JPH01202036A

JPH01202036A - 無線通信システム

Info

Publication number: JPH01202036A
Application number: JP63025637A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsurumi; 博史鶴見; Mutsumi Serizawa; 睦芹澤; Tokihiko Yokoi; 横井　時彦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-08
Filing date: 1988-02-08
Publication date: 1989-08-15

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】（発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、子局と基地局とが通信を行なう無、腺通信シ
ステムにおいて、基地局の送信電力を低減することがで
きる無線通信ジ−ステムに関する。

（従来の技術）ゾーンで区分けされた区域を基地局といくつかの子局夫
々との間で通信するシステムは、ポケットベル等のベー
ジングシステムをはじめとする多くの無線通信システム
で用いられている。この様なシステムでは、基地局と子
局との間で相互通信を行なっている場合が多い。通信を
行なおうとする時、例えば基地局が子局を呼び出し、子
局を呼び出せれば、通信が行なえる。通信中は、子局と
基地局との一対一の通信でありながら、基地局は、全方
向に電波を放射している。これは、前記区域中にいる子
局を基地局が呼び出そうとして、全区域に電波を放射し
、この時と同様に通信中も全区域に電波を放射すること
で相互通信を可能にしているからである。以上述べた様
に、子局と基地局の一対一での通信にも係らず、基地局
が全方向に電波を放射して通信することは、送信電力の
大部分が無駄に使われることになる。従って、基地局の
送信電力は有効に用いられていないことになる。

（発明が解決しようとする課題）以上述べてきたように、基地局は通信中通信置域の全方
向に渡って電波を放射している為、子局と通信を行なう
のに必要な送電電力よりもはるかに大きな送信電力を必
要としていた。従って、基地局の送信電力は有効に用い
られていないという欠点があった。

本発明は、これらの点を鑑みてなされたもので、あらか
じめ子局の位置を基地局側で把握して、その方向に指向
性を向けて子局と基地局との間で通信を行なう無線通信
システムを提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明においては、基地局か
らの電波が到達する区域中で、複数の子局それぞれと前
記基地局とが通信を行なう無線通信システムにおいて、
基地局は指向性を可変可能なアンテナと、子局の位置又
は方向を検出するための位置検出手段と、この位置検出
手段によって得られた位置又゛は方向に前記アンテナの
指向性を向ける指向制御手段とを陥えたことを特徴とす
るものである。

（作　用）ある区域は、基地局からの電波が到達する範囲となって
いる。この区域内で複数の子局が夫々基地局と通信が行
なえる。基地局は、通信を行ないたい子局の位置を位置
検出手段により検出する。

この位置検出手段によって得られた子局の位置の方向に
指向制御手段によって指向性を向は通信を行なう。この
様に、ある方向だけに指向性を向ければよいので、基地
局で必要な送信電力を大幅に減らすことができる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。ま
ず、ＴＤＭ送信方式を構内選択無線呼出装置に用いた場
合を一例として以下に説明する。

第１図は、本発明による構内選択呼出装置の概略を示し
た図である。第２図は、第１図のシステムに対応するＴ
ＤＭフレームを示す。尚、同図のＡフレームは、基地局
２のフレームを示し、ａ、ｂ。

ｃ、ｄ、ｅは、子局３，４，５，６．７のタイムスロッ
トを示している。また、Ｂ、Ｃ・・・・・・は、別置域
の基地局フレームを示している。第１図に示す子局３，
４，５，６．７が余り大きく移動せず、位置が変わらな
い場合について説明する。区域１には基地局２と子局３
，４，５，６，７があるものとする。まず、基地局２は
、区域１内の子局の位置を検出するがこの検知の仕方は
後述する。各子局４．５，６．７にはスロットが第２図
の様に割り当てられている。子局３はまだ通信をはじめ
ていないものとする。基地局２は各子局４，５゜６．７
の対応するタイムスロットの送信時に、この子局４，５
，６．７の位置する方向にアンテナ９の指向性を向は電
波を放射する。子局３，４゜５．６．７は自らのタイム
スロット以外は受信部をＯＦＦとするバラブリセービン
グ動作を行なっており自分のタイムスロットの時間のみ
子局内部の受信部をＯＮとして基地局２からの電波を受
信し、選択呼出信号の検出を行なっている。子局に対す
る選択呼出が行なわれる時は呼出を行なう子局のタイム
スロットに呼出信号を送信する。子局側ではこの呼出信
号を自分のタイムスロットより検出し、基地局２に対し
て確実に呼出を受けたことを送達確認信号として送り返
してもよい。尚第１図と第２図では基地局２が子局４乃
至７までアンテナ９の指向性を時計方向に一回転させな
がら電波を順番に放射する様になっているが、この放射
の順序は全くランダムであっても差しつかえない。次に
新たな電源をＯＮとした子局に対して通信状態を確立す
るまでの手順について説明する。

ＴＤＭ送信方式において一般に子局に与えられるタイム
スロットは子局の位置によって可変となり固定的ではな
いので子局の電源投入時にはまずタイムスロットを確定
する必要がある。今新たに子局３が電源をＯＮとした時
子局３の受信部はＯＮとなる。即ち受信可能な状態とな
り基地局２からの電波放射を待つ。基地局２から発射さ
れる電波はタイムスロット毎に８子＃４，５．６．７に
割り当てられている。しかし基地局２が電波をカバーす
る区１ｔｃ１の中では、子局３のタイムスロットを割り
当てることができる。基地局２からの電波を受信した子
局３は直ちに自らのＩＤ番号を含む送達確認信号を基地
局２に送り返す。この送達確認信号を受信した基地局２
では自らの発射した電波の方向から子局３の位置を検知
し、子局３に対しても通信を行なうことができる。この
ためには、子局３からの送達確認信号を受信した方向に
電波を放射する。（区域８参照）この様にすると、送信
電力のむだな消費はなくなる。子局３は送達確認信号を
送り返した時間とフレーム同期から自分のタイムスロッ
トの時間を算出し、以後は自分のタイムスロットのみ受
信部をＯＮとし、バッテリーセービングモードに入る。

以上の様にして新たに電源をＯＮにした子局に対する同
期状態が確立する。以上の動作が区域１で行なわれる。

また、第１図に示した区域１をいくつか用意して、これ
を中央制御局等で制御させる方式を用いても以上説明し
た実施例と同様の効果が得られる。

以上の事から従来の様に基地局が全方向に電波を送信す
る場合を比較して基地局の送信電力が大幅に節約される
。

次に第１図に示す区域１内で子局の位置が移動する場合
について以乍に説明する。なお、基地局２のアンテナ９
は、例えばアレーアンテナを用いている。区域１内で子
局３，４．５，６．７が移動する場合には、基地局２の
アンテナ９から送信される電波がある指向性の向いてい
る方向に放射されるものであるため、子局の移動によっ
て受信が不可能となる場合が生じる。この様な時には、
子局に割り当てられているタイムスロットに移動により
基地局からの信号が受信不可能となった旨を検知し、次
のフレームの自分のタイムスロットで基地局に対して信
号を送信して、基地局２のアンテナ９即ち、アレーアン
テナの各アンテナ素子で受信する。この時に、各アンテ
ナ素子夫々の受信電界強度を測定して、一番強い電界強
度のアンテナ素子の方向に指向性を向けさせる。この様
にして基地局２より放射される電波を受信した後は、前
述したと同様な手順により再びタイムスロットが割り当
てられる。

区域１がいくつか用意されて、この区域から区域に例え
ば、子局３が移動すれば、移動した区域内の基地局で以
上述べたと同様の手順により子局３の位置を検出させて
、指向性をその方向に向けることで、通信を行なう。

尚、基地局が子局の位置を検知する方法として一定周期
で基地局が走査のための電波を全方向に送信し、この電
波を受信した子局が基地局に電波を送り返すやり方があ
る。

ここで、基地局と子局の構成について第３図（０゜（ハ
）を用いて以下に説明する。第３図に）には、基地局の
構成が示されている。第３図（ハ）には子局の構成が示
されている。基地局１９のアンテナは、例えば、アレー
アンテナ等のいくつかのアンテナ素子１６、１７．　ｉ
ａから電波が送受信される。はじめに、子局２９の位置
を検出する方法を述べる。送受信部１１からＲＦ信号を
出力させ、このＲ「信号を変復調部１２で変調して指向
特性制御部１０によりアンテナ素子１６．１７．１８夫
々から電波を全方向に送信する。

子局２０は、この電波をアンテナ２１で受【プで、送受
信部２２で受信する。そして、送受信部２２から電波を
アンテナ２１を介して基地局１９に送信する。基地局１
９では、この電波をアンテナ素子１Ｂ、　１７．１８等
で受信する。この時、受信電力測定部１３で、アンテナ
素子１Ｂ、　１７．１８夫々の受信電力を測定する。こ
の測定値の中で、一番強い受信電力値を示したアンテナ
素子１６に制御部１４により指向性特性制御部１０の指
向特性をアンテナ素子１６に指向特性を向けさせる。こ
れと同時に、制御部１４により記憶部１５に子馬２０の
位置、即ち、指向性の方向等を記憶させる。この記憶部
１５は、子局の位置を記憶ざせておいて次回の送信時の
指向特性方向の決定付けに用いる。尚受信電力測定部１
３は、随時測定して、この測定値に応じて制御部１４が
指向特性制御１０を制御させて、あるアンテナ素子の方
向に、随時指向特性を可変させている。以上の構成によ
り、電波の送受信が行なわれている。

次に第４図に示された子局が移動する場合の追跡手順を
示す流れ図を用いて以下に説明する。尚タイムスロット
を用いている場合について述べる。

まず、子局が移動することで、基地局で電波受信不可能
となった場合、基地局は子局に対して信号を送信する。

そして、子局は基地局に信号を送信する。信号を受けて
基地局は子局が新たに移動した方向を検知し、次の送信
から前記方向に子局に対する信号を送信する。以前のフ
レームの同期が保たれているかどうか判断して保たれて
いなければ、子局は自らが所属する区域のフレームの期
間、送受信部をＯＮとし、基地局からの信号を待ち、同
期を確立させる。また同期が保たれている時は、この同
期確立をさせる部分を省略させて、基地同局が子局のタ
イムスロットに子局の方向に信号を送信する。そして子
局はバッテリーセーウイングを行なう。

新たな子局が送受をはじめる場合について第５図を用い
て以下に説明する。この場合もタイムスロットを用いて
の送受信を行なう方法を用いている。まず、子局が電源
をＯＮにして、基地局より電波を待つ。基地局より信号
を受信した子局は、ＩＤを含むアクノレツジ（送達信号
）を基地局へ返す。子局からのアクノレツジを受信した
基地局は、自らが発射した電波の方向から子局の位置を
検出し、新たなタイムスロットを用意する。基地局は、
子局からアクノレツジを受信した方向に電波を放射する
。そして、基地局は、子局のタイムスロットの時間に子
局の方向に電波を放射する。

子局は、バッテリーセーウイングを行なう。

次に、１つの区域で基地局がカバーする子局の数が多く
なると子局の存在する場所を区域内でいくつかのブロッ
クに分け、そのブロックに属する子局は、全て同じタイ
ムスロットで受信する方式がとれる。この様子を第６図
に示す。同時に示すように、区域３Ｇの中に子局が無数
に存在する。この子局の存在位置は、だいたいの場所に
よりブロック３１．３２．３３のように区分けしてこの
ブロック毎に送受信を行なう。このブロックはある程度
子局を包含しておればよい。基地局３４は、前）ホした
方法により、子局位置を記憶しておき、ブロック毎にタ
イムスロットを用意して、このブロック内の子局に対し
て各ブロックのタイムスロット割当て時に電波の送受信
を行なう。このタイムスロットは、第２図に示したタイ
ムスロットａ、ｂ、ｃ。

ｄ、ｅと同じのもであり、このタイムスロットａを１ブ
ロツクに割り当てて、このブロック中をある程度帯域圧
縮等で、圧縮して、複数のスロットに区分けして、１ブ
ロツク中に複数の通信を可能にすることができる。

さて、子局は電池の消耗を防ぐ為に一般にバッテリーセ
ーウイング動作を行なっており、自局のタイムスロット
時のみ受信部をＣ・Ｎとしている。

受信部をＯＮとするとＲＦアンプ、ミキサ、ローカル発
振器等が動作する。これらのうち問題となるのはローカ
ル発振器であり、ミキサのアイソレーションが充分でな
い事により、あるいはＲＦアンプの為のバイアス電源ラ
インを出力信号が伝わる事によりアンテナから出力され
て妨害波となる。

特にローカル発振周波数と搬送波周波数が等しい様なダ
イレクトコンバージョン受信機においては、ｆ１近の受
信機にとって、このローカル発振器の漏れ出力は大ぎな
問題となる事が考えられる。受信機が広域で用いられて
いる場合はそれ程問題にならない様な出力レベルでも、
横内の様に近距離で複数の受信機が隣接している様な場
合には互いに、ローカル発振器による漏れ出力の為、受
信に支障きたす可能性か充分にある。

そこで、自局のタイムスロット割当のみ電源をＯＮにす
る構成にしたことにより従来のシステムと比較すると、
基地局で必要な送信パワーははるかに少なくて済む。し
かも子局とおしの妨害波の影響は軽減される。

以上、本発明によるＴＤＭ通信方式を構内選択無線呼出
に適用した場合の実施例について述べたが、勿論本発明
の適用範囲はこれに限るものではなく、一般の無線通信
にもまた移動する端末にも有効に適用できる。

〔発明の効果〕

以上詳述してきたように、本発明によれば、基地局が通
信しようとする子局の位置を検知し子局の存在する方向
に指向性を向けて通信を行なう為。

電波を絞つ通信を行なうことができる。従って従来の無
線通信システムと比較して基地局で必要な送信電力を大
幅に減らすことができる。これにより電力効率の良いシ
ステムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概略図、第２図は、
本発明のタイムスロットの構成を示した図、第３図は、
本発明の基地局と子局の内部構成を示した図、第４図は
、移動する子局追跡を示す流れ図、第５図は、新たに送
信したい子局が通信確立するまでを示した流れ図、第６
図は、本発明の他の実施例を示した図である。２　、１９．３４・・・基地局３．４，５，６，７，２０・・・子局１．３０・・・区域１６、１７．１８・・・アンテナ素子１０・・・指向特性制御部１３・・・受信電力測定部代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　松山＼之に第　　１　　図第２図第　３　図第　４　図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基地局からの電波が到来する区域中で、複数の子
局それぞれと前記基地局とが、通信を行なう無線通信シ
ステムにおいて、前期基地局は、指向性を可変可能なア
ンテナと、前記子局の位置又は方向を検出するための位
置検出手段と、この位置検出手段によって得られた位置
又は方向に前記アンテナの指向性を向ける指向制御手段
とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
（２）位置検出手段は、前記指向制御部によって前記ア
ンテナの指向性を可変させながら受信電力を測定する受
信電力測定部を備え、この受信電力から子局の位置又は
方向を検出することを特徴とする請求項１記載の無線通
信システム。
（３）基地局は、ある子局に特定のタイムスロットを割
り当てて通信するものであって、前記位置検出手段は前
記特定のタイムスロットに対応して子局からの電波を受
信する毎に、その位置又は方向を検出することを特徴と
する請求項１記載の無線通信システム。