JP3065663B2 - 周波数ホッピングを実現する方法及びベースステーション装置 - Google Patents

周波数ホッピングを実現する方法及びベースステーション装置

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JP3065663B2
JP3065663B2 JP7524402A JP52440295A JP3065663B2 JP 3065663 B2 JP3065663 B2 JP 3065663B2 JP 7524402 A JP7524402 A JP 7524402A JP 52440295 A JP52440295 A JP 52440295A JP 3065663 B2 JP3065663 B2 JP 3065663B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、デジタルセルラー無線システムのベースス
テーションにおいて周波数ホッピングを実施する方法で
あって、ベースステーションにおいて基本帯域データ信
号で変調された第１信号が中心キャリア周波数で送信さ
れ、この信号は、時間ドメインにおいて多数のタイムス
ロットに分割され、その１つのタイムスロットはベース
ステーション装置の共通の制御チャンネルを送信し、そ
して他のタイムスロットは異なる接続に関する情報を送
信するような方法に係る。
先行技術の説明 セルラー無線システムにおいては、無線チャンネルの
質が時間及び場所の関数として変化する。多くの場合
に、送信アンテナ及び受信アンテナは、その視線内の地
形やビルにより障害物が形成されるために互いに視野内
になく、従って、受信器で検出される信号は、異なる経
路を進み、障害物で反射され、更には、異なる位相をも
つビームの和となる。異なる位相をもつ多数の信号の和
は、ランダムに分布した位相の場合にレイリー分布に従
う。
更に、信号のフェージングは、信号の周波数によって
左右される。従って、２つの信号間の周波数差が充分に
大きい場合には、それらのフェージングが相関しない。
例えば、1MHzの差は、信号フェージングが互いに独立し
たものとなるに充分な大きさである。
上記した信号の周波数選択性のフェージングは、デジ
タルセルラー無線ネットワークに周波数ホッピング技術
を導入する１つの理由である。周波数ホッピングとは、
接続に使用される送信周波数が所定の間隔で変化するこ
とを意味する。この周波数ホッピングにより、特に、タ
ーミナル装置が非常にゆっくりと移動し、例えば携帯電
話の場合にしばしばそうであるように全くならない状況
において、送信の質を改善することができる。
周波数ホッピングによって得られる周波数ダイバーシ
ティはさておき、上記の方法は、多数の周波数における
無線接続により生じる干渉を分配するという効果があ
り、この場合は、いずれの周波数における瞬間的な干渉
も小さく保たれる。
公知の解決策において、ベースステーションによりサ
ービスされるセルに周波数ホッピングが所望された場合
に、ベースステーション装置には、基本帯域区分と無線
周波数区分を含む少なくとも２つの完全なトランシーバ
ユニットを設けなければならなかった。このような各ユ
ニットは、独立したベースステーションを形成できる
が、周波数ホッピングを実施するためには、それらを多
数同じセル内に置かねばならない。これにより、周波数
ホッピングを行い得るベースステーション装置は、必要
とされる容量に比して小さなセル内で不均衡に大きくな
ってしまう。従って、周波数ホッピングを実施するに
は、著しい投資を必要とする。
発明の要旨 従って、本発明の目的は、ベースステーション装置に
おいて周波数ホッピングを経済的に且つ過剰な容量を生
じることなく実施することである。
これは、冒頭で述べた形式の方法において、ベースス
テーションは、更に、あるキャリア周波数において同じ
基本帯域のデータ信号で変調された第２の信号を送信
し、この第２の信号は、時間ドメインにおいて多数のタ
イムスロットに分割され、その各々は、基本帯域装置の
共通の制御チャンネルを送信するタイムスロット以外は
第１信号と同じ情報を送信し、そして上記キャリア周波
数は、タイムスロットに対して特定に変化され、周波数
がキャリア周波数と同じであるか又はそれとは異なるよ
うにすることを特徴とする方法によって達成される。
又、本発明は、デジタルセルラー無線システムのベー
スステーション装置であって、基本帯域データ信号を発
生する手段と、あるキャリア周波数で変調された信号を
送信する第１の手段とを備え、上記信号は時間ドメイン
において多数のタイムスロットに分割され、その１つは
ベースステーション装置の共通の制御チャンネル（BCC
H）を送信し、そして他のタイムスロットは異なる接続
に関する情報を送信し、更に、アンテナを備えているベ
ースステーション装置において、キャリア周波数で変調
された信号を送信するための第２の手段と、該第２手段
に使用されるキャリア周波数をタイムスロットに対して
特定に変化させる素子と、上記基本帯域信号を上記第１
及び第２の送信手段に分配する手段とを更に備え、第２
手段により送信される信号は時間ドメインにおいて多数
のタイムスロットに分割され、その各々は、ベースステ
ーション装置の共通の制御チャンネル（BCCH）を送信す
るタイムスロット以外は、第１手段により送信される信
号と同じ情報を送信することを特徴とする装置にも係
る。
本発明の方法は、１つのトランシーバユニットを備え
たセルにおいて周波数ホッピングを実施するのに適用で
きる。本発明によるベースステーションは、従来の非ホ
ッピングのベースステーションと同様に構成でき、送信
器のRF区分において変更が必要とされるだけである。１
つの基本帯域区分しか必要とされない。周波数ホッピン
グが不要な場合には、本発明のベースステーションは、
ベースステーションから移動ステーションへの方向にお
いて空間ダイバーシティを容易に実施することができ
る。弱い接続においてのみ周波数ホッピングを使用する
ように周波数の使用を最適化することができる。
図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明を一例として詳細に
説明する。
図１は、タイムスロットに対して特定の周波数ホッピ
ングを示す図である。
図２は、本発明によるベースステーション装置の構造
の一例を示す図である。
図３は、本発明によるベースステーション装置の構造
の別の例の図である。
図4a及び4bは、送信手段の出力信号のタイムスロット
構造を説明する図である。
好ましい実施形態の詳細な説明 従って、本発明は、例えばGSMシステムのようなデジ
タルセルラー無線システムのベースステーション装置に
適用できる。以下の説明において、本発明は、GSMシス
テムに使用される形式のタイムスロット構造に適用して
説明するが、これに限定されるものではない。
図１は、タイムスロットに特定の周波数ホッピングの
実施を示している。横軸は時間を表し、そして縦軸は周
波数を表す。この図は、タイムスロットに基づく１つの
チャンネルの周波数変化を示している。ベースステーシ
ョンは、各タイムスロットの始めにキャリア周波数を変
化するが、タイムスロット中には周波数は変化されな
い。周波数は所定のシーケンスに基づいて変化され、こ
の場合、受信器は、ホッピングを監視して、正しい周波
数において各タイムスロットに含まれた情報を受信する
ことができる。ベースステーションにおいて、各接続
は、それ自身のホップシーケンスをもつことができ、こ
の場合に、タイムスロットに使用される周波数は、オー
バーラップしない。
図２は、本発明の方法が適用されるベースステーショ
ン装置の構造を示すブロック図である。この装置は、基
本帯域信号を発生する手段15を含んでいる。該手段15の
出力16は、基本帯域信号分割器の助けにより、２つの送
信ユニット10、18に接続される。第１の送信ユニット10
は、キャリア発生器12を含み、その出力26は変調手段13
に接続され、その第２の入力は、基本帯域信号分割器17
からの基本帯域データ信号である。基本帯域信号で変調
された時分割キャリア信号23は、出力増幅器14を経てア
ンテナ11に接続される。送信ユニットの第１信号は、ベ
ースステーションのサービスを受けるセルの共通の制御
チャンネルBCCHを含んでいる。この信号を聞くことによ
り、移動ステーションは、ベースステーションの情報を
得、必要に応じてそれにコンタクトすることができる。
GSMシステムでは、BCCHチャンネルのトラフィックが、
番号０で示されたフレームの第１タイムスロットにおい
て送信される。GSMシステムでは７つある他のタイムス
ロットは、接続に関するデータであるか又はタイムスロ
ットが使用されていない場合にはダミーバーストである
信号を送信する。図4aに示されたGSMフレームの構造で
は、第１タイムスロット０がBCCHチャンネルを含み、第
２タイムスロット１がダミーバーストを含み、タイムス
ロット２、３、４及び６がデータ情報を含み、そしてタ
イムスロット５及び７がダミーバーストを含む。送信器
10のキャリア周波数は、f1で示されており、これは一定
である。
第２の送信ユニット18も、対応的に、キャリア発生器
20を含み、その出力27は変調手段21に接続され、その第
２入力は、基本帯域信号分割器17からの基本帯域データ
信号であり、即ち第１送信ユニット入力と同じ信号であ
る。図示された例では、基本帯域信号により変調された
時分割キャリア信号24は、出力増幅器14を経てアンテナ
19へ送られる。第２の送信ユニットの信号は、共通の制
御チャンネルBCCHを含まず、そのタイムスロットは送信
されない。他のタイムスロット１−７では、ある接続に
関するデータが送信され、又はタイムスロットが使用さ
れない場合には送信器がスイッチオフされる。
第２の送信ユニットによって使用されるキャリア周波
数は、手段25の制御のもとで、タイムスロットに対して
特定にホップし、各接続（即ち、タイムスロット）にお
いて周波数は所定のシーケンスで変化する。２つのアン
テナが使用された図２のベースステーションにおいて
は、第２の送信ユニットのキャリア周波数が、第１の送
信ユニットによって使用される周波数f1と瞬間的に同じ
になる。
第２の実施形態によれば、両方の送信ユニットが同じ
周波数であるとき、同時送信を避けるために第２の送信
ユニットがオフにされる。
第２の送信ユニットは、あるタイムスロットにおいて
のみ周波数ホッピングが行われるようにタイムスロット
に対して特定に制御することができる。周波数ホッピン
グを適用しない接続において２つのアンテナが使用中で
ある場合には、両方の送信器が同じ周波数において同じ
信号を送信し、空間ダイバーシティが得られる。
周波数の使用は、周波数ホッピングが質の悪い接続の
みに適用されるように、最適化することができる。通信
の質を判定するために、信号強度と、ビットエラーと、
信号対雑音比を標準として使用することができる。
図３は、本発明の方法を実現するベースステーション
装置の別の構造を示すブロック図である。この装置は、
２つの送信ユニット10、18からの信号を合成して１つの
アンテナ11を経て送信するための手段30を備えている。
図３におけるベースステーションの動作は、１つのアン
テナが使用されるときに、第２の送信ユニットが、その
キャリア周波数が第１送信ユニットの周波数と同じであ
る場合にスイッチオフされる以外は、上記と同様であ
る。
上記要素に加えて、ここに例示するベースステーショ
ンは、上記したもの以外の要素、例えば、フィルタ及び
分割増幅器も備えているが、これらは、本発明にとって
重要ではないから明瞭化のために図面から省略してあ
る。
上記のように、図4aは、第１送信ユニットによって送
信されるフレーム構造を示しており、第１のタイムスロ
ット０はBCCHチャンネルを含み、タイムスロット２、
３、４及び６は、データ情報（C1−C4）を含み、そして
タイムスロット１、５及び７は、ダミーバースト（B1−
B3）を含む。第１送信器のキャリア周波数はf1で示され
ており、これは一定である。
図4bは、第２の送信ユニットによって送信されるフレ
ーム構造を示す。この図に示す例では、送信ユニット
は、３つの異なる周波数f2、f3及びf4を周波数ホッピン
グに使用する。周波数の数は、もちろん、実際には幾つ
でもよい。タイムスロット２、３及び６を用いる接続C
1、C2及びC4は、周波数ホッピングを使用するが、タイ
ムスロット４を用いる接続C3は、ホッピングを使用しな
い。このような場合に、第２の送信ユニットは、図示さ
れたように、各瞬間に上記キャリア周波数f2−f4の１つ
を用いてタイムスロット２、３及び６において信号を送
信する。又、第２の送信ユニットは、その用途にもよる
が、第１送信ユニットの周波数f1を使用することもでき
る。各接続において各瞬間に使用される周波数は、各接
続に対して特定の選択されたホッピングシーケンスに基
づく。
第２の送信ユニットは、例えば、図4bに基づいてフレ
ームを送信し、従ってタイムスロット２は周波数f2を使
用し、タイムスロット３は周波数f3を使用し、そしてタ
イムスロット６は周波数f4を使用する。次のフレームに
おいて、タイムスロットが変更され、タイムスロット２
は周波数f3を使用し、タイムスロット３は周波数f4を使
用し、そしてタイムスロット６は周波数f3を使用するよ
うになる。タイムスロットの周波数は、互いに独立して
おり、それらは同じであってもよい。
２つの個別のアンテナが使用されるときには、第２の
送信ユニットは、第１の送信ユニットと同じ周波数にお
いて当該タイムスロットを非ホッピング接続を経て送信
することができ、この場合は、送信端に空間ダイバーシ
ティが得られる。従って、上記の例では、第２の送信ユ
ニットは、周波数f1においてタイムスロット４で接続C4
の信号を送信することができる。
２つの個別のアンテナを使用するときでも、両送信ユ
ニットの周波数が同じである場合には、第２の送信ユニ
ットをスイッチオフすることができ、これは同時送信を
回避するために行うことができる。
以上、添付図面を参照して本発明を一例として説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、請求の
範囲内で種々の変更がなされ得ることが明らかであろ
う。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−276323（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−10529（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−506473（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−506472（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/02 - 7/12 H04B 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】デジタルセルラー無線システムのベースス
    テーション装置であって、基本帯域データ信号（20）を
    発生する手段（15）と、あるキャリア周波数で変調され
    た信号（23）を送信する第１の手段（10）とを備え、上
    記信号は時間ドメインにおいて多数のタイムスロットに
    分割され、その１つはベースステーション装置の共通の
    制御チャンネル（BCCH）を送信し、そして他のタイムス
    ロットは異なる接続に関する情報を送信し、そして更
    に、アンテナ（11）を備えているベースステーション装
    置において、キャリア周波数で変調された信号（24）を
    送信する第２の手段（18）と、該第２手段（18）に使用
    されるキャリア周波数をタイムスロットに対して特定に
    変化させる素子（25）と、上記基本帯域信号（20）を上
    記第１及び第２の送信手段（10,18）に分配する手段（1
    7）とを更に備え、これにより、第２手段（18）によっ
    て送信される信号は時間ドメインにおいて多数のタイム
    スロットに分割され、その各々は、ベースステーション
    装置の共通の制御チャンネル（BCCH）を送信するタイム
    スロット以外は、第１手段（10）により送信される信号
    と同じ情報を送信することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】上記第１及び第２の手段（10,18）は、キ
    ャリア波を発生する手段（12,20）と、キャリア波を基
    本帯域信号で変調する手段（13,21）と、その変調され
    た信号を増幅する手段（14,22）とを備えた請求項１に
    記載の装置。
  3. 【請求項３】上記装置は、上記増幅手段（22）に接続さ
    れた第２アンテナ（19）を備えた請求項１に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】上記装置は、１つのアンテナ（11）を経て
    送信されるべき２つの送信器（10,18）からの信号を合
    成する手段（30）を備えた請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】上記素子（25）は、上記第２手段（18）に
    より使用されるキャリア周波数を所定のシーケンスに基
    づいて変更する請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】上記素子（25）は、上記シーケンスにより
    指示された周波数が上記手段（10）により使用される周
    波数と同じであるときに上記第２手段（18）をスイッチ
    オフする請求項４及び５に記載の装置。
  7. 【請求項７】デジタルセルラー無線システムのベースス
    テーションにおいて周波数ホッピングを実施する方法で
    あって、上記ベースステーションにおいて基本帯域デー
    タ信号（16）で変調された第１信号（23）が中心キャリ
    ア周波数（26）で送信され、この信号は、時間ドメイン
    において多数のタイムスロットに分割され、その１つの
    タイムスロットはベースステーション装置の共通の制御
    チャンネル（BCCH）を送信し、そして他のタイムスロッ
    トは異なる接続に関する情報を送信するような方法にお
    いて、上記ベースステーションは、更に、あるキャリア
    周波数（27）において同じ基本帯域のデータ信号（16）
    で変調された第２の信号（24）を送信し、この第２の信
    号（24）は、時間ドメインにおいて多数のタイムスロッ
    トに分割され、その各々は、基本帯域装置の共通の制御
    チャンネルを送信するタイムスロット以外は、第１信号
    （23）と同じ情報を送信し、そして上記キャリア周波数
    （27）はタイムスロットに対して特定に変化され、周波
    数がキャリア周波数（26）と同じであるか又はそれとは
    異なるようにすることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】上記キャリア周波数（27）は、所定のシー
    ケンスをたどるようにタイムスロットに対して特定に変
    えられる請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】上記第１及び第２の両信号は、それら自身
    の各アンテナを経て送信される請求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】上記第１及び第２の両信号は、同じアン
    テナを経て送信される請求項７に記載の方法。
  11. 【請求項１１】上記シーケンスによって指示されそして
    第２信号によって使用されるキャリア周波数（27）が、
    上記第１信号（26）によって使用されるキャリア周波数
    と各タイムスロットにおいて同じである場合に、上記第
    ２信号は送信されない請求項７及び10に記載の方法。
  12. 【請求項１２】上記第２信号（24）は、タイムスロット
    において送信された信号の質が受信端において所定のス
    レッシュホールド値よりも悪いときに、タイムスロット
    に対して特定に送信される請求項７に記載の方法。
JP7524402A 1994-03-18 1995-03-16 周波数ホッピングを実現する方法及びベースステーション装置 Expired - Lifetime JP3065663B2 (ja)

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AU (1) AU688878B2 (ja)
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