JPH04111544A - 無線チャネル割当方法 - 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、例えば複数の無線基地局でカバーされる無線
ゾーンの中を移動局が移動しながら通信を維持し、無線
チャネル構成が、複数の周波数チャネルから構成される
無線通信方式において、制御チャネルへ干渉を受けた場
合に影響を小さくする方法や、相互変調歪等により自ら
の制御チャネルに干渉を与えなくする方法や、確実に信
号の受信を行なうための無線通信方式に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、複数の無線基地局と移動局から構成され、無線チ
ャネルは時分割多重（ＴＤＭ）された周波数チャネルを
複数有し、かつその無線チャネルはＴＤＭ内スロスロッ
トて制御信号用と通話用のスロットを合わせ持つ周波数
チャネルＦｃ＋　と、全てのスロットが通話用スロット
である周波数チャネルＦ１で構成される無線システムに
おいて、周波数チャネルＦｃ＋を用いた高精度なゾーン
選択、及び、高速な通話中チャネル切替え方式がある（
特願平１−２９２１６５）。まずこの方式を例を用いて
説明する。

第８図に、無線基地局とその無線ゾーン、移動局の位置
関係の一例を示す。ここで、１１は回線制御局、１２−
ａ、１２−ｂは無線基地局、１４−ａ、１４−ｂはそれ
ぞれの無線基地局の無線ゾーン、１３は回線制御局１１
と無線基地局１２を結ぶ回線、１５−１．１５−２は移
動局、１６は公衆網、１７は公衆網１６と回線制御局１
１を結ぶ回線を示している。移動局１５−１は無線ゾー
ン１４−ａと無線ゾーン１４−ｂのオーバーラツプする
ゾーンで通話を行っている。

第９図に、無線チャネルの構成の一例を示す。

この例では、周波数ｆ０は制御信号用と通話用スロット
を合わせ持つ周波数チャネルＦｃｒ　として用い、周波
数ｆ１とｆ２は全てのスロットが通話用スロットである
周波数チャネルＦ、とじて用いる。例えば、一つのＴＤ
Ｍ下りフレームは４つのスロットから構成され、周波数
ｆ。の第１スロツトと第２スロツトが制御用スロットで
、第３、第４スロツトが通話用のスロットであると仮定
する。無線基地局１２はいくつかのフレーム毎に報知信
号を送出する構成であり、この例では４フレーム毎であ
る。

例えば、無線基地局１２−ａはＴＤＭ下りフレーム＃１
の第１スロツトで報知信号の送出を行い、無線基地局１
２−　ｂはフレーム＃３の第１スロツトで報知信号の送
出を行う。移動局１５は通話等に使用するスロットとし
て制御用スロット以外のどのスロットを用いてもよく、
例えば、移動局１５−１は無線基地局１２−ｂと周波数
ｆ２の第４スロツトで、移動局１５−２は無線基地局１
２−ａと周波数ｆ１の第２スロツトで通話を行う。各無
線基地局１２はスロット毎に異なる周波数で信号を送受
信する必要がある。例えば、無線基地局１２−ａのＴＤ
Ｍ下りフレーム＃１に注目すると、第１スロツトは周波
数ｆ０での報知信号送出に使用し、第２スロツトは周波
数ｆ１での移動局１５−２との通話に使用している。−
移動局１５は、この例では、小型化等のため高速に周波
数切替ができない場合を想定しており、例えば、移動局
１５−１は周波数ｆ２の第４スロツトで、移動局１５−
２は周波数ｆＩの第１スロツトで周波数を切り替えずに
通話を行っている。

このような無線チャネル構成を、複数の無線基地局が共
通制御チャネルの中で順次報知信号を送出する構成であ
ることから、「複局順次送信共通制御チャネル」と仮に
名付ける。この無線チャネル構成には、以下のようなメ
リットがある。

（１）移動局１５は１つのキャリア（ｆｏ）のみを受信
するだけですべての無線基地局の制御チャネルを受信で
き、高速な無線ゾーン選択が可能になる。

（２）移動局１５のハンドオーバー時、ｆｏの通話用チ
ャネルで無線基地局１２と通話を行いながら無線ゾーン
１４の選択を行うため、通話が途切れることなく高精度
な無線ゾーンの選択が可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記例のようにＦａｔがｆｏの１キヤリアのみ
であると制御用のスロットに干渉等を受けると報知信号
の受信ができず、上記のメリットが活かせな（なるとい
う問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、例えば、上
記例のようなＦＤＭＡ−ＴＤＭＡ方式において、上記２
点のメリットを損なわずに、外部からの制御チャネルへ
の干渉に対して強い方式や、相互変調歪等によりみずか
らの制御チャネルに干渉を与えることが少ない方式や、
確実に信号を受信するための無線通信方式に関するもの
である。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は複数の無線基地局と移動局から構成
され、無線チャネルは複数の周波数チャネルから構成さ
れる無線システムにおいて、制御信号用周波数チャネル
ＦＣを複数設け、各無線基地局が同じ信号をすべての周
波数チャネルＦｃで送信することを第１の特徴とする無
線制御方式である。

上記のような無線チャネル構成例において、外部からの
干渉に対して強くする方法として、請求項ｌに記載する
ように、上記の例では周波数チャネルＰＣＩを複数設け
、各無線基地局が同じ報知信号をすべての周波数チャネ
ルＦｃ＋で送信する方法を用いる。この方法では、周波
数チャネルＰＣＩが複数あるため、１つのキャリアが干
渉を受けても他のキャリアで代用することができ、外部
からの干渉の影響を受けにくくできる。また、各キャリ
ア内の情報は以前と同じであるため「複局順次送信共通
制御チャネル」のメリットは損なわれていない。

更に、システム自らが制御チャネルに干渉を与えなくす
る方法としては、請求項２に記載するように、上記の例
では複数の周波数チャネルＰＣＩの設定時に、お互いに
相互変調歪による影響を受けないような周波数チャネル
を設定する方法がある。

また、信号の受信を確実に行う方法としては、請求項３
に記載するように、上記の例で、例えば、移動局が無線
基地局からの信号を受信する場合に複数の周波数チャネ
ルＦｃ＋を順次受信することで、あるキャリアが干渉に
より受信できない場合であっても他のキャリアの信号を
受信できる。

更に、フェージング等による受信レベルの劣化があって
も周波数ダイバーシチ効果により救うことができる。

本発明では以上の方法により、干渉やフェージングに対
して強い無線チャネルを提供することを特徴とする。

（作用） 本発明は、複数の制御チャネルに同じ情報を時間的に重
ならないように重複して送信し、外部からの干渉により
ひとつの制御チャネルが妨害を受けたときは、他の制御
チャネルにより機能を全うする。従って、本発明の目的
が達成される。

（実施例） 以下では、第８図に示す移動通信方式構成例において実
施例を説明する。

第１図は、本発明を適用した場合の無線チャネル構成の
一例を示す図である。

同図において、周波数チャネルＰＣＩは、例えば、ｆｏ
とｆ３の２キヤリアとし、周波数チャネルＦ。

は、例えば、ｆ、とｆ２の２キヤリアとする。ＴＤＭ下
りフレームは、例えば、４スロツトから構成され、周波
数ｆｏ、　ｆｓの第１スロツトと第２スロツトが制御用
スロットで、第３，４スロツトが通話用のスロットであ
る。残りのスロットはすべて通話用のスロットであると
する。

無線基地局１２は同一キャリアではい（っがのフレーム
毎に報知信号を送出する構成をとり、本例では４スロツ
ト毎であると仮定する。例えば、ｆ０キャリアにおいて
無線基地局１２−ａはＴＤＭ下りフレーム＃ｌの第１ス
ロツトで報知信号の送出を行い、ｆ３キャリアにおいて
はフレーム＃４の第１スロツトで報知信号の送出を行う
。同様７番乙例えば、ｆ、キャリアにおいて無線基地局
１２−ｂはフレーム＃３の第１スロツトで報知信号の送
出を行い、ｆ３キャリアはフレーム＃２の第１スロツト
で報知信号の送出を行うとする。ここで報知信号を第１
スロツトに集中する必要はなく、第２スロツトも同様に
使用可能である。

移動局１５は通話用として制御用スロット以外のどの空
きスロットを用いてもよ（、例えば、移動局１５−２は
無線基地局１２−ａと周波数ｆ、の第２スロツトで通話
を行っているとする。

各無線基地局１２はスロット毎に異なる周波数で信号を
送受信できなければならない。例えば、無線基地局１２
−ａのＴＤＭ下りフレーム＃１に注目すると、第１スロ
ツトは周波数ｆ。での報知信号送出に使用し、第２スロ
ツトは周波数ｆｌでの移動局１５−２との通話に使用し
ている。

移動局１５は、この例では、小型化等のため高速に周波
数切替えができない場合を想定しており、例えば、移動
局１５−２は周波数ｆ、の第２のスロットで周波数を切
り替えずに同じ周波数で通話を行っている。

第２図に、本発明を適用した場合の無線基地局１２−ａ
のスロット使用状況の一例を示す。

同図において、例えば、無線基地局１２−ａは移動局１
５−２と通話を第２スロツトで行っている。

また、例えば、報知信号の送出をＴＤＭ下りフレ−ム＃
１の第１スロツトとフレーム＃４の第１スロツトで行っ
ている。

スロット毎の周波数切替え方法としては、例えば、第３
図に示すような高速切替えシンセサイザを用いて、スロ
ット間のガードタイム内で周波数を切替え、スロット毎
に異なる周波数を用いる方法がある。また、例えば、第
６図に示すように２台のシンセサイザをスロット毎に交
互に切替えながら用いる方法では、シンセサイザはスロ
ットの時間内に周波数を切替えれば良く、普通のシンセ
サイザを用いることができる。

第３図は、本発明を適用した場合の、無線基地局の構成
の一例を示す図である。

同図において、５１は制御装置、５２は無線基地局ＩＤ
や、報知信号送出フレーム番号とスロット番号、等を記
憶しておくメモリ、５３はスロット毎に周波数を変える
ことが可能な高速シンセサイザ、５４は送信機、５５は
受信機、５６はアンテナ共用器、５７はアンテナである
。メモリ５２には、通話チャネルとして使用中のＴＤＭ
フレーム番号、スロット番号とその周波数も記憶されて
いる。制御装置５１は、このメモリ５２の情報から、次
のＴＤＭスロットが通話チャネルや報知チャネルであれ
ば、その周波数を高速シンセサイザに指定する。報知チ
ャネルであれば、更に、送信機５４に対して、無線基地
局のＩＤ等を含んだ報知信号を送出するように指示する
。

第４図は、本発明を適用した場合の、移動局１５の構成
の一例を示す図である。

同図において、６１は制御装置、６２はメモリ、６３は
通常の周波数切替え速度のシンセサイザ、６４は送信機
、６５は受信機、６６はアンテナ共用器、６７はアンテ
ナである。この例では、移動局１５は同一周波数でのみ
通話を行うため、シンセサイザは通常の周波数切替え速
度のものでよい。

第５図は、回線制御局１１の構成の一例を示した図であ
る。

同図において、７１はＰＳＴＮ網等の局線インタフェー
ス、７２はスイッチ回路、７３は無線基地局へのインタ
フェース、７４は無線基地局へ与える同期信号を発生す
る同期信号発生装置、７５は無線基地局と制御信号をや
り取りするための制御信号送受信装置、７６は同期信号
発生装置７４やスイッチ回路７２等を制御する制御装置
である。

同期信号発生装置７４は、無線基地局が報知信号を送信
する基準となる同期信号を発生し、無線基地局インタフ
ェース７３経由で無線基地局へ送出する。

以上の例では、無線基地局に、各スロット毎に周波数を
高速に切り替えて選択できるシンセサイザが１組ある例
を示した。さらに、無線基地局が周波数切り替え速度の
遅いシンセサイザを持つ場合にも実現可能な例を以下に
示す。

第６図は、第３図の無線基地局で高速シンセサイザを用
いない場合の無線基地局構成の一例を示した図である。

同図において、８１は制御装置、８２は無線基地局ＩＤ
や、報知信号送出フレーム番号とスロット番号、等を記
憶してお（メモリ、８３は各送受信機に固定のシンセサ
イザ、８４は送信機、８５は受信機、８６はアンテナ共
用器、８７はアンテナである。メモリ８２には、通話チ
ャネルとして使用中のＴＤＭフレーム番号、スロット番
号、周波数が記憶されている。例えば、ＴＤＭフレーム
の第１．３スロツトの送受信を送信機８４−１、受信機
８５−１で行い、ＴＤＭフレーム第２，４スロツトの送
受信を送信機８４−２、受信機８５−２で行うと仮定す
る。

以下に、第２図を用いて具体的に説明を行う。第２図の
ＴＤＭフレーム＃１の第１スロツトの報知信号送信は、
シンセサイザ８３−１を周波数ｆ０として送信機８４−
１から信号を送信する。このとき、シンセサイザ８３−
２は周波数ｆ１にロックをかけるよう動作中である。こ
の場合、シンセサイザのロック時間はｌタイムスロット
分時間があり比較的低速なシンセサイザでも実現可能で
ある。第２スロツトでは周波数のロックが完了したシン
セサイザ８３−２と送信機８４−２、受信機８５−２に
より通話を行う。

第８図、及び第１図を用いて周波数チャネルＦｅｌを複
数設け、各無線基地局が同じ報知信号を全ての周波数チ
ャネルＦｃ＋で送信することにより、外部からの干渉の
影響を受けにくくする方法の一例を説明する。

移動局１５−１は待ち受は状態で着信または発信を待っ
ていると仮定する。この待ち受は状態では、例えば、自
分の所属する無線ゾーンが無線ゾーン１４−ａであるの
か１４−　ｂであるのかを識別するために、周波数ｆ０
の信号を受信してゾーン選択を行っていると仮定する。

ここで周波数ｆｏの制御チャネルに干渉があり、移動局
１５−１で報知信号を受信できなくなった場合を考える
。対策としては、例えば、２種類の方法を考えることが
でき、■移動局１５−１が報知信号を受信できなくなっ
た場合、全無線キャリアで制御チャネルを探し、見つか
った場合はその周波数で待ち受は状態になる。見つから
ない場合は圏外状態となる。

例えば、第１図の例では、ｆｏの制御チャネルが受信で
きなくなり、ｆｌ、　ｆｚと順次時制御チャネルを探し
、ｆ３で制御チャネルを見つけて待ち受は状態になる。

■予め、システムが報知信号中に制御チャネルのある周
波数を報知しておき、移動局１５−１は制御チャネルを
受信できなくなった場合、報知された周波数の受信を開
始する。

例えば、第１図の例では、移動局１５−１は、予め報知
信号から周波数ｆ。＋ｆ３に制御チャネルがあることを
知っており、ｆｏの周波数が受信できな（なった場合、
ｆ３の制御チャネルで待ち受は状態となる。

上記■の方法では報知信号中で割面チャネルの存在する
周波数を表示するため、報知信号が複雑になる欠点があ
るが、無線キャリアの数が多い場合全キャリアを探す手
間が不要となるメリットがある。

次に、複数の周波数チャネルＰＣＩの設定時に、周波数
帯域内の一部に偏らないように設定する方法の一例を示
す。

１つの例として、予めシステムで使用するＦ。Ｉの周波
数を設定しておき、システ立ち上げ時にこの周波数をＰ
ＣＩとする方法がある。ただし、この方法では無線チャ
ネルが混み合っている場合にはＰＣＩを設定できない可
能性が大きい。

もう１つの例としては、システム立ち上げ時にダイナミ
ックにＦＣＩを設定する方法がある。具体的には、例え
ば、全キャリア数をｍ、必要とするＦｃ＋の数をｎとす
る。始めに、ランダムに１つのキャリアを運び制御チャ
ネルの空きを確認し、制御チャネルとして使用する。も
し空きでなければ更にランダムに１つのキャリアを選択
する。

次に、その周波数から、例えばｍ／（ｎ＋１）キャリア
分程度離れた周波数の空きを確認し、空いていれば制御
チャネルとして使用し、空いていなければ±１キャリア
離れた周波数の空きを確認する。これを次々と繰り返す
ことで複数のＦｃ＋を設定することができる。このよう
に、複数の周波数チャネルＦｅｌの設定時に、周波数帯
域内の一部に偏らないように設定することで、広い周波
数帯域にわたって干渉が発生する場合であっても制御チ
ャネルが全キャリアに分散して存在するためいくつかの
制御チャネルは干渉を受けないことが期待できる。

次に、上記複数の周波数チャネルＦＣＴの設定時に、お
互いに相互変調歪による影響を受けないようにＰＣＩを
設定する方法の一例を示す。ここでは、−例として３次
相互変調歪まで考慮してＦｃ＋を設定する方法を以下に
示す。

３次相互変調波の周波数ｆ。は、 ｆｎ＝　２ｆ、−ち（ｆｌ、　ｆ、Ｅ　ＰＣＩ）　　　
　−（１）または、 ｆｎ”ｆｈ　＋　Ｌ−ｆｒ　（ｆｈ、　Ｌ、　ｆＪε　
ＦＣＩ）　”’（２）で示される。従って、上記周波数
チャネルＦｃｌの設定時に、ＦＣＩに属するどのキャリ
アも上記関係式を満足しないように設定すればよい。

具体的には、−例として、Ｆｃｌとして３キヤリアを設
定する場合を示す。ここで、周波数チャネルなｆｋ、　
Ｌ、　ｆ−であるとする。

まず、ｆｋ、　ｆ、の周波数を決める。この方法として
は、例えば、ランダムな周波数を選択し空きチャネルで
あることを確認して決める方法や、例えば、上記の周波
数帯域内の１部に偏らない設定方法と併用してもよい。

次に、ｆ、の周波数を選び、を満足することを確認する
。もし、満足しない場合はｆ、、ｃｒ）再選択を行なう
。ここで、九の周波数を選ぶ方法としては、例えば、上
記ｆ、、　ｆ、の周波数を決めるのと同様の方法を用い
ることができる。

キャリア数が４以上になっても上記例のようにすべての
キャリア間で式（１）、　（２）が満足されない組み合
わせを選ぶことで、お互いに相互変調歪みによる影響を
受けないように周波数チャネルを設定することが可能で
ある。

次に上記複数の制御信号用周波数チャネルＦ。Ｉの受信
時に、すべての制御信号用周波数チャネルを順次受信す
ることにより周波数ダイバーシチ効果を持たせ、干渉に
強くする方法の一例を説明する。第８図及び第１図に示
すように、例えば、移動局１５−１は無線ゾーンの選択
を行っていると仮定する。制御信号用周波数チャネルＰ
ＣＩはここでは第１図に示すように周波数ｆ。とｆ３で
あると仮定する。ここで例えば、第７図に示すように無
線基地局１２−ａからの信号受信レベルに周波数特性が
ある場合を例に取り説明する。移動局１５−１は、例え
ば、初めはＴＤＭ下りフレーム＃１から＃４まで周波数
ｆ０で報知信号の受信を行い、次のＴＤＭ下りフレーム
＃１から＃４までは周波数ｆ３で報知信号の受信を行う
というように全ての制御用周波数チャネルを順次受信す
る。これにより周波数ｆ０では受信レベルが非常に低（
報知信号を受信できない可能性があるが、周波数ｆ３で
は受信レベルが高く確実に報知信号を受信できる。また
、周波数ｆ０では受信レベルが低く干渉を受けやすいが
、周波数ｆ。で干渉があっても周波数ｆ３では受信レベ
ルが高く、信号を受信できる可能性が高い。

また、報知信号を受信し無線ゾーンの選択を行う場合、
第７図のような受信レベルの周波数特性の周波数ｆ０で
のみ報知信号を受信すると、平均的な受信レベルでは無
線基地局１２−ａの方が高いにものかかわらず、誤って
無線基地局１２−　ｂが良いと判断する危険性がある。

制御信号用周波数チャネルＰＣＩの受信時に、全ての制
御信号用周波数チャネルを順次受信し、例えば、複数チ
ャネルでの信号レベルを平均化し、平均値の最も高い無
線基地局を選択する方法や、例えば、最も受信レベルの
高い無線基地局を選択する方法により、確実な無線基地
局の選択が可能である。

以上の方法により、干渉やフェージングに対して強い無
線チャネルを構築することが可能となる。

上記の例では、無線チャネルの構成としてマルチキャリ
アＴＤＭを用いた一例を示したが、ＴＤＭで述べた制御
用周波数チャネルの構成の中で、通話用のスロットを除
いて考えることによりＦＤＭＡ方式でも同じ方法で干渉
やフェージングに対して強い無線チャネルを構築するこ
とが可能である。

また、上記の例では無線基地局から移動局への信号の伝
送を例にして説明を行なったがζ移動局から無線基地局
への信号伝送では、例えば、無線チャネル構成としてマ
ルチキャリアＴＤＭＡを用いることにより同じ方法で干
渉やフェージングに対して強いチャネルを構築すること
が可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、複数の無線基地
局と移動局から構成され、無線チャネルは複数の周波数
チャネルから構成される無線システムにおいて、外部か
らの制御チャネルへの干渉に強く、かつ、システム自ら
が制御チャネルに干渉を与えることが少なく、フェージ
ング等に対しても強い無線チャネル構築が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した場合の無線チャネル構成例
、 第２図は、本発明を適用した場合の無線基地局１２−ａ
のスロット使用状況を示す図、第３図は、本発明を適用
した場合の無線基地局の構成例を示す図、 第４図は、本発明を適用した場合の移動局１５の構成例
を示す図、 第５図は、回線制御局の構成例を示す図、第６図は、無
線基地局で高速シンセサイザを用いない場合の無線基地
局構成例を示す図、第７図は、移動局の受信レベルの一
例を示す図、 第８図は、無線基地局とその無線ゾーン及び移動局の位
置関係を示す図、 第９図は、従来の無線チャネルの構成例である。 １１・・・回線制御局、　　１２・・・無線基地局、１
３・・・回線、　　　　　　１４・・・無線ゾーン、１
５・・・移動局、　　　　１６・・・ＰＳＴＮ網、１７
・・・加入者線路、　　５１・・・制御装置、５２・・
・メモリ、　　　　５３・・・高速シンセサイザ、５４
・・・送信機、　　　　５５・・・受信機、５６・・・
アンテナ共用器、５７・・・アンテナ、６１・・・制御
装置、　　　６２・・・メモリ、６３・・・シンセサイ
ザ、　６４・・・送信機、６５・・・受信機、　　　　
６６・・・アンテナ共用器、６７・・・アンテナ、 ７１・・・局線インタフェース、 ７２・・・スイッチ回路、 ７３・・・無線基地局へのインタフェース、７４・・・
同期信号発生装置、 ７５・・・制御信号送受信装置、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の無線基地局と移動局から構成され、無線基
   地局と移動局を結ぶ無線チャネルは制御信号用及び通話
   用の少なくとも一方の複数の周波数チャネルから構成さ
   れ、制御信号用周波数チャネルを用いて無線チャネルを
   割当てる無線システムにおいて、 制御信号用周波数チャネルを複数設け、各無線基地局ま
   たは各移動局が同じ信号を異なる制御用周波数チャネル
   で時間的に互いに重ならないように送信することを特徴
   とする無線チャネル割当方法。
2. （２）上記複数の制御信号用周波数チャネルの設定時に
   、お互いに相互変調歪による影響を受けないような周波
   数チャネルを設定することを特徴とする請求項１記載の
   無線チャネル割当方法。
3. （３）上記複数の制御信号用周波数チャネルの受信時に
   、複数のチャネルを順次受信することを特徴とする請求
   項１記載の無線チャネル割当方法。