JP2863212B2 - 在圏ゾーン判定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無線ゾーンがさらに細かくセクタ化された
移動通信方式において移動局の在圏セクタ判定を実現す
る在圏ゾーン判定方法に関するものである。

〔従来の技術〕

移動通信において、一つの基地局がカバーする無線ゾ
ーン（以下単にゾーンあるいはセルともいう）を複数の
セクタに分け、指向性のある複数のアンテナでそれぞれ
のセクタをカバーする方法がある。

この方法は、アンテナの指向性による弁別化機能によ
り干渉を軽減することが可能であり、同一チャネル繰り
返し利用距離を短縮して周波数利用率を向上させること
ができる。

このセクタ化された移動通信方式においては、通話開
始時に在圏セクタに割り当てられた通話チャネルを設定
するため、在圏ゾーン・セクタを判定する必要がある。
従来のセクタ化されていない移動通信方式においても、
在圏ゾーン判定を行なう必要があったが、無線ゾーンご
とに異なる制御チャネルを用いるシステムにおいては、
無線ゾーンごとに割り当てられる制御チャネルをスキャ
ンすることによって、在圏ゾーンの判定が行なわれてい
た。

この方法を無線ゾーンがセクタ化された移動通信方式
に適用しようとすると、セクタごとに異なる周波数の制
御チャネルを割り当て、移動局がそれらの周波数の受信
レベルを測定・比較することによりセクタ判定をする方
法を採ることとなる。

従って、無線ゾーンごとに制御チャネルを割り当てる
制御チャネル構成の場合に比して、非常に多くの異なる
周波数の制御チャネルを使用しなければならない。

また、従来の在圏ゾーン判定において、各無線ゾーン
に割り当てられた制御チャネルにゾーンごとに送信する
順次送信部分と、ゾーンに共通な情報を同時に送信する
同時送信部分を設け、移動局は順次送信部分を受信する
ことによりゾーン判定をする方法がある。

この従来方式における在圏ゾーン判定方法をセクタ化
された方式で単純に適用する場合の制御チャネル構成を
第１図に示す。

従来の方式は、制御圏内の無線ゾーンで共通の制御チ
ャネルを用いているが、ここでは各セクタで同一チャネ
ルを用いる例を示した。この場合の基地局の送受信機構
成、およびアンテナ構成はセクタ数が６の場合、第２図
に示すようになる。

同図において、アンテナ１〜６はそれぞれのセクタ用
のアンテナである。各アンテナには、制御チャネル周波
数f₀の送受信機１−０〜６−０、および、セクタ別の通
話チャネル周波数ｆ′_１〜ｆ″_１……ｆ′_６〜ｆ″_６の
送受信機１−１〜１−ｎ……６−１〜６−ｎが接続され
ている。

ゾーン内セクタは同一の制御チャネル周波数を持つ
が、制御チャネルは順次送信部分を有するため、セクタ
ごとに別々の送信機が用いられる。それぞれのセクタの
制御チャネルの信号は第３図（ｂ）に示すように構成さ
れている。第３図（ａ）はそれらの信号構成とセクタの
配置との対応を示している。

同図（ｂ）の信号構成1,2,……,6は、それぞれ（ａ）
に示す無線ゾーン37のセクタ1,2,……,6に対する制御チ
ャネル信号構成を示しており、各制御チャネルはゾーン
内各セクタに対して同一の情報を同時に送信する同時送
信部分と、各セクタ用の送信機が時間をずらして順々に
送信する順次送信部分（同図（ａ）では各セクタに対応
する順次送信部分を31〜36として示している）から構成
されている。同時送信部分は、着信情報、報知情報等、
ゾーン内セクタに共通の情報をゾーン内セクタに一斉に
送るために用いられ、順次送信部分はセクタ判定をする
ために用いられる。

移動局は電源オン時に、移動局が具備している移動局
の固有情報を記憶する不揮発性メモリに記憶されている
制御チャネル周波数をスキャンし、受信レベルの測定・
比較をすることにより、在圏無線ゾーンを知る。

次に、制御チャネルの順次送信部分の受信レベルと制
御チャネルの同時送信部分の受信レベルの比を比較し
て、最も受信レベルの高い順次送信部分に対応するセク
タを在圏セクタと判定する。

例えば、セクタ２に在圏している場合、その制御チャ
ネルの受信レベルはセクタ１〜６の送信波の合成波の受
信レベルとなるため同図（ｃ）に示すようになる。これ
によって、順次送信部分で最も受信レベルの高い部分は
＃２であることが分かるから、移動局はセクタ２に在圏
していると判定できる。この従来の方法をTDMA方式に適
用する例を次に示す。

例え３チャネルTDMAの場合制御チャネルと通話チャネ
ルを半スロットずらして、第４図に示すようにTDMAフレ
ーム３スロットに順次送信部分を設ければ、通話にスロ
ット＃１が用いられる場合、制御チャネル＃２スロット
の順次送信部分を読めるので在圏セクタ判定が行なえ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したような従来のセクタごとに異なる制御チャネ
ルを割り当てる方法においては、多くの制御チャネル用
周波数が必要となる上、移動局はセクタ間を移動するた
びに制御チャネルのサーチが必要となるから、移動局の
制御負荷が増大するとともに、セクタ間移動の際は通信
できないので、通話できない時間が長くなり、着信信号
非受信の確率が大きくなるという欠点があった。

一方、ゾーン内で同一の制御チャネルを用い、制御信
号の順次送信部分の受信によって、在圏セクタを判定す
る後者の方法においては、上述したような欠点は解消で
きるが、以下に述べるような欠点があった。

各セクタから順次制御信号を送信する時間帯では、各
セクタは自セクタの信号しか受信できない。従って、他
のセクタ分の信号時間が無駄になるから制御チャネルの
使用効率が低下する。

従来の自動車電話方式において、着信制御チャネル
（Ｐ−Ch）と発信制御チャネル（Ａ−Ch）という２種類
の制御チャネルを設け、順次送信を行なうのはＰ−Chだ
けで、空線制御はＡ−Chを用いて行なうようにする方式
がある。この場合には問題を生じないが、両チャネルを
統合して一種類の制御チャネルで制御を行なうようにし
た方式の場合には、順次送信部分では、他のセクタ分の
制御信号に含まれる空線制御信号が受信できない。従っ
て、その期間中は移動局は発呼できないから、発呼でき
る時間が制限され実質的にチャネル効率が低下する。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、セクタ間
で同一の制御チャネルを用い、移動局が制御信号の順次
送信部分の受信によって在圏セクタを知る方法におい
て、制御チャネルの使用効率が低下することのない制御
方法を提供することを目的としている。

〔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、一つの基地局がカバーする無線
ゾーンを複数のセクタに分け、指向性を有するアンテナ
で、それぞれのセクタを受け持つごとく構成された、移
動通信方式において、無線ゾーンを単位として割り当て
られた制御チャネルで、各セクタに割り当てた各セクタ
ごとに異なる２進数字列で表した識別情報を、各セクタ
から同時に送信し、無線ゾーン内の各移動局が該識別情
報の受信結果によって自己の在圏セクタを判定する在圏
ゾーン判定方法である。

〔作用〕

本発明は、各無線ゾーンに割り当てられた制御チャネ
ルの中にセクタごとに異なる情報内容を持つ送信部分を
設け、移動局がこの信号を受信することによりセクタ判
定することを特徴とする。

従来の技術では、順次送信部分では自セクタに対応す
る時間だけ信号を送信し、他セクタに相当する時間は送
信しなかったのに対し、本発明では、この順次送信部分
全体にわたりセクタ固有の情報を送信することが従来の
技術と異なる。

〔実施例〕

本発明におけるチャネル構成、および基地局の送受信
機、アンテナ構成は、それぞれ第１図および第２図に示
したものであり、セクタ判定用に制御チャネルに順次送
信部分を設ける場合と同じである。この方式における、
無線ゾーン内の各セクタの制御チャネル信号構成におい
ては、セクタごとに異なる情報内容を持った同時送信部
分があるので、ゾーン内の各セクタの送信機はセクタ別
にすることが必要である。ゾーン内の各セクタの制御チ
ャネル構成の一例を第５図に示す。

同図で分かるように、制御チャネル信号は、情報内容
がゾーン内セクタで全く同じ同時送信部分とセクタごと
に異なる情報内容を持った同時送信部分から構成されて
いる。前者の同時送信部分は、着信情報、報知情報等、
セル内セクタに共通の情報をセル内セクタに一斉に送る
ために用いられ、後者の同時送信部分はセクタ判定をす
るために用いられる。

移動局は電源立ち上げ時に、移動局が具備している不
揮発性メモリに記憶されている制御チャネル周波数をス
キャンし、受信レベルの測定・比較をすることにより、
自己の在圏ゾーンを知る。

次に、制御チャネルのセクタごとに異なる情報内容を
持つ同時送信部分を受信し、その内容を読み、その内容
に対応するセクタを在圏セクタとして判定する。

例えば、セクタごとに異なる情報内容を持つ同時送信
部分の情報内容が、第５図で示されているものであった
場合に、同図の信号構成１〜６は第６図のセクタ１〜６
の制御チャネル信号の構成であり、セクタごとに異なる
情報内容を持つ同時送信部分の情報は三つの要素から成
り立っているとする。最も簡単な例として、各要素とも
１ビットで構成される場合も考えれば、各セクタは“00
0"から“111"までの固有な情報を送信する。

これらの情報が同時に送信されている時、移動局がセ
クタ中央に位置している場合には、上記セクタ固有の情
報内容を高い確率で正しく受信できるから、自己の在圏
セクタを確実に知ることができる。

しかし、移動局がセクタ境界に位置しているような時
は、両側のセクタからの信号の衝突により、その情報内
容が誤って受信される可能性が高くなる。例えば、セク
タ１とセクタ２の境界では、セクタ１からの“000"とセ
クタ２からの“001"が衝突し、セクタ１に位置している
にもかかわらず“001"と受信する確率が高くなる。

しかし、この例からも分かるように、例え、セクタ境
界にいる移動局が隣接セクタからの信号の干渉によって
受信信号を誤った場合でも、第５図で示されているよう
な情報内容であれば、移動局に近い隣接セクタを在圏セ
クタと判定する誤りだけであるから実用上問題はない。
従って、この方法によってセクタ判定を実現できる。

移動局電源立ち上げ時のセル・セクタ判定、待ち受け
時の移動検出、通話中のセル・セクタ判定は制御チャネ
ルに順次送信部分を設けてセクタ判定をする場合と同じ
である。制御信号の変復調方法として位相変調で遅延検
波や作動符号化を用いた場合には、前のシンボルの影響
を受けるので、セクタごとに異なる情報をおく部分とし
て、符号を幾つか連結させて多数決を取る方法を用いれ
ば良い。

すなわち、上述の例では、セクタごとに異なる信号を
三つ連結させれば良い。例えば、“001"を送信する時
は、“000000111"と送信する。

上記の例において、セクタごとに異なる情報内容の各
セクタの符号間距離は隣接セクタであれば１であり、一
つ隔てたセクタであれば２、二つ隔てたセクタであれば
３となる。それで、一般にセクタを表わす符号を定める
際に、符号間距離の、より小さい符号を、隣接セクタか
ら配置していけば良い。そうすることにより、隣接セク
タ間の信号の干渉によって受信信号が誤ることがあって
も、誤ったセクタを多くの場合、正しいセクタの隣接セ
クタに限定することができる。

また、変調方式上、変調信号間の距離が短いものを隣
接セクタに配置する方法でも良い。

例えば、３セクタの場合、３値PSKを用い、第７図に
示す信号点1,2,3をそれぞれのセクタに配置すると良
い。この配置だと、移動局がセクタ１とセクタ２の境界
に位置する時は信号点１と２の合成波を受信し、同期検
波すると、判別結果は判別領域（１）か（２）になりセ
クタ３と判定することはない。

次に、３セクタの場合のセクタ判定の別の実施例を示
す。

それぞれのセクタに、第８図に示すように、例えば、
“011000"、“100001"、“000110"のコードを割り当て
る。移動局でこのコードを受信して、これらのパターン
と照合する。一致するものがあれば、そのコードのセク
タを在圏セクタとして判定する。一致するものがなけれ
ば、まずビットごとの確からしさを表わす値が大きいも
のから二つを取り出す。例えば、セクタ１とセクタ２で
は、右側から２番目と３番目のビットがともに“0"で一
致しているので、これが二つのビットとなる。セクタ２
とセクタ３では、同様に右から２番目と３番目のビッ
ト、セクタ３とセクタ１では最も左と右のビットであ
る。これを取り出すためには、これらの二つのビットを
０、それ以外のビットを×として×××00×、×00××
×、０××××０と照合する。

これにより、セクタ１と２、２と３、３と１の境界付
近にいることがわかる。次に、ビットごとの確からしさ
を表わす値が３番目大きいビット、つまり上記で×と示
したビットの内最も確からしさの、そのどちらのセクタ
のコードに一致するかによって、在圏セクタを判定す
る。

このビットごとの確からしさを検出する方法として、
PSKなどの変調方式を用いて軟判定を行なうことが考え
られる。また、本発明の順次送信部分の一部を、従来の
ように一部送信をしない方法も考えられる。

第９図は、このような例について示すものである。同
図において、（ａ）は各セクタに送信する信号構成を示
したものであり、各信号は、セクタごとに全く同一内容
を送信する同時送信部分とセクタごとに異なる信号構成
を持った部分から構成されている。斜線を施してある部
分は、送信する部分を示しており、その情報内容（セク
タごとに異なる情報）は、図に記されているものを仮定
する。

第９図（ｂ）は制御チャネルのセクタごとに異なる信
号構成を持つ部分の情報内容とセクタ配置との対応を示
しており、−は無送信、0,1は送信時の情報内容であ
る。

移動局は、セクタ判定を行なうために、制御チャネル
のセクタごとに全く同一内容を持つ同時送信部分の受信
レベルに対する、セクタごとにことなる信号構成を持っ
た部分の受信レベルの比と、その情報内容を受信する。
セクタごとに異なる信号構成を持った部分の第1,2要素
の制御チャネルの同時送信部分の受信レベルの比がある
一定値を上回る時、その情報内容を読み、それが00なら
セクタ１、11ならセクタ４、10,01なら第1,2要素の受信
レベルの比較をして、その結果からセクタ2,3,5,6と判
定する。

例えば、移動局がセクタ２と３の境界にいる時は、第
1,2要素とも一定値以上となり、その内容が01となる場
合があるが、その時、移動局はセクタ２か３にいると判
断でき、次に第１要素と第２要素の比較により、第１要
素の受信レベルの方が第２要素よりも強いならばセクタ
２と判定できる。

また、制御チャネルのセクタごとに異なる信号構成を
持った部分の受信レベルの、同時送信部分の受信レベル
に対する比が、一方の要素しか、ある一定値を上回らな
い場合には、その情報内容を読んでセクタ2,3,5,6のど
れであるかを判定する。

例えば、移動局がセクタ６の中央に位置する時は、第
２要素のみがある一定値を上回るが、その時の第２要素
の信号内容は０なので、移動局はセクタ６に在圏してい
ると判定できる。

以上のように、この方法は、情報内容の読み取りと、
順次送信部分の受信レベルの比較の、両方をセクタ判定
に用いるという特徴を持っている。

なお、受信レベルだけではなく、ビットごとの確から
しさを表わす値、例えば、軟判定誤り検出を用いても、
同様のことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、一つの基地局
がカバーする無線ゾーンを複数のセクタに分け指向性を
有するアンテナでそれぞれのセクタを受け持つごとく構
成された移動通信方式において、制御チャネルの使用効
率を低下せしめることなく、移動局が良好な精度で自局
の在圏ゾーンのセクタを判定することができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御チャネルの構成を示す図、第２図は６セク
タの場合の基地局の送受信機とアンテナの構成の例を示
す図、第３図は制御チャネル信号構成と、セクタ配置に
ついて説明する図、第４図は３チャネルTDMAにおけるセ
クタ判定の例について説明する図、第５図は本発明の無
線ゾーン内の各セクタの制御チャネルの構成の例を示す
図、第６図は同時送信部分の情報内容とセクタ配置との
対応を示す図、第７図は変調信号点の距離の短いものを
隣接セクタに配置する方法を説明する図、第８図は３セ
クタの場合のセクタ判定におけるセクタに割り当てる信
号の例を示す図、第９図は本発明の他の実施例における
制御チャネルの信号構成とセクタ配置との対応を説明す
る図である。 １〜６……アンテナ、１−０〜６−０……制御チャネル
周波数f₀の送受信機、１−１〜１−n,……,6−１〜６−
ｎ……通話チャネル周波数の送受信機、 31〜36……順次送信部分、 37……無線ゾーン

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 歌野 孝法 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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つの基地局がカバーする無線ゾーンを複
   数のセクタに分け、指向性を有するアンテナで、それぞ
   れのセクタを受け持つごとく構成された、移動通信方式
   において、 無線ゾーンを単位として割り当てられた制御チャネル
   で、 各セクタに割り当てた各セクタごとに異なる２進数字列
   で表した識別情報を、各セクタから同時に送信し、 無線ゾーン内の各移動局が該識別情報の受信結果によっ
   て自己の在圏セクタを判定することを特徴とする在圏ゾ
   ーン判定方法。