JP2952857B2 - 移動体通信システムおよびその制御方法 - Google Patents

移動体通信システムおよびその制御方法

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    • H04W8/02Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は移動体通信システム、特
に、携帯電話の通信に適した移動体通信システムおよび
その発信・着信接続制御、通話中ゾーン切替制御、通話
中ゾーン内基地局切替制御および位置登録方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】本発明が特に関連する従来の移動体通信
システムとしては、たとえば自動車電話・携帯電話シス
テムがある。周知のように従来の自動車電話・携帯電話
システムには、所定のサービスゾーンをカバーする基地
局が二次元に配置され、隣接する基地局のゾーンが部分
的に互いに重複するようにして、移動体に対する通信の
継続性を保証するセルラ方式をとっているものがある。
【0003】このような従来のセルラ方式では、移動局
からたとえば固定電話網の固定電話へ発信する場合、発
呼信号を近隣の基地局に送出し、各基地局では、受信レ
ベルを含む発呼信号を無線回線制御局に送り、無線回線
制御局は、受信レベルの最も高い基地局を移動局の在ゾ
ーン基地局とし、さらにこの発呼信号を移動通信交換局
に送り、発呼信号を受けた移動通信交換局は対基地局と
固定電話網の接続を行なっていた。
【0004】また、移動局へ着信させる場合、移動体の
現在の位置を識別する必要がある。従来は、移動局へ着
信させる都度、網側から複数のゾーンについて一斉呼び
出しを行ない、これに対する移動局からの応答を検出
(受信レベルの最も高い基地局を検出)することによっ
て現在位置を把握し、着信接続を行なっていた。
【0005】通話中ゾーンを切替える場合、従来は、ま
ず通話中移動局が現在位置するゾーンの基地局におい
て、この移動局からの電波の受信レベルを監視してお
き、受信レベルが設定値以下になることによりゾーンの
移行を検出し、無線回線制御局にレベル劣化信号を送出
する。レベル劣化信号を受けた無線回線制御局はレベル
が劣化した基地局周辺の基地局に対してレベル監視要求
を行ない、各基地局からのレベル情報を比較し最大受信
レベルの基地局を選択し、あらかじめ移動通信交換局と
選択された基地局とのパスを設定してから、元の基地局
に回線の断を指示する方式であった。
【0006】移動局が位置登録エリア(位置識別単位)
を移動した場合、従来は、常時現在の基地局コードを記
憶している移動局はゾーンを横切ると基地局コードを記
憶された基地局コードと照合してその変化を検出し、ゾ
ーンを横切ったことを認知し、移動局識別番号を含む位
置登録信号を移動先の基地局へ送出する。移動先の基地
局はこの位置登録信号を無線回線制御局介して移動通信
交換局に転送する。移動通信交換局では、移動局識別番
号からホームメモリ局を決定し、そのホームメモリ局に
位置登録信号を転送し、ホームメモリ局では、位置情報
の書き換えを行なっていた。さらに位置登録信号を受信
した移動通信交換局は確認信号を移動局に送り返すこと
により、移動局は基地局コードを書き換えていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のセルラ方式は、
近接する複数のゾーンの間では、電波の干渉を避けるた
め異なる周波数(チャンネル)を使用している。限られ
た周波数帯域を有効に利用するには、たとえばコードレ
ス電話のようにゾーンを極小化(マイクロゾーン)し、
同じ周波数を繰り返し使用するのが好ましい。しかしゾ
ーンの極小化は、ゾーン移動に伴う周波数の切替え頻度
を増し、基地局および移動局の双方に周波数切替制御の
負担を課すという問題点があった。。
【0008】また従来は、移動無線特有のフェーディン
グ現象やシャドイングなどの電波伝播障害があり、基地
局と移動局との間で無線通信できなくなるいう問題点が
あった。セルラ方式の基地局ゾーンの形状は、一般的に
直径数Km〜数十Kmのほぼ円形をなしており、たとえばコ
ードレス電話のような小電力の携帯電話をこのようなゾ
ーンに適用することは、電波の到達距離からも難しいと
いう問題点もあった。
【0009】従来のセルラ方式では、加入者を増やした
い場合、ゾーンを徐々に小さくしゾーン数(基地局数)
を増加させて対応しているが、さらに加入者を増加させ
たい場合に基地局の設置場所がないなどの理由から対応
がとれないという問題点もあった。
【0010】本発明はこのような従来の問題点を解消
し、比較的簡単に基地局が設置でき、かつゾーン移動に
伴う基地局および移動局双方の周波数切替制御の負担が
少なく、電波伝播の障害が少なく、小電力の携帯電話が
適用できるゾーン構成およびチャンネル配置の移動体通
信システムとそのシステムでの発信・着信制御、通話中
ゾーン切替制御、通話中ゾーン内基地局切替制御および
位置登録方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は上述
の課題を解決するために、本発明では、交換機と接続さ
れる制御局および複数の基地局と、この各基地局と無線
回線を介して接続される複数の移動局とで構成される移
動体通信システムにおいて、このシステムでは、まず小
電力の携帯電話が適用でき、かつ基地局が数多く比較的
簡単に設置できる設置場所としてたとえば一般家庭など
の宅内のような所とした。
【0012】次にゾーンの移動に伴うチャンネルの切替
え頻度の減少、電波伝播障害の減少、小電力の携帯電話
の適用を可能にするために、ゾーン構成は複数の基地局
において隣接する予め決められた複数の基地局を1グル
ープとし、この1グループの各々基地局によって作られ
るマイクロゾーンの合成ゾーンを1つのゾーンとし、1
グループの1ゾーンには1つの地域識別コードを、1基
地局には1つの基地局コードを付与し、複数グループに
よる複数ゾーンとし、またこのようなゾーン構成のチャ
ンネル配置は1グループの1ゾーン内では同一の無線チ
ャンネルを、隣接するグループ間では異なった無線チャ
ンネルを使用するようにした。
【0013】さらに以上のゾーン構成およびチャンネル
配置において、発信・着信制御、通話中ゾーン切替制
御、通話中ゾーン内基地局切替制御および位置登録を行
うために、少なくとも宅内に設置される基地局は、各基
地局が所属するグループの各基地局で受信した移動局か
らの電波の受信レベル情報を制御局から交換機を介して
受信し、この各基地局はこの各基地局の各グループの各
基地局での受信レベルの比較を行い、この比較から最大
受信レベルの基地局をこの移動局の在基地局とし、かつ
最大受信レベルの推移からグループ内でのこの移動局の
移動方向を知る第1の移動判断制御手段を設けることに
した。さらに自局基地局コード、自局所属グループの地
域識別コード、および第1の移動判断制御手段からの移
動局の移動に基づく最大受信レベルの基地局コードを記
憶する第1の記憶手段を設けることにした。
【0014】また制御局は少なくとも、移動局の各基地
局での電波の受信レベル情報をこれら各基地局から交換
機を介して受信し、これら各基地局の受信レベル情報を
交換機を介してこれら各基地局へ送出するとともに、こ
の移動局の存在するグループの各々基地局の受信レベル
の合計値とこのグループの周囲グループの各々グループ
での各々基地局の受信レベルの合計値とを比較し、この
比較から合計値が最大のグループをこの移動局の在グル
ープとし、かつ合計値の最大受信レベルの推移からグル
ープ間でのこの移動局の移動方向を知る第2の移動判断
制御手段と、この第2の移動判断制御手段からのこの移
動局の移動に基づく合計値が最大のグループの地域識別
コードを記憶する第2の記憶手段とを設けることにし
た。
【0015】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による移動体
通信システムの実施例を詳細に説明する。図1を参照す
ると本発明による移動体通信システムの実施例が示され
ている。
【0016】この実施例における移動体通信システム
は、たとえば加入者宅内61に設置された基地局65のゾー
ン60内の移動局29(携帯電話29)とISDN(Integrated Se
rvicesDigital Network) 交換機17に収容される固定電
話機22(ディジタル電話22)との間を無線回線14および
ISDN電話回線16で結び、携帯電話29とディジタル電話22
との間で通話するシステムである。このシステムでは、
基地局65は一方では移動局29と双方向の無線回線14で、
他方では宅内61側の DSU(Digital Service Unit)15とユ
ーザ・網インタフェース(本実施例ではISDNの基本イン
タフェース)の受動バス20(有線回線)で接続されてい
る。また電話機22の側のDSU15 はISDN交換機17とISDN電
話回線16(本実施例では2線のメタリック線)で接続さ
れ、またこのISDN交換機17はISDN電話回線16、 DSU15お
よび受動バス20を介して固定電話機22を収容している。
ISDN交換機17は、さらに制御局18と専用回線21で接続さ
れている。
【0017】図2を参照すると、図1のシステムで使用
されるゾーン構成が示されている。たとえばゾーン60
は、基地局65、66、67、および68が形成するマイクロゾ
ーンの合成ゾーンであり、ゾーン100 はまた、基地局10
5 、106 、107 および108 が形成するマイクロゾーンの
合成ゾーンである。本実施例は、このように4つの基地
局によって作られるゾーンの合成ゾーンを1グループと
し、サービスエリアを複数グループの合成ゾーンでカバ
ーしている。本願発明では、1グループの基地局数を4
局に限定するものではなく、システム規模、地域などで
適当に決めてよい。また本実施例では、1グループとす
る基地局(本実施例では4局)には少なくとも1組の通
話用の送受周波数(通話チャンネル)と、基地局から移
動局へ着信などに用いる少なくとも1つのページングチ
ャンネルと、さらに移動局から基地局へ発信などに用い
る少なくとも1つのアクセスチャンネルが割り当てられ
ている。また隣接するグループ間ではそれぞれ異なった
周波数のチャンネルが割り当てられている。1つのグル
ープは、位置識別単位(位置登録エリア)になってお
り、したがって、グループ毎に地域識別コードが付けら
れている。なお図2に示す基地局のすべてはISDN交換機
17(図示せず)に接続されている。1つのグループでの
1つのゾーンの大きさは、通話時間や歩行距離などか
ら、たとえばゾーンがほぼ円形のときは直径数100 メー
トルでよい。
【0018】図1において、このシステムは、DSU15
と、ISDN交換機17と、制御局18と、固定電話機22と、移
動局29と、基地局65および67とから構成されている。
【0019】DSU15は、受動バス20上のISDN基本インタ
フェースの伝送形式の信号を、本実施例ではピンポン伝
送方式の伝送形式の信号に変換しISDN電話回線16に出力
するともに、ISDN電話回線16のピンポン伝送方式の伝送
形式の信号をISDN基本インタフェースの伝送形式の信号
に変換し受動バス20に出力する変換回路である。ISDN交
換機17は、制御局18および基地局65および67などと連係
し、たとえば移動局29または固定電話機22からの発呼に
応動して移動局29と固定電話機22の間に呼接続を設定し
て移動局29と固定電話機22間の相互通信を可能にするデ
ィジタル交換機である。なお、移動局29と固定電話機22
との間は、複数のディジタル交換機を介するいわゆる網
の構成でもよい。
【0020】制御局18は、図1に示すように、携帯電話
制御装置23、インタフェ−ス24、移動判断制御装置25お
よび位置記憶装置26などから構成され、これらの構成要
素はアドレス・データバス27によって互いに接続されて
いる。このように構成された制御局18は、ISDN交換機17
および基地局65および67などと連係し移動局の移動方向
の検出および現在位置の登録、発着信接続制御、および
移動局の通話中ゾーン切替制御などのシステムを制御す
る機能を持っている。さらに制御局18の各構成要素につ
いて以下に説明する。
【0021】携帯電話制御装置23はたとえばマイクロプ
ロセッサ、 ROM、 RAMなどから構成され、ROM 上のプログ
ラムで動作し、アドレス・データバス27を介してインタ
フェ−ス24、制御装置25、および記憶装置26などを制御
する制御局18の主制御回路である。インターフェース24
は交換機17からのMODEM 信号を専用回線21を介して受信
し、このMODEM 信号をNRZ 信号形式に変換してアドレス
・データバス27上に出力するともに、アドレス・データ
バス27上のNRZ 信号形式の信号を受信し、この受信信号
をMODEM 信号に変換して専用回線21に出力するMODEM イ
ンターフェース回路である。移動判断制御装置25は、た
とえば移動局29の周辺基地局65、67、66(図3)および
68(図3)などの受信レベルのデータを交換機17を介し
て受信し、4つの基地局(1グループ)それぞれの受信
レベルの基地局別比較および4つの基地局(1グルー
プ)それぞれの受信レベルの合計受信レベルでのグルー
プ別比較を行い、これら比較から移動局29の在ゾーン基
地局を知り、また移動局29の移動にともなう基地局の受
信レベルの軌跡から移動局29の移動方向を知る比較・デ
ータ分析回路である。制御装置25で比較・分析されたデ
ータは通話中ゾーン切替制御などのためにアドレス・デ
ータバス27を介して制御装置23へ転送される。位置記憶
装置26は、ISDN交換機17と連係してに収容される移動局
の現在位置(在ゾーン基地局および在グループ)を記憶
すなわち登録するためのRAM および磁気ディスクなどか
らなるメモリ回路である。なお本実施例では、このメモ
リ回路にISDN交換機17に収容登録されないローマ局(本
実施例では、交換機17以外の交換機に収容される移動
局)の現在位置(在ゾーン基地局および在グループ)を
一時記憶および登録してよい。
【0022】固定電話機22は、たとえばマイクロプロセ
ッサ、 ROM、 RAMなどからなり電話機全体を制御する制御
部、ISDN基本インタフェース、送受器や音声CODEC(64Kb
ps)を含む通話回路、ダイヤルキーを含む操作部(いず
れも図示せず)などから構成されたディジタル電話機で
あり、それらの構成要素はアドレス・データバス(図示
せず)を介して接続されている。なお、この固定電話機
22のISDN基本インタフェースが図1に示す受動バス20に
接続されている。
【0023】移動局29は、送受共用アンテナに接続され
た無線送受信機、マイクロプロセッサ、 ROM、 RAMなどを
含み移動局全体を制御する主制御部、音声信号を送受す
る送受話器を含む通話回路およびダイヤルキーを含む操
作部(いずれも図示せず)などから構成された携帯電話
である。この携帯電話は、FDMA、TDMA およびCDMA方式の
いずれの方式でもよい。なお、移動局29以外の移動局も
移動局29と同じ構成でよい。
【0024】図3は、図1の基地局65の実施例を示す詳
細なブロック図である。図3において、基地局65は、有
線ディジタル電話機部40、携帯電話基地局部70および基
本インタフェース90から構成されている。なお、基地局
65以外の基地局も基地局65と同じ構成でよい。これらの
構成要素のうち有線ディジタル電話機部40は、有線・無
線ISDN制御装置41、通話回路部42、表示部43およびキー
操作部44などから構成され、それらの構成要素は、アド
レス・データバス45を介して互いに接続されている。携
帯電話基地局部70はまた、無線送受信部制御装置71、 符
号化・復号装置72、 移動判断制御装置73、 位置記憶装置
74および通信用アンテナ83に接続された無線送受信装置
75などから構成され、それらの構成要素は、アドレス・
データバス76を介して互いに接続されている。有線ディ
ジタル電話機部40は、たとえば固定電話機22と基本イン
タフェース90を通して宅内61の宅内者が使用するディジ
タル電話機である。また携帯電話基地局部70は、たとえ
ば宅内61の宅内者が持つ携帯電話(図示せず)および宅
内61外の宅外者が持つ携帯電話( 図1の移動局29)と固
定電話機22との間で通話するための基地局の機能を有し
ている。
【0025】基本インタフェース90は、DSU15 (図1)
の出力92からAMI 符号の基本インタフェース伝送形式の
2B+D多重化信号を受けて、まずAMI 符号をNRZ 符号に変
換し、次にD(信号)チャネルの制御信号を入出力46
へ、2B(情報)チャネルの信号をB1とB2チャネルに
分離してそれぞれ出力48と出力77へ送出し、一方、制御
装置41の入出力46からのD(信号)チャネルの制御信号
と、通話回路部42の出力49からB1チャネルのディジタ
ル音声信号と、符号化・復号装置72からの出力78のB2
チャネルのディジタル音声信号をそれぞれ入力し、基本
インタフェースに従った多重化形式でそれぞれを多重化
し、さらにこの多重化信号のNRZ 符号をAMI 符号に変換
して出力91へ送出する符号変換・多重分離回路である。
ここで、多重化された2B+Dの伝送速度は192kb/s であ
り、また個々のB1およびB2チャネル伝送速度は64kb
/sであり、Dチャネル伝送速度は16kb/sである。なお本
実施例では、たとえばISDN電話回線16に光ファイバを用
いISDNユーザ・網インタフェースの1次群インタフェー
スを適用して、1次群インタフェースに対応するインタ
フェース90およびDSU15 でもよい。
【0026】有線ディジタル電話機部40の各構成要素に
ついて説明する。有線・無線ISDN制御装置41は、たとえ
ばマイクロプロセッサ、 ROM および RAMなどから構成さ
れた制御回路である。この制御回路はディジタル電話機
部40および基地局部70を制御する機能を有し、インタフ
ェース90の入出力46からの有線ディジタル電話および移
動体通信システムの制御信号を、また入出力45からの有
線ディジタル電話機の制御信号を、さらに制御装置71の
入出力47からの移動体通信システムの制御信号をそれぞ
れ入力し、これらの入力信号に対応した制御信号を入出
力45、入出力46および入出力47へそれぞれ出力するとと
もに、これらの出力を制御する回路である。通話回路部
42は、制御装置41からの制御信号に応動する送受器や音
声CODEC(64Kbps) などからなる音声通話用の通話回路で
ある。この通話回路はたとえば送受器からのアナログ音
声信号を音声CODEC で64KbpsのPCM 信号(ディジタル音
声信号)に変換して出力49に出力し、インタフェース90
の出力48からの64Kbpsのディジタル音声信号を受信し、
この受信したディジタル音声信号を音声CODEC でアナロ
グ音声信号に変換して送受器に送り可聴音声にしてい
る。表示部43は、LCDおよびLCD 制御回路などからな
り、制御装置41から、たとえば発着呼アドレスや通信状
態の情報を受信し、それらの情報をLCD に表示する表示
装置である。キー操作部44は、少なくともダイヤル用の
キーを有し、ダイヤル信号を制御装置41へ送出する機能
を有する。
【0027】次に、携帯電話基地局部70の各構成要素に
ついて説明する。無線送受信部制御装置71は、たとえば
マイクロプロセッサ、 ROM および RAMなどからなる制御
回路である。この制御回路は基地局部70の全体を制御す
る機能を有し、制御装置41の入出力47から移動体通信シ
ステムの制御信号を、また入出力76から携帯電話の制御
信号を、さらに無線送受信装置75の出力82から移動体通
信システムの制御信号をそれぞれ入力し、これらの入力
信号に対応した制御信号を入出力47、入出力76および出
力81へそれぞれ出力するとともに、これらの出力を制御
する回路である。符号化・復号装置72は、 制御装置71か
らの制御信号に応動する音声CODEC(64Kbps) である。こ
の音声CODEC(64Kbps) は、無線送受信装置75の出力80か
らのアナログ音声信号を音声CODEC で64KbpsのPCM 信号
(ディジタル音声信号)に変換して出力78に出力し、イ
ンタフェース90の出力77から64Kbpsのディジタル音声信
号を受信し、この受信したディジタル音声信号を音声CO
DEC でアナログ音声信号に変換して出力79に出力するも
のである。符号化・復号装置72はまた、 移動局からの電
波の受信レベルをたとえば4ビット(16階調)に変換し
て入出力76へ出力する。記憶装置26はRAM などを用いた
記憶回路である。制御局18は、たとえば移動局29周辺の
4基地局65、67、66、68(図2)での移動局29の受信レ
ベルのデータを交換機17を介しこれら4基地局に転送し
ており、このように転送された受信レベルのデータは記
憶回路に記憶される。また記憶回路は、制御装置73から
の移動局の在ゾーン基地局の情報、自局の基地局コー
ド、および自局の所属する地域識別コードなども記憶す
る。移動判断制御装置73は、記憶装置26からたとえば移
動局29の4基地局(1単位)でのそれぞれの受信レベル
のデータを入力し、基地局別に受信レベルのデータの比
較を行い、この比較から移動局29の在ゾーン基地局を知
り、また移動局29の移動にともなう基地局の受信レベル
の軌跡から移動局の移動方向を知る比較・データ分析回
路である。すなわち制御装置73は、たとえば4基地局
(1グループ)内で移動局29の在ゾーン基地局と移動方
向を知るための比較・データ分析回路である。制御装置
73はまた、移動局からの電波の受信レベルが基準レベル
以下か以上かを判定するための基準レベル値を持ってい
る。
【0028】無線送受信装置75は、制御装置71の出力81
から制御信号を、符号化・復号装置72の出力79からアナ
ログ音声信号をそれぞれ受け、制御信号はMODEM で変調
し、MODEM 出力の変調信号とアナログ音声信号とを時分
割にてFM変調し、このFM変調信号を送信用電力増幅器で
規定の電力に増幅し、この電力増幅したFM変調信号をさ
らに空中線共用器の送信信号入力端子に入力し、送信信
号であるこのFM変調信号の送信周波数(この実施例で
は、日本の携帯電話で用いられる925 〜940MHz内のある
周波数)を空中線共用器のアンテナ入出力端子から送受
共用の通信用アンテナ83へ出力する送信回路(図示せ
ず)と、通信用アンテナ83からの受信信号を空中線共用
器の入出力端子で受けて、この受信信号(この実施例で
は、日本の携帯電話で用いられる870 〜885MHz内のある
周波数)を空中線共用器の受信信号出力端子から取り出
し、取り出した受信信号をさらに受信用増幅器で増幅し
FM復調回路に加えFM復調し、FM復調出力のアナログ音声
信号を出力80へ出力し、FM復調出力のFM制御信号をMODE
M でさらに復調し、復調出力の制御信号を出力82に出力
する受信回路(図示せず)とからなる無線送受信回路で
ある。この実施例の無線送受信回路はFDMA方式の回路構
成としたが、TDMAおよびCDMA方式の回路構成でもよい。
なお基地局において、制御装置41および71を統合し、一
つのマイクロプロセッサで動作する制御装置で構成して
もよい。基地局とDSU を統合して基地局とする構成でも
よい。また基地局の設置場所は、加入者宅内の屋内でも
よいし、屋外でもよい。したがって、本願発明では、基
地局の設置場所を細かく比較的沢山選ぶことができるか
ら、電波伝播の障害も少なくでき、小電力の携帯電話で
も適用できる。
【0029】図1および図3を参照し、加入者宅内61に
設置された基地局65の電話機部40から固定電話機22に発
信した場合の接続動作について説明する。制御装置41は
キー操作部44によってダイヤルされた発呼信号を入出力
45から入力し、入出力46に出力する。入出力46上の発呼
信号はインタフェース90によってDチャネルに挿入され
出力91から出力される。さらにこのDチャネルに挿入さ
れた発呼信号は呼設定要求信号としてDSU15 を介し交換
機17に送られる。呼設定要求信号を受けた交換機17は呼
設定表示信号を固定電話機22へ送り呼び出す。呼び出さ
れた固定電話機22はオフフック動作により、応答要求信
号を交換機17に出力する。応答要求信号を受けた交換機
17は応答表示信号を基地局65に出力する。この応答表示
信号は、上述の発呼信号のルートの逆ルートを通り制御
装置41に出力される。制御装置41は、この応答表示信号
を受けたことで、電話機部40と固定電話機22間の通話回
線が確立したと認識する。通信回線が確立したので、基
地局65の電話機部40と固定電話機22の間で基本インタフ
エースのB1またはB2チャネルを用いて通話が行われ
る。以上の場合、有線方式のディジタル電話同士の接続
であるから、制御局18は接続動作に直接関係しない。
【0030】ところで、次に図1〜図3を参照し、移動
局29(携帯電話29)が固定電話機22に発信した場合の接
続動作について説明する。携帯電話29のダイヤルキーを
用い固定電話機22の電話番号をダイヤルする。携帯電話
29の図示しない主制御部は、最寄りの基地局のページン
グチャンネルを図示しない送受共用アンテナおよび無線
送受信機を通して捕捉し、このページングチャンネル上
の情報からアクセスチャンネルを知る。さらに携帯電話
29は、指定のアクセスチャンネルを用い固定電話機22の
ダイヤル信号および移動局29の電話番号の情報を図示し
ない無線送受信機および送受共用アンテナを通して周囲
の基地局へ送信する。移動局29の周囲の基地局、本実施
例では、基地局65、67、66および68などがアクセスチャ
ンネル上の情報を受信する。なお、基地局65、67、66お
よび68の周囲の基地局も基地局65、67、66および68と同
一のアクセスチャンネルが割り当てられるシステムでよ
い。その場合、基地局65、67、66および68の周囲の基地
局も、このアクセスチャンネル上の情報を受信する。
【0031】通信用アンテナ83に接続された無線送受信
装置75の出力82を介して移動局29からのアクセスチャン
ネル上の情報を受信したそれぞれ基地局の基地局部70の
制御装置71は、アクセスチャンネル上の情報である固定
電話機22のダイヤル信号および移動局29の電話番号また
は識別番号の他に自基地局コードおよび自基地局での移
動局29の受信レベルの情報を加えて制御信号として入出
力47から出力している。制御装置71の入出力47からの制
御信号を受けた制御装置41は、この制御信号が移動体通
信システムの制御信号であることを認識し、この制御信
号を入出力46から出力する。固定電話機22のダイヤル信
号、移動局29の電話番号、自基地局コードおよび自基地
局での移動局29の受信レベルの情報を含む制御装置41の
入出力46からの制御信号を受けたインタフェース90は、
この制御信号をDチャネルに挿入し出力91から呼設定要
求信号として出力している。このように出力されたDチ
ャネル上の呼設定要求信号は、DSU15 を通り交換機17に
送られる。このように呼設定要求信号を受けた交換機17
は、この呼設定要求信号が移動体通信システムの制御信
号であることを認識し、この制御信号を、図示しないMO
DEM で変調して専用回線21を用い制御局18へ送ってい
る。
【0032】交換機17から専用回線21によって送られる
MODEM で変調された制御信号は制御局18のインタフェー
ス24で受信され、インタフェース24は、そのMODEM で変
調された制御信号をNRZ の信号形式に変換してアドレス
・データバス27に出力している。アドレス・データバス
27上の制御信号は一旦、制御装置23で受信される。制御
装置23は、受信した制御信号のうち移動局29の電話番
号、基地局コードおよびこの基地局での移動局29の受信
レベルの情報をアドレス・データバス27を介して制御装
置25へ出力している。制御装置25では、始めに、移動局
29の4つの基地局(1グループ)それぞれの受信レベル
を合計した受信レベルでのグループ別比較を行い、次に
合計受信レベルの一番高い4つの基地局(1グループ)
の基地局別の受信レベルの比較を行い一番受信レベルの
高い基地局を移動局29の在ゾーン基地局としている。制
御装置25ではまた、移動局29の移動にともなう一番受信
レベルの高い基地局の受信レベルの軌跡から移動局29の
移動方向を調べている。制御装置25は、さらに移動局29
の在ゾーンの基地局コードをアドレス・データバス27を
介して制御装置23へ出力している。制御装置23は少なく
とも移動局29の電話番号および移動局29の在ゾーンの基
地局コードをアドレス・データバス27を介して記憶装置
26へ送り、記憶装置26では、制御装置23から送られる最
新の移動局29の在ゾーンの基地局コードを記憶してい
る。制御装置23はまた、少なくとも移動局29の在ゾーン
の基地局コードを含む制御信号を専用回線21を介して交
換機17へ送っている。この制御信号を受けた交換機17
は、Dチャネルを用い固定電話機22へ呼設定表示信号を
送り呼び出す。呼び出された固定電話機22はオフフック
動作により、Dチャネルを用い応答要求信号を交換機17
に出力する。応答要求信号を受けた交換機17は先に制御
局18から受信した制御信号を移動局29の在ゾーンの基地
局(本実施例では基地局65) にDチャネルを用いて転送
する。移動局29の在ゾーンの基地局65は移動局29の在ゾ
ーンの基地局コードから移動局29が自基地局のゾーン内
にいることを知って、移動局29に対しページングチャン
ネルを用い通話チャンネルの情報を送る。移動局29は指
定の通話チャンネルにセットする。交換機17は、移動局
29と基地局65との間で指定の通話チャンネルに設定され
たことを知り、次に固定電話機22と移動局29の在ゾーン
の基地局65との間の通話路を設定する。基地局65と固定
電話機22との間ではB1またはB2チャネルが用いら
れ、移動局29と固定電話機22との間で通話が行われる。
【0033】本願発明ではまた、たとえば移動局29の発
信によって1グループを形成する基地局65、66、67および
68 での移動局29の受信レベルの情報を知っている制御
局18は上記それぞれの基地局へその4つの受信レベルの
情報を転送するようになっている。その場合、それぞれ
の基地局は1グループ内の最大受信レベルの基地局の管
理ができるようになっている。したがって、最大受信レ
ベルの基地局は、移動局29が自基地局のゾーン内にいる
ことを知って、移動局29に対しページングチャンネルを
用い通話チャンネルの情報を送り、移動局29を指定の通
話チャンネルにセットさせる。交換機17は、移動局29と
基地局65との間で指定の通話チャンネルに設定されたこ
とを知り、次に固定電話機22と移動局29の在ゾーンの基
地局65との間の通話路を設定する。基地局65と固定電話
機22との間ではB1またはB2チャネルが用いられ、移
動局29と固定電話機22との間で通話が行われる。上述か
ら判かるように、たとえば固定電話機同士の間でB1チ
ャネルを用い、携帯電話同士の間でB2チャネルを用
い、同時に通話ができる効果は大きい。
【0034】ところで移動局へ着信を行う場合、不在地
域への無効呼出し防ぐために、移動局の所在位置に基づ
いて呼出しを行う必要がある。そのために本発明では、
移動局の位置情報を基地局または制御局に登録してい
る。以下に位置登録方法について説明する。
【0035】本願発明での位置識別単位(位置登録エリ
ア)は、本実施例ではグループ単位になっている。移動
局の位置登録は、移動局の位置登録エリア間の移動およ
び発呼または携帯電話電源投入時に行われている。各位
置登録エリアのおのおのの基地局は、ページングチャン
ネルを用いて地域識別コードを報知している。たとえば
常時現在の地域識別コードを記憶している移動局は、位
置登録エリア(位置登録ゾーン)を横切ると基地局から
の地域識別コードを記憶されている地域識別コードと照
合して識別コードの変化を検知し、ゾーンを横切ったこ
とを認知し、移動先のアクセスチャンネルを用いて移動
局の電話番号または移動局の識別番号と移動先の地域識
別コードを含む位置登録信号を基地局に送信する。位置
登録信号を受信した基地局は、地域識別コードと照合し
自基地局の地域識別コードと一致していれば移動局の電
話番号または移動局の識別番号を基地局の記憶装置74に
記憶する。本実施例では、基地局の記憶装置74に記憶し
た移動局の電話番号または移動局の識別番号とその基地
局コードと地域識別コードを含む位置登録信号を交換機
17経由で制御局18に送るようになっている。位置登録信
号を受けた制御局18では、受信した位置登録信号を記憶
装置26に記憶している。
【0036】ところで固定電話機22から移動局29に着信
する場合の第1の接続動作について説明する。まず固定
電話機22のダイヤルキーを用い携帯電話29の電話番号を
ダイヤルする。この携帯電話29の電話番号は呼設定要求
信号としてDチャネルを用いDSU15 を介して交換機17へ
送られる。交換機17はこの呼設定要求信号から移動体通
信システムの制御信号であると認識し、この制御信号
を、図示しないMODEM で変調して専用回線21を用い制御
局18へ送る。交換機17からの制御信号は制御局18のイン
タフェース24で受信され、さらにインタフェース24は、
アドレス・データバス27によって制御装置23に送られ
る。この制御信号を受けた制御装置23は、携帯電話29と
接続するために記憶装置を検索し、携帯電話29の電話番
号から4基地局(1グループ)の地域識別コードを知
る。制御装置23はさらに、移動局29の電話番号および4
基地局(1グループ)の少なくとも地域識別コードを含
む制御信号を専用回線21を介して交換機17へ送る。この
制御信号を受信した交換機17は移動局29の存在する地域
識別コードから、Dチャネルを用いDSU15 を介して本実
施例では基地局65、67、66および68の4つの基地局へ携
帯電話29の電話番号を含む呼設定表示信号を送る。
【0037】インタフェース90の出力46を介して交換機
17からのDチャネル上の情報を受信したそれぞれ基地局
の基地局部70の制御装置41は、受信した制御信号が移動
通信システムの制御信号であると認識しその制御信号を
入出力47から出力している。制御装置41の入出力47から
の制御信号を受けた制御装置71は、この制御信号が携帯
電話29の呼び出し要求信号であると認識する。制御装置
71はさらに、ページングチャンネルを用いアクセスチャ
ンネル情報と、移動局29の電話番号とを出力81から出力
している。これらの制御信号はページングチャンネルに
よって無線送受信装置75および通信用アンテナ83を介し
て移動局29に送信される。自局の電話番号を受けた移動
局29は、オフフック動作により移動局29の電話番号を含
む着呼応答信号を指定のアクセスチャンネルを用い移動
局29の周囲の基地局へ向けて送信する。
【0038】アクセスチャンネル上の着呼応答信号を受
信したそれぞれの基地局は、移動局29が固定電話機22に
発信した場合の接続動作ですでに説明した同様な方法に
よって、Dチャネルを用い移動局29の電話番号、自基地
局コードおよび自基地局での移動局29の受信レベルの情
報を含む制御信号を、DSU15 および交換機17を経由して
制御局18へ転送している。制御信号を受信した制御局18
の制御装置25は、上述したように、移動局29の4つの基
地局(1グループ)それぞれの受信レベルを合計した受
信レベルでのグループ別比較を行い、次に合計受信レベ
ルの一番高い4つの基地局(1グループ)の基地局別の
受信レベルの比較を行って一番受信レベルの高い基地局
を移動局29の在ゾーン基地局を決定し、制御装置23はさ
らに、移動局29の電話番号および移動局29の在ゾーンの
基地局コードを含む制御信号を専用回線21を介して交換
機17へ送っている。この制御信号を受けた交換機17は、
制御局18からの制御信号を移動局29の在ゾーンの基地局
(本実施例では基地局65)にDチャネルを用いて転送す
る。
【0039】移動局29の在ゾーンの基地局65は移動局29
の在ゾーンの基地局コードから移動局29が自基地局のゾ
ーン内にいることを知って、移動局29に対しページング
チャンネルを用い通話チャンネルの情報を送る。移動局
29は指定の通話チャンネルにセットする。そして、交換
機17は、移動局29と基地局65との間で指定の通話チャン
ネルに設定されたことを知り、固定電話機22と移動局29
の在ゾーンの基地局65との間の通話路を設定する。基地
局65と固定電話機22との間ではB1またはB2チャネル
が用いられ、移動局29と固定電話機22との間で通話が行
われる。
【0040】次に、固定電話機22から移動局29に着信す
る場合の第2の接続動作について説明する。固定電話機
22の発呼により交換機17から呼設定要求信号を制御局18
へ送る部分は第1の着信接続動作と同じである。交換機
17からの呼設定要求信号を受けた制御局18はグループ別
に基地局の記憶装置26をアクセスし、移動局29の在グル
ープの地域識別コードを把握する。制御局18が移動局29
の在グループの地域識別コードを把握したその後の着信
接続動作は、第1の着信接続動作と同じ方法で行われ
る。
【0041】ところで図2に示す移動局120(携帯電話12
0)がゾーン110 内の基地局116 と通話しながらゾーン60
内の基地局67へ移動した時の第1の通話中ゾーン切替動
作について以下に説明する。基地局116 内の制御装置73
は、移動局120 の電波による基地局116 の受信レベルが
予め決められた基準レベルより低くなったことを知り、
この情報を制御装置71に送る。この情報を受けた制御装
置71は、受信レベル劣化が生じたと認識して、受信レベ
ル劣化信号を生成して、その信号を入出力47から出力す
る。入出力47から受信レベル劣化信号を受けた制御装置
41は移動通信システムの制御信号と認識し、この制御信
号をDチャネルを用いて、DSU15 および交換機17を介し
て制御局18へ通知する。
【0042】通知を受けた制御局18の制御装置25は、上
述したように、移動局120 の周囲の4つの基地局(1グ
ループ)それぞれの受信レベルを合計した受信レベルで
のグループ別比較を行い、次に合計受信レベルの一番高
い4つの基地局(1グループ)の基地局別の受信レベル
の比較を行って一番受信レベルの高い基地局を移動局12
0 の在ゾーン基地局(本実施例では基地局67)と決定
し、また移動局120 の移動にともなう基地局の受信レベ
ルの軌跡から移動局120 の移動方向ゾーンすなわちゾー
ン60の地域識別コードを知っている。移動局120 の在ゾ
ーン基地局の情報などを受け取った制御局18の制御装置
23は、通話チャンネル捕捉指示信号、移動局120 の電話
番号および移動局120 の在ゾーンの基地局コードを含む
制御信号を交換機17に送る。
【0043】この制御信号を受けた交換機17は、制御局
18からの制御信号を移動局120 の在ゾーンの基地局67へ
Dチャネルを用いて転送する。この制御信号を受けた基
地局67は、この制御信号からハンドオフの要求があると
認識し通話チャンネルを捕捉した後、通話チャンネル捕
捉終了信号を交換機17経由で制御局18に通知する。通知
を受けた制御局18は、交換機17に対して基地局67への回
線切替信号を送り、回線切替を依頼する。制御局18はさ
らに、交換機17経由で元の基地局86の通話チャンネルを
用いて新しい通話チャンネル情報を含む通話チャンネル
切替信号を移動局120 に送り、新しい通話チャンネルへ
の切替えを指示する。移動局120 は新しい通話チャンネ
ルへ切替える。新しい通話チャンネルに切替えた携帯電
話120 は新しい基地局67を経由して、ひきつづき通話が
行われる。
【0044】図2に示す移動局120 (携帯電話120)がゾ
ーン110 内の基地局116 と通話しながらゾーン60内の基
地局67へ移動した時の第2の通話中ゾーン内基地局切替
動作について以下に説明する。基地局116 内の制御装置
73は、移動局120 の電波による基地局116 の受信レベル
が予め決められた基準レベルより低くなったことを知
り、移動局120 の移動方向ゾーンを調べ、ゾーン60に移
動していることを知る。そこで基地局116 は、ゾーン60
の地域識別コードと移動局120 の電話番号を含む受信レ
ベル劣化信号を制御局18に通知する。通知を受けた制御
局18の制御装置25は、移動局120 の移動方向ゾーンすな
わちゾーン60の4つの基地局(1グループ)それぞれの
受信レベルを合計した受信レベルでのグループ別比較を
行い、次に合計受信レベルの一番高い4つの基地局(1
グループ)の基地局別の受信レベルの比較を行って一番
受信レベルの高い基地局を移動局120 の在ゾーン基地局
(本実施例では基地局67)と決定している。移動局120
の在ゾーン基地局(本実施例では基地局67)を決定した
後の動作は、第1の通話中ゾーン切替動作と同じであ
る。以上、本実施例のように、たとえば4つの基地局か
らなる一つのゾーン間での移動局の移動に伴う通話中ゾ
ーン切替では、基地局それぞれが作るマイクロゾーンの
移動に伴って周波数切替えが頻繁に起きる従来の方式と
比較してゾーンの移動に伴なう周波数切替えが少ないと
言う効果がある。
【0045】図2に示す移動局29(携帯電話29) がゾー
ン60内の基地局67と通話しながらゾーン60内の基地局65
へ移動した時の通話中切替動作について以下に説明す
る。ゾーン60の基地局65、66、67および68は、どの基地局
が移動局29の受信レベルが一番高いか知っており、また
移動方向も知っている。したがって、以上の条件から一
番高い受信レベルが基地局67から基地局65に移ったこと
を知った基地局67は、移動先の基地局65のコードと移動
局29の電話番号を含む受信レベル劣化信号を制御局18に
通知する。移動局29の在ゾーン基地局(本実施例では基
地局65)を通知した後の動作は、同じ通話チャンネルを
用いる以外は第1の通話中ゾーン切替動作と同じであ
る。以上、本実施例のように4つの基地局からなる一つ
のゾーン内での移動局の移動に伴う通話中切替では、ゾ
ーン内の基地局が変わっても通話チャンネルの切り替え
もないので移動局の負担が少ない上、また基地局で移動
局の移動方向を管理しているので制御局の負担も少ない
効果がある。
【0046】以上は、移動体通信システムにおいて、携
帯電話を適用した特定の実施例について説明したが、本
発明は、携帯電話以外に、たとえばコードレス電話、自
動車電話など、また移動体との間で情報を送受するたと
えばページャシステム、MCAシステム、ナビゲーション
システムおよびAVM システムなどにも効果的に適用する
ことができる。
【0047】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の移
動体通信システムによれば、基地局は一般加入者所有の
場所に設置でき、またゾーン構成は隣接する複数の基地
局を1つのグループとし、1つのグループの各々基地局
が作る複数のマイクロゾーンの合成ゾーンを1つのゾー
ンとする複数ゾーンにでき、さらに1つのグループの各
基地局は同一の無線チャンネルが使用できる。したがっ
て、基地局の設置場所の確保の心配もなくなり、1つの
グループ内の基地局間でのチャンネル切替はなくなるの
でチャンネル切替数が減少でき、一般加入者所有の場所
に設置した基地局および上記ゾーン構成と通信する移動
局の携帯電話の電力は小電力にでき、また基地局と移動
局間の電波伝播障害も減少できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による移動体通信システムの実施例を示
すシステム構成図である。
【図2】本発明による図1に適用したゾーン構成の実施
例を示すゾーン構成図である。
【図3】本発明による図1の基地局の実施例を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
15 DSU 17 ISDN交換機 18 制御局 22 固定電話機 23 携帯電話制御装置 24 インタフェース 25、73 移動判断制御装置 26 位置記憶装置 29、120 移動局 60、 100、110 ゾーン 65、66、67、68、105、106、107、108、115、116、117、118 基地局 70 携帯電話基地局部 71 無線送受信部制御装置 72 符号化・復号装置 74 記憶装置 75 無線送受信装置 90 基本インタフェース

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交換機と接続される制御局および複数の
    基地局と、該各基地局と無線回線を介して接続される複
    数の移動局とで構成される移動体通信システムにおい
    て、 前記複数の基地局は宅内に設置され、該各基地局は少な
    くとも、前記移動局の移動方向を知る第1の移動判断制
    御手段を備え、第1の移動判断制御手段は、該各基地局
    で受信した前記移動局からの電波の受信レベル情報を前
    記制御局および前記交換機を介して受信し、該各基地局
    の受信レベルの比較を行い、この比較から最大受信レベ
    ルの基地局を該移動局の在基地局とし、これによって最
    大受信レベルの推移から該移動局の移動方向を知り、該システムはさらに、 前記複数の基地局のうちの隣接する予め決められた複数
    の基地局を1グループとし、1グループの各々基地局に
    よって作られるマイクロゾーンの合成ゾーンを1つのゾ
    ーンとし、1グループの1ゾーンには少なくとも1つの
    地域識別コードが、また1基地局には少なくとも1つの
    基地局コードが付され、複数グループによる複数ゾーン
    からなるゾーン構成と、該ゾーン構成における1グルー
    プの1ゾーン内では同一の無線チャンネルが、隣接グル
    ープ間では異なった無線チャンネルが使用されるチャン
    ネル配置構成とを備えるとともに、 前記宅内に設置される基地局は、前記第1の移動判断制
    御手段によって少なくとも、該基地局が所属するグルー
    プの各基地局が受信した前記移動局からの電波の受信レ
    ベル情報を受信し、該グループ内の各基地局での受信レ
    ベルの比較を行い、この比較から最大受信レベルの基地
    局を該移動局の在基地局とし、かつ最大受信レベルの推
    移から該グループ内での該移動局の移動方向を知るとと
    もに、さらに自局基地局コード、自局所属グループの地
    域識別コードおよび該第1の移動判断制御手段からの該
    移動局の移動に基づく最大受信レベルの基地局コードを
    記憶する第1の記憶手段を備え、 前記制御局には少なくとも、前記移動局の前記各基地局
    での電波の受信レベル情報を該各基地局から前記交換機
    を介して受信し、該各基地局の受信レベル情報を該交換
    機を介して該各基地局へ送出するとともに、該移動局の
    存在するグルー プの各々基地局の受信レベルの合計値と
    該グループの周囲グループの各々グループでの各々基地
    局の受信レベルの合計値とを比較し、この比較から合計
    値が最大のグループを該移動局の在グループとし、かつ
    合計値の最大受信レベルの推移からグループ間での該移
    動局の移動方向を知る第2の移動判断制御手段と、該第
    2の移動判断制御手段からの該移動局の移動に基づく合
    計値が最大のグループの地域識別コードを記憶する第2
    の記憶手段とを備え ることを特徴とする移動体通信シス
    テム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の移動体通信システム
    発信接続制御方法であって、該方法は、 前記制御局では、前記移動局の発信によって、各グルー
    プの各合計受信レベルのグループ別の比較を行い、最も
    合計受信レベルの高いグループを選び、さらに選ばれた
    グループの中から最も受信レベルの高い基地局を選び、
    さらに該制御局は該移動局の発信に対する応答指示を最
    も受信レベルの高い基地局に対して行い、該最も受信レ
    ベルの高い基地局が該移動局へ応答するか、または前記
    移動局の存在するグループの各基地局では、前記制御局
    から送られる該グループの各基地局での該移動局からの
    電波の受信レベルを比較し、この比較から最大受信レベ
    ルの基地局を該移動局の在基地局とし、該在基地局自身
    が該移動局へ応答することを特徴とする移動体通信シス
    テムの発信接続制御方法
  3. 【請求項3】 請求項に記載の移動体通信システムの
    着信接続制御方法であって、該方法は、 前記制御局では、前記移動局への信において、前記第
    1または第2の記憶手段を検索して該移動局の在グルー
    プの地域識別コードを知り、この地域識別コードに基づ
    く各基地局へ該移動局の呼び出し指示を行った後、さら
    に該制御局は呼び出し応答時における最も受信レベルの
    高い基地局を選び、該移動局への着信指示を最も受信レ
    ベルの高い基地局に対して行い、該最も受信レベルの高
    い基地局が該移動局へ着信することを特徴とする移動体
    通信システムの着信接続制御方法。
  4. 【請求項4】 請求項に記載の移動体通信システムの
    通話中ゾーン切替制御方法であって、該方法は、 前記制御局では、前記移動局と通信中の前記基地局から
    受信レベル劣化情報を受けたことで、該制御局はさら
    に、該移動局と通信中の該基地局のグループを含む周囲
    の各グループの合計受信レベルでのグループ別の合計受
    信レベルの比較を行い、最も合計受信レベルの高いグル
    ープを選び、該選ばれたグループの中から最も受信レベ
    ルの高い基地局を選び、該制御局は該移動局の移動に伴
    う通話チャンネル捕捉指示を最も受信レベルの高い基地
    局に対して行い、または前記移動局と通信中の前記基地
    局は該移動局の受信レベルの劣化を知り、該基地局は該
    移動局の移動先のグループ情報を該制御局へ送り、該移
    動先のグループ情報を受けた該制御局は該グループの中
    から最も受信レベルの高い基地局を選び、該制御局は該
    移動局の移動に伴う通話チャンネル捕捉指示を該最も受
    信レベルの高い基地局に対して行うことを特徴とする移
    動体通信システムの通話中ゾーン切替制御方法。
  5. 【請求項5】 請求項に記載の移動体通信システムの
    通話中ゾーン内基地局切替制御方法であって、該方法
    は、 前記移動局と通信中の前記基地局は該移動局の受信レベ
    ルの劣化を知り、該基地局は該移動局の移動先の基地局
    情報を該制御局へ送り、移動先の基地局情報を受けた該
    制御局は該移動局の移動に伴う通話チャンネル捕捉指示
    を移動先の基地局に対して行うことを特徴とする移動体
    通信システムの通話中ゾーン内基地局切替制御方法。
  6. 【請求項6】 請求項に記載の移動体通信システムの
    位置登録方法であって、該方法は、 前記移動局において、前記基地局から受信した地域識別
    コードが該移動局の地域識別コードと一致しない場合、
    該移動局は該基地局から受信した地域識別コードを該基
    地局または前記制御局へ送り位置登録することを特徴と
    する移動体通信システムの位置登録方法。
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