JPH0644738B2 - 無線通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、片方向通信と双方向通信が混在する無線通信
システムのチャネル割り当て方式に関する。特に移動無
線方式のチャネル割り当てに適する。

〔従来の技術〕

双方向通信に対して一対のチャネルを割り当てる制御方
式は、電話網などの対単位で回線管理を行う通信方式に
おいて行われるものであるが、それに加えて片方向通信
が存在するときに、ランダムに生起する通信要求に対し
てチャネル使用効率を向上させるようにチャネルを割り
当てることは重要な問題である。

従来提案されている片方向通信と双方向通信が混在する
通信システムにおけるチャネル割当の制御方法には以下
のようなものがある。

まず、もっとも簡単な制御方法としては、片方向通信も
双方向通信と区別せずに一対のチャネルを割り当て、一
対のどちらか一方を使用し、他方を未使用のまま保持す
る方法である。

この制御方法を採用したときのチャネル使用状態の一例
を第３図(a)に示す。

第３図は、二つの信号送受信局間に５つのチャネル対が
存在する場合のチャネル使用状況を表したものであり、
２局間の互いに逆方向のチャネルをそれぞれ「上り」、
「下り」と呼び区別する。この図面でが上り、 が下りを示している。

Ａ〜Ｅは各チャネル対に付けた対番号、２は対のうちの
上りのチャネル、３は下りのチャネル、４の点線に囲ま
れたチャネル対はこのチャネルが双方向通信に使用中で
あることを表し、５の点線に囲まれたチャネルは片方向
通信に使用中であることを表している。

第３図(a)では対番号ＣとＥの上り、対番号Ｄの下りに
それぞれ空きチャネルが存在するが、上り、下りとも空
きのチャネル対が存在しないので、双方向通信要求が生
じたり、また片方向通信の要求が生じても、双方向通信
のみならず片方向通信も接続不可能である。

この方法は、同一の接続制御で両通信を取り扱える点で
制御的にはもっとも簡単であるが、片方向通信のチャネ
ルと対をなす他方のチャネルを使用できないのでチャネ
ル使用効率が劣る。

次に、片方向通信を双方向通信と分離して制御し、片方
向通信では構成されているチャネル対に関係なく、使用
可能な空きチャネルが見つかればそのチャネルから割り
当てていく方法がある。

この方法を採用したときの一例を第３図(b)に示す。

対番号Ｃのチャネル対のように上り、下りを独立に片方
向通信に使用可能であり、現在空きの対番号ＤとＥのそ
れぞれ下りと上りのチャネルも片方向通信に使用可能だ
が、上り、下りに１チャネル空きがあるにも関わらず、
それらが一対に収まっていないので双方向通信には接続
不可能である。

この方法では、片方向通信は空きチャネルが存在してい
れば必ず通話接続が可能だが、一対のチャネルを確保す
るようにチャネルを割り当てる制御を行っていないの
で、双方向通信の接続確率が最適なものとはいえない。

さらに、双方向通信の接続確率を向上させる制御方法と
して、片方向通信の要求が生じたときはチャネル対の他
方のチャネルが使用中のチャネルを優先的に割り当てる
方法が考えられている。

例えば第３図(c-1) の状態から下りの片方向通信の要求
が発生したとき、対番号ＤとＥの下りの空きチャネルの
うち上りのチャネルを使用している対番号Ｄの下りチャ
ネルを優先して割り当てる。このとき、チャネル使用状
況は第３図(c-2) になり、一対の空きチャネルを保持す
ることができる。このように、片方向通信が使用するチ
ャネル対の数が減少し、双方向通信が接続可能なチャネ
ル対数を多く確保できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この第３図(c-1〜2)に示す制御方法でも双方向
通信の接続確率は最適であるとはいえない。何故なら
ば、ほとんどの通信網において、必ずしも２つの通信が
同時に生起して同時に終了するとは限らないないからで
ある。すなわち、片方向通信の生起時に使用しているチ
ャネル対の空きチャネルを優先的に割り当てても、チャ
ネル対を使用している２つの片方向通信の一方が先に終
了し、元のチャネル対の一方のチャネルが使用中の状態
に戻る場合がほとんどである。例えば、この制御方法を
用いても、通信が終了する過程で第３図(b)の状態が起
こり得る。

この場合、対となるチャネルが未使用の２つのそれぞれ
逆方向の片方向通信を一対の２チャネルに併合できるな
らば、未使用の一対のチャネルが確保されることにな
り、双方向通信の接続確率をさらに向上することが可能
になるが、従来の無線通信システムには、このようなチ
ャネル制御機能はなかった。

本発明は、このような問題点を解決するために、片方向
通信が終了した時点または双方向通信の要求が生起した
時点に対となるチャネルが未使用の二つのそれぞれ逆方
向の片方向通信が存在するならば、どちらか一方の片方
向通信を他方の対の空きチャネルに通信中チャネル切替
をすることによって、一対の空きチャネルを確保し、双
方向通信の接続確率を向上させ、システム全体のチャネ
ル使用効率を高める無線通信方式を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は無線基地局と、この無線基地局と片方向通信を
行う子局と、この無線基地局と双方向通信を行う子局と
がひとつの無線システムを構成し、双方向通信は上りと
下りのチャネル対を使用し、片方向通信はこのチャネル
対の一方のチャネルを使用する無線通信方式において、 片方向通信に使用しているチャネル対の上りまたは下り
の空きチャネルが存在している場合に、通信中チャネル
切替を行って、一つのチャネル対の双方向のチャネルを
それぞれ片方向通信にチャネル割り当てを行うことを特
徴とする。

またこのチャネル切替は、一対のチャネルを占有してい
る片方向通信のどちらか一方が終了したときに他のチャ
ネル対の一方のチャネルのみを使用する前記終了した片
方向通信と同方向の片方向通信が存在するときはどちら
か一方の片方向通信を他方のチャネル対の空きチャネル
に通信中チャネル切替を行うことが好ましい。

またチャネル切替は、双方向通信要求が生じ、このとき
接続可能な双方向通信用チャネル対が存在しない場合
に、片方向通信に使用している二つのチャネル対が存在
し、かつそのチャネル対はそれぞれ上りおよび下りの片
方向通信を行っており、その二つのチャネル対の他方の
チャネルがそれぞれ未使用である場合に、どちらか一方
のチャネル対の空きチャネルに他方のチャネル対の片方
向通信を通信中チャネル切替することが好ましい。

〔作用〕

本発明は、片方向通信に使用されているチャネル対に空
きチャネルがでたときに、他のチャネル対を使用中の片
方向通信をチャネル切替を行って一つのチャネル対にま
とめて双方向通信に使用できるチャネル対を増加させ
る。

例えば、片方向通信に使用されているチャネル対のうち
の一つのチャネルが通信終了になり、このチャネル対と
は別のチャネル対に先のチャネル対の残りのチャネルを
使用しているのとは別の方向の片方向通信があった場合
には、通話中チャネル切替を行って二つの上りと下りの
片方向通信を一つのチャネル対にまとめる。

また、双方向通信要求が生起したときに、それぞれ片方
向通信に使用され、その片方向通信の方向が別方向であ
る片方向通信をやはり一つのチャネル対にまとめ、空い
たチャネル対を双方向通信要求に割り当てる。

この結果、双方向通信に割り当てられるチャネル対が多
くなるので、チャネルの使用効率を向上させることがで
きる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明実施例を説明する。

本発明は、双方向通信に一対のチャネルを割り当てる無
線通信方式ならば、固定、移動をとわず適用することが
できるが、通信中のチャネル切替は、移動通信において
一般的に行われている制御技術であるので、移動通信に
適用した例を挙げてその実施例を説明する。

一般に移動通信では、通信要求が生じたときに空き無線
チャネルを割り当てて通話接続を行う。そして、移動局
が無線ゾーンを横断したときなど既チャネルで通話品質
を保てなくなった場合に他の通信可能なチャネルにチャ
ネル切替を行う。このような通信中チャネル切替技術は
小無線ゾーン構成を基本とする移動通信方式においては
必須の技術であり、現実の移動通信システムにも古くか
ら採用されてきたものである。

この通信中チャネル切替は、例えば、チャネルを定期的
に走査して空きチャネルがあるか否かを見て、空きチャ
ネルの番号をメモリ等に記憶しておき、チャネル切替命
令によって制御回路でその空いているチャネルに切り替
える。

本発明では、移動通信方式において、双方向通信と片方
向通信とが混在する場合に利用する。

双方向通信と片方向通信が混在する場合とは、ファクシ
ミリ送信と通話とを混在して行うことができる移動通信
システムなどをいう。例えば、移動体を端末装置として
使用し、移動体からパケット通信を行うと、送信開始あ
るいは終了時は双方向通信ではあるが、データを送信中
は、移動体からの上りのみの片方向通信となっている。
また、ページングを行う場合は下りの片方向通信であ
る。さらに、例えば、移動体を放送用移動局として使用
すれば、移動体からの片方向通信を行っているものとみ
ることができる。

本発明は、このようなデータ通信を含んだりして、双方
向通信と片方向通信とが混在している移動通信方式にお
いて利用されるものである。

通常、移動通信方式ではチャネルの周波数を設定する周
波数シンセサイザの機能条件から、チャネルは対単位に
管理されており、双方向通信はあらかじめ定められた一
対の上り下りチャネルを使用して通信接続を行う。一
方、片方向通信は上記の対の概念とは無関係に上り下り
の空きチャネルを選択して通信接続を行うことが可能で
ある。

まず、本発明実施例が適用される移動通信の概念図を第
１図に示す。

第１図は、無線ゾーン内の移動局が基地局と通信を行っ
ている状態を表した図であり、図において、６は無線ゾ
ーン、７は基地局、８、９、10は移動局、11は移動局８
が行っている上りの片方向通信のチャネル、12は移動局
９が行っている下りの片方向通信のチャネル、13、14は
移動局10が行っている双方向通信のチャネルである。こ
のときのチャネル使用状態を従来例で説明した第３図と
同様な形式に表現したのが、第２図(x)、(y)である。

ここで、基地局７が具備するチャネル対の数はＸ、Ｙ、
Ｚの３つとしている。チャネル使用状況が第２図(x)の
とき、片方向通信チャネル11、12はチャネル対番号Ｙ、
Ｚのそれぞれ上りと下りのチャネルとなっている。この
状況で他の移動局において双方向通信の要求が生起する
と、上り、下りの共に空きの一対のチャネルが存在しな
いので、即時系の通信システムを考えると、その通信要
求は呼損として却下される。

ところが、チャネル使用状況が第２図(y)の場合には、
片方向通信のチャネル11、12は対番号Ｙの上りと下りの
チャネルとなっている。この状況で他の移動局において
双方向通信の要求が生起すると、上り、下り共に空きの
一対のチャネルとして対番号Ｚのチャネルが選択でき
る。したがって、チャネル使用状況としては、第２図
(x)より(y)のように片方向通信が使用するチャネル対の
数をできるだけ減らした状態が双方向通信の接続確率を
高めるためには望ましい。

このようなチャネル接続状態にするための実施例１を以
下に説明する。

この実施例１は片方向通信の要求の発生時に、既に通信
中の片方向通信のチャネルと対になるチャネルを優先的
に割り当てる制御を行うことを前提条件としている。

まず、チャネルの使用状態が第２図(y)から次のように
状態が推移したものとする。

下りの片方向通信の要求が生じ、対番号Ｚの下りチャ
ネルと接続する（第２図(z)）。

対番号Ｙの下りチャネルと接続していた片方向通信が
終了する（第２図(x)）。

この第２図(x)の状態では、対番号ＹとＺのそれぞれ下
りと上りに空きチャネルが存在するが、二つの対に跨が
っているため、双方向通信には使用不能である。

このため、次のようにチャネル切替制御を行う。すなわ
ち、対番号Ｚの下りのチャネルと接続している片方向通
信呼を対番号Ｙの下りの空きチャネルに通話中チャネル
切替を行う。

この結果、第２図(y)のように、対番号Ｚの一対の空き
チャネルＺが確保され、双方向通信が接続可能となる。
このように、実施例１では、片方向通信の終了時にチャ
ネル切替を行って２つの片方向通信を一つの対に詰め込
むことができる。

次に、通信中チャネル切替を応用した別のチャネル割当
方法を使用する実施例２を説明する。

この実施例２は双方向通信要求が発生したときに、一対
の空きチャネルが存在しないとチャネル切替を行うもの
であり、これは実際に一対の空きチャネルが必要なのは
双方向通信要求が生起したときであることから、必要な
制御をその時点まで行わず、双方向通信要求が生起した
ときに通信中チャネル切替を行うものである。

この実施例２を具体的な例を用いて、第２図(x)の状態
から双方向通信の要求が生起した場合で説明する。

すなわち、第２図(x)の状態では、接続可能な一対の空
きチャネルが存在しないので、チャネル切替処理に制御
が移る。対番号Ｙの上りチャネルと接続している片方向
通信と対番号Ｚの下りチャネルと接続している片方向通
信は一対のチャネルにまとめることができる。そこで、
対番号Ｚの下りチャネルと接続している片方向通信を対
番号Ｙの下りの空きチャネルにチャネル切替を行うこと
によって、第２図(y)の状態にして、対番号Ｚの一対の
チャネルが使用可能となる。そこで、生起した双方向通
信要求は、対番号Ｚのチャネルと通話接続を行う。

ところで、実施例１では、片方向通信の要求の生起時に
すでに通信中の片方向通信のチャネルと対になるチャネ
ルを優先的に割り当てる制御を行うことが必要条件であ
るのに対して、実施例２はそのような割当制御を行わな
い場合でも適用可能である。ただし、実施例２でも上記
制御を合わせて行うことにより、双方向通信要求の生起
時の通信接続までの平均制御量を減少させることができ
る。

なお、上述の実施例における通話中チャネル切替は、上
述した移動通信方式における通話中切替制御技術を用い
て行う。

また、以上の実施例は、移動通信方式を例に挙げて説明
したが、本発明は固定無線伝送方式にも適用可能であっ
て、通信中チャネル切替技術をこれらの通信システムに
も適用することにより、移動通信方式で説明した場合と
同様にチャネル使用効率の向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、通信中チャネル切替を
用いて、片方向通信が使用するチャネル対の数をできる
だけ減らすようにチャネル制御を行うことにより、従来
技術に比べて、上り下りに少なくとも一つずつの空きチ
ャネルが存在する限り、双方向通信が呼損となることな
く接続できるので、チャネル使用効率を向上させること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は無線ゾーン内の移動局が基地局と通信を行って
いる状態を示す概念図。 第２図は、本発明実施例のチャネル使用状態を説明する
図。 第３図は従来例のチャネル使用状態を説明する図。 ２……上りチャネル、３……下りチャネル、４……双方
向通信使用中、５……片方向通信使用中、６……無線ゾ
ーン、７……基地局、８〜10……移動局、11〜14……チ
ャネル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無線基地局と、この無線基地局と片方向通
   信を行う子局と、この無線基地局と双方向通信を行う子
   局とがひとつの無線システムを構成し、 双方向通信は上りと下りのチャネル対を使用し、片方向
   通信はこのチャネル対の一方のチャネルを使用する無線
   通信方式において、 片方向通信に使用しているチャネル対の上りまたは下り
   の空きチャネルが存在している場合に、通信中チャネル
   切替を行って、一つのチャネル対の双方向のチャネルを
   それぞれ片方向通信にチャネル割り当てを行う ことを特徴とする無線通信方式。
2. 【請求項２】発生した片方向通信要求に対して通信中の
   片方向通信に使用されているチャネルと対をなす未使用
   のチャネルを優先的に割り当て、 一対のチャネルを専有している片方向通信のどちらか一
   方が終了したときに他のチャネル対の一方のチャネルの
   みを使用する前記終了した片方向通信と同方向の片方向
   通信が存在するときはどちらか一方の片方向通信を他方
   のチャネル対の空きチャネルに通信中チャネル切替を行
   う ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の無線
   通信方式。
3. 【請求項３】双方向通信要求が生じ、このとき接続可能
   な双方向通信用チャネル対が存在しない場合に、片方向
   通信に使用している二つのチャネル対が存在し、かつそ
   のチャネル対はそれぞれ上りおよび下りの片方向通信を
   行っており、その二つのチャネル対の他方のチャネルが
   それぞれ未使用である場合に、どちらか一方のチャネル
   対の空きチャネルに他方のチャネル対の片方向通信を通
   信中チャネル切替する ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の無線
   通信方式。