した数の無線送受信機が設置されている。
たとえば、第１−10図の無線基地局30Cを想定する。１
つの無線基地局30Cに割当てるべき通話チャネル数は、
それが担当する小ゾーンに存在する移動無線機50の通話
トラヒックにより最適値が与えられる。ゾーンの面積が
大きく、またそのエリア内に存在する移動無線機が多い
場合には、必然的に通話トラヒックも増大するから、す
くなくとも１つの制御チャネルと複数の通話チャネルが
必要であり、送受信機90（第１−11図）の数も当然複数
個必要である。NTTの自動車電話システムで大都会の場
合には、２つの制御チャネルと最大60チャネル程度の通
話チャネルが割当てられている実例がある。

しかしながらゾーンの大きさが次第に小さくなり、遂
には前述した文献、伊藤“携帯電話方式の提案”通信学
会 通信方式研究会資料CS−86−88、1986年11月に示さ
れているように半径25m程度の極小ゾーンとなると、こ
のエリアをサービス・エリアとして受持つ無線基地局と
しては通話トラヒックおよび方式、コストの点からそこ
に設置される無線チャネルとして、制御および通話をそ
れぞれ１とし、これをまかなう無線機の機能としては１
送受信とされる場合がある。すなわち１個の送受信機を
制御および通話兼用にするわけである（第１−９図参
照）。しかもこの兼用は従来のシステムのようにある移
動無線機からの発呼に対し、当初、制御チャネルで対応
し、空いている通話チャネルを指定した後は、自らも通
話チャネルに変更して同一の移動無線機と通信を実行す
るという単純な方法ではなく、後に説明するように１つ
の移動無線機と通話チャネルを用いて通信中においても
後述するように送受信する無線周波数を信号に妨害を与
えないような切替速度で通話チャネルと制御チャネルを
反復切替えることにより、新しく発着呼を希望する移動
無線機50に対しても発着呼動作を受付け、かつ通話を可
能とするすぐれた機能を有している点が本発明の特徴で
ある。

以上説明したように無線基地局30の構成には、種々の
ケースが考えられるが、本発明はそのすべての場合に適
用が可能である。

ただし第１−１図の無線基地局30には送受信部を各１
組のみ示し、あとは省略している。

ｂ） 各無線基地局30に設置された通話チャネル専用の
送受信機は、それぞれその無線基地局に割当てられた無
線チャネル内の複数の無線チャネルのうちの１チャネル
を受信可能であることは当然であるが、トラヒック変動
のはげしいゾーンにおいては、無線基地局30C（第１−1
0図）に設備される１個の送受信機90が、第１−11図に
示すような構成であるとする。すなわち、無線信号を送
受信する部分の構成を第１−２図に示す移動無線機50と
ほぼ同様の構成とする。

この結果、このゾーンにおける通話トラヒックが増加
し通常ｍチャネルの通信に供するため送受信機90の数が
ｍ個設置されている無線基地局30Cにおいても、通話ト
ラヒックの増加により、ｍチャネル以上の通信が必要に
なった場合には、無線基地局30Cを構成する１つの送受
信機90に対し同基地局内の制御部38Cより送出される制
御信号により現在動作中のシンセサイザ35−1,36−１の
他に35−2,35−3,…,35−ｎおよび36−2,36−3,…,36−
ｎや切替スイッチ44−1,44−２を動作させる。これによ
り従来のｍチャネルの送受信が可能であったものが最大
ｍ×ｎチャネルの送受信が可能となる。同時通信可能な
チャネル数は飛躍的に向上する。

ただし切替数に応じて各チャネルの送信電力は、送信
ミクサ61の出力に電力増幅器を入れないかぎり減少する
ので、この点に注意することが必要になるほか、システ
ムに与えられた総チャネル数が上限になる。あるいは他
ゾーンで通信中のチャネルに妨害を与える場合は、それ
以下のチャネル数で限界となる。また、ベースバンド周
波数帯でチャネル間の通信信号のオーバラップが生じな
いように信号帯域の制限も必要となることも当然であ
る。

第１−９図の無線基地局30Bには、送受信機が各１個
しかなく、これを制御チャネルと通話チャネルとに共用
する方法をとるシステムにあっては、１つの移動無線機
50と通話チャネルを用いて通信中においても、前述した
のと同様に送受信する無線周波数を信号に妨害を与えな
いような切替速度で、通話チャネルと制御チャネルを反
復切替えることにより、新しく発着呼を希望する移動無
線機50に対しても、発着呼動作を受付け、かつ優先度の
異なる移動無線機では、現在通話中の移動無線機を新し
く発呼を希望する無線機にチャネルの譲渡をさせること
により、通話を可能とすることができる。

以下、無線基地局30に関し、さらに第１−11図を用い
て説明するが、第１−３図，第１−９図，第１−14図，
第１−15図の無線基地局30,30B,30D,30Eおよび第１−12
図，第１−13図の送受信機90B,90Cを具えた無線基地局3
0Cの機能もほぼ同一である。

制御部38Cでは、まず基本機能として、つぎの機能を
具備している。

ｉ） 自己の無線基地局30Cに含まれた送受信機90の送
信部31に対し、電波の送信の発射または停止の指令およ
び送信電力レベルの制御。

ii） 自己の無線基地局30Cの受信部33に対し電波の受
信指示または停止の指令。

iii） 関門交換機20または端末制御装置120に対し、ダ
イヤル信号送出可否の通知、音声の送受話可否の通知。

iv） シンセサイザ群35−１〜35−ｎおよび36−１〜36
−ｎに対し発振周波数（チャネル）指定と、発振指令お
よび停止指令。

ｖ） 受信および送信切替用制御器45,47に対し、制御
指令。

vi） 通信品質監視用受信機93−１〜93−ｍからの情報
による使用チャネルの変更適否の判断、ならびに品質情
報を対向する移動無線機50へ伝達することの可否の判
断。

vii） 干渉妨害検出器42からの情報による使用チャネ
ルの変更適否の判断。

viii） ID識別記憶部34Cからの情報により、通信すべ
き相手方IDの確認および使用チャネルの決定。

ix） サービス種別の上位の移動無線機よりの要請にも
とづき、現在通話中の移動無線機50との通信の早期終了
をはかる。あるいは即時終了を実施する。

ｘ） 受信および送信切替用制御機45,47に対し、オン
・オフのデューティ条件の決定。

xi） 制御決定に関して、移動無線機50より下位にある
こと。これは制御上の判断に関し、移動無線機50と相違
した時には、移動無線機50に対して主導権を譲渡するこ
とである。ただし、xi）については、説明の便宜上定め
たもので、実際のシステムでは、無線基地局30に主導性
をもたせても、低速モードの場合には、一向に差支えな
く実施可能である。

xii） すでにａ）,b）で説明したように通話チャネル
と制御チャネルを兼用する無線機にあっては（Ａ）で説
明した移動無線機50と同様に、第１−９図に示すように
複数個のシンセサイザ35−１〜35−n,36−１〜36−ｎを
有し、送受信する無線周波数を信号に妨害を与えないよ
うな切替速度で通話チャネルと制御チャネルを反復切替
えることにより、新しく発着呼を希望する移動無線機50
に対しても発着呼動作を受付け、かつ通話を可能とする
機能を有すること。

xiii） 関門交換機20または端末制御装置120あるいは
移動無線機50の要請に応じ、移動無線機50から送信され
る移動速度測定用信号の受信電界値を測定し、関門交換
機20または端末制御装置120もしくは移動無線機50へそ
の結果を報告する。

つぎにｉ）〜xiii）の機能を複合して使用することに
より、つぎの応用機能を具備している。

１） 自己の無線基地局30Cの周辺で動作中の他の無線
基地局や、他の移動無線機で使用している無線チャネル
をID識別記憶部34Cに記憶させ発呼または通信中チャネ
ルの切替えのときに活用する。

２） ｘ）およびxi）の機能の一つの応用として、通話
トラヒックの輻輳時において、発呼の抑圧、使用チャネ
ルの切断もしくは早期終了勧告の実施。

３） ｉ）,vi）,vii）の機能を用い、自己の無線基地
局30における最適送信レベルの設定。

４） ３）の機能の一つの応用として、ディジタル信号
の伝送に対し、最適信号速度を決定すること。

５） 通信の種類（電話、FAX、データなど）により最
適使用チャネルを決定する。

また、他のゾーンへ移行することにともなう制御機能
としては、 ６） 通信中チャネル切替希望の移動無線機50からの信
号にもとづき、受信品質データの連絡および関門交換機
20または端末制御装置120あるいは移動無線機50の決定
により新無線基地局30Cとして選定した場合、交信の開
始。

７） 関門交換機20または端末制御装置120に対して
は、移動無線機50からの要請にもとづき、通話路のスイ
ッチ群23または123の開閉および通話路の並列使用要求
の実施。

８） 通話中チャネル切替実施後、一定時間はそれまで
通信していた移動無線機50のIDおよび通話チャネル番号
を記憶する。

９） 移動無線機50よりの位置登録信号（制御チャネル
使用）を受信した各無線基地局30Cよりの報告にもとづ
き、その移動無線機50のID（自己識別情報）を関門交換
機20または端末制御装置120に含まれた通信制御部21を
介してID識別記憶部24へ記憶する。この場合本発明では
複数の無線基地局30Cより位置登録要求がなされるか
ら、移動無線機50で受信した信号の品質（S/N,C/N等の
デジベル値）も合せて記憶する。

10） 移動無線機50よりの発呼信号（制御チャネル使
用）を受信した各無線基地局30Cからの報告にもとず
き、受信信号品質の最も良い無線基地局や次に良い無線
基地局30Cあるいは移動無線機50の移動方向や速度等の
検出により、移動先ゾーンを見越した新ゾーンの無線基
地局30Cを選定する。これに対しては、その無線基地局
に割当てられている無線チャネルの中から移動無線機50
との通信に使用すべきその時点で使われていない通話チ
ャネル番号の指定をする。通信品質の劣化した無線基地
局に対しては、関門交換機20または端末制御装置120も
しくは移動無線機50の指令をもとに移動無線機50との交
信を停止する指令信号を送出する。

11） 後述する高速移動モードの移動無線機50からの位
置登録、発着呼および通話中チャネル切替に関しては、
その確認する機能および送受信ダイバーシティを適用す
る機能さらに移動無線機50や関門交換機20または端末制
御装置120に移動無線機50が高速モードであることを報
告する機能、あるいは移動無線機50に対し送受信ダイバ
ーシティの適用を指示する機能等を有する。

ただし第１−３図に示す無線基地局30においては、ダ
イバーシティ送受信は適用しないことは当然である。

以上の制御機能を一言で表現すれば、従来技術におい
て用いられていた第18図の無線回線制御局12の機能の一
部を、無線基地局30および移動無線機50へ収容したの
で、無線回線制御局12の全機能の収容が可能となり、無
線回線制御局12の廃止を可能とした。

しかしながら、従来技術を用いて、無線基地局30をイ
ンテリジェント化したとしても、その効用には限界があ
り、とくに無線回線制御の能力の向上や、通話中チャネ
ル切替時の瞬断の除去には全く効果がなく、本発明によ
る方法を用いてはじめて名実ともにインテリジェント化
されるということになる。

（Ｃ）関門交換機20 第１−１図に示すように関門交換機20には、移動無線
機50,無線基地局30,端末制御装置120,交換機11,電話網1
0（電話加入者）との間に通話（信）路を設定、解除な
らびに移動無線機のゾーン間移行にともなう位置登録の
変更処理、通話（信）中チャネルの切替えの実施等の機
能を持たせた。具体的には第１−１図に示されるような
各機能を関門交換機20は有している。これを以下説明す
る。

ａ） 移動無線機50からの位置登録信号（制御チャネル
使用）を受信した各無線基地局30よりの報告にもとづ
き、その移動無線機50のID（自己識別情報）を通信制御
部21を介してID識別記憶部24へ記憶する。この場合本発
明では複数の無線基地局30より位置登録要求がなされる
から、移動無線機50のIDの他、無線基地局30のIDおよび
無線基地局30で受信した信号の品質（S/N,C/N等のデジ
ベル値）も合わせて記憶する。

無線基地局30のうち道路沿いに設置されているもの等
であって、移動無線機が自動車に搭載され通信を行う際
に、対向して通信を行うに適する無線基地局30を、高速
移動モード用無線基地局として別管理する機能を有す
る。さらに高速移動モードの移動無線機50を別管理する
機能を有する。

ｂ） 移動無線機50からの発呼信号（制御チャネル使
用）を受信した各無線基地局30からの報告にもとづき、
受信信号品質の最も良い無線基地局30あるいは次ぎに良
い無線基地局30を選定し、これに対してはその無線基地
局に割当てられている無線チャネルから移動無線機50と
通信すべき、その時点で使われていない通話チャネル番
号の指定、その他の無線基地局30に対しては移動無線機
50との交信を停止する指令信号を送出する。

ｃ） ｂ）の移動無線機50よりの発呼に関連して開閉す
べきスイッチ群23の動作の実行、ならびに被呼者が電話
網10に含まれている場合には、交換機11宛の被呼者との
通話設定に必要な情報の伝達。

ｄ） 移動無線機50への着呼信号が電話網10に含まれて
いる発呼者から交換機11を経て伝送されてきた場合に、
通信制御部21を介して開閉すべきスイッチ群23の動作の
実行、ならびにID識別記憶部24の検索による被呼移動無
線機50の現在位置確認。

ｅ） 制御決定に関して低速移動モードでは、移動無線
機50や無線基地局30および端末制御装置120より上位に
あること。これは制御上の判断について移動無線機50や
無線基地局30と相違した時には、移動無線機50や無線基
地局30および端末制御装置120に対して主導権を行使可
能とすること。ただし、高速移動モードでは端末制御装
置120に主導権を譲渡する。

この制御の主管は第15図に示すようになっている。そ
して、端末制御装置120が第15図の高速移動モードの丸
印を付した事項について回線制御の主導権を行使してい
るかぎり、それにかかわる無線基地局30と移動無線機50
との間の発着呼動作はすべて端末制御装置120が処理
し、関門交換機120は、単に発着呼にともなう一般の電
話網10と通話路を設定するために、スイッチ群23のスイ
ッチSWBをオンすることと、終話にともない、それらの
スイッチSWBをオフにするだけであり、それ以外のダイ
ナミックな動作は休止している状態となる。

すなわち、関門交換機20の機能のうち、上記スイッチ
SWBに関する機能以外の機能を全く使用しなくても、端
末制御装置120のみの機能でシステムの全動作が完遂さ
れるのである。したがって、たとえば関門交換機20がそ
れ以前からスイッチ群23を動作させたままの状態で端末
制御装置120に回線制御の主導権を譲渡した場合には、
スイッチ群23のその後の動作は、全く実行させなくと
も、移動無線機50の移動にともなう通話チャネルの変更
などは、すべて端末制御装置120で処理可能であり、関
門交換機20に及ぶことは全くない。

ｆ） ｄ）の移動無線機50への着呼に関連して、被呼移
動無線機50の現在位置を登録したゾーンをカバーする無
線基地局30への呼出信号の送出指示。まずこの呼出信号
はその移動無線機50の現在位置登録がされているすべて
の無線基地局30へ送出され、これを受けた各無線基地局
30では、下り制御チャネルを用い移動無線機50宛の着呼
信号を同時刻に送出する。ただしこの送出時刻は、必ず
しも同時刻でなくてもよく、各無線基地局30ごとに時系
列的に順次送出してもよい。すなわち信号の時間差によ
る干渉妨害をさける対策が講じられていればよい。

ｇ） 移動無線機50が通話開始後、システム内の通信ト
ラヒック事情が許せる場合は、送受信ダイバシティ実施
の承認および動作遂行の指示。

ｈ） 移動無線機50との発着呼に関し、一般の電話網10
との間で課金情報を授受する。

ｉ） 送受信ダイバーシティ実施中の移動無線機50に関
し、トラヒックの輻輳あるいは重要加入者の発呼や広帯
域信号サービス希望者がその時刻に現れた場合には、送
受信タイバーシティの多重度（使用チャネル数）の減少
ないし、ダイバーシティの停止の判断および実行。

ｊ） ａ）〜ｆ）項により、通信中の移動無線機50が、
場所の移動にともない同一ゾーン内においても、あるい
はゾーンを移行し無線基地局30との通信品質が劣化した
場合にはそのチャネルに対し、通信（話）中チャネル切
替の動作遂行の指示。なお、この動作を遂行するには、
対向する無線基地局30に対し制御信号を送る必要がある
がこの指示（制御信号）は、第２図（ａ）に示すように
通話チャネルを用い通話信号の周波数帯域の上または下
側周波帯域を用いて行われる。

ｋ） 移動無線機50が、移動することにより、対向して
通信中の各無線基地局30にその受信品質の変化を測定さ
せ、測定結果を関門交換機20へ送信させることにより、
移動無線機50の速度を推定する能力を有する。すなわ
ち、移動無線機50の速度測定が必要となった場合には、
移動無線機50の独自の判断、もしくは関門交換機20から
無線基地局30を経由して移動無線機50に指示して速度測
定に必要な信号電波を一定間隔、たとえば３秒毎とか５
秒毎の間隔で送信させる。そしてこれを周辺の無線基地
局30で受信（電界強度測定）させ、その値をその都度、
関門交換機20へ送信させる。なお、この受信品質の測定
のための受信は、無線基地局30の通信品質監視部37が担
当する。この場合受信した電界強度（dBμ/m）そのもの
の値をディジタル化して送ってもよいし、信号対雑音比
（C/N）の形にして送ってもよい。さらに、ディジタル
変調されている場合は、ビット誤り率を送信してもよ
い。

関門交換機20では、これらのデータを通信制御部21に
内蔵された速度値演算回路において計算させることによ
り、移動無線機50の移動速度を推定し、移動無線機の移
動方向の無線基地局30におけるトラヒック状態（通話チ
ャネルの使用状態）を総合的に判断し、必要により、こ
れらの無線基地局30と交信中の移動無線機50の送受信ダ
イバーシティの多重度の逓減または増加の指示を行う。

（Ｄ）端末制御装置120 第１−１図に示すように、端末制御装置120は各無線
基地局30と関門交換機20との間に設置されている。この
装置は移動無線機が高速移動モードで位置登録，発着呼
動作等を行ったとき、対向する無線基地局30との間の交
信を円滑に行い得るようにするために設置されたもので
あり、移動無線機50が高速移動モード以外で発着呼動作
を行っても信号モニタ以外は全く何のダイナミック制御
機能も行わない。

すなわち第１−１図に示されるように端末制御装置12
0のスイッチ群123の入力線数と出線数がともにｍ本で同
一回線数あり、低速移動モードの場合、入線の回線番号
１は出線の回線番号１と、同入線２は出線２と、以下入
線回線番号ｍは出線の回線番号ｍと接続されるようにス
イッチ群123のスイッチSW11−1,12−2,…,1m−ｍはそれ
ぞれオンで固定された状態（第１−１図の黒三角印）に
ある。

したがって端末制御装置は設置されていないのと同じ
であり、単に複数の無線基地局30からの伝送路が、ここ
で集線され関門交換機20へ結合されているにすぎないこ
とになる。もっともS/N監視部122等では所定のモニタは
継続中である。ところが、関門交換機20からあるいは、
通信制御部121に含まれた速度値演算回路からの情報に
より端末制御装置120の配下の無線基地局30と交信して
いる移動無線機50の中に高速移動モードのものが出現す
ると、関門交換機20から回線制御の主導権の譲渡の連絡
を受けこれに応じて、の移動無線機50と、これを交信ま
たは交信見込みの無線基地局30に対し回線制御を実施す
る。これら回線制御機能は関門交換機20の小規模化，機
能の簡略化されたものである。すなわち、関門交換機20
は無線基地局30を数1000個以上収容するのに対し、端末
制御装置120は数10ないし、せいぜい数100と１桁以上少
ないからである。

また、端末制御装置120は高速移動モードの発生する
第１−21図に示すごとき主要道路や高速道路沿いに設置
された無線基地局30を収容するから、端末制御装置120
への引込線は、関門交換機20への面状と異なり、道路沿
いの線状となり工事が簡易化されるほか、線状伝送路の
特徴を生かし、伝送路として光ケーブルを用いた多重伝
送路や、ディジタル信号形式にはバス型伝送路も使用さ
れる。同様に端末制御装置120と関門交換機20との間の
伝送路にも多重回線等が使用可能である。

つぎに、端末制御装置120の機能を説明する。ただ
し、第１−21図の各無線基地局30−1B,30−2B,…,30−6
Bの点線で示したサービス・ゾーンの集合されたエリア
である端末制御装置120の管理するサービス・エリア内
に高速移動モードの移動無線機50が存在しない場合に
は、つぎの、ａ）,b）,c）項の位置登録，通信トラヒッ
ク情報，移動速度（第15図参照）というモニタ機能のみ
が動作する。

ａ） 移動無線機50からの位置登録信号（制御チャネル
使用）を受信した各無線基地局30よりの報告にもとづ
き、その移動無線機50のID（自己識別情報）を通信制御
部21を介してID識別記憶部24へ記憶する。この場合本発
明では複数の無線基地局30より位置登録要求がなされる
から、移動無線機50のIDの他、無線基地局30のIDおよび
無線基地局30で受信した信号の品質（S/N,C/N等のデシ
ベル値）も合わせて記憶する。

ｂ） 配下の各無線基地局30の使用チャネルや通信トラ
ヒック状態の把握。

ｃ） 端末制御装置120自身の管理するサービス・エリ
ア内の移動無線機50の移動速度の推定。

ただし、この推定は、移動無線機50が低速移動モード
の場合には、関門交換機20からの情報を得て記憶するに
とどめる。

つぎに、高速移動モードの移動無線機50に対しては、
つぎの回線制御を行う。そしてすでに説明したようにこ
の間、関門交換機20は全くダイナミックな制御機能は行
う必要はなく、すべて端末制御装置120で処理完了す
る。

ｄ） 移動無線機50からの発呼信号（制御チャネル使
用）を受信した各無線基地局30からの報告にもとづき、
受信信号品質の最も良い無線基地局30あるいは次ぎに良
い無線基地局30を選定し、これに対してはその無線基地
局に割当てられている無線チャネルから移動無線機50と
通信すべき、その時点で使われていない通話チャネル番
号の指定、その他の無線基地局30に対しては移動無線機
50との交信を停止する指令信号を送出する。

ｅ） ｄ）の移動無線機50よりの発呼に関連して開閉す
べきスイッチ群123の動作の実行、ならびに被呼者が電
話網10に含まれている場合には、関門交換機20を介して
交換機11宛の被呼者との通話設定に必要な情報の伝達。

ｆ） 移動無線機50への着呼信号が電話網10に含まれて
いる発呼者から交換機11および関門交換機20を経て伝送
されてきた場合に、通信制御部21を介して開閉すべきス
イッチ群23の動作の実行、ならびにID識別記憶部24の検
索による被呼移動無線機50の現在位置確認。

ｇ） 回線制御決定にあたっては関門交換機20はもとよ
り、高速移動モードの移動無線機50、およびこれと対向
して通信中の無線基地局30に対し、主導権を行使するこ
と。

ただし、移動無線機50が低速移動モードに変化した場
合は関門交換機20にその旨連絡し、制御の主導権を関門
交換機20へ返還する。

ｈ） ｆ）の移動無線機50への着呼に関連して、被呼移
動無線機50の現在位置を登録したゾーンをカバーする無
線基地局30への呼出信号の送出指示。まずこの呼出信号
はその移動無線機50の現在位置登録がされているすべて
の無線基地局30へ送出され、これを受けた各無線基地局
30では、下り制御チャネルを用い移動無線機50宛の着呼
信号を同時刻に送出する。ただしこの送出時刻は、必ず
しも同時刻でなくてもよく、各無線基地局30ごとに時系
列的に順次送出してもよい。すなわち信号の時間差によ
る干渉妨害をさける対策が講じられていればよい。

ｉ） 移動無線機50との発着呼に関し、関門交換機20を
介して一般の電話網10との間で課金情報を授受する。

ｊ） 送受信ダイバーシティ実施中の移動無線機50に関
し、トラヒックの輻輳あるいは重要加入者の発呼や広帯
域信号サービス希望者がその時刻に現れた場合には、送
受信ダイバーシティの多重度（使用チャネル数）の減少
ないし、ダイバーシティの停止の判断および実行。

ｋ） ａ）〜ｈ）項により、通信中の移動無線機50が、
場所の移動にともない同一ゾーン内においても、あるい
はゾーンを移行し無線基地局30との通信品質が劣化した
場合にはそのチャネルに対し、通信（話）中チャネル切
替の動作遂行の指示。なお、この動作を遂行するには、
対向する無線基地局30に対し制御信号を送る必要がある
がこの指示（制御信号）は、第２図（ａ）に示すように
通話チャネルを用い通話信号の周波数帯域の上または下
側周波帯域を用いて行われる。

ｌ） 移動無線機50の移動速度の推定。

ｍ） 高速移動モードの移動無線機50の位置登録し、発
着呼状況を関門交換機20へ逐次報告する。

つぎに、システム全体の作用を、以下の項目順に説明
する。

（１）位置登録（低速移動モード時）。

（２）発呼動作（低速移動モード時）。

（３）着呼動作（低速移動モード時）。

（４）トラヒック閑散時におけるダイバーシティの適用
（低速移動モード時）。

（５）通話中チャネル切替およびダイバシティ効果につ
いて（低速移動モード時）。

（６）移動無線機の移動速度の推定とトラヒック輻輳対
策上の通話チャネル割当法。

（７）高速移動中の移動無線機の位置登録方法および発
着呼等の動作。

（１）位置登録（低速移動モード時） 移動無線機50の常置場所であるホーム・エリア、ある
いはホーム・エリア以外のサービス内のエリアであるロ
ーム・エリアにおいて、すでに関門交換機20および周辺
の無線基地局30−１〜30−ｎが動作しているときに、移
動無線機50の電源スイッチがオンされて、動作を開始す
ると、最初に行われるのが位置登録動作である。この位
置登録動作の流れを第４図に示し、説明する。

移動無線機50の電源スイッチがオンされると、現在の
位置を登録するために、位置登録信号が上り制御チャネ
ル（CH）を用いて、周辺の無線基地局たとえば30−１〜
30−ｎに対して送出される（S201、第4A図）。

この移動無線機50からの位置登録信号を受信すると
（S202）、無線基地局30では、受信品質を検査し、ID識
別記憶部34に記憶する（S203）。

受信品質を検査した結果一定値以上である場合には
（S204YES）、位置登録要求信号を受信品質データとと
もに関門交換機20に対して送出する（S205）。この登録
要求信号を複数の無線基地局30から受信した（S206）関
門交換機20では、受信品質を含めて位置登録する（S20
7）。

関門交換機20では、同様に複数の無線基地局30−１〜
30−ｎに受信品質および位置が記憶されていることを登
録する。この登録作業が完了すると、登録完了信号が各
無線基地局30に対して送出される（S208）。この登録完
了信号を受信した（S209）各無線基地局30では、下り制
御チャネルを用いて移動無線機50に転送する（S210）。

登録完了信号を受信した（S211）移動無線機50は、受
信内容を検査して登録された各無線基地局30のID（識別
番号）をIDローム・エリア情報照合記憶部54に記憶する
（S212）。

以上の動作により位置の登録動作は終了し、着呼に対
して待機状態に入る。

なお、以上の説明から明らかなように、本発明による
移動通信システムの移動無線機50の位置登録は、従来の
システムと異なり複数の場所（無線基地局単位）に登録
することとなる。これが本発明の１つの特徴を表わすも
のである。

また、無線基地局30、および関門交換機20では、位置
登録情報を記憶する場合に、移動無線機50から送られて
きた位置登録信号の品質を測定し、その値を含めて記憶
する。それゆえ、たとえば関門交換20では、移動無線機
30の位置登録信号を記憶するのに、受信品質の上位だっ
た無線基地局30のIDとともに、たとえば、つぎに示すよ
うに受信品質の良い順に記憶する。

同様に各無線基地局30も無線基地局30が受信した情報
のみならず、第１表に示すような周辺の無線基地局30の
受信情報を合せて記憶する。これは移動無線機50との間
で通話路が設定されたとき移動無線機50の移動にともな
う通話（信）中チャネル切替実施のときに有用な情報で
あるばかりでなく、移動無線機50の移動速度を推定する
のに必要だからである。

上記と同様な理由のために、移動無線機50内のIDロー
ム・エリア情報照合記憶部54においても、第１表と同様
の情報を記憶せしめる。

つぎに移動無線機50が待受中（通話しない状態）にお
いて位置登録したゾーンから移動し、隣接ゾーンへ移行
したとする。この移動の認識は、たとえば無線基地局30
（B,C）から常時制御信号が送出されているシステムで
は、受信した制御信号に含まれている無線基地局30のID
を移動無縁機50で記憶しているIDと照合すれば判別でき
る。

無線基地局30から常時には制御信号が送出されていな
いシステムでは、所定の時間間隔で移動無線機50から周
辺の無線基地局30宛に上り制御チャネルを用いて下り制
御信号送出要請を行い、これに応じて各無線基地局30か
ら送られてきた無線基地局30のIDを移動無線機50で記憶
しているID情報と照合することにより可能となる。

以上いずれのシステムにおいても、この結果得られた
無線基地局30のID情報のうち、それまで移動無線機50で
記憶していた基地局ID情報と異なる新しい基地局ID情報
がすくなくとも１つ以上あることを発見した場合には、
移動無線機50は新ゾーンへ移行したものと判断し、制御
部58（第１−２図参照）は、IDローム・エリア情報照合
記憶部54への位置登録の更新を実行する。すなわち上り
制御チャネルを用いて移動無線機50のID情報を周辺の無
線基地局30へ送信する。

この信号を良好に受信した複数の無線基地局30では、
すでに説明したのと同様の手続きを行い、関門交換機20
へ移動無線機50の位置登録信号を送出する。この信号を
受信した関門交換機20では、その内部のID識別記憶部24
を動作させ移動無線機50の位置登録情報として、従来の
情報から、新情報に書きかえさせる。これにより、移動
無線機50の位置登録が更新される。

以上の更新作業は、移動無線機50が待受時であるから
必要なのであり、通信（話）中に新ゾーンへ移動した場
合には、後述するように、関門交換機20へは新通話チャ
ネルの割当を新無線基地局と移動無線機50との間で行わ
せる時、同時に位置登録を更新させるので、特別の動作
は不要である。

なお、無線基地局30に設置される無線機の数が少な
く、制御チャネル用の無線機を通話チャネル用に転用す
るシステムにおいては、無線基地局30が他の移動無線機
50と通信中のときは、従来技術を用いたのでは、他の待
機中の無線機がないため、たとえ別の移動無線機から位
置登録要求が出されても、無効呼となっていた。ところ
が移動無線機の構成として、たとえば第１−２図に示す
ような複数のシンセサイザ55−１〜55−n,56−１〜56−
ｎや切替スイッチ64−1,64−２などを具備させることに
より、送受信チャネルをチョップしながら反復して切替
える方法により、すでに他の移動無線機と通信中であっ
ても、新しく着呼した移動無線機との制御チャネルによ
る交信が可能である。したがって位置登録を受付けるこ
とが可能となる。

（２）発呼動作（低速移動モード時） 移動無線機50からの発呼動作について説明する。

移動無線機50は電源がオンされており、（１）項で説
明した位置登録が完了しているものとする。移動無線機
50から同一システム内の他の移動無線機、あるいは第１
−１図に示されている電話網10に収容されている電話機
を呼ぶ場合の発呼動作は、現在使用されている自動車電
話機からの発呼と同様にダイアル操作が行われる。

さて、使用者が第１−２図に示される移動無線機50の
電話機部59の送受話機をあげる（ハング・オフ）動作を
する。この状態では、移動無線機50から送出する発呼信
号が、どのタイミングで上り制御チャネル（移動無線機
50から無線基地局30）に送出すべきかを、移動無線機50
の制御部58は知っている。それは発呼状態以前の待呼時
において、すでに複数の無線基地局30から送出されてい
る下り制御チャネル（無線基地局30から移動無線機50）
を、この移動無線機50は捕捉しており、この中に含まれ
ている制御信号の発呼可のタイミングを認知しているか
らである。

ただし、無線基地局30から下り制御信号を常時には送
出していないシステムにおいては、移動無線機50からの
上り制御信号を無線基地局30が受信し、これに応じて複
数の無線基地局から送信される下り制御チャネル内に発
呼を希望する無線基地局30の発呼タイミングを含ませる
ようにしている。

また移動無線機50では、第１−２図に示す全機能が活
動状態にはいる。とくに、シンセサイザ55−1,55−2,
…,55−ｎに対しては局部発振周波数発振の準備をさせ
るが、切替スイッチ64−１はシンセサイザ55−１を選択
する位置に固定する状態を保持する。また、シンセサイ
ザ55−１に対して制御部58では制御信号を送出し、下り
制御チャネル受信のための局部発振周波数を発振させ
る。一方、移動無線機50の周辺にある無線基地局30−1,
30−2,…,30−ｎでは、その無線基地局には無線機が１
台しか存在していない場合、他の移動無線機50と通信中
か否かにより、つぎの動作で移動無線機50からの上り制
御信号の受信につとめている。

まず、その時点で他の移動無線機50と通信中の無線基
地局30では、その無線基地局30にある受信および送信切
替用制御器65C,67C、およびシンセサイザ55−1,55−2,5
6−1,56−２が動作中であり、このうち55−1,56−１は
他の移動無線機との通信に必要な局部発振周波数を出力
し、シンセサイザ55−２および56−２は制御チャネルで
の交信を必要とする局部発振周波数を出力している。そ
れゆえ、無線基地局30の近傍に居る移動無線機50からの
発呼には、直ちに応じられる状態を保っている。

つぎに、その時点で他の移動無線機との通信もなく、
制御チャネルで待機中の無線基地局30にあっては、無線
受信回路68の受信状態を制御チャネルを受信できるよう
にして固定している。したがって無線送信回路66など
は、常時制御信号を送出しているシステム、または間欠
的に制御信号を送出するシステムでは、間欠送信以外の
時刻では休止中であり、単に無線受信回路68、シンセサ
イザ55−１のみが動作中である。

さて、以上の状態の下において移動無線機50から発呼
要求信号が送信される。この移動無線機50のIDを含む発
呼要求信号は、第１−２図の制御部58で作成され、無線
送信回路66へ送られる。無線送信回路66では変調が加え
られ、適当なレベルにに増幅後、送信ミクサ61からアン
テナに加えられ無線基地局30−１等へ送られる。

この信号を良好に受信した無線基地局30−１等におい
ては、受信信号の内容を検査して、無線基地局30−１の
ID識別記憶部34に記憶され、位置登録の完了している移
動無線機50からの発呼であることを確認し、関門交換機
20に対し発呼応答信号を送出する。もし無線基地局30−
１の記憶部34に記憶されていない移動無線機50であれ
ば、この時点で記憶し、上記と同様に関門交換機20に対
し応答信号を送出する。

関門交換機20においては、無線基地局30−１等で得ら
れた移動無線機50からの受信品質の最もよい無線基地局
と通話路を設定させることとし、同無線基地局（30−１
とする）で、その時点で未使用でかつ電波妨害の発生す
るおそれのない通話チャネルを調査し、それがあれば通
話チャネル割当を要求してきた無線基地局30−１に対し
返答する。この返事を受信した無線基地局30−１では、
下り制御チャネルを用いて移動無線機50宛に送信する。

一方移動無線機50では、この信号を受信し、信号の内
容を検査した結果、移動無線機50に対する通話チャネル
割当であることを確認し、指示された通話チャネルに送
受信チャネルを変更する。また関門交換機20では通話路
設定用のスイッチ群23のスイッチSWがオンされる。

このとき、移動無線機50の電話機部59には、ダイヤル
・トーンが聞こえ、使用者がダイヤル操作をすることに
より、無線基地局30と関門交換機20,交換機11を介し
て、ダイヤル・パルス（PS信号）が送られる。

以下、被呼側の電話網10,交換機11,関門交換機20と無
線基地局30−１と移動無線機50との間に通話（信）路が
設定される。

以上、発呼動作の流れを、第5A図および第5B図に示し
説明する。ただし移動無線機50と通信する無線基地局30
は１局（30−１）だけ代表して示した。関門交換機20お
よび無線基地局30−１はすでに動作を開始しており、移
動無線機50も動作を開始して、第４図で説明した位置登
録作業を終了している。送受話機があげられて（オフ・
フック）、上り制御チャネル（CH）を用いて、このオフ
・フック信号と、移動無線機50のID（識別番号）が送出
される（S231、第5A図）。

これを受けた無線基地局30−１では、移動無線機50の
IDを検出し、ID識別記憶部34にすでに記憶されているも
のであることを確認する（S232）。

このような発呼応答信号を複数の無線基地局30から受
けた関門交換機20は、各無線基地局30からのID（識別番
号）を確認し、受信品質の値を検討し（S234）、ダイバ
ーシティ送受信可能な、たとえば無線基地局30−１〜30
−ｎを選択し、空きチャネルを確認し、使用する通話チ
ャネルを指定する信号を送出する（S235）。ここで、無
線基地局30−１に対してはチャネルCH1を送出する。無
線基地局30−１では、関門交換機20が指定してきた無線
基地局30−１のIDを確認し、また指定してきた通話チャ
ネル（CH）が空いていることを確認して、そのチャネル
指定信号を下り制御チャネルを用いて転送する（S23
6）。このチャネル指定信号を受けると移動無線機50は
指定されたチャネルが空いることを確認し、その指定さ
れたチャネルに切替えて（S237）、チャネル切替完了報
告を下り制御チャネルを用いて送出する（S238）。この
切替完了報告を受けた無線基地局30−１もチャネル切替
をし完了報告をする（S239）。これを受けてチャネル切
替完了を確認した関門交換機20は、無線基地局30−１お
よび移動無線機50のIDや、通信品質をID識別記憶部24に
記憶し（S240）、通信制御部21の制御によりスイッチ群
23の、たとえばSW1−１をオンして無線基地局30−１を
電話網10の交換機11に接続する（S241）。

そこで交換機11側からは、関門交換機20のスィツチ群
23を介してダイアル・トーンが送出される（S242、第5B
図）。

このダイアル・トーンは無線基地局30−１でチャネル
CH1（下り）により転送されて（S243）、移動無線機50
で受信され、通話（信）が設定されたことを確認する
（S244）。移動無線機50は、宛先のダイアル信号をチャ
ネルCH1（上り）を用いて送出し（S245）、無線基地局3
0−１により転送されて（S246）、交換機11が動作して
電話網10の宛先までの通話（信）路が設定される（S24
7）。その後通話がなされる（S248）。

通話が完了すると、送受話器がオン・フックされて
（S249）、オン・フック信号と終話信号が移動無線機50
からチャネルCH1（上り）を用いて送出される（S25
0）。これにより無線基地局30−１は終話を確認し（S25
1）、終話を関門交換機20に伝える。そこで関門交換機2
0では、スイッチ群23のスイッチSW1−１をオフにし、通
話が終了する（S252）。

なお上記の説明で関門交換機20では、移動無線機50と
交信する無線基地局30を１局に限定したが、これは必ら
ずしも必要ではない。すなわち後述する送受信ダイバー
シティの適用時と同様に、通話当初より複数の無線基地
局30と交信させることが可能である。ただしこの場合に
はその近くにおけるトラヒック状態は十分考慮して決定
する必要がある。

また複数の無線基地局30から移動無線機50への送信も
同時期に送信しても差支えない。ただしこの場合には、
通話信号は同一だから問題ないとして、制御信号として
帯域外（第２図（ａ）参照）にそれぞれ占有周波数帯を
異ならせて、どの無線基地局30から送信されたかを移動
無線機50側で識別させることが必要になる。

（３）着呼動作（低速移動モード時） 以上は移動無線機50からの発呼について本発明を説明
したが、以下移動無線機50への着呼の動作の流れを第6A
図ないし第6C図を用いて説明する。ここでは多くの無線
基地局30のうち、30−１を代表して示した。たとえば無
線基地局30−１などの近傍に存在する移動無線機50等は
すべての無線基地局30で共通して使用する制御チャネル
で待受けている。

ただし、比較的大きな少ゾーン構成をとっているシス
テムでは、各無線基地局30から送信される制御チャネル
が異なっている場合があり、この時は、受信の制御チャ
ネルも各無線基地局30で異なる。このようなシステムで
は、移動無線機50は下り制御チャネルのいずれかを待受
けていることになる。また複数の無線基地局30との通信
は、（４）で説明するダイバーシティの適用の手順をふ
むことになる。

さて、第１−１図において電話網10から交換機11を介
して関門交換機20に移動無線機50宛の着呼信号が入来し
たとする。関門交換機20内のID識別記憶部24では、入来
した着呼信号を検査し、被呼者のIDを調べたところ現在
位置登録されている無線基地局30（複数）が検索された
とする。すると通信制御部21を経由して移動無線機50が
位置登録されているすべての無線基地局30宛に着呼信号
を同時に送出する（S271、第6A図）。

この信号を受信した各無線基地局30たとえば30−１で
は、自局内のID識別記憶部34（Ｃ）を検索し移動無線機
50のIDがそこに記憶されていることを確認すると、下り
制御チャネルを用いて、移動無線機50宛に着呼および通
話チャネル指定要請の信号を無線基地局30−１のIDを加
えて送出する。他の無線基地局30にも同様な動作で移動
無線機50を実質的に同一時刻に呼出すことになる（S27
2）。

一方、この着呼信号は制御チャネルで待受中の移動無
線機50で受信され、受信信号の内容を検索し、移動無線
機50宛の着呼信号であることを確認すると（S273）、着
呼確認信号を上り制御チャネルを用いて、無線基地局30
−1,30−2,…,30−ｎ宛に送信する（S274）。移動無線
機50からの上り制御チャネルを受信した各無線基地局30
−１〜30−ｎでは、受信信号の品質を検査し、発信した
移動無線機50のIDを確認して（S275）、着呼応答信号を
関門交換機20に対して送出する（S276）。

この関門交換機20への着呼応答信号には、移動無線機
50のIDも含まれている。そこでこの着呼応答信号を受け
ると、関門交換機20では、移動無線機50のIDがすでにID
識別記憶部24に記憶されているか否かを確認し、記憶さ
れていない場合には、無線基地局30−１の品質検査のデ
ータとともにID識別記憶部24に登録し（S277）、この記
憶したIDなどとともに、通話チャネルを指定する信号を
含む応答確認信号を無線基地局30−１などへ送出する
（S278）。

この応答確認信号を受けた無線基地局30−１では、移
動無線機50のIDが正しく登録されたことを確認し（S27
9）、関門交換機20から指定されたチャネルが空いてい
るか否かを確認して切替えの可否を検討し（S280、第6B
図）、その結果である切替え認否の信号を下り制御チャ
ネルで移動無線機50に送出する（S281）。

このチャネル指定信号を受信した（S282）移動無線機
50では、指定されたチャネルが空きチャネルであること
を確認した場合には（S283）、そのチャネルに切替え
て、チャネル切替完了報告を上り制御チャネルを用いて
送出する（S284）。

空きチャネルに切替えられたことを確認した（S285）
無線基地局30−１では、このチャネルに切替えて、チャ
ネル切替完了信号を関門交換機20に対して送出する（S2
86）。

関門交換機20では、チャネル切替完了信号を受ける
と、交換機11を介して電話網10への通話路を設定するた
めに、通話路制御部21を動作させてスイッチ群23のたと
えばSW1−１をオンにして、無線基地局30−１と電話網1
0とを接続する（S287）。そこで電話網10側からは交換
機11および関門交換機20を介して呼出信号が送出され
（S288、第6C図）、これを無線基地局30−１で確認する
（S289）。そこで呼出レベル信号を設定された通話チャ
ネルCH1で送出し、移動無線機50で呼出音を発生する（S
291）。

この呼出音により移動無線機50側の送受話器が持ち上
げられる（オフ・フック）と（S292）、チャネルCH1で
オフ・フック信号が送出され、無線基地局30−１で転送
されて（S293）、関門交換機20に受信されて（S294）、
電話網10と移動無線機50との間で通話が開始される（S2
95）。

通話が終了すると、送受話機がおろされ、オン・フッ
ク信号と終話信号がチャネルCH1により無線基地局30−
１に送られ（S296）、終話を確認した無線基地局30−１
では、この信号を転送する（S297）。このオン・フック
信号および終話信号を受けた関門交換機20は、通信制御
部21を動作せしめてスイッチ群23のSW1−１をオフして
終話する（S298）。

以上の説明において、無線基地局30−１に設置された
制御用の送受信機を通話チャネル用に転用するシステム
においても、移動無線機50の構成で説明したような送受
信チャネルを時間内に反復切替える方法により、すでに
第３の移動無線機と通信中であっても、新しく着呼した
移動無線機と制御チャネルを用いて交信することが可能
である（第１−９図，参照）。

すでに説明した（２）発呼動作および（３）着呼動作
に例示したシステムでは、無線チャネルとして、制御用
の専用の無線チャネルと通話専用の無線チャネルとが明
確に分けられているものであった。しか実際のシステム
では、この区別が明確でないものもある。そのようなシ
ステムにおいては、特定の通話チャネルを以上に説明し
た制御チャネルに見立てて同等の動作を行わせることが
可能である。

（４）トラヒック閑散時におけるダイバーシティの適用
（低速移動モード時） 第8A図ないし第8D図を用いて説明する。（２）項およ
び（３）項で説明したような発着呼動作により、電話網
10内の一般の電話機と移動無線機50との間で（あるいは
システム内の２つの移動無線機間で）通信が開始された
とする。この場合、移動無線機50が通信する無線基地局
は、たとえば30−１で、関門交換機20のスイッチ群23の
スイッチSW1−１はオンであり、通話チャネルCH1,下り
周波数F₁,上り周波数f₁で通信中であり（S151、第8A
図）、かつシステム内の通信トラヒック状態、すくなく
とも移動無線機50の近傍におけるトラヒック状態は、ビ
ジー・アワーすなわち最繁時ではないとする（無線基地
局30の数が２またはそれ以上の場合でも同様に実施可能
である）。

すると移動無線機50では、ダイバーシティ送受信を行
う準備を開始する。そのため第１−２図に示す移動無線
機50内の制御部58は送信切替用制御器67Cおよび受信切
替用制御器65Cのそれぞれに対し、動作開始指令信号を
送る。同時に制御部58では無線送信回路66に対し、制御
信号の送出を開始する。

この制御信号には、移動無線機50のID、通信の種類
（音声、データ等の種別）、現在使用中のチャネル番号
を含み、かつこれを受信した現在通信中の無線基地局30
−１に対しダイバーシティ送受信の動作開始を要求する
ためのダイバーシティ送受信希望信号を送信する（S15
2）。この信号は現在通話に使用中のチャネルCH1の通話
信号の帯域外を用いて制御信号として無線基地局30−１
により受信されて転送されて（S153）、関門交換機20に
より受信される（S154）。

関門交換機20では移動無線機50のIDを調べ、多重度３
の送受信が可能であることが判明する（S155）。そこで
周辺の無線基地局30の通信トラヒック状態を調査し、無
線基地局30−2,30−３が送受信ダイバーシティに最適で
あると判断する（S156）。そこで無線基地局30−2,30−
３に通話チャネルCH1の上り周波数f₁をモニタ受信する
ことを依頼する（S157、第8B図）。

この上り周波数f₁のモニタ受信の依頼を受けた両無線
基地局30−2,30−３では、それぞれモニタ受信し（S15
8,S159）、上り周波数f₁のモニタ結果を関門交換機20に
それぞれ報告する（S160,S161）。

モニタ結果を受信した関門交換機20では（S162,S16
3）、モニタの通信品質が良好でなれば（S164NO,S165N
O）ステップS154にもどり、移動無線機50ら再度ダイバ
ーシティ送受信希望信号が無線基地局30−１経由で送ら
れてくるのを待ち、再度モニタを依頼し、その通信品質
を調査することになる。モニタの通信品質が良好であっ
たならば（S164YES,S165YES）、無線基地局30−２に
は、無線基地局30−１が使用中の通話チャネルCH1の使
用を指示し、無線基地局30−３には通話チャネルCH2お
よびCH3の使用を指示する（S166）。この無線基地局30
−２への通話チャネルCH1の使用決定は、無線基地局30
−２の周辺で通話チャネルCH1が使用されていないこと
を確認した上でなされる。

この指示信号を受信した両無線基地局30−２および30
−３では、それぞれ通話チャネルCH1およびCH2,CH3を用
いての交信を準備する（S167,S168）。

同時に関門交換機20からは移動無線機50に対して、現
在使用中の通話チャネルCH1の他に、CH2,CH3の交信準備
指令が送信され（S169、第8C図）、無線基地局30−１が
現在使用中の通話チャネルCH1の帯域外の制御信号によ
り転送して（S170）、移動無線機50の無線受信回路68で
受信され（S171）、制御部58に伝達される。

これを受信した制御部58では、シンセサイザ55−２お
よび56−２に対し、チャネルCH2で通信を無線基地局30
−２との間で開始するために、局部発振周波数の発生を
要求して、現在通信中の通話チャネルCH1にCH2,CH3を加
えて送受信ダイバーシティによる交信準備に入る（S17
2）。

他方、無線基地局30−２および30−３もそれぞれ通話
チャネルCH1およびCH2,CH3による交信準備を完了し、そ
の報告を関門交換機20に対して行う（S173,S174）。

無線基地局30−２および30−３から、それぞれ通話チ
ャネルCH1およびCH2,CH3による交信準備完了報告を受け
て、関門交換機20は、送受信タイバーシティの準備を確
認し（S175,S176）、両無線基地局30−２および30−３
にそれぞれ交信開始の指令を送出する（S177）。そこで
関門交換機20では、通信制御部21に対し、スイッチ群23
を動作させ現在通信中の通話信号を、無線基地局30−２
および30−３に対しても並列送出するためにスイッチSW
1−１をオンのままSW1−2,1−３もオンにする（S17
8）。関門交換機20からの交信開始指令を受信した無線
基地局30−２および30−２は（S179,S180）、それぞれ
通話チャネルCH1およびCH2,CH3の帯域外の制御信号によ
り交信開始信号を移動無線機50に対して送出する（S18
1,S182）。

この交信開始信号を受信した移動無線機50では、無線
基地局30−2,30−３との交信開始を確認する（S183）。

かくしてスイッチSW1−1,1−2,1−３をオンにし、無
線基地局30−1,30−2,30−３と移動無線機50との間で、
通話チャネルCH1,CH1,CH2とCH3、下り周波数F₁,F₁,F₂と
F₃、上り周波数f₁,f₁,f₂とf₃でダイバーシティ送受信状
態に入る（S184）。関門交換機20では、以上の状態をID
識別記憶部24に記憶する。

以上の送受信ダイバーシティの説明では、移動無線機
50の有するダイバーシティ能力一杯のすなわち最大の多
重度を使用して送受信ダイバーシティを実施する場合を
説明したが、能力に余裕を残して、小さな多重度から、
通信トラヒックの状態をみながら順次多重度を大きくす
る方法をとってもよい。

一般的には、移動無線機50の最大多重度がｎであると
すると、上記と同様な動作により移動無線機50の最寄り
にあり現在通信中でなく、かつ通信品質がシステムに要
求されている一定の基準以上を満たす無線基地局30−3,
30−4,…,30−ｎに対しても、関門交換機20は同様にダ
イバーシティ送受信を開始させることができる。そし
て、ダイバーシティの多重度は、交信可能な無線基地局
30の数あるいは移動無線機50内に具備されている同時送
受信可能な多重度数、すなわち第１−２図の場合はシン
セサイザ55−１〜55−ｎまたは56−１〜56−ｎのｎの数
に左右される。

また以上の説明ではシステム内の通話トラヒックが混
んでいない場合を想定したが、トラヒックの状態は、関
門交換機20および各無線基地局30で測定されており、ト
ラヒックが順次輻輳してきた場合には、ダイバーシティ
の多重度に関し、順次制限が加えられ、最繁時には、多
重度１すなわちダイバーシティなしの状態にまで移行す
ることになる。ただし、通信の種類（音声、データ、フ
ァクシミリ等の別）により多重度の低減に差別を設け
て、広帯域通信ほど多重度の制限を受けにくくする等、
システム的処理が可能となり、通信の種類にかかわらず
良好な通信の確保が可能となる等の特徴を本発明は有し
ている。

（５）通話中チャネル切替およびダイバーシティ効果に
ついて（低速移動モード時） ｎ−１混の無線基地局30と１個の移動無線機50とが、
ｎ−１個のチャネルを用いて交信している最中に、その
内にあるチャンネルにおける通信の品質が一定値以下に
なった場合には、一定の通信品質を満足する現在通信し
ていない他の１つの無線基地局30との間で他の１つのチ
ャネル（新チャネル）に切替えて交信するために先立っ
て、切替受信手段と切替送信手段とを通信信号に影響を
与えない速度で切替えて、継続して送受信中のｎ−２個
のチャネル以外の旧チャネルと新チャネルを一時的に並
行して送受信するようにし、その間に新チャネルの品質
を調査して一定レベル以上であることを確認すると、チ
ャネル切替のための動作を終了して、新チャネルを含む
ｎ−１個の無線チャネルによって交信するようにした。
したがってチャネル切替による通信の瞬断を生ずること
がなくなった。このほか、チャネル切替を実施しない場
合を含めて送受信ダイバーシティ効果を得ることが可能
となった。

第１−１図ないし第１−20図は、この動作の一例を説
明するためのシステム構成を示している。以下これらの
図を参照して説明する。

たとえば、第１−２図に示した移動無線機50は、シン
セサイザ55−1,55−2,…,55−（ｎ−１）と無線受信回
路68と無線送信回路66を用いて無線基地局30−1,30−2,
…,30−（ｎ−１）と通話チャネルCH1,CH2,…,CH（ｎ−
１）を用いて交信中であるとする。移動無線機50は、無
線基地局30−１から遠ざかり、無線基地局30−ｎへ近づ
いたとする。すると移動無線機50と無線基地局30−１と
のあいだの相対距離の増大にともない、通話品質が劣化
をはじめるので、関門交換機20のS/N監視部56が検出す
る（レベルL₁以下に低下したことを検出する）。なお、
レベルL₁といえども回線が要求されている値を上回るよ
うに設定されている。

関門交換機20は周辺にあるすべての無線基地局30に対
し、移動無線機50の送信信号の品質を測定するように要
求する。この要求に応じ現在移動無線機50と通信を行っ
ていない各無線基地局30は、測定値を関門交換機20宛に
報告する。各無線基地局30−ｎ等から送られてきたC/N
値等の情報を得た関門交換機20のS/N監視部22では、こ
れら複数の情報を比較したところ無線基地局30−ｎの測
定結果が最も値が良く、かつ品質基準のレベルL₂以上、
ただしL₂＞L₁を満足している事が確認されたとすると、
移動無線機50は、無線基地局30−ｎの通話ゾーン（ゾー
ンｎ）近傍へ接近したと判断し、チャネル切替を行うこ
とを内定する。

関門交換機20では、移動無線機50が後述する高速移動
モードである場合にそなえて、ただちに移動無線機50に
対して無線基地局30−ｎとの間で交信させるようなこと
はせずに、モニタ受信を指示された周辺の各無線基地局
30−ｎなどから、たとえば、３秒間隔とか５秒間隔に送
られてくるモニタ結果を待受け、無線基地局30−ｎの通
信品質の変化を監視する。この結果、通信品質の変化が
システムで定める一定の値を越えないことが判明した場
合には、無線基地局30−ｎに対し、移動無線機50と交信
させることを決定する。

そして、ゾーンｎで空いている通話チャネルを調査し
た結果、無線基地局30−ｎから連絡のあった通り、チャ
ルCHnが使用可能であることを知る。そこで現在通話中
の通話チャネルCH1（あるいはCH2,…,CHn−１や制御チ
ャネルのいずれでもよいが以下の説明ではCH1とする）
を用いて、制御信号により移動無線機50に対して、通話
チャネルCHnで送受信を行う準備をするように指示す
る。

またこれと同時に無線基地局30−ｎに対し、チャネル
CHnで送受信を行うことを指示する。関門交換機20で
は、これらの指示を出した後、スイッチ群23のSW1−ｎ
もオンの状態にし、無線基地局30−ｎは通話チャネルｎ
を用い音声信号の送出を開始する。この場合、当然のこ
とながら無線基地局の変調器の変調の深さおよび信号の
位相も他の無線基地局30−2,30−3,…,30−ｎと実質的
に同一とする。

この制御信号の伝送を実現するために、具体的には、
制御信号がアナログ信号の場合、すでに説明した第２図
（ａ）に示すように、通話チャネルの帯域0.3〜3.0KHz
外の低い周波数f_D0（たとえば約100Hz）または高い周波
数f_D1,f_D2,f_D3…f_D8（たとえば3.8KHzから0.1KHz間隔で
4.5KHzまでの８波、ただし、ｎ＝８のとき）を用いる。

制御すべき項目すなわち制御データが多いときには、
制御用の周波数f_D0〜f_D8の波数をさらに増加させてもよ
いし、副搬送波形式をとることも可能である。このと
き、たとえばf_D0〜f_D8のうちの１波あるいは複数の波に
周波数変調をかけたり、あるいは振幅変調をかけたりす
ることによって、より多くの制御データを伝送すること
もできる。

また、制御信号としてディジタル・データ信号を用い
た場合には、音声信号もディジタル符号化して、両者を
時分割多重化して伝送することも可能であり、これをす
でに説明した第２図（ｂ）に示すようにする。

第３図に、第１−１図，第１−２図および第１−３図
に示した本システムのチャネル切替の前後におけるタイ
ミング・チャートを示す。

チャネル切替動作を説明している第３図において、無
線基地局30−１と移動無線機50との間で用いているチャ
ネルCH1の品質がレベルL₁以下に低下したことを関門交
換機20のS/N監視部22が検出し、チャネルCHnで無線基地
局30−ｎからの送信電波を並行して受信可能とするため
の準備を始めるように、チャネルCH1を用いて移動無線
機50に指示する。

そこで移動無線機50の制御部58は、それまでシンセサ
イザ55−1,55−2,…,55−（ｎ−１）を使用して、チャ
ネルCH1による無線基地局30−１の送信波，チャネルCH2
による無線基地局30−２の送信波，……，チャネルCHn
−１による無線基地局30−（ｎ−１）の送信波を受信し
ている状態から、シンセサイザ55−ｎも動作せしめて、
無線基地局30−ｎから送信されるチャネルCHnの送信波
も受信可能とするような、周波数をシンセサイザ55−ｎ
に発生せしめる。

かくして、無線基地局30−１から送信されているチャ
ネルCH1の品質低下により、無線基地局30−１との交信
が停止されようとしているとき、無線基地局30−ｎとチ
ャネルCHnによる交信が開始される。すなわち、移動無
線機50では、受信切替用制御器65Cから切替駆動入力信
号を受けている切替スイッチ64−１の反復切替を継続さ
せる。これと同時に、それまでシンセサイザ56−1,56−
2,…,56−（ｎ−１）を動作せしめて、チャネルCH1〜CH
n−１を用いて、無線基地局30−１〜30−（ｎ−１）に
送信していた状態から、シンセサイザ55−ｎも動作させ
て、無線基地局30−ｎに対して、チャネルCHnにより送
信することができる状態に移行させる。この送信に使用
されるシンセサイザ56−1,56−２…,56−ｎの出力は、
切替スイッチ64−２によって、送信切替用制御器67Cか
らの切替駆動入力信号で反復切替が行われる。

チャネルCH1とCH2,……,CHnとが並行して送受信され
るこの切替送受信期間は、チャネルCHnの確認と同チャ
ネルの品質が一定のレベルL₂以上であることを関門交換
機20が確認するまで続けられ、その後はチャネルCH1を
開放し、無線基地局30−2,30−3,…,30−ｎと移動無線
機50との間の交信は、チャネルCH2,CH3,…,CHnのみによ
り瞬断なく継続される。

この切替送受信期間における切替スイッチ64−1,64−
２の切替周波数f₁は、たとえば信号に含まれている最高
周波数の2n倍以上等に定められる。

以下、これについて詳細に説明する。

切替周波数は、下記の諸条件を考慮し、最適値が定め
られる。

１） 伝送すべき信号の変調形式 ２） 伝送すべき信号周波数帯域 ３） 伝送すべき制御用周波数帯域 ４） 送受信部の帯域特性、とくにアンテナ入力端に設
置される高周波濾波器の帯域特性 ５） 切替用制御器の波形特性 ６） 周波数シンセサイザの応答特性 ７） 搬送波用周波数とシステム内の使用チャネル数 ８） 伝送路の電波伝搬特性 ９） 関門交換機20から無線基地局30−１を介して移動
無線機50までの信号の伝送路と関門交換機20から無線基
地局30−２を介して移動無線機50までの信号の伝送路の
差による伝送遅延時間差、たとえば、１）が周波数変
調,2）が音声信号の場合0.3〜3.0KHz,3）として第２図
（ａ）に示す帯域外による制御信号を用いる場合には、
0.3KHz以下（f_D0）か3.8〜4.5KHz（f_D1,f_D2…f_D8）とな
る。４）の特性として、通過帯域幅が16KHz（または、8
KHz）、５）の特性として６）におけるシンセサイザの
応答特性が良好であり、出力波形が良好であることに留
意して選定すべきであり、用いられるシンセサイザは
５）の切替用制御器の入力により可急的に急速な応答特
性が望まれる。

７）〜９）はシステム設計上から考慮される項目であ
るが、本発明の実施例として説明する自動車電話用シス
テムでは、７）は900MHz,600チャネルであるので使用周
波数帯域幅は15MHz（または、1200チャネル同15MHz）、
８）は多くの文献で既知であり、９）は0.03m秒程度で
ある。

以上を総合的に考慮し、たとえば自動車電話システム
では、移動無線機50の切替スイッチ64−２における切替
周波数は20×nMHz程度に選定される。

以下受信の場合を説明する。第２図（ｂ）に示すよう
に音声信号や制御信号がディジタル化されている場合に
は、切替用周波数として、より高速の周波数を用いるの
が適当で、ｎ×20KHz〜30KHz程度の値でよい。

また、受信ミクサ63の入力部に印加されるCH1,2,3,
…,n−1,nの各搬送波周波数が受信ミクサ63においてシ
ンセサイザ55−1,55−2,…,55−（ｎ−１）,55−ｎの出
力周波数と混合されると、受信ミクサ63に含まれた中間
周波増幅器の出力におけるｎ個の中間周波数はそれぞ
れ、受信部53で増幅されたのち受信部53に含まれた復調
回路で復調される。ここでｎ個の中間周波数の相互間に
周波数差が存在すると、復調出力信号に、歪雑音が発生
する場合としない場合とがある。すなわち、周波数変調
または位相変調においては、周波数差が全くない場合に
は歪雑音は発生しないが、周波数差があるとその周波数
差（ビート周波数）が音声信号あるいは制御信号の周波
数と同一成分を含む場合は歪雑音が発生し、含まない場
合には発生しない。

一方、振幅変調を用いる場合には、周波数差があって
も歪雑音は発生しない。ただし、振幅変調の場合でも中
間周波増幅器などに非直線特性があると、高調波による
非直線歪が発生するから、直線性の良好な増幅器を用い
る必要がある。

以上に説明したような移動無線機50の受信ミクサ63の
入力にCH1,CH2,…,CHn−１およびCHn用の局部発振周波
数を循環的に加え受信しても、これらｎ個の中間周波数
の相互間に周波数差がなく、かつ各入力波が同一電力の
場合は通信に異常なく、しかもチャネルCH1からチャネ
ルCHnへの移行が何の瞬断または雑音の混入もなく実行
可能であり、かつ受信ダイバーシティ効果が得られる。

つぎに、歪雑音発生の要因と、その除去策について説
明する。

受信ミクサ63の入力に印加される各チャネルCH1,CH2,
…,CHnの入力波の振幅I₀₁,I₀₂,…,I_0nは、必ずしも同一
の振幅ではなく、切替スイッチ64−１における切替の時
間的占有率を等しくした場合（デューティ100/n％の場
合）には、無線基地局30−１よりも30−２の方が近距離
にあるために、通常はI₀₂,I₀₃,…,I_0nの方がI₀₁よりも
大である。I₀₁,I₀₂,…,I_0nの大きさが異なっていると、
混変調を発生する可能性がある。それゆえ、これら入力
波の振幅を等しくするための方策として、受信切替用制
御器65Cのスイッチング信号におけるデューティを変化
させることも可能である。

しかしながら、実用上さらに効果的な方策は、I₀₁,I
₀₂,…,I_0nのうち受信電力の最も大きいもの（たとえばI
_0nとする）に対し、受信切替用制御器65Cのオンの状態
を長くし、デューティを増大させるのがよい。すなわ
ち、 I_0n＞＞I₀₁,I₀₂,…,I_0n-1 とする方法である。この方法により混変調を実際上無視
することが可能になるほかダイバーシティ効果も得られ
る。実際の回路で実現するには、つぎのようにすればよ
い。

すなわち、S/Nのよい受信入力の得られる無線チャネ
ルに相対的に長い時間接続するようにすれば、混変調の
除去とダイバーシティ効果は増大する。そのために受信
部の一部に切替スイッチ64−１と同期し、その時刻にお
ける信号対雑音比を検出し、これを制御部58へ伝え、こ
れにより受信切替用制御器65Cの出力の周波数を変化さ
せることにより、上記の目的を達することが可能とな
る。これは第１−２図の構成でも可能であるが、技術的
に説明を容易にするため第１−４図に示す構成で以下説
明する。

同図において第１−２図と異なる点は、無線受信回路
68とは別に、C/N測定用受信部52、受信ミクサ73、およ
び切替スイッチ64−３を設置し、切替スイッチ64−３の
制御は制御部58Bにより行わせるようにしたことであ
る。以下第１−４図の動作を説明する。

同図においてC/N測定用受信部52を動作させるため
に、前段に受信ミクサ73が設置されている。この受信ミ
クサ73へは移動無線器50Bで受信した受信信号の一部が
加えられる。受信ミクサ73への局部発振周波数として、
切替スイッチ64−３からの出力が加えられる。ただし、
この切替スイッチ64−３は、他の切替スイッチ64−１や
64−２のように高速で切替える必要はなく、たとえば10
Hz程度の低速で十分である。そして切替スイッチ64−３
がシンセサイザ55−１の出力をオンにする位置にあると
き、C/N測定用受信部52で測定したチャネルCH1のC/N値
を制御部58Bに伝達する。ついで切替スイッチ64−３が
シンセサイザ55−２の出力をオンにする位置にあるとき
チャネルCH2のC/Nを測定する。以下順にシンセサイザ55
−ｎの出力をオンにする位置にあるとき、チャネルCHn
のC/Nを測定し、それぞれ制御部58Bに伝達する。制御部
58Bでは、これらの値を用いて受信切替用制御部65Cおよ
び送信切替用制御器67Cの切替周波数を、たとえば、そ
れぞれC/Nに反比例した速度で動作するように制御す
る。

以上のような動作を可能とするためには、前述の各無
線基地局30からの信号の送信方法に若干の変更を必要と
するので以下これについて説明する。

各無線基地局30から移動無線機50へ送信される制御信
号には、無線基地局30のIDが含まれており、上述の切替
スイッチのデューティを変更するにはこのIDが必要であ
る。各無線基地局30から送信される制御信号をそれぞれ
とり出すためには、各制御信号に含まれる信号の周波数
をそれぞれ異ならせることであり、そこで、濾波器によ
り濾波することが可能となる。

したがって、各無線チャネルのC/Nを測定するととも
に、その信号を送出した無線基地局30のIDをつけ加えて
制御部58Bへ送ることにより、制御部58Bでは各無線チャ
ネルごと、すなわち各無線基地局30ごとに受信（あるい
は送信）するデューティ時間を、C/N値と関係づけて定
めることが可能となる。

以上の効果を第１−２図の構成で達成させるには、同
図の受信部53に各無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎか
ら送信されてくる各制御信号を個々に受信するための帯
域濾波器を具備し、そのそれぞれで、信号対雑音比を測
定するなどの通信品質の監視手段を設ければよい。そし
て、この測定値を制御部58へ報告し、信号対雑音比に応
じた切替えのデューティで、切替スイッチ64−１を動作
させればよいわけである。

以上詳述したように移動無線機50の受信部53を動作さ
せることにより、送受信ダイバーシティ効果の増大をは
かることが可能となる。

さて多くの搬送波の合成による場合の混変調について
は、つぎの方法により歪雑音の除去を行うことができ
る。

すなわち、切替スイッチ64−１の切替速度（周期）を
高速にし、中間周波増幅器の帯域通過特性の外に追いや
る方法がある。しかしながら、すでに述べたように、切
替周波数は信号の最高周波数の2n倍以上に定められてい
る多くの場合には、それ以上高速にする必要はない。

つぎに受信ミクサ63に含まれた中間波増幅器の出力に
おけるｎ個の各中間周波数を実質的に等しくする具体策
について説明する。

これを行なうには、無線基地局30−1,30−2,…,30−
ｎの送信部31−1,31−2,…,31−ｎの搬送周波数の安定
度を決定する基準水晶発振器の周波数安定度を高めるこ
とにより達成される。たとえば、自動車電話方式の例で
は、無線基地局に設置されている基準水晶発振器の安定
度は、現在0.5〜1ppm（0.5〜１×10^-6）程度であるので
搬送波の周波数変動は、１×10^-6×900MHz＝900Hzであ
る。これでは、丁度音声の信号帯域内に雑音が混入す
る。

しかしながら、技術の進歩により0.01ppmが可能にな
ったとすれば、１×10^-8×900MHz＝9Hzとなり雑音の高
調波があったとしても、その大きなエネルギーが信号帯
域内に混入する可能性は少なくなる。あるいは搬送波の
周波数が9MHzを使用している無線システムでは、1ppmの
搬送波変動では、現在の技術においても雑音の混入はな
いことになる。

つぎに、さらに受信ダイバーシティ効果の増大をはか
る方法を説明する。第１−５図は、この場合の移動無線
機50Cの構成例を示す。

第１−５図において移動無線機50Cへの入力電波（入
力信号）は、アンテナ入力部でｎ＋１等分され、それぞ
れ無線受信回路68−1,68−2,…,68−ｎおよび干渉妨害
検出器62へ到来する。各無線受信回路68−１〜68−ｎで
は、それぞれ受信ミクサ63−1,63−2,…,63−ｎ、受信
部53−1,53−2,…,53−ｎが具備されており、また受信
ミクサ53−１〜53−ｎにはそれぞれシンセサイザ55−1,
55−2,…,55−ｎからの局部発振周波数が入力される。
したがって第１−５図の構成では、受信切替スイッチ64
−１はなく常時各無線チャネルCH1,CH2,…,CHnの信号を
受信し復調することが可能である。

またこれらの受信部53−１〜53−ｎの出力信号は、一
部は性部58Cへ送られるほか、通信品質監視部57−1,57
−2,…,57−ｎにも送られて、各無線チャネルの通信品
質を監視し、その結果を制御部58Cに報告し、さらに受
信部53−１〜53−ｎの出力は、信号混合回路62に加えら
れて、通常のダイバーシティ受信機（この場合は検波後
の合成）と同様な処理が加えられ電話機部59へ送られ
る。

第１−５図の移動無線機50Cのような回路構成をとる
ことにより、大きなダイバーシティ効果を得ることが可
能となる。

なお第１−５図または第１−６図の回路構成をとる
と、前述した混変調のうち、入力電力の振幅I₀₁,I₀₂,
…,I_0nの大きさに偏差があるためと、中間周波数の相互
間に周波数差があるために発生する混変調については、
未然に防止できる（発生原因がない）利点がある。

以上は移動無線機50が受信する場合を説明したが、移
動無線機50が送信する場合をつぎに説明する。

第１−２図において、切替スイッチ64−２で切替えら
れた無線信号は、たとえば無線チャネルCH1,CH2,…,CHn
とが順次に切替えられるが、受信側は無線基地局30−１
（CH1）,30−２（CH2），…，または無線基地局30−ｎ
（CHn）で別々に受信され、移動無線機50側で受信する
場合のように混合される場合の混変調問題はまったく存
在しないのである。ただし側波帯として、搬送角周波数
の成分が存在するから、これらが空間に放出されて、他
のチャネルまたは、他のシステムの通信に妨害を与えな
いように送信ミクサ61の出力部に帯域濾波器を設けて濾
波する必要がある。

このためには、移動無線機50の送信する全チャネルの
周波数外に側帯波を拡散するように切替スイッチ64−２
の切替周波数を設定する必要がある。第１−１図および
第１−２図に示す自動車電話方式では、この切替周波数
を15×nMHzより大きく設定すればよい。

そしてこのような切替周波数を使用して、チャネルCH
1の上り信号は無線基地局30−1,チャネルCH2の上り信号
は同30−2,以下順にチャネルCHnの上り信号は同30−ｎ
で受信される。これらの受信信号は、復調され関門交換
機20へ送信される。あるいは、無線基地局30−１が第１
−10図および第１−11図の構成を有する場合には、チャ
ネルCH1の上り信号は無線基地局30−１の送受信機90−
1,チャネルCH2の上り信号は同30−１の送受信機90−2,
以下順にチャネルCHiの上り信号は同30−１の送受信機9
0−ｉでそれぞれ受信復調された後、混合されて関門交
換機20等の必要な装置へ送信されてもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明の多重送信方
法と装置を用いると受信側で信号のダイバーシティ効果
を得ることが可能になる。

関門交換機20では、無線基地局30−1,30−2,…,30−
ｎからのｎ個の信号のうち、音声信号については、無線
基地局30−1,30−2,…,30−ｎからの信号を混合する。
なお混合にあたって、無線基地局30−2,30−3,…,30−
ｎからの信号のほうが、30−１より伝送品質が良いか
ら、そのまま混合してもよいし、あるいはS/Nに比例し
た出力で混合してもよい。すなわち、受信ダイバーシテ
ィ効果が得られたことになる。

以上の説明から明らかなように、本発明の作用は、移
動無線機50の送信周波数を無線基地局30で測定すること
により、新しい通話チャネルに切替えられた後の周波数
ずれを予測し、これに適合した周波数で、チャネル切替
後に交信する無線基地局の送信チャネルを設定し使用す
ることにより、チャネル切替にともなう通話断ないし発
生する混変調による雑音を除去した点に特徴を有する。

つぎに本発明による通話中チャネル切替で重要な役割
を果す制御信号の使用法について説明する。以下第１−
２図の移動無線機50の場合について説明する。

無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎからチャネルCH1,C
H2,…,CHnを用いて移動無線機50宛に送信する場合につ
いて説明する。

前述のチャネル切替準備動作が完了すると、移動無線
機50の無線受信回路68には、無線基地局30−1,30−2,
…,30−ｎからのチャネルCH1,CH2,…,CHnの通話信号で
送信され、これが移動無線機50内の切替スイッチ64−１
で順次切替えられて、切替受信される。また切替スイッ
チ64−２も動作を開始するので、移動無線機50からの送
信波も切替送信を開始される。

ここで、関門交換機20から各無線基地局30−１〜30−
ｎを介して移動無線機50に至る各経路間の差（10km以
内）による遅延時間差は、せいぜい0.03m秒以下である
から、動作に何の支障もなく、無視することができる。
また、無線基地局30−2,30−3,…,30−（ｎ−１）から
の下り信号には、音声信号のみであるが、無線基地局30
−１および30−ｎからの下り信号には、音声信号のほか
に制御信号（無線基地局30−１および30−ｎを識別させ
る識別信号や、切替指令信号）が第２図（ａ）に示した
ような帯域外信号の形で挿入されているから、移動無線
機50の無線受信回路68では、これを受信し制御部58へ転
送する。

制御部58では、この信号を識別し、関門交換機20の指
示により、当初は無線基地局30−１からのチャネル切替
指令やその後の無線基地局30−ｎからのチャネルCHnを
用いる通話信号やID信号が送られ、この信号品質も良好
なことを確認するので、無線送信回路68を用いて上り通
話信号の帯域外を用い、この確認事項を無線基地局30−
ｎ向けに通話チャネルCHnにより、無線基地局30−ｎ経
由で関門交換機20へ報告する。

関門交換機20では、無線基地局30−ｎと移動無線機50
との、下りの通信が良好に動作しているとの連絡を得た
ので、通信制御部21はスイッチ群23のスイッチSW1−1,1
−2,…,1−ｎのうち、SW1−１のみをオフとする。一
方、移動無線機50は、無線基地局30−１に対しては、送
信の停止を、移動無線機50の、シンセサイザ55−１の動
作を停止させ、切替スイッチ64−１（第１−２図）にシ
ンセサイザ55−2,55−3,…,55−ｎを循環切替動作する
ようにさせる。これらの状態は、第３図に示されてい
る。

つぎに移動無線機50からチャネルCH1,CH2,…,CHnを用
いて無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎに送信する場合
について説明する。

移動無線機50では、関門交換機20の指示により、受信
切替用制御器65Cおよび送信切替用制御器67Cがそれぞれ
作動して、切替スイッチ64−１および64−２はそれぞ
れ、動作中のシンセサイザ55−1,55−2,…,55−ｎの出
力および56−1,56−2,…,56−ｎの出力を切替えて、チ
ャネルCH1,CH2,…,CHnとを順次切替送受信中である。こ
の動作中通話チャネルに送られる信号としては、通話信
号の外、帯域外の制御信号（第２図（ａ））として、移
動無線機50の使用チャネルの状態（チャネルCH1,CH2,
…,CHnからチャネルCH2,CH3,…,CHnへ移行しつつあるこ
と）、移動無線機50の識別ID等（たとえば第２図（ａ）
のf_D1,f_D2,f_D3などのトーン信号あるいはそれらの組合
わせ）が加えられている。

無線基地局30−ｉ（ｉ＝1,2,…,n）で受信されたチャ
ネルCHiの上り信号は、無線基地局30−ｉの受信部53で
復調され、復調後の音声信号や帯域外信号には異常のな
いことが確認された後、関門交換機20へ転送される。関
門交換機20では、無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎか
らのｎ個の信号のうち、音声信号については、無線基地
局30−1,30−2,…30−ｎからの信号を混合する。関門交
換機20では、無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎからの
ｎ個の信号のうち、無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎ
で加えられた音声の帯域外で送られてきた識別信号など
によって、それぞれ無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎ
からのチャネルCH1,CH2,…,CHnによる信号であることを
確認する。

関門交換機20では、通話中チャネル切替動作が円滑に
進んでいることを確認し、移動無線機50の制御部38に対
し無線基地局30−ｎを経由して、チャネルCHnにより、
無線基地局30−１とのチャネルCH1により通信を停止
し、無線基地局30−2,30−3,…,30−ｎとの通信に専念
するための指令信号を送出する。

この制御信号を受信した移動無線機50では、制御部58
の動作により、シンセサイザ55−１および56−１の動作
を停止させて、受信チャネル選択用の切替スイッチ64−
１の位置をシンセサイザ55−2,55−3,…,55−ｎを循環
切替動作するようにし、送信チャネル選択用の切替スイ
ッチ64−２には、シンセサイザ56−2,56−3,…,56−ｎ
を循環切替動作を継続させるように指令する。

この結果、移動無線機50は、それまでのチャネルCH1
を用いた無線基地局30−１との交信を終了し、無線基地
局30−2,30−3,…,30−ｎと、それぞれチャネルCH2,CH
3,…,CHnを用いて交信する状態にはいる。これにてチャ
ネル切替が完了し、新無線チャネル群で交信されている
状態が実現する。以上説明した上りチャネルと下りチャ
ネルの切替動作は並行して実行されほぼ同時期に終了す
る。

以上の説明から明らかなようにチャネル切替時も無瞬
断であり、かつ雑音も実用上問題のない程度の低いレベ
ルにとどめることが可能である。

なお以上の動作中のいずれかにおいて、動作不良もし
くは、不動作が起れば、その直前の動作からやりなおす
ことになる。また動作障害が大きいときには、制御部58
に内蔵するメモリ部に記憶してある切替動作前の通話チ
ャネルにもどる動作も具備されている。

第7A図ないし第7D図には、第１−１図，第１−２図お
よび第１−３図に示したシステムの動作の流れを示すフ
ロー・チャートが示されている。

関門交換機20,無線基地局30−1,30−2,…,30−ｎおよ
び移動無線機50が動作を開始し、関門交換機20に含まれ
るスイッチ群23のスイッチSW1−1,1−2,…,1−（ｎ−
１）がオンであり、無線基地局30−1,30−2,…,30−
（ｎ−１）と移動無線機50との間で交信中である。この
交信には、関門交換機20に含まれる通信制御部21によっ
て指示されたチャネルCH1,CH2,…,CH−（ｎ−１）の下
り周波数F₁,F₂,…,F_n-1と上り周波数f₁,f₂,…,f_n-1が使
われている（S101、第7A図）。

通信中の無線基地局30−1,30−2,…,30−（ｎ−１）
からは、たえず移動無線機50からの受信状況報告が出さ
れ（S102）、これを受けた関門交換機20のS/N監視部22
では、通話品質がレベルL₁よりも劣化していないか否か
を監視している（S103）。通話品質がレベルL₁よりも劣
化していたならば（S103YES）、通信制御部21から、無
線基地局30−1,30−2,…,30−（ｎ−１）等の周辺にあ
る無線基地局30に対して、無線基地局30−1,30−2,…,3
0−（ｎ−１）と移動無線機50との間の交信に使用して
いる上り周波数f₁,f₂,…,f_n-1の信号をモニタ受信する
ように指示する（S104）。

モニタ受信の指示を受けた周辺の各無線基地局30（た
とえば30−ｎ）では、周波数f₁の信号のモニタ受信し
（S105）、その結果を関門交換機20のS/N監視部22に報
告し（S106）、各無線基地局30からのモニタ受信品質を
測定比較し、たとえば無線基地局30−ｎの通信品質が一
定基準のレベルL₂よりも良く、かつ最良であることを検
出する（S107YES）。そこで、通信制御部21は、移動無
線機50が無線基地局30−１のカバーするゾーンから無線
基地局30−ｎのカバーするゾーンに移動したものと判断
し、（S108、第7B図）、無線基地局30−ｎとの交信に切
替えるために、無線基地局30−ｎが使用することのでき
る空きチャネルを検索し（S109）、その結果、チャネル
CHnを決定する（S110）。通信制御部21は、移動無線機5
0の送信部51−２および受信部53−２に、チャネルCHnで
の交信の準備をするように指令する（S111）。

このチャネルCHnを用いるための交信準備指令は、無
線基地局30−ｎに送られ、チャネルCHnによる交信の準
備をする（S112）。この指令は同時に無線基地局30−１
からチャネルCH1により送出される（S113）。移動無線
機50は、このチャネルCHnによる交信準備指令を受信し
（S114）、チャネルCHnによる交信を可能とするための
準備、すなわち、制御部58からシンセサイザ55−ｎおよ
び56−ｎに対して、周波数F_nを受信し、周波数f_nで送信
できるように指示し、また切替用発振器65は切替動作に
入る（S115、第7C図）。

チャネルCHnを用いて交信する準備ができると、移動
無線機50は、準備完了の報告をチャネルCHnを用いて無
線基地局30−ｎに対して報告する（S116）。この報告を
受けた無線基地局30−ｎは、ステップS112で準備したチ
ャネルCHnによる無線基地局30−ｎ内に準備完了を確認
して報告を出す（S117）。

チャネルCHnを用いての無線基地局30−ｎと移動無線
機50との間の交信準備の完了を、関門交換機20が確認す
ると（S118）、スイッチ群23のスイッチSW1−1,1−2,
…,1−（ｎ−１）はオンのままにして、スイッチSW1−
ｎもオンにする（S119）。

そこで、関門交換機20に含まれた通信制御部21は、無
線基地局30−ｎに対して、移動無線機50との間でチャネ
ルCHnを用いて交信を開始することを指令する（S12
0）。

この交信開始指令を受信すると（S121）、無線基地局
30−ｎは交信開始指令をチャネルCHnを用いて送出する
（S122）。移動無線機50は無線基地局30−ｎを識別する
ための識別信号であるID信号により、チャネルCHnによ
る交信の開始を確認し（S123）、チャネルCHnを用い
て、移動無線機50のID信号を含む通信信号を送出し（S1
24）、この通信信号を受けた無線基地局30−ｎは、チャ
ネルCHnで交信を開始したことを報告する（S125）。

この報告を受けてチャネルCHnでの交信を開始を確認
した（S126）関門交換機20のS/N監視部22は、移動無線
機50と無線基地局30−ｎとの間の通信の品質レベルを測
定し、一定の品質レベルL₂以上であることを検出すると
（S127YES、第7D図）無線基地局30−１と移動無線機50
との間のチャネルCH1を用いて行っていた交信の停止を
無線基地局30−１および30−ｎに指令する（S128）。

これによって、無線基地局30−１はチャネルCH1によ
る交信をオフにする（S129）。またチャネルCH1による
交信停止の指令を受けた無線基地局30−ｎは、その指令
を転送し（S130）、このチャネルCH1による交信停止指
令を移動無線機50が受信すると（S131）、シンセサイザ
55−１および56−１の動作を停止し、切替スイッチ64−
１はシンセサイザ55−１の出力端子への切替を停止し、
切替スイッチ64−２はシンセサイザ56−１の出力端子へ
の切替を停止（この動作は必らずしも必要ではないが）
して、チャネルCH2,3,…,nで動作せしめるようにして、
チャネルCH1交信停止報告をチャネルCHnを用いて送出す
る（S132）。これを受けた無線基地局30−ｎは、このチ
ャネルCH1交信停止報告を関門交換機20へ転送する（S13
3）。

チャネルCH1交信停止報告を受けた関門交換機20の通
信制御部21は、スイッチ群23のスイッチSW1−2,1−3,
…,1−ｎはオンのままとし、スイッチSW1−１をオフに
する（S134）。

これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、ス
イッチSW1−2,1−3,…,1−ｎのオン状態で、チャネルCH
2,CH3,…,CHn、下り周波数F₂,F₃,…,F_n上り周波数f₂,
f₃,…,f_nを用いて、移動無線機50は無線基地局30−2,30
−3,…,30−ｎとの間で、一瞬の切断も、雑音の混入も
なく、かつ送受信ダイバーシティ効果を得て、高品質な
通信を継続することができる（S135）。

（６）移動無線機の移動速度の推定とトラヒック輻輳対
策上の通話チャネル割当法 移動無線機50と通信中の複数の無線基地局30が受信す
る受信電界あるいは通信品質の変化を測定し、比較する
ことにより移動無線機50の速度（進行方向および速さ）
を検出することが可能である。これらを、以下、第９図
を用いて説明する。

第９図において16個の円は、それぞれサービス・エリ
ア内の小ゾーンZ1〜Z16を示し、円の中心付近に設置さ
れた無線基地局30−1,30−2,…,30−16等から、それぞ
れ通信可能なエリアを示している。いま現在通信中の移
動無線機50がゾーンZ6内にあり、無線基地局30−2,30−
3,30−5,30−6,30−7,30−10,30−11の７局とダイバー
シティを適用した通信を行っているとする。移動無線機
50が第９図の矢印の方向に移動しつつあるとすると、移
動無線機50からの送信信号を受信中の以上７つの無線基
地局では、それぞれ受信電界または受信品質を測定中で
あり、これらの値は移動無線機50へ集められる。移動無
線機50では、これらの測定結果を比較することにより、
自移動無線機50の移動方向および速度を次ぎの方法によ
り推定する。

まず移動方向は、観測された入力受信電界レベルが最
も急速に大きくなる方向に変化する無線基地局（第９図
では30−７）へ向っていると推定することができる。信
頼性の高い結果を得るためには、測定持続時間を適切に
選ぶことが重要である。ただしこれは移動無線機50の速
度に大きく関係する。すなわち、電波伝搬特性は時々刻
々変化するからある程度の長い時間（自動車の場合３〜
10秒）ごとに区切ってその間に測定することにより測定
値のばらつきの除去をはかることができる。第９図で、
このようにして得られた測定結果を入力電界の増加の大
きい無線基地局30から順に表わすと、たとえば、 30−７＞30−11＞30−３ であり、入力電界の減少の大きい無線基地局30から順に
表わすと、 30−６＞30−10＞30−２＞36−５ となろう。

また移動速度については、電波伝搬特性から得られて
いる電波伝搬曲線と比較すると移動速度が推定可能とな
る。

つぎに移動無線機50の移動速度を推定する方法を説明
する。第14図はx,y平面上に３つの無線基地局30−1,30
−２および30−３の位置を示したもので、その座標をそ
れぞれ（a₁,b₁），（a₂,b₂）および（a₃,b₃）とする。
移動無線機50は時刻、ｔ＝t₁において点M1（x₁,y₁）を
通過し、時刻ｔ＝t₂において点M2（x₂,y₂）に達したも
のとする。

関門交換機20は、無線基地局30−1,30−２および30−
３から、移動無線機50の発射する電波を測定した受信電
界の電界値やID等を得て、移動無線機50が低速移動モー
ドにあるのか高速移動モードにあるのかを判断し、第15
図に示す区分図にしたがって制御の主管を決定する。

ここで第15図には、位置登録，発着呼処理（チャネル
割当），通信品質，通信トラヒック情報，移動無線機の
移動速度，制御信号の送出タイミング，ダイバーシティ
多重度，通信中チャネル切替の実行，通信速度の最適
化，トラヒック輻輳規制，送信電力規制およびVIP（重
要人物）へのチャネル譲渡に関する制御を移動無線機50
が主管するのか、または関門交換機20が主管するのか、
あるいは端末制御装置が主管するのかを低速移動モード
および高速移動モードの場合について示している。第15
図から明らかなように低速移動モードにおいては関門交
換機20が、高速移動モードにおいては端末制御装置120
が主管する。一方、第14図における送信点、この場合は
移動無線機50、から一定の送信電力で送信された電波を
ある距離だけ離れて受信した場合の受信電界の大きさ
は、実験的に得られており、たとえば第16図に示す通り
である。この図は下記の文献から引用したものである。

奥村他 “陸上移動無線における伝搬特性の実験的研
究” 日本電信電話公社 電機通信研究所研究実用化報
告Vol.16 No.9 1967 1721頁 第16図より測定した電
界強度の値から送信点（この場合は移動無線機50）まで
の距離が推定可能なことが示されている。ここでh_teは
送信アンテナの高さ（実効値）を示している。もっと
も、この推定値はかなりの誤差があり、後述するように
精度を向上する対策が必要である。

システムに適用している無線周波数，通信電力，アン
テナ高やアンテナ利得等が定められると、第16図と同様
な電界強度−距離特性が各無線基地局30の通信品質監視
部37で測定されその結果から、第14図の各無線基地局30
−1,30−2,30−３において、時刻ｔ＝t₁およびt₂に、そ
れぞれ受信電界値E_1t1,E_1t2、E_2t1,E_2t2、E_3t1,E
_3t2と、移動無線機50との推定距離l₁,m₁、l₂,m₂、l₃,m₃
を得る。

移動無線機50の時刻t₁,t₂における平均速度は、次の
ごとく求められる。

まず、時刻ｔ＝t₁における無線基地局30−１（座標、
a₁,b₁）30−２（座標、a₂,b₂）から移動無線機50の点M1
（x₁,y₁）までの距離l₁,l₂は上記の値を用いて、 （x_1A−a₁）^２＋（y_1A−b₁）^２＝l₁ ² （１） （x_1A−a₂）^２＋（y_1A−b₂）^２＝l₂ ² （２） ここで、x_1A,y_1Aは、移動無線機50の時刻t₁における
位置（未知数）を示す。

（１），（２）式よりx_1A,y_1Aを求めると、 x_1A＝［（a₁p²＋b₁p＋ｑ） ±｛（a₁p²＋b₁p＋ｑ）^２ −（p²＋１）（a₁ ²p²＋b₁ ²p² −l₁ ²p²＋q²＋2b₁pq）｝^1/2］ ×｛２（p²＋１）｝^-1 （３） y_1A＝［−（pq−a₁p−b₁） ±｛（pq−a₁p−b₁）^２ −（p²−１）（q²＋a₁ ²＋b₁ ² −l₁ ²−2a₁q）｝^1/2］ ×｛２（p²−１）｝^-1 （４） ここで、 ｐ＝（b₂−b₁）／（a₂−a₂） （５） ｑ＝｛l₁ ²−l₂ ²＋（a₂ ²−a₁ ²） ＋（b₂ ²−b₁ ²）｝ ×｛２（a₂−a₁）｝^-1 （６） つぎに、時刻ｔ＝t₁における無線基地局30−2,30−３
から、移動無線機50の点M1（x₁,x₁）までの距離l₂,l₃は
上記の値を用いて、 （x_1B−a₂）^２＋（y_1B−b₂）^２＝l₂ ² （７） （x_1B−a₃）^２＋（y_1B−b₃）^２＝l₃ ² （８） ここで、x_1B,y_1Bは、移動無線機50の時刻t₂における
位置（未知数）を示す。

（７），（８）式より（３），（４）式と類似の根x
_1B,y_1Bを求めると、これらを、 x_1B＝x_1B（＋）,x_1B（−） （９） y_1B＝y_1B（＋）,y_1B（−） （10） とおく。ここで（＋），（−）は、（３）または（４）
式の平方根の前の符号を示している。

同様にして、時刻ｔ＝t₁における無線基地局30−3,30
−１から、移動無線50の位置M1（x₁,y₁）を求めると、 （x_1C−a₃）^２＋（y_1C−b₃）^２＝l₃ ² （11） （x_1C−a₁）^２＋（y_1C−b₁）^２＝l₁ ² （12） が得られる。これらを、 x_1C＝x_1C（＋）,x_1C（−） （13） y_1C＝y_1C（＋）,y_1C（−） （14） とおく。

以上の計算で求められた根、x_1A,x_1B,x_1Cとy_1A,y_1B,y
_1Cを、それぞれ比較すれば、ほぼ等しい値のものと、か
なり隔たった値のものがあり、このうち、ほぼ等しい値
のものを所望の根の値であるとすると、 x_1A≒x_1B≒x_1C （15） y_1A≒y_1B≒y_1C （16） なる解が得られる。これらの値が移動無線機50の位置の
推定の候補であり、これらを算術平均して、 x_1(t1)＝（x_1A＋x_1B＋x_1C）/3 （17） y_1(t1)＝（y_1A＋y_1B＋y_1C）/3 （18） を時刻ｔ＝t₁における移動無線機50の現在位置として得
る。

同様にして、時刻ｔ＝t₂におけるx₂,y₂の値を求める
と、 x_2(t2)＝（x_2A＋x_2B＋x_2C）/3 （19） y_2(t2)＝（y_2A＋y_2B＋y_2C）/3 （20） を得る。したがって、移動無線機50の速度Ｖ_（t1,t2）
の速さｖ_（t1,t2）と方向θ_（t1,t2）は、 ｖ_（t1,t2）＝｛（x₂−x₁）^２ ＋（y₂−y₁）^２｝^1/2 ×（t₂−t₁）^-1 （21） θ_（t1,t2） ＝tan^-1｛（y₂−y₁）／（x₂−x₁）｝ （22） であると推定される。

この例は、３つの無線基地局30−1,30−2,30−３で、
かつ時刻t₁,t₂において測定した場合であったが、電界
強度測定に参加する無線基地局30の数がさらに増加し、
かつ測定時刻も３つ以上となれば、移動無線機50の速度
の推定値の精度は一層向上することになる。関門交換機
20の測定値演算回路21−３は、上記の演算を行う。

また、移動無線機50の速度を示す（21）式および（2
2）式の代りに、移動無線機50の速度のうち、各無線基
地局30への成分すなわち、移動無線機50が無線基地局30
へ向っている（遠ざかる場合は負の値になる）速度（速
さ、方向）を推定することも可能である。以下、この演
算法を説明する。

無線基地局30−１の座標（a₁,b₁）と時刻ｔ＝t₁のと
きの移動無線機50の位置M1（x₁,y₁）とから、線分M1,30
−１のｘ軸とのなす角α_１は次式で表される。

α_１ ＝tan^-1｛（b₁−y₁）／（a₁−x₁）｝ （23） また、移動無線機50の速さｖ（t₁,t₂）のベクトルM1,
30−１方向の速さv₁は（21），（23）式より V₁＝v cos（α_１−θ） （24） （23），（24）式より移動無線機50の無線基地局30−１
方向の速度V₁は（23），（24）式より与えられることに
なる。

同様に無線基地局30−2,30−３方向の速度V₂,v₃はそ
れぞれ、 V₂＝v cos（α_２−θ） （26） α_２ ＝tan^-1｛（b₂−y₁）／（a₂−x₁）｝ （27） V₃＝v cos（α_３−θ） （28） α_２ ＝tan^-1｛（b₃−y₁）／（a₃−t₁）｝ （29） を得る。

以上の演算結果を用いるならば、移動無線機50の移動
速度を制御信号の送出方法と結合させることにより、次
の（８）項で説明するごとき制御信号送出法の最適化を
はかることが可能となる。

さらに上記の移動速度の推定により、移動無線機50の
移動先を推定し、移動先の無線基地局30の通信トラヒッ
ク状況を調査し、輻輳した状態のときは、その無線基地
局30で通信中の移動無線機50の通信の種類により通信す
る無線基地局30の数を減少させることが可能になる。つ
ぎにトラヒックの輻輳状態が１つのゾーンではなく複数
のゾーンにまたがる場合には、広域にわたる輻輳対策が
必要となる。これは大都会の都心部で自動車電話システ
ム等で発生している現象であり、第９図の30−6,30−7,
および30−11がトラヒック輻輳状態にあるとする。これ
についての本発明の適用を詳細に説明する。

ゾーンZ11内には、移動無線機50aが居り、矢印の方向
に進行しているが、発呼信号を送出したとする。この発
呼信号は移動無線機50aへ集められ、割当るべき通話チ
ャネルが決定されるが、トラヒックが輻輳していない時
には、無線基地局30−6,30−7,30−10,30−11,30−12,3
0−14,30−15等で使用される通話チャネルが割当てられ
る（ダイバーシティ送信が行われる）。ところが上記の
３ゾーンで（Z6,7,11）でトラヒックが輻輳している場
合には、30−6,30−７および30−11のチャネルは割当て
られない。この場合交信相手として、通話品質の最もよ
い無線基地局30は当然30−11であるが、上記の理由のた
め割当てられない。

もしダイバーシティの多重度が上記の４重（30−10,3
0−12,30−14,30−15）では不足する場合には、移動無
線機50aでは、移動無線機50aの移動方向、移動速度を推
定可能であるから、移動方向にある無線基地局30−８や
30−16で使用するチャネルを割当てる。したがって移動
無線機50aは、ゾーンZ11に居るにもかかわらず、やや遠
い無線基地局30−８および30−16と通信を開始すること
になる。

以上説明したチャネル割当てを適用することにより、
従来のシステム技術では解決されなかったトラヒック高
密度地域における輻輳対策が可能となる。

なお本項で説明した移動無線機50の移動速度の推定法
は技術的にはかなり高度なものであり、また速度値演算
回路21−３を関間交換機20および端末制御装置120に設
ける等、高価になる可能性があるため、小規模なシステ
ムでは適用のメリットのない場合がある。

そのような場合に対処するために、以下に説明する簡
易な方法が考えられる。すなわち、移動無線機50または
無線基地局30、もしくは関門交換機20あるいは端末制御
装置120において、移動無線機50の行う位置登録変更の
頻度、通話中に行うチャネル切替の頻度等を測定し、こ
れが一定の値以上であれば、高速移動モードと判定する
方法である。これは移動速度が大きいほど移動無線機50
の行う位置登録の変更や、通話中チャネル切替の頻度が
増加することを根拠としている。

上記のような方法であれば、移動無線機50,無線基地
局30または関門交換機20あるいは端末制御装置120にカ
ウンターを準備し、一定の時間間隔でその回数を測定す
れば、頻度が求められるから、移動無線機50の低速また
は高速移動モードの判定は容易かつ安価に実現可能であ
る。ただし、測定結果である回数と移動無線機50の実際
の速度とは、正比例ではなく若干の誤差をともなうが、
システム上容認し得る値にとどめることが可能であろ
う。

（７）高速移動中の移動無線機の位置登録方法および発
着呼等の動作 本発明に関わる移動無線機が自動車に搭載され高速で
移動している状態における位置登録や発着呼等の動作を
説明する。

本発明を適用する具体的システム例は前述したごと
く、小ゾーンあるいはマイクロセル構造を用いることを
基本としている。そして小ゾーンあるいはマイクロセル
の大きさは、自動車電話方式では半径３〜5km、携帯電
話方式では半径25〜100m程度であった。これらゾーン内
において移動無線機50が移動する場合、通信の確保に必
要な条件は送受信に必要な所要信号対雑音比の確保であ
る。

これをさらに具体的に説明すると、移動無線機50の移
動距離が、通信時間内において相対的に小さく、一方、
受信電界強度が移動無線機50の移動距離を通じて大きく
変動しない状態であれば、通信の確保上望ましい条件と
いうことになる。別の表現を用いれば、１つの無線基地
局30のサービス・エリアが、移動無線機50の通信時間に
おける移動距離に比べ相対的に大きければよいことにな
る。

ただし、移動無線機の通信時間が長かったり、あるい
は１つの無線基地局30のサービス・エリアの大きさが相
対的に小さければ、すでに説明したごとき通話中チャネ
ル切替等が必要であったが、以下に述べるような別の対
策等は不要であった。自動車電話の場合、１つの無線基
地局30のサービス・エリアの大きさと自動車の通常の時
間内の通話中の移動距離とは、通信の確保上望ましい条
件を満してはいるが、以下に説明するマイクロセルを用
いる携帯型の移動無線機50を自動車内に持込んで通信に
用いようとすると困難な問題に直面する。

すなわち下記の文献 伊藤“携帯電話の方式検討−無線回線制御とルーチン
グを中心に−”電子情報通信学会通信方式研究会CS87−
16 1987年５月 に掲載されているような携帯電話方式においては、携帯
電話機（本発明の移動無線機）は、通常、人が携帯し歩
行しながら通話に供することを目的として方式設計がな
されている。したがって１つの携帯電話親装置（本発明
の無線基地局）のサービス・エリアは半径25m程度であ
っても、人の歩行はせいぜい100m/分程度であり、１つ
の無線基地局30のサービス・エリアの大きさと移動無線
機50の通話時間内における移動距離とが調和を保ってい
るので、通信の実行に当って技術的に特に困難となるも
のはない。

ところが携帯電話機を自動車のようにマイクロセルの
大きさに比較して単位時間内の移動距離の大きい移動体
に搭載すると、移動体の移動速度が大きいために、送受
信に必要な所要信号対雑音比が得られない場合があり、
後述のような種々の問題が発生し、すでに説明したもの
とは異なる技術的な対応が必要となる。

まず位置登録においては、前述の第４図を参考にして
説明すると、 ｉ） 移動無線機50からの位置登録信号が最寄りの無線
基地局30で受信できない。

ii） 最寄りの無線基地局30の登録完了信号を移動無線
機50で受信できない。

上記のうち移動無線機50の速度の大小から判断する
と、移動無線機50の速度がもっとも大きいところでｉ）
の状態が発生し、次いでii）の順に発生することにな
る。それは第４図の各ステップの動作を実行し、最後の
段階で受信不能となったためである。

このような高速移動にともなう不都合な現象を生ずる
場合を高速移動モードと呼び、移動速度が障害を生じな
い場合のモードを低速移動モードと呼ぶことにする。

つぎに移動無線機50からの発呼について、前述の第5A
図および第5B図を用いて説明する。

ｉ） 移動無線機50からのオフ・フック信号を最寄りの
無線基地局30で受信できない。

ii） 最寄りの無線基地局30からの発呼応答信号を移動
無線機50で受信できない。

iii） 移動無線機50からの通話チャネル指定信号を最
寄りの無線基地局30で受信できない。

iv） 最寄りの無線基地局30のチャネル切替完了信号を
移動無線機50で受信できない。

ｖ） 最寄りの無線基地局30のダイヤル・トーン信号を
移動無線機50で受信できない。

vi） 移動無線機50からのダイヤル信号を最寄りの無線
基地局30で受信できない。

上記のうち移動無線機50の移動速度が大小から判断す
ると、速度が最も大きなところでｉ）の状態が発生し、
次いでii）,iii）,iv）,v）,vi）の順で次第に小さな速
度で発生するようになる。なお、ｖ）,vi）の状態は、
通話中チャネル切替技術で救済することも可能である
が、一応ここには問題点としてあげておいた。

さらに、移動無線機50への着呼について前述の第6A図
ないし第6C図を用いて説明すると、 ｉ） 無線基地局30からの着呼信号を移動無線機50で受
信できない。

ii） 移動無線機50からの通話チャネル指定信号を無線
基地局30で受信できない。

iii） 無線基地局30からの指定チャネルへの切替認否
信号を移動無線機50で受信できない。

iv） 移動無線機50からのチャネル切換報告を無線基地
局30で受信できない。

ｖ） 移動無線機50のオフ・フック信号を無線基地局30
で受信できない。

上記のうち、移動無線機50の移動速度の大小から判断
すると、速度が最も大きなところでｉ）の状態が発生
し、次いでii）,iii）,iv）,v）の順で次第に小さな速
度で発生するようになる。なお、iv）,v）の状態は通話
中チャネル切替技術で救済することも可能であるが、一
応ここには入れておいた。

また、通話中チャネル切替について、前述の第7A図な
いし第7D図を用いて説明すると、 ｉ） 無線基地局30−１からの通信品質劣化発見の報告
を移動無線機50で受信不能。

ii） ｉ）の通信品質劣化発見の報告は受信できたが、
無線基地局30−１の周辺の無線基地局30へ周波数f₁のモ
ニタ受信の指示を出したにもかかわらず、モニタ結果の
報告を受信不能。

iii） ii）のモニタ結果を受信し、無線基地局30−ｎ
へチャネルCHnの使用を指令したにもかかわらず無線基
地局30−ｎより応答信号がこない。

iv） 無線基地局30−１との交信オフを確認できない。

上記のうち移動無線機50の移動速度の大小から判断す
ると、速度の最も大きなところでｉ）の状態が発生し、
ii）,iii）,iv）の順で次第に小さな速度で発生するよ
うになる。ただし、上記のうちｉ）は、移動無線機50自
身でも通信品質監視を行っているシステムにあっては、
受信不能が生じても問題はない。したがって、以下に説
明するシステムでは、この監視を行っているものとす
る。

さて、移動無線機50が高速移動モードにある場合、通
信を確実に行うための本発明の作用を以下に説明する。
まず、高速移動モードについて、移動無線機50の移動速
度により、広域呼出モード，高速移動モード，低速移動
モードに準ずるモードの３つのモードに細分することが
できる。

まず、広域呼出モードについて説明する。携帯電話機
の移動速度が高速すぎるため、本発明の方法を適用して
も、なお十分に信頼性の高い通信を確保できない場合の
モードである。システム構成を適切にとれば後述するよ
うに、実際にはこのモードは発生しないであろう。

低速移動モードに準ずるモードは、高速移動中である
にもかかわらず、移動速度が比較的低速かあるいはシス
テム構成を高速移動に耐えるように構築してあり、通常
の移動モード（低速移動モード）と技術的にはほとんど
変らないシステム動作が行える状態の場合である。した
がってこのモードについての技術的問題は特になく、す
でに述べた本発明による実施例で示したシステム動作で
通信が可能である。

さて、システム構築を高速移動モードの移動無線機50
にも良好に通信可能なように対策を講じておくことは重
要である。以下、本システムに含まれる無線機の送信電
力等を前述の文献（伊藤“携帯電話の方式検討−無線回
線制御とルーチングを中心に−”電子情報通信学会通信
方式研究会CS87−16 1987年５月）と同一にして、高速
モードに適するシステム構築法を説明する。

まず、移動無線機50が高速移動モードになるのは道路
上である。そして、道路上は通常電波伝搬特性が屋内に
くらべ良好である。その上、道路沿いの柱上等に設置さ
れる無線基地局30は、主として道路上の移動無線機50を
対象にすればよく、したがって、アンテナの指向特性と
しては道路に沿った細長い平面に主ビームを向ければよ
い。すなわち小ゾーンを構成するためには、通常のエリ
アである円形である必要はなく長円もしくは扇形でよ
い。すると、同一の無線基地局30の送信電力であって
も、比較的遠くまで通信可能なサービス・エリアとな
る。送信電力が10mWで円形ゾーンでの場合は、屋外で半
径200mが最大であったが、長円では長軸に沿って半径30
0〜400m位迄、サービス・エリアにすることが可能とな
る。

これを図示すると第17図のごとくなる。第17図におい
て道路上の点Ａもしくは点Ｂに高速移動モードの移動無
線機50があるとし、点Ａもしくは点Ｂの移動無線機50
は、いずれも右方への高速移動中とする。また、第17図
の点P0〜P3,L1,L2,Q0〜Q2は道路に面した柱上に設置さ
れている無線基地局30の位置を示す。また破線で囲まれ
た小ゾーンは、それぞれP0,P1,P2,P3,L1,L2の位置に設
けられた無線基地局30のサービス・エリアを示す。

つぎに、第１−１図に示した端末制御装置120の高速
移動モードに関する動作について説明する。すでに、こ
の関門交換機20の機能について説明したように、それと
同様の機能を有する端末制御装置120のID識別記憶部124
には多くの無線基地局30や移動無線機50に関するモード
別記憶機能が具備されている。

すなわち道路沿いの無線基地局30は、それ以外の所に
設置されている無線基地局30と同様に低速モード用とし
て関門交換機20のID識別記憶部24に記憶されているほ
か、高速移動モードの移動無線機50が現れた場合にそな
えて、高速移動モードの移動無線機50と通信するのに適
する無線基地局30群（第１−１図の30−1B,30−2B,…,3
0−mB）として道路沿いの無線基地局30（高速移動モー
ド用無線基地局と称する）のみを識別して記憶する機能
を有する。そして、高速移動モード用無線基地局は、高
速移動モードの移動無線機50がその近傍に出現しない場
合，あるいは通話トラヒックが閑散な場合は、通常の無
線基地局30と同一の動作を行うが、一旦高速移動モード
の移動無線機50が出現すると、端末制御装置120の指示
により高速移動モードの移動無線機50との交信のみに専
念する機能を有する。

したがって、高速移動モードの移動無線機50からの位
置登録および発着呼が行われると、端末制御装置120は
通信中の高速移動モード用無線基地局30はもとより、そ
の周辺にある高速移動モード用無線基地局に対しても、
高速移動無線機50から送信される信号をモニタ受信さ
せ、その測定結果を端末制御装置120へ報告させる。端
末制御装置120では、これらを比較し、高速移動モード
の移動無線機50の速度（速さ、方向）を推定し、その結
果をこの移動無線機50の進行方向にある高速移動モード
用無線基地局30へ通知する。この結果、通常の低速移動
モードに比較して、はるかに移動無線機50が高速で移動
していても、通信を確保することが可能となる。またシ
ステムによっては、高速移動モードの移動無線機50か否
かを、その移動無線機50または高速移動モード用無線基
地局30に判断させるようにすることも可能である。

以下、高速移動モードの移動無線機50の位置登録や発
着呼動作の一例を、具体的数値を用いて説明する。

移動無線機50は自動車に搭載されているとし、自動車
の車速を時速100kmとする。この速度はかなり高速であ
り、高速道路上での速度と考えられるが、本発明による
システムでは設計に余裕をとるためにこの値を採用す
る。上記の値は秒速30mとなる。

この速度の自動車が第17図の長円形のゾーンを進行す
ると、１つのゾーンを通過するには、300m×2/30m＝20
秒かかることがわかる。ただし、移動無線機50からの位
置登録や発着呼は、小ゾーンのどの位置から行われるの
か不明であるから、たとえば、第17図の点Ａにおいて開
始された場合は、ただちに隣接ゾーンへ移行するため
に、点P2の高速移動モード用無線基地局30との交信はす
ぐ不能となってしまう。つぎに第17図の点Ｂで開始され
たとすると、点P2の無線基地局30との交信は約20秒間持
続されることになり、この場合には、システム条件によ
っては低速移動モードの動作とほぼ同一となってしまう
場合がある。実際にはこの中間と考えられ、１つの高速
移動モード用無線基地局30との交信可能時間は平均10秒
と考えてよい。またシステムによっては第17図に示す通
り別の無線基地局30が点Q0,Q1,Q2に設置されており、サ
ービス・ゾーン（図示せず）がオーバラップすることに
なるが、これはダイバーシティのために使用される場合
がある。上記の説明では簡単のため、このダイバーシテ
ィの説明は省略した。

つぎに移動無線機50と高速移動モード用無線基地局30
との間の無線区間での交信ならびに高速移動モード用無
線基地局30と関門交換機20との有線系での交信（位置登
録や発着呼）のための信号の送受信に要する時間につい
て説明する。

まず、無線区間であるが、位置登録や発呼のように移
動無線機50が主導するときの制御信号の所要時間を検討
する。信号形態としてディジタル信号を用い、信号速度
を1200ビット／秒とする。位置登録のための移動無線機
50からの送出信号には、40ビットのIDコードのほか、制
御種別20ビット、それにプリアンブルやスタート信号、
検査信号を含んでおれり、最大200ビットと考えておけ
ばよい。したがって信号送出に要する時間は、200/1200
＝0.167秒すなわち約170msecとなる。

一方、高速移動モード用無線基地局30から移動無線機
50への制御信号も最大170msec程度である。また有線系
の信号送受信に要する時間は無線系より小であるから、
低速移動モードにおける位置登録に要する全所要時間は
通常のシステムで２秒以内である。同様に、発呼に要す
る所要時間も２秒以内である。着呼についても通常２秒
以内であるが、移動無線機50が省電力化のために間欠受
信をしていると、所要時間が長くなり５秒位要する場合
がある。

以上の例では、信号速度を1200ビット／秒とした場合
であり、これを2400ビット／秒もしくは4800ビット／秒
程度に高速化すれば、位置登録や発着呼に要する所用時
間は大きく短縮することが可能である。

以上いづれの場合も所要時間のみから考えた場合、通
常のモード、すなわち低速移動モードの制御信号送受信
を用いても、他に劣化要因がなければ高速移動モードに
おいて十分実行可能であることが明らかとなった。

しかしながら、後述するように高速移動モードでディ
ジタル制御信号を伝送すると、フェージング作用の影響
等のために、伝送特性が劣化する。これを改善するため
に、つぎの方法が採用される。

ｉ） 同一信号を反復くり返し送出する（再送）。

ii） 信号速度を高速移動モードに適する値に変更す
る。

iii） 信号形式を高速移動モードに適するものに変更
する。

iv） 誤り訂正機能を強化する。

ｖ） スペース・ダイバーシティ、周波数ダイバーシテ
ィ等、各種のダイバーシティ技術を導入する。

以上の各技術をまとめて、高速移動モード用制御信号
送出方式と呼ぶことにする。上記のモードで送信部より
信号を送出するのに対し、対向する無線機の受信部では
これに見合った受信方法を適用することは当然である。
その方法として、 ｉ） 高速，低速モードを問わず受信可能。

ii） モード変換の直前に制御信号により相手方にモー
ド変換のある事を知らせる。

iii） 一定の時間タイミングは、たとえば低速モード
で受信してみて、信号が満足に受信できなければ他のモ
ードに変更して受信する。

iv） 受信部として高速用，低速用と２種類を準備す
る。

など種々の方法がある。

以上の諸技術は本発明を適用する各種システムに採用
される技術について述べたものであり、必ずしも上記す
べての技術を採用するとは限らない。

たとえば、これらのうち最も簡単なものは同一信号の
再送回数の増加であり、これだけでもかなりの効果を期
待できる。

以下、上記の対策のうち送受信ダイバーシティを適用
（ただし、通話中チャネル切替については同一信号の再
送回数の増加法を適用）する方法について具体的に説明
する。

この場合、小ゾーンシステムに採用されている制御信
号送受信方法すなわち、無線基地局30と移動無線機50と
の間で制御チャネルとして使用されているチャネルの隣
接するゾーンで使用されている他の制御チャネルとの間
には、以下のごとき種類がある。

ａ） 隣接するゾーンと同一の制御チャネルを使用する
システム この場合、低速移動モードでは、無線基地局30から送
信する下り制御信号は通信制御部21からの信号により近
傍にある他の無線基地局30と時間的に同期して送受する
か、あるいは時間差を設けて順次送信される（送信機は
それぞれ１台が動作）。一方、移動無線機50が送信する
上り制御信号は、下り制御信号に対応した制御チャネル
を使用する（送信機から１つの制御チャネルを用いた制
御信号が送出される）。

ところが高速移動モードになると、１つの無線基地局
30に具備されている複数の送受信機（あるいは複数の送
受信と同一の機能を時分割で送受する１個の送受信機）
から同一のチャネルで同一信号が同時または、順次に送
出される。移動無線機50でこれを受信すると、複数の送
受信機によるならば一種のスペース・ダイバーシティ効
果が、また時分割による１個の送受信機によるならばタ
イム・ダイバーシティ効果が得られることになる。加え
て、周辺にある無線基地局30からも、端末制御装置120
の通信制御部121からの指示に従う方法で、同一信号
が、同一時刻または順次送出されるから、上記の送信ダ
イバーシティ効果は相乗される。一方、移動無線機50か
らの上り制御信号は、移動無線機50に具備されている全
送信機を用いて、同一信号を同一の制御チャネルを用い
て、同一信号を同一の制御チャネルを用い、同時または
時間差を設けて送信するから、この場合も送信ダイバー
シティ効果が得られることになる。

ｂ） 隣接するゾーンとは別の制御チャネルを使用する
システム この場合、低速移動モードでは、無線基地局30からの
下り制御信号は周辺の無線基地局30からの制御信号の送
信を全く考慮に入れずに行うことが可能となり、とくに
関門交換機20からの指示も必要なく、移動無線機50に対
して複数の無線基地局30から同時またはランダムに制御
信号の送信をすることができる。この場合に、各無線基
地局30の使用する送信機は各１個である。一方、移動無
線機50からの上り制御信号は、現在受信している下り制
御チャネルに対応した上り制御チャネルを使用する（送
信機から１つの制御チャネルを用いた制御信号が送出さ
れる）。

ところが高速移動モードになると、１つの無線基地局
30に具備されている複数の送受信機（あるいは複数の送
受信機と同一の機能を有する１個の送受信機）から複数
の制御チャネルで同一の信号が同時または順次に送出さ
れる。周辺にある無線基地局30においても同様の動作が
実行される。ただし電波干渉を避けるために端末制御装
置120より送信タイミング情報が各無線基地局30へ送ら
れている。一方、移動無線機50では、移動無線機50の有
する全受信機が複数の制御チャネルのそれぞれを受信す
るように待機状態になっており、送受信ダイバーシティ
効果が得られることとなる。移動無線機50からの上り制
御信号は移動無線機50に具備それている全送信機を用い
て、同一の信号を複数の制御チャネルによって同時また
は時間差を設けて送信するから、移動無線機50の近傍に
ある複数の無線基地局30で受信可能となり、これまた送
受信ダイバーシティ効果が得られることになる。

以上説明したように高速移動モードでは、制御信号送
受信に対してダイバーシティ効果が得られることが明ら
かになったが、これを通常の移動無線機50の状態である
低速移動モードで使用しないのはつぎの理由による。

ｉ） 周波数の有効利用 高速移動モードでは、無線基地局30,移動無線機50と
も多くの無線チャネルを使用することになり、他の移動
無線機50の発着呼に電波妨害を与えたり、あるいは電波
妨害を避けるために発着呼信号送出の時間的な遅れが発
生したりするからである。

ii） 低消費電力化 とくに携帯電話機のような小型の移動無線機50につい
ては、電池の負担を可能なかぎり軽減するために、送信
電力を時間的、ないしは量的に少なくすることが望まし
い。

したがってシステムとしては低速移動モードが望まし
く、この状態に全移動無線機50があるものとして、周波
数の有効利用，加入者収容力の増大、他の通信へ及ぼす
影響を最小にする等を目標に最適の制御方法を定めてい
たが、高速移動モードでは、これらの最適条件から若干
離れて、高速移動モードで交信中の移動無線機50に対す
る信号伝送の高信頼化をはかる方向に設計思想を変えた
点である。ただし、システム全体から考えた場合、高速
移動モードの移動無線機50の数は、通常のモードである
低速移動モードの移動無線機50の数に比べて、きわめて
少ない点である。

一例をあげれば、東京23区内において前述の文献（伊
藤“携帯電話の方式検討−無線回線制御とルーチングを
中心に−”電子情報通信学会通話方式研究会CS 87−16
1987年 5月）では、700万台の携帯電話機があるシステ
ムで、車内に搭載されている携帯電話機数は全体の10％
以内、実際には５％位と推定される。したがって、たと
え高速移動モードの移動無線機50に対し信号伝送の信頼
度向上のため、再送等の技術を用いたとしても、全体と
して周波数の有効利用をそこなうことは僅かであり、と
くに問題とはなり得ないと考えられる。

つぎに高速移動モードにおける移動無線機50と、高速
移動モード用無線基地局30との間の信号の送受信方法に
ついて説明する。後述するように低速移動モードにおけ
る信号送受信方法を用いたのでは、信号の授受が良好に
行えないことを認識した高速移動モードの移動無線機50
または高速移動モード用無線基地局30において、この移
動無線機50が高速移動モードであると判断し、制御の主
導権を低速モードで行使してきた関門交換機20から端末
制御装置120へ変更する措置をとる。その結果、移動無
線機50は低速モードの場合のように、たとえば発着呼に
おける通話チャネルの指定、通話中チャネル実行時にお
ける新チャネルの指定等の指示を、いちいち関門交換機
20に仰ぐ必要がなくなり、移動無線機50の近傍の端末制
御装置120で判断し決定することが可能である。第15図
には低速、高速の各移動モードにおけるシステムの各制
御項目の主導権の所在が示されており、そのうち、高速
移動モードにおける通信トラヒック情報，移動無線機の
移動速度およびトラヒック輻輳規制に関する情報につい
ては、移動無線機50が独自にそれらの情報を収集する場
合と、関門交換機20または端末制御装置120から入手す
る場合とがある。

以下、上記のごとく高速移動モードにおける端末制御
装置120への制御の主導権の変更理由について説明す
る。

ｉ） 制御信号により動作する主体（たとえば移動無線
機50）と、その制御信号により動作の指令を出すもの
（制御の主導権のある機器）との間が物理的に離れてい
る場合、制御信号の伝送時間の存在が制御の実行に制約
となる可能性がある点である。たとえば従来のシステム
例としてとりあげた自動車電話方式の場合、移動無線機
50から無線基地局30を経て関門交換機20に至る距離は20
km位になることがあり、この場合の信号の伝送時間は光
速を３×10²km/秒として、 ２×20km/3×10⁵km＝0.12m秒となり無視できない値とな
る。

ii） 集中制御の場合、多数の移動無線機50、無線基地
局30と関門交換機20は制御信号の授受を行わねばならな
いから、信号の輻輳が発生しやすい。その点、制御の主
導権を小規模集中の各端末制御装置120に与える分散制
御法を採用すれば、上記の欠点をとり除くことができ
る。ただし、各端末制御装置120には小規模化された関
門交換機20の場合と同様の通信制御部121を採用する必
要がある。

iii） トラヒック変動や無線干渉の情報をもとに、移
動無線機50の使用すべき無線チャネルの指定を関門交換
機20で実行することは、低速移動モードでは可能である
が、高速移動モードでは情報の変更がはげしく、上記
ｉ）,ii）の理由から得策ではない。

以上の理由から、前述したような主導権の変更を行う
わけである。

以下、高速移動モードにおける制御信号送出法に関し
位置登録，発着呼，通話中チャネル切替の順で説明す
る。

（Ａ）位置登録 低速移動モードにおける移動無線機50からの位置登録
信号送出許可信号は通常１回または複数反復送信される
が、これはシステム設計条件で定められる。移動無線機
50からの位置登録は、自身が高速移動モードか否か認識
している場合と認識していない場合とがあるが、以下認
識していないと仮定して、第10A図ないし第10E図のフロ
ーチャートを用いて説明する。

移動無線機50の常置場所であるホーム・エリア、ある
いはホーム・エリア以外のサービス内のエリアであるロ
ーム・エリアにおいて、すでに関門交換機20,端末制御
装置120および周辺の無線基地局30−1B,30−2B,30−3B
が動作しているときに、移動無線機50の電源スイッチが
オンされて、動作を開始すると、最初に行われるのが位
置登録動作である。

移動無線機50は高速移動中であるか否か、わからない
から、まず最初は低速移動モードとして、関門交換機20
主導型の位置登録が開始される。したがって、この方法
はすでに第４図のステップS201ないしS211で説明したよ
うに、ステップS401ないしS409（10A図）およびステッ
プS410,S411（第10B図）の動作が進行し、関門交換機20
からの登録完了信号を受信した無線基地局30−1Bが、こ
れを移動無線機50へ転送し受信したところである。（Ｓ
−411）。最寄りの無線基地局30−1Bからの登録完了信
号を、良好に受信できた場合は（S412,YES）、移動無線
機50では無線基地局30−1BのIDを記憶し、登録動作を完
了する（S413）。

ところが、移動無線機50が高速移動中であるので電波
伝搬特性が悪く、通常は、最寄りの無線基地局30−1Bか
らこの登録完了信号を受信するが、良好に受信すること
ができない（S412NO）。したがって一定の時間タイミン
グの後、移動無線機50では同一の位置登録信号の送出を
再度実行する（S414）。無線基地局30−1Bでは、再送さ
れた位置登録信号を受信し（S415）、受信内容を確認す
ると、受信品質を検査し、ID識別記憶部34にIDを記憶す
る（S416）。受信品質を検査した結果一定値以上である
場合には（S417YES）、位置登録要求信号を関門交換機2
0に対して送出する（S418、第10C図）。この登録要求信
号を受信した（S419）関門交換機20では、無線基地局30
−1Bに受信品質および位置が記憶されていることを登録
する（S420）。この登録作業が完了すると、登録完了信
号が送出される（S421）。この登録完了信号を受信した
無線基地局30−１では、下り制御チャネルを用いて移動
無線機50に転送する（S422）。

移動無線機50では、位置登録完了信号を受信すると
（S423）、それが良好に受信されたものであるか否かを
検査し（S424）、良好に受信された場合には（S424YE
S）、ステップS413（第10B図）にもどり、無線基地局30
−1BのIDを記憶し、登録動作を終了する。良好に受信で
きない場合、あるいは受信不能の場合には（S424NO）、
この不良受信の回数が規定の数ｎ（たとえばｎ＝３）に
達していない場合には（S419NO）、ステップS414からS4
24の動作をくり返し、非常に小さな確率ではあるが規定
の回数ｎに達した場合には（S425YES）、移動無線機50
自身は高速で移動中であると判断し、高速移動モード用
制御信号送出方法に従って、制御信号のダイバーシティ
送受信することを決定し（S426）、複数または１つの制
御チャネル（CH）を用いて、同一内容の位置登録信号と
移動速度の測定依頼を無線基地局30−1B,30−2B,30−3B
を経由して端末制御装置120に対して送出する（S427,第
10D図）。

一方、端末制御装置売120においても、移動無線機50
の一連の動作を注意深く見守っており、位置登録を受付
けた同一の移動無線機50から再度位置登録を行ってきた
ことにより、移動無線機50は高速移動モードの可能性あ
りと判断し、移動無線機50より移動速度の測定依頼があ
るか否か待受ける。

この速度の測定依頼信号は一定間隔のタイミングで送
出され、高速移動モードである旨の情報が含まれてい
る。この測定依頼と位置登録許可信号を受信した最寄り
の無線基地局30−1Bおよび30−2B,30−3Bでは（S429,S4
30）、その受信状態が良好であったならば（S431YES,S4
32YES）、移動無線機50は高速移動モードであることを
認識する（S433,S434）。

無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bでは速度測定依頼を
すでに受けており、移動無線機50から一定間隔のタイミ
ングで送られてくる信号の電界値を測定して、その測定
結果を位置登録要求信号とともに端末制御装置120へ送
信する（S435,S436）。

受信電界値および位置登録要求信号を受領した端末制
御装置120は、この受信電界の変化から、第14図を用い
て説明した方法により各無線基地局30−1B,30−2B,30−
3Bに対する移動無線機50の速度を求め、これらを比較処
理して、移動無線機50が無線基地局30−1B,30−2B,30−
3Bの方向へ速度V₁,V₂,V₃で移動中であることを算出する
（S437）。この速度情報の報告は、位置登録完了信号と
ともに、ただちに無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bに送
出され（S438、第10E図）、無線基地局30−1B,30−2B,3
0−3Bではこれを受信し、記憶し（S439,440）、移動無
線機50宛に複数の制御チャネルを用いるか、あるいは１
つの制御チャネルを用いて、各無線基地局30−1B,30−2
B,30−3Bからそれぞれ異なるタイミングで転送される
（S441,S442）。無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bから
の速度情報および位置登録完了信号を受信した移動無線
機50は（S443）、その受信が良好であるか否かを判断し
（S444）、良好であったときは（S444YES）、無線基地
局30−1B,30−2B,30−3Bの各IDを記憶して位置登録動作
を終了する。良好に受信できなかったときには（S444N
O）、その不良受信回数が所定のｎ回（たとえばｎ＝
３）に達していない場合には（S445NO）、位置登録完了
信号等を良好に受信できるのを待ち（S444）、極めて少
ない確率ではあるが不良受信回数が所定のｎ回に達して
しまった場合には（S445YES）、位置登録を断念する
か、または広域呼出モードに移行し、着呼のみ可能な広
域呼出用制御信号の受信に専念する（S446）。この広域
呼出モードにおける着呼については、本出願人による特
願昭62−329022号に開示されている。

一方、端末制御装置120では関門交換機20に対して移
動無線機50の位置登録を高速移動モードで受付けたこと
を報告し（S448）、これを受信した関門交換機20はそれ
を記憶する（S449）。

ステップS444において速度情報および登録完了信号を
移動無線機50が良好に受信したときには（S444）、各無
線基地局30−1B,30−2B,30−3Bの各IDを記憶してIDロー
ム・エリア情報照合記憶部54に記憶して位置登録動作を
終了する（S447）。

ここにおける位置登録は、移動速度が大であるため
に、場所の登録は効果的ではない。ただし、通常は移動
無線機50の電源をオフにしておき、発呼するときのみ電
源をオンにして使用する場合には、位置登録後、ただち
に発呼が行われるから効果的である。しかし、一般的に
は、移動方向および速さの測定が行われて速度情報を用
いるようにしている。

この高速移動モードにおける本発明の動作において
は、無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bからの信号の受信
は、低速移動モードの場合に比べて、はるかに受信しや
すいようになっている。それは高速移動モードの移動無
線機50からの位置登録動作開始信号を受信した最寄りの
無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bでは、その信号の中に
含まれている移動無線機50の速度情報から、移動無線機
50が高速移動モードであることを認識し、無線基地局30
−1Bから移動無線機50へ送信する位置登録信号送出方法
に従った送信方法を実行する。そしてこの信号の中に無
線基地局30−1B,30−2B,30−3Bは高速移動モードの移動
無線機50への応答信号である旨の情報を含めておく。こ
のような方策により移動無線機50は無線基地局30−1B,3
0−2B,30−3Bからの位置登録信号送出許可の信号を通常
よりはるかに受信しやすくなる。

また、高速移動モードにおける送受信ダイバーシティ
においては、関門交換機20および端末制御装置120に対
して、移動無線機50が高速移動中であることを知らせる
ことができるから後述の発着呼や通話中チャネル切替動
作に有効となる。また、たとえば位置登録が完了したと
しても移動無線機50からは、30秒毎とか１分毎とか一定
の法則に従う時間間隔で位置登録をくり返すので、着呼
が確実に実行される。

なお高速移動モードの移動無線機50が急に低速移動モ
ードに変化する場合がある。自動車から下車した人が移
動無線機50を携帯する場合などがこれに該当する。この
場には、高速移動モードから低速移動モードに移行した
にもかからず、位置登録のための上記の信号送出は継続
されることになる。この場合にそなえるため、移動無線
機50からの位置登録信号を受信した無線基地局30−1Bで
は、これを端末制御装置120へ転送し、これを受けた端
末制御装置120では、前回記憶した位置登録と同一場所
あるいは大きな移動が認められないと判断した時は、無
線基地局30−1B経由で移動無線機50へ、低速移動モード
に移行したことを知らせ、位置登録の反復実施を停止さ
せる。これと同時に、端末制御装置120は関門交換機20
に対して低速移動モードへの移行を通知する。

あるいはシステムによっては、無線基地局30−1Bから
常時または間欠的に下り制御信号が送出されている場合
は、移動無線機50では、これを受信することにより、自
身のID・ロームエリア情報照合記憶部54を検索し、この
結果を端末制御装置120へ通知することにより、同一の
目的を達することも可能である。

以上の動作により位置の登録動作は終了し、着呼に対
して待機状態に入る。

（Ｂ）発呼動作 移動無線機50からの高速移動モードにおける発呼動作
について説明する。

すでに位置登録動作において、移動無線機50自身が高
速移動モードであることを認識している場合と、そうで
ない場合とがある。後者はたとえば位置登録を行った
後、自動車に乗り込み発呼する場合であろう。以下、後
者の場合を第11A図ないし第11G図に示すフローチャート
を用いて説明するが、前者もこの中に含めることが可能
である。

移動無線機50は動作を開始し、これと通信する無線基
地局30−1B,30−2B,30−3Bや関門交換機20および端末制
御装置120もすでに動作を開始し、第10A図ないし第10E
図で説明した位置登録は終了している。

移動無線機50の送受話器が上げられて（オフ・フッ
ク）、上り制御チャネル（CH）を用いてこのオフ・フッ
ク信号と移動無線機50のID（識別番号）が送出される
（S501、第11A図）。この移動無線機50自身は高速で移
動中であることを知らないから、通常の低速移動モード
でオフ・フック信号の送出を行う。

オフ・フック信号を受けた無線基地局30−1Bでは、移
動無線機50のIDを検出しID識別記憶部34にすでに登録さ
れているものであることを確認する（S502）。

そこで無線基地局30−1Bは、移動無線機50から受信品
質の値および現在の空チャネル番号を加えて、発呼応答
信号を関門交換機20へ送出する（S503）。

このような発呼応答信号を無線基地局30−1Bから受け
た関門交換機20は、無線基地局30−1BからのID（識別信
号）を確認し、受信品質の値を検討し（S504）、空きチ
ャネルを確認し、使用する通話チャネルたとえばCH1を
指定する信号を送出する（S505）。無線基地局30−1Bで
は、関門交換機20が指示してきた無線基地局30−1BのID
を確認し、また、指定してきた通話チャネル（CH）が空
いていることを確認して、そのチャネル指定信号を下り
制御チャネルを用いて転送する（S506）。このチャネル
指定信号を受けると、移動無線機50はそのチャネル指定
信号の受信状況が良好であったか否かを判断し（S50
8）、良好に受信できた場合には（S508YES）、第5A図の
ステップS237へ移行し、指定されたチャネルが空いてい
ることを確認し、指定されたチャネルに切替えて以下第
5B図のステップ252の手順をとることになる。チャネル
指定信号の受信品質が良好でない場合、あるいは全く受
信できない場合には（S508NO）、所定の間隔で発呼信号
を規定の回数まで送出することをくり返す（S509NO、S5
01〜S508）。規定回数に達すると（S509YES）、移動無
線機50は高速移動モードを認識し、高速移動モードにお
ける発呼信号送出を制御チャネルを用いてダイバーシテ
ィ送受信することを決定する（S510、第11B図）。そこ
で移動無線機50は複数のまたは１つの制御チャネルで同
一内容のオフ・フック信号（発呼信号）と速度測定依頼
を同時に送信し、制御チャネルでの受信を待機する（S5
11）。

関門交換機20では、無線基地局30からの発呼信号の連
絡はあったものの、一定のタイミングを経過しても、チ
ャネル指定要求信号が送られてこないので、移動無線機
50は高速移動モードである可能性ありと判断し、速度測
定依頼信号の受信につとめる。そこで、移動無線機50か
らのオフ・フック信号と速度測定依頼の信号とを受けた
無線基地局30−1Bおよびその周辺の無線基地局30−2B,3
0−3Bは（S512,S513）、この両信号を良好に受信するこ
とができた場合には（S514YES,S515YES）、無線基地局3
0−1B,30−2B,30−3Bは、移動無線機50が高速移動中で
あることを認識するので、電界強度測定結果と、高速移
動モード用として空いている通話チャネルの番号の通知
と、そのチャネルを用いての通話可能な空チャネル情報
を、端末制御装置120宛に送出し（S516,S517、第11C
図）、端末制御装置120ではこの高速移動モード用空き
チャネル情報を受信する（S518）。これによって端末制
御装置120は、自己の管理下にあるサービス・エリア内
に高速移動モードの移動無線機50が出現したことを確認
し（S519）、移動無線機50に対する制御の主導権を関門
交換機20から端末制御装置120に譲渡するように要請す
る（S520）。

この要請を受信すると（S521）、関門交換機20は、移
動無線機50に対する回線制御の主導権を端末制御装置12
0に譲渡することを決定し、これを端末制御装置120に通
知する。

この主導権の譲渡通知を受信した端末制御装置120で
は（S523）、無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bから受け
た各無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bの電界値を比較処
理して、移動無線機50が無線基地局30−1B,30−2B,30−
3Bの方向へ、それぞれ速度V₁,V₂,V₃で移動中であること
を算出する（S524、第11D図））。この速度情報と無線
基地局30−1B,30−2B,30−3Bのそれぞれに、通話チャネ
ルCH100,CH101,CH102を使用させる通話チャネル指定信
号は無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bに送信される（S5
25）。

無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bでは、端末制御装置
120からの速度情報および通話チャネルの指定信号を受
信し、記憶し（S526,S527）、それを下りの制御チャネ
ルにより転送する（S528）。

高速移動用モード用の通話チャネル指定および速度情
報を含む発呼応答信号を受信した移動無線機50では（S5
30）、良好に受信できたか否かを調べ（S531、第11F
図）、良好に受信できなかったり、あるいは、所定の時
間経過後も全く受信できない状態のときには（S531N
O）、再度ステップS511（第11B図）にもどり、オフ・フ
ック信号と速度測定依頼の送出をくり返す。それにもか
かわらず発呼応答信号を受けることができない場合は発
呼を断念することになろう。しかしながら、このような
事態の起こる可能性は極めて稀であり、通常は、このオ
フ・フック信号と速度測定依頼の送出をくり返すうち
に、発呼応答信号を良好に受信することができるであろ
う（S531YES、第11E図）。

移動無線機50は発呼応答信号を良好に受信すると、高
速移動モードに割当てられ指示された通話チャネルであ
る空チャネルCH100（無線基地局30−1B用）,CH101（無
線基地局30−2B用）,CH102（無線基地局30−3B用）を確
認し（S532）、高速移動モード用のチャネルCH100等に
切替を完了したことを報告する信号を各無線基地局30−
1B,30−2B,30−3Bのそれぞれに通話チャネルCH100,CH10
1,CH102を用いて送出し（S533）、無線基地局30−1B,30
−2B,30−3Bを介して関門交換機20および端末制御装置1
20からダイヤル・トーンとして送られてくるのを待つ
（S539、第11F図）。これを受けた無線基地局30−1B,30
−2B,30−3Bでは、指定チャネル（CH100〜102）が空い
ていることを確認して指定チャネルに切替えると同時
に、チャネル切替完了報告を端末制御装置120に送出す
る（S534,S535）。各無線基地局30−1B,30−2B,30−3B
からの通話チャネル切替完了報告を受信した端末制御装
置120では（S536）、移動無線機50から高速移動モード
で発呼中である旨の報告と、スイッチ群23のスイッチSW
B1−１をオンにすることを依頼する信号とを関門交換機
20に対して送出する（S537）。この発呼信号等を受けた
関門交換機20ではスイッチSWB1−１をオンにする（S53
8）。

無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bでは、端末制御装置
120にチャネルの切替完了報告を送出すると、端末制御
装置120に対して発呼信号の送出を依頼し（S540,S54
1）、この依頼を受けた端末制御装置120では移動無線機
50のIDを検出し、通信品質をID識別記憶部124に記憶
し、通信制御部121の制御によりスイッチ群123の、たと
えばSW11−1,SW11−2,SW11−３をオンして無線基地局30
−1B,30−2B,30−3Bを関門交換機20を介して電話網10の
交換機11に接続する（S542）。

そこで交換機11側からは、関門交換機20のスィツチ群
23を介してダイヤル・トーンが送出される（S543）。

このダイヤル・トーンは端末制御装置120で受信され
転送されて（S544）、無線基地局30−1B,30−2B,30−3B
からチャネルCH100,CH101,CH102（下り）により転送さ
れて（S545,S546）、移動無線機50で受信され、通話
（信）路が設定されたことを確認する（S57）、移動無
線機50は、宛先のダイヤル信号をチャネルCH100,CH101,
CH102（上り）を用いて送出し（S548、第11G図）、無線
基地局30−1B,30−2B,30−3Bにより転送されて（S549,S
550）、端末制御装置120および関門交換機20を介して交
換機11が動作して電話網10の宛先までの通話（信）路が
設定される（S551,S552）。その後通話がなされる（S55
3）。

通話が完了すると、送受話器がオン・フックされて
（S554）、オフ・フック信号と終話信号が移動無線機50
からチャネルCH100,CH101,CH102（上り）を用いて送出
される（S555）。これにより無線基地局30−1B,30−2B,
30−3Bは終話を確認し（S556,S557）、終話を端末制御
装置120に連絡し、これを受けた端末制御装置120ではス
イッチ群123のスイッチSW11−1,11−2,11−３をオフ
し、終話を関門交換機20にも伝える（S558）。そこで関
門交換機20ではスイッチ群23のスイッチSWB1−１をオフ
にし、高速移動モードにおけるダイバーシティ送受信に
よる通話が終了する（S559）。

以上の説明では、移動無線機50と交信する無線基地局
は30−1B,30−2B,30−3Bと仮定したが、実際にはさらに
多くの無線基地局30と同時に交信する。すなわち低速移
動モードの発呼動作で説明した通り、ダイバーシティ送
受信を行うためである。したがって高速移動モード用通
話チャネルの指定は、ある無線基地局30−1Bには、たと
えばチャネルCH100、無線基地局30−2Bにはたとえばチ
ャネルCH101,…，…という具合に各無線基地局30に対応
して１個づつ指定される。その結果、それ以後は、ダイ
バーシティ効果のために無線基地局30および移動無線機
50の受信品質は向上するので、通常は高速移動モードの
制御信号送出方法を適用する必要はなく、低速移動モー
ドとほぼ同一の送信方法（ただし、移動無線機50から送
出する制御信号には、高速移動モードであることを示す
情報は含めておく）で十分となる。

（Ｃ）着呼動作 移動無線機50への着呼の動作の流れの第12A図ないし
第12G図を用いて説明する。ここでは無線基地局は30−1
B,30−2B,30−3Bの３個の場合を例示しているが、４個
以上の場合も同様に動作する。無線基地局30−1Bなどの
近傍に存在する移動無線機50等はすべての無線基地局30
で共通して使用する制御チャネルで待受けている。

ここで移動無線機50は高速移動モードの状態にあるか
否か認識している場合もあるが、その認識がないものと
して説明する。

第１−１図において電話網10から関門交換機20に移動
無線機50宛の着呼信号が入来したとする。関門交換機20
内のID識別記憶部24では、入来した着呼信号を検査し、
被呼者のIDを調べたところ現在位置登録されている無線
基地局30（複数）が検索されたとする。この場合、移動
無線機50は低速モードで位置登録がなされているはずで
ある。すると、通信制御部21はスイッチ群23のうちSWB1
−１をオンにして移動無線機50が位置登録されているす
べての無線基地局たとえば30−1B,30−2B,30−3B宛に端
末制御装置120のスイッチ群123を介して着呼信号を同時
に送出する（S601、第12A図）。

この信号を受信した各無線基地局30−1B,30−2B,30−
3Bでは、自局内のID識別記憶部34（Ｃ）を検索し移動無
線機50のIDがそこに記憶されていることを確認すると、
下り制御チャネルを用いて、移動無線機50宛に着呼信号
を無線基地局30−1B,30−2B,30−3BのIDを加えて送出す
る（S602,603,604）。

この無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bからの着呼信号
の送出に対して、移動無線機50が良好に受信することが
できず（S607NO）、また無線基地局30−1B,30−2B,30−
3Bが、移動無線機50からの着呼応答を所定の時間経って
も無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bが受けない場合には
（S605,S606）、着呼信号の送出を規定の回数に達する
までくり返す（S608,S609、第12B図）。

着呼信号の送出が規定の回数に達すると（S608YES,S6
09YES）、無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bでは、移動
無線機50は、無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bのサービ
ス・ゾーン外に居るか、もしくは高速移動中であると判
断し、高速移動モード用の着呼方法をとるべきことを関
門交換機20へ連絡する（S610,S611）。

各無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bから、移動無線機
50が高速移動中であると推定される情報を受信して分析
した結果（S612）、関門交換機20は、移動無線機50は高
速移動中であると判断し（S613）、端末制御装置120に
対して移動無線機50宛の着呼情報，位置情報および回線
制御の主導権の譲渡を通知する（S614、第12C図）。こ
れを受けた端末制御装置120では、制御の主導権の行使
を決定し（S615）、ID識別記憶部124を検索して、移動
無線機50は高速移動モードで位置登録済か否かを認識し
（S616）、高速移動モードで位置登録がなされていない
ならば（S616NO）、広域呼出モードに移行し、着呼のみ
可能な広域呼出用制御信号の受信に専念する（S167）。

一方、移動無線機50においては、位置登録動作を一定
の法則に従う間隔で実施中であり、高速移動モードによ
る位置登録を完了しているはずである。この結果位置登
録した無線基地局を30−11B,30−12B,30−13Bとする
と、関門交換機20および端末制御装置120には、この旨
記憶されているはずである。

移動無線機50が高速移動モードで位置登録済と変更さ
れている場合には（S616YES）、位置登録済の無線基地
局30−1B（この場合に、無線基地局30は、当然、以前登
録されていた無線基地局30−1Bとは異なるケースが大部
分であるが、同一の無線基地局30−1Bと仮定した。30−
2B,30−3Bも同様である。）、および移動無線機50の進
行方向に存在する無線基地局30−2B,30−3Bに対し、高
速移動モード用に指定された伝搬特性の良好な通話チャ
ネルのうち、空いたチャネルを用いて交信するための準
備と、ダイバーシティ送受信の適用と、移動無線機50の
速度測定と、また、移動無線機50に対し高速移動モード
の着呼信号の送出とを依頼する信号を、端末制御装置12
0は無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bに送る（S618）。

この空チャネル準備，ダイバーシティ送受信の適用，
速度測定および着呼信号送出依頼等を受信した無線基地
局30−1B,30−2B,30−3Bでは、高速移動モードによる着
呼信号と空チャネル情報を複数の制御チャネルまたは通
信制御部121に制御されて１つの制御チャネルを用いて
送出タイミングをずらして移動無線機50に対して送信す
る（S619,S620）。

この着呼信号は高速移動モード用制御チャネルで待受
中の移動無線機50で受信され（S621）、受信信号の品質
や信号の内容を検索し着呼信号は良好であったか否か検
討がされ（S622）、移動無線機50宛の着呼信号であるこ
とを確認した後は（S623）、移動無線機50が制御の主導
権をとることとし、着呼応答信号を高速移動モード・ダ
イバーシティを適用して制御チャネルにより無線基地局
30−1B,30−2B,30−3Bに送信し同時に所定の時間間隔で
速度測定用の信号を送出する（S624、第12D図）。この
着呼応答信号と速度測定用信号を受信した無線基地局30
−1B,30−2B,30−3Bは、電界測定の結果とともに着呼応
答信号を端末制御装置120に送出する（S625,S626）。

着呼応答信号および電界測定結果を端末制御装置120
が受信すると（S627）、無線基地局30−1B,30−2B,30−
3Bからの電界強度の測定結果を比較し演算して、各無線
基地局30−1B,30−2B,30−3BへそれぞれV₁,V₂,V₃の速度
で移動無線機50が移動中であることを検出し、この速度
情報を端末制御装置120および各無線基地局30−1B,30−
2B,30−3Bへ送信する（S628）。

この速度情報を受信した端末制御装置120および各無
線基地局30−1B,30−2B,30−3Bではそれを記憶して、各
無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bは移動無線機50へ制御
チャネルを用いて転送する（S629,S630,S631）。これを
受けて、記憶した移動無線機50では（S632）、近傍の通
話トラヒック状態を考慮の上、それぞれ無線基地局30−
1B,30−2B,30−3Bとそれぞれ通信可能な通話チャネル、
たとえばCH100,CH101,CH102を決定し、上り制御チャネ
ルを用いて、無線基地局30−1B,30−2B,30−3B宛に送信
する（S633、第12E図）。またこれと同時に移動無線機5
0（第１−２図）内の各シンセサイザ55−1,55−２およ
び56−1,56−1,…,56−ｎや切替スイッチ64−1,64−２
と受信および送信切替用制御器65Cおよび67Cを動作さ
せ、指定されたたとえば通話チャネルCH100（無線基地
局30−1B用）、通話チャネルCH101（無線基地局30−2B
用）、通話チャネルCH102（無線基地局30−3B用）で送
受信可能な状態に移行する準備をさせる。移動無線機50
からの上り制御チャネルを受信した各無線基地局30−1
B,30−2B,30−3Bでは、受信信号の品質を検査し、発信
した移動無線機50のIDを確認して（S634,S635）、着呼
応答信号を端末制御装置120に対して送出する（S638,S6
39）。

この端末制御装置120へのチャネル切替完了信号に
は、通話路設定のためのスイッチ群123への信号も含ま
れている。そこでこのチャネル切替え完了信号を受ける
と、端末制御装置120では、移動無線機50のIDがすでにI
D識別記憶部124に記憶されているか否かを再確認し、交
換機11を介して電話網10への通話路を設定するために、
通信制御部121を動作させてスイッチ群123のSW11−1,SW
11−2,SW11−３をオンにして、無線基地局30−1B,30−2
B,30−3Bと電話網10とを接続する（S641）。このスイッ
チ・オンの情報は関門交換機20に送信され（S642）、こ
れを受けた関門交換機20は、それを記憶する（S643）。
そこで電話網10側からは関門交換機20を介して呼出信号
が送出され（S644）、端末制御装置120で転送される（S
645）。これを無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bで確認
する（S646,S647）。そこで呼出ベル信号を設定された
高速移動モード用の通話チャネルCH100,CH101,CH102で
送出し（S648,S649）、移動無線機50で呼出音を発生す
る（S650）。

この呼出音により移動無線機50側の送受話器が持ち上
げられる（オフ・フック）と（S651、第12G図）、チャ
ネルCH100,CH101,CH102でオフ・フック信号が送出さ
れ、無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bで転送されて（S6
52,S653）、端末制御装置120で受信、転送され（S65
4）、関門交換機20に受信されて（S655）、電話網10と
移動無線機50との間で通話が開始される（S656）。

通話が終了すると、送受話器がおろされ、オン・フッ
ク信号と終話信号がチャネルCH100,CH101,CH102により
無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bに送られ（S657）、終
話を確認した無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bでは、こ
の信号を転送する（S658,S659）。このオン・フック信
号および終話信号を受けた端末制御装置120では、スイ
ッチ群123のスイッチSW11−1,11−2,11−３をオフし、
関門交換機20に対して通話路をオフするように依頼する
（S660）。この依頼を受けた関門交換機20は、通信制御
部21を動作せしめてスイッチ群23のSWB1−１をオフして
終話する（S661）。

以上の説明では関門交換機20の通信制御部21はスイッ
チ群23に対し着呼動作の開始時（S601）と終話時（S66
1）のとき以外は、全く不動作の状態を保つものとして
説明した。実際この通りでシステムの運用に何の問題も
ないが、下記のようにスイッチ群23を動作させて、通話
路の有効利用をはかることも可能である。それはすでに
説明したように、低速移動モードとして関門交換機20に
移動無線機50宛の着呼信号が入来した時、位置登録され
ている３つの無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bに着呼信
号を送っているから、通話路は３回線必要であり、した
がってスイッチ群23のうち３個のスイッチがオンの状態
になっているはずである。ところが端末制御装置120が
動作を開始するとこれに集線効果があるから、関門交換
機20の通話路は電話網10側との通話に必要な最小１回線
でよく、したがってスイッチ群23のスイッチSWBは所要
のスイッチ１個のみオンの状態で十分で、それ以上は不
要である。それゆえ、ここれ以外のスイッチをオフにす
ることにより、他の移動無線機との通信に利用可能とな
るから、設備の有効利用が可能である。しかも、これら
のオフ動作は低速でよく、かつ１回限りの動作でよい。

移動無線機50が低速移動モードにあり、無線基地局30
−1B,30−2B,30−3Bが移動無線機50からの着呼応答信号
を良好に受信した場合（S605YES,S606YES、第12A図）あ
るいは、無線基地局30−1B,30−2B,30−3Bから移動無線
機50が低速移動モードで良好に着呼信号を受信した場合
には（S607YES、第12A図）、第6A図のステップS273,S27
5以下に示された動作をすることになる。

以上の説明において無線基地局30−1B,30−2B,30−3B
に設置された制御用の送受信機を通話チャネル用に転用
するシステムにおいても、移動無線機の構成で説明した
ような送受信チャネルを時間的に反復切替える方法によ
り、すでに第３の移動無線機と通信中であっても新しく
着呼した移動無線機と制御チャネルを用いて交信するこ
とが可能である（第１−９図，参照）。

なお、以上（Ｂ）および（Ｃ）項で説明した発呼およ
び着呼による通信中に移動無線機50が高速移動モードか
ら低速移動モードへ変化する場合がある。この場合の対
策としては、その通話にかぎっては高速移動モードを持
続させる方法と速度検出を行い低速移動モードへ移行さ
せる方法のいづれかを採用することが可能である。前者
の場合、システム技術としてとくに説明を加えることは
ないが、後者の場合にはつぎに説明する通話中チャネル
切替の技術を使用することとなる。

（Ｄ）通話中チャネル切替 高速移動モードの移動無線機50に対する通話中チャネ
ル切替動作はすでに説明した低速移動モードの通話中に
チャネル切替に近似している。自動車に搭載された移動
無線機50が行う通話中チャネル切替に先立って発呼が開
始されたとき、自動車の移動速度が小で低速移動モード
の発呼に成功したものとする。ただし、その後通話中に
自動車の移動速度が増加すると、下記の技術的困難が発
生する。すなわち、通話に使用している複数のチャネル
の１つが通話品質劣化を生じたので、このチャネルの使
用を廃し、新通話チャネルを用い新無線基地局30と交信
を開始することを行う動作の中途で、旧チャネルの通話
品質がシステムで定められた品質以下に劣化する。もし
くは新しい無線危基地局30との間の新チャネルの設定に
おいて、高速移動モードのために失敗する。具体的な失
敗の原因としては、高速移動にともなう電波伝搬特性の
悪化のためディジタル制御信号の伝送品質が劣化し、周
辺の無線基地局30への、または無線基地局30への新チャ
ネル使用の指示、またはその応答信号が良好に受信でき
ないことである。

このような問題点を解決するための動作の流れを第13
A図ないし第13E図に示し説明する。

関門交換機20,端末制御装置120,無線基地局30−1B,30
−2B,…,30−mB等および移動無線機50が動作を開始し、
関門交換機20に含まれるスイッチ群23のスイッチSWB1−
1,端末制御装置120に含まれるスイッチ群123のスイッチ
SW11−1,11−2,…,11−（ｍ−１）がオンであり、無線
基地局30−1B,30−2B,…,30−（ｍ−１）Ｂと移動無線
機50との間で低速移動モードで交信中である。この交信
には、移動無線機50に含まれる制御部58によって指示さ
たチャネルCH1,CH2,…,CH−（ｍ−１）の下り周波数F₁,
F₂,…,F_m-1と上り周波数f₁,f₂,…,f_m-1が使われている
（S701、第13A図）。

通信中の無線基地局30−1B,30−2B,…,30−（ｍ−
１）Ｂでは、たえず移動無線機50からの受信状況をモニ
タしており、通信品質の劣化が発見されると、ただちに
関門交換機20に報告される（S702）。

これを受けた関門交換機20のS/N監視部22では、通話
品質が劣化していないか否かを監視している（S703）。
通話品質が劣化していたならば（S703YES）、通信制御
部21から、無線基地局30−1B,30−2B,…,30−（ｍ−
１）Ｂ等の周辺にある無線基地局30−mB等に対して、無
線基地局30−1B,30−2B,…,30−（ｍ−１）Ｂと移動無
線機50との間に交信に使用している上り周波数f₁,f₂,
…,f_m-1の信号をモニタ受信するように指示する（S70
4）。

モニタ受信の指示を受けた周辺の各無線基地局30（た
とえば30−ｍ）では、周波数f₁の信号のモニタ受信をし
（S705）、その結果を関門交換機20のS/N監視部22に報
告し（S706）、各無線基地局30からのモニタ受信品質を
測定比較し、たとえば無線基地局30−ｍの通信品質が一
定基準のレベルよりも良いことを検出する（S707YE
S）。このモニタ受信の結果は各無線基地局30−1B〜30
−mBから、たとえば３秒間隔とか５秒間隔で関門交換機
20に送られてきており、関門交換機20では、この通信品
質の時間的変化を監視し（S708、第13B図）、その変化
が一定の限界内にあるならば（S708YES）、移動無線機5
0は低速移動モードにあるものと判断し（S709）、第7B
図のステップS108以下の動作に移行する。その変化が一
定の限界を越える場合には（S708NO）、移動無線機50は
高速移動モードにあるものと判断し、制御の主導権を端
末制御装置120に譲渡することを決定する（S710）。こ
の情報は端末制御装置120および現在、移動無線機50と
通信中の無線基地局30−1B,30−2B,…,30−（ｍ−１）
Ｂを介して、連絡させる（S711,S712,S713）。それには
各通話チャネルCH1〜ｍ−１の音声信号の帯域外に制御
信号を挿入する方法が採用される。

無線基地局30−1B,30−2B,…,30−mB等により通信中
のチャネルの帯域外の制御信号の形で上記の情報の連絡
を受けた移動無線機50では、通話品質の監視は通話品質
監視部57により実施中であり、これら両方の情報また
は、いづれか一方の情報から高速移動モードであること
を認識し、ダイバーシティの採用を決定する（S714）。
これと同時に移動無線機50自身は無線基地局30−1Bのカ
バーかるゾーンから無線基地局30−mBのカバーするゾー
ンに移動したものと判断する（S715）、無線基地局30−
mBとの交信に切替えるために、無線基地局30−ｍは使用
することのできる空きチャネルを検索し、空チャネル情
報を端末制御装置120に送信する（S716、第13C図）。こ
れを受信した端末制御装置120では（S717）、高速移動
モードに適した空チャネルCHmの使用を決定し、高速移
動モードで移動無線機50宛に送信することを無線基地局
30−mBに要請する（S718）。この要請を受けた無線基地
局30−mBでは、高速移動モード用のチャネルCHmによる
送受信の準備を開始し、チャネルCHmを使用可とする指
定信号を移動無線機50に転送する（S719）。これを受け
た移動無線機50は、高速移動モード用のチャネルCHmを
使用することができることを確認すると（S720）、チャ
ネルCHmによる交信の準備をする（S722）。移動無線機5
0は、チャネルCHnによる交信を可能とするための準備、
すなわち、制御部58からシンセサイザ55−ｎおよび56−
ｎに対して、周波数F_mを受信し、周波数f_mで送信できる
ように指示し、また切替用制御器65は切替動作に入る。

チャネルCHmを用いて交信する準備ができると、移動
無線機50は、準備完了の報告をチャネルCHmを用いて無
線基地局30−mBに対して連絡し（S722）、これを受けた
無線基地局30−ｍは、端末制御装置120に対し高速移動
モードに適したチャネルCHmによる無線基地局30−ｍと
移動無線機50との間での交信準備が完了したことの報告
を出す（S723）。これを受けた端末制御装置120は、チ
ャネルCHmによる交信準備が完了したことを確認する（S
724）。ここで関門交換機20では、スイッチ群23のスイ
ッチSWB1−１はオンのままとし、端末制御装置120から
移動無線機50の交信情報が報告されるのを待つている
（S725）。一方、無線基地局30−ｍは移動無線機50に対
して交信開始指令を発し（S726、第13D図）、移動無線
機50はこれを受信する（S727）。

高速移動モードに適したチャネルCHmを用いての無線
基地局30−ｍと移動無線機50との間の交信準備の完了
を、端末制御装置120が確認すると、スイッチ群123のス
イッチSW11−1,11−2,…,11−（ｍ−１）はオンのまま
にして、スイッチSW11−ｍもオンにする（S728）。そこ
で端末制御装置120に含まれた通信制御部121は、移動無
線機50に対して、移動無線機50との間でチャネルCHmを
用いて交信を開始することを指示する（S729）。

交信開始可能報告を受信すると、無線基地局30−ｍは
交信開始信号をチャネルCHmを用いて移動無線機50宛に
送出する（S730）。移動無線機50は無線基地局30−ｍを
識別するための識別信号であるID信号により、チャネル
CHmによる交信の開始を確認する（S731）。端末制御装
置120は交信の開始を関門交換機20に報告し（S732）、
これを受信した関門交換機20はこれを記憶する（S73
3）。チャネルCHmによる交信を開始した移動無線機50の
通信品質監視部57は、移動無線機50と無線基地局30−ｍ
との間の通信の品質レベルを測定し、一定の品質レベル
L₂以上であることを検出すると（S734YES）、無線基地
局30−1Bと移動無線機50との間のチャネルCH1を用いて
行っていた交信の停止を無線基地局30−1Bに指令する
（S735）。

これによって、無線基地局30−1BはチャネルCH1によ
る交信をオフにする（S736）。このチャネルCH1による
交信停止を移動無線機50が確認すると（S737）、シンセ
サイザ55−１および56−１の動作を停止し、切替スイッ
チ64−１はシンセサイザ55−１の出力端子への切替えを
停止し、切替スイッチ64−２はシンセサイザ56−１の出
力端子への切替えを停止（この動作は必ずしも必要では
ないが）して、チャネルCH2,CH3,…,CHnで動作せしめる
ようにする。

チャネルCH1交信停止を確認した端末制御装置120の通
信制御部121は、スイッチ群123のスイッチSW11−2,11−
3,…,11−ｍはオンのままとし、スイッチSW11−１をオ
フにし、この情報を関門交換機20に転送する（S738）。
チャネルCH1による交信をオフした旨の情報を受信した
関門交換機20では（S739）、それをID識別記憶24へ記憶
する（S740）。

これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、ス
イッチSWB1−1,SW11−2,11−3,…,11−ｍのオン状態で
チャネルCH2,CH3,…,CHm、下り周波数F₂,F₃,…,F_m上り
周波数f₂,f₃,…,f_mを用いて、移動無線機50は無線基地
局30−2B,30−3B,…,30−mBとの間で、一瞬の切断も、
雑音の混入もなく、かつ送受信ダイバーシティ効果を得
て、高品質な通信を継続することができる（S741）。

ここで、チャネルCH2〜CH（ｍ−１）は低速移動モー
ドのままであり、チャネルCHmは高速移動モードで使用
されている。

以上の説明では関門交換機20の通信制御部21はスイッ
チ群23に対し、全く不動作の状態を保つものとして説明
した。実際この通りでもよいが、下記のようにスイッチ
群23を動作させ、通話路の有効利用をはかることも可能
である。すなわち、端末制御装置120の動作中は、関門
交換機20のスイッチ群23は電話網10側との通話に必要な
スイッチSWBを最少１個のみオンの状態でよいのでそれ
以上は不要であり、これらをオフすることにより、他の
移動無線機との通信に利用可能となるからである。

以上のように動作するから、高速移動モードにおいて
は、高速で移動する移動無線機50の移動情報は端末制御
装置120および関門交換機20へ伝えられ、この移動情報
を分析することにより、移動無線機50の移動方向にある
無線基地局30の事前に移動情報を伝達し、高速移動モー
ドの移動無線機50に対するサービスの提供に対する準備
をすることができるから通話中チャネル切替は一層円滑
に実施可能となる。また通常、通話中チャネル切替に要
する時間は切替が決定してから１〜３秒以内で完了す
る。

さらに、移動無線機50自体としても、自己が高速移動
モードにあることを認識すると、第１−２図，第１−４
図ないし第１−８図に示すような移動無線機50であるな
らば、通話中チャネル切替が終了したあとも、移動無線
機50からは常時（または、一定の法則に従って間欠的
に）制御信号を高速移動モードで送出し、近傍にある高
速移動モード用無線基地局30に対し、通話中チャネル切
替の実施を呼びかけて、早期に実施することができるこ
とになり、無線基地局30からの応答信号が受信不能とな
る事態をさけることが可能となる。

具体的には、第17図を用いて本発明の特徴をさらに説
明すると、移動無線機50から制御信号を用い高速移動モ
ード用無線基地局30へ通話中チャネル切替を呼びかけて
行く方法は、移動無線機50が点Ａにある時から点P3にあ
る無線基地局30に対し通話中チャネル切替を呼びかけて
行くことにある。この場合移動無線機50が点Ｂへ移動す
れば、点P2の無線基地局30との通信を停止し、点P3にあ
る無線基地局30と通信可能となる。したがって点Ｂへ移
動したあとも、すくなくとも20秒は点P3の無線基地局30
と交信が可能なのであり、さらに、点P4（点P3の右側に
あり図示されてはいない）の無線基地局30とは、点P3の
無線基地局30との交信が停止する手前から交信を開始す
ることになる。すなわち、チャネル切替動作を、移動無
線機50の移動に先行して着手すことにより、１つの無線
基地局30との交信を許容される最大限の時間内に有効に
行うことが可能となる。

また、移動無線機50が高速移動モードから低速移動モ
ードへ移行した場合は、上記の制御信号送出により、１
つの無線基地局30との交信時間が20秒より長くなるから
一定の値（たとえば40秒）を越えた場合には、低速移動
モードへ移行したものと判断し、その後は、移動無線機
50からの制御信号の常時送出を停止し、低速移動モード
へ移行するような方法をとることも可能である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、小ゾーン構成を用い
る移動通信システムに本発明を適用することにより従来
のシステムにおけるような、通話（信）中にゾーン移行
をすると一時断が発生し、ファクシミリ信号やデータ信
号では、画質劣化やバースト的信号の誤りが発生して問
題となっていたものが、たとえ通信中のチャネル切替え
の頻度が増加しても、この心配が完全に除去されること
になり、経済的な送受信ダイバーシティの採用による通
信品質の向上、干渉妨害の軽減による周波数有利利用度
の向上を技術的に可能とすることになった。また、トラ
ヒックの閑散時における無線設備の有効利用による通信
品質の向上や、ある小ゾーンでトラヒックが急増した場
合には、使用可能チャネルを実質的に増加可能とした
り、さらにトラヒックの最繁時においても、移動無線機
からの位置登録信号を処理可能とすることのほか、移動
体の進行方向や速度を検出し、低速移動モードか高速移
動モードかを判別し、前者の場合には回線制御の主導権
を関門交換機へ、後者の場合には端末制御装置へ変更す
ることにより、マイクロセルを用いる小ゾーン構成のシ
ステムにおいて、移動体の移動速度がゾーンの大きさに
比較して相対的に大きくなっても効果的な通話チャネル
の指定が可能となり経済的で、かつ周波数の利用効率の
高い移動通信システムの構築が可能となったので、本発
明の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１−１図，第１−２図および第１−３図は本発明の一
実施例を示すシステム構成図、 第１−４図，第１−５図，第１−６図，第１−７図およ
び第１−８図は移動無線機の他の実施例を示す回路構成
図、 第１−９図および第１−10図は本発明の無線基地局の他
の実施例を示す回路構成図、 第１−11図は送受信機の一実施例を示す回路構成図、 第１−12図および第１−13図は送受信機の他の実施例を
示す回路構成図、 第１−14図および第１−15図，第１−16図および第１−
17図は無線基地局のさらに他の実施例を示す回路構成
図、 第１−18図および第１−19図は送受信機のさらに他の実
施例を示す回路構成図、 第１−20図は無線基地局のさらに他の実施例を示す回路
構成図、 第１−21図は道路沿いに設置した高速移動モード用の無
線基地局と端末制御装置との接続図、 第２図（ａ）および（ｂ）は本発明に用いる制御信号の
構成例を説明するためのスペクトル図および回路構成
図、 第３図は第１−１図ないし第１−３図に示したシステム
の動作を説明するためのタイミング・チャート、 第４図は本発明の低速移動モードにおける位置登録動作
の流れを示すフローチャート、 第5A図および第5B図は移動無線機からの低速移動モード
における発呼動作の流れを示すフローチャート、 第6A図，第6B図および第6C図は移動無線機への低速移動
モードにおける着呼動作の流れを示すフローチャート、 第7A図，第7B図，第7C図，および第7D図は第１−１図な
いし第１−３図に示したシステムの低速移動モードにお
けるダイバーシティ送受信のチャネル切替動作の流れを
示すためのフローチャート、 第8A図，第8B図，第8C図および第8D図は低速移動モード
におけるダイバーシティ送受信動作への流れを示すフロ
ーチャート、 第９図は移動無線機の進行方向および速度検出を説明す
るための動作概念図、 第10A図，第10B図，第10C図，第10D図および第10E図
は、高速移動モードにおける位置登録動作の流れを示す
フローチャート、 第11A図，第11B図，第11C図，第11D図，第11E図，第11F
図および第11G図は、高速移動モードにおける発呼動作
の流れを示すフローチャート、 第12A図，第12B図，第12C図，第12D図，第12E図，第12F
図および第12G図は、高速移動モードにおける着呼動作
の流れを示すフローチャート、 第13A図，第13B図，第13C図，第13D図および第13E図は
高速移動モードにおけるダイバーシティ送受信のチャネ
ル切替動作の流れを示すためのフローチャート、 第14図は移動無線機の速度を求めるための座標、距離、
電界をあらわすマップ、 第15図は本システムにおける制御の種類と制御の主管区
分を示す区分図、 第16図は電界強度と距離の関係をあらわした電界強度
図、 第17図は高速移動モードにおける本発明のシステムの動
作を説明するための道路沿いに配置された無線基地局と
移動無線機の位置を示す配置図、 第18図は従来のシステム例を説明するためのシステム構
成概念図である。 10……電話網、11……交換機 12……無線回線制御局、13A〜Ｄ……無線基地局 14A〜Ｄ……ゾーン、15……移動無線機 16A〜Ｄ……伝送路、20……関門交換機 21……通信制御部 22……S/N監視部 23……スイッチ群、24……ID識別記憶部 30,30B,30C,30D,30E,30C2,30D2,30E2,30−1,〜30−ｎ…
…無線基地局 31,31−１〜31−ｎ……送信部 32……無線基地局制御装置 33,33−１〜33−ｎ……受信部 34,34C,34−１〜34−ｎ……ID識別記憶部 35−１〜35−n,36−１〜36−ｎ……シンセサイザ 37……通信品質監視部 38,38B,38C,38D,38E……制御部 39,39C……インタフェース 40,40C……基準水晶発振器 41……送信ミクサ、42……干渉妨害検出器 43……受信ミクサ 45……受信切替用制御器 46……無線送信回路 47……送信切替用制御器 48……無線受信回路 50,50B,50C,50D,50E,50C2,50D2……移動無線機 51……送信部 53,53−１〜53−ｎ……受信部 55−１〜55−n,56−１〜56−ｎ……シンセサイザ 58,58B,58C,58D,58E……制御部 59……電話機部 61,61−１〜61−ｎ……送信ミクサ 62……干渉妨害検出器 63,63−１〜63−ｎ……受信ミクサ 64−1,64−2,64−３……切替スイッチ 65C……受信切替用制御器 66,66−１〜66−ｎ……無線送信回路 67C……送信切替用制御器 68,68−１〜68−ｎ……無線受信回路 69……混合回路 71……基準水晶発振器 91……ディジタル符号化回路 92……多重変換回路 93−１〜93−ｍ……通信品質監視用受信機 94……制御用送受信機 96……アンテナ共用装置 120……端末制御装置 121……通信制御部 122……S/N監視部 123……スイッチ群 124……ID識別記憶部 Z1〜Z16……ゾーン。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービ
   ス・エリアを構成する各無線基地手段（30）と、前記各
   無線基地局と一般の電話網（10）とを接続する関門交換
   手段（20）を含む移動体の通信網において、 前記サービス・エリア内に所在する移動無線手段（50）
   と前記無線基地局との間で交信することを可能とするた
   めに、前記無線基地局と前記関門交換手段との間に端末
   制御装置（120）を設けて、 すくなくとも１つの前記無線基地手段と前記移動無線手
   段との間で前記移動無線手段の位置登録、通話路の設
   定、解除および交信中の前記無線基地手段の更新をして
   通話路の変更を可能とする場合に、 前記関門交換手段において前記移動無線手段の移動速度
   を推定し、システムの定める一定速度以下の場合は制御
   信号の交信を前記関門交換手段が主導して通話路の設定
   および解除を前記関門交換手段、前記無線基地手段およ
   び前記移動無線手段の間で行い、 前記移動無線手段の移動速度が大きいために前記移動無
   線手段と前記無線基地手段との間の送受信を良好に行い
   得ないことを前記移動無線手段、前記無線基地手段、お
   よび前記関門交換手段のうちのすくなくとも１つにおい
   て判断した場合に、制御信号の交信の主導権を前記端末
   制御手段に変更して通話路の設定および解除を前記関門
   交換手段、前記端末制御手段、前記無線基地手段および
   前記移動無線手段の間で行うようにする移動体通信の通
   信方法。
2. 【請求項２】複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービ
   ス・エリアを構成する各無線基地手段と、 前記サービス・エリア内に存在して前記無線基地手段と
   交信することのできる移動無線手段と、 前記各無線基地手段と一般の電話網とを接続し、前記移
   動無線手段および前記移動無線手段と良好に交信可能な
   すくなくとも１つの前記無線基地手段の識別情報を登録
   し、前記すくなくとも１個の無線基地手段と前記移動無
   線手段との間の通信路の設定解除をし、前記移動無線手
   段の移動にともない、前記交信可能な無線基地手段の識
   別情報を更新登録し、前記登録したすべての無線基地手
   段を介して前記移動無線手段に発着呼するための関門交
   換手段と、 前記関門交換手段と前記無線基地手段のうちのすくなく
   とも複数個の無線基地手段との間に接続されて、前記移
   動無線手段の移動速度が大きいために前記移動無線手段
   が良好に交信することができない場合には、前記すくな
   くとも複数個の無線基地手段のうちの１個の無線基地手
   段と前記移動無線手段との間の通信路の設定解除をする
   主導権を前記関門交換手段から譲渡され得る端末制御手
   段と を含む移動体通信の通信システム。