JP2737773B2 - 移動無線通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動無線通信方式
に関し、特に、非常用に展開される移動用双方向通信シ
ステムにおいて、通信のハンドオーバーを確実に実施す
るための通信技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、マルチチャネルアクセス方式
（ＦＤＭＡ方式）の移動無線通信方式では、移動極（Ｍ
Ｓ）がハンドオーバーを行う際、今までそのＭＳが存在
していた無線ゾーンの基地局（ＢＳ）とその周辺のＢＳ
がＭＳの電界強度を測定して、一番強い信号を受信した
ＢＳが統制局から新たな周波数を割り当てられ、当該Ｂ
ＳがＭＳの存在する新しい無線ゾーンを形成している。
つまり、このような移動無線方式では、ハンドオーバー
の際、統制局において電界強度を測定する基地局を選定
する処理が必要である。

【０００３】ここで、図５を参照して、従来のＢＳにつ
いて概説する。

【０００４】ＢＳは複数の通話チャネルＣＨ１乃至ＣＨ
ｎ（ｎは２以上の整数）を備えるとともに電界強度測定
専用チャネルＣＨを備えている。

【０００５】各通話チャネルＣＨ１乃至ＣＨｎにはそれ
ぞれ受信系統及び送信系統が備えられ、各受信系統には
図示のように復調器及び電界強度測定器が備えられてい
る（なお、送信系統の詳細な図示は省略する）。さら
に、各受信系統にはシンセサイザ部が備えられており、
このシンセサイザ部は図示のように制御部によって制御
される。

【０００６】電界強度測定専用チャネルＣＨにおいて
は、図示のように、電界強度検出器及びシンセサイザ部
が備えられ、このシンセサイザ部は、制御部によって制
御される。

【０００７】いま、通話チャネルＣＨ１において、受信
電界強度が予め定められた閾値未満となると、電界強度
測定器からアラーム等が発せられ、このアラームは統制
局に与えられる。統制局では、例えば、制御部を制御し
て電界強度測定専用チャネルＣＨを用いて通話チャネル
ＣＨ１を用いて通話中のＭＳの電界強度を測定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非常用に展
開される移動無線システムでは、基地局の数及び配置等
がその状況により異なる。従って、上述のような基地局
選定処理を自動的に行うことは困難である。

【０００９】加えて、非常用の移動無線システムの場合
には、ＢＳ配置が必ずしも固定的でなく、しかも通信に
最適の環境整備を行うことが困難であることを考慮する
と、一般に、通信環境が劣悪である。この結果、適当な
ハンドオーバー先の無線ゾーンが迅速に見つからない場
合がある。

【００１０】このような場合には、複数のＢＳによって
ＭＳの電界強度測定を継続的に実施する必要があり、こ
の結果、長時間に亘ってＢＳの監視チャネルを占有して
しまうことがある。

【００１１】さらに、非常用移動無線システムの場合に
は、一般にＢＳが移動式であり、チャネル数及び周波数
が限定・固定的となる。このため、ＢＳ当たりのチャネ
ル数の増減及び周波数の増減等の融通性には限界があ
る。

【００１２】一方、特開平３−２６８６９７号公報に記
載された移動無線方式では、ＭＳにいくつかのＢＳの周
波数を捜索させて、最適ハンドオーバー先ＢＳを選定さ
せるようにしている。

【００１３】しかしながら、非常用移動無線システムの
ように、ＢＳの配置が固定的でない場合には、ＢＳの電
波捜索の範囲を限定することは難しく、しかも、ＭＳに
おける処理能力が過大となってしまう。

【００１４】さらに、特開平５−２５２１００号公報に
記載された移動体無線方式では、ＭＳが空間ダイバーシ
ティ受信方式である際、使用されていない側の受信系統
を用いてハンドオーバー先ＢＳの電波を受信することが
示されている。

【００１５】しかしながら、非常用移動無線システムの
場合、前述したように、劣悪な電波伝搬路状況であるこ
とが多く、しかも、ハンドオーバーを必要とするような
悪伝搬路状況の際には必然的にダイバーシティ受信を行
わなければならず、この結果、実行中の通信が切断され
る恐れが大きい。

【００１６】加えて、非常用移動無線システムには、通
信中のチャネルの電界強度が閾値以下になると、ハンド
オーバー先のＢＳのチャネル空き状況に関係なくハンド
オーバー処理を実施するようにしたシステムも知られて
いる。

【００１７】しかしながら、このようなシステムでは、
ハンドオーバー先のＢＳのチャネルが輻輳している場合
には、その通信が切断されてしまうという問題点があ
る。

【００１８】本発明の目的は、基地局が移動式である移
動用無線通信システムにおいて、移動局の移動に伴う通
信のハンドオーバーを確実に迅速に実施するとともに伝
送を効率的として操作性・運用性を向上することのでき
る移動無線通信方式を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明では、ＭＳは、通
信中のチャネルの電波強度を継続的に測定しその強度の
平均的な値があるしきい値以下になると、送信中のチャ
ネルを一時的に中断し予め定められた周波数でＭＳ識別
等の情報を含むハンドオーバー要求を一定時間送出す
る。さらに、ＭＳではハンドオーバー要求を送出してか
ら、予め定められた時間後に受信系を切り替えて、ハン
ドオーバー情報（指令）を受信・解読して所要の制御を
行う。

【００２０】ＢＳでは、空きチャネルの送受信系統を定
められた周波数に設定し、ＭＳからバースト的に送信さ
れた信号を受信し、電波強度を測定するとともに受信し
たハンドオーバー要求を解読して、そのチャネルを確保
するとともに統制局に対して電波強度等の情報を送信す
る。また、ＢＳでは、統制局からハンドオーバー要求を
受け入れるよう指示がきた場合には、予め定められたタ
イミング・周波数で当該ＭＳ宛にハンドオーバー指令を
送出する。

【００２１】このように、各ＢＳ共通の周波数によるハ
ンドオーバー要求とＢＳの空きチャネル利用の要求受信
・応答機能によって、必然的に受信可能なＢＳが信号処
理・応答することになる。この結果、統制局による近傍
ＢＳ選定・ＭＳ電波受信指示、通信中ＢＳ・新ＢＳ・通
信中チャネル利用のＭＳへ情報伝達、ＢＳにおける電波
強度測定専用受信機準備、ＭＳにおける複数ＢＳ電波検
索・比較等の必要がなく、統制局、ＢＳ及びＭＳの機能
を比較的簡単にできるとともにハンドオーバー処理を迅
速にできる。

【００２２】さらに、ＢＳの配置、サービスエリア（無
線ゾーン）の重複状況、ＢＳの空きチャネル状況に応じ
てハンドオーバー動作が柔軟に対応できる。言い換える
と、システム運営者にとっては、例えば、ＢＳ輻輳地域
に重複してＢＳサービスエリアを配置する等の対策を迅
速・容易に実施できる。

【００２３】ＭＳにおいて、ハンドオーバー処理は時間
的に断続して行うので、スペースダイバーシティ機能を
有している場合、ハンドオーバー段階においても片方の
受信系統をハンドオーバー処理に占有させることがな
く、良好な通信維持が容易である。

【００２４】新ＢＳからの電波受信タイミングをハンド
オーバー送信時から分離し、かつ一定時間後に設定・可
変できることにより、非常用通信システムのように、Ｂ
Ｓ〜統制局間の通信路が、有線・多重無線等の種類、リ
ンク・ノード等の数・長さ等において大きく変化する場
合でも、送信及び受信のそれぞれの所要時間を最低限に
短縮できるとともに状況に柔軟に対応できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。

【００２６】まず、図１を参照して、図示の移動無線シ
ステムは、緊急用に展開する大ゾーン方式で周波数分割
多元接続（ＦＤＭＡ）方式のディジタル移動通信システ
ムであり、基地局（ＢＳ）におけるチャネル数（周波
数）が限定かつ固定的である。図示の移動無線システム
は、例えば、非常用として用いられる。この移動無線シ
ステムは複数の基地局ＢＳ１乃至ＢＳｎを備えており、
各基地局ＢＳ１乃至ＢＳｎは統制局１に接続されてい
る。基地局ＢＳ１乃至ＢＳｎは移動可能であり、基地局
ＢＳ１乃至ＢＳｎによって実線円で示す無線ゾーンが形
成される。移動局ＭＳはこれら無線ゾーンに亘って移動
し、ＢＳ１乃至ＢＳｎのいずれかと通信を行う。

【００２７】なお、図１には一つの移動局ＭＳのみが示
されているが実際には複数の移動局ＭＳが存在する。

【００２８】図２を参照して、移動局ＭＳは復調器１１
及び変調器１２を備えており、復調器１１は中間周波増
幅器（ＩＦＡＭＰ）１１ａ、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）１１ｂ、乗算器１１ｃ、及びＢＰＦ１１ｄを介して
アンテナ１３に接続されている。一方、変調器１２はＢ
ＰＦ１２ａ、乗算器１２ｂ、ＢＰＦ１２ｃ、及び電力増
幅器（ＰＷＡＭＰ）１２ｄを介してアンテナ１３に接続
されている。

【００２９】移動局ＭＳはさらに、制御部２０、電解強
度測定器２１、シンセサイザー２２及び２４、デコーダ
２０ａ、及びエンコーダ２０ｂを備えており、変調器１
２はスイッチ２３によって選択的にエンコーダ２０ｂ又
は通話入力に接続される。同様に、復調器１１はスイッ
チ２５によって選択的にデコーダ２０ａ又は通話出力に
接続される。

【００３０】図３を参照して、基地局ＢＳ１の構成につ
いて説明する。なお、基地局ＢＳ２乃至ＢＳｎの構成も
基地局ＢＳ１の構成と同様である。基地局ＢＳ１は複数
の通話チャネルＣＨ１、ＣＨ２、…を備えており、各通
話チャネル毎に送信系及び受信系が備えられている。

【００３１】通話チャネルＣＨ１に注目して、受信系
は、復調部１４を備えており、この復調器１４にはＢＰ
Ｆ１４ａ、乗算器１４ｂ、ＢＰＦ１４ｃ、及びＩＦＡＭ
Ｐ１４ｄを介して受信入力が与えられ、復調部１４から
は通話信号が出力される。

【００３２】一方、送信系は、変調部１５を備えてお
り、変調部１５から変調信号は、ＢＰＦ１５ａ、乗算器
１５ｂ、及びＢＰＦ１５ｃを介して送信出力として送出
される。図示のように各通話チャネル毎にシンセサイザ
１６が備えられており、これらシンセサイザ１６の出力
は乗算器１４ｂ及び１５ｂに与えられる。

【００３３】図示のように、基地局ＢＳ１は、制御部３
０、デコーダ３０ａ、エンコーダ３０ｂ、及び電界強度
測定器３０ｃを備えており、各復調部１４の出力はデコ
ーダ３０ａを介して制御部３０に与えられる。また、制
御部３０からの制御信号はエンコーダ３０ｂを介して各
変調部１５に与えられる。電界強度測定器３０ｃは各Ｉ
ＦＡＭＰ１４ｄに接続されており、電界強度測定器３０
ｃの出力は制御部３０に与えられる。

【００３４】ここで、図１乃至図３を参照して、移動局
ＭＳ１は基地局ＢＳ１と通信中において、電界強度をモ
ニターしている。いま、移動局ＭＳ１が基地局ＢＳ１の
無線ゾーンを移動等して、電界強度が低下すると、つま
り、制御部２０が、電界強度検出器２１から出力される
通信中の受信電界強度の平均的値が所定の閾値値を下回
ったと判定すると、制御部２０シンセサイザ２２を制御
して送信周波数を予め定められた周波数に設定するとと
もにスイッチ２３を通話路から制御部側に切り替えてハ
ンドオーバー要求信号を送出する。このハンドオーバー
要求信号は変調器１２を介して予め定められた送信周波
数で送出される。そして、ハンドオーバー要求信号後、
制御部２０はスイッチ２３を元の状態、つまり、通話路
側に切り替える。

【００３５】制御部２０はクロック発生部（図示せず）
を有しており、ハンドオーバー要求信号を送出後、クロ
ック発生部からクロックを用いて時間の計時を行う。そ
して、予め設定された時間が経過すると、制御部２０は
シンセサイザ２４及びスイッチ２５を制御して受信系統
によって基地局ＢＳ１乃至ＢＳｎからの応答電波を待ち
受ける。そして、いずれかの基地局から応答電波を受信
すると、内容を解読して、制御部２０は通信のための送
受信周波数の設定・通信接続動作等を行う。

【００３６】一方、基地局では、複数の通信系統（通話
チャネル）に対して電界強度測定経路３１、シンセサイ
ザオーバーライド設定経路３２、及び通信／制御切り替
え経路３３及び３４がマトリクス的に接続できるように
構成されており、例えば、最初に受信入力も送信出力も
検出されなくなった通信系統において、スイッチ（図示
せず）が制御系統に接続されるように動作する。

【００３７】制御部３０は、接続された通信を実施して
いない系統の送受信周波数をシンセサイザ１６を制御し
て予め設定された周波数に設定する。そして、移動局Ｍ
Ｓ１からこの予め設定された周波数によってハンドオー
バー要求信号を受信すると、制御部３０は、その内容を
解読し電界強度情報とともに統制局に送出する。

【００３８】統制局では、複数の基地局からの同様な情
報を処理して、最適ハンドオーバー先の基地局を選定
し、該当する基地局にその旨通知する。

【００３９】通知を受けた基地局は、移動局ＭＳ１にお
ける統制情報待ち受けタイミングにあわせてハンドオー
バー要求信号を受信した空き通話チャネルからハンドオ
ーバー先ＢＳとの通信チャネル周波数等の情報を送信す
るとともに当該移動局ＭＳ１との通信チャネル確立動作
をする。

【００４０】なお、各基地局及び統制局との通信の時間
が通信網の構成状況等により変動しかつ長時間かかるこ
とがある場合を考慮し、移動局がハンドオーバー要求の
ための統制用電波を発射したのち、基地局からのハンド
オーバー指令を受信するまでの時間は、システム全体と
して可変できる。

【００４１】また、本発明では、通信中の通話等が短時
間中断するが、その時間は数ｍ秒から数十ｍ秒と見積も
られ、通話には特に処置しなくとも影響は少なく、デー
タ通信の場合にはバッファを用いる方式等により影響を
回避できる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ハン
ドオーバー要求が移動局の通信中のチャネル状況のみの
監視にもとづき行われ、この要求・指示がシステムに共
通の周波数に短時間切り替えて実施され、基地局で空き
チャネルを自動的にハンドオーバー要求を処理するチャ
ネルとして設定するようにしたから、より迅速に必然的
にハンドオーバー可能基地局候補が絞られるとともに空
きチャネルが確保される。そして、ＢＳの配置が変化し
ても処理手順が変わらない。

【００４３】従って、移動局における複数の基地局電波
の検索・比較、基地局における通信中の同時複数チャネ
ルの電界強度測定及び統制局指示による専用チャネルに
よる電界強度測定、統制局におけるハンドオーバー状況
の移動局が存在する基地局からの要請にもとづく複数基
地局選定処理とそれらへの電界強度測定指示、最適基地
局決定後の統制専用チャネルを用いた移動局への通知、
統制局からの周波数の割り当て等の処理が削減され、各
局における情報処理量、統制用通信量等が軽減され、総
合的にハンドオーバーの迅速化と通信装置の簡素化が実
現でき、非常用通信システムなどの臨時に通信組織を構
成するようなシステムの運用が容易になる。

【００４４】さらに、本発明では、サービスエリア（無
線ゾーン）がオーバーラップしている場合に、上述のよ
うな動作によって、電波伝搬状況がよい方の基地局のチ
ャネルが輻輳中でもその基地局はハンドオーバー候補と
はなりえず、別に電波伝搬が可能な基地局で空きチャネ
ルのある基地局があればそれにハンドオーバーされる。
このことは、システム運用者としても、面倒な配慮をし
なくとも輻輳状況の基地局に重畳して別の基地局のサー
ビスエリアを設けることでそのような状況を解決できる
ことになる。従って、ハンドオーバーが基地局の輻輳等
により失敗することが少なくなる。

【００４５】また、ハンドオーバー時は通信状況が悪化
した状況であるのが通常であり、ダイバーシティ受信に
おいて瞬間的に使われない受信系統を用いるような手法
でなく、本発明では、時間的に同時にダイバーシティに
関係する以降の受信系統を切り替えているから、ダイバ
ーシティの機能を最大限有効に使用でき良好な通信を確
保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による移動無線通信システムの一例を示
す図である。

【図２】図１に示す移動局の一例を示すブロック図であ
る。

【図３】図１に示す基地局の一例を示すブロック図であ
る。

【図４】図１に示す移動無線通信システムシステムの動
作を説明するための図である。

【図５】従来の移動無線通信システムにおける基地局の
構成例を示す図である。

【符号の説明】

２０，３０ 制御部 ２１，３０ｃ 電界強度測定器 ２２，２４ シンセサイザ ２３，２５ スイッチ ３２ シンセサイザオーバライド設定経路 ３３，３４ 通信／制御切替え経路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の移動局及び複数の基地局と、該複
   数の基地局が接続された統制局とを備え、前記基地局毎
   に無線ゾーンが規定され、周波数分割多元接続を用いて
   無線通信を行う移動無線通信方式であって、前記移動局
   の各々には前記基地局のいずれかと通信中である際、受
   信電界強度を測定する測定手段と、該移動局が前記無線
   ゾーンの一つから別の前記無線ゾーンのハンドオーバー
   を行う際該受信電界強度の平均的値が予め設定された閾
   値未満となると該通信を中断して前記複数の基地局に共
   通して規定された統制用周波数で所定のハンドオーバー
   要求を発信する発信手段とが備えられ、前記基地局の各
   々には、前記ハンドオーバー要求を受信しかつ自局に空
   きチャネルある際受信電界強度を測定して該電界強度測
   定情報と前記ハンドオーバー要求を送信情報として前記
   統制局に送信する送信手段が備えられ、統制局には前記
   送信情報に応じて最適ハンドオーバー先基地局を選定基
   地局として選定して該選定基地局に選定情報を通知する
   通知手段が備えられ、前記基地局には前記選定通知を受
   けた際空きチャネルを確保するとともに予め定められた
   タイミング・周波数の制御電波で前記ハンドオーバー要
   求を送出した移動局にハンドオーバー情報を送信する送
   信手段が備えられ、前記移動局には前記予め定められた
   タイミング・周波数で前記ハンドオーバー情報を受ける
   と前記通話中のチャネルを中断して該ハンドオーバー情
   報に従って前記選定基地局とのチャネルに切り替える制
   御手段が備えられていることを特徴とする移動無線通信
   方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された移動無線通信方式
   において、前記ハンドオーバー要求を送信した移動局
   は、前記選定情報を所定の時間内に受信しないともとの
   通信状態に復帰するとともに予め定められた時間おきに
   前記ハンドオーバー要求を送出するようにしたことを特
   徴とする移動無線通信方式。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された移動無線通信方式
   において、前記基地局の各々には、通信用の空きチャネ
   ルの受信系統の少なくとも一つに前記ハンドオーバー要
   求を前記送信手段に与える切り替え手段が備えられてい
   ることを特徴とする移動無線通信方式。
4. 【請求項４】 請求項１に記載された移動無線通信方式
   において、前記通信中の基地局では前記空きチャネルの
   有無にかかわらず前記ハンドオーバー要求を受信して電
   界強度を測定し前記送信情報として前記統制局に送信し
   ており、前記統制局では前記通信中の基地局以上に伝搬
   路状況のよい基地局がないと、前記通信中の基地局に対
   して前記ハンドオーバー要求を送出した移動局との通信
   を継続するように制御することを特徴とする移動無線通
   信方式。