JPH06508493A - 移動電話システムにおいて移動局を位置決めする方法 - Google Patents

移動電話システムにおいて移動局を位置決めする方法

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JPH06508493A JP5516454A JP51645493A JPH06508493A JP H06508493 A JPH06508493 A JP H06508493A JP 5516454 A JP5516454 A JP 5516454A JP 51645493 A JP51645493 A JP 51645493A JP H06508493 A JPH06508493 A JP H06508493A
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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】 移動電話システムにおいて移動局を位置決めする方法技術分野 本発明は、移動局(MS)を位置決めすることを含む移動電話システムに関する 方法に関係し、この移動電話システムは、移動交換局(MSC)に接続された基 地局(BS 1.MT)を含み、この移動電話システムへ所要数の周波数が割当 てられる。
背景技術 TDMA、すなわち時分割多重アクセスとMAHOlすなわち移動援助ハンドオ フを用いた既知の移動電話システムは各基地局内に制御チャネルを有し、その制 御チャネルの信号強度は移動局により測定され又その周波数は送信基地局の特定 の地理的範囲内で識別を可能とする。
このようなシステムの例はヨーロッパの03MシステムとEIA/TIA l5 −54指定の標準により指示された米国システムである。陸上システムは移動局 に命令して特定周波数の信号強度を測定報告させ、これは移動局に最も近い所に ある基地局を識別することを可能とする。
スエーデン特許出願第9001312−9号では、屋内と屋外両方の加入者によ る使用を意図した移動電話システムか提案されている。この装置は外部サブシス テムと内部サブシステムを含む。適合チャネル割当てか内部サブシステムに適用 され、これは屋内ユーザーにシステムの全トラヒック・チャネルへのアクセスを 与える。送信器電力は外部サブシステムの送信器電力と比べて小さく、このこと は建物内のいくつかのセルで同じトラヒック・チャネルを使用することを可能と する。各屋内セルに属する制御チャネルは適合ではなく固定であり、屋外セルの ものと同様に移動局の基地局を識別する。この移動システムは多数の屋内基地局 を含む。固定制御チャネルは欠点である、何故ならこれは屋外システムから容易 に外乱を受けやすく、適合的に変更できないからである。
さらに、加入者が呼中に周辺基地局の制御チャネルに対して行った測定を報告し た時陸上システムにとって制御チャネルの周波数を基にハンドオフ用の屋内基地 局を明瞭に識別することは困難である。この困難は、加入者が特定の屋外セルの 街路からいくつかの可能な建物の内の1つへ入ることを選択した時に発生する。
これらの建物の屋内基地局はこの時移動局からの報告測定で明瞭に定義されなけ ればならず、このことはこれらの建物の全てて制御チャネル周波数か異なること か必要である。
発明の開示 本発明は、上述した適合屋内システムの固定屋内基地局制御チャネルが外乱を受 けやすいことの認識と、移動局から報告された測定から開始点として屋内基地局 を安全に認識することが可能であることの認識を基にしている。
本発明の目的は、以後副局と呼ぶ、トラヒック・チャネルのみを有し制御チャネ ルを有さない屋内基地局を提供することである。
本発明の他の目的は、副局識別の問題を解決することで、この目的のため移動シ ステムに利用可能な全てのものの中からいくつかの周波数を予約することにより 解決する。ある地理的区域内の副局の各々は、常に放送されているこれらの予約 周波数のユニークな組を割当てられる。この割当ては永久的でもよいが、半永久 的なものでシステムの移動交換局から指令されるものが望ましい。
これは局所的外乱状態に注意を払い、移動電話網の拡張に関連した変更又は修正 の必要性を可能とする。識別用にセル中で識別周波数を用いることに加えて、こ れらの周波数は又セル中でトラヒックを運ぶために用いることが可能である。本 発明は以下の請求の範囲に述べる特徴により特徴づけられる。
図面の簡単な説明 添附図面を参照して本発明の例示実施例を以下に詳細に説明する。
第1図はセルラ移動電話システムの概略図である。
第2図は時間共有無線送信用の時間スロットを図示する。
第3図は時間スロットに送信された信号列を図示する。
第4図は建物内の基地局と副局を図示する。
第5図は本発明の方法を図示する流れ図である。
本発明を実施する最も良好な態様 第1図はセルCI、C2,C3を有するセルラ移動電話システムの一部を図示す る。セルの各々は基地局BS1、BS2.BS3を各々有し、これらは移動交換 局MSCへ接続される。セルC1は、ケーブル2により移動交換局MSCへ接続 されている一般にMTて参照される副局が装備されている建物Iを収容する。移 動局MSか移動電話システムを介して発呼可能な加入者かセルCIへ移動して来 る。
加入者が屋外と建物l内の両方から発呼可能であることか望ましい。移動局が建 物へ入った時又は出た時も加入者が呼を手動で再接続する必要なしに発呼又は会 話を継続することが可能でなければならない。移動電話システムは制御チャネル 上でさえも低い外乱レベルを有しハンドオフ前に屋内と屋外の両方で移動局の明 瞭な局所化を得るべきである。これらの是非欲しいものは本発明による移動電話 システムにより満たされる。
第1図に図示した移動電話システムは多数の周波数、又は別々の周波数対に分割 された周波数域を当局により割当てられており、この周波数対の一方は基地局又 は副局から移動局MSへの通信、いわゆるダウンリンクに用いられ、他方の周波 数は反対方向、いわゆるアップリンクに用いられる。各周波数の個々の呼に対し て既知の方法、通常TDMA、時分割多重アクセスと呼ばれる方法で多数の時間 スロットに分割される。本願では、トラヒック・チャネルという用語は特定周波 数上のこのような1つの時間スロットを識別する意味である。第2図は周波数対 の一方に対して規則的に現われる時間スロットl−Nを図示する。時間スロット 1oの図示実施例で、Tは時間を表わし、記号Tlは時間スロットの接続時間を 示す。T2は時間スロット1oが送信される2つの発生時間の間の時間間隔を示 す。呼と接続の確立用に、例えば前述の米国規準EIA/TIA l5−54の ように、移動電話システムは時間スロットを欠き、完全な周波数を占存するM御 チャネルCcを含む。
チャネルという用語は送信器と受信器間の空間を指示するために無線文脈で時々 使用されることに注意すべきである。語チャネルのこの意味は本願では使用され ない。
第3図は時間スロットで送信される既知の信号シーケンスを図示する。信号シー ケンスは、開始シーケンスGR,同期シーケンス5YNC,2つのデータ・シー ケンスDI、D2と制御信号用の予約信号スペースである関連制御シーケンス5 ACCHに分割される。前述の米国移動電話規準EIA/TIA l5−54で +;!、対応する構成の時間スロットが指定されている。
第4図は基地局BSIとセルcl中の建物lをより詳細に図示しである。建物は 3室3を有し、各々は副局MT1.MT2.MT3を各々備え、これらの副局は ケーブル2により移動交換局MSCに接続される。移動局MSは各々A、B、C と参照される3つの異なる位置に示されている。基地局BSIは適合的に割当て られるシステム・トラヒック・チャネルの全てと制御チャネルCCである全周波 数へのアクセスを有する。移動局MSは制御チャネルCCの補助で基地局BSI を呼び、移動交換局MSCは制御チャネルの補助で呼チャネルを割当てる。チャ ネルを移動する時は、新たな呼チャネル用の指令が旧呼チャネルに送信される。
これらの機能は既知の方法、例えば第2図に図示したNの代りに3つの時間スロ ットのみを挙げている前述の米国移動電話規準に従って実行される。N時間スロ ットが本発明を記述するために用いられ、これは米国移動電話規準に限定されな い。
本発明によると、副局MT1.MT2.MT3はいくつかの送受信器を有してい る簡略化された基地局である。
副局は移動電話システムの各種l・ラヒック・チャネルで送受信可能な制御チャ ネルは欠けている。移動システムにより利用可能な全てのトラヒック・チャネル 周波数の中、そして基地局BSIがアクセスを有する周波数の内で、一定数が識 別用に割当てられる。図示の実施例の場合、NolからNo30までの30周波 数が予約される。副局MTI、MT2.MT3(7)各々はこれら(7)30周 波数の中からユニークな組を割当て、各組は5周波数を含む。
副局の各々はその5つの割当て周波数を常に送信し、これらの周波数は各副局に 対してユニークな周波数の組を慣成しているため、移動局MSに隣接する副局は 移動交換局MSCにより識別可能である。より広い意味で、この識別は30個の 割当て周波数の信号強度を測定し、5個の最強信号を移動交換局MSCへ報告す る移動局MSCにより実行される。このことは、移動局MSが屋内に位置して最 近接配置の副局へ引渡す時を基地局BSlが移動局MSへ指令することを可能と する。このハンドオフ処理は以下により詳細に説明される。
その各々のユニークな周波数の組に加えて、副局MT1、MT2.MT3は呼用 のトラヒック・チャネルへのアクセスを存する。これらのチャネルは永久的に割 当てされてもよい。本発明の図示実施例では、トラヒック・チャネルは移動交換 局MSCにより以後適合的に割当てされる。適合チャネル割当ての場合、識別用 の副局のユニークな周波数組に属する周波数も又この副局によりトラヒック・チ ャネル周波数として使用されることに注意すべきである。
図示の例示実施例の場合、以下のユニークな周波数組が副局用に作られている。
MTに周波数Nol、 No2. No3. No4. No5゜MT2:周波 数Nol、 No3. No4. No5. No6゜MT3:周波数Nol、  No4. No5. No6. No7゜周波数Nolは副局に共通であるこ とに注意すべきである。副局MTI、MT2.MT3がら到達する屋内信号の強 度は、相対的に短い屋内距離のため基地局BSIがら到達する屋外信号の強度よ り一般的に大きい。以下により詳細に説明するように、移動交換局MSCは周波 数Notの強度を閾値と比較することにより移動局MSが屋外か又は建物の内部 かを決定可能である。周波数割当は移動電話システム内で多数の副局を識別可能 とする。図示実施例ては、291/251・4 !=23751のユニークな周 波数組が作成可能である。感嘆符記号(exclamation mark)は 通常機能(faculty)を意味する。
本発明の移動電話システムが動作する方法は第5図の流れ図を参照して説明され る。前述したように、ブロック20に従って周波数は移動電話システムに割当て られ、ブロック21で識別周波数Not −No30が指示される。
ブロック22で選択された各々のユニークな周波数組が副局MT1.MT2.M T3に割当てられ、副局はブロック23に示されるようにこれらの周波数を送信 する。
移動局MSがセルCIに配置され、発呼したり又は他の加入者から呼ばれると、 移動交換局MSCは基地局BS1へその空いているトラヒック・チャネルの1つ 、例えは周波数No36の第1時間スロットを割当てる。ブロック24に図示す るこのチャネル分割は公知の方法で実行され、移動局MSは割当てトラヒック・ チャネル上で呼を開始する。移動交換局MSCはブロック25に従って近隣の基 地局と副局の周波数を聴取するよう基地局BSlを介して移動局MSへ命令する 。移動局はブロック26で割当トラヒック・チャネルの関連制御シーケンス5A CCH上で基地局BSIへ5つの最強周波数の信号強度を報告する。ブロック2 7で、移動交換局MSCはこれらの周波数に関する測定を受取り、報告信号強度 を閾値Thと比較する。共通周波数Nolが閾値Th以下である時又は周波数N olが全く検出されない時、二者択一の「いいえ(No) Jて、移動局MSは 多分屋外、例えば位置Aにいる。このようにして、移動交換局MSCは共通周波 数Nolの信号強度の援用により移動局を位置決めする。この場合、「いいえ」 の択一によると基地局BSlへの接続は割当てトラヒック・チャネル、周波数N o36の第1時間スロット上で続行する。反対に、共通周波数Notの信号強度 か閾値Thを越えると、ブロック27の[はい(Yes)J択一によると移動局 MSはブロック29によると例えば位置Bの多分屋内にいる。この場合、移動局 MSは割当てトラヒック・チャネル、周波数36上の第1時間スロットの関連制 御周波数5ACCH上で周波数Nol、No3.No4.No5.No6を報告 する。移動交換局MSCはこのように共通周波数Nolの信号強度の助けにより 移動局MSか屋内にいることを最初に見出す。
ブロック30によると、次いで移動交換局MSCは報告周波数がユニークな周波 数組の内の一つと一致するがどうかを確認する。択一の[はいJの場合、移動交 換局MSCはブロック31により移動局MSを副局MT2へ位置決めする。MT 2は報告周波数No3. No4. No5゜No6の助けにより識別される。
ブロック32によると、移動交換局MSCは移動局MSと副局MT2との間の接 続4へ空きチャネルを割当てる。これは例えば周波数N035の時間スロットI Oの指示により実行される。次いでブロック33により移動交換局はノ1ンドオ フの命令を出す。このハンドオフは前の割当てトラヒック・チャネル、周波数N o36の第1時間スロットから指示チャネル、周波数No35の時間スロットl Oへ実行される。接続4が確立されると、副局MT2はケーブル2を介して移動 交換局MSCと通信する。ブロック30の択一「いいえ」の場合、移動局MSは ブロック24に従って基地局BSlを経由して通信を続行し、ブロック25に従 って識別周波数を聴取する。
呼が進行中に、移動局MSがドア5を通過して隣接する部@3の位置Cへ移動す ることも可能である。移動局MSは接続4上の呼が続行する間ブロック25に従 って周波数Nol −No30を聴取し続ける。この聴取過程は第2図による時 間スロットlOが再現する間の時間T2中に行われる。ブロック26によると、 移動局MSは割当てトラヒック・チャネル、周波数35の時間スロットIOの関 連制御周波数5ACCH上で5つの最強信号を副局MT2を介して移動交換局M SCへ報告する。移動局MSがドア5を通過するある時点で、これは移動交換局 MSCへ最強周波数Nol、 No4. No5. No6. NO7を報告す る。この周波数組は副局MT2に属さない。ブロック30の「いいえJ択一に従 って、移動交換局は基地局BSIと移動局MSへBSIのセル中の空きトラヒッ ク・チャネル、例えば周波数N049の第2時間スロットへの引継ぎを命令する 。移動局MSは最強周波数No1.N。
4、No5.No6.NO7を常に報告し、これは周波数No49の第2時間ス ロットの関連制御周波数5ACCH上で生じる。ブロック27て周波数Nolの 信号強度が閾値Thを越えた場合、移動交換局はブロック29で移動局MSを屋 内と位置決めする。MSは又ブロック30,31を参照して上述したように、そ のユニークな周波数組の助けにより副局MT3の近傍にあるものとして位置決め される。副局MT3と移動局MSとの間の接続6はブロック32でこの副局の空 きトラヒック・チャネルの1つ、例えば周波数No37の第3時間スロットに割 当てられ、移動局MSはブロック33に従ってこのトラヒック・チャネルへのハ ンドオフを行う。
図示の例の場合、室を変更する時、ハンドオフは副局MT2から基地局BS!へ 実行され、以後副局MT3へのハンドオフが行われる。これは副局交換過程での 呼の喪失の危険性を減する。しかしながら、本発明の別の実施例によると、ある 副局から他へ直接ハントオフを行うことも可能である。この方法は、新たな副局 MT3の識別周波数の報告信号強度が旧副局MT2の信号強度を越えた時に適用 可能である。この場合、ユニークな周波数組が1つの周波数以上互いに異なって いるのが適当である。
移動局MSはドア5やドア7.8を介して建物lの外へ移動可能である。この場 合接続は上述した方法に従って基地局BSIと副局MT3.MT2.MTI間で 以後切換えられる。移動局MSがドア8を通過すると、基地局BSIはそのトラ ヒック・チャネル、例えば周波数N042の第2時間スロット上の接続へ引継ぐ 。移動局MSはこのチャネルの関連制御シーケンス5ACCH上で5つの最強周 波数を報告する。この場合、共通周波数Notの強度は閾値Th以下にあり、ブ ロック27の択一「いいえ」となる。基地局BSIは移動局MSをこれにより屋 外と位置決めし、基地局BSIとの接続はブロック24により周波数N042の 第2時間スロット上で続行する。
副局へのこの周波数割当は、報告周波数の内の一部のみが副局のユニークな周波 数組の一部と一致する必要があるようにして実行可能である。この周波数組は例 えば以下の方法で作成される。
MTI:周波数Nol、 No2. No3. No4. No5゜MT2 周 波数Not、No6.No7.No8.No9゜MT3 周波数Nol、 No t O,Nol I、 Nol 2. NoI 3ある場合、移動局MSか周波 数Nol、 No9. NoI O。
Nol l 、 Nol 2を報告する。移動交換局MSCは周波数Nolによ り移動局M Sを屋内と位置決め可能である。周波数NoI O,Nol I、  Not 2の多数決決定を基に、移動交換局MSCは移動局MSを副局MT3 へ位置決めし、この局のチャネルの内の1つへの接続を割当て可能である。
位置決め用として相対的に小数の周波数を予約した場合、移動局MSの局所化を いくつかの期間に分割可能である。このことは以下の例に従ってその各々のユニ ークな周波数組の助けにより多数の副局を識別可能とする。
・ セルC2は位置決め用に11の番号付周波数を割当てる。
このセルの副局のユニークな周波数組は、共通周波数と、第1位置決め期間に送 信される2つの周波数と第2位置決め期間に送信される2つの周波数を含む。こ の方法は、小数の予約周波数にも係らず(101/2!・8 り ” =202 5通りの異なる副局を識別可能である。このようにユニークな周波数組は2つの 部分組に分割され、その各々は位置決め期間の各々の間に送信される。
上述した本発明の図示例示実施例では、副局MTI。
MT2.MT3は制御チャネルを欠き、一方基地局BSIのみが移動局MSへ識 別用の制御チャネルCCを存する。しかしながら、本発明は又制御チャネルへの アクセスを存する副局や本発明の方法に従って識別用のユニークな周波数組を放 送する基地局にも適用可能である。
第2図の実施例で副局は屋内に配置されているが、副局も又屋外、例えば工場区 域内に配置してもよい。上述の30の予約周波数NolからNo30を用いてセ ルCI以外のセル例えばセルC2,C3中の副局を位置決め可能である。図示実 施例ては、基地局と副局はトラヒック・チャネルの適合割当てを有しているが、 本発明の範囲は永久的なチャネル割当てを含む。可能なトラヒック・チャネルの 外乱レベルを測定する適合チャネル割当ての場合、割当てた識別周波数Nol  −No30を、識別用にこの周波数を用いる副局の1つによりトラヒック用に用 いてもよい。これはある識別周波数の外乱レベルが規定最大値の下にある時に可 能である。第5図を参照して上述した例示実施例では、移動局MSから報告され た信号強度の全てが閾値Thと比較される。しかしながら、いくつかの閾値、例 えば共通識別周波数Not用にある閾値を、残りの識別周波数用に他の閾値を用 いることも可能である。
本発明は多数の利点を与える。前述したように、副局MTは相対的に簡単で、本 発明は移動局の位置を積極的に確立てきる、すなわち位置決め可能である。1つ の重要な利点は、本発明が既存の移動電話システムの[移動援助ハンドオフ」に 指定の機能を利用している点である。
この機能は移動局が個々の基地局からの多数の制御チャネルを聴取し、移動交換 局へ最強信号のいくつかを報告することを含む。交換局はこれにより移動局との 接続に最も適した基地局を選択可能である。本発明の例示実施例によると、[移 動援助ハンドオ)」機能を用いて予約周波数Nol −No30を聴取する。
Fig、 2

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.移動局(MS)を位置決めすることを含む移動電話システムに関する方法に おいて、この移動電話システムは移動交換局(MSC)に接続された基地局(B S1,MT)を含み、この移動電話システムへ所要数の周波数が割当てられ、 移動電話システムの周波数のいくつかは識別周波数(No1−No30)として 指示され、基地局の内のいくつか(MT1,MT2,MT3)が選択され、識別 周波数(No1−No30)から少くとも1つの各ユニークな周波数の組(No 1,No2,No3,No4,No5;No1,No3,No4,No5,No 6;No1,No4,No5,No6,No7)を割当て、 選択した基地局(MT1,MT2,MT3)はその各各のユニークな周波数組を 送信し、 移動局(MS)は識別周波数(No1−No30)を聴取し、 移動局(MS)は最強信号を有する所定数の周波数を移動交換局(MSC)へ報 告し、 移動交換局(MSC)は報告周波数をユニークな周波数組と比較し、 報告周波数の少くとも一部と選択した基地局の内の1つ(MT2)用のユニーク な周波数組(No1,No3,No4,No5,No6)の少くとも一部との間 の一致の場合に、この基地局が選択されトラヒック・チャネルを割当てられ、 移動局(MS)は割当てトラヒック・チャネルを有する選択基地局(MT2)に 位置決めされ、このチャネル上で移動局(MS)との接続(4)が設定される、 ことを特徴とする移動電話システムに関する方法。
  2. 2.請求の範囲第1項記載の方法において、移動局(MS)は最強周波数信号の 強度を報告し、移動交換局(MSC)は少くとも1つの信号強度を閾値(Th) と比較することを特徴とする方法。
  3. 3.請求の範囲第1項又は第2項記載の方法において、選択した基地局(MT1 ,MT2,MT3)の各々は識別周波数(No1−No30)の中から少くとも 2つのユニークな周波数の組を割当てられ、これらの周波数の組は少くとも2つ の相互に分離した位置決め期間中に送信されることを特徴とする方法。
  4. 4.請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の方法において、 移動局(MS)は選択した基地局(MT2)との接続(4)の間識別周波数(N o1−No30)の信号強度を聴取し、 移動局(MS)は最強の信号を有する所定数の周波数(No1,No4,No5 ,No6,No7)を報告し、報告周波数の指定は選択した基地局(MT2)の ユニークな周波数組(No1,No3,No4,No5,No6)と比較され、 ユニークな周波数組(No1,No3,No4,No5,No6)の一部と報告 周波数(No1,No4,No5,No6,No7)の一部との間の偏差がある 場合、接続(4)は選択した基地局(MT2)からユニークな周波数組の欠如し た基地局(BS1)の内の1つへ切換えられる、ことを特徴とする方法。
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