JPH01120135A - 移動体通信の無線チャネル切替方法とシステム - Google Patents

移動体通信の無線チャネル切替方法とシステム

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JPH01120135A
JPH01120135A JP62277732A JP27773287A JPH01120135A JP H01120135 A JPH01120135 A JP H01120135A JP 62277732 A JP62277732 A JP 62277732A JP 27773287 A JP27773287 A JP 27773287A JP H01120135 A JPH01120135 A JP H01120135A
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JP62277732A
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Sadao Ito
伊藤 貞男
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は移動体通信における無線通信チャネルの切替時
において、他チャネルへの干渉妨害を防止するための方
法およびシステムに関する。
ざらに具体的には、小ゾーン構成を用いる移動体通信に
おいて、通信中の移動端末が移動することにより、対向
して通信している無線基地局との通信品質が劣化したと
き、近傍に存在しかつ通信品質を満足させる他の無線基
地局との間で新しく通信チャネルを設定し、それまで使
用していた通信チャネルを解除する場合に他チャネルへ
の干渉妨害を防止するための方法とシステムに関する。
ざらに、同一の無線ゾーンにおいて、近傍で交信中の第
3者の無線チャネルの影響が、その第3者の移動にとも
ない大きくなり、自通信の通信品質が劣化したとき、同
一の無線基地局との間で新しいチャネルに切替えて通信
チャネルを設定し、それまで使用していた通信チャネル
を解除するいわゆる通信(話)中チャネル切替時におい
て、他チャネルへの干渉妨害を防止する方法と、システ
ムに関する。
[従来の技術7 従来のこの種の技術は、たとえば現在商用サービス中の
NTT (日本電信電話■)の自動車電話方式の中で採
用されている。この場合、自動車内に搭載された移動無
線機は、自動車の走行により通話の相手局の無線基地局
から遠ざかり、たとえば、無線基地局から5〜7Fa以
上になると電波の受信入力電界値が低下するので、通話
品質の劣化が発生する。そのため小ゾーン構成では、サ
ービス・エリア内に無線基地局が互いに10〜12触間
隔に設置されている。したがって、自動車の現在位置の
近く(5〜6KIR以内)に別の無線基地局が存在して
おり、この新無線基地局と移動無線機との間で別の無線
チャネルを使用して通話を継続させている。以下、文献
 伊藤他゛自動車電話方式の概要”日本電信電話電気通
信研究所 研究実用化報告 Vol、26  No、7
 1977 1827〜1828iを用いて具体的に説
明する。第11A図は上記の文献から引用したもので、
同図に示されているように、自動車電話方式ではサービ
スエリアを多数の小無線ゾーンに分割し、各無線ゾーン
ごとに無線基地局を設置する。無線基地局には、そのゾ
ーン内の交通口等から推定した通話トラヒックに応じた
数の通話用送受信機と、その無線基地局が屈する制御ゾ
ーン内のυ1wJトラヒックに応じた数の制御用送受信
機を配置する。
士数個の無線ゾーンを集めて制御ゾーンを構成し、無線
回線制御局を設置する。無線回線制御局は配下にある各
無線基地局の無線回線を管理し、また無線基地局を介し
て発着呼時の移動無線機の所在する無線ゾーンを検出し
て、移動無線基地局間の回線設定および切替指令などの
機能を果たす。
自動車電話交換局に対しては、一般電話網に準じて無線
系とインタフェースが可能なように、無線区間の信号を
既存の交換網で使用される信号形式へ変換する機能をも
つが交換機能はない。したがって、無線回線に対応した
4線回線は無線基地局より無線回線617111局を経
由して交換機に収容される。
自動車電話交換局は、一般電話網と無線回線制御局とを
結ぶ中継交換機能と、自動車電話加入者の発着信接続、
課金処理など加入者交換機能をもっている。DIO形電
子電子交換機用されている自動車電話交換局の階位は、
自動車電話サービス実施の最小の範囲として中心局区域
を想定することから、中心局相当の階位とされている。
さて、無線回線制御局では、通話品質の劣化が生じると
、移動無線機の周辺の複数の無線基地局に対し移動無線
機の送信電波を受信させ、このうちの特定の無線基地局
に移動無線機との間で新しく無線チャネルを設定させれ
ば所望の通話品質を維持し得ると判断したときには、新
チャネルの設定を移動無線機と無線基地局との間で行わ
ぜる。
第11B図には、このような動作をする従来のシステム
の構成概念図が示されており、これを用いて説明する。
第118図において、4つの円で囲まれた半径5〜7−
程度の各ゾーン14A、148.14G。
14Dを自動車電話のサービス・エリアとし、いま自動
車内に搭載されたー移動無線機15がゾーン14A内の
無線基地局13Aと交信中でおるとする。自動車はゾー
ン14Aからゾーン14Cの方向へ走行中であるので、
無線基地局13Aと移動無線1115との間の相対的距
離は大きくなりつつある。交信は継続中であるとし、自
動車はゾーン14Aよりゾーン14C内へ移行したとす
ると、無線基地局13Aと移動無線v115との間の距
離は5〜7触以上となり、相互の受信電波の入力電界値
は低下し、一定の伝送品質以下に低下するに至る。この
品質劣化の状態は、常時、無線回線制御局12で監視さ
れており、品質が一定基準以下に低下した時点で無線基
地局13Aの周辺の無線基地J:13B、13Cおよび
13Dに対し、無線基地局13Aと移動無線機15との
間で使用中の無線チャネル(チャネルCH1と仮定する
)の品質を測定するように要請する。この要請を受けた
無線基地局13B、13Cおよび13Dでは、それぞれ
自己の無線チャネル探索用受信機(図示せず)をチャネ
ルCH1に同調させて信号を受信し、その状態を、無線
回線制御局12に報告する。この報告を受けた無線回線
制御812では、無線基地局138,130.および1
3Dの受信入力電界EB、Eo、およびE、の値を比較
し、EC〉EB、Ec>EDであり、かつECが伝送品
質の点からみても一定の品質が確保されていることを確
認すると、無線回線制御局12はゾーン14Aからゾー
ン14Gへ移行したものとみなし、ゾーン14Aで使用
していた無線のチャネルCHIを切断し、これにかえて
ゾーン14Gの無線基地局13Cで使用可能な無線チャ
ネルのうち、未使用のチャネル(チャネルCH10を仮
定)を使用させる手続き、すなわち通話中チャネル切替
を始める。
以下、文献 古用他“自動車電話無線回線制御”日本電
信電話電気通信研究所 研究実用化報告Vo1.26.
No、7 1885頁を参照しながら説明する。
(1)チャネル切替信号は、無線回線制御局12と各無
線基地局13との間は各伝送路16に含まれた制御線を
用い、各無線基地局13と移動無線機15との間は無線
による通話チャネルとする。
(2)チャネル切替信号は、以前通信をしていた、たと
えば無線基地局13Aより、移動無線機15宛に送信し
、無線導通試験トーンは、新たに切替えようとする、た
とえば無線基地局13Gより移動無線Ia15宛に送出
する。
(3)移動無線1115において、たとえば、他チャネ
ルからの電波干渉妨害により無線導通試験トーンが受信
できないときは、無線基地局13Aとの間に設定されて
いる旧通話チャネルに戻って通話を継続する。
以上の(1)〜(3)がNTTで現用されている通話中
チャネル切替であるが、これらの説明から明らかなよう
に通話者すなわち自動車電話利用者には、つぎのような
雑音が通話に混入することになる。すなわち、 (a)前記の(1)による切替のための制御信号(この
場n3ooビット/秒のディジタル信号)が相手話者の
信号の切断された後に通話中のチャネルに挿入される形
で受信機の出力に現われるので、300H2程度の可聴
音として通話中に混入し、この間通話断となる。
(b)前記(2)の通話試験中は雑音の混入はないが無
音となり、この期間中相手の音声は自分に伝わらず、ま
た自分の音声も相手に伝わらない(通話断)。
以上の(a)、(b)による通話断の継続時間は0.7
〜0.8秒と言われている。一方、無線回線制御局12
では無線基地局13Cに対し、両者間の伝送路16Cを
通じて、移動無線機15とたとえばチャネルCHIOを
用いて通話を開始するように指示する。この指示も上記
の導通試験と同一時刻に実施されるので、この瞬間より
、無線基地局13Aは、移動無線機15との通信を終了
し、代って無線基地局13Gは移動無線機15との通信
を開始する。また、無線回線制御局12は、電話網10
の交換機11に対し各無線基地局13を電話網10と接
続するための交換機11内の通話路スイッチSWを無線
基地局13Aから130へ切替えるように要求している
。すなわち、第11B図の通話路スイッチSWでA−4
スイツチをオフしくブランクの3角で表示)、C−4ス
イツチをオンにする(黒の3角で表示)。
チャネル切替時に、他チャネルからの干渉妨害のある場
合には、以上の動作を何回かくり返す必要がおるものの
自動車内で移動無線機15を使用して、電話網10内の
任意の電話機と、自動Φがゾーン14A、14B、14
C,14Dのどこに移動しても通話が継続されることに
なる。
かくして、使用者(通話者)はサービス・エリア内でお
れば自動車の走行中いつでも、どこへでも電話がかけら
れるという技術的保証を与えられたことになり、実際の
サービスでは、この技術を駆使したサービスが行われて
いる。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述のNTTが実施している通話チャネ
ル切替法では、無線チャネルの切替時に通話が一時的に
(0,7〜0.8秒間)切断されるほか、通話信号以外
の制御信号(300ビット/秒)の一部が混入し耳ざわ
りであるという欠点がある。このような通話回線の一時
断や雑音の混入があると、通話の内容が音声であるとき
には聞きなおしを行うことなどで、補うことができるた
めに、あまり大きな障害とはならないが、自動車内にフ
ァクシミリ端末を搭載し送受信に使用した場合には、動
作中にチャネル切替があると、たとえば1分ファクシミ
リでは、紙面の0.8/60の部分が黒線(または白線
)となって現われ受信画質が大幅に劣化するという欠点
があった。またデータ通信の場合には、たとえば120
0ボーのデータ信号では、1000ビツト程度の信号が
欠落するので再送などの手続きが必要となった。
なお、耳ざわりの雑音を除去するために、チャネル切替
中無音にしたり、帯域外信号を用いたりする方法もある
が、耳ざわすな雑音を除去するという目的は達成できて
も、回線断の時間は依然として存在するから、ファクシ
ミリやデータ信号への悪影響の除去にはまったく効果が
ないという問題点が残されていた。
また、以上に説明した通信(話)中チャネル切替えにと
もなう雑音ないし回線断の影響は、ゾーンの大きざが小
さくなればなるほど大きくなる。
すなわち、周波数の有効利用のために、一つの無線基地
局が交信可能なゾーンの大きざを前述の半径5階から半
分の2.5に/Itに縮小すると、自動車電話を使用中
にチャネル切替を行わねばならない確率は、前者が12
%程度だったものが、後者では25%と2倍以上に増加
する。もし、半径を1゜5触とすると確率は100%以
上になる。以上の計算は自動車の車速が30KI!t/
時1通話時分2分で道路を右、左折することなく走行す
るとして求めた例である。また、携帯電話では、一つの
無線基地局の交信可能エリアを半径25m程度と極小ゾ
ーン化した方式が提案されている(伊藤“携帯電話方式
の提案−究極の通信への一つのアプローチ−゛′電子通
信学会 技術報告 C8研究会 86年11月 C38
6−88および“携帯電話方式″特願昭62−6402
3>。
このようにシステム設計された携帯電話機を自動車内に
持込み、これを用いて発着呼動作を行わせたとすると、
発生する通信(話)中チャネル切替の確率は非常に大き
なものになり、したがって通話中に受ける雑音や回線断
も多数回かつ継続時間も非常に大きくなり、実用不可能
となる可能性も増大する。
また、同一ゾーン内においても自己または他のシステム
の無線機より電波妨害が発生し、現在使用中の無線チャ
ネルを継続して使用することが不可能となる場合がある
。この場合においては、通信相手の無線基地局は変更せ
ずに、使用チャネルだけを変更することになるが、技術
的には、ゾーン移行にともなう通話チャネルの切替と、
はぼ同等の動作が必要であり、したがって、切替中には
雑音の発生や回線断の影響も同様にこうむることになる
以上に加えて通話中チャネル切替により新通話チャネル
へ移行しようとした際に、他チャネルからの干渉妨害が
あると、旧通話チャネルに戻って通話を継続しなければ
ならないという欠点があった。すなわち、この場合に通
話品質が一定品質以下の状態が継続しているから、改め
て通話中チャネル切替動作を開始しなければならない。
これはチャネル切替にともなう通信の一時断の回数を増
加させるほか以下に説明する無線回線の所要制御能力を
増大せしめる方向に作用することになる。
また、無線回線の所要制御能力を小ゾーン化が進む程極
端に増大させる必要があり、従来のシステムを用いた制
御法では、小ゾーン化に一定の限界があり、それ以上に
小ゾーン化することは、制御能力からできなかった。そ
れは移動無線機と無線基地局側(移動体間でもよいが)
で無線回線の設定あるいは解除または通話チャネル切替
を行う場合には、後述するように制御能力として高度で
かつ迅速な処理能力が求められ、これを従来のように多
数の移動体(移動無線機)を含むシステムにおいて一ケ
所(無線回線制御局)で集中して行う方法では、小ゾー
ン化が進むにつれて、装置間でヤリとりする制御信号の
遅延時間の問題があり、32装置に与えられている制御
能力を越えてしまうからである。これを克服するため制
御能力の高い装置を導入すると高コストになるだけでな
く、システムの拡張やサービス仕様の変更等がある乏ハ
ードウェアならびにソフトウェアの変更に膨大な費用を
要することになるという大きな問題点があった。
[問題点を解決するための手段] 無線送受信機を具備する複数の無線基地局と、この複数
の無線基地局がカバーするサービス・エリア内を移動し
ながら交信する1個の送信機、1個の受信機を有する移
動無線機において、それぞれ受信ミクサを有する無線受
信回路と、送信ミクサを有する無線送信回路と、無線受
信回路の受信ミクサに2つの周波数を印加して2つのチ
ャネルの信号を切替受信することのできるシンセサイザ
を含む切替受信手段と、無線送信回路の送信ミクサに2
つの周波数を印加して2つのチャネルの信号を切替送信
することのできるシンセサイザを含む切替送信手段と、
切替動作中に新チャネルの電波干渉の有無を調査し、干
渉が認められる場合には、制御信号を送出し干渉妨害を
与えている同一システム内の他の無線基地局および移動
無線機に対して、送信信号を自移動無線機(または無線
基地局)の送信する以外の時刻に行うように要請するこ
とが可能であるほか、無線チャネルの設定ならびに解除
をし、通信中に無線チャネルの切替などを行わせる制御
部とを有する移動無線機と、−般の電話網と移動無線機
との間の通信を無線基地局を介して交換する関門交換機
とを含むシステムを構成し、従来、制御の一元化のため
に設@されていた無線回線制御局を廃しても、干渉妨害
の少なく、かつ制御能力にすぐれた従来と同等以上の機
能を有するシステムを構築することを可能とした。
[作用] 1つの輝線基地局と移動無線機とが、1つのチャネル(
旧チャネル)を用いて交信している最中に、通信の品質
が一定値以下になった場合には、移動無線機または無線
基地局の判断により、一定の通信品質を満足することの
できる他のチャネルまたは他の1つの無線基地局との間
で他の1つのチャネル(新チャネル)に切替えて交信す
る場合に、それに先立って、旧チャネルの通信信号を関
門交換機により新チャネルにも伝送して切替受信手段と
切替送信手段とを通信信号に影響を与えない速度で切替
えて、旧チャネルと制御チャネルあるいは新チャネルと
を一時的に並行して送受信するようにし、その間に対向
して通信するYr無線基地局の選定と新チャネルを決定
するための動作をし、新チャネルの品質を調査した結果
干渉妨害が発生しているときは、原因となっている同一
システム内の無線機に対し防止策をとるように要請し、
その結果新チャネルの品質が改善して一定レベル以上で
あることを確認すると、切替動作を終了して、新チャネ
ルのみによって交信するようにした。
したがってチャネル切替による通信の瞬断を生ずること
がなくなった。ざらに、無線回線の設定など制a機能を
移動無線機、関門交換機と無線基地局とに分散化し、制
御を行う必要のおる場所ごとに処理し、制御信号の伝送
による遅延時間を実質的に除去したことにより、制御能
力のオーバフローなどによる制御能力の不足を除去した
関門交換機および無線基地局と移動無線機との間のこれ
らの制御機能は、通話信号の他に制御信号を用いて相互
に交信することによって実現可能とした。
[実施例] 第1A図、第1B図および第1C図は、本発明の一実施
例を説明するためのシステム構成を示している。
第1A図において、10は一般の電話網であり、そこに
は一般電話用の交換fi11が含まれている。
20は電話網10内に含まれている一般電話用の交換機
11と無線システムとを交換接続するための関門交換機
である。関門交換機20は複数の無線基地局30ヤ多く
の移動無線機と一般電話網に収容されている電話機とを
接続するものであり、そこには、説明の便宜上から示さ
れた無線基地局30−1や30−2の2局間の制御信号
の授受を行うと共に、通信路の設定解除等を制御する通
話路制御部21と、通話路制御部21に制御されて各無
線基地局30−1.30−2と関門交換機20および交
換機11との間の接続をなすための通信路切替に必要な
スイッチ群23とが含まれている。
第1B図には、各無線基地830−1.30−2との間
で交信をする移動無線機50が示されている。アンテナ
部に受けた受信信号は受信ミクサ63と受信部53を含
む無線受信回路68に入り、その出力である通信信とは
、制御部58と電話機部59に入力される。電話機部5
9から出力される通信信号は、送信ミクサ61と送信部
51とを含む無線送信回路66に印加され、送信信号は
アンテナ部から送出されて、無線基地局30によって受
信される。
また、通信中の通話品質を常時監視し劣化したときは、
それを制御部58へ報告する通信品質監視部56や、通
信中における干渉妨害の有無を監視し、−足回以上の干
渉妨害を検出した場合には、それを制御部58へ報告す
るほか、制御部58が妨害発生源の送信el(自システ
ム内の)に対し、反復継続送信の要請や自送信機に対し
反復継続送信のためのタイミングの決定等を行うとき必
要な情報を提供する干渉妨害検出部62ヤ自己の移動無
線11150のIDを記憶したり、自分がどのゾーンに
居るかを識別し、また記憶するID・ロームエリア情報
照合記憶部54、および他の移動無線機と同一のチャネ
ルを低速切替モードで共用するときに必要な同期信号を
抽出するための同期信号抽出回路52が図示のごとき結
線を有して具備されている。
この移動無線機50には、ざらにシンセサイザ55−1
.55−2.55−3および55−4と、切替スイッチ
64−1.64−2と、切替スイッチ64−1と64−
2を、それぞれ切替えるための信号を発生する受信切替
用制御器65Bおよび送信切替用制mt器67Bが含ま
れており、シンセサイプ55−1〜55−4と両切替用
制御器65Bおよび67Bは制御部58によって制御さ
れている。各シンセサイザ55−1〜55−4には、基
準水晶発振器71から基準周波数が供給されている。
第1C図には移動無線機50との間で交信する無線基地
局30(たとえば30−1>が示されており、第1B図
に示した移動無線機50の構成とほぼ同じであり、異な
っているのは、ID・ロームエリア情報照合記憶部54
(第1B図)がなく、自己および通話先のID番号を識
別し記憶するためのID識別記憶部34を有し、電話機
部59(第1B図)がなく、電話機部59の代わりをな
す関門交換機20へのインタフェース39が設けられて
いる点である。
第1C図の第1B図に対応する各構成要素を以下に列記
し、各機能の説明は省略する。ここで()内の数字は、
第1B図の対応する各構成要素の番号である。
送信部31 (51)  受信部33 (53)シンセ
サイザ35−1〜35−4 (55−1〜55−4) 通信品質監視部36 (56) 制御部3B (5B) 基準水晶発振器40(71) 送信ミクサ41 (61) 干渉妨害検出器42 (62) 受信ミクサ43 (63) 無線送信回路46 (66) 無線受信回路48 (68) 移動無線機50が自動車の移動にともない、無線基地局
30−1と交信していたときに、無線基地局30−2と
交信するように通話(通信)チャネルを切替える場合の
動作を説明する。なおこの中で、本発明の特徴であるチ
ャネル切替にともなう瞬断が全くないことや干渉妨害の
軽減動作ざらに無線回線制御装置等独立した制御装置を
必要しないことも、あわせて説明する。
最初に移動無線機50の具備する機能のうち、制御部5
8の機能について説明する。ル1[御部58では、まず
基本機能としてつきの機能を具備している。
1)自己の移動無線機50の送受信部51.53に対し
、電波の送信の発射又は停止の指令および送信電力レベ
ルの制御。
ii)同一システム内の他の移動無線機または無線基地
局からの要請にもとずく自無線送信回路66の反復継続
送信の開始または停止、送信タイミングの制御。
1ii)自己の移動無線機50の受信部53に対し、電
波の受信指示又は停止の指令。
iV) N詰機部59に対し、ダイヤル信号送出可否指
令および音声の送受信指令。
■)シンセサイザB1’55−1〜55−4に対し発振
周波数(チャネル)指定と、発振指令および停止指令。
vi)受信および送信切替用制御器65B、67Bに対
し、切替指令および選択指令。
vii)信品質監視部56からの情報による使用チャネ
ルの変更適否の判断。
viii)干渉妨害検出器62がらの情報による使用チ
ャネルの変更適否の判断あるいは妨害発生源の送信機(
自システム内の)に対し反復断続送信の要請や自無線送
信回路66に対し反復継続送信のためのタイミングの決
定等の機能。
1x)ID・ロームエリア情報照合記憶部54からの情
報により、通信すべき相手方IDの確認および使用チャ
ネルの決定。
X)サービス種別の上位の移動無線機に対する通話チャ
ネルの譲渡。
xi)受信(送信)切替用制御器65B、67Bに対し
、オン・オフのデユーティ条件およびタイミングの決定
xii )制御御決定に関して、無線基地局30より上
位にあること。これは制御上の判゛断について無線基地
局30と相違した時には、無線基地局30に対して主導
権を行使可能とすることである。
つぎにi)〜xii)の機能を複合して使用することに
より、つきの応用機能を具備することができる。
1)自己の移動無線機50の周辺で動作−中の他の移動
無線機や他の無線基地局で使用している無線チャネルを
ID・ロームエリア情報照合記憶部54に記憶させ、発
呼または通信チャネルの切替えのときに活用する。
2)XDおよびxii )の機能の一つの応用として、
通話トラヒックの輻較時において、発呼の抑圧、使用チ
ャネルの切断もしくは、早期終了勧告の実施。ざらにv
iii)と関係させて通話トラヒックが閑散な場合は、
干渉妨害検出器62からの情報により使用チャネルを変
更し、輻較時においては自システム内の妨害発生源の送
信機に対し反復断続送信の要請や自無線送信回路66に
対し反復断続送信を実施させる。
3 ) i)、 vii ) 、 viii)の機能を
用い、自己の移動無線機50に対する最適送信レベルの
設定。
4)3)の機能の一つの応用として、ディジタル信号の
伝送に対し、最適信号速度を決定すること。
5)通信の種類(電話、FAXデータなど)により最適
使用チャネルを決定する。
また、他のゾーンへ移行することにともなう制御機能と
しては、 6)通信中チャネル切替後の新無線基地局30の選定。
7)関門交換機20に対しては、無線基地局30経出で
通話路のスイッチ群23の開閉および通話(信)路の並
列使用要求の実施。
以上の制御機能を一言で表現すれば、従来技術において
用いられていた第11B図の無線回線制御局12の機能
の一部を移動無線機50へ収容したということである。
このことは最近進歩の著しい超LSI技術を使用しては
じめて可能となるものであり、いわば移動無線機のイン
テリジェント化と表現することができる。しかしながら
、従来技術を用いて、移動無線機をインテリジエン1〜
化したとしても、その効用には限界がおり、とくに無線
回線制御の能力の向上や、通話中チャネル切替時の瞬断
の除去には全く効果がなく、本発明による方法を用いて
始めて名実ともにインテリジェントされるということに
なる。
つぎに無線基地局30にある制御部38の機能につき説
明する。
制御部38では、まず基本機能として、つぎの機能を具
備している。
i)自己の無線基地局30の送信部31に対し、電波の
送信の発射または停止の指令および送信電力レベルの制
御。
11)同一システム内の他の無線機よりの要請にもとず
く自無線送信回路66の反復断続送信の開始または停止
と送信タイミングの制御。
1ii)自己の無線基地局30の受信部33に対し電波
の受信指示または停止の指令。
iv)関門交換v120に対し、ダイヤル信号送出可否
の通知、音声の送受話可否の通知。
■)シンセサイザ群35−1〜35−4に対し発振周波
数(チャネル)指定と、発振指令および停止指令。
vi)受信および送信切替用制御器45B、47Bに対
し、切替指令および選択指令。
vii)通信品質監視部36からの情報による使用チャ
ネルの変更適否の判断、ならびに品質情報を対向する移
動熱Ij!機へ伝達することの可否の判断。
viii)干渉妨害検出器42からの情報による使用チ
ャネルの変更適否の判断、あるいは妨害発生源の自シス
テム内の送信部に対し、反復断続送信の要請や自無線送
信回路46に対し、反復断続送信のためのタイミングの
決定などの機能1X)TD識別記憶部34からの情報に
より、通信すべき相手方IDの確認および使用チャネル
の決定。
×)サービス種別の上位の移動無線機よりの要請にもと
づき、現在通話中の移動無線機50との通信の早期終了
をはかる。あるいは即時終了を実施する。
xi)受信(送信)切替用制御器45B、47Bに対し
、オン・オフのデユーティ条件およびタイミング決定。
xii)制御決定に関して、移動無線機50より下位に
あること。これは制御上の判断に関し、移動無線機50
と相違した時には、移動無線機50に対して主導権を譲
渡することである。ただし、xi)については、説明の
便宜上定めたもので、実際のシステムでは、無線基地局
30に主導性をもたせても一部に差支えな〈実施可能で
ある。
つぎにi)〜xii)の機能を複合して使用することに
より、つぎの応用機能を具備している。
1)自己の無線機基地局30の周辺で動作中の他の無線
基地局や、他の移動無線機で使用している無線チャネル
をID識別記憶部34に記憶させ発呼または通信中チャ
ネルの切替えのときに活用する。
2)Xi)およびxi i)の機能の一つの応用として
、通話トラヒックの輻較時において、発呼の抑圧、使用
チャネルの切断、もしくは早期終了勧告の実施。さらに
vi i i )と関係させて通話トラヒックが閑散な
場合は干渉妨害検出器42からの情報により使用チャネ
ルを変更し、輻較時においては自システム内の妨害発生
源の送信機に対し反復断続送信のMWや自無線送信回路
46に対し反復断続送信を実施させる。
3) i)、 vii)、 viii)の機能を用い、
自己の無線基地局30における最適送信レベルの設定。
4)3)の機能の一つの応用として、ディジタル信号の
伝送に対し、最適信号速度を決定すること。
5)通信の種類(電話、FAXデータなど)により最適
使用チャネルを決定する。
また、他のゾーンへ移行することにともなう一部1[1
機能としては、 6)通信中チャネル切替希望の移動無線機50からの信
号にもとづき、受信品質データの連絡および新無線基地
局30として選定された場合、交信の開始。
7)関門交換l!20に対しては、移動無線t150か
らの要請にもとづき、通話路のスイッチ群23の開閉お
よび通話路の並列使用要求の実施。8)通話中チャネル
切替実施後、一定時間はそれまで通信し′ていた移動無
線機50のIDおよび通話チャネル番号を記憶する。
以上の制御機能を一言で表現すれば、従来技術において
用いられていた第118図の無線回線制御局12の機能
の一部を無線基地局30へ収容し、移動無線機50へ収
容したのと合わせて、無線回線制御局12の全機能の収
容が可能となり、無線回線制御局12の廃止を可能とし
たということである。
しかしながら、従来技術を用いて、無線基地局30をイ
ンテリジェント化したとしても、その効用には限界があ
り、とくに無線回線制御の能力の向上や、通話中チャネ
ル切替時の瞬断の除去には全く効果がなく、本発明によ
る方法を用いて始めて名実ともにインテリジェントされ
るということになる。
以上に説明したごとき無線回線の制御機能を有する無線
基地局30と移動無線機50との間で実施される通信(
話)中チャネル切替および干渉妨害軽減動作について、
第1A、B、0図を参照して説明する。
移動無線機50は、シンセサイザ55−1.55−3と
無線受信回路68と無線送信回路66を用いて無線基地
局30−1と通話チャネルCHIを用いて交信中である
とする。移動無線機50は、第11B図で説明したのと
同様に、無線基地局30、−1から遠ざかり、無線基地
局30−2へ近づいたとする。すると移動無線t150
と無線基地局30−1とのあいだの相対距離の増大にと
もない、通話品質が劣化をはじめるので、これを移動無
線機50の通信品質監視部56が検出する(レベル上1
以下に低下したことを検出する)。なお、レベルL1と
いえども回線が要求されている値を上回るように設定さ
れている。
この情報は直ちに制御部58へ報告される。この信号を
受けた制御部58では、第3者の移動無線機から妨害電
波が混入した場合に、同一のゾーン内においても通話中
チャネル切替を行うべきことを報告する機能を有する干
渉妨害検出器62からの報告があるか否か監視するが、
報告がないので自己の移動無線機50が移動したことに
よって無線基地局30−1から遠ざかり、他無線基地局
(たとえば30−2>へ近ずいたものと判断し、通信の
相手を無線基地局30−1から新しい無線基地局30−
2へ変更する準備を開始する。すなわち制御部58は、
送信および受信切替制御器65B、67Bに対し、動作
を開始させる信号を送るとともに、シンセサイザ55−
2および55−4に対し、制御チャネル用の信号を送受
信可能なように発振周波数の指定をし、続いて発振動作
を開始させる。
この場合、自己の移動無線機50の送信アンテナから送
出される信号は、無線基地局30−1宛の通話信号を断
続的に送信するかたわら上り(移動無線機50から無線
基地局30へ)制御チャネル(CH50)により基地局
30−1の周辺にある無線基地局(たとえば3O−2)
に対し受信状態が良好ならば下り(無線基地局30から
移動無線機50へ)制御チャネル(CH50)を用いて
応答するように要求する。
移動無線機50から送出する制御信号の内容には、以下
に示す信号が含まれている。
1)自移動無線機50のID。
ii)現在通話中の相手無線基地局30−1のIDおよ
び受信品質。
1ii)現在使用中のチャネル番号。
iv)通信の種類(電話、FAX、データ等)。
■)サービス種別。
このような内容を含む制御信号は、周辺にある複数の無
線基地局30で受信される。
すなわち、これらの無線基地局30は、別の移動無線機
と交信中の場合を除いては、待受時には、各システムで
定められた制御チャネル(たとえばCH30)で受信待
機中であり、各無線基地局30で受信される。同時にこ
れを受信した各無線基地局30に設置されている通信品
質監視部36で通信の品質が検査され、一定の品質以上
であれば相手方の移動無線機50のIDを無線基地局3
0内のID識別記憶部34に記憶するとともに制御部3
8へ通知する。この通知の内容には、つぎに示すものが
含まれている。
a)送信してきた移動無線機50のID。
b)移動無線機50が現在通信中である相手側無線基地
局30のID。
C)使用しているチャネル番号。
d)通信の種類やサービス区別。
e)受信状@(S/NまたはC/N (キャリア対ノイ
ズ比)あるいはディジタル信号の場合は平均ビット誤り
率〉。
f)サービス種別。
この信号を受けた制御部38では、その内容を検査し、
自己の無線基地局30が記憶している通信可能な空チャ
ネルを検索する。この結果、移動無線機50が希望して
いるサービスの種類を満たす空チャネルがあり、かつ通
信品質としてチャネル切替後も一定期間所要通信品質を
確保し得ると判断した場合は、自己の無線基地局30よ
り移動無線機50に対し、受信状態を知らせることを決
定する。そのために、まず関門交換機20の通話路制御
部21に対し自己のID、送信してきた移動無線機50
のIDおよびその通信中の相手の無線基地局30のID
などを送信し、スイッチ群23のスイッチSWIとSW
2とを同時にオンの状態にし、無線基地局30−2に対
しても、無線基地局30−1と同一の通話信号の送出を
要請する。
ただし、この動作は後述するように、無線伝送路で使用
する信号の変調形式が、振幅変調波の場合あるいは浅い
変調の周波数変調の場合は、省略することが可能である
つぎに無線基地局30−2に対する無線基地局30−1
と同一の通話信号の送出要請に対する通話信号の送出時
期に関しては、e)の受信状態により、送信のタイミン
グを決定する。すなわち、受信状態が極めて良好で、た
とえばC/N=40dB以上であれば直ちに送信し、C
/N=39〜30dBのときは2秒後、C/N = 2
9〜20dBのときは4秒後、C/N=19〜15のと
きは6秒後なと一定の時間経過後に送信するようにシス
テム内で定められた手順により受信C/N値に従って、
返信のタイミングを異ならせて前記移動無線150へ送
信する。このタイミングをとる理由は、他の無線基地8
30との同時制御信号の送信による干渉妨害を未然に防
止するためと、制御信号を受信する移動無線l150が
、受信状態のよい無線基地局30−2を選択し易くする
ためである。 さて、無線基地局30−2から前記移動
無線機50に対し送信する信号には、つぎの内容が含ま
れている。
11通話信号・・・・・・関門交換機20から得た下り
(電話網10内の電話機から移!ll無線機50への)
通話信号。
これは、現在の無線基地局30−1から移動無線機50
に対し送信中の通話信号と全く同一である。また無線基
地830−2の送信部31に含まれている変調器で行わ
れる信号波の変調レベルも無線基地局30−1の場合と
同一に設定される。
21制御信号・・・・・・これには、つぎの信号が含ま
れている。
2−1)自己の無線基地局30−2が受信しな移動無線
機50のTD。
2−2)自己の無線基地局30−2のID。
2−3)自己の無線基地局30−2で使用可能(干渉妨
害のない)でかつサービス区別や通信の種類に合致した
通話チャネル番号。
2−4)受信状態(受信C/N値等)。
無線基地局30−2が送信したこのような情報を含む制
御信号は、移動無線Ia50で受信される。
このようにして各無線基地局30から送られてきたC/
Nla等の情報を得た移動無線t150の制御部58で
は、これら複数の情報を比較したところ無tQ基地83
0−2の測定結果が最も値が良く、かつ品質基準のレベ
ル12以上、ただし[2〉Llを満足している事が確認
されたとすると、移動無線機50は、無線基地局30−
2の通話ゾーン(ゾーン2)へ移行したと判断し、チャ
ネル切替を行うことを決断する。そして、ゾーン2で空
いている通話チャネルをIDおよびロームエリア情報照
合記憶部54を検査して調査した結果、チャネルCH2
が使用可能であることを知る。
そこで現在使用中の上り制御チャネルCI−(50を用
いて、制御信号により無線基地局30−2に対し、通話
チャネルCH2で送受信を行う準備をするように指示す
る。
またこれと同時に現在通話中の上り通話チャネルCH1
の帯域外制御低目を用いて無線基地局30−1を介して
、関門交換機20に対し、つぎのような制御信号の送出
を要請する。すなわち関門交換1120内の通話路制御
部21に対しスイッチ群23のスイッチSW1とSW2
とを同時にオンの状態にし、無線基地830−2に対し
ても、無線基地局30−1と同一の通話信号の送出を開
始するための要請である。
この制御信号の伝送を実現するために、具体的には、制
御信号がアナログ信号の場合、第2図(a)に示すよう
に、通話チャネルの帯域0.3〜3,0KH2外の低い
周波数f、。(たとえば約100Hz>または高い周波
数fDl、fD2− TD3・・・TD8(たとえば3
.8KH2から0.1KH2間隔で4.5KHzまでの
8波)を用いる。
制御すべき項目すなわち制御データが多いときには、制
御用の周波数fDo” TD8の波数をさらに増加させ
てもよいし、副搬送波形式をとることも可能である。こ
のとき、たとえばf。O”” TD8のうちの1波ある
いは複数の波に周波数変調をかけたり、あるいは振幅変
調をかけたりすることによって、より多くの制御データ
を伝送することもできる。
ただし、後述する送信波を反復切替する周期が高速(高
速切替モード)の場合と、他チャネルからの干渉妨害を
さけるため低速(低速切換モード)の2つの場合があり
、低速切換モードの場合には、音声周波数帯域の下部周
波数帯により制御信号を伝送することは、切替にともな
う雑音のため伝送不可能となる場合がある。そのため低
速切換モードの場合、制御信号は音声周波数帯域の上部
周波数帯を用いるのが通常である。
また、制御信号としてディジタル・データ信号を用いる
場合には、音声信号もディジタル符号化して、両者を時
分割多重化して伝送することも可能であり、これを第2
図(b)に示す。第2図(b)は、音声信号をディジタ
ル符号化回路91でディジタル化し、それとデータ信号
とを多垂変換回路92で多重変換し、送信部31の変調
回路に印加する場合の一例である。
第3A図および第3B図に、第1A、B、0図に示した
本システムのチャネル切替の前後におけるタイミング・
チャートを示す。ただし、システム内の他の無線機(移
動無線機または無線基地局)から電波干渉のない場合と
する。
第3A図(a)には移動無線機50の送信内容が、使用
しているチャネル(CH)の番号とともに示されている
。同様に(b)には無線基地局30−1の受信内容が、
(C)には周辺の無線基地局たとえば30−2の受信内
容が示されている。
第3図(d)にも同様に、無線基地局30−1の送信内
容が、(e)には無線基地局たとえば3〇−2の送信内
容が、(f)には移動無線機50の受信内容が、それぞ
れ示されている。これらの図において、Tは通話(信)
信号を表わし、Cは制御信号を表わしている。
時開t1以前においては、移動無線機50のチャネルC
HIを使用して送出する(a)に示す通信内容Tは、(
b)に示すように無線基地局30−1で受信される。一
方、無線基地局30−1が(d)に示すチャネルCH1
を使用して送出する通信内容Tは、(f)に示すように
移動無線機50が受信中である。
無線基地局30−1と移動無線1150との間で用いて
いるチャネルCH1の品質がレベルし1以下に低下した
ことを時間t1において移動無線機50もしくは無線基
地局30−1の通信品質監視部56もしくは36が検出
し、無線基地局30−1が移動無線機50より早期に検
出した場合には、現在通信中の下り通話チャネルCH1
の帯域外制御信号Cを用いて、移動無線機50に連絡す
る。
移動無線機50の制御部58では、この信号を受けて、
もしくは自己の通信品質監視部56からの連絡により、
それまでシンセサイザ55−3のみを動作せしめて、チ
ャネルCH1を用いて無線基地局30−1に送信してい
た状態から、シンセサイザ55−4も動作させて、無線
基地局30−1の周辺に存在する無線基地局30(たと
えば3”   O−2>に対して制御チャネルCH30
により送信することができる状態に移行させる。
この送信に使用されるシンセサイザ55−3と55−4
の出力は、切替スイッチ64−2によって、送信切替用
制御器67Bからの信号で第3A図(a)の時間t1以
後に示すように反復切替が行われる。これと同時に、そ
れまでシンセサイザ55−1のみを使用してチャネルC
H1による無線基地局30−1からのチャネルCH1の
送信波を受信している状態から、シンセサイザ55−2
も動作せしめて、無線基地局30−1の周辺にある無線
基地局30(たとえば30−2>から送信される制御チ
ャネルCH30の送信波も受信可能とするような、周波
数をシンセサイザ55−2に発生せしめる。
かくて無線基地局30−1から送信されているチャネル
CHIの品質低下があると、無線基地局30−1の周辺
にある無線基地局30−2から制御チャネルCH30に
よる送信波が、第3B図(e)の時間t2以後に示すよ
うに発射される状態になり、移動無線機50では、受信
切替用制御器65Bを作動して、切替スイッチ64−1
の反復切替により、第3B図(f)の時間t2以後に示
すように、チャネルCH1と制御チャネルCH30とを
交互に受信する。
チャネルCHIと制御チャネルCH30とが並行して送
受信されるこの切替送受信期間(時間で2ないしt3)
は、移動無線機50が通話チャネルを新しく設定するの
に適する無線基地局30が決定されるまで継続される。
ついで、移動無線機50が一定の通信品質を満たす無線
基地局として、30−2をこの切替送受信期間において
選択すると、新しく選定された無線基地局30−2との
間で、新通話チャネルを選定するための動作を、時間t
3において開始する。
この新通話チャネルの決定に当っては、すでに説明した
ように、自己の移動無線機50および他の移動無線機に
よる通話チャネルの使用状態や電波干渉の有無や、無線
基地局30−1の周辺にある無線基地局、たとえば30
−2から送られてきた情報をはじめ、通信の種類、サー
ビス種別等を参考にしで決定される。
以上の検討の結果、システム内の他の無線機から電波干
渉のない場合は、無線基地局30−2では、使用に適す
る通話チャネルとして、たとえばCH2を決定する。こ
の時点においても上述の反復切替送受信動作は継続中で
あり、移動無線機50では、上り制御チャネルCH30
を用い無線基地局30−2はもとより、この周辺にある
無線基地局30に対し、移動無m機50は通話チャネル
切替後の新無線基地局として30−2を選んだこと、ま
た新通話チャネルとしてCH2を使用することを連絡す
る。
時間t3においてこの連絡を受けた無線基地局30−2
では、下り制御チャネルCH30を用い移動無線機50
に対し、要求を受入れ通話チャネルCH2で送受信状態
が完備したことを連絡する。
この連絡を受けた移動無線機50では、通話チャネルC
H2を用いて、無線基地局30−1に送信しているのと
同一の通話信号およびその帯域外に制御信号Cとして移
動無線1150のID信号を挿入し看、無線基地局30
−2宛に送信する。
この信号を受信した無線基地局30−2では、帯域外!
IJlj信@Cにより移動無線機50からの送信信号で
あることを確認したので、通話チャネルCH2の下りチ
ャネルを用いて関門交換機20から送出されてきた通話
信号と帯域外制御信号として自己の無線基地局30−2
のIDを加え移動無線1150へ送信する。
この信号を受信した移動無線機50のIOロームエリア
情報照合記憶部54では、無線基地局30−2から送信
されてきた信号であることをID信号により確認するの
で、移動無線機50と無線基地局30−2との間に通話
チャネルCH2が設定できたことを認識するが、チャネ
ルCH2の品質が一定のレベル上2以上であることを移
動無線機50の通信品質監視部56が確認するまで通話
チャネルCH1とC)12の反復送受信切替は時間t3
ないしt4の間継続される。
一方無線基地局30−2においても、通信品質監視部3
6において通話品質の監視が行われる。
この結果一定の品質を満足していることが無線基地局3
0−2においても確認された場合、通話チャネルCH2
の下りチャネルの帯域外制御信号Cにより移動無線機5
0に対し、その旨報告する。
移動無線機50の制御部58においては、自己の通信品
質監視部56からの報告もしくは無1m基地局30−2
からの時間t4における報告にもとづいて、受信用の切
替スイッチ64−1は、シンセサイザ55−2に、第3
B図(f)に示すように固定すると同時に、送信用切替
スイッチ64−2は、第3A図(a)に示すように、シ
ンセサイザ55−4に固定するほか、シンセサイザ55
−1および55−3の発振の停止を命する制御信号をそ
れぞれの回路へ送出する。
これと同時に無線基地830−2を介して関門交換ll
I20の通話路制御部21に対し並列通話状態を中止し
、すなわちスイッチ群23のスイッチSWIおよびSW
2の両方ともオンの状態からSW2のみオンの状態とし
、SWlをオフとすることを要請する。
以上の結果、関門交換機20はスイッチSW2がオン状
態となり、無線伝送路において、無線チャネルCl−1
1は開放されて(b)および(d)に示すようにチャネ
ルCH1による動作を停止し、無線基地局30−2と移
動無線機50との間の交信は、時間t4以後は第3A、
8図の(a)。
(c)(e)、(f)に示すように、チャネルCH2の
みにより瞬断なく継続される。
4の切替送受信期間における切替スイッチ64−1また
は61−2の切替周波数f1は他の無線機から電波干渉
の内湯台には、高速切替モードを適用することができ、
たとえば信号に含まれている最高周波数の2倍以上等に
定められる。
また電波干渉のある場合には、10H2程度あるいはそ
れ以下の低周波が用いられる。
次に第3C1図、第302図および第3D1図。
第3D2図には、システム内の地熱線機から電波干渉の
ある場合の、第1A、B、C図に示した本システムのチ
ャネル切替の前後におけるタイミング・チャートを示す
。第3C1図および第3D1図には時間t4以前の動作
が、第3G2図および第3D2図には時間t4以後の動
作が示されている。第3C1図、第3G2図、第3D1
図、第3D2図に示した内容は第3A図および第3B図
のそれらに対応しており、以下前述のチャネル切替動作
と異なる点を中心に説明する。
時間t4以前の各無線基地局30−1.30−2と移動
無線機50の動作のうち、下記の電波干渉の検出以外は
、第3A図および第3B図のそれぞれに対応する部分の
動作と全く同一である。しかしながら、時間11〜14
間の移動無線機50における送信出力の切替周波数は、
すでに説明したごとく、高速切替モードで動作中である
が、13〜14間の切替動作中に自移動無線機50また
は無M基地局30−1.30−2において、新無線チャ
ネルCH2において干渉妨害の発生していることを、そ
れぞれ具備している干渉妨害検出器62(移動無線機5
0の場合)、または同42(無線基地局30の場合)で
検出する。
切替動作開始時(時間t1以前)において、新無線チャ
ネルCH2が未使用であると判断したにもかかわらず、
チャネルCH2で干渉妨害が発生する可能性のあるのは
、同一システム内においては多数の移動無線機50が密
集した多数の無線ゾーンにおいて、それぞれ対向する無
線基地局30と通信中であり、しかも移動無線機50の
位置は時々刻々変化しており、今迄かなり離れていたの
で干渉妨害が発生しなかったものが、相互距離が近くな
ったり、あるいは2組の交信において、通話中チャネル
切替動作が同時進行中でありかつ、新v1当チャネルと
して双方とも未使用と判断した新チャネル(本実施例で
はCH2>を選択すること等の現象が現実に起り得るか
らでおる。とくに通話トラヒックが輻快してくると、こ
のような現象の発生する確率が増大する。
さて、このようにして干渉妨害は発見されるが、無線基
地局30で早期に発見した場合には、直ちに移動無線機
50に連絡するから、以下移動無線′/1i50で検出
したものとして説明する。
この干渉妨害検出情報は移動無線機50の制御部58へ
連絡される。制御部58では、この情報を知って、まず
別の空いているチャネルを調査し割当てることが可能か
否かを検討する。通話トラヒックが輻較していない場合
には、空いている通話チャネルは容易に見つかるから(
たとえばCH3とする)、チャネルCH3を新g当でチ
ャネルと決定して、以下の動作は第3A〜第3B図で説
明した時間t2以後の動作をくり返せばよい。
しかしながら通話トラヒックが輻較していたり、その他
の事情でチャネルCH2以外の新チャネルが割当て不能
な場合には、今迄実行してきたチャネル切替動作の高速
モードから低速モードへ移行する処置をとる。すなわち
、この場合時間t4以後において、制御部58は、 i)上りチャネルCH1またはCH2の上または下側周
波数帯を用いた制御信号により無線基地局30−1.お
よび30−2に対し、一定の時間経過後(第3G2図、
第3D2図のt5以後)今迄のチャネル切替動作の高速
モードを改め、低速モードとすることを要請する。
これと同時に、無線基地局30−2に対し、−定の時間
(第3D2図t5〜t6の6間)、チャネルCH2を用
いた信号の30−2に対する以上の制御信号は、たとえ
チャネルCH2が干渉妨害を受けても十分受信可能なよ
うに設けられているが、万一受信不能であることも推定
し、無線基地局30−2において次の対策がとられてい
る。
すなわち新通話チャネルCH2の割当が決定したにもか
かわらず、対向する移動無線機50から無応答(受信不
能を含む)の場合には、一定のタイミングをもって、チ
ャネルCH2による通信信号の送受信を停止し、送受信
状態を制御チャネルCH30に変更する。
この結果、時間t5以後において移動無線v150から
の制御信号が受信可能となり、この指示に従って妨害を
、与えた移動前Ia機50−nに対し低速切替モードの
タイミングを与えることができる。
但しこの場合、第301図、第302図、第3D1図、
第302図のタイミング・チャートはt4以後が若干変
更となるがシステム動作には支障なく動作が進行する。
11)自移動無線機50の無線送信回路66からチャネ
ルCH1の他に制御チャネルC)f50を反復切替送信
可能な状態(第3C図の15〜t6の間で高速切替モー
ド)とし、!IJ m信号として自訴チャネルCH2に
妨害を与えている無線基地局30−nに対し、その無線
基地局30−nの有している送信および受信切替用制御
器45Bを低速モードで切替動作を開始するように要請
する。また、必要に応じて、対向して通信している移動
無線機50−nにも同様の動作を行うように要請する・
1ii)自移動無線機50の送信および受信切替用制御
器67Bおよび65Bの切替周波数を低周波(例えば1
01−fz)に切替える(16以俊)。
iv)通話チャネルと並行して、その下または上側周波
数帯に並行送信可能な制御信号を、上側周波数帯のみに
限定する。
V)制御部58は、またiv)と同時に自移動無線機5
0の送信および受信切替用制御器678.65Bの低速
切替モード動作時のタイミングを決定し、このタイミン
グを上り制御信号により無線基地局30−1および30
−2に対し連絡する。これと同時に無線基地局30−2
に対し、下り制御チャネルCH30を用い電波干渉妨害
を与えている近傍に居る移動無線機に対し、低速モード
で切替え動作を行う際に干渉妨害の発生しないようなタ
イミング情報を与えるように要請する(時間t4”5)
・ 一方無線基地局30−1および30−2ならびにこれと
交信している移動無線機50とは全く独立して近傍で通
話チャネルCH2を用いて通信している無線基地局30
−nおよび移動無m機50−nにおいても、時間t3以
俊において、干渉妨害を発見するはずである。
これは移動無線150と無線基地局$O−2との間で通
話チャネルCH2を用いて試行的な通話が始まるからで
あり、これが無線基地局30および移動無線機50の有
する干渉妨害検出器42゜62で検出されるからである
この場合に、移動無線機50−nおよび無線基地局30
−nは自動的にそれぞれの受信状態を反復切替受信に変
更する。すなわち、高速切替モードを用いての通話チャ
ネルCH2の反復受信を継続すると共に、制御チャネル
Cl−150を受信可能な状態にして、制御信号の受信
につとめる。この結果、理論的根拠は後述するが、移動
無線機50または無線基地局30−2が送信された制御
信号を受信し、電波干渉の生じない低速切替モードへの
変更要請ならびに切替えのためのタイミング情報を取得
する。
以上の移動無線−50からの要請を受すた近傍で通信中
の無線基地830−nおよび移動無線機50−nでは要
請に従い、指示されたタイミングに合わせ、反復断続送
受信を開始する。
第3E図および第3F図には、第301図、第302図
、第3D1図、第3D2図に示した期間における移動無
m機50−nおよび無線基地83Q−nの動作のタイミ
ング・チャートが示されている。
第3E図および第3F図において、移動無線機50−n
と無線基地局30−nとは時間t4.までは、他の移動
無線機50や無線基地局30−1゜30−2とは全く独
立に通信してい゛たのであるが、時間t4以後の14〜
t5の期間においては、干渉妨害が発生し、移動無線機
50から送信された制御信号を受信するのに必要な時間
を示している。
そして、時間t6以降においては、低速切替モードを用
いて通話チャネルCH2を用いて通話を継続する。
か(して、低速切替モードのま講終話まで続行してもよ
いし、一定の時間経過後、切替モードを・連続送信モー
ドに変更することも可能である。連続送信モードに変更
可能か否かは次の方法により直ちに判定可能である。
すなわち、移動無線機50−nで行う場合を説明すると
、この移動無線機50−nは同一システム内の無線機で
あり、第1B図に示す構成を有するから、制御部58は
つぎの動作を開始する。
まず、受信用切替スイッチ64−1のタイミングを変更
し、自移動無線機50に与えられている受信タイミング
以外で受信を試みる。
これを第3G図を用いて説明する。第3G図(C)にお
いて、移動無線機50−nは通話チャネルCH2を使用
しており、時間t3〜t4.t7〜t8を使用して無線
基地局30−nがら送信(送信タイミングも受信タイミ
ングと同期している)されて来る送信波を受信中である
が、これ以外の時間、例えば時間12〜13.16〜t
γの間で通信チャネルCH2の受信を試みる。もし他の
無線機が通話チャネルCH2を使用中であれば、受信タ
イミングと同期している通信品質監視部56では、雑音
は搬送波の存在のため抑圧されており、雑音レベルが低
く、搬送波の存在を制御部58に連絡してくるはずでお
る。もし搬送波が存在しない場合には、雑音レベルは高
いので搬送・波なしと連絡する。
雑音なしの連絡を得た制御部58では、さらに他の時間
タイミングで搬送波の存在の有無を調査することを決定
し、実行する。iの結果、自移動無線150−nに与え
られたタイミング(タイム・スロット)以外のすべての
時間で通信チャネルCH2の搬送波の存在がないことを
確認したならば、移動無線機50−nは、対向して通信
中の無線基地430−nに対し、制御信号により連続送
信可の信号を送る。これを受信した無線基地局3Q−n
は、低速切替えモードから連続送信モードへ変更する。
すなわち第1C図において切替えスイッチ44−1をシ
ンセサイザ35−1側に倒した状態で固定する。ただし
、シンセサイザ35−1は通信チャネルCH2用の周波
数を作成中とする。
そして下り制御信号により移動無線機50−nに対し連
続送信モードに変更が完了した事を報告する。
これを受信した移動無線機50−nでは、自無線送信回
路66も直ちに連続送信モードに変更し、無線基地局3
0−nの受信モードを連続送信モードに偏向させてもよ
いが、念のため無線基地局30−nに対し、自移動無線
機50−nが行ったのと同様の他送信機による通話チャ
ネルCH2の上り周波数の搬送波の存在の有無を調査さ
せてもよい。それは移動無線150の現在位置の如何に
よっては、自移動無線機50の受信信号には干渉妨害を
受けなくても、無線基地局30の受信機への受信信号に
は干渉妨害を受けることがあり、これには電波伝搬上の
理由と、同一チャネルを使用する移動無線機との相対位
置が関係するからである。
これらの調査結果より、異常がなければ、移動無線機5
0−n、無線基地局30−nはともに連続送信モードへ
移行することとなる。
このように高速切替モードへ移行させたいのは、音声の
伝送品質を高めたいためと、音声周波数帯域の下側周波
数帯を制御信号の伝送に使用したいためでもあり、また
、ニューメディア通信では、通信の所要帯域として低周
波成分を必要とする場合があるためでもある。これに対
し音声信号のように、常時低周波(300Hz以下)を
必要としない場合には、低速切替えモードのままで何ら
の支障も生じない。これについては後に詳細に説明する
さて、説明を移動無線機50にもどし通話中チャネル切
替動作の説明を続けると、 vi)8動無線機50の制御部58は、第302図およ
び第3D2図の時間t6以後は、低速切替モードで通話
チャネルCH1およびCH2の反復切替送受信を実行す
る。
vii)無線基地局30−1においても、低速切替モー
ドで通話チャネルCHIの反復切替送受信を実行する。
この状態における送信信号の空間媒体での伝送モード(
エネルギー分布)を図示すると第3G図(b)のごとく
になる。
viii)無線基地局30−2においても、低速切替え
モ゛−ドに′よ□り通話チャネルCH2の反復切替送受
・信を実行する。この場合、送受信のタイミングは干渉
妨害を生じさせた伯の無線機(30−n。
50n)とは異なっているので、妨害の発生する可能性
はない。この状態は第3G図(C)に示されている。
1×)移動無線機50の制御部58では、干渉妨害検出
器62からの干渉の発生した旨の連絡がないことを確認
のうえ、すでに詳述(電波干渉のない場合のチャネル切
替)したプロセスを経て、無線基地局30−1宛の制御
信号を送信し、送受信の停止を指示する。これを受けた
無線基地局30−1では、送受信動作を停止する(第3
G2図。
第°3D2図の時間17>。
X)時刻t7以降においては、移動無線機50は無線基
地局30−2と通話チャネルCH2を用いて、低速切替
えモードで一瞬の通話断の発生もなく通話を継続するこ
とが可能である。
かくして、低速切替モードのまま終話まで続行してもよ
いし、一定の時間の経過後、切替えモードを連続送信モ
ードに変更することも可能である。
もし連続送信モードに変更した場合は、すでに説明した
近傍に居る他の無線機の動作と同様の動作がくり返され
ることになる。
以上に説明した、近傍で通話チャネルCH2を用いて通
信中の無線II(無線基地局30−n、移動無線機50
−n>は1組と仮定したが、これは複数組存在してもよ
い。このような場合を、第3G図(C)を用いて説明す
る。同図において移動熱$l1150は時間スロットt
1〜t2.同t5〜t6 、・・・・・・を用いて、無
線基地局30と通話ヂャネルCH2を用いて通信中とす
る。一方、前述した妨害を与えた無線機は移動無線fi
50−n、無線基地局30−nであり、時間スロットt
3〜t4、t7〜t8.・・・・・・を用い通話チャネ
ルCH2を用いて通信中とする。これら2組の無線機は
同一チャネルを用い、通信中であるが、前述したように
、時間スロットが第3G図に示ごとく異なり、互いに重
なり合わないため干渉妨害を与えることはない。もし、
第3組の無線機が通話チャネルCH2を用いて通信して
いたとしても、これに対しては別の時間スロットを使用
させれば、相互間の同一チャネル干渉を防止することが
可能である。
したがって、本発明で低速切替モードを使用すれば、理
論的にはかなり多数の組の送受信機を同一チャネルで交
信させることが可能なことを示している。
但し、実際上は下記に説明するような伝送信号の品質上
の制約があり、これらに留意する必要がある。すなわち
、まず音声信号の場合、無線送信回路66から音声を低
速で断続して送出することになるから、すでに公知にな
っている音声の明瞭度上の制約を受けて、下記の(i)
 、 (ii)に示す事項により、送信の断続デユーテ
ィは異なったものとなる。
(i)音声信号を第1B図の切替スイッチ64−2によ
り単純にオンオフして送信し、受信部53で復調し、同
時に同期信号抽出回路52でタイミングを取り出し、こ
れにより送信されてこなかった時間帯(時間軸上の無音
区間)には、適当なレベルの雑音を挿入した後、電話機
部59へ送出する。
この場合は、デユーティ比は1:3以内とする。
33%以上は送信しないと、了解度が70%以下に低下
することがすでに明らかになっているからである。すな
わち、若干の通話品質の低下を許容するならば同一チャ
ネルを用いて最大3組の同時通話が可能となる。
(ii)音声信号を一定の時間軸上で区切り、その一区
切りごとに33 [) (Backet Brigad
e Device)等のバッファ・メモリ(図示せず)
に−旦記憶し、これをn倍の速さで読み出し、これで搬
送波を変調した後送信する。受信側では、受信信号を復
調した後、タイミング情報から一定の時間軸上で区切り
、一区切りごとにBBD等のバッファ・メモリに蓄えた
後、1区切りごとに順次再生するとき、1/nの速度で
読み出し、電話機部59へ送出する。この場合は、3組
以上の同時通信が通話品質の劣化なしに可能となるが、
送信時に音声信号をn倍の速度で送出しているので、変
調信号の最高周波数がn倍となり、電波法上の問題を生
じる場合(微弱電波の場合は問題ないが)は、変調器へ
の入力回路に高lii!濾波器等を挿入する必要がある
するとnが大になると音声明瞭度が低下するから、nは
あまり大きくはとれないことになる。
つぎに、伝送信号として低速データ信号の場合を説明す
ると、データ速度、たとえば300ボーのデータ信号で
は、n=5にとっても1500ボーであり、これならば
十分高品質伝送が可能である。したがって、低速データ
信号伝送時には、上述のパルス通信は適していると判断
される。
もつとも、あまり多数になると信号伝搬上の遅延時間、
マルチパス・フェージング等の影響や送信機出力がオン
となっているデユーティ時間が少なく、効率が悪くなる
というハードウェア上の問題や、高出力送信機を低出力
で使用せねばならない点など不利な条件もあり、受信機
に関しては、受信信号を得るデユーティ時間が少ないと
S/Nの劣化等の問題があるため、実際上はあまり大き
くはできない。しかしながら、数組までの時間分割であ
れば、送信出力のレベル制御、高周波電力増幅器の改善
などにより実用可能であり、周波数の有効利用の上で効
果大となる。
以上通話中チャネル切替時あるいはそれ以降に使用され
る切替用周波数について理論的解析を含め詳細に説明す
る。
移動無線機50の受信信号に用いる切替周波数は、下記
の諸条件を考慮して、最適値が定められる。
(1)伝送すべき信号の変調形式 (2)伝送すべき信号周波数帯域 (3)伝送すべき制御用周波数帯域 (4)受信部の帯域特性、とくに中間周波増幅部の帯域
特性 (5)切替用発振器の波形特性 (6)周波数シンセサイザの応答特性 (7)搬送波用周波数とシステム内の使用チャネル数 (8)伝送路の電波伝搬特性 (9)関門交換1ff120から無線基地局30−1を
介して移動無線機50までの信号の伝送時間と、関門交
換機20から無線基地局30−2を介して移動無線機5
0までの信号の伝送時間の差たとえば、(1)が周波数
変調、(2)が音声信号の場合0.3〜3.0K)(z
 、(3)として第2゛図(a)に示す帯域外による制
御信号を用いる場合には、0.3KH2以下(fDo)
か3.8〜4.5KHz (fol、fB2−f、B)
となる。
(4)の特性として、通過帯域幅が16KH2(または
、8KHz >、(5)の特性として(6)におけるシ
ンセサイザの応答特性が良好であり、出力波形が良好で
あることに留意して選定すべきであり、用いられるシン
セサイザは(5)の切替用発振器の入力により再思的に
急速な応答特性が望まれる。(7)〜(9)はシステム
設計上から考慮される項目であるが、本発明の実施例と
して説明する自動車電話用システムでは、(7)は90
0MHz 、600チャネルであるので、使用周波数帯
域幅は15MHz(または、1200チャネル同15M
Hz>、(8)は多くの文献で既知であり、(9)は0
.03m秒程度である。したがって切替周波数f、とし
ては、高速切替モードの場合には、10〜12KH2(
または、5〜7KH2)程度が選定される。
また、切替にともなうチャネルCH1とチャネルCH3
0あるいはCI−f2との時間的占有率は必ずしも50
%、50%である必要はなく、m:nの比、すなわち m/ (m+n)Xl 00% と、n/ (m+n)X100% などの任意の値に設定しても本発明の効果は同様に発揮
できる。これは特に無線基地局30−2からの送信波の
移動無線150への受信電力が、無線基地局30−1か
らの受信電力より高いのが通常であるから、前者の受信
のための時間的占有率を後者よりすくなくし、後者の受
信入力損失を減少させる上で、より効果的である。
また第2図(b)に示すように音声信号や制御信号がデ
ィジタル化されている場合には、切替用周波数として、
より高速の周波数を用いるのが適当で、高速切替モード
の場合には、20KH2〜30KH2程度の値でよい。
また、受信ミクサ63の入力部からみたチャネルCH1
とチャネルCH30あるいはCH2の搬送波周波数をω
1およびω2、またシンセサイザ55−16よび55−
2の出力周波数を、それぞれω、1.ω12とすると、
無線基地局30−1および30−2からの受信ミクサ6
3に含まれた中間周波増幅器の出力における搬送波の周
波数はそれぞれ、 Ω1=ω1−ωLl        (1)Ω2=ω2
−ω、2       (2)すなわち、切替スイッチ
64−1の動作により中間周波数として受信部53には
、 Ω1=ω1−ω、1の搬送波周波数を有する信号波と、 Ω2−ω2−ωL2 の搬送波周波数を有する信号波とが交互に入力すること
になる。そして(1)と(2)とは、Ω1→Ω2   
        (3)の関係にある。このような信号
が受信部で増幅されたのち復調回路で復調されるが1.
2つの中間周波数ω1−ωL1とω2−ω、2との周波
数差が存在すると、復調出力信号に、歪雑音が発生する
場合としない場合とがある。すなわち、周波数変調また
は位相変調の場合には、周波数差が全くない場合には歪
雑音は発生しないが、周波数差があるとその周波数差(
ビート周波数)が信号周波数と同一成分を含む場合は発
生し、含まない場合には発生しない。
一方、振幅変調の場合には、周波数差があっても歪雑音
は発生しない。ただし、振幅変調の場合でも中間周波増
幅器などに非直線特性があると、高調波による非直線歪
が発生するから、直線性の良好な増幅器を用いる必要が
ある。
このような現象を理論的に説明する。
まず、角度変調波を用いる場合を説明する。
データあるいは音声信号(アナログまたはディジタル形
式の信号に対して)は、つぎのように表現できる。
また帯域外に存在する制御信号は、 (4′) ここで、aiは振幅の大きさ、ωiは信号の角周波数、
aiは1−0のときの位相を表わす。m。
nは正の整数を表わす。
つぎに周波数変調の場合を説明するが、位相変調におい
て本発明は同様に適用される。(4)式または(4)式
および(4′)式で搬送波を周波数変調すると、得られ
る変調波は、 I= I□ sin f (ω十μ(t))dt=I□
5in(ωt+5(t))      (5>または、 I= I□ Sfn f (ω十μ(1)十μ、(t)
)dt= I□ S!n (ωt+5(t) +s。(
t))(5′ ) ただし、 5C(t) =、):、、1inHsin wHtm・
=ai /ω1 <r=1.2.3・・・n)で簡単の
ために、θi−o <r=1.2.3・・・n)とした
。この結果5(t)+5C(t)は−船釣な形の伝送信
号を表わすことになる。
さて、(5)式または(5′)を用いると、無線基地局
30−1および30−2から送信された信号が、移動無
線150のアンテナを介して受信ミクサ63に入力され
、局部発振部出力(第1B図の場合、シンセサイザ55
−1または55−2>と混合されると、受信部53の入
力としては、(1)式および(2)式と同じ記号を用い
て次式のように表すことができる。(ただし切替スイッ
チ64−1は停止の状態とする)。
11 = l01Sin (Ω1t+5(t))または
、 1=Isin(C2を十5(t) 十S。(t))        (7)つぎに、切替ス
イッチ64−1が切替動作を開始したとする。また、無
線基地局30−1からは音声信号(S(t))と制御信
号(sol(t))、無線基地局30−2からは音声(
s(t))と制御信号(S62(t))のそれぞれの重
畳信号が送られてきたとする。移動無線150の受信部
53の入力として、 xsin (Ω1t+5(t) +5o1(t) )+
102(1−Σ4 (πn)−’sin npt)n=
1 xsin (C2t+5(t) +5o2(t) ) 
)ただし、pは切替角周波数、nは正の奇数とし、2つ
の入力波に対する切替時間は等間隔とした。
(8)式は変形するとつぎのようになる。
+5o1(t) ) −cos((Ω1+p)t+5(t) +5C1(t) ) ] +2(3π)[C03((C13p)t+ S (i)
 + S ol(1))+5(t) +5C1(t) 
) −cos ((Ω1+5p)t+5(t) +5o
1(t) ) ] +・・・・・・                  
 〕+ S (j) + S C2(1))+5(t)
 +5C2(t) ) −cos((C2+5p) t +5(t)+562(1))] −・・・・・・                  
  〕(8′ ) ここで(8′)をみると多くの搬送波を合成したものと
なっているから、このまま中間周波増幅器で増幅した後
に復調したのでは、一般に混変調(干渉妨害)による歪
雑音を発生する可能性がある。
また(8)式で表わされる入力波の振幅I。1とIO2
は必ずしも同一の振幅ではなく、切替の時間的占有率を
等しくした場合(デユーティ50%の場合)には、無線
基地局31−1よりも31−2の方が近距離にあるため
に、通常はIO2の方が大である。IO1とIO2との
大きざが異なっていると、変調信号が(6)、(7)式
で表わされるように、無線基地局により異なっている場
合には、混変調を発生する可能性がある。上記(8′ 
)式で示した多くの搬送波の合成による場合と、IOI
と1゜2が異なることによる場合の2種類の混変調発生
要因のうち後者については、無線受信回路68の出力部
に、振幅制限回路を設けて、 101”” I 02”’ I となるようにすることにより解決される。ただし、この
振幅制限回路も2つの搬送波角周波数を位相同期回路等
により完全に同一周波数になし得れば必ずしも必要でな
く、省略することが可能である。
つぎに(8′)式で示した多くの搬送波の合成による場
合の混変調については、つぎの方法により歪雑音の除去
ないし軽減を行う。
すなわち、1つの方法は切替スイッチ64−1の切替速
度(周期)を高速にし、中間周波増幅器の帯域通過特性
の外に追いやる方法(高速切替モード)がある。以下、
高速切替えモードの場合を説明する。この場合は、すで
に述べたように、切替周波数は信号の最高周波数の2倍
以上に定められている多くの場合には、それ以上高速に
する必要はないであろう。高速にすることにより(8)
式右辺のn−1,3,5・・・の項はく8′)式を見れ
ばわかるように中間周波増幅段において無視することが
可能となり、(8)式は下記のように表わすことができ
る。
10−I (sin (Ω1t+5(tl+5C1(t
))+sin (Ω2を十5(t) 十S、2(j))
)(9)式を変形して次式のように表わされる。
xsin(Ω1t+5(t)+ψ(t))ここに、 ψ(t) −tan−’ (5in((Ω2−01)t
+5c2(t) −8,1(t) ) (10)、(11)式は変形して次式のように表現され
る。
Io−2I [C03((Ω2−01)t/2)+(S
C2(i) −s、1(t) )/2]xsin[((
Ω2+Ω1)t/2) + S (j) + (5(1(j) + s、2(t
) ) / 2 ](10’) <10’)式において振幅変化分、 + (SC2(j) −9,1(j) ) / 2 )
がOにdりかつ、その周波数が信号周波数に同一となる
と、IIm信号に雑音が混入する場合がある。
これを未然に防ぐには、 である必要がある。(12)式を(10’)式に代入す
ると、 A−2I cos((sc2(t) −5c1(t) 
)/2)(13)式から周波数弁別回路の出力(無線受
信回路68の出力)は、次式で表わされる。
E−d/dt (S(t)+ (s、1(。
+ s 、2(t) ) 72 ) −μ(1) + (μC1(t)+μc2(t) ) 
/ 2ここで、μ(1)およびμC1(1) 、μ(2
(t)は、それぞれ(4)式および(4′)式に示され
たものである。なお(12’)式は、s、(t)と5C
2(1)との位相角差(一定値)を除くと通常の移動通
信方式では、つねに満足しており、特に制限条件とはな
らない。それは主要な音声信号に、制御信号に比して深
い変調を加え、制御信号には浅い変調をかけており、し
かも音声に加える変調の深さも、近年、等価トーン(I
KH2)信号で3゜5ラジアン(25KHz搬送波間隔
の場合、また搬送波間隔が12.5KH2の場合は、同
じく1゜75ラジアンとさらに浅くなる)と浅くなって
いるためである。
ざらに、移動無線1150がチャネル切替すべき新しい
無線基地局30を未決定な段階(第3A。
8図の時間t3以前)で、無線基地局30−2から移動
無線1150宛に送信される信号とし1制御信号Cのみ
で音声信号Tが含まれていない場合を説明する。
この場合、前述の(9)式はつぎのように表わされる。
r□ = I (sin、(Ω1t+5(t) +5o
1(t) )+sin (Ω t +s 。2(t) 
) )(9−1> 以下前述と同様に式の変形を行い(10’)式に相当す
る式を求めるとつぎのようになる。
I□ −2I [COS ((Ω2−Ω1)’j/2)
+ (S(j)+5o2(1)−sol(t))/2コ
xsin[((Ω2+Ω1)t/2) +(s(1)+5c1(t) + 5o2(j) ) 
/ 2 ](10’−1> ここで(12>、(12’ )式の条件に相当する式を
求めると、 Ω1=Ω2−Ω      (12−1>(s(t)+
5c2(1)−5C1は))/2<π/2(12’−1
) を得る。ここで(12’−1)式を満足させるためには
、音声信号や制御信号を用いて搬送波に加える変調の深
さとして1.5ラジアン以下にすればよいことがわかる
。ただしく12’−1>式で5o1(t)とs。2(t
)との位相角差(一定値) J、を除外した。
以上により周波数変調の場合無歪条件は(12)式およ
び(12’)、あるいは(12’−1)式が十分条件で
あることが明らかにされた。ただし、この条件は十分条
件であって必要条件ではない。
すなわち(12)式が満足されていなくとも、無歪条件
が得られる場合があるが、これは後で詳述する。
さて、(8)式にもどり、(12)式を代入する。すな
わち移動無線機50へは、完全に同一の周波数を有する
2つの搬送波が入来すると仮定すると、(8)式は下記
のように表わされる。
−1・ I=I01N十F、4 (7rn)   5lnnpt
)xsin(Ωt+5(t) +5C1(t) )−1
・ +l02(1−2;、4 (πn)  s+nnpt)
xsin(Ωt+5(t) +5c2(t) )(8”
  ) ここで、 5o1(t) −s。2m =。
すなわち、制御信号に加える変調の深さは極めて浅いの
で無視し得るものとする(ただし、これはシステム的に
若干の制限となり得る)と、(8″)式は、つぎのよう
になる。
xsin(Ωt+5(t)) (8” ’ > (8” ’ )式の右辺の[]内は振幅変化分を表わす
が、周波数弁別回路の前段におかれた振幅制御回路によ
り、これは除去可能である。とくに101−IO2のと
きは、(8” ’ )式は非常に簡単になり、 1 = 2 I 01 sinΩ(t+5(t) > 
  (8−1>を得る。したがってこの場合、切替動作
以前と変らない状態で受信可能なことを示している。た
だしく8−1>式の誘導にはS。1(1)とS。2(t
)との位相角差(一定値ψとする)が0であるとしたが
、実際には有限値であり、この値を導入すると(8−1
)式の右辺の振幅の大きさは(1+cosψ)/2を乗
じた値となる。
以上のことは切替周波数に全く依存しない事を示してい
る。したがって2つの搬送波の周波数が完全に等しくな
る場合には、第1B図に示す切替スイッチ64−1の切
替周波数は任意に選んでよい事が明らかとなった。ただ
し、実際のシステムでは以上の条件がくずれる可能性が
あり、安全をみて、切替周波数を信号周波数のうちの最
高周波数の2倍もしくは中間周波増幅部の伝送帯域周波
数幅以上のいづれかのうち、高い周波数に選定すること
が多い。
つぎに無歪条件を系す(12)式が満足されない場合に
おいて、技術的にとり得る方法について説明する。(1
0’)式の右辺の振幅変動分である、 IAM=21 [cos((C2−01)t/2)+ 
(s、2(t)   5(1(t))/2コのうち(s
c2(i) −5c1(t) )/2は非常に小さい値
であるから無視できるので、上式は近似的に下記によう
に表現できる。
1’ AM=2 I C05((C2−C1)t/2)
移動無線機50における受信部53に含まれた復調部に
おいて雑音として混入する可能性は、上式のCOS (
C2−C1)t/2が信号周波数と同一の周波数成分を
有する場合である。これをさけるためには、 (C2−C1)/2>ωi/2 または、 (C2−C1)/2くωi/2 とすればよい。ただしωiは、(4)式または(4′ 
)式で与えられる信号周波数を表わす(1=1.2. 
 ・・・・・・、n)。
すなわち、C2−C1で示されるビート周波数が信号周
波数よりも上側または下側に常に存在するようにし、そ
の領域外に出ないように制御すればよいことがわかる。
ただし、前述のAM酸成分、振幅制限回路により矩形波
状になっているために、雑音もパルス的波形を有するか
ら、高調波に留意する必要がある。技術的にこれを行な
うには、無線基地局30−1.30−2の送信部31−
1゜31−2の搬送周波数の安定度を決定する基準水晶
発振器の周波数安定度を高めることにより達成される。
たとえば、後述する自動車電話方式の例では、基地局に
設置されている基準水晶発振器の安定度は、現在0.5
〜1 pDm (0,5〜lX1O−6)程度であるの
で搬送波の周波数変動は、1X10−6x 900MH
z = 900HzFある。これでは、丁度音声の信号
帯域内に雑音が混入する。
しかしながら、技術の進歩によりo、oi ppmが可
能になったとすれば、IX 10’X 900HH2=
 9 H2となり雑音の高調波があったとしても、その
太きなエネルギーが信号帯域内に混入する可能性は少な
くなる。あるいは搬送波の周波数が9M)lzを使用し
ている無線システムでは、ippmの搬送波変動では、
現在の技術においても雑音の混入はないことになる。
以上は高速切替モードの場合であったが、次に低速切替
モードの場合を説明する。
第1B図における切替スイッチ64−1を、低′  速
度たとえば10Hzとが5Hzあるいは1l−fzとい
った低速度で切替える場合でも、すでに説明した(8′
)式はそのまま成立する。そして、通過帯域内において
、たとえば受信部53の中間周波増幅部では、搬送波間
隔が12.5KH2の場合には、その通過帯域は8KH
z程度であるから、切替周波数pが1Hzとするとao
ooにのぼる多数の搬送波が存在し、中間周波増幅器等
で増幅された後、周波数弁別器に入来することになる。
しかしながら、(8′)式をみても明らかな通り、(1
)上または下側波帯に存在する副搬送波群は中心に存在
する主搬送波に比べ、その次数が増加すると、急速に減
少する。
(2)各副搬送波の所有する側波帯はそれ自体有用な信
号成分である。
(3)しかしながら、これらが同時に周波数弁別器に入
来すると、復調出力として所望の復調出力μ(1)成分
(但し出力レベルは異なる)と多数の副搬送波の存在に
よる干渉により生ずる混変調された雑音成分とから成り
立っていることがわかる。この復調出力の信号対雑音比
は上記の多波干渉の他受信ミクサ以降の直線性に左右さ
れることになるが、注意して設計すれば、実用上良好な
値にする事が可能となる。ただし後述するように、隣接
チャネルからの干渉雑音の影響を受け、特に低周波帯域
(300Hz以下)で問題になるので、制御信号は下側
帯域の使用はさける方が望ましい。
一方、低速切替受信時の信号の側波帯域成分の広がりは
、(8′)式や後述する定置的な説明からも明らかな通
りきわめて減衰が大きく、他の無線チャネルへ及ぼす影
響は全く無視して差しつかえない。
ざらに低速切替モードの場合は、前述した高速切替モー
ドのときに問題となった別チャネルの搬送波の存在によ
る影響(中間周波数帯域における搬送波周波数の相違に
よる影響)は心配する必要はない。
すなわち、これら2つのモードの相違を第3G図を用い
て説明する。第3G図(a)は、高速切替えモードの場
合で必って、送信波がアンテナから出力され空間を伝送
されて行く場合の受信機のアンテナ入力端での信号波形
を示す。この場合(9)式または(10)式をみれば明
らかなように、2つの無線チャネルの信号はその搬送波
周波数が若干異なる連続波が受信機アンテナ入力端に到
来することになるから、AM成分をもった周波数変調波
の形状を有することになる 第3G図(b)は、これに対し低速1;7J替モードの
場合を示しており、信号波はパケット状またはパルス的
に空間を伝送することになる。したがって、高速切替え
モードのような2つの搬送波の存在による相互干渉はな
く、自搬送波が送信スイッチにより切替えられたために
発生した搬送波による干渉妨害だけ受けることになる。
以上の説明で明らかなように低速切替モードの場合は、
後述する搬送波同期技術のような複雑な回路は不要であ
る。
以上は移動無線機50が受信する場合を説明したが、移
動無線機50が送信する場合をつぎに説明する。まず高
速切替モードの場合を説明する。
第1B図において、切替スイッチ64−2で切替えられ
た無線信号は、たとえば無線チャネルCH1とCH2と
が交互に切替えられるが、受信側は無線基地局3O−1
(CHl)または無線基地局30−2 (CI−(2>
で別々に受信され、移動無線機50側で受信する場合の
ように混合される場合の混変調問題はまったく存在しな
いからである。
ただしく8′)式から明らかなように、側波帯として、
搬送角周波数 (Ω±r+p) の成分が存在するから、これらが空間に放出されて、他
のチャネルまたは、他のシステムの通信に妨害を与えな
いように送信出力部に帯域濾波器を設けて濾波する必要
がある。
このためには、切替周波数として移動無線機50の送信
する全チャネルの周波数外に式(Ω±np)を拡散する
必要があり、例に用いた第1A図および第1C図に示す
自動車電話方式では、p/ (2π )>15MHz にする必要がおる。
また、切替にともなうチャネルCHIとチャネルCH2
との時間的占有率は必ずしも50%、50%である必要
はなく、m:nの比、すなわちm/ (m+n)X10
0% と、n/ (m+n)Xl 00% などの任意の値に設定しても本発明の効果は同様に発揮
できる。これは特に移動無線機50からの送信波の無線
基地局30−2への受信電力が、無線基地局30−1へ
の受信電力より高いのが通常であるから、前者の受信の
ための時間的占有率を後者よりすくなくし、後者の受信
入力損失を減少させる上で、より効果的である。
以上の説明から明らかなように、本発明の作用は、移動
無線機50の送信周波数を無線基地局30で測定するこ
とにより、新しい通話チャネルに切替えられた後の周波
数ずれを予測し、これに適合した周波数で、チャネル切
替後に交信する無線基地局の送信チャネルを設定し使用
することにより、ヂャネル切替にともなう通話断ないし
、発生する混変調による雑音を除去した点に特徴を有す
る。なお、数式を用いた厳密な動作説明は、のちに説明
する。
つぎに振幅変調の場合を説明する。
この場合も(4)式および(4′ )式で搬送波(角周
波数ω)を振幅変調すると、 11 =I□  (1十μ(t))sinωt   (
15)または、 11=To (1+μ(1)十μ。(t) > sin
 ωt(15’) ただし■。は搬送波の振幅の大きさ、tは時間を表わす
。また過変調をさけるために、1μ(t)+<1   
      (16)1μC(t)+<1      
  (17)1μ(1)十μ (t)1≦1     
(18)とする。無線基地局30−1および30−2よ
り移動無線機50宛に送信されると、移動無線機50の
アンテナ入力部では、無線信号波はそれぞれ次式で表現
される。
AI = 11  (1+μ(t) 十μC1(t) 
)  S!nω1 tA2−I2(1+μ(1) +μ(2(t) )  sinω2 tただし11.I
2は、それぞれ無線基地局30−1および30−2より
送信された信号波の受信電力の振幅、ω1 、ω2は同
じく搬送波の角周波数とする。(19)、(20>式に
示す信号が、移動無線機50(第1B図)の切替スイッ
チ64−1を切替えることによって局部発振出力を断続
されると、受信部53への入力信号として、I、o−1
1(1十μ(1)+μC1(1) )(1+Σ4(πn
)−13in npt) Sinω tI2o−I2(
1十μ(1)十μc2(t))−1・ (1−Σ4 (7rn)  Sln npt) S!n
ω2 tここで、ω1とω2を同一無線チャネルとみな
し得る程度に近い値をとるものとすると、(21)、(
22>式に示す信号は、中間周波増幅部で増幅すること
が可能となる。それ故、中間周波増幅器で適当なレベル
まで増幅した後に復調回路(振幅検波器)に加えると、
所望の低周波出力が得られることになるが、無歪条件は
、高速切替モードの場合には、pが信号成分の最高周波
数の2倍以上となるように選ぶことにより得られる。以
下、各種の場合を説明する。
まずω1−ω2−ω、すなわち2つの搬送周波数が同期
している場合を説明する。この場合(21)、(22)
式は1つの搬送波とみなされ、次式で表現される。
I = 110+ I 20 −[11(1+μ(1)十μ。1(1) )(1+Σ4
 (πn)−1sin pt)+12  (1+μ(1
)十μ。2(t) )(1−Σ4(πn) −1sin
 pt ) ] sinωtここで、 D>2ωH<24> ωHは信号成分のうちの最高周波数とするとAM検波後
の復調出力は、低域フィルタによりp。
p−ωiの歪み成分を除去できるから、e□ =k (
2μ(1)十μc1(1)+μC2(t) )が得られ
る。ただし、kは定数である。また、中間周波増幅器に
おける非直線性の存在も(23)式で表わされるように
、1波増幅であるから全く心配の必要はない。
したがって、音声信号μ(1)と制御信号μC1(t)
およびμC2(t)は、使用している周波数成分が異な
るから、帯域濾波器で別々にとり出すことが可能である
つぎに、ω1≠ω2の場合を説明する。この場合、ω1
→ω2で同一中間周波帯域内で増幅されるから、増幅器
は直線性の良好なものを選ぶ必要がある。以下、非直線
性の影響はないとして説明する。すると、AM検波入力
には、次式で示されるAM変調波が入力することとなる
I=101+I20 =11 (1+μ(1)十μc1(1) )−1・ (1+Σ4(πn)  s+npt) sinω1t+
I2 (1+μ(1)+μc2(t) )(1−Σ4(
πn)”1Sin pt) Sinω tただし、増幅
係数は省略した。ここで前と同様の仮定である、 p>2ωH とすると、AM検波後の出力として、 eo−k ((11+ I2 )μ(1)+I、μc1
 (t)+ t2μc2(1))が得られる。ただしk
は定数である。したがって、この場合も、音声信号およ
び制御信号とも無歪で再生されたことになる。また振幅
変調の場合、無線基地局30から移動無線は50宛に送
信する信号には、必ずしも音声信号を含ませる必要はな
く制御信号のみでもよい。
つぎに低速切替モードの場合を説明する。この場合にお
いても、(21)式および(22)式はそのまま成立す
る。これらの式の右辺を展開すると、(8′ )式と類
似の式を得ることになる。したがって、AM検波器以前
の回路に非直線回路がなければ有効な信号は無歪みで得
られることがわかる。ただし非直線回路が存在すると、
混変調を生じ、これがAM検波されると低周波帯域で効
果の大きい雑音成分を有する雑音となる。そこで、AM
検波の場合も低速切替モードで使用するときは、制御信
号は音声周波数帯域より高い周波数を用いた方が安全で
ある。
なお以上の説明でも明らかなように、AM変調を用いた
場合も低速切替モードのときは、2つの無線チャネルの
中間周波帯域での搬送波周波数の相異は、とくに問題と
はならない。
以下、NTTの自動車電話方式を例として、(12)式
を満足させる具体的なシステム構成法(高速切替モード
の場合に必要となる〉を説明する。 但し、前述の文献
(伊藤“携帯電話方式の提案−究極の通信へのアプロー
チ−電子通信学会技術報告 C8研究会 1986年1
1月 C386−88および携帯電話方式 特願昭62
−64023>で設置されている無線回線制御局は本発
明では設置せず、その機能はすべて無線基地局30−1
または30−2ならびに移動無線機50に収容されてい
る。
第12図は、従来の移動無線機の構成を示している。こ
の構成のうち、本発明と深い関係にあるのが、送信部お
よび受信部であり、これらの細部の回路構成が、第13
図および第14図にそれぞれ示されている。これらの図
のうち、シンセサイザ部のみの細部構成が、第15図お
よび第16図に示されている。
ここで第12図、第13図、第14図および第15図は
、それぞれ、日本電信電話公社 電気通信研究所 19
77年7月22日発行の研究実用化報告 26.NO,
7,の1989頁、1996頁、1997頁および19
95頁に説明とともに示されている。
これらの図において、BPF、LPF、トIPFはそれ
ぞれ、バンドパス・フィルタ、ローパス・フィルタ、バ
イパス・フィルタであり、■COは電圧制御発振器、x
5.x9は逓倍器、1/K。
1/Nは分周器、MIXは混合器である。
さて、移動無線機50が送信に使用する無線搬送波や受
信部局部発振出力の周波数は、第15図に示されるシン
セサイザ回路に含まれている基準水晶(TCXO>によ
り一元的に決定される。設計値通りの発振周波数を出力
すれば、移動無線機50からの送信周波数は、完全にシ
ステム設計値通りの値となるが、実際には、若干ではあ
るが誤差があり、また周囲温度や経時変化などによって
変化する。
すなわち、無線搬送波の周波数を得るための第15図に
示したシンセサイザ部には、逓倍(×9)や分周(1/
に、1/N)あるいは混合回路(MIX>など他種類の
回路が含まれているが、これらは定められた周波数を逓
倍し、あるいは分周したり、ざらに他の周波数入力を混
合する作用は有していても、周波数を微小聞ずらすとい
う変化をさせる機能は有していない。
これに反し基準水晶発振器のみが、この機能を有する。
もつとも本発明においては、この機能は不便さを与える
ことにもなるが、反面この性質を利用して本発明に具体
性を与えることになる。
さて、第15図に示される基準水晶発振器(TCXO>
は、その出力周波数が完全に設計値を満すものであり、
かつその周波数が周囲温度等の外部環境変化や経時変化
を受けないと仮定すれば、本発明で移動無線機に要求さ
れる条件は、非常に簡単になる。
しかしながら実際には、基準水晶発振器(TCXO)は
、その製作時の状態により、その出力周波数が完全には
設計値を満足していなかったり、また周囲の環境状態や
経時変化により、微小量ではあるが発振周波数が時間的
に変化する。この変化は、かなり緩慢で自動車電話で一
通話として使用する数分、あるいは数十分の時間内であ
れば、はとんど一定とみなせる。そこで、この誤差をΔ
ω(角周波数)とすると、設計値ω0と実際の発振角周
波数ωとの間には1 、ω0−ω=Δω       (28)で表わされる
関係を一定時間内においては、保持することになる。
すなわち実際にこの移動無線機を使用しているときには
、その移動無線機から送信される無線搬送波の周波数は
、一定時間少なくとも通話中チャネル切替を実行中′に
おいて、一定とみなすことができる。したがって移動無
線機の使用している無線チャネル番号および移動無線機
から送信される無線搬送波の周波数を無m基地局30−
1や3〇−2で測定すれば、その値とシステム設計値で
与えられている周波数との差(Δf)を求めることによ
り、移動無線機の基準水晶発振器の周波数ずれは、一義
的に求められることになる。
したがって、無線基地局3oにおいて、表を準備してお
き、その表に、チャネル番号と無線搬送周波数のずれΔ
fとから、移動無線機5oに内蔵されている基準水晶発
振器の周波数のずれ(八f0)を求めることは、容易に
実施可能である。同時に移動無線機5oの無線受信回路
68で使用中の局部発振周波数の設計値から周波数ずれ
(Δf11)も容易に求められる。 つぎに、別の表を
基準にし、その表にはそれぞれΔfoに対し、現在の使
用チャネル番号、通話中チャネル切替後の使用チャネル
番号の移動無線機5oがら送信する無線搬送波の周波数
や、移動無線機5oの受信部で使用する局部発振周波数
の設計値からの周波数ずれ(Δf、2)を求めることも
容易である。
したがって、無l/Q基地局3o−16よび30−2か
ら送信される無線搬送波の角周波数を、それぞれω1.
ω2とすれば、それぞれ中間角周波数は、 Ω =ω −ω    Ω ±ω −ω1   1  
  Ll−2212 であり、もし、 Ω1−02           (30)なる関係が
成立したとすると、前述した(12)式と全く同一の条
件が成立したことになるから、復調出力として無歪条件
が成立したことになる。
実際に、(30)式が成立するように無線基地局30ヤ
移動無線機50のハードウェア構成をすることは可能で
あり、それについて説明する。
まず無線基地局30−1では自局より移動無線1150
宛に送信中のS線搬送波の角周波数ω1および移動無線
機50からの送信波の角周波数ω。
より、前述した表を用いて通話中チャネル切替前後の通
話チャネル番号から移動無線機50内の無線受信回路6
8で使用する局部発振角周波数の設計値からのずれを求
める。これらを、それぞれΔω 、Δω1□とする。す
ると(29>、(30)[1 式を用いて、 ω1−″)[1−″)2−“[2 ゆえに、 ω2=ω1−ω[1+ω[2 −(1) 1+″)O[2−″)011+△ω[2−Δ
ωll     (31)ただし、ωOL2 、ωOL
Iはシステム設計より定められている値である。
(31)式は、っぎの事を教えている。すなわち、無線
基地局30−2から送信すべき無線搬送波の角周波数と
して、無線基地局3o−1の送信角周波数ω1に通話チ
ャネル番号で定められる、局部発振の角周波数ω  、
ω  を加算またはO120Ll 減痒し、これに局部発振器の角周波数ずれを加算または
減算すればよい。
実際に、(31)式のうち、無11基地局30−2丙の
送信部31−2において、主要な動作をな   ′すの
が基準水晶発振回路の発振角周波数を微小量変化させる
回路の存在である。
具体的な公知の回路構成図を第16図に示す。
第16図は無線基地局3oの送信部31に配置ざれてい
るシンセサイザ部のうち、基準水晶発振器のみを詳細に
示したもので、その他の回路は移動無線機50内の無線
送信回路66とほぼ同一であるから省略した。
第16図において制御部38(第1C図)からの制、開
信号が発振器制御部81に入力され、この信号の指示に
より可変角周波数発振器82の発振角周波数が変化し、
この出力と送信用水晶発振器83の出力が混合器84で
混合され、バンドパス・フィルタである濾波器85を通
過した後、角周波数が周波数測定部86で測定される。
この測定の結果は、基準発撮器制御部81で制御部38
から指示された値と比較されて、指示された発振角周波
数が得られていない場合には、ざらに誤差信号が可変角
周波数発振器82に加えられる。この動作が、所要の発
振角周波数が得られるまで継続されることになる。ここ
で周波数測定部86の周波数測定精度は、高いものが要
求されるから、−定の温度に保持した水晶発振子をその
基準に使用しなければならない。
以上説明したプロセスで得られた基準水晶発振器出力は
、式(31)を満しているから、無線基地局30−2か
らのチャネルCH2による無線信号を受信した移動無線
機50では、すでに述べたような切替スイッチ64−1
の動作により、受信ミクサ63の出力では、無線基地局
30−1からのチャネルCl−12による送信角周波数
も、無線基地局30−2からの送信周波数も、全く同一
の搬送角周波数となっており、前述の(13)式を満す
故、無歪で復調可能となる。
以上は(12)式を完全に満す事を目的としてシステム
構成を説明したが、実際には、すでに説明したように、
必ずしも(12)式を満さなくても受信信号の無歪条件
は満足される。すなわち、無線基地局30や移動無線機
50に内蔵されている基準水晶発振器の周波数安定度を
2桁高めるだけで、上述のような無線基地局30−1内
での送信周波数の計算は必要でないことになる。また、
もし無線周波数帯として現行の1/100の周波数の9
MH2帯が使用可能とするならば、現在の水晶安定度の
技術レベルでも無歪条件が満足されることになる。
なお、第1B図に示す移動無線機50には4個のシンセ
サイザ55−1〜55−4を設置した例で説明したが、
第4A図に示すようにシンセサイザ55−1.55−3
の入力側に切替えスイッチ64−1.64−2を設けて
、第1B図の受信切替用制御器65Bおよび送信用制御
器67Bの両機能を有する切替用制御器65の出力信号
を加えて切替えることにより、シンセサイザの設置数を
送信用および受信用の各1個に節約することが可能であ
る。ざらに第4B図に示すように、送信周波数と受信周
波数の差の周波数を発生する差周波数発振器69を用い
、その出力とシンセサイザ55−1の出力とを周波数ミ
クサ70により混合し、必要な送信用の周波数を得るな
らばシンセサイザを1個にして送受共用に使用すること
も可能でおる。
第4A図および第4B図に示した回路においては、応答
特性の良好なシンセサイザ55−1.55−3を選ぶ必
要がある。このようにして移動無線機50は、無線基地
局30−2と自己の移動無線機50に対し、最初に制御
チャネルCH30、ついで無線チャネルCH2を用いて
交信するための準備を行わせる。そして、関門交換機2
0内のスイッチ群23でそれまでオンになっていたスイ
ッチSW2のほかに、さらにスイッチSW1もオンにし
、無線基地局30−2へも通話信号が並行して送出され
るようにする。
つぎに本発明による通話中チャネル切替で重要な役割を
果す制御信号の使用法について説明する。
ただし、式(12)の条件、および2つの入力搬送波の
中間周波増幅段でのレベルは等しいとする条件は、満足
されているものとする。
無線基地局30−1.30−2からそれぞれチャネルC
HI、制御チャネルC)−f50.%るいはCH2を用
いて移動無線機50宛に送信する場合について説明する
前述のチャネル切替準備動作が完了すると、移動無線機
50の無線受信回路68には、無線基地局30−1およ
び30−2からのチャネルCH1゜制御チャネルCH3
0あるいはCH2の両方が、同一の通話信号とそれぞれ
異なる制御信号とが重畳されて送信され、これが移動無
線1150内の切替スイッチ64−1で切替えられて、
切替受信される。また切替スイッチ64−2も動作を開
始するので、移動無線機50からの送信波も切替送信を
開始される。
ここで、関門交換機20から無線基地局30−1を介し
て移動無線機50に至る経路と、無線基地局30−2を
介する経路との差(10KIR以内)による遅延時間差
は、せいぜい0.03m秒以下であるから、動作に何の
支障もなく、無視することができる。また、無線基地局
30−1からの下り信号には、音声信号のほかに無線基
地局30−1を識別させる(識別信号ID)が、“無線
基地局30−2からの下り信号には、音声信号のほかに
無線基地局30−2を識別させる識別信号がそれぞれ第
2図(a)に示したような帯域外信号の形で挿入されて
いるから、移動無線機50の無線受信回路68では、こ
れを受信し制御部58へ転送する。制御部58では、こ
の信号を識別し、無線基地局30−2からのチャネルC
H2を用いて通話信号が送られてきたことを確認するの
で、無線送信回路68を用いて上り通話信号の帯域外を
用い、この確認事項を無線基地430−1向けに使用中
の通話チャネルCH1により、無線基地局30−1経由
で関門交換機20へ報告する。
関門交換機20では、無線基地局30−2と移動無線機
50との下りの通信が良好に動作しているのを確認する
と、通話路のスイッチ群23をスイッチSW1.SW2
の両方共オンの状態からSWlをオフにしSW2のみオ
ンの状態に変更する。
これらの状態は、第3A、8図にすでに示した通りであ
る。
つぎに移動無線機50からチャネルCHI、CH30ま
たはCl−12を用いて無線基地局30−1゜30−2
に送信する場合について説明する。
まず数式を用いて説明する。文字、記号の意味は前述と
同様とする。角度変調の場合、切替スイッチ64−2が
動作していない場合には、送信ミクサ61(第1B図)
の信号は次式で表わされる。
ただし、送信ミクサ61への切替えスイッチ64−2か
らの入力と制御部58.電話機部59゜IDロームエリ
ア情報照合記憶部54からの信号入力(図示されてはい
ない変調器通過後)との混合出力のうち高調渡分は、信
号送出用の搬送周波数よりかなり上または下の帯域に離
れているので無視することにする。切替スイッチ64−
2の入力部の送信信号は下式で与えられる。
1−IoSin(ωt +5(t)+S C(t) )
(5′) 切替スイッチ64−1.64−2が動作を開始すると(
5′)は次式のごとく変形される。
xsin (Ω1 t+5(t) +5c(t) )x
sin (Ω2t+sm+5C(t))ただし、 Ω :切替スイッチ64−2がシンセサイザ55−3側
に倒されているときの送信ミクサ61の出力から送信さ
れる搬送波角周波数(通話チャネルCH1) Ω :切替スイッチ64−2がシンセサイザ55−4側
に倒されているときの送信ミクサ61の出力から送信さ
れる搬送波角周波数(通話チャネルCH2> p :送信切替用制御器67Bの発振角周波数ここで、
(32)式を変形すると、つぎのようになる。
I/IQ =sin(Ω1j+U) +2・π−1[C03((ΩI  D) i’+U)−
cos((Ω1+p)t+u> 1 十2(3π) −1[CO3((C1ap)を十u)−
cos((Ω1+ap)t+u) ]+2(5π’) 
” [CO3((C1−5p)t+U)−cos((C
1+5p)t+u) ]+・・・・・・ +sin (C2を十U) +2・π−1[cos((C2−p)を十U)−cos
((C2+ p ) t 十LJ ) ]−2(3π)
[C03((C2−3p> j+U)−cos((C2
+3p> t+LI) ]−2(5π) −1[CO3
((C25p) j+tJ)−cos((C2+5p)
t+U)] ・・・・・・・・・                
  (33)ただし U=s(t)+s  (t)  
   (34)に こで(33)式をみると、多くの搬送波を合成したもの
となっているから、このまま送信アンテナ端に加えたの
では、他のシステムまたは自己のシステムの仙チャネル
に電波干渉をひき起こす可能性がある。
まず高速切替モードの場合に関し、これに対する対策を
説明する。すなわち他チャネルに及ぼす電波干渉を防ぐ
ために帯域濾波器(図示せず)で濾波する。この場合濾
波器の帯域通過特性は自己のシステム内のすべてのチャ
ネルの送信周波数を通過させそれ以外は阻止させること
が要求される。
そのために、送信切替用制御器67Bの発振周波数は、
上記自己のシステムの通過帯域幅が、たとえば、NTT
の自動車方式の場合15MHzであるから、15MHz
以上、実際には20MH2程度にすることが望ましい。
第17図はこの様子を模式的に表わしたものである。
第17図において、横軸は周波数、縦軸は信号波のエネ
ルギーを示す。各信号波のうち最もエネルギーの大きい
のが搬送波であり、側波帯は模式的に両側に一波のみ示
した。また、横軸のC1。
C1−pなどは搬送波の周波数を示している。
以上は角度、変調の場合でめったが、撮幅変調の場合も
同様に解析が可能であり、システムが良好に動作する条
件として上記の結果と同一となる。
つぎに低速切替モードの場合を説明する。
(33)式において、チャネル切替の周波数pの値とし
て10H2以下を代入すると、大部分の信号成分は自チ
ャネル内にとどまり隣接チャネルへ及ぼす影響は極めて
少ないことがわかる。以下足囲的に説明する。
(33)式に含まれているpの値として、p=2πラジ
アンすなわち周波数を1H2とし、各搬送波の位相は無
視し、エネルギ(電圧)を尖頭値で表わす(この結果妨
害波の影響を大きく評価することになる)と、下式のよ
うになる。
I/I□−1+2π−’(1+1/3+115十・・・
・・・+1/ (2n−1)+・・・・・・)+2π−
’(1+1/3+115十 ・・・・・・+1/ (2n−1)+・・・・・・)<
33’ ) この(33’ )式の右辺において、第1項目の“1”
は主搬送波成分を表わし、第2項目の2π−1()は上
側周波数帯域にある副搬送波成分を表わし、第3項目の
2π−1()は下側周波数帯域にある副搬送波成分を表
わしている。
(33’ )式に示される多数の搬送波のエネルギー分
布を周波数軸上に示すと、第3H図のごとくになる。(
33”)式より自無線チャネル内に保留される副搬送波
のエネルギー(振幅値)のうち、中心周波数の上下1K
H2内にあるエネルギーと1〜2KH2内にあるエネル
ギーとを比較する。
まず、上下lKH2以内にあるエネルギー(電圧値) 
E (IK)12)は 峙2/πx5.5506 また、上下1〜2KH内にあるエネルギーE(2KH2
)は −52/πX0.1421 したがって、 R=E(2にH2)/ E (1KHz)=0.025
6すなわち、約1/40に進減していることがわかる。
同様に、上下2〜aKHz内にあるエネルギーを求め、
同時に比較すると0.00761、即ち1/30に逓減
している。
以上のm算は多数の副搬送波の存在を強調して算定した
結果であるが、それでも低速切替モードの場合には、送
信出力の99%以上のエネルギーが自無線チャネルの伝
送帯域内に存在し、残りの1%以下のエネルギーが他チ
ャネルへ電波干渉を与える可能性のあることが判明した
さて、低周波切替モードの送信波が空間を伝搬した後対
向して通信中の無線機の受信部へ入来した場合の復調信
号の伝送品質(信号対雑音比)に及ぼす影響、即ち自通
信チャネルへの影響については、すでに説明したので省
略し、他チャネル(隣接チャネル)の無線機が低速切替
モードで動作中に自己の無線機の受信部のこうむる影響
について説明する。
(33’ )式を用いて隣接チャネルに妨害電波となり
得る搬送波電力を求める。
第3H図に示される隣接チャネルは、チャネル間隔12
.5KHz離れているものとし、このチャネル内に副搬
送波の周波数7.5KH2〜17゜5KH2の成分が妨
害を与えるものとすると、全電力は(33’ )式より 一方主搬送波のエネルギー(これは隣接チャネルの主搬
送波のエネルギーに等しい)は1であるから、信号対妨
害電波の比(以下D/Uと略記する)は、110.00
27であり、デシベルで表わせば50dBとなる(ただ
し電力比)。
以上の計算は、チャネル切替周波数pが2πラジアン(
11−1z)であったが、同様の計算をpが10)12
の場合について行うと、信号対妨害電波の比は30dB
 (電力比)となる。ところで一般の移動通信において
は、同一チャネル干渉として容但し得るD/U値は、2
4dB (電力比)とされている(たとえば 坂本他 
“′自動車電話無線回線設計″ 電電公社研究実用化報
告 第26巻第7号(1977) P1859 )ので
、上記の計算値は十分な余裕をもって@足をしているこ
とを示している。すなわち、本発明による送信波を低速
切替モードで動作させても、隣接チャネルに及ぼす電波
干渉は無視可能であることがわかる。
さて、以上の足回的説明により、本発明の高速および低
速切替モードによる実用性が明らかになったので、以下
システムとしての動作を説明する。
まず高速切替モードを説明する。
移動無線機50の制御部58では、受信切替用制御器6
5Bおよび送信切替用制御器67Bが、それぞれ作動し
て、切替スイッチ64−1および64−2はそれぞれ、
動作中のシンセサイザ55−1と55−2の出力および
55−3と55−4の出力を切替えて、チャネルCH1
とCH2とを切替送受信中である(第1B図)。
この動作中通話チャネルに送られる信号としては、通話
信号の外、帯域外の制御信号(第2図(a))として、
移動無線機50の使用チャネルの状態(チャネルCHI
からチャネルCH2へ移行しつつあること)、移動無線
機50の識別ID等(たとえば第2図(a)のfDlな
どのトーン信号でfDlとID3などを組合わせてもよ
い)が加えられている。
チャネルCH1の上り゛信号は、無線基地局30−1で
受信される。第5図(a)に示すように、移動無線機5
0の送信ミクサ61の出力段では、送信切替用制御器6
7Bの動作による切替が開始されるので、送信信号はパ
ルス的波形となる。この波形は、(8)式の右辺第1項
の形に表わすことができるので、切替周波数をシステム
で使用する周波数帯域幅より大きくすることにより、移
動無線機50の送信ミクサ61からアンテナへの入力部
分に設けられている帯域濾波器(図示せず〉により濾波
され、通常の周波数変調のみがアンテナから送波される
ことになる。そこでアンテナより送信される信号波の周
波数は、チャネル番号に対応した連続波となっており、
無線基地局30−1で支障なく受信される。そして復調
後の音声信号や帯域外信号には異常なく所要の信号が得
られ、このうち通話信号と関門交換器20への必要な制
御信号を加えて、関門交換120へ転送される。
一方、無線基地局30−2で受信されたチャネルCH2
の上り信号は、同様にして第5図(b)に示すように、
送信切替用制御器67Bの動作による切替が開始された
時点から受信可能となり、無線基地局30−1の場合と
同様に移動無線機50の送信ミクサ61の出力段では、
パルス的受信波形となる。しかしながら、上述したのと
同じ理由により、無線基地局30−2で受信したときに
は、連続波となっており、音声信号や域外信号には異常
なく所要の信号が受信され、このうち通話信号と関門交
換器20への必要な制御信号とを加えて関門交換機20
へ転送される。
関門交換機20では、無線基地局30−1および30−
2からの2つの信号のうち、音声信号については、第5
図(C)に示すように、スイッチ群23で無線基地局3
0−1と30−2とからの信号、チャネルCH1とCH
30必るいはCHIとCH2が混合される。ここで制御
チャネルCH30は、制御信号のみを伝送するものであ
り、受信後に帯域漏波器で濾波されるから、音声信号と
は完全に分離されるものである。なお混合に当って、M
線基地局30−2からの信号の方が通常は伝送品質が良
いから、S/Nに比例した出力で混合してもよい。また
混合に際して、移動無線機50から無線基地局30−1
を介して関門交換機20に至る経路と、無線基地局30
−2を介する経路の伝送路長の差は、せいぜい107に
以内であり、それによる信号の遅延時間の差は0.03
m秒以内であるから、実際上回の支障もなく、無視する
ことができる。
関門交換機20では、無線基地局30−1および30−
2からの2つの信号のうち、音声の帯域外で送られてき
た識別信号などによって、それぞれ移動無線機50から
のチャネルCH1およびCH2による信号でおることを
確認する。
関門交換tli20では、通話中チャネル切替動作が円
滑に進んでいることを確認し、移動無線機50からの制
御信号による指示を待っている。
すでに説明したように移動無線機50では、制御部58
の動作により受信切替用制御器65Bの発振動作を停止
させ、受信チャネル選択用の切替スイッチ64−1の位
置をシンセサイザ55−2側に固定し、送信チャネル選
択用の切替スイッチ64−2の位置をシンセサイザ55
−4側に固定すると同時に関門交換は20に対し、通話
路のスイッチ群23のスイッチSW2のみをオンにし、
SWlをオフにして並行送信を中止させる。
この結果、移動無線1150は、それまでのチャネルC
H1を用いた無線基地830−1との交信を終了し、第
5図(C)に示すように無線基地局30−2とチャネル
CH2を用いて交信する状態にはいる。これにてチャネ
ル切替が完了し、新無線チャネルで交信されている状態
が実現する。以上説明した上りチャネルと下りチャネル
の切替動作は並行して実行されほぼ同時期に終了する。
以上の説明から明らかなようにチャネル切替時も無瞬断
であり、かつ雑音も実用上問題のない程度の低いレベル
にとどめることが可能である。
以上、種々説明したチャネル切替動作の終了後は、各無
線局の送信周波数は特定の条件を必要としないので、そ
れぞれの無線局の所有している基準水晶発娠器を基準と
して用いた送信周波数により通信を継続することとなる
なお以上の動作中のいずれかにおいて、動作不良もしく
は、不動作が起れば、その直前の動作からヤリなおすこ
とになる。また動作障害が大きいときには、制御部58
に内蔵するメモリ部に記憶しである切替動作前の通話チ
ャネルにもどる動作も具備されている。
第6八図ないし第6H図には、第1A、B、0図に示し
たシステムの動作の流れを示すフロー・チャートが示さ
れている。
関門交換機20.無線基地局30−1.30−2.30
−nおよび移動無線機50.50−nが動作を開始し、
関門交換機20に含まれるスイッチ群23のスイッチs
wn <第1A図には図示されてはいない)がオンであ
り、無線基地局30−nと移動無線1150−nとの間
で、チャネルCH2、下り周波数F と上り周波数f2
を用いて交信中である(S101、第6A図)。移動無
線機50−nは、チャネルCH2での通信を継続しつつ
移動して、移動無線機50へ接近中である(S102)
。他方、関門交換機20に含まれるスイッチ群23のス
イッチSW2がオンであり、無線基地局30−1と移動
無線機50との間で交信中である。この交信には、チャ
ネルCH1,下り周波数F1と上り周波数f1が使われ
ている(3103)。 通信中の移動無線機50の通信
品質監視部56からは、たえず無線基地局30−1から
の受信状況報告が出され、通話品質がレベルL1よりも
劣化していないか否かを監視している(S104)。通
話品質がレベルL1よりも劣化していたならば(310
4YES) 、移動無線機50から、無線基地局30−
1の周辺にある無線基地局30に対し、制御チャネルC
H30を用いて、このCH30,周波数fCの信号をモ
ニタ受信するように指示し、その受信状態および空き通
話チャネルの有無について報告するように要請する(S
105、第6B図)。
モニタ受信の指示を受けた周辺の各無線基地局30(た
とえば30−2>では、周波数f。の信号をモニタ受信
し関門交換機20に対し、スイッチ群23のスイッチS
W2とさらにSWlもオンにすることを指示する(31
06)。
この無線基地局30−2からの指令のほか、周辺の伯の
無線基地局30からのスイッチ群23の同時オンを要求
する指令を受けて(S107)、第1A図に図示されて
はいない周辺の他の無線基地局30にも、無線基地局3
0−1へ送出される信号を並行して送るために、SW2
のほかにSWlや、第1A図に図示されてはいないスイ
ッチSWを同時にオンにする(5108)。このステッ
プ8108の動作を知った無線基地局30−2では、ス
テップ8106で指示されたf。のモニタ受信の結果を
移動無線機50に報告しく3109)、その他周辺の各
無線基地局30からのモニタ結果も受信しく5ilo>
、通話品質を測定比較し、たとえば無線基地局30−2
の通話品質が一定基準のレベルL2よりも良く、かつ最
良であることを検出する(S111YES、第6C図)
そこで移動無線機50は、無線基地局30−1のカバー
するゾーンから無線基地局30−2のカバーするゾーン
に移動したものと判断し、無線基地局30−2との交信
に切替えるために、無線基地局30−2が使用すること
のできる空きチャネルを検索し、チャネルCH2の使用
を決定し、無線基地局30−2に、チャネルCH2での
交信の準備をするように指令する(S112>。
このチャネルCH2を用いるための交信準備指令は、制
御信号用チャネルCH30を用いて無線基地局30−2
に送られ、チャネルCH2による交信の準備をする(S
113)。
同時に、ステップ5108でSWl、SW2ほかのSW
がオンにされて周辺の他の無線基地局30にも並行して
送られている信号をオフするために、SWl、SW2の
みをオン状態にとどめ、他のスイッチSWをオフにする
指示が、同時に移動  。
無線機50からチャネルCH1により送出される(S1
14、第6D図)。無線基地局30−1は、このチャネ
ルCH1による指示を受信し、関門交換機20に転送す
る(3115)。
関門交換機20はこの転送された指示を受信すると、ス
イッチ群23にSWl、SW2のみをオンのままとし、
他のスイッチSWをオフとすることを指示しく3116
) 、SWl、SW2のみがオンの状態になり、それが
報告される(S117)。このSWl、SW2のみオン
の完了報告は、無線基地局30−1を介してチャネルC
H1により移動無線ll50に転送される(8118)
このSWl、SW2のみオンの状態になったことを受信
すると、・移動無線機50は、チャネルCHl、C1−
12を交互に切替えて、チャネルCH1により無線基地
局30−1と、チャネルCH2により無線基地局30−
2との同時通信を開始する(3119)。
すると、ステップ5102においてチャネルCH2を用
いて無線基地局30−nと交信中の移動無線*5o−n
が、無線基地局30−2とチャネルCH2を用いて交信
中の移動無線機50に接近して来たために、チャネルC
H2において、干渉妨害が発生し、これを移動無線a5
0の干渉妨害検出器62が検出する(S120.第6E
図)。
同様にして、移動無線機50−nにおいても、干渉妨害
検出器62が干渉妨害の発生を検出して、この通知をチ
ャネルCH2の帯域外を用いて、無線基地局30−nへ
送出すると同時に、通話チャネルCH2と制御信号用チ
ャネルCH30を用いて、第3F図(d>の時間14〜
t5に示すように高速切替モードによる受信を開始して
、制御信号用チャネルCH30による指示を待つ(S1
21)。
移動無線機50−nから、ステップ5121において干
渉妨害検出通知を受けた無線基地局30−nも、第3E
図(b)の時間14〜t5に示すように通話チャネルC
H2と制御信号用チャネルCl−150を高速切替えモ
ードにして、制御信号用チャネルCH30による指示を
待つ(S122)。
一方ステップS120において、チャネルCH2で干渉
妨害の発生を検出した移動無線機50では、チャネルC
H2以外に空チャネルがあるか否かを調査しく3123
)、空チャネルがあれば(3123YES) 、ステッ
プ5105にもどして、別の通話チャネルの設定をする
(3112)。
空チャネルがなければ(8123NO) 、通話チャネ
ルCH1による低速切替モードへの移行を決定し、無線
基地局30−2へチャネルCH2の帯域外を用いて指令
を送出する(3124)。
この低速切替モード移行決定の指令を受信した無線基地
局30−2は、通話チャネルCH2の送出を停止し、制
御信号用チャネルCH30で送受信するように切替えて
(第302図、第3D2図の時間14〜t5)、移動無
線機50からの指示を待つ(S125>。
移動無線1150では、制御信号用チVネルCH30を
用いて低速切替モードへの変更指令と同時に切替タイミ
ングの情報を制御信号用チャネルCH30を用いて、無
線基地局30−1.30−2゜3Q−nA、送出する(
S126.第6F図)このモード切替指令信号を受信し
た無線基地局30−1.30−2.30−nでは、低速
切替モードへの変更指令を受信し、それぞれ切替準備に
入る(Sl 27,3128.3129>。
無線基地局30−nでは、この切替準備に入ると同時に
、制御信号用チャネルCl−150を用いて、低速切替
モードへの変更を移動無線150−nに要請し、これを
受けた移動無線機50−nも、切替準備に入る(313
0)。
ステップ8126でタイミング情報を送出した移動無線
機50では、低速切替モードで送受信する準備をし、送
受信用のタイミングを作成し、これを制御信号用チャネ
ルCH30で送出する(S131)。
ステップ8128で低速切替えモードへの切替え準備に
入った無線基地#30−2では、同時に、タイミング情
報を制御信号用チャネルCH30で移動無線1150−
nに送信しく3132、第6G図)、これを受信した移
動無線機50−nでは(3133)、低速切替モードに
より通話チャネルCH2を用いて通信を続行する(31
34)。
無線基地局30−nも同様に低速切替モードで通話チャ
ネルCH2を用いて通信を続行する(S135)。無線
基地局30−1は低速切替モードでチャネルCH1を用
いて、第302図(b)および第3D2図(d)の時刻
t6に示すように、通信を開始する(3136)。無線
基地局3〇−2は低速切替モードで通話チャネルCH2
を用いて、第302図(c)および第3D2図(e)の
時刻t6に示すように、通信を再開する(S137)。
この結果移動無線機50は、低速切替モードでチャネル
CHIとCH2とを切替えて、第302図(a)および
第3D2図(f>(7)時刻t6に示すように、通信を
再開する(3138)。
これらの低速切替モードでの無線基地局30−1.30
−2.30−nおよび移動無線基地局5onの通信は、
ステップ5131で移動無線機50が作成を開始し、移
動無線機50が送出するチャネルCH1,CH2(第3
02図(a>の時刻t6以後)をそれぞれが受信するこ
とにより、これと同期してなされる。
チャネルCH2で通信を再開した無線基地局30−2は
、移動無線機50からのチャネルCH2の上り通信信号
の通信の品質レベルを測定し、−定の品質レベル12以
上であることを確認すると、確認信号を移動無線機50
へ送り(3139、第6H図)、移動無線機50は無線
基地局30−1と移動無線機50との間のチャネルct
−+iを用いて行っていた通信の停止を無線基地局30
−1にチャネルCHIを用いて指令し、ざらに、関門交
換120に対しては、スイッチSW1のみをオンのまま
とし、他のスイッチSWをオフにすることを指令する(
3140)。
これによって、無線基地局30−1はチャネルCH1に
よる通信をオフにし、周波数F1の送信は停止される(
S141)。またチャネルCH2によって、SWlのみ
オンにしておく指令を受けた無線基地局30−2は、そ
の指令を転送しく5142)、この転送されてきた指令
を関門交換機20が受信すると、関門交換1N20の通
話路制御部21は、スイッチ群23のスイッチSW1は
オンのままとし、スイッチSW2をオフにする(S14
3)。
これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、スイ
ッチSWIのオン状態で、チャネルCH2、下り周波数
F2.上り周波数f2を用いて、移動無線機50は無線
基地局30−2との間で、第3G2図および第3D2図
の時刻t7以後に示すように、低速切替モードで一瞬の
切断も、雑音の混入もなく、通信を継続することができ
る(S144)。
他方移動無線機50−nと無線基地局30−nとの間の
通信も、スイッチ群23のスイッチ5Wn(第1A図に
は図示されてはいない)をオン状態のままとし、チャネ
ルCH2,下り周波数F2゜上り周波数f2を用いて、
低速切替モードで一瞬の切断も、雑音の混入もなく、通
信を継続することができる。(3145)。
このように低速切替モードを高速切替モードに併用する
ことにより干渉妨害を回避することが可能になった。さ
らに、同一のチャネルを他者と時分割で共用するので周
波数の有効利用をはかることができるようになった。ま
た低速切替モードの場合は高速切替モードの場合とは異
なり、空間を伝搬している送信波の信号は連続波とはな
らず、パルス的になることは第3G図に示した通りであ
る。
つぎに同一ゾーン内で行う通信(話)中チャネル切替動
作について、第7A図および第7B図のタイミング・チ
ャートを参照しながら、高速切替モードの場合から説明
する。
この場合は、ゾーン間で行う通信(話)中チャネル切替
動作に比べ、 −i)新しい無線基地局30を選択する動作ii)関門
交換機20に対する新油話路の設定、旧通話路の開放 1ii)サービス種別上の配慮 の項目が確認ないし実行する必要がないために、動作の
簡略化が可能となる。
移動無線機50は無線基地局30−1と交信中に同無線
基地830−1からそれ程遠ざかってはいないので、同
無線基地局30−1のサービス・エリア内に居るにもか
かわらず、通話中チャネルの切替を行う必要性が生ずる
のは、主として電波干渉の問題からである。
すなわち、同一のシステム内または他のシステムからの
電波が移動無線[50で使用している通話チャネルCH
1へ混入してきたとする。この電波干渉による通信品質
の劣化は、第1B図の干渉妨害検出器62で検出され、
制御部58へ報告される。この報告を受けた制御部58
では、通信品質監視部56からの通信品質劣化報告の有
無、劣化報告があった場合には、劣化情報等を総合的に
判断したところ、この移動無線機50は通信相手の無線
基地局30−1から遠ざかったことによる通信品質劣化
ではなく、第3者の無線電波による干渉妨害と判断し、
同一ゾーン内での通話中チャネル切替を実施すべきであ
ると判断する。
そこで移動無線機50は、同一ゾーン内の使用されてい
ない無線チャネルを調査したところ、チャネルCH3が
空いていることを確認したので第7A図の時間t1にお
いて、チャネルCHIの上りチャネルの帯域外制御信号
を用いて無線基地局30−1に対し、通話チャネルCH
3ヘチャネル変更したい旨連絡する。
一方連絡を受けた無線基地局30−1では、事前に自装
置に具備されている干渉妨害検出器42で干渉妨害を検
出し認識している場合と認識していない場合とがあるが
、いずれにしても、ID識別記憶部34でIDを照合し
た結果、通信相手の移動無線機50からの要請であるこ
とを確認したので、チャネルCH3に通話中チャネル切
替してもよいか否かを検討する。すなわち、チャネルC
上13を使用した場合には、無線基地局30−1の近傍
で使用されている他のチャネルに対して妨害を与えない
か否か、あるいは妨害を与えられることはないかなど電
波干渉の発生する可能性があるか否か、混変調の発生す
る可能性がおるか否かなど検討し、この結果とくに問題
がなければ、チャネルCH3に切替可の制御信号Cを現
在通信中の通話チャネルCHIの下りチャネルの帯域外
制御伝送帯域を挿入して送信する。
この信号を受信した移動無線機50ではロームエリア情
報照合記憶部54でID照合を行った結果、通信相手の
無線基地局30−1からの返事であることを確認したの
で、新通話チャネルのCH3へ通話中チャネル切替を実
行する準備を開始する。すなわち制御部58は、送信お
よび受信切替用制御器658.678に対し動作を開始
させる信号を送るとともに、シンセサイザ55−26よ
び55−4に対し通話チャネルCH3の信号が、送受信
可能のように発振周波数の指定をして発振動作を開始さ
せる。ここで、現在の通話チャネルCH1では、シンセ
サイザ55−1および55−3を使用していると仮定し
た。この場合、自己の移動無線4150の送信アンテナ
から送出される信号は、第7A図(a)の時間t2以俊
のごとくに示される。すなわち、無線基地局30−1宛
の通話信号下をチャネルCHIとCH3に分けて断続的
に送信するかたわら、無線基地局30−1より送信され
てくる第7B図(C)の通話チャネルCH1およびCH
3の信号を断続的に切替受信可能な状態で待機する。
移動無線機50から送出される制御信号Cの内容には、
つぎの信号が含まれている。
i)自己の移動無線機50のID 1i)現在使用中のチャネル番号 1ii)通信の種類 iv)サービス種別 上記の制御信号Cは、第7A図(b)に示すように、無
線基地局30−1で受信され制御部38へ伝送される。
この制御信号Cを受信した制御部38では、移動無線機
50から送られてきたチャネルに切替えることの可否、
および切替先のチャネル番号等の信号を調査した結果、
妥当と判断すると、自己の無線基地局30−1内のシン
セサイ[ア35−2および35−4に対し、チャネルC
Ha用の周波数を発生すること、また受信切替用制御器
45Bおよび送信切替用制御器47Bに対して動作の開
始を指令する。ただし現時点では、シンセサイザ35−
1および35−3により通話チャネルCHI用の周波数
を発生して動作中であると仮定した。
つぎに通話チャネルCH1の下りチャネルの帯域外制御
信号用周波数帯を用いて、移動無線機50宛に通話チャ
ネル切替可であり、切替先のチャネル番号もCH3でよ
いとの信号を、第7B図(C)の時間t2において送出
する。この制御信号Cを受信した移動無線機50では、
チャネルCH3の帯域外に無線基地局30−1からの制
御信号Cを確認するとともに、第7B図(C)に示すご
とく、時間t2以後においてチャネルCH1とCH3の
反復切替送信を続ける。かくして、両者とも通話チャネ
ルCH3で相手から送信されてきた制御信号の内容を検
査しくb)、(d)、通話チャネルCH3へ切替えても
問題のないことを確認したので、移動無線機50および
無線基地局30−1においては、シンセサイザ55−1
.35−16よび55−3.35.3および受信切替用
および送信切替用制御器65B、45Bおよび67B、
47Bの動作を停止させ、切替スイッチ64−1.44
−1.64−2.44−2の位置をシンセサイザ55−
2.35−2および55−4゜35−4に固定する動作
を、第7A図および第7B図の時間t3において行わせ
る。
以上で同一ゾーン内の通話チャネル切替動作は完了し、
それ以後の通信は通話チャネルCH3のみにより瞬断な
く継続される。
以上の説明は、通話トラヒックが輻幀していない状態で
同一ゾーン内に未使用の通話チャネルが存在している場
合で、切替モードとしては高速切替であったが、同一ゾ
ーン内には、新しく割当チャネルのない場合は、低速切
替モードとし、同一通話チャネルを他の無線既に時分割
使用することになる。
この場合の動作の流れを第8八図ないし第8E図に示し
説明する。
関門交換1120.無線基地局30−1.30−2.3
O−nI5よび移動無線機50.50−nが動作を開始
し、関門交換1120に含まれるスイッチ群23のスイ
ッチSWn (第1A図には図示されてはいない)がオ
ンであり、無線基地局30−nと移動無線1150−n
との間でチャネルCH1゜下り周波数F、と上り周波数
f1を用いて交信中である(S201、第8A図)。移
動無線機50−nはチャネルC)11での通信を継続し
つつ移動して、移動無線1150へ接近中である(S2
02>他方、関門交換機20に含まれるスイッチ群23
のスイッチSW2がオンであり、無線基地局30−1と
移動無線11150との間で交信中である。
この交信には、チャネルCH1,下り周波数F1と上り
周波数f1が使われている(5203>。
通信中の移動無線機50の通信品質監視部56からは、
たえず無線基地局30−1からの受信状況報告が出され
、干渉妨害により通信品質がレベルL1よりも劣化して
いないか否かを監視している(5204>。移動無線機
50−nが接近してきたために干渉妨害が発生し、通信
品質がレベルL1よりも劣化していたならば(S204
YES)、移動無線11150から、無線基地局30−
1に対し、制御チャネルCH30を用いて、このCH3
0゜周波数fcの信号をモニタ受信するように指示し、
その受信状態および空き通話チャネルの有無について報
告するように要請する。(S205>。
モニタ受信の指示とその報告の要請を受けた無線基地局
30−1では(3206>、周波数fCの信号をモニタ
受信し、その結果を移動無線lll50に報告しく32
07、第8B図)、無線基地局30−1からのモニタ結
果の報告を受信しく82O8)、通話品質が一定基準の
レベルL2よりも良いことを検出する(S209YES
)。そこで移動無線1150は、無線基地局30−1が
使用することのできる空きチャネルを検索し、チャネル
CH3の使用を決定し、無線基地局30−1に、チャネ
ルCH3での交信の準備をするように指令する(S21
0)。
このチャネルCH3を用いるための交信準備指令は、制
御信号用チャネルCH30を用いて無線基地局30−1
に送られ、チャネルCHI、CH3による交信の準備を
し、そのためにチャネルCH1,CH3の高速切替モー
ドによる送受信を開始する(S211)。
他方チャネルCH1を使用している移動無線機50−n
は、移動無線機50に干渉妨害を与えるだけでなく、移
動無線機50−nもチャネルCH1において干渉妨害を
受けるから、これを検出し、通話チャネルCH1と制御
信号用チャネルCH30を用いて、高速切替モードで送
受信を開始し、これを無線基地局30−nにも通知する
(S212、第8C図)。
この通知を受信した無線基地局30−nもチャネルC)
−11とC)−150を用いて高速切替モードで送受信
を開始する(S213>。
移動無Ii機50はチャネルCH1,CH3を高速切替
モードにより切替えて基地局30−1と交信を開始した
ところ、さらに他の移動無線機50−m(図示されては
いない)が、他の無線基地局30−m(図示されてはい
ない)との交信に用いているチャネルCH3との間に干
渉妨害が発生し、これを検出した(3214)。
別に空きチャネルがあれば(S215YES)、ステッ
プ5205にもどって、その空きチャネルを使用する。
別に空きチャネルがなければ(8215NO> 、チャ
ネルCH1にもどして、低速切替モードへ移行すること
を決定し、無線基地局30−1へ制御信号用チャネルC
H30を用いて、その準備指令を送出しく3216、第
8D図)、これを受けた無線基地7N30−1では、通
話チャネルCH1と制御信号用チャネルCH30を用い
て低速切替モードで送受信する準備をする(3217)
。同時に移動無線機50では、制御信号用チャネルCH
30を用いて、無線基地局30−nに対して低速切替モ
ードへの変更を指令し、無線基地局30−1と30−n
に対してタイミング情報を送出し、同期せしめる(32
18)。
無線基地局30−1では、移動無線機50からの低速切
替モードへの切替指令を受けて、切替えを開始する(3
219>。
また、無線基地局30−nも同じく切替要請を受けて切
替えを開始し、切替要請を移動無線機5Q−nに送出す
る(3220>。これを受けた移動無線機50−nも低
速切替モードによる送受信の準備に入る(S221>。
移動無線機50からステップ5126においてタイミン
グ情報を受けた無線基地局30−1では、タイミング情
報を移動無II機50−nに送出しく5222、第8E
図)、これが受信される(S223)。
そこで、移動無411機50では、低速切替モードによ
る送受信の準備をし、送受信タイミングを作成しく32
24>、無線基地局3o−1との間でCH−1を用いて
低速切替モードで通信が開始される(3225,522
6>。このとき、関門交換機20のスイッチ群23のス
イッチSW2はオン、チャネルCH−1の下り周波数は
Fl、上り周波数はflで通信がなされる(S227>
他方、無線基地局30−nと移動無線機50−nにおい
ても、移動無線機50で作成するタイミングを受けて、
低速切替モードでチャネルCH1を用いて通信を続行す
ることができる(8228゜5229>。このとき、開
門交換Ji20のスイッチ群23に含まれているスイッ
チSWn (第1A図には図示されてはい゛ない)はオ
ン、チャネルCH1の下り周波数F1.上り周波数f1
で通信がなされる(3230>。
この結果、従来のシステムでは電波妨害のため止むを得
ず通話断としなければならなかったケースが解決され、
システム運用上大きな利点となる。
以上の説明では、受信ミクサ63に含まれた中間周波増
幅段の出力における2つの無線基地局30−1.30−
2からの搬送波の周波数が等しいという(12)式の条
件と、移動無線機50の受信ミクサ63の出力部に振幅
制限器を挿入することにより、2つの入力搬送波のレベ
ルが、中間周波増幅段で等しくなるという条件のもとで
、その動作を説明したものであった。
(12)式の条件のみで、2つの入力レベルが等しいと
いう後者の条件をはずした場合の本発明の詳細な説明す
る。
この場合、すでに説明した通り(8” )式の右辺第2
項に含まれている制御信号5C(t)は挿入しないもの
と条件づけられた場合には、システムとしてはつぎの方
策をとること(なる。すなわち、すでに説明した通話中
チャネル切替動作中に無線基地局30−2から送信され
てくるID(識別番号)や通話チャネル番号を制御信号
を用いて送ることができないから、移動無線機50側で
は、これに代る方法として、たとえば、第14図に示す
ような無線受信回路を用い、その弁別出力を通信品質監
視部56(第1B図)に導き、その測定値を用いるため
に制御部58に印加する。すなわち、移動無線機50内
に内蔵されている切替スイッチ64−1がデユーティ−
・サイクル50%で切替動作を開始すると、受信波が無
線基地局30−1からのみの場合には、S/Nが6dB
劣化する。
つぎに、無線基地局30−2から関門交換機20の指示
に従う無線チャネル(CH2およびCH30)で並行し
て信号が送られてくれば、前述した理由によりS/Nが
少なくとも6dB以上改善される。この状態を第9図に
示す。これを通信品質監視部56で測定し、制御部58
へ報告し、この情報を移動無線機50の無線送信回路6
6から無線基地局30−1経由で関門交換機20に連絡
すれば、上述と全く同一の動作により通話中チャネル切
替が実施できることになる。
また(12)式の条件が満足されない場合でも、システ
ム内に含まれている無線搬送波の周波数安定度を決定す
る基準水晶発振器の安定度が十分高ければ、上述と同様
の機能を発揮し得ることは、以上の説明で明らかであろ
う。
以上説明した本発明の実施例に対し、ざらに簡単なシス
テムの制御法を説明する。
第10A図および第108図は、この場合のシステムの
動作を示すための、タイミング・チャートで第3A図お
よび第3B図に類似するものである。
第3A図の(a)、(b>、(C)は第10A図の(a
>、(b)、(c)と全く同様であり、また移動無線機
50では、送信切替用制御器67Bとシンセサイザ55
−3および55−4とが動作を開始し、無線基地局30
−1および30−2宛に通話信号および制御信号を送信
することや、関門交@機20に対する動作要求も前述の
通りである。
移動無線機50は、チャネルCH2による受信の準備を
、第10B図の時間t2において開始する。
この時間↑2において、無線基地830−2は通話信号
Tと制御信号CをチャネルCH2を用いて送信を開始す
る。
このチャネル切替準備動作が完了すると、移動無線機5
0の無線受信回路68には、第1C図に示した無線基地
局3−0−1および30−2からのチャネルCH’1.
C’H2の両方が、第10B図(d)、(e)の時間t
2ないしt4において同一の通信内容と各制御信号で送
信されるが、移動無線機50内の切替スイッチ64−1
は、まだシンセサイザ55−1の側にあるために、チャ
ネルCH1により無線基地局30〜1と通信中である(
第ioa図(f>の時間t2ないし14>。移動無線機
50はチャネルCH2へ切替準備が完了したことを、無
線送信回路68を用いて上り通話信号の帯域外を用い、
この確認事項を無線基地局30−1向けに使用中の通話
チャネルCHIにより、無線基地局30−1経由で関門
交換@20へ報告する。
無線基地局30−1の制御部38では、この報告を受け
て、時間t4において、自無線基地局30−1の送受信
部に対しては、送受信の停止を、移動無線機50に対し
ては、制御信号を送出することにより受信切替用制御器
65B@動作せしめて、チャネルCHIの受信を停止さ
せ、切替スイッチ64−1をシンセサイザ55−2の側
に接続した状態で固定し、送信切替用制御器67Bの動
作によりチャネルCH1の送信を停止し、切換スイッチ
64−2をシンセサイザ55−4の側に接続した状態で
固定するように指示する。また、関門交換機20に対し
ては、スイッチ群23の並列動作を中止するように要請
する。
かくして、移動無線機50の切替準備期間(時間t2な
いし14)の後に、チャネルCH2による通信が無線基
地局30−2との間で継続される。
以上説明した簡単なチャネル切替方法は、無線基地局3
0からの送信波の切替動作の確認に若干、不確実性は残
るものの、移動無線機50の送信波を受信して、無I!
基地局30−2では、移動無線!150Bの送信波の受
信電界を測定することにより、無線基地局30−2の送
信波の移動無線機50による受信時の電界値も推定可能
であり、経済的で、かつ、無瞬断のチャネル切替法を提
供するために広く使用されるものと考えられる。また、
切替後の受信品質が、レベル上2以上であることを確認
することにより、動作不良等の障害を防止することが可
能である。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、小ゾーン構成を用いる
移動通信システムに本発明を適用することにより、従来
のシステムにおけるような、通信中にゾーン移行をした
り、同一ゾーン内においても電波妨害により通信してい
る無線チャネルを変更したりすると、通信の一時断が発
生し、通話信号の場合にはあまり問題ないとはいえ、フ
ァクシミリ信号やデータ信号では画質劣化やバースト的
信号の誤りが発生して問題となっていたものが、完全に
除去されることになり、通信品質の向上に大きな貢献を
することとなる他、従来方式では小ゾーン化が進むと無
線回線制御能力の不足から実現不可能であった極小ゾー
ン化が可能となる。
また、通話トラヒックが輻較している場合には、通話中
チャネル切替を実施したくても種々の理由で実施不能で
あったが、本発明のように無線チャネルを低速切替モー
ドで反復断続送受信することにより、同一無線チャネル
を複数の無線機で時分割して使用可能となり、周波数の
有効利用性が向上するほか、無線チャネル制御を容易に
する効果がある。
加えて、従来のシステムのように、無線回線制御局とい
う集中制御方式を採用している場合に、この無線回線制
御局が障害を発生すると、全システムの機能がダウンす
る可能性があったが、本発明においては、分散制御方式
を採用しているから、障害が発生したとしても局所部分
に限定することが可能となる。
また、移動無線機に本発明を実施しても、送受信機をそ
れぞれ1個しか用いていないので経済的で必り、かつ小
型、軽量に製造することができる。
したがって本発明の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1A図、第1B図および第1C図は本発明の一実施例
を示すシステム構成図、 第2図(a)および(b)は本発明に用いる制御信号の
構成例を説明するためのスペクトル図および回路構成図
、 第3A図、第3B図、第3C1図、第3C2図。 第3D1図、第3D2図、第3E図および第3F図は第
1八図ないし第1C図に示したシステムの動作を説明す
るためのタイミング・チャート、第3G図は高速および
低速切替モードにおける電波の様子を示す波形図、 第3H図は隣接チャネルに妨害電波となり1qるスペク
トルを示す図、 第4A図および第4B図はそれぞれ本発明の他の実施例
を示すシステム構成図、 第5図は無線基地局および関門交換機の受信状態図、 第6A図、第6B図、第6C図、第6D図、第6E図、
第6F図、第6G図および第6H図は第1八図ないし第
1C図に示したシステムの動作の流れを示すためのフロ
ー・チャート、 第7A図および第7B図は同一無線基地局のエリア内に
おけるチャネル切替動作の流れを示すためのタイミング
・チャート、 第8A図、第8B図、第8C図、第8D図および第8E
図は同一無線基地局のエリア内において他のエリアから
干渉妨害を受けた場合の動作の流れを示すフローチャー
ト、 第9図は移動無線機の受信状態図、 第10A図および第108図は第1八図ないし第1C図
に示したシステムの他の動作を説明するためのタイミン
グ・チャート、 第11A図および第11B図は従来のシステム例を説明
するためのシステム構成概念図、第12図は従来の移動
無線機のシステム構成図、第13図は第12図に示す構
成要素のうち、送信部および電力増幅部の詳細な回路構
成図、第14図は第12図に示す構成要素のうち、受信
部の詳細な回路構成図、 第15図は第12図に示す構成要素のうち、シンセサイ
ザ部の詳細な回路構成図、 第16図はシンセサイザ部の基準水晶発振器の部分の詳
細な回路構成図、 第17図は本発明の移動無線機のアンテナ入力部の帯域
濾波特性図である。 10・・・電話網     11・・・交換機12・・
・無線回線制御局 13A−D・・・無線基地局14A
−D・・・ゾーン  15・・・移動無線機16A〜D
・・・伝送路  20・・・関門交換機21・・・通話
路制御部  23・・・スイッチ群24・・・ID識別
記憶部 30.30−1.30−2・・・無線基地局31.31
−1.31−2・・・送信部32・・・同期信号抽出回
路 33.33−1.33−2・・・受信部34・・・ID
識別記憶部 35−1〜35−4・・・シンセサイザ36・・・通信
品質監視部 38・・・制御部     39・・・インタフェース
40・・・基準水晶発振器 41・・・送信ミクサ   42・・・干渉妨害検出器
43・・・受信ミクサ 44−1,44−2・・・切替スイッチ45B・・・受
信切替用制御器 46・・・無線送信回路 47・・・送信切替用制御器 48・・・無線受信回路 50.50B・・・移動無線機 ・51・・・送信部     52・・・同期信号抽出
回路53・・・受信部 54・・・IDロームエリア情報照合記憶部55−1〜
55−4・・・シンセサイザ56・・・通信品質監視部 58・・・制御部     59・・・電話機部61・
・・送信ミクサ   62・・・干渉妨害検出器63・
・・受信ミクサ 64−1.64−2・・・切替スイッチ65・・・切替
用制御器 65B・・・受信切替用制御器 66・・・無線送信回路 67B・・・送信切替用制御器 68・・・無線受信回路  69・・・差周波数発振器
70・・・周波数ミクサ  71・・・基準水晶発振器
81・・・発振器制御部 82・・・可変角周波数発振器 83・・・送信用水晶発振器 84・・・混合器     85・・・濾波器86・・
・周波数測定部 91・・・ディジタル符号化回路 92・・・多重変換回路。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービス・エ
    リアを構成する各無線基地手段と、前記複数のゾーンを
    横切つて移動し、前記無線基地手段および関門交換手段
    を介して交信するための各移動無線手段との間の通信品
    質が、つねに一定値以上となるように前記無線基地手段
    および前記移動無線手段を制御する方法において、 前記移動無線手段に第1の無線チャネルと第2の無線チ
    ャネルとを交互に切替えて送受信するためのチャネル切
    替手段を具備させることにより、対向する無線基地手段
    との間で第1の無線チャネルを用いて交信中に、通信品
    質が一定の伝送品質以下に劣化したことを前記移動無線
    手段が検出したときに、所定の通信品質を得るために、
    前記移動無線手段が前記第2の無線チャネルを設定する
    ために適する無線基地手段を選定し、前記選定された無
    線基地手段との間で交信に用いるためのチャネルを前記
    第2の無線チャネルとして設定し、この設定の指示を受
    けた前記関門交換手段は前記第2の無線チャネルにも前
    記第1の無線チャネルで交信中の通信信号を送信して、
    前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルとを
    前記チャネル切替手段により交互に切替えて交信する切
    替送受信期間を設け、前記第2の無線チャネルによる通
    信品質が一定値以上であることを前記移動無線手段が確
    認して、前記第2の無線チャネルのみで交信を継続する
    移動体通信の無線チャネル切替方法において、 同一チャネルを使用している他者に干渉妨害を与えるこ
    とを防止するために、前記他者と同一のチャネルを時分
    割で共用することを特徴とする移動体通信の無線チャネ
    ル切替方法。
  2. (2)前記移動無線手段が前記第2の無線チャネルのみ
    で交信を継続する状態へ移行した後も、前記第2の無線
    チャネルを使用している他者に干渉妨害を与えるおそれ
    がある場合には、前記第2の無線チャネルを時分割によ
    り前記他者と共用するようにする特許請求の範囲第1項
    記載の移動体通信の無線チャネル切替方法。
  3. (3)前記移動無線手段が、第2のチャネルを設定する
    のに適する無線基地手段として、現在通信中である無線
    基地手段とは異なる無線基地手段を選定する場合には、
    前記切替送受信期間の前半の期間において、前記第2の
    無線チャネルとして無線基地手段選定用の制御チャネル
    を用いて交互に切替えて通信することによって、前記無
    線基地手段の選定を行うことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の移動体通信の無線チャネル切替方法。
  4. (4)前記移動無線手段が前記第2の無線チャネルを受
    信する場合に、前記移動無線手段に含まれる受信手段の
    中間周波増幅器の出力における前記第2の無線チャネル
    の搬送波の周波数が、前記交信中の第1の無線チャネル
    の搬送波の周波数に実質的に等しくなるように設定する
    特許請求の範囲第1項記載の移動体通信の無線チャネル
    切替方法。
  5. (5)前記切替送受信期間における前記移動無線手段に
    含まれる受信手段の出力において、前記第1および第2
    の無線チャネルの信号の成分が実質的に等しくなるよう
    にする特許請求の範囲第1項記載の移動体通信の無線チ
    ャネル切替方法。
  6. (6)前記第1および第2の無線チャネルの信号の成分
    を実質的に等しくするために、前記第1および第2の無
    線チャネルの信号の成分を一定のレベルでリミットする
    特許請求の範囲第5項記載の移動体通信の無線チャネル
    切替方法。
  7. (7)前記第1および第2の無線チャネルの信号の成分
    を実質的に等しくするために、前記第1および第2の無
    線チャネルの信号の成分のうち、小なるものの受信期間
    を長く、大なるものの受信期間を短くするように前記切
    替送受信期間における切替周期を制御する特許請求の範
    囲第5項記載の移動体通信の無線チャネル切替方法。
  8. (8)複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービス・エ
    リアを構成する各無線基地手段と、 前記複数のゾーンを横切つて移動し、前記無線基地手段
    と交信するための各移動無線手段と、前記無線基地手段
    と前記移動無線手段との間の通信を交換するための関門
    交換手段と を用いる移動体通信の無線チャネル切替システムにおい
    て、 前記移動無線手段が、 多くの無線チャネルを択一的に受信可能な無線受信手段
    と、 多くの無線チャネルを択一的に送信可能な無線送信手段
    と、 制御信号にもとづいて、 前記無線受信手段に第1の下り無線チャネルと第2の下
    り無線チャネルとを切替受信させ、前記無線送信手段に
    第1の上り無線チャネルと第2の上り無線チャネルとを
    切替送信させるための切替手段と、 あて先および、自己の存在するエリアを照合し、記憶す
    るためのIDロームエリア情報照合記憶手段と、 前記無線受信手段の出力から、時分割用の同期信号を抽
    出するための同期信号抽出手段と、前記無線基地手段と
    前記移動無線手段との間の通信品質を監視するための通
    信品質監視手段と、前記第1の上りおよび下り無線チャ
    ネルからなる第1無線チャネルの通信品質が、一定の伝
    送品質以下に劣化したときに、所定の通信品質を得るた
    めに、前記通信品質監視手段と前記IDロームエリア情
    報照合記憶手段からの情報にもとづいて、前記下り第1
    無線チャネルの通信内容を前記下り第2無線チャネルに
    も伝送するように前記関門交換手段に指示し、前記第2
    の上りおよび下り無線チャネルからなる第2無線チャネ
    ルを設定するために適する無線基地手段を選定し、前記
    選定された無線基地手段との間で交信に用いるためのチ
    ャネルを前記第2の無線チャネルとして設定して、前記
    切替手段を制御して前記第1および第2無線チャネルを
    交互に切替受信および切替送信せしめ、前記第2無線チ
    ャネルの通信品質が一定値以上である場合に前記第2無
    線チャネルのみによる受信および送信を可能とし、同一
    チャネルを使用している他者に干渉妨害を与えるおそれ
    が発生した場合には、前記他者と同一のチャネルを時分
    割で共用するべく、前記時分割用の同期信号に同期した
    前記切替手段に印加するための前記制御信号を出力する
    ための制御手段と を含むことを特徴とする移動体通信の無線チャネル切替
    システム。
  9. (9)前記制御手段が、 前記第2の無線チャネルを設定するのに適する無線基地
    手段として現在通信中である無線基地手段とは異なる無
    線基地手段を選定する場合には、前記切替受信期間の前
    半の期間において、前記第2の無線チャネルとして無線
    基地局選定用に制御チャネルを用いて交互に切替えて通
    信することによつて、前記無線基地局の選定を行うもの
    である特許請求の範囲第8項記載の移動体通信の無線チ
    ャネル切替システム。
  10. (10)前記無線受信手段が、 中間周波増幅器を含む受信手段と、 前記中間周波増幅器の出力における前記第2の下り無線
    チャネルの搬送波の周波数が前記交信中の第1の下り無
    線チャネルの搬送波の周波数に実質的に等しくなるよう
    に設定可能な周波数を有する信号を前記受信手段に印加
    するためのシンセサイザ手段と を含むものである特許請求の範囲第8項記載の移動体通
    信の無線チャネル切替システム。
  11. (11)前記無線受信手段が、 前記第1および第2の下り無線チャネルを切替受信する
    場合に、前記第1および第2の下り無線チャネルの出力
    信号の成分が実質的に等しくなるようにするための等化
    手段を含むものである特許請求の範囲第8項記載の移動
    体通信の無線チャネル切替システム。
  12. (12)前記無線受信手段が、 前記切替手段からの信号によつて、多くの無線チャネル
    を択一的に受信する受信ミクサを含むものである特許請
    求の範囲第8項記載の移動体通信の無線チャネル切替シ
    ステム。
  13. (13)前記無線送信手段が、 前記切替手段からの信号によつて、多くの無線チャネル
    を択一的に送信する送信ミクサを含むものである特許請
    求の範囲第8項記載の移動体通信の無線チャネル切替シ
    ステム。
  14. (14)前記切替手段が、 前記制御手段からの制御によって、前記第1の下り無線
    チャネルを受信するための周波数を発生する第1のシン
    セサイザと、 前記制御手段からの制御によって、前記第2の下り無線
    チャネルを受信するための周波数を発生する第2のシン
    セサイザと、 前記制御手段からの制御によって、前記第1の上り無線
    チャネルを送信するための周波数を発生する第3のシン
    セサイザと、 前記制御手段からの制御によって、前記第2の上り無線
    チャネルを送信するための周波数を発生する第4のシン
    セサイザと、 受信用切替信号を受けて前記第1および第2のシンセサ
    イザの出力を切替えて前記無線受信手段に印加するため
    の受信切替スイッチ手段と、送信用切替信号を受けて前
    記第3および第4のシンセサイザの出力を切替えて前記
    無線送信手段に印加するための送信切替スイッチ手段と
    、前記制御手段の制御により、前記受信用切替信号およ
    び前記送信用切替信号を発生するための切替用発振手段
    と を含むものである特許請求の範囲第8項記載の移動体通
    信の無線チャネル切替システム。
  15. (15)前記切替手段が、 前記第1の下り無線チャネルを受信するための周波数を
    発生せしめるための制御信号と、前記第2の下り無線チ
    ャネルを受信するための周波数を発生せしめるための制
    御信号を切替える受信制御切替スイッチ手段と、 前記第1の上り無線チャネルを受信するための周波数を
    発生せしめるための制御信号と、前記第2の上り無線チ
    ャネルを受信するための周波数を発生せしめるための制
    御信号を切替える送信制御切替スイッチ手段と、 前記受信制御切替スイッチ手段からの前記制御信号を受
    けて、前記制御信号によつて指示された周波数の前記無
    線受信手段に印加される信号を発生するための受信用シ
    ンセサイザと、 前記送信制御切替スイッチ手段からの前記制御信号を受
    けて、前記制御信号によつて指示された周波数の前記無
    線送信手段に印加される信号を発生するための送信用シ
    ンセサイザと、 を含むものである特許請求の範囲第8項記載の移動体通
    信の無線チャネル切替システム。
  16. (16)前記切替手段が、 前記第1無線チャネルを選択するための前記制御手段か
    らの制御信号と、前記第2無線チャネルを選択するため
    の前記制御手段からの制御信号とを切替えるためのチャ
    ネル制御切替スイッチ手段と、 前記チャネル制御切替スイッチ手段からの前記制御信号
    を受けて、前記制御信号によって指示されたチャネルの
    下り無線チャネルを受信するための周波数を発生せしめ
    て前記無線受信手段に印加するための受信用シンセサイ
    ザと、 前記受信用シンセサイザの出力周波数と、前記指示され
    たチャネルの上り無線チャネルを送信するために前記無
    線送信手段に印加されるべき周波数との差の周波数の信
    号を発生する差周波数発振手段と、 前記受信用シンセサイザの出力と前記差周波数発振手段
    の出力とを混合して前記無線送信手段に印加されるべき
    周波数の信号を得るための周波数混合手段と を含む特許請求の範囲第8項記載の移動体通信の無線チ
    ャネル切替システム。
  17. (17)前記通信品質監視手段が、 干渉妨害を検出するための干渉妨害検出手段を含むもの
    であり、 前記制御手段が、 前記干渉妨害検出手段を含む前記通信品質監視手段から
    の情報により、現在通信中の前記無線基地手段との間で
    他の無線チャネルを用いて通信を継続すべきか、他の無
    線基地手段との間で通信を継続すべきかを判断するもの
    である特許請求の範囲第8項記載の移動体通信の無線チ
    ャネル切替システム。
  18. (18)前記等化手段が、 前記第1および第2の下り無線チャネルの信号の成分を
    実質的に等しくするために、前記第1および第2の下り
    無線チャネルの信号の成分を一定のレベルでリミットす
    るためのリミッタを含むものである特許請求の範囲第1
    1項記載の移動体通信の無線チャネル切替システム。
  19. (19)前記等化手段が、 前記第1および第2の下り無線チャネルの信号の成分を
    実質的に等しくするために、前記第1および第2の下り
    無線チャネルの信号の成分のうち、小なるものの受信期
    間を長く、大なるものの受信期間を短くなるように前記
    切替手段の切替周期を制御するものである特許請求の範
    囲第11項記載の移動体通信の無線チャネル切替システ
    ム。
  20. (20)複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービス・
    エリアを構成する各無線基地手段と、前記複数のゾーン
    を横切って移動し、前記無線基地手段と交信するための
    各移動無線手段と、前記無線基地手段と前記移動無線手
    段との間の通信を交換するための関門交換手段と を用いる移動体通信の無線チャネル切替システムにおい
    て、 前記関門交換手段が、 前記各無線基地手段および前記各移動無線手段を識別し
    、記憶するためのID識別記憶手段と、2つの無線チャ
    ネルを交互に切替えて送信および受信することのできる
    切替送受信動作をすることのできる前記移動無線手段が
    、前記無線基地手段との間で前記切替送受信する場合に
    、 前記移動無線手段からの指示にもとづいて、前記2つの
    無線チャネルが同じ内容の信号を前記移動無線手段に伝
    えることができるようにするとともに、前記移動無線手
    段の使用している無線チャネルと同一のチャネルを使用
    している他者に干渉妨害を与えるおそれが発生した場合
    には、前記移動無線手段からの指示にもとづいて、前記
    同一のチャネルを時分割で共用できるように通信路を制
    御するための通信路制御手段と、 前記通信路制御手段から制御されて前記通信路を交換す
    るためのスイッチ群と を含むことを特徴とする移動体通信の無線チャネル切替
    システム。
  21. (21)前記関門交換手段が、 前記移動無線手段との間で制御情報を交信するために、
    通信信号の帯域外を用いて前記無線基地手段を介して送
    信し、前記移動無線手段から前記無線基地手段を介して
    受信するものである特許請求の範囲第20項記載の移動
    体通信の無線チャネル切替システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6377806B1 (en) 1998-07-15 2002-04-23 Nec Corporation Mobile phone with communication channel switching determinating unit

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