JPH02222331A - ゾーン切替制御方法 - 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〕 本発明は小ゾーン構成のディジタル移動通信方式におい
て、通信中に移動局で他の基地局の周波数チャネルのレ
ベルを監視し、無瞬断の通信中チャネル切替を可能とす
るゾーン切替制御方法に関する。特に、情報信号用のフ
レームを圧縮してこのフレームに補助フレームを付加し
、この補助フレームを用いて他の周波数チャネルを監視
し、通信中チャネル切替を行うものである。

〔従来の技術〕

従来、小ゾーン構成の移動通信方式では、通信中に移動
局がゾーンをまたがって移動しても通信を継続できるよ
うにするため、移動局の所在するゾーンおよび周辺の各
ゾーンの基地局で移動局からの電波のレベルを監視して
移行先ゾーンを判定し、移行先ゾーンの通信チャネルに
通信中チャネル切替を行っている。この移動局からの電
波を監視するため、各基地局には通信用受信機とは別に
レベル監視用の受信機が用意されている。各基地局では
自局ゾーン内のすべての移動局に加え周辺基地局内の移
動局のレベルを監視する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このため、各基地局で用意すべきレベル監視用受信機の
数は、各基地局の通信用受信機の約−割程度を見込む必
要があり、基地局コストに占める割合は小さくなかった
。

また、各基地局の通信を制御する制御局は、各基地局か
らのレベル情報に基づいて移行先ゾーンを判定して当該
ゾーンでの通信チャネルの指定を行うため、各基地局と
制御情報のやりとりを行う必要がある。加入者数が増す
程、基地局と制御局との間のゾーン移行に関する制御信
号のトラヒック数が増大するため、これに比例して各基
地局と制御局との間の制御線の数ふよび制御局の処理能
力を高める必要がある。周波数の有効利用を図るには小
ゾーン化による周波数の繰り返し利用が最も有効な方法
である。しかし小ゾーン化に伴いゾーン移行頻度が増加
し、前述の制御局との制御信号トラヒックが増加する。

このため、制御処理能力が小ゾーン化の限界を規定する
ことになっている。

また、従来の通信中のチャネル切替においては、移行先
ゾーンの通信チャネルに切り替える際、予告信号をやり
とりし、また高速で周波数を切り替えることができるシ
ンセサイザを適用するなど、最大限の工夫が行われてい
るが、通信の瞬断は避は難く、通信品質の劣化要因の一
つになっていた。

本発明は、これらの欠点を解決するもので、情報信号を
フレーム化し、時間圧縮していくつかのフレームラ単位
としてスーパフレームを構成することによりゾーン制御
専用に使用可能な補助フレームをつくり、この補助フレ
ームを利用して移動局による周辺基地局レベル検出を可
能とすることにより、基地局のレベル監視受信機をなく
してシステムの経済化と制御回線および制御局の処理能
力のゾーン制御に関する負担の軽減を図り、小ゾーン化
の限界を取り除くとともに、この補助フレームにおいて
通信中チャネル切替を行うことにより通信の無瞬断化を
図ることができるゾーン切替制御方法を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、移動局が基地局のゾーンをまたがって移動し
、移行先ゾーンを判定して、この移行先ゾーンの基地局
への通信チャネルにチャネル切替を行う移動通信方式で
のゾーン切替制御方法において、 基地局と移動局との間で伝送する情報信号をフレーム構
成にして時間圧縮してフレーム間に補助フレームを設け
、この時間圧縮された情報信号フレームの複数フレーム
に一つの補助フレームを付加してスーパーフレームを構
成し、この補助フレームのタイミングに他の基地局の受
信レベルを順次判定し、この判定結果にしたがい接続す
べき基地局を判定し、上記補助フレームのタイミングで
移行先ゾーンの基地局に通信チャネルの切替を行うこと
を特徴とする。

〔作用〕

本発明では、情報信号のフレームを時間圧縮してこれに
補助フレームを付加したスーパーフレームを構成する。

基地局からの受信波レベルを測定するにはこのスーパー
フレーム中の補助フレームを利用して周辺基地局からの
受信波レベルを測定比較し、最も受信波レベルの高い隣
接局を見出して、移行先ゾーンや移行先ゾーンへのチャ
ネル切替タイミングを判定する。そして通信中チャネル
切替は、この補助フレームのタイミングで移行先ゾーン
の基地局との同期や時間ずれの調整を行うことにより、
情報の途切れないチャネル切替を行う。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明一実施例のフレーム構成を説明する図で
ある。

第１図で（ａ）は、伝送速度ｆｂｌのディジタル情報信
号の情報ピット列のフレーム構成を示すものである。こ
の情報ビット列は、ビットレートｆｂ＋で数字１．２．
３、・・・・・・で示すようなフレームに区切られてい
る。

この情報ビット列はフレームに区切られた後、時間圧縮
されて伝送速度ｆｂ２の信号列にされ、例えば７個のフ
レームをまとめて一つのスーパーフレームＳｕを構成す
る。この時間圧縮により生じた余裕フレーム部分に補助
フレームＳ、を付加する。

各基地局はこのような補助フレームＳ、が付加されたス
ーパーフレーム構成構成の信号を通信チャネルで送信し
、移動局では受信信号を時間伸長の操作により元の伝送
速度ｆｂｌのディジタル信号列（Ｃ）にもどして元の情
報信号を復元して通信を行う。

移動局からの送信も同じようにスーパーフレームを構成
して行う。

このフレームのビットレー）ｆｂ＋は、例えば８ｋｂｉ
ｔ／ｓであり、一つのフレーム長は、約２Ｑｍｓ、スー
ハーフレーム長は、約１４０ｍ５である。スーパーフレ
ームを構成する際には７／８に時間圧縮する。

第２図はこのスーパーフレーム構成で移動無線通信を行
うシステム構成を示すものである。

この移動無線システムは、制御局１と、この制御局１の
制御のちとにある複数の基地局２と、この基地局２と無
線回線を介して通信を行う複数の移動局３とから構成さ
れており、移動局３は、複数の基地局２が形成するゾー
ンをまたがって移動し、ゾーンを移動するごとに、基地
局２との通信チャネルを切替えるゾーン切替制御を行い
ながら通信を行う。

基地局２は、移動局３へ送信する上述の補助フレームｓ
、が付加されたスーパーフレームＳｕを合成するスーパ
ーフレーム合成部２１と、制御部２２と、情報信号およ
び制御信号の時分割多重化を行う時分割多重部２３と、
移動局３へ無線信号を送信する送信機２４と、移動局３
からの無線信号を受信する受信機２５と、この受信した
信号のスーパーフレームＳｕをそれぞれのフレームに分
解するスーパーフレーム分解部２６と、この分解された
多重信号を分離する時分割分離部２７とを備える。この
基地局２の制御部２２は移動局３からのレベル情報を中
継して制御局１へ送る機能やチャネル切替およびチャネ
ル切替時のバッファでの遅延調整機能を有するものであ
る。

移動局３は、基地局２の送信機２４から送信された無線
信号を受信する受信機３１と、この受信信号のスーパー
フレームＳｕをそれぞ−れのフレームに分解するスーパ
ーフレーム分解部３２と、分解された多重化信号を分離
して情報信号として出力する時分割分離部３３と、受信
信号からクロック同期信号を抽出するクロック同期抽出
回路３４と、基地局２からの受信電波のレベルを検出す
るレベル検出部３５と、受信機３１で受信すべき無線信
号の周波数を出力するシンセサイザ３６と、チャネル切
替制御を行うチャネル切替部３７と、レベル検出部３５
の出力に基づいてゾーンを監視するゾーン監視部３８と
、入力される情報を時分割多重化する時分割多重部４０
と、多重化された情報信号のフレームに補助フレームを
付加してスーパーフレームラ合成スるスーパーフレーム
合を部４Ｌと、合成されたスーパーフレームを基地局に
対して送信する送信機４２とを備えている。

制御局１は、発着呼制御、基地局での通話中チャネル切
替等の基地局制御等を行う制御部１１、移動局３からの
ゾーン情報に基づいて基地局２間の通話中チャネル切替
を行うスイッチ１２を備える。

第３図は、本実施例のスーパーフレーム合成部２１．４
１の構成を示し、第４図は本実施例の移動局３のスーパ
ーフレーム分解部３２の構成を示すものである。

スーパーフレーム合成部は、移動局３あるいは基地局２
に対して送信すべき送信信号が入力されるバッファ５１
と、入力されるクロック同期信号およびスーパーフレー
ム同期信号から時間圧縮用クロック信号を生成する時間
圧縮クロック生成回路５２と、スーパーフレーム用の同
期ビット、プリアンプル、カウントダウン信号を生成す
るスーパーフレーム同期ビット生成回路５３と、フレー
ム同期ビット生成回路５４と、これらのフレーム同期ビ
ット、スーパーフレーム同期ビット等ヲバッファ５１か
ら読み出される送信信号に挿入するためのスイッチ５５
．５６、および時間圧縮クロック生成回路５２から与え
られるクロックのバッファ５１への供給を制御するスイ
ッチ５７．５８とを備える。

次にスーパーフレーム分解部は、受信機から受信信号が
入力されるバッファ６１と、このバッファ６１に書き込
みクロックおよび読み出しクロックを与える時間伸長ク
ロック生成回路６２と、受信信号からスーパーフレーム
同期信号を抽出するスーパーフレーム同期抽出回路６３
と、同じく受信信号およびクロック同期抽出回路３４で
抽出されたクロック信号からフレーム同期信号を抽出す
るフレーム同期抽出回路６４と、時間伸長クロック生成
回路６２からの書き込みクロックの供給をスーパーフレ
ーム同期抽出回路６３からの出力により制御するスイッ
チ６５と同じくフレーム同期抽出回路６４からの出力に
より制御するスイッチ６６とを備える。

スーパーフレーム化の動作を以下に説明する。

まず、クロック同期信号とスーパーフレーム同期信号を
基にスーパーフレーム合成時のビットレー）ｆｂｚのク
ロックを時間圧縮クロック生成回路５２により生成する
。さらに時間圧縮クロック生成回路５２のクロックによ
り、フレーム同期ビット列およびスーパーフレーム同期
ビット列をそれぞれフレーム同期ビット生成回路５４、
スーパーフレーム同期ビット生成回路５３で生成する。

バッファ５１には、送信信号が一時蓄えられ、時間圧縮
クロックにより読み出される。フレーム同期ビット列、
スーパーフレーム同期ビット列が挿入されるべき箇所で
は、読み出しクロックのオンオフを行うスイッチ５７．
５８により送信信号のバッファ５１からの読み出しは停
止され、代わりにスイッチの切替により、フレーム同期
ビット列、スーパーフレーム同期ビット列が挿入される
。これらの手順によって入力ディジタル信号はビットレ
ートｆ、２でスーパーフレーム化され送信機を経てアン
テナより送信される。

次にスーパーフレーム分解部の動作を説明する。

受信機３１から取り出された受信信号は、クロック同期
抽出回路３４、フレーム同期抽出回路６４、スーパーフ
レーム同期抽出回路６３によってそれぞれの同期が確立
されると同時に、バッファ６１に受信信号が一時蓄積さ
れる。時間伸長クロック生成回路６２により元のビット
レートｆｂｌのクロックが再生され、バッファ６１から
情報信号が読み出される。

なお、フレーム同期信号や補助フレームのビット列はス
イッチ６５．６６で書き込みクロックを停止させること
により、バッファ６１に書き込まれないので、情報ビッ
ト列に混じることはない。

このようにして、元の信号は完全に復元される。

このようなスーパーフレーム構成に基づいて周辺基地局
のレベル監視とチャネル切替を実現することができる。

なお、通信中のチャネル切替時は、時間調整のためチャ
ネル切替部３７からバッファ６１の遅延調整が行われる
。

第５図は、レベル監視およびチャネル切替時の受信周波
数の変化を示したものである。

一般に相隣接する周辺基地局は、同一周波数干渉を避け
るため、お互いに異なった周波数が配置されており、各
々の固有の周波数の信号を受信することにより各局のレ
ベル監視が可能である。チャネルとしては、通話チャネ
ル、呼出チャネルおよび発信チャネルの何れのレベルを
監視してもよい。ただし、常に送信されているものがレ
ベル監視の周波数として望ましい。

第５図は基地局ごとに異なる周波数で割り付けられた呼
出用制御チャネルを受信して、各補助フレームＳｒで一
つずつ基地局レベルを監視する方法を示したものである
。

現在移動局が使用している通信チャネルの周波数をＦＳ
Ｉとし、周辺基地局の呼出チャネルをＦｐｌ、ＦＰ２、
Ｆｐ３、Ｆ、４、ＦｐＳとする。

移動局はスーパフレームＳｕの補助フレームＳ。

において、各基地局の呼出チャネルのうち周辺基地局の
チャネルのみを受信し、受信レベルが最大の基地局を判
定することにより、移行先のゾーン決定を行う。また、
自局の通信チャネルの受信レベルと移行先の基地局から
のレベルとの比較を行い、ゾーン移行、すなわち通話中
チャネル切替のタイミングをつかみ、チャネル切替によ
って受信周波数はＦｓ２に移行する。

この第５図の周波数Ｆ□〜Ｆ１としては、８００〜９０
０　Ｍｌ（ｚ、帯域幅１０ＭＨｚの無線帯域を用い、各
周波数間隔は６．２５　ｋ　Ｈｚとしている。

第６図は、補助フレームＳｒでの受信周波数の切替を高
速化することにより一つの補助フレームＳ、で複数の周
辺基地局からの受信波ＦｐＯ〜Ｆｓ＋を受信する場合の
動作を説明する図である。この場合には、受信頻度が第
５図の場合に比べて増すため、レベル監視精度は向上す
る。

第７図に、受信局３のゾーン監視部３８の構成を示す。

このゾーン監視部３８は、レベル検出部７１とレベル監
視制御部７２とからなっている。レベル検出部７１は、
受信機３１からの受信信号が人力される検波器７３と、
レベル監視制御部７２０制御装置７７の出力により検波
器７３の出力を制御するゲート７４と、このゲート７４
の出力を積分する積分器７５、この積分器７５の出力を
アナログディジタル変換してレベル監視制御部７２にレ
ベル出力を与えるアナログディジタル変換器７６を備え
る。またレベル監視制御部７２は、アナログディジタル
変換器７６のレベル出力、スーパーフレーム同期信号が
出力される制御装置７７と、周辺基地局受信レベルや最
隣接基地局情報を記憶するメモリ７８とを備える。

このゾーン監視部３８は、スーパーフレーム同期信号を
基に、シンセサイザ３６を制御して、補助フレームで例
えばＦｏ、Ｆ、２、Ｆ、３、Ｆ、４、Ｆ２．のチャネル
を周期的に受信できるようにすると同時に、各空きフレ
ームでレベル検出部７１のゲート７４を開き、積分器７
５で平均化された値をアナログディジタル変換して記録
する。また、受信レベルの比較から最隣接基地局を明ら
かにする。これらの情報は、制御信号の一部として時分
割多重部４０を経て基地局２、さらには制御局１へ送る
。

第８図ないし第９図は、移動局におけるレベル検出とゾ
ーン監視情報送信の信号の流れの例を示したものである
。

第８図の方式は、補助フレームでレベルを検出したのち
、次の制御信号伝送用スロットでレベル情報を送るもの
である。

第９図の方式は、何回か補助フレームでレベル監視を行
い、その情報を記録処理して、最隣接基地局名などを移
動局側でデータ処理後、次の制御信号伝送用スロットで
ゾーン情報として送信するものである。この第９図の方
式は基地局側の負担を軽減できる。

通信中のチャネル切替は、以下の動作によって行う。

すなわち、通信チャネルの受信レベルが低下し、所要の
通信品質が得られなくなったとき、あるいは周辺の基地
局からの受信波のレベルの方がより高くなったとき、移
動局３はゾーンを移行したと判断して切り替えるべき移
行先ゾーンとチャネル切替要求を制御局１に上げる。

制御局１は、切り替えるべき移行先ゾーンの通信チャネ
ルの周波数と切り替えるべき補助フレームとを指定する
。切替時に移動局３および新旧の基地局２は、チャネル
切替用補助フレーム内において、クロック同期の確立ふ
よび遅延調整を行い情報が途切れないようにする。

第１０図は、このチャネル切替を行う移動局３のチャネ
ル切替部３７での信号の入出力を説明する図である。

すなわち、制御局１へは時分割多重部４０を介してその
送信信号の制御信号によってゾーン情報やチャネル切替
要求信号などを送る。一方制御局１からは、移行先ゾー
ンの基地局との通信周波数やチャネル切替を行う補助フ
レームの指定を受ける。

チャネル切替命令を制御局１から受信すると、指定され
た補助フレームに来たときに、チャネル切替部３７を含
む監視制御部３９は、まずシンセサイザ３６０周波数を
切替え、次にスーパーフレーム分解部３２の新フレーム
同期信号が到着するまでのカウントダウン信号を待ち受
ける。このカウントダウン信号は、１回のフレーム同期
信号受信で高信頼度にフレーム同期を確立するために用
いられる。

サラに、スーパーフレーム合成部４１へはカウントダウ
ン信号と新基地局へのフレーム同期信号のタイミング情
報を与える。

第１１図は、チャネル切替の動作フローをフレームで説
明するものである。一般に各基地局からの信号は、局間
の伝送路遅延や自由空間伝播遅延等のため相対遅延が生
じている。第１１図は、旧基地局からの信号に比べ新基
地局からの信号の遅延が大きい場合の切替動作について
示したものである。

まず、第１１図（ａ）は、下り回線でのチャネル切替動
作を、第１Ｉ図（社）は上り回線でのチャネル切替動作
を説明するものである。

チャネル切替を行う補助フレームの前で旧基地局からの
信号が途絶えると、移動局は、制御局から指定された周
波数へ受信周波数を変える。次に新基地局からの立ち上
げ用の信号を受信する。信号の内容は、まずクロック同
期を確立するためのプリアンプルが同期に必要なビット
数だけ送られ、次に新基地局からの信号の最初のフレー
ム同期信号までのカウントダウン信号が送られる。これ
は最初のフレーム同期信号で確実に同期をとるために必
要なものである。

スーパーフレーム分解部３２のバッファ６１では、空き
フレーム部分も途切れずにユーザ情報を送出するために
、補助フレーム分の遅延を予め設定しておく。同時に、
基地局間の時間差を考慮した遅延も付加しておく。そし
て、カウントダウン情報をもとに、チャネル切替時に発
生する時間ずれを算出し、その遅延差をユーザ情報すな
わち情報信号の復元時にバッファで吸収して、チャネル
切替時もユーザ情報が途切れることがないようにする。

上り回線もほぼ同様のフローでチャネル切替を行う。第
１１図（５）では移動局送信のフレームが、基地局送信
のフレームのタイミングに追随している場合について述
べる。すなわち、新基地局へ送信するカウントダウン信
号は新基地局からのカウントダウン信号に追随したもの
とする。移動局から新旧側基地局へ情報送信するタイミ
ングのずれはバッファで吸収する。各基地局のスーパー
フレームのタイミングは制御局が規準信号を与えること
にすれば、第１１図（５）の最後に示したように上り回
線の通信中無瞬断チャネル切替が実現する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、ゾーン切替制御方法に
おいて、スーパーフレームによるゾーン監視およびチャ
ネル切替を行うことにした。

この結果、基地局にはレベル監視用受信機を配置する必
要がないため、基地局の経済化を図ることができ、また
、各基地局と制御局との間の制御回線および制御局の処
理能力のレベル検出およびチャネル切替に関する負担を
軽減できる。

このため、システムの経済化を図ることができ、−層の
小ゾーン化が可能となる。

さらに、通信中チャネル切替に関しては、通信を中断す
ることなく移行先ゾーンの通信チャネルにチャネル切替
ができるため、通信品質の劣化を生じない利点を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のフレーム構成を説明する図。 第２図は実施例のシステム構成を示す図。 第３図は実施例のスーパーフレーム合成部を示す図。 第４図は実施例のスーパーフレーム分解部を示、す図。 第５図および第６図は実施例の動作を説明する図。 第７図は実施例のゾーン監視部の構成を示す図。 第８図および第９図は実施例移動局のレベル監視とゾー
ン情報送信を説明する図。 第１０図は実施例のチャネル切替部を説明する図。 第１１図は実施例のチャネル切替を説明する図。 １・・・制御局、２・・・基地局、３・・・移動局、１
１．２２、・・・制御部、１２．５５．５６．５７．５
８．６５．６６・・・スイッチ、２１．４１・・・スー
パーフレーム合成部、２３．４０・・・時分割多重部、
２４．４２・・・送信機、２５．３１・・・受信機、２
６．３２・・・スーパーフレーム分解部、２７．３３・
・・時分割分離部、３４・・・クロック同期抽出回路、
３５・・・レベル検出部、３６・・・シンセサイザ、３
７・・・チャネル切替部、３８・・・ゾーン監視部、３
９・・・監視制御部、５１．６１・・・バッファ、５２
・・・時間圧縮クロック生成回路、５３・・・スーパー
フレーム同期ビット生成回路、５４・・・フレーム同期
ビット生成回路、６２・・・時間伸長クロック生成回路
　６３・・・スーパーフレーム同期抽出回路、６４・・
・フレーム同期抽出回路、７１・・・レベル検出部、７
２・・・レベル監視制御部、７３・・・検波器、７４・
・・ゲート、７５・・・積分器、７６・・・アナログデ
ィジタル変換器、７７・・・制御装置、７８・・・メモ
リ。 夾茫例 菖 ゛ｆ−ン＝＃Ｌ邸 ７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動局が基地局のゾーンをまたがって移動し、移行
   先ゾーンを判定して、この移行先ゾーンの基地局への通
   信チャネルにチャネル切替を行う移動通信方式でのゾー
   ン切替制御方法において、基地局と移動局との間で伝送
   する情報信号をフレーム構成にして時間圧縮してフレー
   ム間に補助フレームを設け、 この時間圧縮された情報信号フレームの複数フレームに
   一つの補助フレームを付加してスーパーフレームを構成
   し、 この補助フレームのタイミングに他の基地局の受信レベ
   ルを順次判定し、 この判定結果にしたがい接続すべき基地局を判定し、上
   記補助フレームのタイミングで移行先ゾーンの基地局に
   通信チャネルの切替を行う ことを特徴とするゾーン切替制御方法。