JPH07154843A - ディジタル移動通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基地局と移動局との接続をスムースに、しか
も確実になし得るディジタル移動通信システムを提供す
ることを目的としている。 【構成】 基地局が、移動局から通信チャネルの割当要
求を受けた場合に、未使用のチャネルを調べて、その内
の一つを割当候補チャネルとして選択する割当候補チャ
ネル選択手段と、選択した割当候補チャネルを、割当要
求した移動局に対して動的に割り当てる通信チャネル割
当手段と、割当候補チャネルを割り当てる際に、該割当
候補チャネルを確保するために、所定のチャネル確保信
号を上りチャネルに先行して下りチャネルに送出するチ
ャネル確保信号送出手段とを備えたことを特徴とするデ
ィジタル移動通信システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基地局と移動局との間
の呼接続方法を改良したディジタル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、高度情報化が進み、様々な情報通
信メディアが登場して普及してきている。その中でも、
即時性と起動性に富む移動通信システムは、特に注目さ
れる情報通信メディアの一つに位置付けられている。か
かる移動通信システムは、無線を利用した情報通信シス
テムであって、携帯電話や自動車電話、更にＭＣＡ無線
等々の様々な分野で実用化されている。

【０００３】また、現行の移動通信の分野では、２７Ｍ
Ｈｚ帯から３ＧＨｚ帯迄の幅広い周波数の電波が使用さ
れるようになっているが、中でも、特に高い１．９〜３
ＧＨｚ帯（準マイクロ波帯である）の周波数を利用した
ディジタル移動通信システムが注目されており、目下、
その実用化が進められている段階にある。ディジタル移
動通信システムは、第二世代のコードレス電話（簡易型
携帯電話）システムとも呼ばれ、来る２１世紀の高度情
報化社会に向けて、『いつでも、どこでも、誰とでも』
という電気通信分野の究極目的を実現できるものと考え
られている。

【０００４】次に、現行の陸上移動通信の分野では、ア
ナログ通信方式が主体となって音声通信が行われている
が、これに対し、上記ディジタル移動通信システムの分
野では、音声通信に加えて、データやファクシミリ等の
伝送内容の多様化や、その他、現在進展中であるＩＳＤ
Ｎ（サービス総合ディジタル網のことであり、音声を６
４ｋｂｐｓの速度のディジタル信号に変換して、宅内か
ら宅内までの全経路をディジタル信号のままで伝送する
ようになっている。また、ＩＳＤＮでは、従来のアナロ
グ用加入者線のペアケーブルを使用して、６４ｋｂｐｓ
のＢチャネルを２回線、更に、制御用として１６ｋｂｐ
ｓのＤチャネルを１回線通すようになっている。）への
対応が考慮され、各種のデータ通信も行えるようになっ
ている。

【０００５】ところで、ディジタル移動通信システムで
は、音声通信の場合、音声を一旦記号化して送信するよ
うにしており、従来のアナログ通信方式の場合のよう
に、電波状況等が影響して音質を変化させてしまうとい
った不具合を招くことがない。また、何らかの原因よっ
て通信内容の一部が欠けてしまったような場合であって
も、補正を加えることにより内容を復元することが可能
である。更に、音声を一旦記号化するため、他の受信機
等によって傍受されるようなことがあったとしても、通
話内容は判別され難く、記号化したデータを暗号化する
ことも可能である。また、通信方式をディジタル化した
場合には、殆どの構成部品をＬＳＩ化することが可能で
あるので、端末器のより一層の小型化を図ることも可能
となる。

【０００６】このような種々の利点を持つディジタル移
動通信システムは、現行のコードレス電話システムを更
に大きく発展させたものとして捉えられるものであっ
て、共通のインタフェースを持つことにより、複数の接
続装置（所謂、基地局である）を介しての音声やデータ
の通信が行えるようになっている。このため、家庭内や
事業所内での使用はもとより、個人端末装置（ＰＨＰ：
パーソナルハンディーホンと呼ばれるものであり、移動
局、即ち、基地局に対しては従局となるものである）を
携帯して移動することにより、ビル内や街角に設置さ
れ、そして上記ＩＳＤＮや、ＰＳＴＮ（公衆電気通信
網）に接続された基地局を介して、『いつでも、どこで
も、誰とでも』の通信が実現される。

【０００７】次に、ディジタル移動通信システムでは、
設置された複数の基地局と各移動局とが、同一の無線周
波数（１．９ＧＨｚの周波数帯が使用されるようになっ
ている）を時間軸上に分割して使用するＴＤＭＡ方式
（Ｔｉｍｅ ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃ
ｃｅｓｓ方式：時分割多元接続方式）なる接続方式が採
用されている。具体的には、基地局と移動局とが、互い
に信号を送受信する際の基本周期となる一定時間長のフ
レームを、複数の小区間に分割して複数のタイムスロッ
トを形成し、移動局からの要求に応じて基地局が、該タ
イムスロット群の中の空きスロットをチャネルとして選
択し、該チャネルを移動局に割り当てるようになってい
る。

【０００８】また、各基地局では、移動局へ送信するバ
ースト信号が、空間において他局の送信信号と時間的に
重なり合い相互に干渉を与えないようにするために、送
信タイミングの調整を図っている。具体的には、１つの
基地局が、各移動局に対して夫々の時間基準となる同期
信号を送信すると共に、各移動局が、その同期信号を検
出して通信を行う上での時間基準となし、自局に割り当
てられた下り通信チャネル（即ち、基地局から送信され
てくる信号を受信するための回路である）及び上り通信
チャネル（即ち、基地局へ信号を送信するための回路で
ある）の時間位置を確認して、通信チャネルの捕捉を行
うようになっている。

【０００９】このようにして、各移動局は、自局に割り
当てられた上下一対のチャネルを使用して、更にＴＤＤ
方式（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時
分割双方向方式）により、基地局を介し、伝送方向を一
定の時間間隔ごとに交互に切り替える双方向のデジタル
伝送を行なって、通信を実行してゆくようになってい
る。このため、ディジタル移動通信システムでは、一つ
の基地局と複数の移動局との間には、時分割多重された
複数の通信回線が形成されるようになっている。

【００１０】図４は、上述した時分割多元接続方式で使
用されるフレーム構成の例を示す模式図である。この図
において、時間の経過は、左から右方向に向かう時間軸
として示されている。図に示すように、時間軸上に割り
当てられた１フレーム（Ｔｆ）は、基地局側の送信スロ
ットＴ₁ 、Ｔ₂ 〜Ｔ_N と、これに続く移動局側の送信ス
ロットＲ₁ 、Ｒ₂ 〜Ｒ_N とから構成されており、基地局
側の送信スロット（例えばＴ_N ）と、これに対応する移
動局側の送信スロット（例えばＲ_N ）とで構成される送
信スロットの組を使用することにより、１つの基地局と
複数の移動局との間においては、Ｎ組の双方向通信が可
能となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディジタル
移動通信システムでは、各移動局に通信チャネルの割り
当てを行おうとする場合に、先ず、制御チャネルを通じ
て移動局からの「通信チャネル割当要求」を受け、動的
に通信チャネルを割り当てるようになっている。このよ
うな割当方式は、ダイナミックチャネル割当方式と呼ば
れている。この方式では、基地局が上りの通信チャネル
を監視して、未使用であると判断した複数の通信チャネ
ルの中から使用可能な通信チャネルを選択して、該チャ
ネルを通信チャネルの割り当てを要求した移動局に対し
て割り当てるようになっている。そして、移動局は、割
り当てられた通信チャネルに対して、基地局に先行し、
送信を開始するようになっている。

【００１２】従って、上記のダイナミックチャネル割当
方式によれば、基地局が、移動局に対して通信チャネル
の割り当てを行ってから、移動局が実際に割り当てられ
た通信チャネルへの送信を開始するに至る迄には、チャ
ネル周波数切り替え等に起因して時間遅延が生じてしま
うことになる。このため、かかる遅延時間の途中で、近
隣ゾーンにて新たな呼が発生した場合には、他の基地局
が、同通信チャネルを未使用であるものと判断し、通信
チャネルの重複割当を行うという恐れがある。

【００１３】このような場合、通信チャネルの重複割当
を行った側の基地局或いは移動局としては、通信チャネ
ルの干渉検知なるステップを経て、上述した通信チャネ
ル割当の手順を再起動させなければならなくなる。その
結果、呼が発生してから接続されるに至る迄の時間を必
要以上に遅延させてしまうことになってしまう。また、
ハンドオーバ、即ち、通信ゾーンを移行する場合には、
瞬断時間を長くしてしまうという不具合を招くことにも
なる。

【００１４】本発明は、かかる現状を鑑みてなされたも
のであり、基地局と移動局との接続をスムースに、しか
も確実になし得るディジタル移動通信システムを提供す
ることを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本請求項１記載の発明は、システム全体で複数の搬
送波を共有すると共に、単一搬送波内にて時分割多重さ
れた複数の上り及び下り通信チャネルを使用して、一つ
の基地局と、該基地局と通信可能な複数の移動局との間
を時分割多元接続するディジタル移動通信システムであ
って、前記基地局が、前記移動局の一つから通信チャネ
ルの割当要求を受けた場合に、未使用の通信チャネルを
調べて、その内の１つを割当候補チャネルとして選択す
る割当候補チャネル選択手段と、前記割当候補チャネル
選択手段によって選択された割当候補チャネルを、割当
要求した前記移動局に対して動的に割り当てる通信チャ
ネル割当手段と、前記通信チャネル割当手段による割当
候補チャネルの割り当ての際、該割当候補チャネルを確
保するために、所定のチャネル確保信号を前記上り通信
チャネルに先行して下り通信チャネルに送出するチャネ
ル確保信号送出手段とを備えたことを特徴としている。

【００１６】また、本請求項２記載の発明は、上記請求
項１にかかる発明であって、前記基地局が、更に、前記
通信チャネル割当手段による割当候補チャネルの割り当
ての際、少なくとも該割当候補チャネルの下り通信チャ
ネルに搬送波が存在しないことを確認する搬送波確認手
段を備えていることを特徴としている。また、本請求項
３記載の発明は、上記請求項１にかかる発明であって、
前記基地局が、更に、前記通信チャネル割当手段による
割当候補チャネルの割り当ての際、前記割当候補チャネ
ルの上り及び／又は下り通信チャネルに搬送波が存在し
ないことを確認する搬送波確認手段を備えていることを
特徴としている。

【００１７】また、本請求項４記載の発明は、上記請求
項１〜請求項３にかかる発明であって、前記複数の上り
及び下り通信チャネルの対となる個々のチャネルが、時
間軸上に所定の時間間隔を置いて配列されていることを
特徴としている。

【００１８】

【作用】上記構成によれば、本ディジタル移動通信シス
テムでは、システム全体で複数の搬送波が共有され、ま
た、単一搬送波内で時分割多重された複数の上り及び下
り通信チャネルを使用して、一つの基地局と、該基地局
と通信可能な複数の移動局との間が時分割多元接続され
るようになっている。

【００１９】本請求項１にかかる発明の構成によれば、
基地局では、移動局の一つから通信チャネルの割当要求
を受けた場合、割当候補チャネル選択手段によって、未
使用である通信チャネルが調べられ、その内の１つが割
当候補チャネルとして選択される。そして、選択された
割当候補チャネルが、通信チャネル割当手段によって、
割当要求した前記移動局に対して動的に割り当てられ
る。また、この割当候補チャネルの割り当ての際には、
該割当候補チャネルを確保するために、チャネル確保信
号送出手段によって、所定のチャネル確保信号が、上り
通信チャネルに先行して下り通信チャネルに送出され
る。

【００２０】また、本請求項２にかかる発明の構成によ
れば、請求項１において、基地局では、更に、割当候補
チャネルの割り当ての際に、搬送波確認手段によって、
少なくとも該割当候補チャネルの下り通信チャネルに搬
送波が存在しないことの確認が行われる。また、本請求
項３にかかる発明の構成によれば、同じく請求項１にお
いて、基地局では、更に、割当候補チャネルの割り当て
の際に、搬送波確認手段によって、割当候補チャネルの
上り及び／又は下り通信チャネルに搬送波が存在しない
ことの確認が行われる。

【００２１】また、本請求項４にかかる発明の構成によ
れば、請求項１〜請求項３において、複数の上り及び下
り通信チャネルの対となる個々のチャネルが、時間軸上
に所定の時間間隔を置いて配列されるように構成されて
いる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面に従って具
体的に説明する。図１は、本発明にかかる移動通信シス
テムの全体構成を説明するための説明図である。この移
動通信システムは、移動局１と、基地局２と、小容量中
継局３と、大容量中継局４と、交換局５とから構成され
ている。そして、移動局１は、通信可能ゾーン（図中、
破線で囲む無線通信ゾーン内に複数配置された基地局の
中で、最も近辺に設置された基地局２と無線通信が行え
るようになっており、該基地局２に有線接続された交換
局５を介してＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅ
ｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋの略であって、
公衆電気通信網のことである）或いはＩＳＤＮ（Ｉｎｔ
ｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ
Ｎｅｔｗｏｒｋの略であって、電話、ファクシミリ、デ
ータ通信、画像通信など多彩なサービスを総合・一体化
した高速伝送可能なディジタル通信網のことである）に
接続され、相手先との通信が可能となっている。

【００２３】また、交換局５が移動局の位置から相当遠
方に設置されている場合には、基地局２と有線接続され
た小容量中継局３から大容量中継局４に無線中継され、
更に、該大容量中継局４と有線接続された交換局５を介
してＰＳＴＮや、或いはＩＳＤＮに接続されるようにな
っている。なお、移動局１及び基地局２の使用条件は、
共に、使用する無線周波数帯は１．９ＧＨｚ帯であり、
周波数間隔は３００ｋＨｚであり、アクセス方式は時分
割多元接続方式（ＴＤＭＡ方式）であり、伝送方式は時
分割双方向伝送方式（ＴＤＤ方式）であり、通信方式は
複信方式であり、変調方式は４値位相変調（π／４シフ
トＱＰＳＫ）方式となっている。

【００２４】図２は、図１に示す移動局１と基地局２と
の間で使用される時分割多重、時分割多元接続のチャネ
ルフォーマットの例を示す模式図である。そして、使用
する所定周波数の搬送波に対し、時間軸を分割して得ら
れる複数のタイムスロット（図中、連続して配列された
各枡目として示している）の個々が、通信チャネルとし
て使用されるようになっている。

【００２５】（ａ）は、チャネルフォーマットの例を示
している。即ち、ここでは、一つの搬送波中に、１〜５
チャネルの５個の下り通信チャネル群に続き、それらの
１〜５の各チャネルに対して４タイムスロットの時間間
隔を置いて１〜５の５個の上り通信チャネル群が、時間
軸上にて交互に連続して配されている状態が示されてい
る。なお、先述したように、下り通信チャネルは、基地
局２から移動局１への送信に使用され、上り通信チャネ
ルは、逆に、移動局１から基地局２への送信に使用され
るようになっている。

【００２６】（ｂ）は、基地局２が移動局１に対して、
割当候補チャネルを３チャネルに選択した場合に、該３
チャネルに対して、他局からの搬送波によって電波干渉
が発生する例を２つ示している。干渉例１では、基地局
２が３チャネルを選択して、移動局１に対して該３チャ
ネルを割り当てた後、割り当てられた該３チャネルの上
り通信チャネルに対して移動局１が送信を開始した時
に、既に、他局からの搬送波が該チャネルの一部に割り
込んでおり、電波干渉が発生する例を示している。この
ような場合、移動局１は該チャネルを使用できないの
で、基地局２に対し、再度、チャネルの割り当てを要求
しなければならなくなってしまう。

【００２７】また、干渉例２では、同じく、割り当てら
れた３チャネルの上り通信チャネルに対して移動局１が
送信を開始した直後に、他局からの搬送波が該チャネル
に入ってきて電波干渉が発生する例を示している。この
ような場合、該他局は該チャネルを使用できないので、
再度、チャネルの割り当ての手順を再起動しなければな
らなくなってしまう。

【００２８】上述したような電波干渉が発生する原因と
しては、基地局２が移動局１に対して通信チャネルを割
り当てた時点から、移動局１がチャネル切り替えを行う
等によって時間遅延が生じる間に、他局が同通信チャネ
ルを未使用であると判定し、通信チャネルの重複割当を
行ってしまうことが考えられる。そこで、本発明にかか
るディジタル移動通信システムでは、このような電波干
渉の発生の確率を少なくするために、次のような接続処
理を行うものとしている。

【００２９】図３は、図１に示す基地局２が、移動局１
からの呼を接続する場合の処理を示すフローチャートで
ある。先ず、移動局１からの通信チャネル割り当ての要
求を受けると（Ｓ１においてＹｅｓの場合）、基地局２
は、未使用である通信可能チャネルを探す（Ｓ2 ）。次
に、選択した割当候補チャネルに他局からの搬送波が存
在しているか否かの確認を行う（Ｓ３）。この場合、少
なくとも、割当候補チャネルの下りチャネルにおける搬
送波の存在が確認される。なお、ステップＳ３では、他
局からの搬送波が、上り通信チャネルと下り通信チャネ
ルの双方に存在しないことを確認するものとしてもよ
い。このようにすれば、割当候補チャネルを確保する確
率が、より一層高くなる。

【００３０】そして、選択した割当候補チャネルに他局
からの搬送波が存在しない場合（Ｓ３においてＮｏの場
合）には、確認した割当候補チャネルの下りチャネルに
対して、チャネル確保のための所定の信号を送出する
（Ｓ４）。続いて、移動局１に対して割当候補チャネル
を割り当てる（Ｓ５）。その後、移動局１からの送信を
受け、移動局１と相手先との接続処理を実行してゆく
（Ｓ６）。

【００３１】

【発明の効果】以上の本発明によれば、基地局が、移動
局に対して通信チャネルの割り当てを行う際に、割当候
補チャネルを選択した後に該チャネルに搬送波が存在し
ないことが確認され、直ちに、下り通信チャネルに対
し、チャネル確保のための信号が送出される。この結
果、瞬時に割当候補チャネルが確保され、他局による未
使用チャネルの誤判定や、通信チャネルの重複割り当て
といった不具合の発生率が極めて少なくなる。従って、
呼の生起から呼の接続に至る迄の所要時間を必要以上に
遅延させることなく、更に、ハンドオーバ時における瞬
断時間を必要以上に長くしてしまうといった不具合も回
避される。

【００３２】また、使用する複数の上り及び下り通信チ
ャネルの対となる個々のチャネルは、時間軸上に所定の
時間間隔を置いて連続して配列されるように構成されて
いるため、上述した割当候補チャネルの時間位置が明瞭
であり、搬送波の存在の確認が極めて容易になし得る。
このように、本発明にかかるディジタル移動通信システ
ムによれば、基地局と移動局との接続がスムースに確実
に行われることとなり、経済性に富む通信システムの構
築が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる移動通信システムの構成を説明
するための説明図である。

【図２】図１に示す移動局１と基地局２との間で使用さ
れる時分割多重、時分割多元接続のチャネルフォーマッ
トの例を示す模式図である。

【図３】図１に示す基地局２が、移動局１からの呼を接
続する場合の処理を示すフローチャートである。

【図４】時分割多元接続方式で使用されるフレーム構成
の例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 移動局 ２ 基地局 ３ 小容量中継局 ４ 大容量中継局 ５ 交換局

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 システム全体で複数の搬送波を共有する
   と共に、単一搬送波内にて時分割多重された複数の上り
   及び下り通信チャネルを使用して、一つの基地局と、該
   基地局と通信可能な複数の移動局との間を時分割多元接
   続するディジタル移動通信システムであって、 前記基地局が、 前記移動局の一つから通信チャネルの割当要求を受けた
   場合に、未使用の通信チャネルを調べて、その内の１つ
   を割当候補チャネルとして選択する割当候補チャネル選
   択手段と、 前記割当候補チャネル選択手段によって選択された割当
   候補チャネルを、割当要求した前記移動局に対して動的
   に割り当てる通信チャネル割当手段と、 前記通信チャネル割当手段による割当候補チャネルの割
   り当ての際、該割当候補チャネルを確保するために、所
   定のチャネル確保信号を前記上り通信チャネルに先行し
   て下り通信チャネルに送出するチャネル確保信号送出手
   段と、 を備えたことを特徴とするディジタル移動通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記基地局が、更に、 前記通信チャネル割当手段による割当候補チャネルの割
   り当ての際、少なくとも該割当候補チャネルの下り通信
   チャネルに搬送波が存在しないことを確認する搬送波確
   認手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のデ
   ィジタル移動通信システム。
3. 【請求項３】 前記基地局が、更に、 前記通信チャネル割当手段による割当候補チャネルの割
   り当ての際、前記割当候補チャネルの上り及び／又は下
   り通信チャネルに搬送波が存在しないことを確認する搬
   送波確認手段を備えていることを特徴とする請求項１記
   載のディジタル移動通信システム。
4. 【請求項４】 前記複数の上り及び下り通信チャネルの
   対となる個々のチャネルが、時間軸上に所定の時間間隔
   を置いて配列されていることを特徴とする請求項１、請
   求項２並びに請求項３記載のディジタル移動通信システ
   ム。