JPH02126736A - 移動通信システムの基地局選択方式および携帯端末 - Google Patents

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〕 本発明は移動通信システムの基地局選択方式および携帯
端末に関し、特に都市部ではマイクロゾーンにより郊外
では小ゾーンによりサービスエリアをカバーする移動通
信システムの基地局選択方式および携帯端末に関する。

〔従来の技術〕

従来の一般的な移動通信システムの基地局選択方式は、
移動端末が基地局を選択する場合、単純に、電波を最も
強い電界強度で受信した基地局を選択する方式であった
。（参考文献ゼット・シー・フラー（Ｚ、Ｃ，Ｆｌｕｈ
ｒ）著、「アドバンスト・モーバイル・フォーン・サー
ビス・コントロール・アーキテクチャ」（＾ｄｖａｎｃ
ｅｄ　Ｍｏｂｉｌｅ　ＰｈｏｎｅＳｅｒｖｉｃｅ：Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ　Ａｒｃｂｉｔｅｃｔｕｒｅ）　、ベル゛シ
ステム・テクニカル・ジャーナル（Ｔｈｅ　Ｂｅ１ｌ　
ＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ）　
　１９７９年、１月、６２〜６３頁〉 そして最近、自動車電話システムのような小ゾーン方式
の移動無線システムの需要は、サービス開始後目覚しい
伸びを示し、世界各国で周波数の不足が叫ばれている。

この傾向は、トラヒックの集中する都市部で著しい。例
えば東京における自動車電話のトラヒックの分布は千代
田、青白あたりに激しく集中しており、ＮＴＴではこれ
に対処するために東京部内のゾーンを細分化して加入者
容量の増加を図っている。同様に各国の主要都市におい
てゾーンの細分化が進んでいる。このような事情は１９
８６年８月１１日発行の雑誌「日経エレクトロニクス」
の９１ページから１０４ページに詳しく紹介されている
。

又、自動車電話システムの新しい動きとして、加入者が
持ち運び可能な携帯端末に対する需要が高まっている。

このような携帯端末は、小型、軽量化が強く要求される
ため、無線機の送信電力もさほど大きくすることができ
ない。ゾーンの細分化はこの面からも要求されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の移動通信システムの基地局選択方式は、
各基地局の送信電力がほぼ等しいので、受信電界強度が
最も強い基地局を選択すれば、伝搬損失も最も小さくで
きるという原理に基づき構成されている。しかしながら
、現在では、小ゾーン方式の移動通信システムの需要の
急激な増加に応えるために、トラヒックの集中する都市
部においてゾーンの細分化が進んでいる。そのため、将
来の移動通信システムにおいては、少なくとも加入者数
が多い都市部では、基地局の数が大幅に増大してシステ
ムコストが高くなるものの、ゾーン半径のきわめて小さ
いマイクロゾーンシステムの導入が必須であるといえる
。しかし都市部では多少システムコストが高くても良い
が、加入者数のさほど多くない郊外では、このようなマ
イクロゾーンシステムは経済的に引合わないため、現行
システムのような小ゾーンシステムでサービスを続ける
ことになる。このように都市部ではマイクロゾーンを用
い、郊外では小ゾーンを用いるという両者を併用したシ
ステムにより、加入者の面積密度にばらつきのあるサー
ビスエリアに対して効率的なシステムが構築できること
になる。

ところで、このような著しく大きさの異なるゾーンが共
存する移動通信システムにおいては、各基地局にゾーン
の大きさに応じた送信電力が与えられるため、基地局の
送信電力の間に大きな差が生じる。このように基地局の
送信電力の間に大きな差があると、受信電界強度と伝搬
損失との間に相関関係がなくなるため、従来の基地局選
択方式をそのまま適用したシステム内に携帯端末を収容
すると、車載端末の場合と異なり携帯端末の送信電力が
小さいため、携帯端末が受信電界強度の最も強い基地局
を選択しても、伝搬損失の最も小さい基地局を選択した
ことにならず、マイクロゾーン内ではサービスを受けら
れるが、小ゾーンエリアでは基地局の近傍でしかサービ
スを受けられないというように、携帯端末に対するサー
ビス性が劣化してしまうという問題点がある。

そして、前述の問題点を避けるための手段として、小ゾ
ーンエリアでは車載端末に中継機能を持たせ、携帯端末
からの信号を中継増幅して基地局に送信する方法が提案
されている。しがしながら、この車載端末の中継機能（
以下車載中継器と記す）を利用して交信する方法には、
−回の通話において、携帯端末と車載中継器との間およ
び車載中継器と基地局との間の二重の無線回線を必要と
するので、車載中継器を用いず直接基地局と交信した場
合に比較し、周波数使用効率は２分の１となり、周波数
利用効率の劣化という新しい問題点が生ずる。

本発明の目的は、都市部ではマイクロゾーン基地局と直
接交信し、郊外では小ゾーン基地局と直接交信するか車
載中継器を利用して交信する携帯端末において、車載中
継器利用時の無線回線の二重使用による周波数利用効率
の劣化を抑えるため、できる限り車載中継器を利用せず
、直接交信可能なマイクロゾーン基地局や小ゾーン基地
局を選択する移動通信システムの基地局選択方式と、そ
れを実現する携帯端末を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の移動通信システムの基地局選択方式は、都市部
にはマイクロゾーン基地局を、郊外には小ゾーン基地局
を配した移動通信システムであって、携帯端末が周辺基
地局の送信電力と実際に受信した受信電力とから各周辺
基地局との間の伝搬損失を算出し、前記伝搬損失の最も
少ない基地局を選択し直接交信を行い、前記直接交信が
不可能である場合には車載中継器を介して小ゾーン基地
局と交信する構成である。

又、本発明の移動通信システムの携帯端末は、都市部に
はマイクロゾーン基地局を、郊外には小ゾーン基地局を
配した移動通信システムの携帯端末において、各周辺基
地局の送信電力を求める手段と、前記各周辺基地局から
の信号の受信電力を求める手段と、前記送信電力と前記
受信電力とから前記各周辺基地局との間の伝搬損失を求
める手段と、前記伝搬損失の最も少ない基地局に対して
直接交信要求を送信すると同時にタイマを設定する手段
と、前記タイマに設定した時限内に前記直接交信要求に
対する応答がない場合には車載中継器に対して中継要求
信号を送出し車載中継器を介して小ゾーン基地局と交信
する手段とを有する構成である。

〔作用〕

前述したように都市部ではマイクロゾーン基地局と直接
交信し、郊外では小ゾーン基地局と直接交信するか車載
中継器を利用して交信する携帯端末においては、携帯端
末ができるだけ直接交信可能な基地局を選択し、直接交
信可能な基地局が無い場合に限り車載中継器を利用して
小ゾーン基地局と交信することを許せば、車載中継器経
由時の無線回線の二重使用による周波数利用効率の劣化
を可能な限り抑えることができる。

携帯端末と直接交信可能な基地局を選択するためには、
携帯端末が送信した信号を受信することができる基地局
を選択すればよい、一般に移動通信システムでは、基地
局および携帯端末において、送受信に同一のアンテナを
用いているため、基地局から携帯端末への下り無線回線
の伝搬損失と、携帯端末から基地局への上り無線回線の
伝搬損失とは同一であると考えられる。又、携帯端末の
送信電力は、マイクロゾーン基地局や小ゾーン基゛地局
の送信電力より小さい、従って、携帯端末の送信した信
号を基地局で受信することができれば、携帯端末はこの
基地局の送信した信号を当然受信できるため、直接交信
が可能となる。

携帯端末が送信した信号を受信することができる基地局
を選択するなめには、最も伝搬損失の小さい基地局に対
して信号を送信し、その基地局が受信できるかどうかを
調べ、受信できた場合にその基地局を選択すれば十分で
ある。なぜなら携帯端末が送信した信号を、最も伝搬損
失の少ない基地局が受信することができなければ、他の
基地局はより伝搬損失が大きいために当然受信すること
ができないからである。基地局と携帯端末との間の伝搬
損失は、基地局の送信電力と携帯端末における受信電力
との差から容易に求めることができる。

ここで、各基地局の送信電力を携帯端末が知る方法とし
ては、基地局が現在の送信電力を示す基地局送信電力コ
ードを放送する方法や、各基地局に送信電力を知ること
ができるような基地局ＩＤを予め与えておく方法が考え
られる。基地局の送信電力を状況に応じて変化させるよ
うなシステムでは前者の方法が、基地局の送信電力を固
定とするシステムでは後者の方法が適している。

本発明では、待受は状態の携帯端末が各周辺基地局の下
り制御チャネルを受信し、基地局ごとに送信電力と実際
に受信した受信電力との差がら伝搬損失を求めておく、
そして通話開始時には、最も伝搬損失の少ない基地局に
対して直接交信の要求を行う。もしこの直接交信要求を
伝搬損失が最も少ない基地局でも受信できない場合には
、他の基地局も同様にこの携帯端末からの直接交信する
ことはできないと判断できる。この場合、次に携帯端末
は、車載中継器に対して中継要求信号を送出し、この車
載中継器を介して小ゾーン基地局と交信を行う。

このようにすることで、携帯端末はできる限り基地局と
直接交信が行え、車載中継器経由時の無線回線の二重使
用による周波数利用効率の劣化を可能な限り抑えること
ができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の基地局選択方式の一実施例のブロック
図である。

マイクロゾーン基地局ａ１０１とマイクロゾーン基地局
ｂ１０２と小ゾーン基地局Ｃ２０１と小ゾーン基地局ｄ
２０２とは、現在の送信電力ＰａＰｂ、Ｐｃ、Ｐｄを示
す基地局送信電力コードを含む基地局情報を送信してい
る。

待受は中の携帯端末２０は、周辺のマイクロゾーン基地
局ａｌｏ１とマイクロゾーン基地局ｂ１０２と小ゾーン
基地局Ｃ２０１と小ゾーン基地局ｄ２０２とからの信号
を定期的に受信し、信号中の基地局送信電力コードから
送信電力Ｐａ。

Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄと、実際に受信した受信電力Ｅａ、Ｅ
ｂ、Ｅｃ、Ｅｄとを求める。そして送信電力Ｐａ、Ｐｂ
、Ｐｃ、Ｐｄと受信電力Ｅａ。

Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄとの差から、各基地局の伝搬損失Ｌａ
、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄを求める。発呼や着呼により通話を
行う場合、携帯端末２０は各基地局の伝搬損失Ｌａ、Ｌ
ｂ、Ｌｃ、Ｌｄを比較し、最も伝搬損失の小さい基地局
を選択し、交信要求信号を送出する。例えば、第１図に
示す各基地局の伝搬損失の値がＬ　ｂ　＜　Ｌ　ａ　＜
　Ｌ　ｃ　＜　Ｌ　ｄとすると、携帯端末２０はマイク
ロゾーン基地局ｂ１０２に対して交信要求信号を送出す
ることになる。このとき、マイクロゾーン基地局ｂ１０
２が携帯端末２０の送出した交信要求信号を受信するこ
とができなければ、マイクロゾーン基地局ｂ１０２の伝
搬損失Ｌｂよりも大きい伝搬損失を有するマイクロゾー
ン基地局ａ１０１と小ゾーン基地局Ｃ２０１と小ゾーン
基地局ｄ２０２とのいずれも、携帯端末２０の送出した
交信要求信号を受信することができないため、携帯端末
２０はどの基地局とも直接交信することができない。こ
の場合には、携帯端末２０は車載中継器３０に対して中
継要求信号を送出し、車載中継器３０を経由して小ゾー
ン基地局の中で最も伝搬損失の小さい小ゾーン基地局Ｃ
２０１に対して交信要求信号を送出する。

以上の説明では、各基地局が送信している基地局送信電
力コードから基地局の送信電力を求めているが、マイク
ロゾーン基地局と小ゾーン基地局との送信電力がそれぞ
れ一定である場合には、マイクロゾーン基地局であるか
小ゾーン基地局であるかを示す基地局ＩＤから基地局の
送信電力を求めることができる。

第２図は本発明の携帯端末の一実施例のブロック図であ
る。

マイクロゾーン基地局１００や小ゾーン基地局基地局２
００は、送信電力の値を示す基地局送信電力コードと、
基地局ＩＤを含む基地局情報を送信している。

マイクロゾーン基地局１００や小ゾーン基地局基地局２
００の送信する基地局情報は、待受は状態にある携帯端
末２０のアンテナ２１と共用器２２とを経由して受信電
力測定回路２３および受信回路２４に入力される。受信
電力測定回路２３は、受信電力を測定しその結果を演算
器２５に出力する。受信回路２４は、基地局情報中の基
地局送信電力コードから求めた送信電力と基地局ＩＤと
を、演算器２５に対して出力する。演算器２５は、送信
電力の値と受信電力の値との差から伝搬損失を計算し、
基地局ＩＤと共にメモリ２６に記憶する。制御部２７は
、すべての周辺基地局の基地局ＩＤおよび伝搬損失が求
まるように、受信電力測定回路２３および受信回路２４
を制御する。

発呼または着呼応答の場合、制御部２７は、メモリ２６
の内容を比較し最も伝搬損失の少ない基地局を選び、こ
の基地局に対して発呼信号または着呼応答信号を送信す
るように送信回路２８を制御すると同時にタイマ２つを
設定する。タイマ２つに設定した時限内に発呼信号また
は着呼応答信号に対する応答があった場合には、この基
地局と直接更新を開始する。タイマ２９に設定した時限
内に発呼信号または着呼応答信号に対する応答がない場
合には、制御部２７は車載中継器３０に対して中継要求
信号を送信するように送信回路２８を制御する。さらに
制御部２７はメモリ２６の内容から最も伝搬損失の少な
い小ゾーン基地局を選択し、この基地局に対して車載中
継器３０を経由して発呼信号または着呼応答信号を送信
するように送信回路２８を制御すると同時にタイマ２９
を設定する。タイマ２つに設定した時限内に車載中継器
３０を経由した発呼信号または着呼応答信号に対する応
答があった場合には、この小ゾーン基地局と車載中継器
３０を経由して交信を開始する。タイマ２９に設定した
時限内に車載中継器３０を経由した発呼信号または着呼
応答信号に対する応答がない場合には、待受は状態に戻
る。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明は、都市部ではマイ
クロゾーン基地局と直接交信し、郊外では小ゾーン基地
局と直接交信するか車載中継器を利用して交信する携帯
端末において、できる限り車載中継器を利用せず、直接
交信可能なマイクロゾーン基地局や小ゾーン基地局を選
択することにより、車載中継器利用時の無線回線の二重
使用による周波数利用効率の劣化を可能な限り抑えるこ
とができる効果が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基地局選択方式の一実施例のブロック
図、第２図は本発明の携帯端末の一実施例のブロック図
である。 ２０・・・・・・携帯端末、２１・・・・・・アンテナ
、２２・・・・・・共用器、２３・・・・・・受信電力
測定回路、２４・・・・・・受信回路、２５・・・・・
・演算器、２６・・・・・・メモリ、２７・・・・・・
制御部、２８・・・・・・送信回路、２９・・・・・・
タイマ、３０・・・・・・車載中継器、１００・・・・
・・マイクロゾーン基地局、１０１・・・・・・マイク
ロゾーン基地局ａ、１０２・・・・・・マイクロゾーン
基地局ｂ、２００・・・・・小ゾーン基地局、２０１・
・・・・・小ゾーン基地局Ｃ１２０２・−・−・−小ゾ
ーン基地局ｄ、Ｅａ、ＥｂＥ　ｃ　、　Ｅ　ｄ−−−−
−−受信電力、Ｌａ、Ｌｂ、ＬｃＬｄ・・・・・・伝搬
損失、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ・・・・・・送信電力。 代理人　弁理士　　内　原　　晋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）都市部にはマイクロゾーン基地局を、郊外には小
   ゾーン基地局を配した移動通信システムであって、携帯
   端末が周辺基地局の送信電力と実際に受信した受信電力
   とから各周辺基地局との間の伝搬損失を算出し、前記伝
   搬損失の最も少ない基地局を選択し直接交信を行い、前
   記直接交信が不可能である場合には車載中継器を介して
   小ゾーン基地局と交信することを特徴とする移動通信シ
   ステムの基地局選択方式。
2. （２）都市部にはマイクロゾーン基地局を、郊外には小
   ゾーン基地局を配した移動通信システムの携帯端末にお
   いて、各周辺基地局の送信電力を求める手段と、前記各
   周辺基地局からの信号の受信電力を求める手段と、前記
   送信電力と前記受信電力とから前記各周辺基地局との間
   の伝搬損失を求める手段と、前記伝搬損失の最も少ない
   基地局に対して直接交信要求を送信すると同時にタイマ
   を設定する手段と、前記タイマに設定した時限内に前記
   直接交信要求に対する応答がない場合には車載中継器に
   対して中継要求信号を送出し車載中継器を介して小ゾー
   ン基地局と交信する手段とを有することを特徴とする移
   動通信システムの携帯端末。