JP2726311B2

JP2726311B2 - 無線回線切替方法

Info

Publication number: JP2726311B2
Application number: JP21306889A
Authority: JP
Inventors: 昭宏前原; 孝法歌野; 誠蔵尾上
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Mobile Communications Networks Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-08-21
Filing date: 1989-08-21
Publication date: 1998-03-11
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JPH0377442A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、小ゾーン構成のディジタル移動通信におけ
る無線チャネルの切替方法に関し、特に、移動局から基
地局への上り回線の切替方法に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

この種の移動通信方式の代表的な例として、自動車電
話方式がある。第１図は自動車電話による移動通信方式
の一般的なシステム構成例（本発明の実施例にも適用さ
れる）を示しており、１は移動局、２は移動局と通信中
の切替元基地局（単に「基地局」ともいう）、３は基地
局２に隣接する切替先基地局（単に「基地局」ともい
う）、４は基地局および移動局を制御している制御局、
５は回線の切替を行なっている交換局である。

また、基地局２、３と制御局４との間には、制御回線
６が接続され、制御信号が授受される。基地局２、３と
交換局５の間には通話回線７が接続され、それがネット
ワーク８を通じて、相手加入者との間で音声その他の通
信信号がやりとりされる。

なお、図中の破線は各基地局の無線ゾーン（単に「ゾ
ーン」ともいう）を表わしている。

このようなシステムにおいて、移動局１が通信中にゾ
ーン移行や干渉等の理由により使用中の無線チャネルで
は通信品質を満足しなくなった場合、無線チャネルを切
り替えて通信品質を保つ制御（この無線チャネルを切り
替える動作を単に「チャネル切替」ともいう）を行な
う。

第１図のシステムにおいて、移動局１が切替先基地局
３へ移行する場合のチャネル切替の具体的な動作を次に
示す。

切替先基地局３および新たに割り当てる無線チャネル
を決定した後、交換局５ではネットワーク８側からの通
信信号を切替元基地局２と切替先基地局３に同時に送信
する。また切替先基地局３と移動局１の間では、無線区
間の切替後、その新たな無線チャネルが使用できること
を確認後、切替元基地局２側の下り回線を切断すること
により無線チャネル切替が完了する。

以上のチャネル切替アルゴリズムは現在実用中のアナ
ログ型自動車電話システムで用いられている方法であ
る。

しかし、ディジタル型システムは未だ実現されておら
ず、従って、チャネル切替方法についても定まった方法
は未確立なのが現状である。

また、アナログ型の従来システムでは、移動局は無線
部を一つしか有しておらず、切替先基地局との間で、新
たな無線チャネルの使用確認を行なっている間は、まだ
通信中の切替元基地局との間の無線回線が切れるので、
どうしても瞬断が生じてしまう欠点があった。

本発明の目的は、ディジタル移動通信システムにおけ
る無線チャネル切替のために交換局で無線回線の切替を
行なう際に、厳密なタイミングの管理を必要としないで
瞬断を生じることなく無線回線を切り替えることが可能
な無線回線切替方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上述の目的は、前記特許請求の範囲
に記載した手段により達成される。

すなわち、本発明は、交換局と複数の基地局間が通信
回線で接続されている小ゾーン構成ディジタル移動通信
方式において、基地局には、移動局から基地局への情報
信号の受信および情報信号の信号受信状態を判定する手
段と、その情報信号とその情報信号のタイミング情報お
よび信号受信状態の判定結果を交換局に送信する手段を
具備し、交換局には、基地局からのタイミング情報によ
って、基地局から交換局に送られてきた情報信号を送信
するタイミングを調整する機能、および信号受信状態判
定結果に応じて情報信号を特定のディジタル信号パター
ンに置き換える機能を有して、無線チャネル切替のため
に回線を切り替える際に、交換局では切替前に切替元基
地局と切替先基地局からの情報信号のタイミングを一致
させて、切替制御中は切替元基地局と切替先基地局の信
号を論理演算して送信して、無線チャネル切替が完了し
たことを確認してから切替元基地局の回線を開放する無
線回線切替方法である。

〔作用〕

本発明の無線回線切替方法では、無線チャネル切替の
ために交換局で上り回線の切替を行なう際に、切替中は
切替元基地局からの情報信号と切替先基地局からの情報
信号のタイミングを合わせて、双方の信号を加算してネ
ットワーク側に送信する方法である。

以下、本発明の実施例の項でより具体的に説明する。

〔実施例〕

本発明の一実施例について説明する。

本実施例のシステム構成は、第１図に示す移動通信方
式のシステム構成例と同一とし、また、本例ではディジ
タル方式を前提として、第１図での移動局１が切替元基
地局２のゾーンから、切替先基地局３のゾーンへゾーン
移行のためにチャネル切替を行なう場合の制御方法につ
いて示す。

第２図に本発明を実施した場合の、各局での具体的な
送受信信号の例を示す。

ただし、移動局送信信号および基地局受信信号（第２
図の（ａ），（ｂ）および（ｄ））中の斜線部は空き時
間スロットを表わしている。

第２図（ａ）は移動局が送信する信号である。原信号
（Z₀〜Z₅,……）の１フレーム時間長t₀を、t₁に圧縮し
て、空き時間スロットを生成する。TDMA通信のためであ
る。

ここでは、例えば、６番目のフレームF₆が終了した時
に無線チャネルを切り替えるものとする。

第２図（ｂ）は、切替元基地局２が受信する信号であ
り、F₆で示すフレーム後は、非受信状態となる。移動局
１が新無線チャネルに切り替わるからである。その後、
制御局４からの指示により切替元基地局２の受信機をオ
フ（OFF）にする。

第２図（ｃ）は、切替元基地局２から交換局５に送信
される信号であり、上段が情報信号（I₁,I₂,I₃,……
I₆）、中段がタイミング情報信号、下段が受信状態判定
結果であり、信号受信時には“Ｈ（High）”、非受信時
には“Ｌ（Low）”の値を送信する。交換局５は、該受
信状態判定結果を用いて信号処理を行なう（後述）。

第２図（ｄ）は、切替先基地局３が受信する信号であ
り、制御局４からの指示により受信機を“オン（ON）”
にして受信を開始する。移動局１は、７番目のフレーム
F₇前は旧無線チャネルで通信しているからフレームF₆ま
で非受信状態となる。

第２図（ｅ）は、切替先基地局３から交換局５に送信
する信号であり、上段が情報信号（I₇,I₈,……）、中段
がタイミング情報信号、下段が受信状態判定結果であ
り、信号受信時には“H"、非受信時に“L"の値を送信す
る。

第２図（ｆ）は、切替元基地局２からの信号を、交換
局５で受信した状態を示す図であり、第２図（ｃ）に示
す信号と同様である。

第２図（ｇ）は、交換局５内に設けたビット操作回路
から出力される信号であり、信号受信状態判定結果を用
いて、該結果が“L"の時、雑音部分がビット信号“0000
0000"に置き換えられている（図では４ビット分のみを
示しており、他の図においても同様である）。

第２図（ｈ）は、時間合わせのために交換局５に設け
た遅延回路出力信号である。

第２図（ｉ）は、切替先基地局３からの信号を交換局
５で受信した状態を示す図であり、第２図（ｅ）に示す
信号と同様である。

第２図（ｊ）は、交換局５に設けたビット操作回路か
ら出力される信号であり、信号受信状態判定結果により
雑音部分がビット信号“00000000"に置き換えられてい
る。

第２図（ｋ）は、交換局５に設けた時間合わせのため
の遅延回路の出力信号である。この時間合わせの機能に
より、第２図（ｈ）、（ｋ）に示す信号の位相同期がと
れて、交換局５内に設けたスイッチに送信される。

第２図（ｌ）は、交換局５からネットワーク８側に送
信される信号を示す図であり、上記時間合わせにより、
フレームI₆のフレームとI₇のフレーム間には１ビットの
欠落もなく、また１ビットの空きビットもなく送信する
ことができる。また、図の上段は交換局に具備されたス
イッチの状態を表わしている。

次に、以上のような方法を実現するための移動局、基
地局および交換局の構成を説明する。

第３図は本発明の実施例の移動局の送信装置の構成を
示す図であり、第２図（ａ）で示したようにベースバン
ド処理回路10で送信信号（Z₁,Z₂,……）を時間圧縮し
て、スーパーフレーム構成をとるかまたはTDMA方式を採
用して、空き時間スロットをつくり、その空き時間スロ
ットでタイミング情報を送信し、また無線チャネル切替
もその空き時間スロットで行なう。

第４図に本発明の実施例の基地局の受信装置の構成を
示す。

図中の受信状態測定回路11は、受信信号の受信レベル
や、ベースバンド処理回路12から送られてくるフレーム
同期状態や符号誤り率から受信状態を判定する回路であ
る。ベースバンド処理回路12は、受信信号からタイミン
グ情報を検出し、情報信号を時間伸張して元の信号速度
に変換する処理を行ない、情報信号を交換局に送信する
回路である。

従って、例えば、第２図（ｃ）に示す情報信号（I₁〜
I₆）では空きスロットが除かれている。

タイミング情報発生回路14は、ベースバンド処理回路
12から送信されたタイミング情報に基づいて、タイミン
グ情報信号を交換局に送信する回路である。

遅延回路13は、切替前後の受信信号の位相差を吸収す
るためのもので、信号受信後、ベースバンド処理回路12
からの情報により制御回路15から遅延量を制御する。

また、交換局の構成を第５図に、交換局でのスイッチ
動作を第６図に示す。

第５図において、制御回路20は遅延バッファ21,22、
スイッチ23を制御する。位相比較回路24は両基地局から
のタイミング情報信号のビット差を測定する回路、遅延
バッファ21,22は、そのビット差に基づき、両基地局か
らの情報信号の瞬時位置、つまり位相調整するためのも
のである。これにより、両基地局からの上り信号の時間
合わせができる。ビット操作回路25,26では信号受信状
態判定結果に基づいて、受信状態ならばそのまま、非受
信状態ならば情報信号の該当するビットを“0"に置き換
える。

交換局のスイッチ23については、第６図の交換局のス
イッチ動作について説明する図に示されるごとく、制御
回路20からの信号により一回線のみに接続している状態
（第６図（ａ），（ｃ）に示す状態Ａ）、二回線同時に
接続して両回線の信号のOR（または排他的OR）をとって
ネットワークに送信している状態（第６図（ｂ）に示す
状態Ｂ）とを切り替えることができるようなものとす
る。

このような構成により、まず切替先基地局３および割
り当てる新無線チャネルの決定後、切替先基地局３では
切替前の無線チャネルで移動局１を監視した結果に基づ
いたタイミング、または常時基地局間でフレーム同時調
整を行ない、それに従ったタイミングで交換局５にタイ
ミング情報信号の送信を開始し、割り当てられた新無線
チャネルで信号の受信を開始する。切替先基地局３には
予め遅延回路13を備えておき、切替先基地局３が交換局
５に送信したタイミングと実際に移動局１からの信号の
受信を開始した時のタイミングに誤差がある場合には、
その遅延回路13で信号受信前後のタイミング差を吸収す
る。

移動局１が無線チャネルを切り替えるまでは切替先基
地局３には情報信号が届かないので、受信状態測定結果
により、その間交換局５では切替先基地局３からの情報
信号をビット信号“00000000"に置き換える。さらに交
換局５では、切替先基地局３からのタイミング情報と切
替元基地局２からのタイミング情報および切替元基地局
２側の遅延回路（遅延バッファ）の遅延量から切替先基
地局３側の遅延量を決定して遅延回路（遅延バッファ）
を調整し、スイッチ23を状態Ｂに切り替える。その後、
移動局１が無線チャネルを切り替えたら、切替元基地局
２には情報信号が届かなくなり、交換局５では切替元基
地局２からの情報信号をビット信号“00000000"に置き
換え、逆に切替先基地局３からの情報信号を無操作で送
信する。

そして、チャネル切替が完了したことを確認してから
交換局５ではスイッチを状態Ａに切り替えて切替元基地
局２側の回線を開放する。

なお、スイッチ前の遅延量調整は、第７図に示すよう
に交換局にバッファメモリ30,31を備え、基地局からの
タイミング情報のタイミングでメモリに書き込み、タイ
ミング発生回路32のタイミングで読み出すような方法で
も実現できる。

第７図において、W.R.はライトリセット信号、R.R.は
リードリセット信号であり、基地局からのタイミング情
報がW.R.、タイミング発生回路32のタイミングがR.R.と
なる。

以上説明したように、本発明の方法では、一方の基地
局から情報信号が受信状態と判定されているとき、必ず
他方の情報信号の該当する部分は非受信状態と判定され
るので、交換局でその信号の受信状態から、先に述べた
ように、情報信号を非受信時に“0"に置き換えて操作を
行ない、両信号のOR（または排他的OR）をとると情報信
号が再現される。そこで、情報信号がいつ切替元基地局
２から切替先基地局３に切り替わっても交換局から送信
される情報信号は、途切れることなくネットワーク側に
送信されることになるので、移動局が切り替えるタイミ
ングを厳密に制御する必要がなくなるという利点があ
る。

また交換局で非受信時に情報信号の各ビットを“1"に
置き換えて、交換局で両基地局からの信号のANDをとる
ような制御を行なっても、同様の効果が得られる。

このような制御を行なうと、厳密なタイミング制御を
必要とせずに無瞬断にチャネル切替を行なうことができ
るという利点がある。また、交換局ではチャネル切替が
完了するまでスイッチの状態を状態Ｂにしておくので、
無線区間の伝送誤り等により移動局の切替タイミングが
ずれた場合や、新しい無線チャネルでの送受信に失敗し
て元の無線チャネルに戻った場合等にも、交換局で回線
を再度切り替える必要がなく、瞬断を最小限にできると
いう利点もある。

本発明の構成では、基地局送受信機からスイッチまで
の経路途中で、音声コーデック等の符号変換を施す場合
においても、受信状態を変換された情報に付加して転送
することにより無瞬断で無線チャネルを切り替えること
ができる。

なお、スイッチを交換局に置く方式で説明したが、ス
イッチを基地局に置いて、基地局内で無線チャネルを切
り替える場合にも適用できる。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、チャネル切替の際に瞬断を生
じないようにするための厳密なタイミングの管理を行な
うことなく、交換局で上り無線回線を切り替えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動通信方式の一般的なシステム構成例を示す
図、第２図は本発明の実施例の各局での信号の送受信状
態を示す図、第３図は本発明の実施例の移動局の送信装
置の構成を示す図、第４図は本発明の実施例の基地局の
受信装置の構成を示す図、第５図は本発明の実施例の交
換局の構成を示す図、第６図は交換局のスイッチ動作に
ついて説明する図、第７図は交換局の遅延回路にバッフ
ァメモリを使用した場合の例を示す図である。１……移動局、２……切替元基地局、３……切替先基地
局、４……制御局、５……交換局、６……制御回線、７
……通話回線、８……ネットワーク、10……ベースバン
ド処理回路、11……受信状態測定回路、12……ベースバ
ンド処理回路、13……遅延回路、14……タイミング情報
発生回路、15……制御回路、20……制御回路、21,22…
…遅延バッファ、23……スイッチ、24……位相比較回
路、25,26……ビット操作回路、30,31……バッファメモ
リ、32……タイミング発生回路

フロントページの続き (72)発明者尾上誠蔵東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平２−268032（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交換局と複数の基地局間が通信回線で接続
されている小ゾーン構成ディジタル移動通信方式におい
て、基地局には、移動局から基地局への情報信号の受信およ
び情報信号の信号受信状態を判定する手段と、その情報
信号とその情報信号のタイミング情報および信号受信状
態の判定結果を交換局に送信する手段を具備し、交換局には、基地局からのタイミング情報によって、基
地局から交換局に送られてきた情報信号を送信するタイ
ミングを調整する機能、および信号受信状態判定結果に
応じて情報信号を特定のディジタル信号パターンに置き
換える機能を有して、無線チャネル切替のために回線を切り替える際に、交換
局では切替前に切替元基地局と切替先基地局からの情報
信号のタイミングを一致させて、切替制御中は切替元基
地局と切替先基地局の信号を論理演算して送信して、無
線チャネル切替が完了したことを確認してから切替元基
地局の回線を開放することを特徴とする無線回線切替方
法。