JPH044697A - 無線回線制御方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、小ゾーン方式（セルラ方式）の移動通信シス
テムの無線通信方式に関する。

（従来の技術） 次世代の携帯電話システムとして、サービスエリアに複
数の基地局を配置し、時分割多重により同一周波数上に
基地局と移動局との間で双方向に複数のチャネルを設け
、同一チャネルを空間的に繰り返し利用するシステムが
下記文献で提案されている。

Ｄａｇ　Ａｋｅｒｂｅｒｇ、”　ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ
　ＯＦ　Ａ　ＴＤＭＡＰＩＣＯＣＥＬＬＵＬＡＲＯＦＦ
ＩＣＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＹＳＴＥＭ、”Ｇ
ｌｏｂｅｃｏｍ　’８８．４１．４このシステムの時分
割多重フレームの構成は第２図に示すように、基地局か
ら移動局への送信（下り）に使われる部分中ＯＷＮ　Ｌ
ＩＮＫ　５ＬＯＴ）と移動局から基地局への送信（上り
）に使われる部分（ＵＰ　ＬＩＮＫＳＬＯＴ）とに分け
られ、各々の部分はさらに複数の時間スロットＤ−８Ｌ
Ｉ〜ＳＬＭ、　Ｕ−８ＬＩ〜ＳＬＭに分けられる。ここ
で１つの下り時間スロットと１つの上り時間スロットの
組をチャネルＣＨＩ、　ＣＨ２，・・・、ＣＨＭと呼ぶ
。

このシステムにおいては基地局毎に特定のチャネルを固
定的に割り当てることは行わないで、通信を行う基地局
と移動局において同一チャネル干渉が問題にならなけれ
ば、それぞれの基地局の判断でチャネルを割り当てて利
用する。

通信中の基地局の場合には、その送出する信号に基地局
ＩＤを含んでおり、また移動局と全く通信を行っていな
い基地局も各フレームで１チヤネルを使って基地局ＩＤ
を送出しているため、移動局は周辺に存在する基地局の
信号のレベルを測定できる。

移動局は新たに通信を開始するとき、あるいは通信中に
チャネルを切り替えるとき周辺の基地局からの信号の受
信レベルを測定し、最もレベルの高い基地局を切り替え
先の基地局として選ぶと同時に、全ての下りチャネルを
観測し、干渉のレベルが低いチャネルを選んで、切り替
え先を基地局に知らせる。そして基地局は選ばれたチャ
ネルのうち基地局においても干渉のレベルが低いものが
あれば、そのうちから１つのチャネルを使って移動局と
の通信を開始する。

なお、以下の説明では新たな通信の開始も通信中のチャ
ネル切り替えも、新たなチャネルを割り当てて基地局か
らの送信を開始する動作は同じであるので、チャネルの
切り替えの場合で説明を行う。

（発明が解決しようとする課題） このシステムではチャネルの割当を基地局全体で計画的
に行わないので、複数の移動局がそれぞれ異なる基地局
に対して、同じチャネルへの切り替えを同時に要求した
場合には、複数の基地局からの信号の衝突が起こる可能
性がある。

この信号衝突の例を第３図を用いて説明する。図のよう
に２つの基地局１０ａ、　１０ｂの中間付近に２つの移
動局２０ａ、２０ｂが存在するとき、移動局２０ａが基
地局１０ａに、移動局２０ｂが基地局１０ｂに、それぞ
れ同時に同じチャネルに切り替え要求を出したとき、基
地局１０ａと基地局１０ｂが同時に同じチャネルを使っ
て信号を送出すると、２つの移動局は互いに近接してい
るために、これらの信号が衝突することがある。

この例のように複数の移動局が同時に切り替えるときは
、移動局が互いに近接しているために同じチャネルを同
一チャネル干渉が最も少ないチャネルとして選ぶ可能性
が比較的高い。また、基地局の密度が高くなるほどチャ
ネル切り替えの頻度が高くなるので複数の移動局が同時
に切り替え要求する確率も高くなる。したがって小ゾー
ン方式の移動通信システムにおいて、周波数利用効率を
上げるために基地局の密度を高くし、良好な通信品質を
保つために常によりよいチャネルを選びながら頻繁に切
り替える場合には同じチャネルへの同時切り替えによる
信号の衝突は大きな問題点となる。

それに対する方策として、衝突が起きたときは２回目か
ら移動局または基地局がある確率で再送する方法が考え
られるが、この方法では衝突を繰り返す可能性があり、
切り替えが一定時間内で完了する保障がないため、もと
のチャネルの品質が著しく劣化して、切り替えが失敗す
る恐れがある。

また、衝突を避けるために同一の移動局からの干渉波が
問題となる程度に隣接した基地局相互で衝突が起こらな
いように調整を行為でからチャネネルの切り替えを行う
方法も考えられるが、この方法では基地局相互に切り替
えのための情報交換が必要となる。

本発明は従来技術のこれらの欠点を解消し、相互の基地
局で情報を交換する必要がなく、しかも一定時間内にチ
ャネルの切り替えが完了する方法を提供するものである
。

（課題を解決するための手段） 本発明は、複数の基地局と複数の移動局が同一周波数上
に時分割多重された複数の無線チャネルからなるフレー
ムの内のチャネルを用いて通信する移動通信システムに
おいて、各基地局は新たに通信を始める場合あるいは通
信中にチャネルを切り替える場合には、各基地局毎に設
定された特定のフレームにおいのみ、新たなチャネルを
割当てて基地局からの送信を開始することを特徴とする
無線回線制御方式を提供する。

（作用） 本発明によれば、基地局相互で情報交換を行うことなく
、チャネル切り替え時の衝突が回避され、また少なくと
も一定時間内に切り替えを完了することが保障される。

（実施例） 本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第４図は本発明のチャネル切り替え方式の移動通信シス
テムの一実施例を説明するための基地局と移動局の位置
関係を表す図であり、１０ａ〜１０ｆは基地局、２０ａ
〜２０ｂは移動局を表す。第５図は第４図における基地
局の切り替えフレームの対応を示すためのフレーム図で
ある。第６図は主に基地局と移動局の構成例を示すブロ
ック図であり、３０は基地局、４０は交換局、５０は公
衆網、６０は移動局であり、さらに基地局３０は制御局
３１、メモリ３２、受信電力測定回路３３、受信回路３
４および送信回路３５から成り、同様に、移動局６０は
、制御部６１、メモリ６２、受信電力測定回路６３、受
信回路６４および送信回路６５から成り、図のように接
続されている。制御部３１．６１は後述のチャネル切り
替え制御を行うものあり、他の回路は一般に知られてい
るので説明を省略する。この移動通信システムにおいて
基地局と移動局との間の通信チャネルは第２図に示すよ
うに同一周波数上に時分割多重されている。各スロット
はＰＲＥＡＭＢＬＥ、　Ｓ／ＩＤ、　ＤＡＴＡの各部分
からなる。ＰＲＥＡＭＢＬＥはビットおよびバーストの
同期をとるための符号の系列であり、Ｓ／ＩＤは呼出信
号、基地局ＩＤ、移動局ＩＤ、切り替え要求信号、切り
替え先チャネルなどの制御用の情報、ＤＡＴＡは音声デ
ータである。基地局、移動局とも１つの受信機で全ての
チャネルを受信することができる。本発明では互いに干
渉する基地局同士には第５図に示すように異なる切り替
えフレームを設定する必要がある。

すなわち、第５図のように基地局１０ａ〜１０ｃは互い
に異なるフレームで切り替え、１０ａと１０ｄ、１０ｂ
と１０ｅ、および１０ｃと１Ｏｆは各々同じフレームで
切り替えるものとする。したがって１０ｂ、１０ｃ、１
０ｄと１０ｄ、１０ｅ、１０ｆおよび１０ｂ、１０ｄ、
１０ｆはそれぞれ互いに異なるフレームで切り替えるこ
とになる。第１図は本発明の無線回線制御方式を実施す
るための基地局のフロー図で、このフローにより各基地
局はチャネルの切り替えの実行を決める。この図で、ｉ
はフレームのシリアル番号、ｎは切り替えを実行するフ
レームの周期（本実施例ではｎ＝３）、ｋｘ（ｘ＝ａ＝
ｆ）は基地局１０ｘの切り替えを実行するフレームを決
めるための定数であり、本実施例ではｋａ　＝　ｋｄ　
＝　０１ｋｂ＝ｋｅ＝１、ｋｃ＝ｋｆ＝２とする。

以上のような前提のもとに、基地局１０ｃと３番のチャ
ネル（以下ＣＨ３と記す）を使って通信を行っていた移
動局２０ａが基地局１０ａに、基地局１０ｃと４番のチ
ャネル（以下ＣＨ４と記す）を使って通信を行っていた
移動局２０ｂが基地局１０ｂにそれぞれチャネルを同時
に切り替え制御しようとする場合を考える。第７図はこ
の場合の信号のやりとりを示す。１番のチャネル（以下
ＣＨＩと記す）が周辺で使われていないとき、移動局２
０ａは基地局１０ａにＣＨＩへの切り替え要求を出し、
移動局２０ｂは基地局１０ｂにＣＨＩへの切り替え要求
を出す。第１図において、基地局１０ａは次のフレーム
のシリアル番号ｉをｎで割った剰余がＯであったとする
と、これはｋａに等しＩ／、）ので、次のフレームｉに
おける移動局への信号送信時がらＣＨＩを割り当てて移
動局２０ａと通信を始める。このとき基地局１０ｂにお
いてはｋｂが０に等しくないので、チャネルの切り替え
は行わない。チャネルを切り替えることが出来なかった
移動局２０ｂは続けて同じ基地局１０ｂに別の２番のチ
ャネル（以下ＣＨ２と記す）への切り替え要求を出すと
、次のフレームの番号ｉ＋１をｎで割った剰余は１とな
り、これは基地局１０ｂのｋｂと等しくなるので、その
フレームｉ＋１で基地局１０ｂはＣＨ２を割り当てて移
動局２０ｂと通信を始める。移動局と通信中の基地局は
該移動局が通信中に別の基地局へ切り替えを要求した場
合、その信号を受信できるが、その時点では次のフレー
ムで新たな基地局へのチャネルの切り替えが実行される
か否かがわからないので、新たなチャネルが割り当てら
れても、もとの基地局からも１回だけ重複して送信する
。例えばフレームｉにおいて基地局１０ａは移動局２０
ａにチャネルＣＨＩを使って送信するが、基地局１０ｃ
もＣＨ３を使って移動局２０ａに送信する。そしてその
フレームで移動局から基地局１０ｃにチャネルＣＨ３を
使って信号を送らなければ、基地局１０ｃはチャネル切
り替えが成功したものと判断し、ＣＨ３による通信を終
え、このチャネルを解放する。

この実施例のように、一般に移動局は同じ基地局Ｘに対
して切り替え要求を出し続けると遅くともｎ（＝３）フ
レーム目までにはフレームの番号をｎで割った剰余がｋ
ｘに等しくなり、切り替えができるので、一定時間内に
切り替えを完了することが保障される。

なお、以上の実施例では異なる基地局に対してチャネル
を切り替える場合のみ示したが、同じ基地局内でチャネ
ルを切り替える場合も同様である。また、切り替え先の
チャネルとして移動局は１つのチャネルを選ぶ場合のみ
を示したが、複数のチャネルを選んでチャネルの切り替
えを要求する場合も基地局においてチャネルの選択の手
順が加わる以外は同様である。さらに、以上の実施例で
はフレーム内の送信の順序を下りが先で、上りが後とし
たが、これを逆にしても本発明は同様に実施できる。

（発明の効果） 移動体通信においては無線回線の品質が移動局の場所に
より変化する。特に都市部や建造物内などではゾーンが
小さい上に、建物や壁の影響があり、無線回線の品質は
頻繁かつ急激に変化するため、チャネル切り替えを短時
間に行う必要がある。

本発明の方法によれば、切り替えの際に同時に同じチャ
ネルを割り当てることにより発生する信号の衝突を防止
できる。また、衝突の回避を基地局または移動局の確率
的な再送により行うことに比べると、切り替えに要する
時間を一定に抑えることが出来るので、基地局を切り換
えながらも良好な品質で通信を続けることができる効果
がある。

さらに、チャネル切り替えの前に基地局相互で情報交換
を行う方式に比べると、そのための通信と制御を行う必
要がなく、容易にシステムを構成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例において基地局でチャネル切り替えの
実行を戻定するフロー図である。第２図はフレームと各
スロットの構成例である。第３図は複数の基地局から同
時に同じチャネルを割り当てて信号が衝突する例を示す
図である。第４図は本発明の一実施例である基地局と移
動局の位置関係を表す図であり、第５図は基地局の位置
と切り替えフレームの対応を示すための図である。第６
図は基地局及び移動局のブロック図である。第７図はチ
ャネル切り替えの際の基地局と移動局の信号のやりとり
の例を示す図である。 １０ａ〜１０ｆ、　３０−・・基地局、２０ａ、　２０
ｂ、　６０−・・移動局。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の基地局と複数の移動局が同一周波数上に時分割多
   重された複数の無線チャネルからなるフレームの内のチ
   ャネルを用いて通信する移動通信システムにおいて、各
   基地局は新たに通信を始める場合あるいは通信中にチャ
   ネルを切り替える場合には、各基地局毎に設定された特
   定のフレームにおいてのみ、新たなチャネルを割り当て
   て基地局からの送信を開始することを特徴とする無線回
   線制御方式。