JPH0432319A - 移動通信システムの無線チャネル制御方式 - 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】 （１）発明の属する技術分野 本発明は小ゾーン構成を用いる移動体通信において、サ
ービス・エリア内の任意の場所から常時移動端末との発
着呼を確保し、通信中の移動端末の通信品質を満足させ
る通信方法とシステムに関するものであり、より具体的
には、周波数有効利用率２通信品質、無線回線の制御能
力などに優れた通信システムに関するものである。

（２）従来技術とその問題点 あるサービス・エリア内で何処でも移動して電話の発信
着信が行える携帯電話サービスの要望が高い。日本電信
電話株式会社（ＮＴＴ）では自動者電話システムの無線
交換網を利用し、小型携帯機を開発して広域の携帯電話
サービスを行っている。

一方、コードレス電話が普及するに従い、コードレス電
話システムを拡張し、第１図に示すごときシステムコー
ドルス電話として限定区域内の構内携帯電話システムか
実現できるようになった。

これは２５０／　３８０ＭＨｚ帯の周波数を使用し、制
御チャネルを含め８９チヤネルを有し、空中線電力１０
ｍＷの小電力を用いた複信のザービス半径５０ｍ程度の
小ゾーン方式（マイクロゾーン方式）のものである。こ
のシステムは第１図に示すように、例えば無線系制御装
置１０、固定無線局Ａ−Ｎ、携帯電話機ａ　−ｎから成
る。この構成の各要素を簡単に説明する。

＊　携帯電話機：無線にて固定無線局にアクセスし、固
定無線局または無線系制御装置に位置登録を自動的に行
う機能を有する。携帯電話機の移動に伴い別の固定無線
局または無線系制御装置に位置登録し位置登録の変更を
行う機能を有する。発着呼動作はサービスエリア内の任
意の場所から可能である。

＊　固定無線局（ＦＲ３）：無線系制御装置からの下り
信号を無線に変換し、携帯電話機に送信することで着信
呼び出し並びに通話か行える。一方、携帯電話機からの
上り無線信号を受信・復調し、有線で無線系制御装置に
伝送することで発信動作並びに発信による通信が行える
。また、位置登録に必要な報知信号を送出する。

本　無線系制御装置（ＲＣＥ）：無線系制御装置は携帯
電話機の所在位置の電波ゾーンをカバーする固定無線局
とその携帯電話機と１対１の関係にある構内交換機ＰＡ
ＢＸの内線とを発信着信時に接続し通話路を形成する装
置である。システムによっては無線系制御装置そのもの
が交換機能を有する場合もある。

このように身近に携帯電話システムが実現できるように
なった。これらシステムは現在まだ全国ネットのサービ
スが行われていないか、限られたビル内等の限定区域内
で盛んに使用されるようになった。限定区域内で多数の
人が同時に携帯電話を使用し始めると当然のことながら
無線トラフィックが増大し、なかなか繋がらないという
状況か発生する。これを解決するため固定無線局に複数
の送受信機を組み込むケースが出てきた。

上記の複数の送受信機か組込まれた固定無線局ＦＲ３で
は、同時に複数の電波を送出することかある。

このような場合には送信相互変調か発生する。

従ってチャネル配置に配慮が必要である。

相互変調とは、送信機や受信機のような非線形特性をも
つ回路に複数の信号が入力されたとき、入力信号周波数
とは異なる第三の周波数の信号を発生させることをいい
、発生した信号を相互変調波と呼ぶ。相互変調波は英語
のＩｎｔｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎを略してＩＭという
こともある。

相互変調波のレベルはその原因となっている入力波のレ
ベルよりも十分低い。しかし、移動通信では基地局受信
レベルか移動機の位置によって大幅に変化するため、極
めて高いレベルの信号から極めて低いレベルの信号まで
、種々のレベルの信号が受信されている。このため、高
入力レベルの信号によって基地局受信機等で発生した相
互変調波か、他の移動機からの低入力レベル信号の周波
数と一致した場合に妨害を与える。また移動機受信にお
いても、基地局送信波の高レベル信号によって、その基
地局では使用していない周波数の相互変調波が移動機内
部で発生した場合、移動機はその相互変調波を基地局送
信波と誤認することが問題となる。

いま、ｆ、とｆ２の信号を非線形回路に入力したとき、
発生する相互変調波の周波数ｆ、は、ｆ＋＝＝　　ｍ”
ｆ＋±ｎ−ｆ　２ （ｍ、　　ｎは正の整数） となる。ｍ　＋ｎを相互変調波の次数という。移動通信
では、システム帯域幅が無線周波数に比べて小さためｍ
−ｆ、−ｎ”ｆ２でかっｎ＝ｍ±１のものか問題となる
。これは例えば８０ＭＨｚ帯の場合、これ以外の場合は
相互変調波は１．６００ＭＨｚ帯、　２，４００ＭＨｚ
帯などにより、システム帯域外になることから容易に分
かる。更に、発生する相互変調波は次数か低いほどレベ
ルが高いため、上記の条件を満たす最低次元である３次
相互変調、すなわち２ｆ１−ｆ２の形の相互変調が実際
的な問題となる。３次相互変調は上述の２波入力の場合
のほかに、ｆ　ｌ＋ｆ　２．　ｆ　、の３波が入力した
ときに発生するｆ、＋ｆ　２−　ｆ　、の形のものもあ
り、この二つが問題である。

わかりやすい例で示すと、仮に移動通信システムに等間
隔に１０波（＝チャネル）割り当てられていたとすると
、第３次ＩＭの発生しないチャネル組合せ例は１，２，
５．７の４チヤネルだけである。

第３のチャネルは２ｆ　、−ｆ　！の式でｆ、＝チャネ
ル２とｆ２＝チャネル１とでＩＭを発生させてしまう。

又、第４チヤネルはｆ＋＋ｆｚ　　ｆｓの式でｆ、＝チ
ャネル２．ｆｔ＝チャネル７、ｆｓ＝チャネル５でＩＭ
か発生する。その他６．８．９．１０チヤネルも同様に
１．２．５．７チヤネルの組合せでＩＭが生じてしまう
。

例えば第２図について説明する。

第２図は近接して３チヤネル用として各々３組の送受信
機を備えたＦＲＳが２つあり、４台の携帯機がある。そ
の各々は＃１の携帯機はＦＲＳ−１とチャネル１て接続
される。＃２の携帯機は同じ＜ＦＲＳ−１とチャネル６
で接続されている。

ＦＲＳ−１の近傍にある＃３の携帯機はチャネル３でＦ
ＲＳ−２と接続されている。本システムでは仮に無線チ
ャネルか１０チヤネルで等間隔に与えられていたとする
。このような状態のもとで＃４の携帯機がＦＲＳ−１の
近くで発呼又は着呼しそうになる。従来であるとＦＲＳ
−１は１０チヤネルの中から空チャネルを検出すると２
．４．５゜７、８．９．１０チヤネルの計７チヤネルか
空であることを知る。ＩＭを考慮しないからこの中のど
のチャネルを使用してもよいので、チャネル２を選択し
たとする。このチャネル２をＦＲＳ−１が電波送出する
ことにより、すでに送出しているチャネル１の電波とで
ＩＭ波を３チヤネルに送出することになり、すでに無線
回線の設定されているＦＲＳ−２と携帯機＃３との３ｃ
ｈの通話に妨害を与えてしまうという問題があったが、
従来はこれらを配慮せず電波送出していたので、既に通
話しているチャネルに妨害を与え、通話品質を低下させ
ていた。

（３）発明の目的 本発明は、これら複数無線ユニットが組込まれた固定無
線局か複数の電波を送出しようとした時、発生するＩＭ
波による妨害を極力回避してＩＭのない快適な通信を行
うことのできる移動通信システムの無線チャネル制御方
式を提供するものである。

（４）発明の構成および作用 本発明の第１の実施例は、１つの固定無線局から複数の
電波を送出する時に、発生するＩＭ波のチャネル（以下
Ｃ，）を調べ、このＣＩを他の局か使用していたときに
は、ＩＭによる妨害を与えないように他のチャネルの電
波を調査し、電波を送出するものである。

ここで、複数の電波を送出する固定無線局の１例を第３
図に示す。この例では３つの送受信ユニットがあり、各
々の右手はアンテナ分配器を経てアンテナに接続される
。左手は網制御部を経て無線系制御装置につながる。下
方は共通制御器に接続され、さらに共通制御器は記憶ユ
ニットに繋がっている。

この時の処理の流れの１例を第４図に示す。

まず最初に発着あるいは着呼−１があると、固定無線局
の制御部は第１の無線ユニットに対し、Ｃ，チャネルを
設定し、そのＣ，チャネルか空かどうかを受信し、判断
する。もしそのチャネルが塞がっていたら、別チャネル
を設定し空かどうかを判断する。チャネルが空いていた
のがわかると、そのＣ，チャネルを記憶するとともに通
話−１に移行する。

次に、第２又は第３の発呼あるいは着呼−２があると、
固定無線局の制御部は第２の無線ユニットを指定する。

制御部は第２の無線ユニットに対し、チャネルを設定す
る。このチャネルが塞がっていた時さらに他のチャネル
を設定し、空かどうかを判定する。以降このチャネルを
２番目の予定チャネルＣ２として扱う。ここで、今まで
第１の無線ユニットが送出しているチャネルＣ１と、第
２の無線ユニットが使用を予定したＣ２チャネルを同時
に送出した場合のＩＭの発生するチャネルＣ４を算出す
る。このＣ１チャネルは許容された全チャネル内に複数
発生するのが通例であり、その全てについて空を確認す
る。

もしこの複数のＣ２の１つでも使用中であると、前記設
定したＣ２の波を出すことにより妨害を与えることにな
るので、このＣ２チャネル電波は送出できない。従って
、Ｃ２チャネルを設定しなおし、空かどうか判断したあ
とＣ８波とのＩＭＭ波チャネルを計算し、Ｃ１全てが空
である場合には、Ｃ２チャネルを予定から実行チャネル
に変更し、チャネル設定を行う。固定無線局の記憶ユニ
ットはこのＣ２チャネルを記憶する。この記憶は第３の
無線機が指定され、第３のチャネルＣ３か予定された時
のＩＭの計算を使用するためである。

もし、予定のＣ，チャネルによるＣ、チャネルを全て調
べて１つでも塞がっていたときには、話中音を出して無
線回線設定を中止すればよい。これにより、他の無線局
に妨害を与えることかなくなる。

本発明の第２の実施例のフローを第５図に示す。

第５図では第４図と同様に第１のＣＩチャネルを設定し
たあと、第２のチャネル（今回はＣＥ）を設定する方法
か異なる。第１の０１チヤネルが設定されたあと、第２
のチャネルを設定しようとした時、全無線チャネルの使
用有無を調べてみる。

この調べた状態を記憶ユニットの調査ファイルに記憶す
る。この記憶したチャネルのうち空チャネルだけを選び
出し、すでに送出しているＣ１チャネルとこの空チャネ
ルとで、次に送出する第２の無線チャネルＣＥとこのＣ
Ｅ、Ｃ，とで作るＩＭチャネルが調べた空チャネルにお
さまるかどうかを調べる。これは計算に算出してもよい
か、予め計算したテーブルを持ち、このテーブルを参照
して判断してもよい。

このようにして、送出可能なチャネルＣＥかみつかれば
、チャネル設定を行い、通話−２に移行する。このチャ
ネルＣＥは、第３の無線回線を設定する時にＩＭを計算
するために使用中であることを記憶ユニットに記憶する
。第３の無線回線を設定する場合も同様である。

本発明の第３の実施例のフローを第６図に示す。

本実施例では、固定無線局から送出されるＩＭ波のレベ
ルは、ハードウェアの性能によって異なるか、基本波に
比べて数十デシベル低いので、送出されたＩＭ波は遠方
に到達しない。従って、当該固定無線局が受信した移動
機の信号が弱ければ、当該固定無線局から遠い位置にあ
り、Ｉ　Ｍ波は遠方で通信している他の移動機には妨害
を与えない。

そのため計算上ＩＭを発生させるＣ１チャネルを受信し
てみてそのチャネルの信号かあるレベル以下であれば妨
害を与えないので使用可能と判断し、以下の処理を進め
ていくものである。この方法は使用可能チャネルか広が
るので無線回線ビジーの状態を減少せしめる。

第１表 ＩＭについて考察するとき、第１表のように予めＩＭの
発生しないテーブルを保有していれば、その度毎に計算
しなくてすむので、このテーブルを第３図の記憶ユニッ
トに収納しておくとよい。

本発明の第４の実施例を説明する。固定無線局の第１の
無線ユニット１がチャネル１で、無線ユニット２がチャ
ネル２で通話している。第３の無線ユニットはまだ無線
回線を設定していないので、その受信機はチャネルを種
々切替え刻々とチャネル使用状況をデータとして記憶ユ
ニットに送り込んでいる。ここで、このチャネルの使用
状況をみるための受信機は第３の無線ユニットの受信機
でなく、専用のサーチ用受信機を設けてもよい。固定無
線局は無線ユニット１．２かそれぞれ１チヤネル２チヤ
ネルの電波送出を行うと、第３チヤネルに１Ｍ波を発生
させている。サーチ用受信機で第３チヤネルの電波か強
くなっていたとき、この移動機は本固定無線局に接近し
てきたことを意味し、１，２チヤネルからの妨害を受け
ることになる。そこで共通制御器は現在無線回線設定中
の相手局の電波の強さを見る。例えば１チヤネルの相手
局の信号が強いと仮定すれば、すぐ近くで通話している
ことを意味する。従って、チャネル１の送信出力を下げ
ても通話は可能であるからチャネル１の送信出力を低減
する。低減量は電波到来距離とのかねあいだか、１７１
０〜１／１００程度を選択できるようにする。これにと
もない３チヤネルへの１Ｍ波も減少する。すなわち、妨
害の度合が減少する。第２チヤネルの送信出力を減少し
ても同様である。第８図にこの時のフローを示す。

（５）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば複数の無線ユニット
を持つ固定無線局から送出される１Ｍ波による妨害を回
避することが可能となり、妨害のない快適な通信を行う
ことができる効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は複
数の無線ユニットを持つ固定無線局ＦＲ８か同時に電波
発射した時に生じるＩＭ妨害を説明するための略図、第
３図は複数の無線ユニットを持つ固定無線局の主要部を
示すブロック図、第４図は電波送出時ＩＭ妨害を与える
チャネルをチエツクし塞がっていたら他の送出チャネル
を探す方法を説明するための動作フロー図、第５図は第
４図で１波ずつ処理していくのに対し空チヤネル情報を
一括にとり込み処理していく方法を説明するためのフロ
ー図、第６図はＩＭ妨害を与えるチャネルの無線局の電
界レベルを判断し弱い場合には２Ｍ妨害なしと判断して
電波送出を行う方法を説明するだめの動作フロー図、第
７図はＩＭチャネルの信号が強力な場合妨害を与えない
ように送信電力を低減せしめる処理動作を説明するため
の動作フローである。 納３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のゾーンをそれぞれ予め定めた数の無線チャ
   ネルを用いてカバーしてサービスエリアを構成する各固
   定無線局と、 前記サービス・エリア内に存在して前記固定無線局と前
   記無線チャネルのうちの一つを割当て無線チャネルとし
   て用いて交信することのできる複数の携帯電話機と、 前記各固定無線局と一般の電話網とを接続し前記携帯電
   話機および該携帯電話機と良好に交信可能な少なくとも
   １つの前記固定無線局の識別情報を登録し前記登録した
   固定無線局を介して前記携帯電話機に発着呼させるため
   の無線制御装置とを備え、 一つの前記固定無線局に複数組の送受信機が設置された
   移動体通信システムにおいて、 前記各固定無線局は、空きチャネル有無の調査の結果空
   きチャネルであるがその空きチャネルに電波を送信しよ
   うとしたときに該空きチャネルにもし電波を送出すれば
   同一固定無線局の他の送信機が既に使用中の他のチャネ
   ルとの電波で第三次送信相互変調が発生することになる
   チャネルでの信号がその調査時における電波の電界強度
   が予め定めたレベル以下の低電界強度であったときには
   、前記割当て無線チャネルを設定することを特徴とする
   移動通信システムの無線チャネル制御方式。
2. （２）当該固定無線局が複数の電波を送出した場合にそ
   の送出電波により発生するＩＭチャネルに既に使用中の
   電波が存在し該電波の電界強度が予め定めたレベルを越
   えると判断されたときには、前記送出電波の出力レベル
   を該送出電波による通話を維持する範囲で低減せしめる
   ことを特徴とする請求項（１）に記載の移動通信システ
   ムの無線チャネル制御方式。