JP3028007B2 - 移動体通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動局からデータ通信を
行なう際に使用する移動体通信システムに関するもので
ある。

【０００２】移動体通信に対する需要は今後, 益々増加
の傾向にあり、単なる音声信号の利用だけでなく、デー
タなどの非音声通信の利用も行なわれている。非音声通
信の場合はデータを音声帯域内の信号に変換して送るの
で、音声信号と同様に１無線チャネルを専有する。

【０００３】一方、この様な需要に対して、利用できる
無線チャネルは有限であるので、無線チャネルの有効利
用を図ることが必要である。

【０００４】

【従来の技術】図６は従来例の無線データ通信方式説明
図、図７は従来例の移動局機能構成図、図８は従来例の
無線基地局、無線回線制御局機能構成図である。

【０００５】以下、図６〜図８の動作を説明する。先
ず、図６において、移動局13が、公衆網に接続された加
入者とデータ伝送を行なう場合、端末11から送出された
データはモデム12で音声帯域内の所定周波数の信号( 以
下、みなし音声信号と云う) に変換された後、移動局13
に入力する。

【０００６】そこで、移動局13は、上記のみなし音声信
号を指定された通話用チャネルを利用して無線基地局14
に送出する。無線基地局は、見なし音声信号を逆変換し
てデータを取り出し、無線回線制御局15、交換局16、公
衆網を介して加入者に送る。

【０００７】さて、上記移動局の主要動作を図７で説明
する。 (1) 着呼手順 全無線ゾーンの制御チャネル上で、着呼要求のあった移
動局の識別番号( 以下、ID番号と省略する) を一斉報知
する。移動局は、接続用制御チャネル( 以下、C-chと省
略する) 上で自局IDを検出した時、同一のC-chで応答を
返送する。

【０００８】無線基地局は、接続用制御チャネル( 以
下,C-ch と省略する) を用いて通信用チャネル( 以下,
S-chと省略する) の情報を移動局に送信する。移動局
は、受信信号を送受信分波器31を介して受信機能部33に
加える。受信機能部33にはシンセサイザ部32からの局発
信号が加えられているので、受信信号の周波数を中間周
波数帯の周波数に変換した後、増幅・復調して情報を取
り出して制御回路部35に送出する。

【０００９】制御回路部は、CPU,メモリなどから構成さ
れていて、取り出した情報がS-chの割当てであることを
認識すると、割り当てられたS-chで自局が送受信できる
様にシンセサイザ部32の発振周波数を制御する。

【００１０】そこで、シンセサイザ部32から対応する周
波数の局発信号が送信機能部34と受信機能部33に加えら
れるので、移動局は割り当てられたS-chに移行したこと
になり、このS-chを用いて相互の通話が行なわれる。

【００１１】(2)発呼手順( データの場合) 移動局はC-chを用いて発呼要求を行なうと、無線基地局
を介して割り当てられたS-chの情報が、C-chを介して移
動局に送られる。そこで、移動局は(1) 項と同様な動作
をして、指定S-chに移行する。

【００１２】その後、移動局は相手先電話番号を無線基
地局を介して交換局( いずれも図示せず) に送出するの
で、交換局は相手側との回線を接続する。これにより、
相手側から確認の応答信号が移動局に送られてくるの
で、移動局の端末39からデータをモデム38、モデムイン
タフェース37、音声ゲート36b 、送信機能部34、送受信
分波器31を介して相手側に送出する。

【００１３】ここで、音声ゲート36a, 36bは、データの
送受信を行なっている時、制御回路部35からの制御信号
でオフの状態になり、音声信号の送受信が不可能とな
る。しかし、データの送受信がオフになれば、音声ゲー
トはオンになるので音声信号の送受信が可能となる。

【００１４】また、相手側からのデータは受信機能部3
3、音声ゲート36a 、モデムインタフェース、モデム38
を介して端末39で受信できる。次に、無線基地局, 無線
回線制御局の主要動作を図８で説明する。

【００１５】無線基地局の通話用送受信機22は、自局に
割り当てられた全てのS-chを用いて送受信する機能を持
ち、制御用送受信機23はS-chの割当て、位置登録情報な
ど発着呼に必要な情報の送受信する機能を持っている。
また、監視制御装置24は未使用のS-chを監視し、基地局
制御装置25は無線基地局の動作の制御を行なう。

【００１６】無線回線制御局の無線回線制御装置26は、
複数の無線基地局と接続し、S-chの割当て、通話中の切
替えの為の制御・指令を行ない、監視制御装置27は無線
基地局監視制御及び回線の監視・試験を行なう。

【００１７】ここで、無線基地局内の制御用送受信機23
は、移動局からの発呼要求を検出すると、移動局IDと発
呼要求とを無線回線制御装置26に送出する。無線回線制
御装置は、自局が使用できる全てのS-chの使用状態テー
ブルを持ち、常時最新の状態を示す様に更新しているの
で、発呼要求が入力すると未使用のS-chを発呼要求した
移動局に割り当てると共に、このS-chを使用中にする。

【００１８】一方、割り当てたS-chの情報は、要求を出
した移動局を配下にしている無線基地局の制御用送受信
機23を介して対応する移動機に送られる。また、無線基
地局から送出されたデータや音声信号は通信回線を介し
て交換局に送られ、一般加入電話網を介して相手側に送
られる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、自動車電
話の移動局からデータ通信を行なう場合、移動局にモデ
ムを接続すればデータ通信が行なえる。しかし、１人の
利用者が１つのS-chを占有するので周波数の有効利用が
図れないと云う問題がある。

【００２０】本発明は無線チャネルの有効利用を図るこ
とを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】図１は第１の本発明の原
理構成図である。図中、BSは該無線基地局は該移動局の
対向局であり、複数の接続用制御チャネル及び多数の通
話用チャネルを用いて各種信号の送受信を行なうと共
に、該無線回線制御局と該移動局との間の信号中継を行
う機能を有する無線基地局である。

【００２２】また、CSは通話チャネルの設定の為の制御
や指令を行なう機能を有する無線回線制御局、MSは待ち
受け状態において、該接続用制御チャネルの下り回線で
伝送される報知情報を常に、または定期的に監視する機
能を有する移動局、６，７はデータ通信機能である。

【００２３】第１の本発明は、通信用チャネルを、第１
の利用モードとして音声通信または、データによる連続
通信に、第２の利用モードとしてバーストデータによる
時分割多元接続通信に切替えて使用できる様にすると共
に、報知情報に第２の利用モードで運用中の通信用チャ
ネルの情報を追加する。

【００２４】そして、第２の利用モードで運用中の通信
用チャネルは、上り回線の１フレームがｍタイムスロッ
ト，下り回線の１フレームがｎタイムスロットで構成す
るが、下り回線の所定タイムスロットに、同一フレーム
内の他のタイムスロットの使用状態を示す情報を挿入す
る様にした。第２の本発明は、移動局が、該報知情報か
ら第２の利用モードで運用中の通信用チャネルの情報を
得て、対応する通信用チャネルに移行し、該所定タイム
スロットに挿入された情報をチェックして未使用タイム
スロットがあることを認識した時、認識した未使用タイ
ムスロットを用いてデータ通信を開始する様にした。

【００２５】第３の本発明は、移動局が、接続制御用チ
ャネルの下り回線を用いて自局宛の着呼情報及び上記第
２の利用モードで通信する為の指定通信用チャネルとタ
イムスロットを受信した時、指定された通信用チャネル
のタイムスロットで応答信号を返送してデータ通信を開
始する様にした。

【００２６】第４の本発明は、移動局が、上記の着信情
報を受信した時、内部の電話機のベル鳴動を禁止する様
にした。第５の本発明は、移動局が、上記の着信情報を
受信した時、内部のデータ通信端末が起動できない場合
に警報を発する様にした。

【００２７】

【作用】第１の本発明は、無線基地局と移動局との間で
データ伝送を行なう際、無線基地局ではデータを圧縮し
て時分割多重化することにより、１通信用チャネルを複
数の利用者に共用させる。また、移動局では、時分割多
元接続方式の送受信を行なう為、指定タイムスロットに
バーストデータを挿入して送信し、または指定タイムス
ロットに挿入されたデータを取り出さなければならな
い。

【００２８】この為、無線基地局と移動局にデータをTD
MAで送受信する為のデータ通信機能( 6, 7) を設けると
共に、報知情報に、第２の利用モードで運用中の通信用
チャネルの情報を加える。また、通信用チャネルの下り
回線の所定のタイムスロットに、同一フレーム内の他の
タイムスロットの使用状態を示す情報を挿入する。

【００２９】これにより周波数効率が向上する。第２の
本発明は、移動局が発呼動作を行なう際、報知情報中の
第２の利用モードで運用中の通信用チャネルの情報から
対応する通信用チャネルに移行する。

【００３０】そして、上記の所定のタイムスロットから
他のタイムスロットの使用状態の情報をチェックして、
未使用タイムスロットがあることを認識した時、該未使
用タイムスロットを用いてデータ通信を開始する。

【００３１】第３の本発明は、接続制御用チャネルの下
り回線を用いて自局宛の着呼情報及び、上記第２の利用
モードで通信する為に割り当てられた通信用チャネルと
タイムスロットを受信した時、割り当てられた通信用チ
ャネルのタイムスロットで応答信号を返送してデータ通
信を開始する。

【００３２】第４の本発明は、移動局が、着信情報を受
信した時、内部のデータ通信端末が起動できない状態に
ある場合、警報を送出する様にした。第５の本発明は、
移動局が、着信情報を受信した時、内部のデータ通信端
末が起動できない状態にある場合、警報を送出する様に
した。

【００３３】

【実施例】図２は第１〜第５の本発明の実施例の機能構
成図（移動局）、図３は第１〜第５の本発明の実施例の
機能構成図（無線基地局・無線回線制御局）、図４は図
２，図３の動作説明図（発呼手順）、図５は図２，図３
の動作説明図（着呼手順）である。

【００３４】ここで、図２中の制御回路部75の中の誤り
訂正部分 751, 送受信タイミング制御部分 752, フレー
ム同期部分753 とデータゲート部分72a, 72b、送信オン
/ オフ制御部分71、バッファ73、データインタフェース
部74がデータ通信機能７の構成部分である。また、図３
中のデータ用送受信機61、TDMA制御部分62、TDM 多重・
分離部分63、パケット変換部分64はデータ通信機能６の
構成部分である。

【００３５】以下、図２〜図５の説明を行なうが、上記
で詳細に説明した部分については概略説明を行ない、本
発明の部分について詳細説明をする。先ず、図２におい
て、送信オン/ オフ制御部71は、送信機部54がバースト
状のデータを指定送信周波数で指定されたTSの間に送信
できる様に、送信オン/ オフ制御信号を送信機部に送出
する。なお、上記の送信周波数は、制御回路75からの制
御信号で動作が制御される、シンセサイザ部53が送出す
る局発信号の周波数によって決まる。

【００３６】データゲート72a, 72bと音声ゲート55a, 5
5bは、制御回路部75によって動作が制御され、第１の利
用モードの時は前者がオフ，後者がオンになり、第２の
利用モードの時は前者がオン，後者がオフになる。これ
により、対応する信号が対応するゲートを通過できる。

【００３７】バッファ73は、メモリで構成され、端末側
からのデータは書き込まれた後、より高速で読み出され
てバースト状のデータになり、データゲート側から書き
込まれたバースト状のデータは低速で読み出されて連続
したデータに変換される。データインタフェース74は、
端末とバッファとのインタフェースを取る。

【００３８】誤り訂正部分752 は、データゲート72a を
介して入力したデータの誤りを訂正した後、バッファ73
に格納すると共に、バッハァ73から読み出したバース状
のデータに誤り訂正符号を付加してデータゲート72b に
送出する。

【００３９】ここで、フレーム同期部分753 、即ち前置
語検出部分は、自局向けの信号を抽出する為、基準バー
スト内のユニークワードを検出すると共に、各受信バー
スト内のユニークワードを検出する。

【００４０】送受信タイミング制御部分752 は、ユニー
クワードを検出した検出タイミング情報を用いて各種の
送信タイミングに関連した制御信号及び受信タイミング
制御信号を生成し、必要な各部に送出する。

【００４１】図３において、データ送受信部分61は、TD
MA多重・分離部分63からの多重化バーストデータを移動
局に送出すると共に、受信信号から多重化バーストデー
タを取り出す。

【００４２】TDMA多重分離部分63は、複数系列のデータ
をTDMAバースト内の定められたタイムスロットに挿入さ
れる様にTDMA制御部分62の制御で多重化し、または多重
化バースト状のデータを分離して元のデータを取り出
す。

【００４３】パケット変換部分64は、TDMA多重・分離部
分からのデータを予め決められたビット数でまとめ、相
手先アドレスや誤り訂正用制御情報を付加してパケット
を組み立てた後、パケット多重分離で多重化して送出す
ると共に入力した多重化パケットをパケット多重分離で
分離した後、パケットを分解して元のデータに戻す。

【００４４】制御用送受信部分65は、S-chの割当て、位
置登録情報など発着呼に必要な情報の送受信の他に、無
線回線制御装置46からの第２の利用モードで運用中のS-
chの情報を送信する。

【００４５】通話用送受信部分42はデータ通信用S-chで
データを送受信する際、無線回線制御局からの基準バー
スト(TDMA フレームの時間基準) のタイミングを利用し
てTDMAフレームを生成し、例えば、時分割多重度が４の
場合、#1タイムスロット( 以下、#1 TS と省略する)
に、後述する無線回線制御装置からのTS使状態の情報を
挿入し、移動局に送るべきバースト状のデータは#2 TS
〜#4 TS のうちの１つのTSに挿入して送出する。

【００４６】無線回線制御装置46は、上記の様にS-chの
割当て、通話中の切替えの為の制御・指令を行なってい
るので、自局で使用できる全てのS-chの最新情報のテー
ブルを常に持っているが、このテーブルには、S-chをデ
ータ通信用に使用している時は11、アナログ信号伝送用
に使用している時は10、未使用は00のフラグを対応する
S-chに立て、フラグ11の場合には各TSの使用状態を示す
フラグが立っている。

【００４７】例えば、データ通信用に割り当てられたS-
chにおいて、#2 TS は使用中、#3 TS, #4 TSが未使用の
場合、#1 TS は上記の様に使用状態表示（報知）TSであ
る為、各TSの使用状態を示す1100のフラグが立つ。な
お、１は使用中、０は未使用を示す。

【００４８】なお、この装置46は上記の処理を行なう
為、図示しないCPU, ROM, RAM , インタフェースなどで
構成された制御部分を内蔵しているが、上記のフラグ11
の立ったS-chの情報は制御用送受信部分65に、TSの情報
は通話用送受信部分42に送られる。

【００４９】次に、図４、図５を用いて上記移動局の発
呼、着呼、終話手順を説明するが、図中の丸付き数字と
説明の左側の数字は一致している。 (1) 発呼動作( 図４参照） 移動局IDは通話/ データ共用とする。 移動局は、待機中は最強電界のC-chの下り回線をモ
ニタしている。 無線基地局は、C-chの下り回線でデータ通信に使用
されているS-chの情報を報知する。 データ通信に使用しているS-chの下り回線で、上り
回線の空きTSの状態を報知する。 データ通信に使用しているS-chの空きTSを用いて発
呼( 送信）を行なう移動局は、制御回路部分で〜の
情報から空きTSを見つけ、端末59からデータ発呼要求に
自局IDを付与してバッファ73, 制御回路部分75、送信機
部分54を介して送出する。 無線基地局では、データ用送受信部分61を介して取
り出した、移動局からのデータ発呼要求をパケット変換
部分64でパケットに組み立て、パケット網間で接続処理
を行なう。 無線基地局ーパケット網間で接続が完了した時点
で、無線基地局はデータ発呼要求を行なった移動局に対
して、データ通信に使用しているS-chの同一TSを用いて
接続完了通知を送出する。 移動局で、自局ID及び接続完了通知を検出した時点
で接続を完了し、データ通信が可能となる。

【００５０】なお、S-chのTSの使用状態を、そのS-chの
TSを１つ使って報知しているが、C-chでデータ通信に使
用しているS-chの報知の際、一緒にTSの使用状態を報知
してもよい。この場合はS-chのTSはすべてデータ通信に
使用できる。 (2) 着呼手順（図５参照） 回線制御局は、配下の全無線基地局にC-chを用いて
着呼要求のあった移動局IDを一斉報知させる。 移動局は、モニタしている最強電界のC-chで自局ID
を検出した後、同一のC-chで応答を返送する。 移動局からの応答を受信した無線基地局は、C-chを
用いて着呼要求のあるS-chとTSの番号を移動局に通知す
る。 移動局は、C-chから通知されたS-chに移行し、通知
された番号のTSで応答を返送する。 無線基地局は応答を確認し、接続を完了する。

【００５１】なお、制御回路75は、で着呼情報を検出
するので、検出時点でこの回路に接続されている電話機
のベルが鳴動しない様にベル駆動回路をオフにする。ま
た、制御回路は上記の検出時点で、例えば、端末の電源
オフの状態であることを検出した時、警報を送出する。 (3) 終話手順 移動局は終了要求を無線基地局に対して送信する。 終了要求を受信した無線基地局は、パケット交換網
間で終了処理を行なった後、移動局に対して終了処理完
了通知を行なう。 移動局において完了通知を確認して応答を無線基地
局に返送する。 無線基地局において、応答を確認し、無線回線を開
放する。

【００５２】この手順は(1) 項の逆である。即ち、同一
の通信用チャネルを複数の利用者が使用できるので周波
数の利用効率が図れる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳細に説明した様に本発明によれ
ば、無線チャネルの有効利用を図ることができると云う
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の本発明の原理構成図である。

【図２】第１〜第５の本発明の実施例の機能構成図（移
動局）である。

【図３】第１〜第５の本発明の実施例の機能構成図（無
線基地局・無線回線制御局）である。

【図４】図２，図３の動作説明図（発呼手順）である。

【図５】図２，図３の動作説明図（着呼手順）である。

【図６】従来例の無線データ通信方式説明図である。

【図７】従来例の移動局機能構成図である。

【図８】従来例の無線基地局、無線回線制御局機能構成
図である。

【符号の説明】

６，７ データ通信機能 MS 移動局 BS 無線基地局 CS 無線回線制
御局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−198534（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−54734（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−68694（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253127（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の移動局(MS)と無線基地局(BS)と無
   線回線制御局(CS)と交換局とから構成されており、該無
   線基地局は該移動局の対向局であり、複数の接続用制御
   チャネル及び多数の通話用チャネルを用いて各種信号の
   送受信を行なうと共に、該無線回線制御局と該移動局と
   の間の信号中継を行う機能を有し、該無線回線制御局は
   通話チャネルの設定の為の制御や指令を行なう機能を有
   し、該移動局は待ち受け状態において、該接続用制御チ
   ャネルの下り回線で伝送される報知情報を常に、または
   定期的に監視する機能を有する移動体通信システムにお
   いて、 該通信用チャネルを、第１の利用モードとして音声通信
   または、データによる連続通信に、第２の利用モードと
   してバーストデータによる時分割多元接続通信に切替え
   て使用できる様にすると共に、上記の報知情報に該第２
   の利用モードで運用中の通信用チャネルの情報を追加
   し、 該第２の利用モードで運用中の通信用チャネルは、上り
   回線の１フレームがｍタイムスロット，下り回線の１フ
   レームがｎタイムスロット（ｍ，ｎは正の整数）で構成
   するが、下り回線の所定タイムスロットに、同一フレー
   ム内の他のタイムスロットの使用状態を示す情報を挿入
   するデータ通信機能(6, 7)を付加したことを特徴とする
   移動体通信システム。
2. 【請求項２】 上記移動局が、該報知情報から第２の利
   用モードで運用中の通信用チャネルの情報を得て、対応
   する通信用チャネルに移行し、該所定タイムスロットに
   挿入された情報をチェックして未使用タイムスロットが
   あることを認識した時、認識した未使用タイムスロット
   を用いてデータ通信を開始する様にした請求項１の移動
   体通信システム。
3. 【請求項３】 上記移動局が、接続制御用チャネルの下
   り回線を用いて自局宛の着呼情報及び上記第２の利用モ
   ードで通信する為の指定通信用チャネルとタイムスロッ
   トを受信した時、指定された通信用チャネルのタイムス
   ロットで応答信号を返送してデータ通信を開始する様に
   した請求項１の移動体通信システム。
4. 【請求項４】 上記移動局が、着信情報を受信した時、
   内部の電話機のベル鳴動を禁止する様にした請求項３の
   移動体通信システム。
5. 【請求項５】 上記移動局が、着信情報を受信した時、
   内部のデータ通信端末が起動できない状態にある場合、
   警報を送出する様にした請求項３の移動体通信システ
   ム。