JPH04271627A - 時分割多重通信方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、事業所及び構内等にお
いて複数ゾーンにまたがって移動する複数の移動無線機
に対して連続的な通信サービスを提供することを目的と
する構内通信又はコードレス電話システム等に利用され
る時分割多重通信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の時分割多重通信方式の構成
例図である。図中、１は所定の場所に配置された互いに
周波数の異なる複数の時分割多重送受信機、２は送受信
機１にそれぞれ接続されたアンテナ、８は移動無線機（
移動局）の通信可能な全領域、９は各アンテナ２の通信
サービス領域（以下、ゾーンという）、１０は複数の時
分割多重送受信機１のチャネル制御を統括する制御装置
である。

【０００３】図２に示したように、ある定められた全領
域８を適当な広さに細分化したゾーン９毎にアンテナ２
が１本設置されている従来の方式では、１ゾーンに対し
て時分割多重送受信機１が少なくとも１台設置され各時
分割多重送受信機１は各々担当するゾーン内に移動局が
存在する時のみ動作して通信が行われる。各送受信機１
には時分割多重のタイムスロットに対応する数の電話回
線が接続されているが図示は省略した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の方式
では、通信サービスを行うゾーン数がｎゾーンであれば
時分割多重数とは無関係に最低でもｎ台の時分割多重送
受信機１が必要となる。例えば通信トラヒックの小さい
ゾーン９に設置された時分割多重送受信機１は通話して
いない休止状態が長時間継続することがある。また、あ
る１つのゾーン９に移動局が集中して存在し通信チャネ
ル数が不足しても、隣のゾーンの休止中の時分割多重送
受信機１を動作させて該ゾーンを補助する等の融通が利
かないので、時分割多重受信機１の利用効率が悪く経済
性に問題がある。これが解決しようとする第１の課題で
ある。

【０００５】従来の問題点を簡単な具体例で説明する。 図３（イ），（ロ）は通信を行う領域の構成例図であり
、理解を容易にするため該領域をＡ，Ｂ，Ｃの３ゾーン
構成とし、各ゾーンにアンテナＡ，Ｂ，Ｃを１本ずつ設
置する。また、図３（イ）では３機の移動局ａ，ｂ，ｃ
が分散して存在し、（ロ）は６機の移動局ａ〜ｆがゾー
ンＢに集中して存在しているものとする。図３（ロ）に
示すように同一ゾーンＢに６機の移動局ａ〜ｆが集中し
た場合、時分割多重送受信機１の時分割多重数を３多重
とすると１ゾーンにつき２台の時分割多重送受信機が必
要となるので全領域の３ゾーンＡ，Ｂ，Ｃをカバーする
には合計６台もの時分割多重送受信機を常設することが
必要である。

【０００６】このような移動通信方式では、図３（イ）
における移動局ｂのように１つのゾーンＢと他の１つの
ゾーンＣの重なり合う場所等を移動局が横切る時、両ゾ
ーン間にまたがる通信サービスを連続的に提供するため
移動局の移動に伴う通信チャネルの切替（以下、ハンド
オーバー処理という）が頻繁に行われる。すなわちゾー
ン間を移動する移動局に対してその都度周波数とタイム
スロットの指定をする必要があり、全時分割多重送受信
機１のチャネル制御を統括する制御装置１０への負担が
増大するので、該装置自体が大型化かつ複雑化するとい
う問題が生じる。これが解決しようとする第２の課題で
ある。

【０００８】本発明の目的は、上記従来の方式において
生ずる送受信機の低い使用効率及び制御装置への負担増
大等の問題を取除き、送受信機の使用効率の向上とゾー
ン間にまたがる通信のチャネル制御を容易にした時分割
多重通信方式を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の時分割多重通信
方式は、所定の無線通信サービスエリアを分割してそれ
ぞれ互いに一部が重複するように設定された複数の小ゾ
ーンに１つずつ配置された複数のアンテナを介して固定
の時分割多重送受信機と前記無線通信サービスエリア内
に存在する移動無線機とが通信を行うための時分割多重
通信方式において、前記固定の時分割多重送受信機側に
、前記複数のアンテナの給電線が接続され該複数のアン
テナが受信する前記移動無線機からの電波の受信電界レ
ベルを各移動無線機に割当てられたタイムスロット毎に
それぞれ検出する受信電界レベル検出回路と、受信時に
は該受信電界レベル検出回路からの各アンテナの受信レ
ベルを前記タイムスロット毎に比較して最も大きい受信
レベルのアンテナを選択して該アンテナを指定する切替
信号を出力し、送信時には受信時に選択された前記アン
テナと同じアンテナを指定する切替信号を出力する回線
制御回路と、前記複数のアンテナの給電線が接続され前
記切替信号に従って前記選択されたアンテナの給電線を
前記時分割多重送受信機に切替接続するアンテナ切替回
路とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】

【実施例】図１は本発明による時分割多重通信方式の一
構成例図である。図において、１は所定の場所に設置さ
れた時分割多重送受信機である。２はある定められた全
領域８のいかなる場所でも移動機と通信可能となるよう
に該領域８を細分化したゾーン９のそれぞれに１本ずつ
設置されたアンテナである。ゾーン９は互いに一部が重
複し各ゾーン９内の移動局（図示は省略した）は当該ゾ
ーンのアンテナ２を介して送受信機１と通信することが
できる。３は受信電界レベル検出回路であって、上記各
ゾーンに設置されたアンテナ２の全てについて移動局か
らの受信電界レベル検出をタイムスロット毎に行ってそ
れぞれ受信レベル信号４を出力する。この受信電界レベ
ルの検出手段は複数本のアンテナの受信電界レベルを同
時に並列検出する方法または逐次時分割で走査検出する
方法でもよい。７は回線制御回路であり、受信電界レベ
ル検出回路３からの各アンテナの受信レベル信号４が入
力され、時分割多重された受信信号のタイムスロット毎
に最大の受信電界レベルが得られるアンテナを選択して
そのアンテナを指定する切替信号６をアンテナ切替回路
５に与える。５はアンテナ切替回路であって、全領域８
に設置された複数のアンテナ２の全てのアンテナからの
給電線が接続され、タイムスロット単位に複数のアンテ
ナのうちアンテナ切替信号６により指定された１つを時
分割多重送受信機１に切替え接続するように制御される
。この切替回路はＦＥＴまたはピンダイオードなどによ
り構成される。

【００１１】上述の図１に示したシステム構成の規模す
なわちゾーンの数，同一ゾーン内で同時に通信可能な移
動局の数及び時分割多重の数（タイムスロットの数）は
、１タイムスロット当りの情報量の設定値によってタイ
ムスロットの数に制限はあるが他の項目については利用
者の希望と設置場所等によって適宜定められる。図１に
示したシステム構成を基本ブロックとし、同一ゾーン内
で同時に通信可能な移動局の数が多い場合や設置現場の
状況から小ゾーンの数を多く配置する必要のある場合の
システム拡張について次に説明する。まず、図５は同一
ゾーン内の同時通信可能移動局数が多い場合のシステム
構成を示すブロック図である。図の符号は図１の符号と
同じ部分を示す。すなわち、図１の基本ブロックと同じ
通信サービスエリア８内の各ゾーン９に１本ずつ配置さ
れたアンテナからの給電線は、互いに周波数の異なる複
数の時分割多重送受信機１に並列に接続されるように構
成される。このようにしてタイムスロットの数が過大に
なるために生ずる問題点が解消される。次に、通信サー
ビスエリアの全領域が広く小ゾーンの数が多い場合は、
上記図５のシステム構成を基本システムとし、この基本
システムを複数配置することによって全領域をカバーす
る。但し、この場合は基本システム間を移動する移動機
に対しては基本システム間のハンドオーバ処理を行う制
御装置を設置することとなる。

【００１２】

【作用】図１に示した構成例に基づく本発明による時分
割多重通信方式の動作を前述の図３（イ），（ロ）の場
合について以下詳細に説明する。図３（イ），（ロ）に
おいて、移動局ａ，ｂ，ｃは、周波数ｆａ　の時分割多
重送受信機と通信するために周波数ｆａ　における時分
割多重のタイムスロット■，■，■がそれぞれ指定され
、移動局ｄ，ｅ，ｆは周波数ｆｂ　の時分割多重送受信
機と通信するために周波数ｆｂ　におけるタイムスロッ
ト■，■，■がそれぞれ指定された場合を考える。

【００１３】図４は、周波数ｆａ　，ｆｂ　におけるア
ンテナＡ，Ｂ，Ｃの各タイムスロット別の受信電界レベ
ルの様子を示すタイムチャートである。図４（イ）は図
３（イ）に対応し図４（ロ），（ハ）は図３（ロ）に対
応している。図中の信号を示す例えばＡａ■はアンテナ
Ａ，使用周波数ｆａ，タイムスロット■をそれぞれ意味
するものであり、時分割多重送受信機の時分割多重数は
従来の技術の項で説明した場合と同様に３多重すなわち
タイムスロット■，■，■とする。

【００１４】まず第１例として移動局ａ，ｂ，ｃがそれ
ぞれ図３（イ）に示すゾーンに分散して存在する時の動
作を図４（イ）を用いて説明する。図４（イ）に図示す
る周波数ｆａ　における各アンテナの受信電界レベルは
図１のアンテナ切替回路５及び受信電界レベル検出回路
３に与えられ、受信電界レベル検出回路３は検出した受
信電界レベルに対応した電圧等に変換した受信レベル信
号４を出力する。次に回線制御回路７は上記受信レベル
信号４が入力されると、まずタイムスロット■において
どのアンテナから最大の受信電界レベルが得られるかを
判定する。タイムスロット■を使用する移動局ａに対し
ては、図示のようにＡａ■つまりアンテナＡからの受信
電界レベルが他のアンテナＢ，Ｃより大きいので回線制
御回路７は切替信号６を出力して切替回路５を制御しア
ンテナＡと時分割多重送受信機１とを切替接続する。同
様にして、タイムスロット■を使用する移動局ｂに対し
てはアンテナＢを選定し、タイムスロット■を使用する
移動局Ｃに対してはアンテナＣを選定して時分割多重送
受信機１と各々のアンテナとがタイムスロット毎に切替
接続される。

【００１５】以上の構成と作用により、上記の例におい
ては、従来の方式では３台の時分割多重送受信機を設置
し移動局がゾーン間を移動する度にハンドオーバ処理を
行うチャネル制御機能を制御装置１０に持たせる必要が
あったが、本発明では１台の時分割多重送受信機で領域
全体すなわち３つのゾーン内の３機の移動局に対する通
信サービスを容易に行うことができる。

【００１６】次に第２例として６機の移動局ａ，ｂ，ｃ
，ｄ，ｅ，ｆが全て図３（ロ）に図示するようにゾーン
Ｂに集中して存在するときの動作を図４（ロ），（ハ）
を用いて説明する。上記移動局６機が同時に通信可能と
するには、本発明の時分割多重通信方式により２台の時
分割多重送受信機を用いればよい。すなわち、周波数ｆ
ａ　で通信を行う第１の時分割多重送受信機に切替接続
するアンテナを選定する際、その時分割多重送受信機に
対応して設けられた受信電界レベル検出回路３によって
周波数ｆａ　における各アンテナの受信電界レベルを検
出する。図４（ロ）に図示するように、周波数ｆａ　の
タイムスロット■を使用する移動局ａに対してはＢａ■
つまりアンテナＢからの受信電界レベルが最も大きいの
で回線制御回路７は切替信号６によってアンテナＢとそ
の時分割多重送受信機を切替接続するような制御を行う
。同様にして周波数ｆａ　のタイムスロット■を使用す
る移動局ｂ及びタイムスロット■を使用する移動局ｃに
対しても図示するように最大の受信電界レベルが得られ
るアンテナＢがそれぞれ選択切替えられてその時分割多
重送受信機と接続される。

【００１７】また、周波数ｆｂ　で通信を行う第２の時
分割多重送受信機へ接続されるアンテナも、図４（ハ）
に図示するように周波数ｆｂ　のタイムスロット■，■
，■をそれぞれ使用する移動局ｄ，ｅ，ｆに対して各タ
イムスロットとも最大の受信電界レベルが得られるアン
テナＢが選択切替えられてそれぞれ第２の時分割多重送
受信機と接続される。上述の場合、６機の移動局がゾー
ンＡ，Ｂ，Ｃにどのように存在していても各タイムスロ
ット毎にアンテナ切替が行われるため常設する時分割多
重送受信機は２台でよく、従来の方式では６台常設され
るのに対してその３分の１の２台の時分割多重送受信機
で通信する全領域をカバーすることが可能となり、さら
に対象とする移動局を指定するための制御チャネル通信
を用いることなくハンドオーバー処理機能を達成するこ
とができる。

【００１８】以上の例は移動無線機からの電波を固定の
時分割多重送受信機が受信する場合について述べた。以
下固定の時分割多重送受信機から送信する場合について
述べる。例えば、３台の移動無線機と通信する場合、各
移動機に送信用タイムスロットと受信用タイムスロット
の２つのタイムスロットを与え合計６つのタイムスロッ
トによって３台の各移動機がそれぞれ同時送受話通信を
行うことができる。すなわち各ゾーンのアンテナ受信レ
ベルを３つの受信用タイムスロットで検出しそれぞれ最
大の受信電界レベルが得られるアンテナが選択接続され
る。そして送信用タイムスロットでは各移動機に対して
それぞれ受信時に選択接続されたアンテナと同一のアン
テナにより送信する。受信電界レベル検出回路３は受信
レベルより大きい送信出力が送信用タイムスロットで印
加されても破損しないような考慮が払われている。また
、複数のアンテナの給電線が接続されるアンテナ切替回
路５及び受信電界レベル検出回路３におけるリークなど
による結合損あるいは各ゾーンのアンテナ間の干渉に対
しては受信レベルの相対比較検出を行う上で実用上何ら
問題を生じない程度である。また受信電界レベルの変動
が著しい移動通信の環境では、複数のアンテナのうちい
ずれか受信電界レベルの大きいアンテナを随時選択する
ことにより受信品質を向上させる効果（アンテナダイバ
ーシチ効果）が有効であることが知られているが、本発
明ではこのアンテナダイバーシチ効果も同時に達成でき
ることが分かる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、１台の時分割多重送受信機で複数ゾーンをカバーす
ることができるのでゾーン毎に１台の送受信機を配置す
る必要がなく、システム全体の送受信機台数の低減に大
いに貢献すると共に、高い利用効率で送受信機を使用す
ることができる。また、各移動無線機に割当てられたタ
イムスロット毎に最大の受信電界レベルが得られるアン
テナが選択切替えられるのでハンドオーバー処理機能を
容易に達成することができる。また特に送受信を同一周
波数で通信する際には、送信と受信の両回線にわたりア
ンテナダイバーシチ効果が得られ高品質の通信が可能と
なる。また、本方式の構成上、ゾーン間を移動する移動
局に周波数とタイムスロットを指定するハンドオーバー
処理機能を設備する必要がなく回線制御回路及び移動局
双方のハンドオーバー処理負担が軽減もしくは不要とな
るという極めて大きい利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。

【図２】従来方式の構成例図である。

【図３】通信サービスを行う領域の説明図である。

【図４】本発明の作用を説明するタイムチャートである
。

【図５】本発明の拡張例を示す構成図である。

【符号の説明】

１　　時分割多重送受信機 ２　　アンテナ ３　　受信電界レベル検出回路 ４　　受信レベル信号 ５　　アンテナ切替回路 ６　　切替信号 ７　　回線制御回路 ８　　領域 ９　　ゾーン １０　　制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の無線通信サービスエリアを分割
   してそれぞれ互いに一部が重複するように設定された複
   数の小ゾーンに１つずつ配置された複数のアンテナを介
   して固定の時分割多重送受信機と前記無線通信サービス
   エリア内に存在する移動無線機とが通信を行うための時
   分割多重通信方式において、前記固定の時分割多重送受
   信機側に、前記複数のアンテナの給電線が接続され該複
   数のアンテナが受信する前記移動無線機からの電波の受
   信電界レベルを各移動無線機に割当てられたタイムスロ
   ット毎にそれぞれ検出する受信電界レベル検出回路と、
   受信時には該受信電界レベル検出回路からの各アンテナ
   の受信レベルを前記タイムスロット毎に比較して最も大
   きい受信レベルのアンテナを選択して該アンテナを指定
   する切替信号を出力し、送信時には受信時に選択された
   前記アンテナと同じアンテナを指定する切替信号を出力
   する回線制御回路と、前記複数のアンテナの給電線が接
   続され前記切替信号に従って前記選択されたアンテナの
   給電線を前記時分割多重送受信機に切替接続するアンテ
   ナ切替回路とを備えたことを特徴とする時分割多重通信
   方式。