JP2907626B2 - 通話中チャネル切替におけるゾーン選択方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式を
用いた移動通信方式において、通話中チャネル切替に適
した周波数有効利用が可能なゾーン選択方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に従来の方式における制御周波数配
置を示す。１はいま着目している移動局である。ここで
は移動局１が在圏しているゾーンすなわち着目している
ゾーン（ゾーン１）の周囲に６つのゾーン（ゾーン２〜
ゾーン７）がある場合を示している。各ゾーンにはそれ
ぞれ異なる１つの制御専用周波数ｆ１〜ｆ７が割当てら
れる。通信用周波数は各ゾーンで共通で、通話開始の際
に空いている周波数を用いる。

【０００３】図３は各ゾーンから送信される制御専用周
波数の様子と移動局での通話中タイムスロット使用法を
表した図である。（イ）〜（ニ）が各ゾーン１〜７から
送信される制御専用周波数の様子で、（イ）がゾーン１
から周波数ｆ１で連続的に送信する様子を、また（ニ）
がゾーン７から周波数ｆ７で連続的に送信する様子を示
している。また（ホ）は移動局での通話中タイムスロッ
ト使用法の図であり、１フレームが４つのタイムスロッ
トより構成される例を示している。１０が移動局１が送
信に使用するフレーム、１１は移動局１が受信に使用す
るフレームである。ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式を前提として
いるので、フレーム毎に送信と受信を順次繰り返すこと
になる。１０１と１１１は通話のために割り当てられた
タイムスロットで、１０１が移動局送信用、１１１が移
動局受信用である。ここでは１番目のタイムスロットを
通話用として示したが、もちろん通話毎にこのタイムス
ロットは適当に定められる。１０２と１１２は移動局１
が通話に使用していないタイムスロットであり、他の移
動局が通話に使用しているか又は空いているタイムスロ
ットである。またここではタイムスロット１１１、１１
２と１０２の高さを異ならせて表示しているが、この高
さで移動局の受信レベルを表現しようとしたためであ
る。つまりこの図では、ゾーン１から最も大きいレベル
で受信でき、次にゾーン５、そしてゾーン６の順にな
る。

【０００４】移動局１は通話中には通話に使用していな
いタイムスロット（ここでは未使用タイムスロットとい
う）１０２と１１２で周辺ゾーンの制御専用周波数を常
時モニタしてその受信レベルを測定・記憶する。すなわ
ち移動局１は、タイムスロット１０１でゾーン１の基地
局に向けて通話信号を送信した後に未使用タイムスロッ
ト１０２で例えばゾーン６の制御専用周波数ｆ６を受信
してその受信レベルを記憶する。もちろん受信レベルが
一定値以下だったら記憶せずに棄却してもよい。またタ
イムスロット１１１でゾーン１の基地局からの通話信号
を受信した後に未使用タイムスロット１１２でゾーン５
の制御専用周波数ｆ５をモニタする。さらに次のフレー
ムの未使用タイムスロットでは上記と同様にしてゾーン
４やゾーン３の制御専用周波数をモニタする。このよう
にして、移動局１は通話中は周辺ゾーンからの制御専用
周波数を常時モニタして受信状況を記憶しておき、通話
中のゾーン（ゾーン１）の受信レベルが小さくなってチ
ャネル切替の必要が生じた際には、この記憶している情
報に基づいて移行先ゾーンを判定してチャネル切替を行
う。この移動局の動作手順を図４に示しておく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では各
ゾーンの制御専用周波数を異ならせる必要があるから、
周波数利用効率が悪いという欠点があった。すなわち、
周波数を繰り返して使用する一群のゾーン数に相当する
数の制御用周波数が必要であった。本発明では、通話中
チャネル切替において、周波数利用効率の優れたゾーン
選択方法を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のゾーン選択方法は、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式
を使用する移動通信方式において、各ゾーンに共通の制
御チャネルと複数の通信用周波数を割当て、各ゾーンの
基地局は他の基地局の制御信号送信スロットと異なるス
ロットでかつ前記制御チャネルを用いて２つの周期Ｔ₁
とＴ₂ を交互に繰り返した周期で自ゾーン情報を送信
し、移動局は通話中には通話に使用しないタイムスロッ
トで前記制御チャネルをモニタして、その受信状況に基
づいて移行先ゾーンを判定するものである。

【０００７】

【作用】本発明では、各基地局とも２つの周期を交互に
繰り返した周期で自ゾーン情報を送信することにより、
移動局では各基地局からの自ゾーン情報の衝突を防止し
て、正確に自ゾーン情報を受信することができるから、
各基地局とも共通の制御周波数を用いることができ、周
波数利用効率を向上させることがてきる。

【０００８】

【実施例】図５は本発明における各ゾーンの制御チャネ
ル周波数配置の例である。各ゾーンとも共通の１つの制
御周波数ｆ１を割り当てる。通信用周波数については従
来と同様である。図１が各ゾーンにおける制御チャネル
ｆ１での自ゾーン情報（単にゾーン情報ともいう）の送
信の様子と移動局における通話中タイムスロット使用法
を示す図である。（イ）はゾーン１でのゾーン情報の送
信の様子であり、斜線で示したスロットでゾーン情報を
送信する。（ロ）はゾーン２での同様の図であり、斜線
で示したスロット１０７が送信されるゾーン情報であ
る。（ハ）はゾーン３での同様の図であり、１０８と１
０９がゾーン情報である。あるフレームのタイムスロッ
トから次にゾーン情報が送信されるフレームの同一番号
のタイムスロットまでの時間をＴとする。ここでは１フ
レームが４タイムスロットにより構成される例を示し
た。（４チャネルＴＤＭＡ）。なお後述の（ニ）に示す
ように、通信チャネルにおける１フレームの長さはＳで
あり、Ｔ＝ＮＳ（Ｎは整数）であるから、各基地局とも
複数フレームに対して１回ゾーン情報（例えばゾーン番
号）を送信する。ここではＮフレームに対して１回ゾー
ン情報を送信する例を示した。

【０００９】本発明の最大の特徴はこのゾーン情報の送
信方法にあるので、以下で詳細に説明する。各基地局は
後述のように、運用開始時に他の基地局の制御チャネル
信号との衝突を検出し、衝突しない時間にバースト的に
１スロット送信し、以降は周期的に送信する。従って、
多数の基地局からの制御信号は互いに衝突することなく
送信することが可能である。しかし、一定の周期Ｔで送
信すると、たまたま移動局の通話中のタイムスロットと
衝突した場合には、その基地局からのゾーン情報は移動
局では受信できない。（この図ではゾーン３の基地局か
ら送信された信号１０８が非受信となる。）またフレー
ム周期Ｔと移動局の送信または受信フレーム長Ｓとは整
数倍の関係にあるので、一度衝突した基地局からのゾー
ン情報はその後も引き続き衝突し続けるので、ずっと受
信できなくなる。したがって、本発明では、各基地局と
もにＴを基準として、それよりわずかに前後にオフセッ
トさせたＴ₁ ＝Ｔ＋αとＴ₂ ＝Ｔ−αという２つの周期
で交互にゾーン情報を送信することを最大の特徴とす
る。具体的には、たとえばゾーン１の基地局はあるフレ
ームで１番目のタイムスロットを用いて自ゾーン情報を
送信したら、次のフレームでは３番目のタイムスロット
を用いて送信するようにすればよい。もちろん２番目と
４番目のスロットを交互に用いてもよい。またここでは
４スロット多重の場合を例にしたが、もっと時分割多重
数を大きくすれば、多様な送信パターンがありうる。た
だし各ゾーンの基地局は互いにフレーム同期をとってい
ないので多少の時間ズレは生じる。

【００１０】（ホ）が移動局での通話中タイムスロット
使用法の図であり、１０が移動局の送信フレーム、１１
が受信フレームである。通信チャネルのフレーム長はＳ
である。１０１と１０２が通話のために割り当てられた
タイムスロットで、これらは従来と同一である。なお通
話に入る前の待受中のタイムスロット使用法はこれとは
異なるが、本発明とは無関係なのでここでは述べない。
１０３、１０４、１０５、１０６が未使用のタイムスロ
ットで、この間に受信周波数をｆ１にセットして周辺ゾ
ーンからのゾーン情報を受信する、いわゆるモニタタイ
ムである。なおこのタイムスロットは移動局が現在通信
中のゾーン１の基地局との間で同期設定されたものであ
る。

【００１１】ここでの例は、モニタタイム１０４ではゾ
ーン２からのゾーン情報１０７が受信できたが、モニタ
タイム１０３ではゾーン３から例えば３番目のタイムス
ロットで送信されたゾーン情報１０８が移動局受信タイ
ムスロットＲ１と衝突して受信できなかった場合であ
る。しかし、ゾーン３の基地局は次にゾーン情報を送信
するフレームでは例えば１番目のタイムスロットで送信
するというように周期Ｔよりオフセットさせた時点でゾ
ーン情報１０９を送信するので、この信号は移動局のモ
ニタタイム１０５の中に入って送信又は受信タイムスロ
ットとの衝突が回避できることになり、移動局で受信す
ることができる。

【００１２】なお、この図では、モニタタイム中に移動
局が受信できたゾーン情報の高さを変えて示してある
が、この高さは従来の場合と同様に移動局での受信レベ
ルの大きさを示しており、ここではゾーン３からの受信
レベルが大きく、ゾーン２からの受信レベルが非常に小
さい場合の例を示した。この場合には、移動局はゾーン
１からゾーン３の方向に移動中であることがわかる。

【００１３】図６は本発明における移動局の通話中の動
作手順である。ステップＳ１は通話中の工程であり、例
えば通信用周波数ｆｔ及び１番目のタイムスロット（図
１参照）で通話している。Ｓ２は未使用タイムスロット
中の周辺ゾーンのゾーン情報モニタの工程であり、周波
数ｆ１を使用したモニタタイム（図１参照）中の動作で
ある。Ｓ３は受信できたゾーン情報の内容と受信レベル
値をバッファに一時記憶する工程である。Ｓ４は同一の
周辺ゾーンについてのメモリ上の受信レベル値と工程Ｓ
３で測定したバッファ上の受信レベル値との平均をとっ
てメモリ上の受信レベル値を書き替える工程である。移
動中はマルチパスフェーディングによって移動局受信レ
ベルは瞬時的に大きく変動しているから、移動平均をと
って変動を滑らかにするのである。Ｓ５はメモリ上のデ
ータを受信レベル順にソートする工程である。これによ
って周辺ゾーンのうちでの最大受信レベルとなるゾーン
が明確になり、チャネル切替の際に迅速にゾーン選択が
可能になる。もちろんこの工程は常時行う必要はなく、
Ｓ７に示すチャネル切替動作に入ってから行ってもよ
い。さらにソートの方法もレベル順だけでなく、ゾーン
順に行ってもよい。通話中はＳ１〜Ｓ５までの工程が常
時繰り返される。Ｓ６は移動局がゾーン１から周辺ゾー
ンに移行したためにゾーン１からの受信レベルが小さく
なったことを検出する工程である。これによって通話中
チャネル切替動作に移行する。この工程がＳ７である。
以上が本発明における移動局の動作内容である。

【００１４】図７は受信レベルを記憶するメモリの構成
例である。これは１０個の周辺ゾーンのレベルを記憶で
きる例である。２０が受信レベル値であり、たとえば移
動平均値をとったものである。番号１から受信レベルが
大きい順にソートした例である。なおレベルの平均はも
ちろん移動平均に限定されるものではない。２１はゾー
ン情報であり、ゾーン名（ゾーン識別番号でもよい）や
そのゾーンの基地局に接続される交換局名等が該当す
る。このようにメモリを構成しておけば、番号１に記憶
されたゾーンを移行先ゾーンと判定することができる。

【００１５】図８は本発明に適する移動局１の構成であ
る。３１は送信部、３２は受信部、３０は送受共用部、
４０はアンテナ、３４は局部発振器用シンセサイザ、３
３はｆ１受信用局部発振器（例えばＴＣＸＯ）、３５は
切替スイッチである。通信タイムスロット１０１や１０
２ではシンセサイザ３３を使用し、モニタタイム１０３
〜１０６ではＴＣＸＯ３３（もちろんシンセサイザ３３
とは別のシンセサイザでもよい）を使用するように切替
スイッチ３５を切り替える。３６は通話信号を処理する
ためのベースバンド処理部であるが、本発明とは直接関
係ないため詳しい説明は省略する。３７は受信レベル記
憶用メモリであり、図７でその１例を説明したものであ
る。３８は受信信号レベルを測定するレベル検出部であ
り、３９は移動局全体の動作を制御する制御部である。
もちろん図６に示した動作も制御部３９の制御のもとに
行われる。

【００１６】図９は本発明における基地局の動作手順で
ある。ステップＳ１１は基地局の電源をオンにして動作
を開始する工程、Ｓ１２は基地局制御部をリセットする
工程である。Ｓ１３はある一つのタイムスロットを選定
する工程である。具体的には種々の選定方法があり得る
が、一例として制御部内で乱数を発生させてその乱数値
に等しい番号のスロットを選ぶ方法がある。Ｓ１４は、
この選定したスロットで制御周波数ｆ１の受信レベル
（すなわち干渉量）を測定して、そのスロットを他の基
地局がゾーン情報用に既に使用しているか否かを検出す
る工程である。もし受信レベルが所定値より大きい、す
なわち他の基地局がそのスロットを既に使用中の場合に
は、工程Ｓ１３に戻って他のスロットについて同様の工
程を繰り返す。他の基地局が使用していないスロットが
あった場合には、Ｓ１５でそのスロットをこの基地局の
ゾーン情報送信用スロットし、周波数ｆ１でゾーン情報
を１スロット分送信する。工程Ｓ１６はＳ１５で送信し
た時より、（Ｔ＋α）経過後に次のゾーン情報を送信す
る工程であり、Ｓ１７はＳ１６で送信した時より（Ｔ−
α）経過後にゾーン情報を送信する工程である。それ以
降は工程Ｓ１６とＳ１７を繰り返すことにより、周期
（Ｔ＋α）と（Ｔ−α）を交互に繰り返しながら周期的
にゾーン情報を送信する。具体的には、例えば４チャネ
ルの時分割多重の場合には、工程Ｓ１６で１番目のスロ
ットで送信したら、Ｓ１７では３番目のスロットで送信
するようにすればよい。（もちろん他のスロットは移動
局との間の通話に使用される。）図１０は各ゾーンに配
置される基地局の構成例である。１つのゾーンを１つの
基地局で構成した場合の基地局の例であるが、もちろん
各ゾーンは複数の基地局で構成してもよく、その場合に
も基地局の基本的構成は同一である。５０は基地局全
体、５１と５２はアンテナである。ここでは受信ダイバ
ーシチを行う場合を例にとったのでこのようにしたが、
もちろん受信ダイバーシチを行わない構成も可能であ
る。５０１と５０２は送受信切替部、５０３はアンテナ
切替部、５０４は通信用の送信部、５０５と５０６は通
信用の受信部である。ダイバーシチを行うために２つの
受信部が必要である。５０７は局部発振器用シンセサイ
ザで送信部５０４と受信部５０５、５０６と接続され
る。５０８はアンテナ切替制御部であり、２つの受信部
５０５、５０６の受信レベルを比較して大きい方のアン
テナ・受信部を切替制御するものである。５０９は受信
レベル検出部であり、また５１０は通信信号の送信・受
信処理を行うベースバンド処理部である。ここから通信
回線が交換局（ＩＳＭＡ）に接続される。５１１は基地
局の動作を制御する制御部である。図９に示したゾーン
情報ｆ１の送出制御も制御部５１１によって行われる。

【００１７】以上の実施例では、基地局からの信号受信
レベルを用いて移行先ゾーンを検出例を述べたが、もち
ろん受信レベルには限られずに制御信号の誤り率等を用
いる方法もある。この場合の例を以下に述べる。図１１
は各基地局から制御チャネルｆ１を用いて伝送される自
ゾーン情報の信号構成と、移動局における基地局選択用
メモリの構成例（図７の変形例）である。自ゾーン情報
には、情報部分の他に同期用のユニークワード（ＵＷ）
と誤りチェック用のＣＲＣビットが付加されるから、こ
のＵＷまたはＣＲＣビットの誤り率を用いて移行先ゾー
ンを検出できる。例えばＵＷを用いる場合には、移動局
でＵＷの相関検出を行うことにより誤りビット数を求
め、それをメモリに記憶しておく。２２はこの場合の誤
りビット数である。ゾーン移行時には最も誤りビット数
の少ないゾーンを移行先ゾーンと判定すればよい。受信
レベルが大きい時は１ＵＷ中の誤りビットは少なく、小
さい時は大きくなるからである。つまり受信レベルとＵ
Ｗの誤りビット数はほぼ対応関係にあるから、ＵＷを用
いる場合の移動局の動作は、先の例における受信レベル
を誤りビット数に置き換えたものと等価となる。

【００１８】またＣＲＣビットを用いる場合には、その
信号の受信の有無しかわからないので、ＵＷのように簡
単にはいかない。この場合には直前の数フレームにわた
る受信率の移動平均をゾーン毎に求めて移動局のメモリ
に記憶するとともに、その値の最小となるゾーンを移行
先ゾーンと判定すればよい。この場合の移動局のメモリ
２２の部分は、非受信率の移動平均値を小さい順に（又
は受信率の移動平均値を大きい順に）並べたものになる
のが普通である。（もちろんこれだけに限られず、これ
は等価なものであれば、異なる情報を記憶しておいても
よい。）この場合の移動局の動作も、先の例の受信レベ
ルを受信率と置き換えたものと等価となる。

【００１９】以上の実施例では、基地局は図１に示した
ように、２つの周期を用いたものではあるが全体的には
周期的にゾーン情報を送信する例を説明した。このよう
にすれば、各基地局からの信号は衝突しないから、多数
の基地局があっても有効に動作するが、もし基地局がそ
れほど多くないシステムの場合には、ゾーン情報をラン
ダムに送信する実施例も有効である。もちろん、この場
合には基地局はゾーン情報送信前に他の基地局との信号
衝突の有無を検出し、衝突していない時に送信する。こ
の場合には、基地局は衝突検出機能（干渉検出）と時間
Ｔのタイマー機能を有し、あるフレームで１スロット分
ゾーン情報を送信したらタイマーをオンにして時間Ｔだ
け待ち、タイマーオフ後に衝突を検出して衝突がなけれ
ば送信し、衝突があったら衝突がなくなるまで待ってか
ら送信すればよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、周波数をあまり使用せず
に、従来と同等のゾーン検出識別精度でチャネル切替が
可能となり、周波数有効利用が実現でき、特に極小ゾー
ン構成をとるシステムに顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における各ゾーンからのゾーン情報送信
の様子と移動局における通話中タイムスロット使用法を
示す図である。

【図２】従来の技術における制御チャネル用周波数配置
を示す図である。

【図３】従来の技術における各ゾーンからのゾーン情報
送信の様子と移動局における通話中タイムスロット使用
法を示す図である。

【図４】従来の技術における通話中の移動局の動作であ
る。

【図５】本発明における制御チャネル用周波数配置を示
す図である。

【図６】本発明における通話中の移動局の動作である。

【図７】移動局に設けられる受信情報記憶用メモリの具
体的構成例である。

【図８】本発明に好適な移動局の構成図である。

【図９】本発明における基地局の動作手順である。

【図１０】本発明に適する基地局の構成図である。

【図１１】移動局に設けられる受信情報記憶用メモリの
別の構成例である。

【符号の説明】

１０ 移動局送信フレーム １１ 移動局受信フレーム １０１ 移動局の送信信号 １０２ 移動局の受信信号 １０３ モニタタイム １０４ モニタタイム １０５ モニタタイム １０６ モニタタイム １０７ 基地局から送信されるゾーン情報 １０８ 基地局から送信されるゾーン情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 信悟 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 近藤 勢津子 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４−323922（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−282923（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−21220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−12628（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サービスエリアが複数のゾーンから構成
   され、各々のゾーンに設けられた基地局と移動局は無線
   回線により接続される移動通信システムにおいて、 前記無線回線は複数のタイムスロットによりフレームが
   構成されかつ前記移動局は１フレーム毎に１タイムスロ
   ットを用いて通話しさらにフレーム毎に順次送信と受信
   を繰り返す時分割多重回線であり、さらに通話用とは異
   なる周波数の制御チャネルを各ゾーン共通に設け、 各ゾーンの基地局は前記制御チャネルであって他の基地
   局の制御信号送信タイムスロットと異なるタイムスロッ
   トを用いて、前記フレームの長さの整数倍となる所定の
   周期Ｔを一定値αだけオフセットした第一の周期（Ｔ＋
   α）と第二の周期（Ｔ−α）の交互の周期で自ゾーン情
   報を周期的に送信し、 移動局は通話中には通話に使用しないタイムスロットで
   前記制御チャネルをモニタして、その受信状況に基づい
   て移行先ゾーンを判定することを特徴とする通話中チャ
   ネル切替におけるゾーン選択方法。