JP3257316B2 - 移動通信システムおよび制御用スロットの割当方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動通信システムに関
し、更に詳しくは、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）−ＴＤ
Ｄ（時分割多重）方式の移動通信システムにおける無線
区間での制御信号送受信スロットの割当技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の移動通信システ
ムでは、それぞれが複数タイムスロットに分割された複
数のフレームからなるマルチフレームを利用して、基地
局と移動端末との間の通信が行われる。各フレームの複
数のタイムスロットは、下り信号（基地局から端末への
通信）用スロット群と上り信号（端末から基地局への通
信）用スロット群とに分けられる。各基地局は、各マル
チフレーム中の何れかのフレーム（以下、「特定フレー
ム」という）で、下りスロット群のなかから空き状態に
ある１つのタイムスロットを制御信号用スロット（以
下、「下り制御用スロット」という）として選択し、他
の基地局と同一のキャリア周波数を使用して、管轄下に
ある移動端末にマルチフレーム周期で制御情報を伝える
ようにしている。尚、各マルチフレーム中の上記特定フ
レーム以外のフレームにおいて、下り信号用スロット群
中の上記下り制御用スロットと対応した位置にあるスロ
ットでは、制御信号等の送信動作は行われない。各移動
端末から基地局への制御信号の送信は、各フレーム中の
上り信号スロット群において、上記下り制御用スロット
と対応した位置関係にあるスロット（以下、「上り制御
用スロット」という）を用いて行われる。

【０００３】各フレームの上り信号用スロット群および
下り信号用スロット群における残りのスロットは、基地
局と移動端末との間のデータ情報通信用のスロット（以
下、「上り通信用スロット」、「下り通信用スロット」
という）として利用される。各基地局は、管轄下にある
各移動端末に対して、特定の上り／下りの通信用スロッ
トと、予め用意された複数チャネルのうちから選択した
チャネル周波数とを割り当てる。従って、各移動端末
は、マルチフレームを構成する各フレームにおいて、基
地局から指定された通信用スロットを利用して、フレー
ム周期で基地局（または基地局を介して他の端末装置）
と通信する。

【０００４】上述したマルチフレームを利用する移動通
信システムにおいて、各基地局は、起動時に、下り信号
用スロット群の状態を検査して空き状態のスロットを見
つけ、そのうちの１つを自局の下り制御用スロットとし
て選択する。然るに、上記制御用スロット選択が、基地
局毎にランダム性を保証されないアルゴリズムに従って
行われると、例えば、交換機がダウンし、複数の基地局
が一斉に機能停止もしくは閉塞状態に陥った後、各基地
局に一斉に起動がかかった場合、複数の基地局が同一の
スロットを空きスロットと認識してそれぞれの制御信号
送信用スロットとして選択する可能性がある。この場
合、複数の基地局が、同一搬送周波数をもつ制御信号を
同一の時間帯に送信することになるため、隣接する基地
局間で制御信号が干渉し、移動端末と基地局との間の通
信が不能になるという問題が発生する。

【０００５】複数の基地局が一斉に起動された場合に予
想される制御信号の干渉を回避するための技術として、
例えば、特開平６−５４３６３号公報に記載された「移
動通信システムの立ち上げ方式」が知られている。上記
従来方式では、システムの立ち上げ時に、交換機が支配
下にある複数の基地局を順次に指定するためのシーケン
ス番号を送出し、このシーケンス番号の順に基地局が下
り制御信号送信用スロットの検索動作を開始するように
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然るに、上記従来方式
によれば、複数の基地局にそれぞれ異なったタイミング
で制御信号送信用スロットの選択処理を開始させるため
に、これらの基地局を管理する交換機に、選択処理動作
を開始する基地局を特定するための各基地局に固有のシ
ーケンス番号を順次に送出する特殊な機能が必要とな
る。また、上記従来技術では、全ての基地局が他の基地
局と重複することなく、互いにタイミングをずらして制
御信号送信用スロットの選択処理を開始するようになっ
ているため、最初の基地局が制御信号送信用スロットの
選択処理を開始してから全基地局がサービス状態に遷移
するまでの間に、最低、［全基地局数×制御信号送信用
スロット選択処理時間］の準備時間が必要となる。

【０００７】本発明の目的は、複数の基地局が短時間で
サービス状態へ移行可能な移動通信システムおよび制御
用スロットの割当方法を提供することにある。本発明の
他の目的は、他の基地局と競合することなく制御用スロ
ットを自律的に割当可能な移動通信システム用基地局を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各基地局が、それぞれ下り信号用スロッ
ト群と上り信号用スロット群とを含む複数フレームから
なるマルチフレームを生成し、各マルチフレーム中の特
定の制御用スロットで他の基地局と同一周波数のキャリ
アを使用して移動端末に制御情報を送信するようにした
移動通信システムにおいて、各基地局を複数の基地局か
らなるグループと対応付け、１つのグループに属する複
数の基地局に対して起動指令が与えられた場合に、各基
地局が、グループ内の他の基地局とは異なった時間帯を
指定するための割当処理開始タイミングを自動的に決定
し、上記割当処理開始タイミングにおいて、マルチフレ
ーム中の下り信号用スロット群に含まれる空きスロット
を検出し、そのうちの１つを前記制御用スロットとして
割り当てるようにしたことを特徴とする。

【０００９】本発明の特徴の１つは、各基地局が、割当
処理開始タイミングで検出した空きスロットの１つを制
御用スロットとして稼働状態となり、その後の所定のタ
イミングで、制御用スロットの再割当処理を実行するよ
うにしたことにある。割当処理および再割当処理の開始
タイミングは、前記起動指令の受信時点、または前回の
割当処理の実行視点を起点として、割当処理所要時間と
して予め設定された単位時間の整数倍の時間が経過した
時点として算出される。

【００１０】本発明の他の特徴は、移動通信システムを
構成する複数の基地局を複数のグループに分割し、互い
に異なるグループに所属した複数の基地局が、上述した
制御用スロット割当処理を並列的に実行するようにした
ことにある。この場合、グループ化は、移動通信システ
ムを構成する基地局の位置関係に応じて行われてもよい
し、基地局に付与された基地局識別情報に応じて行われ
てもよい。基地局を複数のグループに分けた場合、制御
用スロットの再割当て処理は、グループによって異なっ
たインターバルで実行させる。再割当処理は、複数回繰
り返して行ってもよく、この場合は、各グループにおい
て、再割当処理の都度インターバルを変化させることに
よって、他の基地局との競合を回避する。また、移動通
信システムを構成する複数の基地局を少なくとも２段階
に階層化した形でグループ化し、同一の上位グループに
所属する複数の下位グループにおいて、上述したグルー
プ毎に異なる所定のタイミングでの再割当処理を実行し
てもよい。

【００１１】本発明の他の特徴は、上記制御用スロット
の割当てにおいて、複数マルチフレーム期間にわたって
制御信号の受信状態を観測し、マルチフレーム周期で定
期的に制御信号が検出されたスロットを他局が使用中の
制御スロット、その他のスロットを空きスロットと判定
することによって行うようにしたことにある。複数の空
きスロットの中からの１つの制御用スロットを選択する
方法としては、例えば、互いに連続する空きスロットで
形成される複数の空きスロット群を抽出し、自局で生成
するマルチフレーム中の下り信号用スロット群と重なる
位置にある空きスロット群を選択対象として、各空きス
ロットと該空きスロットを含む空きスロット群の前後に
位置した他局で使用中の制御用スロットとの時間差に基
づいて、複数の空きスロットの１つの制御用スロットと
して選択すればよい。制御用スロットの割当てにおける
不公平を少なくするためには、例えば、各基地局に起動
の都度変化する論理的な基地局識別子を付与し、各基地
局を上記論理的な基地局識別子に応じて何れかのグルー
プと対応づけることによって、グループ内での基地局の
優先順位を変えるようにするとよい。

【００１２】本発明による無線基地局は、例えば無線区
間でＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式のマルチフレームにより信号
送受信を行う信号送受信部と、アンテナから受信される
制御キャリアのレベルを検出するスロット毎に他局が制
御用とし使用中のスロットか否かを識別するための信号
検出識別部と、上記信号検出識別結果を記憶するメモリ
と、プログラムによって制御動作するプロセッサとを有
し、起動指令が与えられた時、上記プログラムによっ
て、該基地局と関係付けられたグループ内の他の基地局
とは異なった時間帯を指定するための割当処理開始タイ
ミングを自動的に決定し、上記割当処理開始タイミング
においてマルチフレーム中の下り信号用スロット群に含
まれる空きスロットを検出し、そのうちの１つを前記制
御用スロットとして割り当てるようにしたことを特徴と
する。

【００１３】

【作用】本発明によれば、各基地局が、グループ内で他
の基地局と競合しないように制御用スロットの割当処理
タイミングを自動的に決定し、所定のタイミングで自動
的に割当て処理を実行するようになっているため、交換
機のような上位の制御装置による制御機能が簡単にな
る。また、複数のグループを形成した場合、異なるグル
ープが並列的に割当処理を実行できるため、多数の基地
局に対して迅速に制御用スロットを割当てることがで
き、システムをすばやく稼働状態にすることができる。
また、一旦稼働状態になった基地局に制御用スロットの
再割当処理を実行させ、この時、他のグループに属した
基地局との競合を回避するようにグループ間で割当処理
開始タイミングを調整することによって、最終的には、
各基地局に他局の干渉のない制御用スロットを割り当て
ることが可能であり、移動端末と間に良好な通信環境を
提供できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明を適用した移動通信システムの構
成と無線区間における電波の伝搬を示す図であり、１１
０（１１０ａ〜１１０ｃ）は無線基地局（ＣＳ）、１２
０（１２０ａ〜１２０ｃ）は、上記各無線基地局が形成
する無線ゾーン（無線基地局と通信可能な範囲）、１０
０（１００ａ〜１００ｃ）は上記無線ゾーン内で基地局
と通信する移動端末、１０００は無線基地局１１０を収
容する交換局、１５００は無線基地局１１０と交換局１
０００とを接続する伝送路、２０００は無線区間をもた
ない有線ネットワークである。各移動端末１００は、無
線基地局１１０、交換局１０００、有線ネットワーク２
０００を介して他の移動端末あるいは固定端末と通信す
る。

【００１５】各無線基地局１１０と無線ゾーン１２０内
の移動端末１００は、電波２００（２００ａ〜２００
ｃ）を利用して、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ（時分割多元接続−
時分割多重）方式で信号を送受信する。図面では、各無
線ゾーン内に移動端末が１つずつ示してあるが、各無線
基地局１１０は、後述する通信フレーム内の複数の通信
用スロットを利用して、ゾーン内に位置した複数の移動
端末と時分割で通信を行うことができる。

【００１６】各基地局１１０は、複数のフレームからな
るマルチフレームを用いてゾーン内の移動端末１００と
通信する。１つのマルチフレームに含まれる複数のフレ
ームは、それぞれ下り信号用のスロット群と上り信号用
のスロット群とからなり、各基地局は、何れかのフレー
ムにおける下り信号用スロット群の中から選択した空き
状態にある１つのスロットを自ゾーン内の下り制御用ス
ロットとし、各フレームの上り信号スロット群に含まれ
る上記下り制御用スロットと対応する位置関係にあるス
ロットを上り制御用スロットとして、これらの上り／下
りの各制御用スロットで、他の無線ゾーンと共通した特
定周波数の制御用キャリア（周波数）を適用して、ゾー
ン内の移動端末と制御情報の送受信を行なう。

【００１７】各基地局には、例えば基地局１１０ａに向
かう矢印で示すように、ゾーン内の移動端末が送信する
本来の電波２００（電波１：２００ａ）の他に、他のゾ
ーンの基地局が発生した電波２１０（電波２：２１０ｂ
ａ、２１０ｃａ）と、他のゾーン内に位置した移動端末
が発生した電波２２０（電波３：２２０ｂａ、２２０ｃ
ａ）が到達する。同様に、各移動端末には、自ゾーン内
の基地が発生した本来の電波１の他に、他ゾーンからの
障害電波２、３が到来する。従って、キャリアが共通す
る制御用信号に着目した場合、隣接する２つのゾーンで
制御用信号の送受信時間帯（制御用スロット）が重複す
ると、自ゾーンで使用する制御信号と他ゾーンから到来
してきた制御信号とが互いに干渉し合い、制御情報の正
常な通信ができなくなる。このような制御信号の干渉を
回避するためには、各基地局が起動時に行う制御用スロ
ットの割当処理（スロット割当処理）において、近接す
る複数のゾーンで同一の空きスロットを下り制御用スロ
ットとして選択しないようなアルゴリズムを必要とす
る。

【００１８】図２は、複数の基地局が同時に起動された
場合に実行される本発明による制御用スロットの割当て
処理の１実施例を示す。本発明では、１つのグループに
属する複数の基地局を同時に起動した場合に、各基地局
がそれぞれ固有の開始タイミングで制御用スロットの割
当処理を開始するようにしたことに特徴がある。

【００１９】ここに示した例では、基地局個別番号
「１」〜「１２」を持つｎ（ｎ＝１２）個の基地局が１
つのグループを構成しており、全基地局に同時に起動指
令を与えた場合に、同一グループに属する複数の基地局
に、それぞれの基地局番号によって決まる所定の待ち時
間が経過した時点で制御用スロットの割当処理を開始さ
せる。例えば、ローカル基地局番号ｉをもつ基地局に、
起動指令を受けた後、ｉ×ｔ（ｔ＝スロット割当処理の
所要時間）の待ち時間が経過した時点で割当て処理を開
始させることによって、各基地局の割当て処理開始タイ
ミングをずらし、その時点で空き状態にある１つのスロ
ットをグループ内の複数の基地局が同時に下り制御用ス
ロットとして選択する可能性を排除する。この例では、
グループ内の基地局の数は「１２」であるから、グルー
プ内の全基地局がスロット割当処理を終了するまでの所
要時間は、ｔ×ｎとなる。

【００２０】本発明の他の特徴は、移動通信システムを
構成する複数の基地局を複数のグループに分け、グルー
プ単位または複数グループの基地局を同時に起動した場
合に、各グループ毎に基地局が固有の待ち時間経過後に
割当て処理を開始するようにしたことにある。

【００２１】グループ毎に起動指令の時間をずらし、１
つのグループに属した全ての基地局が制御用スロットの
割当処理を終了した後に、次のグループに起動指令を与
えるようにすれば、図２に示した手順と同様に、全ての
基地局が互いに異なるタイミングで空きスロットの検出
動作を行うことにあるため、互いに近接した２つの基地
局が同一下り制御用スロットを重複して選択する可能性
は回避できる。

【００２２】複数のグループに同時に起動指令を与えた
場合、異なるグループの複数の基地局が並列的に制御用
スロットの選択動作を行うことになる。この場合、同時
にスロット選択動作を開始する複数の基地局が仮に同一
スロットを選択しても、これらの基地局間に充分な距離
があって互いに干渉のおそれがない位置関係となるよう
に、基地局のグループ分けと各グループ内での基地局の
順位付け（基地局番号の割当て）をしておけば、並列動
作する基地局の数、すなわちグループ数を多くするに従
って、制御用スロットの割当て処理所要時間を大幅に短
縮できることになる。

【００２３】また、上記グループ分けが、同時に処理を
開始する複数の基地局間の干渉可能性回避を完全に保証
できない場合は、以下に説明するように、各グループ内
で上述した基地局固有の待ち時間をおいて制御用スロッ
トの選択動作を行った後、制御用スロットの再選択動作
を繰返すことによって、グループ間で制御用スロット選
択動作のタイミングが分散させる。この方式によれば、
制御用スロットの選択動作を複数のグループで並列的に
実行できるため、システムを迅速に稼働状態にもってい
くことができる。また、一旦、システムが稼働した状態
で、再割当て処理によって制御用スロットを次々と切替
え、最終的には、各基地局が干渉のない制御用スロット
を使用して移動端末と通信できるようになっている。

【００２４】図３は、再割当て処理を含む本発明による
制御用スロット割当て処理の１実施例を示すタイミング
図である。この例では、基地局の総数を「１２」、グル
ープ数ｍ＝４、グループ内の最大基地局数ｎ＝３とし、
基地局個別番号（＝「１」〜「１２」）を基地局と１対
１に対応させたシステム構成において、全てのグループ
に同時に起動指令を与えた場合に、各グループ内で、複
数の基地局が、それぞれの基地局番号の順に互いタイミ
ングをずらして制御用スロットの割当処理５００を開始
し、各基地局が何れかの下り信号スロット群に含まれる
空きスロットの１つを下り制御用スロットとして選択し
て稼働状態になった後、グループ毎に異なる所定のイン
ターバルをおいて制御用スロットの再割当処理５００ａ
を実行することに特徴がある。

【００２５】各グループ毎に、基地局個別番号の若いも
のから順に「Ｌ１」、「Ｌ２」、「Ｌ３」のローカル基
地局番号が与えられているものとすると、この例では、
グループを異にする互いに同一のローカル基地局番号を
もったｍ台の基地局が、起動指令を起点にして計測され
た固有のタイミングで並列的に制御用スロットの割当処
理５００を開始し、割当処理５００が終了した後、各グ
ループ毎に異なる所定のインターバル（時間間隔）をお
いて、制御用スロットの再割当処理を実行している。

【００２６】制御用スロットの割当て所要時間を１単位
間ｔとすると、この例では、再割当処理までのインター
バルΔＴが、グループ０ではＦ×ｔ（ここで、Ｆ＝
８），グループ１では（Ｆ＋３）ｔ、グループ２では
（Ｆ＋６）ｔ、グループ３では（Ｆ＋９）ｔとなってお
り、グループ間でインターバルをｎ（＝３）単位時間ず
つずらしたことによって、全ての基地局が異なったタイ
ミングで再割当処理５００ａを実行できるようになって
いる。この方式によれば、各グループに起動指令を与え
た後、ｎ×ｔ時間でシステムを稼働状態にすることがで
き、一旦稼働した後、（Ｆ＋ｍ×ｎ）ｔ時間後には、各
基地局に他局からの干渉のない制御用スロットを割当て
可能にしている。なお、上記実施例において、再割当て
処理の完了までの時間は、インターバルの最小値を決定
するＦの値を小さくすることによって短縮できる。

【００２７】図４は、再割当て処理を複数回繰り返すこ
とによって最適な制御用スロットを割当てるようにした
本発明による制御用スロット割当て処理の他の実施例を
示すタイミング図である。この実施例では、図３と同一
のシステム構成において、先行する最後の割当処理から
次の再割当処理までの間のガードタイムαをｔとし、各
グループの番号をｊとした場合、前回（ｋ回目）の制御
用スロット割当処理または再割当処理の終了時から次の
再割当処理までのインターバルが、 ΔＴ＝［｛（ｍ−１）×ｔ｝×ｋ＋（ｎ−１）×ｔ］＋
ｊ×ｔ＋α となっている。この例では、第３回目のスロット再割当
処理時に、全ての基地局で処理タイミングがずれた状態
となり、各基地局が他局からの干渉のない最適制御用ス
ロットを選択することができる。

【００２８】上記実施例において、基地局起動の都度、
各グループ内で有効となるローカル基地局番号と基地局
との関係を変更するようにしてもよい。例えば、前回ロ
ーカル基地局番号「０」を持っていた基地局は「１」
に、「１」を持っていた基地局は「２」に、「２」を持
っていた基地局は「０」になるようにすると、グループ
内でのスロット割当処理の開始順位によって決まる制御
用スロットの他局との競合状態を基地局起動の都度、異
なった基地局に分散させることができ、他局と干渉した
制御用スロットを選択したことに起因する稼働直後の通
信品質劣化が特定の基地局に集中するのを避けることが
できる。

【００２９】図５は、上述したスロット割当処理の開始
順位によって支配される他局と競合した制御用スロット
の選択を非固定的にするための他の実施例を示す。

【００３０】この実施例では、基地局の個別番号の代わ
りに基地局論理番号（「１」〜「１２」）によって基地
局をグループ分けし、各グループ内では、論理番号が若
い基地局から順にローカル基地局番号（「０」〜
「２」）を割り当てて、図４に示した実施例と同様、グ
ループ番号とローカル基地局番号によってスロット割当
処理５００と、スロット再割当処理５００ａ〜５００ｃ
のタイミングを決定できるようにしておく。また、各基
地局が、制御用スロットの割当処理または再割当処理の
開始タイミング決定時に、例えば乱数発生器からの出力
によって自分の基地局論理番号を生成し、該論理番号に
基づいて所属するグループとローカル基地局番号を割り
出して、次に実行すべき割当て処理のタイミングを決定
する。

【００３１】図において、太線で示した矢印は、個別番
号「１」をもつ基地局が、起動時に論理番号「５」の基
地局に与えられたタイミングで割当処理を実行し、次
に、論理番号「６」の基地局に与えられたタイミングで
第１回目の再割当処理を実行し、その後、論理番号
「２」と論理番号「９」の基地局のタイミングで、第２
回目、第３回目の再割当処理を実行したことを示す。

【００３２】基地局総数を１２（基地局個別番号上限値
１２）、グループ内最大基地局数ｎ＝３、グループ数ｍ
＝４、ガードタイムα＝ｔとすると、各基地局のｋ回目
の割当処理終了時からｋ＋１回目の再割当処理開始まで
のインターバルは、 ΔＴ＝｛（ｍ−Ｊ−１）×ｋ＋（ｎ−Ｉ−１）｝×ｔ＋
｛ｊ−（ｋ＋１）＋ｉ｝＋α となる。ここで、Ｉ、Ｊは、第ｋ回目の処理における自
局のローカル基地局番号と所属するグループ番号を示
し、ｉ、ｊは、第ｋ＋１回目の処理における自局のロー
カル基地局番号とグループ番号を示す。

【００３３】図６は、制御用スロットの割当て処理の更
に他の実施例を示す。この実施例は、スロットの再割当
処理のタイミングが全基地局で完全にずれた状態となる
前に、予め決められた回数（この例では２回）の再割当
て処理が繰り返された時点で、割当て動作を終了させる
ようにしたことに特徴がある。

【００３４】図７は、制御用スロットの割当て処理の更
に他の実施例を示す。この実施例では、基地局を大グル
ープに分割し、各大グループを更に複数の小グループに
分割し、各大グループ毎に図４に示した方式で制御用ス
ロットの割当処理を並列的に実行し、大グループ内で全
基地局のタイミングがずれた状態となった時点で、割当
て処理を終了させるようにしたことを特徴としている。

【００３５】基地局の位置関係を考慮し、所属する大グ
ループが異なれば互いに干渉のおそれのないようにグル
ープ分けをしておけば、図示したように、異なる大グル
ープに属した複数の基地局が同一のタイミングで制御用
スロットの割当て動作を行った場合でも、互いに干渉の
ないスロットを選択することができ、システム規模が大
きくなった場合でも、短時間で各基地局を稼働状態に推
移させることができる。 なお、図７の実施例におい
て、各大グループは、図４の割当て方式に代えて、図
２、図３、図５、図６に示した他の割当て方式を適用し
てもよい。

【００３６】図８は、上述した制御用スロットの割当て
機能を備える無線基地局１１０の構成を示す。無線基地
局１１０は、アンテナ１１１と、上記アンテナ１１１を
介して移動端末や他の無線基地局からの信号キャリアを
受信すると共に、自局からの信号キャリアを送信する信
号送受信部１１２と、受信された信号の検出と識別を行
うための信号識別部１１３と、送受信データおよびプロ
グラムを保持するためのメモリ１１４と、上記プログラ
ムに従って送受信データの中継、その他の制御動作を行
うプロセッサ１１５と、有線ネットワーク２０００と接
続するために網インタフェース部１１６とから構成され
る。

【００３７】上記メモリ内には、例えば、制御信号の送
受信動作を制御するための制御信号送受信開始処理プロ
グラム４００と、上記処理プログラム４００で利用され
る制御用スロット割当処理プログラム５００と、上記処
理プログラム内で利用される制御キャリア検出結果を保
持するための検出データ保存テーブル６００と、検出結
果を利用して自基地局で使用すべき下り制御用スロット
を選択するための制御信号送信位置決定処理プログラム
７００と、複数基地局同時起動時の制御キャリア干渉を
回避するためのスロット割当処理開始タイミングを決定
するタイミング決定処理プログラム８００と、その他の
プログラム９００およびデータ９５０が保持されてい
る。

【００３８】制御スロット割当処理開始タイミングの決
定は、具体的には、基地局−網インタフェース部１１６
を介して、交換機等の他の制御装置から基地局起動要求
を受けた場合、あるいは自基地局独自で起動操作が行わ
れた場合に、プロセッサ１１５が制御信号送信開始処理
プログラム４００を起動し、同プログラムを実行するこ
とによって制御信号の送受信が開始される。

【００３９】制御スロットの割当ては、具体的には、基
地局−網インタフェース部１１６を介して、基地局起動
要求を受けた場合、あるいは自基地局独自に起動操作が
行われた場合、プロセッサ１１５が制御信号送信開始処
理プログラム４００を起動し、その実行過程でタイミン
グ決定処理プログラム８００を起動して制御スロット割
当処理開始タイミングを決定し、開始タイミングになっ
た時点で制御用スロット割当処理プログラム５００を起
動し、信号受信部１１２によって他の無線基地局または
移動端末から到達する制御キャリアを受信し、信号検出
識別部１１３によって自局の制御信号送信可能スロット
を決定し、送信位置決定処理プログラム７００を起動し
て上記制御信号送信可能スロットを参照しながら使用す
べき下り制御用スロットの選択を行うことによって達成
される。

【００４０】図９は、基地局が実行する制御信号送受信
開始に関する概略的な処理フローを示す。無線基地局１
１０は、起動後、制御用スロット割当処理の開始タイミ
ング決定処理を実行し、制御スロット割当処理の開始タ
イミングを決定する（ステップ８００）。タイマ出力か
ら開始タイミングになったか否かを判定し（４１０）、
開始タイミングになった時点で、もし送受信動作を行っ
ていた場合は、送受信を一旦停止する（４２０）。起動
直後は、送受信動作は行っていないが、制御用スロット
の再割当処理の時点では、送受信動作が行われている可
能性がある。

【００４１】次に、制御用スロットの割当または再割当
処理を行い（５００）、何れかの下り信号スロット群に
含まれる空き状態のスロットの中から、自局で利用する
下り制御用のスロットを決定する。下り制御用スロット
が決まれば、各フレームの上り信号用スロット群の中か
ら、上記下り制御用スロットと対応する位置関係にある
スロットが自動的に上り制御用スロットとして選択され
る。次に、再び制御スロット割当処理開始タイミング決
定処理を実行し（８００’）、次回の制御用スロット再
割当処理の開始タイミングを決定した後、送受信動作を
開始まはた再開する（４３０）。上述した処理は、送受
信停止要求があるまで繰り返される（４４０）。また、
制御用スロットの再割当処理を行わない場合は、処理８
００’は省略される。

【００４２】図１０は、制御用スロットの割当処理５０
０の詳細を示す。無線基地局１１０は、マルチフレーム
の各タイムスロットで、他ゾーンの無線基地局または移
動端末からの制御信号（干渉波；妨害波）を検出した後
（５１０）、送信位置決定処理を実行する（７００）。
送信位置決定処理では、供述するように、干渉波の検出
結果を分析して自局で利用可能なタイミング（スロット
位置）を導出し、複数の候補タイミングの中から唯一の
制御用スロットを決定する。

【００４３】図１１は、制御用スロット割当処理開始タ
イミングの決定処理８００の詳細を示す。なお、ここで
は、図４と図５を参照して説明した割当て方式に関する
制御フローを示すが、その他の方式はこの実施例から容
易に理解できるはずである。

【００４４】開始タイミング決定処理８００では、各基
地局の個別番号と対応するグループ内で有効なローカル
基地局番号ｉを決定する（８１０）。次いで、今回の処
理が起動後に行われる最初の割当処理か再割当処理かを
判定し（８２０）、最初の割当て処理の場合は、現在時
刻を起点とし、上記ローカル基地局番号ｉと予め与えら
れている制御用スロット割当処理所要時間ｔとの積をイ
ンターバルとして、制御用スロット割当処理の開始タイ
ミングを決定した後（８３０）。再割当処理回数カウン
タをリセット（ｋ＝０）し（８４０）、このルーチンを
終了する。

【００４５】今回の処理が再割当処理の場合は、再割当
処理回数カウンタｋと閾値ｒとを比較する（８５０）。
ｋがｒ未満の場合は、基地局個別番号ｉと、システムを
構成する論理的な基地局グループ数ｍとから、自局が所
属するグループ番号ｊを算出（８６０）した後、次の処
理タイミングまでのインターバルΔＴを計算し（８７
０）、再割当回数カウンタをカウントアップ（８８０）
した後、このルーチンを終了する（８９９）。

【００４６】図４に示したように、処理タイミングを固
定された基地局個別番号（またはローカル基地局番号）
と対応して決定する場合は、ｋ回目のスロット割当処理
の終了時点からｋ＋１回目の割当処理までのインターバ
ルは、例えば、 ΔＴ＝［｛（ｍ−１）×ｔ｝×ｋ＋（ｎ−１）×ｔ］＋
ｊ×ｔ＋α で計算できる。

【００４７】一方、図５で示したように、処理タイミン
グをスロット再割当処理の都度変更される基地局論理番
号と対応して決定する場合は、インターバルは、例え
ば、 ΔＴ＝｛（ｍ−Ｊ−１）×ｋ＋（ｎ−Ｉ−１）｝×ｔ＋
｛ｊ−（ｋ＋１）＋ｉ｝＋α で計算できる。ここで、αはガードタイムであり、Ｉ、
Ｊは、ｋ回目の処理において基地局論理番号から求めた
自局のローカル基地局番号と所属するグループ番号を示
し、ｉ、ｊは、ｋ＋１回目の処理における自局のローカ
ル基地局番号とグループ番号を示す。なお、基地局論理
番号Ｉ、ｉは、ステップ８１０で、例えば乱数発生器を
利用して生成すればよい。閾値ｒは、システム規模とグ
ループ数によって異なり、各基地局のスロット割当処理
タイミングが他局と競合しない状態になる迄の繰返し回
数ｎによって決まる。

【００４８】ステップ８５０で、再割当回数カウンタｋ
の値がｒに等しかった場合は、ｒ回目の割当処理の終了
以降のスロット再割当処理間隔ΔＳを求める（８９
０）。

【００４９】ΔＳは、Δｓ＝｛（（ｍ−１）×ｔ）×ｒ
＋ｎ×ｔ｝以上とすることによって、制御キャリアの干
渉を回避できる。

【００５０】上記実施れでは、基地局番号から自動的に
グループ分けする形態を採用しているが、基地局の実際
のレイアウトを考慮し、例えば、同一のローカル番号が
与えられて同一のタイミングで制御用スロットの割当処
理を実行する複数の基地局が、互いに干渉のおそれのな
い充分に離間した位置関係の基地局となるようにグルー
プ分けしておき、各基地局が、自分の基地局個別番号と
共に所属するグループ番号とローカル番号を予め記憶し
ておくようにしてもよい。

【００５１】図１２は、制御用スロットの割当処理５０
０における送信位置決定処理７００の１実施例を示す。
この実施例では、複数の基地局がそれぞれ独自のタイミ
ングでマルチフレームを生成してゾーン内の移動端末と
通信する移動通信システムを前提とする。この場合、制
御用スロットを選択動作する各基地局では、自局で生成
したマルチフレームと他局で使用するマルチフレームの
位相がずれていることに注意を要する。

【００５２】図１０に示した制御用スロットの割当処理
５００において、ステップ５１０で観測される干渉波に
は、他の基地局が送信する制御信号（他局で使用中の下
り制御用スロット）と、他ゾーンの移動端末が送信する
制御信号（上り制御用スロット）とが混在しており、前
者は自局での下り制御用スロット選択対象から除外され
るが、後者は自局での下り制御用スロットとして利用可
能である。従って、自局で生成したマルチフレームの各
フレームにおいて、下り信号用スロット群で空き状態の
スロットを見つける時、干渉波が検出されたタイムスロ
ットが他局で下り制御用として使用中のスロットか上り
制御用として使用中のスロットかを識別する必要があ
る。

【００５３】本実施例では、他局が下り制御用として使
用中のスロットではマルチフレーム周期で定期的に制御
信号が検出され、上り制御用として使用中のスロットで
は不定期的に制御信号が検出されることに着目し、上記
ステップ５１０において、複数マルチフレーム期間にわ
たって、各タイムスロットでの干渉波の有無を検出す
る。各マルチフレーム毎の観測結果を検出データ保存テ
ーブル６００に保持しておき、観測対象とした全てのマ
ルチフレームで干渉波が検出されたスロットは他局で下
り制御用として使用中のスロット、それ以外のスロット
は空きスロットと判断してよい。自局で生成したマルチ
フレームのフォーマット上で、連続する空スロットを１
つの空スロット群とすると、テーブル上に複数の空スロ
ット群を見出すことができる。

【００５４】図１２に示した送信位置決定処理では、こ
のようにして検出した空きスロット群において、自局に
とって下り信号用スロット群となる位置にある空きスロ
ットについて、下り制御用スロットとしての最適度を示
すための評価値を計算する（７１０）。上記評価値は、
例えば、評価対象となるスロットを含む空きスロット群
の前後に位置した他局使用中の下り制御用スロット（隣
接制御用スロット）と上記対象スロットとの時間差の関
数である所定の評価関数を採用して求める。

【００５５】評価関数としては、例えば、対象スロット
と上記隣接制御用スロットとの時間差が大きいもの程、
評価値が小さくなるような関数を適用し、最小の評価値
をもつスロットを各空きスロット群を代表する空きスロ
ット候補とする（７２０）。

【００５６】上記評価関数としては、例えば、各空きス
ロット群の先頭スロットの番号を１、最終スロットの番
号をｐ、評価対象となる任意のスロットのスロット番号
をｉとした場合、Ｊ＝（ｉ−１）（ｉ−ｐ）で表される
評価関数を適用できる。

【００５７】１つの空きスロット群に同一評価値をもつ
複数の空きスロット候補があった場合（７３０）は、例
えば、スロット番号の小さい方のスロットをその群の代
表にする（７４０）。次に、マルチフレーム上の複数の
空きスロット群から選ばれた空きスロット候補の中か
ら、評価値が最も小さいスロットを選択し、自局の下り
制御用スロットとする（７５０）。もし、最小評価値の
空きスロット候補が複数あった場合（７６０）は、スロ
ット番号の小さいものを自局の下り制御用スロットに選
ぶ（７７０）。

【００５８】上記手順によって、例えば或る下り信号用
スロット群の第ｉ番目のスロットが下り制御用スロット
として決定されると、各フレームの上り信号用スロット
群における第ｉ番目のスロットが上り制御用スロットと
なり、残りの上り／下りスロットが通信用タイムスロッ
トとして割り当てられる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、複数の基地局を一斉に
起動した時、基地局を制御する上位の装置（例えば交換
機）から個別にタイミングを指示する必要なしに、各基
地局に制御用スロットの割当処理を実行させることがで
きる。また、基地局を複数のグループに分割し、複数の
グループに並列的に制御用スロットの割当処理を実行さ
せることによって、移動通信システムを迅速に稼働状態
に移行することができ、稼働状態にある基地局に制御用
スロットの再割当処理を行わせることによって、最終的
には、各基地局が他局との干渉のない制御用スロット割
当てを行うことができ、良好な通信サービスを実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する移動通信システムと無線区間
を説明するための図。

【図２】本発明による制御用スロット割当処理の第１の
実施例を示すタイミング図。

【図３】本発明による制御用スロット割当処理の第２の
実施例を示すタイミング図。

【図４】本発明による制御用スロット割当処理の第３の
実施例を示すタイミング図。

【図５】本発明による制御用スロット割当処理の第４の
実施例を示すタイミング図。

【図６】本発明による制御用スロット割当処理の第５の
実施例を示すタイミング図。

【図７】本発明による制御用スロット割当処理の第６の
実施例を示すタイミング図。

【図８】本発明による基地局の構成の１例を示す図。

【図９】制御信号送受信開始処理４００の１実施例を示
すフローチャート。

【図１０】制御用スロットの割当処理５００の１実施例
を示すフローチャート。

【図１１】スロット割当処理の開始タイミング決定処理
８００の１実施例を示すフローチャート。

【図１２】送信位置決定処理７００の１実施例を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１００…移動端末、１１０…無線基地局、１１１…アン
テナ、１１２…信号送受信部、１１３…信号検出識別
部、１１４…メモリ、１１５…プロセッサ、１１６…基
地局−網インタフェース部、１２０…無線ゾーン、３０
０…ローカル基地局番号、３５０…グループ、４００…
制御信号送信開始処理、５００…スロット割当処理、６
００…検出データ保存テーブル、７００…送信位置決定
処理、８００…タイミング決定処理、１０００…交換
局、１５００…基地局−交換局間伝送路、２０００…有
線ネットワーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−253326（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260989（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−188823（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109433（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−54363（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−130764（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 (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の基地局からなり、各基地局が、それ
   ぞれ下り信号用スロット群と上り信号用スロット群とを
   含む複数フレームからなるマルチフレームを生成し、各
   マルチフレーム中の特定の制御用スロットで他の基地局
   と同一周波数のキャリアを使用して移動端末に制御情報
   を送信するようにした移動通信システムにおいて、各基
   地局が、それぞれの基地局番号、或いは起動の都度乱数
   により決まる論理的な基地局番号を有し、上記論理的な
   基地局識別子に応じて何れかのグループと対応づけら
   れ、起動時に同一グループ内の他の基地局とは異なった
   時間帯を指定するための割当処理開始タイミングを決定
   し、上記割当処理開始タイミングにおいて、マルチフレ
   ーム中の下り信号用スロット群に含まれる空きスロット
   を検出し、そのうちの１つを前記制御用スロットとして
   割り当てることを特徴とする制御用スロットの割当方
   法。
2. 【請求項２】 移動無線に使用される基地局において、制
   御用スロットを割り当てる際に、前記基地局が所属する
   グループ内の他の基地局とは異なった割当処理開始タイ
   ミングを決定する手段と、前記割当処理開始タイミング
   において下り信号用スロット群に含まれる空きスロット
   を検出する手段と、前記検出された空きスロットのうち
   少なくとも１つを前記制御用スロットとして割り当てる
   手段とを備えたことを特徴とする基地局。
3. 【請求項３】 複数の基地局からなり、各基地局が、それ
   ぞれ下り信号用スロット群と上り信号用スロット群とを
   含む複数フレームからなるマルチフレームを生成し、各
   マルチフレーム中の特定の制御用スロットで他の基地局
   と同一周波数のキャリアを使用して移動端末に制御情報
   を送信するようにした移動通信システムにおいて、各基
   地局を複数基地局からなるグループと対応付けておき、
   １つのグループに属する複数の基地局に対して起動指令
   を与えた時、各基地局が、グループ内の他の基地局とは
   異なる割当処理開始タイミングを決定し、上記割当処理
   開始タイミングにおいてマルチフレーム中の下り信号用
   スロット群に含まれる空きスロットのうちの１つを下り
   制御用スロットとして選択し、マルチフレームを構成す
   る各フレームの上り信号群のうち上記下り制御用スロッ
   トと対応した位置関係にあるスロットを上り制御用スロ
   ットとして指定し、上り／下りの各信号用スロット群中
   の残りスロットを各移動端末対応の情報通信用スロット
   として利用するようにしたことを特徴とする移動通信シ
   ステム。