JPH06178352A

JPH06178352A - 移動通信方式

Info

Publication number: JPH06178352A
Application number: JP4352216A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Ishikawa; 博康石川; Yoshio Takeuchi; 良男武内; Hideo Kobayashi; 英雄小林
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1994-06-24
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: US5640678A; JP2777861B2

Abstract

(57)【要約】【目的】移動端末がゾーン間を移動した場合でも、移動
端末が特にゾーン切り替えのための処理をする必要がな
く、かつ高速なゾーン切り替えを可能とする移動通信方
式を提供する。【構成】移動通信のサービスエリアは複数のマクロセル
に分割され、さらに該複数のマクロセルのおのおのは複
数のマイクロセルに分割され、該各マイクロセルに送受
信アンテナと共通増幅器を備えたマイクロセル基地局が
設置され、該マクロセル内の各移動端末に対しては、各
々異なる通信チャネルが割り当てられ、該移動端末が複
数の前記マイクロセル間を移動する場合においてもチャ
ネル切替を一切行なわず、該移動端末が前記マクロセル
間を移動する場合にのみ、複数の該マクロセル基地局を
管理する移動通信用回線制御局においてチャネル切替の
制御を一括して行なうように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アナログコードレス電
話システム、ディジタルコードレス電話システム、ディ
ジタル構内無線ＬＡＮシステム、アナログ自動車電話シ
ステム、及びディジタル自動車電話システム等の移動通
信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビルや工場などの屋内、および屋
外において、ユーザが移動しながらコードレス電話を利
用するコードレス電話システムや、高速に移動する自動
車からの電話、およびデ−タ通信を行なうことを目的と
する自動車電話システムが提案され、その実用化が急速
に進んでいる。現在のシステムでは、基地局が変復調装
置や無線信号監視装置などの設備を個別に持ち、チャネ
ル割り当てやチャネル切替を、複数の基地局を制御する
回線制御局において行なっているが、サービスエリアが
広域に亘る場合、多数の基地局を設置する必要があるた
めシステム構築のためのコストが上昇するとともに、多
数の基地局を同時に制御するため、回線制御局の負荷も
大幅に重くなる。さらに、ＰＨＰ（Personal Handy Pho
ne）システムのようにＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Divisio
n Duplex「ピンポン伝送」方式の場合、基地局間の同期
を正確に取る必要があり、基地局の数が増えるほど基地
局間同期は困難になる。

【０００３】そこで、上記問題点を解決するための移動
通信用基地局の構成として、文献「サブキャリア伝送を
用いた基地局間通信におけるダイナミックアサインの検
討」（小笠原他、１９９２年電子情報通信学会春季大
会、Ｂ−３１５）に示される構成がある。この構成は、
複数のマイクロセル間で変復調器の共用を図るものとな
っている。同文献においてマクロセル基地局は図８に示
す構成をとっている。同図において、１０はマクロセル
基地局、１１〜１ｎはｎ台の変復調器、２は変復調器と
マイクロセル基地局アンテナを接続するためのスイッチ
回路、３１〜３ｍはｍ本のマイクロセル基地局アンテ
ナ、４は指定されたチャネルの信号を指定された変復調
器と指定されたアンテナの間に導通させるように変復調
器１１〜１ｎとスイッチ回路２を制御するための接続制
御回路、５は回線の割り当て／解放に応じて変復調器１
１〜１ｎ及びチャネルを割り当て／解放し変復調器１１
〜１ｎとチャネルとマイクロセル基地局アンテナ３１〜
３ｎの対応を接続制御回路４に伝えるチャネル割り当て
制御回路である。また、８は移動端末、９１〜９ｍはマ
イクロセルアンテナ３１〜３ｍによってカバーされるマ
イクロセルゾーンである。

【０００４】更に上記のサブキャリア伝送を用いた有線
によるマイクロセル基地局集線方式に対し、マイクロセ
ル基地局−マクロセル基地局間を光ファイバケーブルで
接続する光マイクロセル方式が、文献「光ファイバ伝送
を用いたマイクロセル移動通信の無線信号集配方式」
（渋谷他、RCS90-12）に提案されている。この方式は、
マイクロセル基地局とマクロセル基地局に電気−光（Ｅ
／Ｏ）／光−電気（Ｏ／Ｅ）信号変換器を配置し、従来
の無線区間の高周波（ＲＦ）信号を光信号に変換して光
ファイバケーブルを介して信号の伝送を行なうシステム
であり、マイクロセル基地局は送受信用のアンテナ、Ｏ
／Ｅ−Ｅ／Ｏ変換器、及び電力増幅器を設置するだけ
で、変復調装置やその他の無線装置はマクロセル基地局
に一括して配置することができる。そのため、マイクロ
セル基地局は飛躍的に小型化され、そのコストも大幅に
低減させることができる。また、ゾーン構成変更時のマ
イクロセル基地局の移動や再配置を容易に行なうことが
できるとともに、マクロセル基地局のソフト改修も一元
的に行なうことができる。以上のように、光ファイバケ
ーブルを用いた光マイクロシステムは、システム的にも
技術的にも経済的にも極めて有望な次世代マイクロセル
システムであると考えられる。

【０００５】ところで、上記サブキャリア伝送を用いた
有線によるマイクロセル基地局集線方式では、移動端末
とマクロセル基地局の間で通信回線を設定する場合、チ
ャネル割り当て制御回路５において、使用する変復調器
及びチャネルを割り当て、割り当てた変復調器、チャネ
ル及び移動端末の在圏するマイクロセルゾーンをカバー
するアンテナの組み合わせを接続制御回路４に伝えた
後、接続制御回路４は、チャネル割り当て制御回路５よ
り伝えられた変復調器、チャネル、アンテナの組み合わ
せに応じて、変復調器の送信／受信周波数およびスイッ
チ回路による変復調器とアンテナの接続を制御し、指定
されたチャネルの信号が指定された変復調器と指定され
たアンテナ間で伝送されるように動作する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、移動端末がマ
イクロセルゾーン間を移動したときのゾーン切り替え方
法としては、特にこの構成にふさわしい方法はこれまで
示されていない。仮に、マイクロセルゾーン毎に個別の
変復調器を持つ構成の場合に通常行われるように、マイ
クロセル基地局あるいは移動端末においてゾーン切り替
えの必要性を検知した後、基地局・端末間であらかじめ
定められた手順にしたがって切り替える方法を用いるも
のとすれば、マイクロセルゾーン毎に個別の変復調器を
持つ構成の場合と同様に、移動端末側にもゾーン切り替
えのための処理を行う機能が必要になる。以上のように
従来技術による移動通信用基地局を用いた場合、ゾーン
間で変復調器の共用を図っているにも係わらず、移動端
末がゾーン間を移動した場合に、移動端末にとっては、
ゾーン毎に変復調器がある場合と同様の手順によってゾ
ーン切り替えを行わなければならないため、移動端末が
ゾーン切り替えの手順に対応する必要があると共に、ゾ
ーン切り替えのために時間がかかり、通信断が生じる可
能性がある。

【０００７】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、移動端末がゾーン間を移
動した場合でも、移動端末が特にゾーン切り替えのため
の処理をする必要がなく、かつ高速なゾーン切り替えを
可能とする移動通信方式を提供することを目的とする。
更に、本発明による移動通信用基地局を利用することに
より、種々のサイトダイバーシチを適用することが可能
であり、ダイバーシチ効果による受信特性の大幅な改善
を基地局、移動端末の両者において行なうことが可能と
なる移動通信方式を提供することができる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は、次に列挙す
る新規な特徴的手法を採用する発明により達成される。
即ち、本発明の一つの特徴は、移動通信方式のサービス
エリアを半径百m程度以下の複数のマイクロセルに分割
し、そのマイクロセルに送受信アンテナと電力増幅器か
らなるマイクロセル基地局を設置し、各マイクロセル基
地局と複数のマイクロセル基地局を統括するマクロセル
基地局とを有線ケーブルあるいは無線回線により接続
し、マクロセル基地局には個々のマイクロセル基地局に
対応した変復調装置を設置し、全てのマイクロセル基地
局において送受信する信号をマクロセル基地局において
処理を行なう移動通信用集線システムにおいて、マクロ
セル内の移動端末に対しては、各々独立の通信チャネル
を割り当て、移動端末局が複数のマイクロセル間を移動
する場合においてもチャネル切替を一切行なわないこと
にある。さらに、そのアンテナ切替の手段としては、前
述した従来技術による移動通信用基地局にアンテナ切り
替え制御回路を付加し、複数のアンテナを経由して受信
した移動局からの信号の受信レベルをもとに、受信レベ
ルが最大となるように変復調器とチャネルとアンテナの
対応の変更を接続制御回路に伝えることにより、スイッ
チ回路を制御してアンテナ切り替えを起動することにあ
る。

【０００９】また、移動端末がマクロセル間を移動する
場合のチャネル切り替えの手段については、マクロセル
基地局単位でチャネル割り当てを行う場合、移動端末が
マクロセルゾーン間を移動すると、複数のマクロセル基
地局を制御する移動通信用回線制御局においてチャネル
切り替えの制御を行う必要があり、通常のマイクロセル
移動通信システムで適用するハンドオーバの手続きが必
要となる。これに対して、複数のマクロセル基地局を制
御する移動通信用回線制御局において、全ての移動端末
のチャネル割り当てを一元的に管理し、原則として該移
動通信用回線制御局が管理する複数のマクロセルゾーン
内では個々の移動端末に独立のチャネルを割り当て、移
動通信用回線制御局の管理する割り当てチャネルが無く
なった場合のみチャネル割り当てを要求している移動端
末が存在するマクロセルゾーンと距離的に最も離れるか
又は、該移動端末が移動して行く可能性の最も小さいマ
クロセルゾーンに存在する移動端末が利用するチャネル
を該チャネル要求移動端末に割り当てる。以上述べたよ
うなチャネル割当てを移動通信用回線制御局で一元的に
管理することにより、移動端末がマイクロセル間を移動
する場合にも、チャネル切り替えを行うハンドオーバー
がほとんど無いシステムを提供することが可能となる。

【００１０】更に、本発明の他の特徴は、移動端末から
送信される送信信号を、マクロセル内の全てのマイクロ
セル基地局アンテナにおいて受信し、マクロセル基地局
では自局が統括する全てのマイクロセル基地局における
受信レベルを検出並びに比較し、受信レベルが最大とな
るマイクロセル基地局に移動端末が存在するものと判断
並びに選択し、その選択したマイクロセル基地局からの
受信信号を復調すると同時に、固定網からの信号を選択
したマイクロセル基地局から移動端末に対して送信する
ことにある。

【００１１】また、本発明の他の特徴は、移動端末から
送信される送信信号を、マクロセル内の全てのマイクロ
セル基地局アンテナにおいて受信し、マクロセル基地局
では自局が統括する全てのマイクロセル基地局における
受信レベルと瞬時位相を検出し、あるスレッショルドレ
ベル以上のマイクロセル基地局を選択するとともに選択
したマイクロセル基地局からの複数の受信信号の位相合
わせと受信レベルによる重み付けを行ない、最大比合成
信号として和合成した後に、復調すると同時に、固定網
からの信号を、最大比合成に用いた複数の受信信号から
検出した瞬時位相の逆相分の位相シフトを選択したマイ
クロセル基地局に対応する変調信号に施した後、複数の
選択マイクロセル基地局から移動端末に対して同時に送
信することにある。

【００１２】

【作用】本発明は上述したように、マクロセル基地局に
おける移動端末からの信号の受信レベルに基づいて、ス
イッチ回路を制御することによりアンテナを切り替える
ので、移動端末がゾーン間を移動したときに、移動端末
は特にゾーン切り替えのための処理を行う必要はなく、
かつ通信断を生じない高速なゾーン切り替えが可能とな
る。また、全ての移動端末のチャネル割り当てを、複数
のマクロセル基地局を管理する移動通信用回線制御局に
おいて一元的に管理することにより、マクロセル間を移
動端末が移動する場合にもハンドオーバをほとんど必要
としない簡易なマイクロセル移動通信システムを構築す
ることができる。更に、移動端末から送信された信号の
受信レベル比較を全てのマイクロセル基地局に対して行
ない、受信レベルが最大となるマイクロセル基地局から
下り回線の信号を伝送することにより、常時安定した通
信をユ−ザ−に対して提供することができる。また、上
記方法に加え、受信信号の瞬時位相検出値を用いて複数
のマイクロセル基地局の受信信号を最大比合成すること
により、上り回線における受信特性を改善するととも
に、上記瞬時位相検出値の逆相分の位相シフトを送信信
号に施した後、複数のマイクロセル基地局から同時送信
を行なうことにより、移動端末では最大比合成ダイバー
シチ受信を行なう場合と同等の受信利得が得られ、選択
合成サイトダイバ−シチ送受信方式に比較して、更に受
信特性を改善することができる。

【００１３】

【実施例】本発明による移動通信用基地局の構成例を図
１に示す。同図において、１０はマクロセル基地局、１
１〜１ｎはｎ台の変復調器、２は変復調器とマイクロセ
ル基地局アンテナを接続するためのスイッチ回路、３１
〜３ｍはｍ本のアンテナ、４は指定されたチャネルの信
号を指定された変復調器と指定されたアンテナの間に導
通させるように変復調器とスイッチ回路を制御するため
の接続制御回路、５は回線の割り当て／解放に応じて変
復調器１１〜１ｎ及びチャネルを割り当て／解放し変復
調器１１〜１ｎとチャネルとアンテナ３１〜３ｍの対応
を接続制御回路４に伝えるチャネル割り当て制御回路、
７はアンテナを介した移動端末からの受信信号のレベル
を測定するための受信レベル測定回路、６は受信レベル
測定回路７によって測定した受信レベルをもとにアンテ
ナを切り替える場合に、変復調器１１〜１ｎとチャネル
とアンテナ３１〜３ｍの対応の変更を接続制御回路４に
伝えるアンテナ切替制御回路である。また、８は移動端
末、９１〜９ｍはアンテナ３１〜３ｍのによってカバー
されるマイクロセルゾーンであり、ｂはマイクロセルゾ
ーン９１〜９ｍをカバーするマクロセルゾーンである。

【００１４】まず、移動端末８とマクロセル基地局１０
の間で通信回線を設定する場合の動作を説明する。移動
端末８はゾーン９１に在圏し、マクロセル基地局１０と
の間で回線を設定するものとする。このときマクロセル
基地局１０は、その移動端末８からの電波の受信レベル
比較の如き何らかの方法で移動端末８の在圏するゾーン
を検知する。この場合、移動端末８がゾーン９１に在圏
していることが検知され、マクロセル基地局１０はアン
テナ３１を介して移動端末８との間に通信回線を設定す
る。具体的には、マクロセル基地局１０は、チャネル割
り当て制御回路５によって端末８との通信に用いる変復
調器及び通信チャネルを選択し、割り当てた変復調器及
び通信チャネルと接続すべきマイクロセル基地局アンテ
ナ３１の組み合わせを接続制御回路４に伝える。このと
き割り当てられた変復調器を１１、通信チャネルの番号
を１とすると、接続制御回路４は、チャネル番号１のチ
ャネルの信号が変復調器１１とマイクロセル基地局アン
テナ３１の間で伝送されるようにスイッチ回路２を制御
する。さらに、マイクロセル基地局アンテナ３１と移動
端末８の間では無線伝送により通信回線が接続される。
以上のようにして、マクロセル基地局１０と移動端末８
の間で、マクロセル基地局が割り当てた変復調器及び通
信チャネルを用いた通信回線が設定される。なお、ここ
で通信チャネルとは、通信方式がＦＤＭＡの場合は周波
数スロット、ＴＤＭＡの場合は時間スロット（及び周波
数スロット）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Acc
ess 「符号分割多元接続」）の場合はスペクトル拡散を
行うための符号等により区別される。また、接続制御回
路４の動作は、通信方式の種別によって異なる。通信方
式がＦＤＭＡあるいはＣＤＭＡの場合は、通信回線設定
時に接続制御回路４は、割り当てられた変復調器に対し
て周波数スロットあるいは符号等に対応するチャネル番
号を通知し、スイッチ回路２に対しては、割り当てられ
た変復調器と、回線を設定すべき移動端末が在圏するゾ
ーンをカバーするマイクロセル基地局アンテナを通信中
は固定的に接続するように制御する。通信方式がＴＤＭ
Ａの場合は、通信回線設定時に接続制御回路４は、割り
当てられた変復調器に対して時間スロット（及び周波数
スロット）に対応するチャネル番号を通知し、スイッチ
回路２に対しては、割り当てられた変復調器と、回線を
設定すべき移動端末が在圏するゾーンをカバーするマイ
クロセル基地局アンテナを、使用する時間スロットのみ
において接続するように制御する。

【００１５】次に、移動端末８がマイクロセルゾーン９
１〜９ｍ間を移動するときの動作を説明する。ある時刻
において、移動端末８はマイクロセルゾーン９１に在圏
してマイクロセル基地局アンテナ３１を介しマクロセル
基地局１０と通信しているものとし、簡単のため、マイ
クロセルゾーン９１に隣接するマイクロセルゾーンはマ
イクロセルゾーン９２とマイクロセルゾーン９３のみと
する。このとき、移動端末８がマイクロセルゾーン間を
移動するとき、移動先としては、マイクロセルゾーン９
２とマイクロセルゾーン９３の２通りが考えられる。受
信レベル測定回路７は、移動端末８からマイクロセル基
地局アンテナ３１を介して受信する信号のレベルを常時
または周期的に、あるいは移動端末８からの要求に応じ
て測定する。この測定レベルをＬ１とする。受信レベル
Ｌ１があらかじめ設定したしきい値より低くなったと
き、移動端末８がマイクロセルゾーン９１から他の隣接
マイクロセルゾーンに向かって移動しているものと判断
して、さらに隣接マイクロセルゾーン９２及び９３をカ
バーするマイクロセル基地局アンテナ３２及び３３を介
して受信する移動端末８からの信号のレベルを測定す
る。これらの測定レベルをそれぞれＬ２、Ｌ３とする。
このとき、Ｌ２＞Ｌ１かつＬ２＞Ｌ３となったら、移動
端末８はマイクロセルゾーン９２に移動したと判断す
る。またＬ３＞Ｌ１かつＬ３＞Ｌ２となったら、移動端
末８はマイクロセルゾーン９３に移動したと判断する。
前者の場合について説明すると、移動端末８はマイクロ
セルゾーン９２に移動したと判断されるので、マクロセ
ル基地局１０と移動端末８の間でマイクロセル基地局ア
ンテナ３１を介して行っていた通信を、マイクロセル基
地局アンテナ３２を介して行うように切り替える。具体
的には、最初移動端末８がマイクロセルゾーン９１にい
るときに、マクロセル基地局１０と移動端末８との間
で、変復調器１１を用いて通信しており、このとき使用
している通信チャネルの番号を１とすると、移動端末８
がマイクロセルゾーン９２に移った後も変復調器１１を
用い、チャネル番号１の通信チャネルを用いて通信する
ことにより、移動端末８はマイクロセルゾーン切り替え
を意識することがない。このような切り替えを行うに
は、アンテナ切替制御回路６より、変復調器１１とチャ
ネル番号１とアンテナ３１の組み合わせを変復調器１１
とチャネル番号１とアンテナ３２の組み合わせに変更す
るように接続制御回路４に伝え、接続制御回路４はチャ
ネル番号１の通信チャネルについては、それまで変復調
器１１とアンテナ３１を接続するようにスイッチ回路２
を制御していたところを、変復調器１１とアンテナ３２
を接続するようにスイッチ回路２を制御するように変更
する。このようにして、移動端末８がマイクロセルゾー
ン９１からマイクロセルゾーン９２に移動したときに、
通信を介するアンテナのみを切り替えることが可能とな
る。

【００１６】次に、移動端末がマクロセルゾーン間を移
動する場合について説明する。図５のように、通常の移
動通信システムでは複数のマクロセルゾーン１ｂ〜ｎｂ
を一括して管理し、固定網と移動通信網間の通信回線を
接続する交換機／回線制御装置ｃが必要となる。この回
線制御装置では、あるマクロセルゾーンのあるマイクロ
セルゾーンで通信を行っている移動端末の在圏マイクロ
セルゾーン、並びに移動端末が利用しているチャネルの
周波数やスロット番号等の個別情報を完全に把握するこ
とができる。ここで、移動端末のチャネル割当てをマク
ロセル基地局１ａ〜ｎａにおいて独立に行う場合、全体
的に見るとマクロセルゾーン単位では同じ通信チャネル
を異なるユーザーが利用している可能性があるため、例
えばマクロセルゾーン１ｂに在圏している移動端末がマ
クロセルゾーン２ｂに移動する場合、マイクロセル基地
局アンテナ１ａ９ｍから送信された信号の受信レベルが
規定スレッショルド以下に低下するため（あるマイクロ
セルゾーンから同じマクロセルゾーン内にある異なるマ
イクロセルゾーンに移動端末が移動する場合、自動的に
マイクロセル基地局アンテナが切り替わるため、マクロ
セルゾーン切り替え用のスレッショルドレベルを下回る
ことはない）、マクロセルゾーン１ｂの切り替え要求が
制御チャネルを通じてマクロセル基地局１ａに出され
る。そのマクロセルゾーン切り替え要求は回線制御局ｃ
に転送され、マクロセルゾーン２ｂにおいて未使用の通
信チャネルを該移動端末のために確保し、通常のハンド
オーバの手順（既存の手法）に従ってマクロセルゾーン
間に亘るマイクロセルゾーン１ａ９ｍからマイクロセル
ゾーン２ａ９１への切り替えを行う。一方、全てのマク
ロセルゾーン１ｂ〜ｎｂを管理する回線制御局ｃにおい
て全ての移動端末のチャネル割り当てを行う場合、原則
として回線制御局ｃが管理する全てのマクロセルゾーン
１ｂ〜ｎｂ内では個々の移動端末に独立の通信チャネル
を割り当て、移動端末がマクロセルゾーン間を移動する
場合にもチャネル切り替えを一切行わず、割り当てチャ
ネルが無くなった場合にのみチャネル割り当てを要求し
ている移動端末が在圏するマクロセルゾーンと距離的に
最も離れるか、又は、該移動端末が移動して行く可能性
の最も小さいマクロセルゾーン、例えばチャネル要求移
動端末がマクロセルゾーン１ｂに在圏する場合、マクロ
セルゾーン１ｂから最も離れたマクロセルゾーンｎｂに
在圏する移動端末が使用する通信チャネルを割り当てる
ことにより、ハンドオーバをほとんど必要としないシス
テム構成が極めて簡易な移動通信システムを構築するこ
とができる。

【００１７】更に、本発明の移動通信方式を構成するマ
イクロセル基地局に複数のアンテナを設置することによ
り、アンテナを選択する空間ダイバーシチも可能であ
る。図２は、１つのマイクロセル基地局に２本のアンテ
ナを設置する例を示しており、３１１，３１２はマイク
ロセルゾーン９１のマイクロセル基地局に設置された２
本のアンテナ、３２１，３２２はマイクロセルゾーン９
２のマイクロセル基地局に設置された２本のアンテナ、
………，３ｍ１，３ｍ２はマイクロセルゾーン９ｍのマ
イクロセル基地局に設置された２本のアンテナである。
以下、アンテナ選択ダイバーシチを行う場合の動作を説
明する。移動端末８はマイクロセルゾーン９１に在圏し
てマクロセル基地局１０との間で通信を行っているもの
とする。受信レベル測定回路７は、移動端末８からアン
テナ３１１及び３１２を介して受信する信号のレベルを
常時または周期的に測定する。これらの測定レベルをそ
れぞれＬａ及びＬｂとする。Ｌａ＞Ｌｂのときはマクロ
セル基地局１０と移動端末８の間でアンテナ３１１を介
して通信を行い、Ｌｂ＞Ｌａのときはマクロセル基地局
１０と移動端末８の間でアンテナ３１２を介して通信を
行うように制御する。具体的には、マクロセル基地局１
０と移動端末８との間で、変復調器１１を用いて通信し
ており、このとき使用している通信チャネルの番号を１
とすると、アンテナ３１１を介して通信を行う場合は、
アンテナ切替制御回路６より、変復調器１１とチャネル
番号１とアンテナ３１１の組み合わせを接続制御回路４
に伝え、接続制御回路４はチャネル番号１の通信チャネ
ルの信号が変復調器１１とアンテナ３１１の間で導通す
るようにスイッチ回路２を制御する。またアンテナ３１
２を介して通信を行う場合は、アンテナ切替制御回路７
より、変復調器１１とチャネル番号１とアンテナ３１２
の組み合わせを接続制御回路４に伝え、接続制御回路４
はチャネル番号１の通信チャネルの信号が変復調器１１
とアンテナ３１２の間で導通するようにスイッチ回路２
を制御する。

【００１８】スイッチ回路２の構成としては、図３に示
すようなスイッチマトリクスによる構成及び図４に示す
ようなＳＰＭＴ（Single Pole Multithrow「単極多段」
スイッチと合成／分岐回路を組み合わせた構成などが考
えられる。図３において２２１〜２２ｊはｊ本の変調器
側接続線であり、図１及び図２における接続線２０１〜
２０ｎに対応する。２３１〜２３ｋはｋ本のアンテナ側
接続線であり、図１における接続線２１１〜２１ｍある
いは図２における接続線２１１１，２１１２〜２１ｍ
１，２１ｍ２に対応する。また、２４１１〜２４ｊｋは
結合スイッチであり、変復調器側接続線２２１〜２２ｊ
とアンテナ側接続線２３１〜２３ｋの間の結合をオン／
オフする。したがって結合スイッチ２４１１〜２４ｊｋ
の状態を制御することによって、変復調器とアンテナの
任意の組み合わせを接続することができる。例えば図１
における変復調器１２とアンテナ３３を接続するために
は、結合スイッチ２４２３をオンにすればよい。

【００１９】一方、図４において２５１〜２５ｊはｊ本
の変調器側接続線であり、図１及び図２における接続線
２０１〜２０ｎに対応する。２６１〜２６ｋはｋ本のア
ンテナ側接続線であり、図１における接続線２１１〜２
１ｍあるいは図２における接続線２１１１，２１１２〜
２１ｍ１，２１ｍ２に対応する。また２７１〜２７ｊは
ＳＰＭＴスイッチ、２８１〜２８ｋは合成／分岐回路、
２９１１〜２９ｊｋはＳＰＭＴスイッチと合成分岐回路
の接続線である。ＳＰＭＴスイッチ２７１〜２７ｊは、
変復調器からの接続線をどのアンテナに接続するかを選
択する。１つの合成／分岐回路は、全てのＳＰＭＴスイ
ッチからの接続線と１本のアンテナの間の信号の合成／
分岐を行う。したがって、変復調器とアンテナの任意の
組み合わせの接続は、ＳＰＭＴスイッチの接続を制御す
ることによって実現できる。例えば図１における変復調
器１２とアンテナ３３を接続するためには、ＳＰＭＴス
イッチ２７２を制御して、変調器側接続線２５２を合成
／分岐回路２８３への接続線２９２３に接続すればよ
い。

【００２０】変復調器とアンテナの間の伝送方式として
は、ベースバンド伝送、中間周波数による伝送、あるい
は無線周波数による伝送などを用いることができ、スイ
ッチ回路とアンテナの間では電気信号を光信号に変換し
て伝送することもできる。スイッチ回路としては、ベー
スバンドスイッチ、ＩＦ／ＲＦスイッチを用いた構成の
他に、光スイッチを用いた構成でもよい。光スイッチを
用いることにより、特に変復調器とアンテナの間でＩＦ
／ＲＦ伝送を行う場合には、スイッチ回路内のアイソレ
ーションを高くすることが可能となる。さらにスイッチ
回路とアンテナの間で光信号による伝送を行う場合に
は、スイッチ回路とアンテナへの線を接続するところで
光電変換が不要になり、変換による損失を免れることが
できる。

【００２１】以上、スイッチ回路の具体的な実施例と、
それを利用する空間ダイバーシチ方式の実施例につき述
べてきたが、次にサイトダイバーシチ送受信方式の実施
例について説明する。ただし、サイトダイバーシチ送受
信方式の手法を明確にするため、ここでは前記のスイッ
チ回路の部分は省略して考察するが、実際には前記のス
イッチ回路を適用することにより、何ら問題なくサイト
ダイバーシチ送受信方式を実現することができる。更
に、前述したアンテナ選択ダイバーシチ方式と、以下に
説明するサイトダイバ−シチ送受信方式を組み合わせる
ことは、容易に実現可能である。

【００２２】まず、図６にマイクロセル基地局アンテナ
選択サイトダイバーシチ送受信方式の実施例を示す。図
において、移動端末８から送信される送信信号を、マク
ロセルゾーン内の全てのマイクロセル基地局アンテナ３
１〜３８において受信し、マクロセル基地局１０では自
局が統括する全てのマイクロセル基地局アンテナ３１〜
３８における受信レベルを受信レベル測定回路７を用い
て検出し、レベル比較器７１を用いて受信レベルが最大
となるマイクロセル基地局アンテナ３７を選択する。こ
のとき、この選択したマイクロセル基地局アンテナ３７
がカバ−するゾ−ン９７に移動端末８が存在するものと
判断し、このマイクロセル基地局アンテナ３７から有線
ケーブル３７ｃを経て伝送される受信信号を復調器１ｉ
ａにより復調すると同時に、固定網からの信号を変調器
１ｉｂにより変調した後、受信時に選択したマイクロセ
ル基地局アンテナ３７から移動端末局８に対して下り回
線信号として送信することにより、移動端末８の存在位
置に係わらず、常時受信レベルの高い安定した通信を行
なうことができる。さらに、この場合、マイクロセル基
地局に前述した空間ダイバーシチを適用することによ
り、サイトダイバーシチによる受信特性の改善効果のみ
ならず、空間ダイバーシチによる受信特性改善効果も同
時に得ることができる。

【００２３】次に、図７にマイクロセル基地局アンテナ
最大比合成サイトダイバーシチ送受信方式の実施例を示
す。図において、移動端末８から送信される送信信号
を、マクロセル内の全てのマイクロセル基地局アンテナ
３１〜３６において受信し、マクロセル基地局１０では
自局が統括する全てのマイクロセル基地局アンテナ３１
〜３６における受信レベルと瞬時位相を受信レベル測定
回路７、並びに瞬時位相検出器７２を用いて検出し、あ
るスレッショルドレベル以上のマイクロセル基地局アン
テナ３１，３２，３４，３５を選択するとともに、選択
したマイクロセル基地局アンテナからの複数の受信信号
の位相合わせと受信信号レベルによる重み付けを位相合
わせ／最大比合成回路７３により行い、その複数の受信
信号を和合成し、最大比合成信号として検出した後、復
調器１ｉａにより復調することにより、図６のマイクロ
セル基地局アンテナ選択サイトダイバーシチ送受信方式
のマクロセル基地局における受信特性、すなわち上り回
線における受信特性を更に向上させることができる。こ
こで、位相合わせの具体的な手法としては、あるスレッ
ショルドレベル以上のマイクロセル基地局アンテナの受
信信号の中で、レベルが最大となる受信信号の瞬時位相
を基準位相として設定し、その他に選択した受信信号
は、この基準位相に対して位相合わせを行なうといった
手法が考えられる。更に、このときに検出した基準位相
との差が、位相差情報７５として、下り回線送信時に利
用される。

【００２４】次に、固定網からの信号をマクロセル基地
局からマイクロセル基地局アンテナを通して移動端末に
伝送する方法について示す。図７において、上り回線信
号の受信時に選択したマイクロセル基地局アンテナ３
１，３２，３４，３５の中で、マイクロセル基地局３５
における受信信号の受信レベルが最大であったと仮定
し、その受信信号の瞬時位相を基準位相とする。このと
き、マイクロセル基地局アンテナ３１，３２，３４にお
いて受信した受信信号の瞬時位相と基準位相との差を、
各々Δθ３１，Δθ３２，Δθ３４とすると、マイクロ
セル基地局アンテナ３１，３２，３４から送信する下り
回線用変調信号に対し、各々、−Δθ３１，−Δθ３
２，−Δθ３４の位相シフトを位相シフト器７４により
施した後、選択したマイクロセル基地局アンテナ３１，
３２，３４，３５から移動端末８に対して下り回線用変
調信号を同時送信することにより、等価的に移動端末８
において最大比合成ダイバーシチ受信を行うことにな
る。このことにより、前述した選択合成サイトダイバ−
シチ方式に比較して、移動端末８における受信特性を更
に改善することができる。ここで、マイクロセル基地局
からの送信電力が全てのマイクロセル基地局において相
等しい場合、前述したアンテナ選択合成サイトダイバー
シチ受信方式よりもダイバーシチ利得が大きく取れるた
め、１つのマクロセルゾーンにおいて設置するマイクロ
セル基地局の数を図７のように減じることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細な説明から理解されるように、
本発明は次のような効果がある。マイクロセルゾーン間移動時の通信の高品質化・高
信頼化マクロセルゾーン間ハンドオーバ手順不要によるシ
ステム構成の簡素化マクロセルゾーン間ハンドオーバ手順不要によるシ
ステム構築の低コスト化空間ダイバーシチによる通信の高品質化サイトダイバーシチによる通信の高品質化マイクロセル基地局間隔の拡大によるシステム構築
の低コスト化ハンドオーバ手順不要のための端末の低コスト化

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明の他の構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明に用いるスイッチ回路の具体例を示すブ
ロック図である。

【図４】本発明に用いるスイッチ回路の具体例を示すブ
ロック図である。

【図５】本発明においてマクロセル基地局間の接続切替
の制御を行う場合を説明するためのブロック図である。

【図６】本発明においてマイクロセル基地局アンテナ選
択サイトダイバーシチ送受信を行う場合の実施例を示す
ブロック図である。

【図７】本発明においてマイクロセル基地局アンテナ最
大比合成サイトダイバーシチ送受信を行う場合の実施例
を示すブロック図である。

【図８】従来のマクロセル基地局の例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１０，１ａ，２ａ，…ｎａマクロセル基地局１１〜１ｎ変復調器１ｉａ復調器１ｉｂ変調器２スイッチ回路２０１〜２０ｎ変復調器からスイッチ回路への接続線２１１〜２１ｍ，２１１１，２１１２〜２１ｍ１、２１
ｍ２マイクロセル基地局からスイッチ回路への接続線２２１〜２２ｊ，２５１〜２５ｊスイッチ回路の変調
器側接続線２３１〜２３ｋ，２６１〜２６ｋスイッチ回路のアン
テナ側接続線２４１１〜２４ｊｋ結合スイッチ２７１〜２７ｊＳＰＭＴスイッチ２８１〜２８ｋ合成／分岐回路１ａ３１〜ｎａ３ｍ，３１〜３ｍ，３１１，３１２〜３
ｍ１，３ｍ２マイクロセル基地局アンテナ３１ｃ〜３８ｃマイクロセル基地局からマクロセル基
地局への接続線４接続制御回路５チャネル割り当て制御回路６アンテナ切替制御回路７受信レベル測定回路７１レベル比較器７２瞬時位相検出器７３位相合わせ／最大比合成器７４位相シフト器７５位相差情報８移動端末１ａ９１〜ｎａ９１，９１〜９ｍマイクロセルゾーンｂ，１ｂ〜ｎｂマクロセルゾーンｃ移動通信用回線制御局

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動通信のサービスエリアは複数のマク
ロセルに分割され、さらに該複数のマクロセルのおのお
のは複数のマイクロセルに分割され、該各マイクロセル
に送受信アンテナと共通増幅器を備えたマイクロセル基
地局が設置され、該マイクロセルと複数のマイクロセル
基地局を統括するマクロセル基地局とは有線ケーブルあ
るいは無線回線により接続され、該マクロセル基地局に
は個々のマイクロセル基地局にそれぞれ対応した複数の
変復調装置が設置され、全てのマイクロセル基地局にお
いて送受信する信号を該マクロセル基地局において処理
を行なう移動通信システムにおいて、該マクロセル内の
各移動端末に対しては、各々異なる通信チャネルが割り
当てられ、該移動端末が複数の前記マイクロセル間を移
動する場合においてもチャネル切替を一切行なわず、該
移動端末が前記マクロセル間を移動する場合にのみ、複
数の該マクロセル基地局を管理する移動通信用回線制御
局においてチャネル切替の制御を一括して行なう移動通
信方式。
【請求項２】複数のマクロセル基地局を管理する移動
通信用回線制御局において全ての移動端末へのチャネル
割り当てを一元的に管理し、該移動通信用回線制御局が
管理する複数のマクロセルゾーン内では個々の移動端末
に異なるチャネルを割り当て、移動端末がマクロセルゾ
ーン間を移動する場合にもチャネル切替えを一切行わ
ず、割り当てチャネルが無くなった場合にのみチャネル
割り当てを要求している移動端末が存在するマクロセル
と距離的に最も離れるか又は該移動端末が移動して行く
可能性の最も小さいマクロセルに存在する移動端末が利
用するチャネルを該チャネル要求移動端末に割り当てる
ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信方式。
【請求項３】前記マクロセル基地局は、複数台の変復
調器と、複数のアンテナと、該変復調器と該アンテナを
接続するためのスイッチ回路と、指定されたチャネルの
信号を前記複数台の変復調器のうちの指定された変復調
器と前記複数のアンテナのうちの指定されたアンテナの
間で伝送させるように前記変復調器と該スイッチ回路を
制御するための接続制御回路と、回線の割り当て／解放
に応じて該変復調器及び該チャネルを割り当て／解放し
該変復調器と該チャネルと前記アンテナの対応を該接続
制御回路に伝えるチャネル割り当て制御回路と、前記チ
ャネルの任意の一つにおける前記アンテナの受信レベル
を測定するための受信レベル測定回路と、該受信レベル
測定回路による測定レベルをもとに前記アンテナの切り
替えを起動し前記変復調器と前記チャネルと前記アンテ
ナとの対応の変更を前記接続制御回路に伝えるアンテナ
切り替え制御回路を備えていることを特徴とする請求項
１又は２に記載の移動通信方式。
【請求項４】前記マクロセル基地局において、前記ア
ンテナと前記スイッチ回路を接続するための伝送路とし
て光伝送路を用い、前記スイッチ回路として光スイッチ
を用いることを特徴とする請求項３に記載の移動通信方
式。
【請求項５】該移動端末から送信される送信信号を、
該マクロセル内の全ての該マイクロセル基地局において
受信し、該マクロセル基地局では自局が統括する全ての
該マイクロセル基地局の前記アンテナにおける受信レベ
ルを検出並びに比較し、該受信レベルが最大となる該マ
イクロセル基地局に該移動端末が存在するものと判断並
びに選択し、該選択マイクロセル基地局の受信信号を該
マクロセル基地局の持つ該当する復調器により復調する
とともに、固定網からのデ−タ信号を該選択マイクロセ
ル基地局から前記移動端末に対して伝送することによ
り、該移動端末における受信特性を改善するマイクロセ
ル基地局アンテナ選択サイトダイバーシチ送受信方式を
利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動
通信方式。
【請求項６】該移動端末から送信される送信信号を、
該マクロセル内の全ての該マイクロセル基地局において
受信し、該マクロセル基地局では自局が統括する全ての
該マイクロセル基地局における受信レベルと瞬時位相を
検出し、あるスレッショルドレベル以上の受信レベルが
得られるマイクロセル基地局を選択するとともに、該選
択基地局からの複数の受信信号の位相合わせと受信レベ
ルによる重み付けを行ない、その和を最大比合成信号と
して検出した後、該最大比合成信号を該マクロセル基地
局の持つ復調器により復調すると同時に、固定網からの
信号を最大比合成のために選択した該当する該マイクロ
セル基地局から該瞬時位相の逆相分の位相シフトを該選
択マイクロセル基地局に対応する変調信号に施した後、
該選択マイクロセル基地局から該移動端末に対して同時
に送信することにより、該移動端末における受信特性を
改善するマイクロセル基地局アンテナ最大比合成サイト
ダイバーシチ送受信方式を利用することを特徴とする請
求項１又は２に記載の移動通信方式。