JPH0879150A - セルラ型移動通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】無線基地局においても構造が簡単な検波器前段
切替ダイバシティを採用することができるセルラ型移動
通信システムを提供すること。 【構成】ダブルスター構造の通信回路網を無線基地局と
中央交換局との間を接続するための通信回路網として使
用するとともに、一のマイクロセルを対象とする複数の
通話チャネルの相互間に少なくとも１タイムスロットの
間隔が存在し、かつ、当該間隔に他のマイクロセルを対
象とする一又は複数の通話チャネルが介在するようにタ
イムスロットを割り当てる。各無線基地局は、いずれか
のタイムスロットにおいて一の移動局からの電波を受信
した後、後続のタイムスロットにおいて他の移動局の電
波を受信するまでの期間中に検波器前段切替ダイバシテ
ィを実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全体のサービスエリア
を複数のセルに分割し、個々のセルに配置した無線基地
局と中央交換局との間を適当な通信回線で接続すること
によって移動通信回路網を構成するセルラ型移動通信シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】セルラ型移動通信システムにおける無線
基地局及び無線移動局は、フェージング対策のため、適
当なダイバシティ受信手段を有することが必要である。
現在の最も一般的なダイバシティ受信手段は、２系統ア
ンテナによる電波の受信レベルを測定することにより、
受信レベルが高いアンテナを選択する方法である。アン
テナの切替は、検波器の前段又は後段に配置した切替器
によって行なうのが普通である。

【０００３】セルラ型移動通信システムの場合、中央交
換局と無線基地局との間及び無線基地局と無線移動局と
の間のチャネルアクセスは、ＴＤＭＡ（Ｔime Ｄivisio
n Ｍultiple Ａccess）とＴＤＤ（Ｔime Ｄivision Ｄu
plex）を組み合わせたＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を使用する
のが普通である。前者のＴＤＭＡは、一定の時間周期
（フレーム）を多数の時間間隔（タイムスロット）に分
割し、これらのタイムスロットを個別の通話チャネルと
して使用する方式であり、ＴＤＤは、フレームを前半及
び後半に２分し、その一方を上り方向（移動局→交換
局）の通話に割り当て、他方を下り方向（交換局→移動
局）の通話に割り当てる方式である。

【０００４】無線移動局の場合は、自局に割り当てられ
たタイムスロットの電波のみを受信すればよいため、１
個の検波器だけで回路を構成することができる検波器前
段切替ダイバシティを採用することが可能である。しか
し、無線基地局の場合は、無線移動局からの電波が隣接
するタイムスロットを介して連続して到着（バースト到
着）するため、構造が簡単な検波器前段切替ダイバシテ
ィを採用することができない。検波器前段切替ダイバシ
ティを採用すると、検波器に対する入力信号の位相に不
所望の不連続が生じて符号誤りが発生するからである。
このため、無線基地局は、２個の検波器を用いる必要が
あるものの、符号誤りが発生する恐れが少ない検波器後
段切替ダイバシティを使用せざるを得ず、装置の小型化
及び製造コストの両面において問題があった（平成５年
８月電気通信協会発行 オーム社発売 田中良一著「やさ
しいディジタル移動通信」第３７頁〜第３８頁参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の前記問題点を解決し、無線基地局においても構造
が簡単な検波器前段切替ダイバシティを採用することが
できる新規なセルラ型移動通信システムを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の前記課題は、い
わゆる「ダブルスター」構造の通信回路網を無線基地局
と中央交換局との間を接続するための通信回路網として
使用するとともに、新たに開発した新規なチャネルアク
セス方式を採用することによって効果的に解決すること
が可能である。

【０００７】ダブルスター構造の通信回路網それ自体
は、例えば「グローブコム（ＧＬＯＢＥＣＯＭ） '９
３」論文集の第２５５頁〜第２５９頁（Kumozaki；A Fi
ber-Optic Passive Double Star Network for Microcel
lular Radio Systems Applications）に記載されていて
既に公知である。この回路網は、図１に示すように、多
数の無線基地局ＢＳが個別に管理するマイクロセルＭＣ
（最小サービスエリア）を幾つか纏めて形成した複数の
ユニットセルＵＣのそれぞれに信号分配器ＳＰ（例えば
光スプリッタ）を配設し、これらの信号分配器ＳＰと交
換局ＥＳとの間を複数の母線伝送路ＦＬ（例えば光ファ
イバ）で個別に接続するとともに、各ユニットセルＵＣ
に所属する複数の基地局ＢＳと当該ユニットセルに配設
された信号分配器ＳＰとの間を複数の支線伝送路ＤＬ
（例えば光ファイバ）によって個別に接続したものであ
る。

【０００８】前記文献には、ダブルスター構造の通信回
路網を採用した場合のチャネルアクセス手段として、図
２に例示した方式が紹介されている。同図は、各ユニッ
トセルに所属する無線基地局が３局（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃
３）、各基地局が管理する無線移動局が３局（ＭＳ＃１
〜ＭＳ＃３）である場合の通話チャネル割当例を示した
ものである。本例の場合は、１ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレー
ムが２０個のタイムスロットに分割されており、前半１
０個のタイムスロットが下り方向（基地局→移動局）の
通話チャネルとして使用され、後半１０個のタイムスロ
ットが上り方向（移動局→基地局）の通話チャネルとし
て使用されている（但し、前半及び後半の最初のタイム
スロットＦ１及びＦ２はフレーム同期信号の伝送用チャ
ネルとして使用）。即ち、タイムスロットＴＳ＃１〜Ｔ
Ｓ＃３及びタイムスロットＴＳ＃１０〜ＴＳ＃１２は基
地局ＢＳ＃１が管理するマイクロセルを対象とする通話
チャネルであり、タイムスロットＴＳ＃４〜ＴＳ＃６及
びタイムスロットＴＳ＃１３〜ＴＳ＃１５は基地局ＢＳ
＃２が管理するマイクロセルを対象とする通話チャネル
であり、かつ、タイムスロットＴＳ＃７〜ＴＳ＃９及び
タイムスロットＴＳ＃１６〜ＴＳ＃１８は基地局ＢＳ＃
３が管理するマイクロセルを対象とする通話チャネルで
ある。

【０００９】上記のチャネルアクセス方式を採用した場
合は、図２（右半部）から明らかなように、同一マイク
ロセルに所在する複数の無線移動局（例えば移動局ＭＳ
＃１〜ＭＳ＃３）が使用する通話チャネル（例えばタイ
ムスロットＴＳ＃１０〜ＴＳ＃１２）が相互に隣接する
ため、これらの移動局からの電波が連続して無線基地局
（例えば基地局ＢＳ＃１）に到着する。この結果、ダイ
バシティ受信のためのアンテナ切替は、いずれかの無線
移動局からの電波が存在するタイムスロットの期間中に
行なわなければならず、前述したように、検波器後段に
切替器を配置することが必要となる。

【００１０】しかし、本発明者は、ダブルスター構造の
通信回路網を採用したセルラ型移動通信システムの場
合、個々のユニットセルにおける通話チャネル割当方法
を改善することにより、無線基地局の場合も、検波器前
段切替ダイバシティを採用することが可能であることを
見出した。本発明に係る新規な通話チャネル割当方法を
図３に示した例を参照して説明する。なお、図２に示し
た従来の場合との比較を容易にするため、本発明の場合
も、各ユニットセルに属する無線基地局が３局、各基地
局が管理する無線移動局が３局である場合を例に掲げて
説明する。図３において使用した図２と同一の記号は、
図２の場合と同一又は類似の意味を表示するものとす
る。

【００１１】図３において、１ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレー
ムを形成する２０個のタイムスロットは、図２の場合と
同様、前半１０個のタイムスロットが下り方向の通話チ
ャネルとして使用され、後半１０個のタイムスロットが
上り方向の通話チャネルに使用されるものである。但
し、本発明の場合、フレーム同期信号伝送用チャネルと
して使用するタイムスロットＦ１及びＦ２以外のタイム
スロットは、タイムスロットＴＳ＃１、ＴＳ＃４及びＴ
Ｓ＃７が基地局ＢＳ＃１の下り方向通話チャネルに、タ
イムスロットＴＳ＃２、ＴＳ＃５及びＴＳ＃８が基地局
ＢＳ＃２の下り方向通話チャネルに、タイムスロットＴ
Ｓ＃３、ＴＳ＃６及びＴＳ＃９が基地局ＢＳ＃３の下り
方向通話チャネルにそれぞれ割り当てられており、一
方、タイムスロットＴＳ＃１０、ＴＳ＃１３及びＴＳ＃
１６が基地局ＢＳ＃１の上り方向通話チャネルに、タイ
ムスロットＴＳ＃１１、ＴＳ＃１４及びＴＳ＃１７が基
地局ＢＳ＃２の上り方向の通話チャネルに、タイムスロ
ットＴＳ＃１２、ＴＳ＃１５及びＴＳ＃１８が基地局Ｂ
Ｓ＃３の上り方向の通話チャネルにそれぞれ割り当てら
れている。

【００１２】図３の場合は、一のマイクロセルを対象と
する複数の通話チャネルが相互に２タイムスロット離れ
て順次割り当てられ、その隙間に他のマイクロセルを対
象とする複数の通話チャネルが時系列的かつ周期的に介
在するように割り当てられているが、その配列又は組み
合わせは任意であって種々の変形が可能である。換言す
れば、一のマイクロセルを対象とする複数の通話チャネ
ルの相互間に少なくとも１タイムスロットの間隔が存在
し、かつ、当該間隔に他のマイクロセルを対象とする一
又は複数の通話チャネルが介在するようにタイムスロッ
トを割り当てることにより、本発明の目的を達成するこ
とが可能である。

【００１３】上記のような通話チャネル割当方法を採用
すれば、各無線基地局は、いずれかのタイムスロットに
おいて一の移動局からの電波を受信した後、後続のタイ
ムスロットにおいて他の移動局の電波を受信するまでの
期間中に検波器前段切替ダイバシティを実行することが
可能になる。なお、各無線移動局は、他の無線移動局の
通話チャネルである先行タイムスロットと自局の通話チ
ャネルである後続のタイムスロットとの間に存在する空
き時間中、先行タイムスロットと重なりが生じない程度
の遅延時間をおいて電波を送信する手段を備えたもので
あることが望ましい。各無線基地局は、この電波を使っ
て２系統アンテナの受信レベルを正確に測定することが
できるからである。

【００１４】なお、図１に示したダブルスター構造の通
信回路網において、中央交換局ＥＳと信号分配器ＳＰと
の間を接続するための母線伝送路ＦＬ及び同分配器と無
線基地局ＢＳとの間を接続するための支線伝送路ＤＬ
は、光ファイバを利用することが望ましいが、必要に応
じて他の信号伝送路（例えば同軸ケーブル等）を使用す
ることも当然可能である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る新規な通話チャネル割当
方法を採用したセルラ型移動通信システムをその主要部
分である無線基地局の実施例を参照して更に詳細に説明
することとする。図４において、３０は例えば光ファイ
バからなる支線伝送路ＤＬ（図１参照）に接続されたカ
ップラ、３１，３２はカップラ３０に接続された光電変
換回路、３３は上り方向ＴＤＭＡ信号処理回路、３４は
下り方向ＴＤＭＡ信号処理回路、３５は無線受信器、３
６は無線送信器、３７はタイミング信号生成回路をそれ
ぞれ示す。

【００１６】本実施例の通話チャネルの割当は、図３に
示したものと同一である。また、各無線基地局には、自
局の番号、管理する移動局の数、ユニットセル内の基地
局数があらかじめ割り当てられている。

【００１７】ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの下り方向の通
話信号は交換局によって生成され、無線基地局はその光
信号を光ファイバＤＬから受ける。カップラ３０、光電
変換回路３２を経た信号を下り方向ＴＤＭＡ処理回路３
４及びタイミング生成回路３７に供給する。タイミング
生成回路３７はクロック抽出回路、同期検出回路、リン
グカウンタを含んでおり、まず下り方向ＴＤＭＡ信号か
らタイムスロット繰り返しのクロック信号を抽出し、更
に同ＴＤＭＡ信号の下り方向フレーム同期信号Ｆ１を検
出して同期信号を生成する。このクロック信号及び同期
信号を使ってリングカウンタを動作させる。リングカウ
ンタはフレーム周期で一巡するもので、Ｆ１，Ｆ２を含
む全タイムスロット数（本実施例では２０）を計数段数
とする。このリングカウンタによって、フレーム同期信
号Ｆ１の時間位置を出発点として各通話チャネルの時間
位置が認識される。即ち、リングカウンタの計数段の１
段目、２段目、３段目、４段目等々の出力から、Ｆ１、
ＴＳ＃１、ＴＳ＃２、ＴＳ＃３等々のタイムスロットの
時間位置を示すパルス信号を得ることができる。そこ
で、無線基地局は自局に割り当てられている諸定数か
ら、所定の計数段目を選択する。本実施例では、管理す
る移動局数が３、ユニットセル内の基地局数が３である
から、例えば局番号１の基地局ＢＳ＃１の場合には、移
動局の通話チャネルに対して下り方向は２段目、５段
目、８段目を選択し、上り方向は１２段目、１５段目、
１８段目を選択する。各段目から所定の通話チャネル
（ＴＳ＃１、ＴＳ＃４、ＴＳ＃７及びＴＳ＃１０、ＴＳ
＃１３、ＴＳ＃１６）の時間位置を示すパルス信号を取
り出すことができる。タイミング生成回路３７は、同パ
ルス信号を使って基地局各部の動作に必要なタイミング
信号を生成する。

【００１８】下り方向ＴＤＭＡ処理回路３４は、タイミ
ング信号を使って下り方向ＴＤＭＡ信号から自局の通話
チャネルの信号を取り出し、無線送信器３６に供給す
る。無線送信器３６は、これを変調してアンテナ７−１
から無線移動局に電波を送信する。アンテナ７−１は、
送受信で共用する。

【００１９】無線移動局は、電波を受信して自局宛ての
通話チャネルの信号を取り出すとともに、自局の通話信
号の電波を所属する無線基地局に送信する。無線移動局
は、使用するタイムスロットの番号があらかじめ無線基
地局から指定され知らされている。移動局は基地局と同
様のタイミング生成回路を内蔵しており、必要なタイミ
ング信号を生成して、自局宛ての通話チャネルの信号を
取り出すことができ、また電波送信する通話チャネルの
信号を生成することができる。

【００２０】無線基地局の無線受信器３５は、後で述べ
るダイバシティによって、アンテナ７−１，７−２のい
ずれかを選択し、受信した信号を検波して上り方向通話
信号４０を上り方向ＴＤＭＡ処理回路３３に供給する。
上り方向ＴＤＭＡ処理回路３３は、タイミング生成回路
３７からのタイミング信号を使って、若干の付加信号が
ある上り方向通話信号４０から自局の通話チャネルの期
間の中の信号を取り出す。上り方向ＴＤＭＡ処理回路３
３は、これによってフレームに配列した自局の通話チャ
ネルの通話信号（基地局ＢＳ＃１であればタイムスロッ
トＴＳ＃１０、ＴＳ＃１３、ＴＳ＃１６の通話チャネル
の信号）を出力するほか、フレーム同期信号Ｆ２を生成
して加える。以上の信号を光電変換器３１で光信号に変
換し、カップラを介して光ファイバＤＬに送る。

【００２１】他の無線基地局も同様に動作して、所定の
通話チャネルの信号を生成し、光ファイバＤＬに送る。
図１の光スプリッタＳＰは、各光ファイバＤＬの信号を
結合して一つに纏め、母線伝送路の光ファイバＦＬにお
いて図３に示したＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの信号とす
る。なお、光スプリッタＳＰは、交換局からの光信号を
各基地局に分配するとともに、各基地局からの光信号を
結合する受動光回路である。

【００２２】以上の通話チャネルの配列のもとで、検波
器前段切替ダイバシティを無線基地局において実施し
た。その実施例を図５に示す。図５は無線基地局の無線
受信器で、４１はアンテナ切替器、４２はレベル測定比
較期器、４３は切替制御信号、４４は検波器、４５は符
号判定器、４０は上り方向通話信号をそれぞれ示す。

【００２３】ここで移動局は、一つ前の移動局の通話チ
ャネルと次の自局の通話チャネルの間に、一つ前の移動
局の通話チャネルの電波と重なりが生じない程度に離れ
た時間を置いて、電波を例えば無変調のまま送出する。
移動局は、前記したようにタイミング生成回路３７と同
様の回路を内蔵しており、無変調の電波を出す所定のタ
イミングを生成することができる。

【００２４】基地局は、無変調の電波をアンテナ７−
１，７−２で受信する。レベル測定比較器４２は、一方
のアンテナのレベルを測定しその値を記憶する。次に、
アンテナを切り替えて他方のアンテナのレベルを測定
し、両レベルを比較してレベルの高い方のアンテナを選
択する。アンテナ切替は、レベル測定比較器４２の切替
制御信号４３によって行なう。切替のタイミングは、図
４のタイミング生成回路３７のタイミング信号を使って
設定する。選択したアンテナの受信信号を検波器４４で
検波し、無線伝送によって波形が劣化した通話信号を符
号判定器４５で再生して上り方向通話信号４０を得る。

【００２５】その他に、一方のアンテナのレベルを測定
し、その値が一定のレベル以下になったときのみ他方の
アンテナに切り替える方法を実施したが、好結果を得る
ことができた。

【００２６】なお、本実施例においても一般的に行なわ
れているのと同様に、セル間で混信が起きないように電
波の周波数を隣接するセルの間で変えている。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、無線基地局において通
話チャネルを少なくとも１タイムスロットの間隔を開け
て配列するようにしたため、検波器を１台で構成する検
波器前段切替ダイバシティを採用することが可能とな
る。これによって低コストのセルラ型移動通信ステムを
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセルラ型移動通信ステムの実施例
で採用したダブルスター構造の通信回路網を説明するた
めのシステム構成図。

【図２】従来の通話チャネル割り当てを説明するための
時間配列図。

【図３】本発明の実施例の通話チャネル割り当てを説明
するための時間配列図。

【図４】本発明の実施例の無線基地局を説明するための
回路構成図。

【図５】本発明の実施例の検波器前段切替ダイバシテイ
を説明するための回路構成図。

【符号の説明】

ＭＣ…マイクロセル ＢＳ…無線基地局 ＵＣ…ユニットセル ＭＳ…無線移動局 ＳＰ…信号分配器 ＥＳ…交換局 ＦＬ…母線伝送路 ＤＬ…支線伝送路 Ｒ…無線移動局ＭＳが受信 Ｔ…無線移動局ＭＳが送信 Ｆ１…下り方向フレーム同期信号伝送用タイムスロット Ｆ２…上り方向フレーム同期信号伝送用タイムスロット ＴＳ…通話信号チャネル用タイムスロット ７−１，７−２…アンテナ ３０…カップラ ３１，３２…光電変換器 ３３…上り方向ＴＤＭＡ処理回路 ３４…下り方向ＴＤＭＡ処理回路 ３５…無線受信器 ３６…無線送信器 ３７…タイミング信号生成回路 ４０…上り方向通話信号 ４１…アンテナ切替器 ４２…レベル測定比較器 ４３…切替制御信号 ４４…検波器 ４５…符号判定器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の最小サービスエリア（マイクロセ
   ル）のそれぞれを分担する無線基地局と、いずれか一の
   無線基地局との間で無線交信を行なうための少なくとも
   １局の無線移動局と、無線移動局からの通話及び無線移
   動局への通話を無線基地局を介して交換するための中央
   交換局と、マイクロセルを幾つか纏めた複数のユニット
   セルのそれぞれに配設した信号分配器と、各ユニットセ
   ルの信号分配器と当該ユニットセルに属する複数の無線
   基地局との間を個別に接続するための複数の支線伝送路
   と、全ユニットセルの信号分配器と中央交換局との間を
   個別に接続するための母線伝送路とを備え、かつ、ユニ
   ットセル毎にＴＤＭＡチャネルアクセスによる時分割多
   重通信回線を個別に構成するセルラ型移動通信システム
   において、各ユニットセルの時分割多重通信回線を形成
   するＴＤＭＡフレームの複数のタイムスロットは、同一
   マイクロセルを対象とする複数の通話チャネルの相互間
   に少なくとも１タイムスロットの間隔が存在し、かつ、
   当該間隔に他のマイクロセルを対象とする一又は複数の
   通話チャネルが介在するように割り当てられていること
   を特徴とするセルラ型移動通信システム。
2. 【請求項２】前記タイムスロットは、一のマイクロセル
   を対象とする複数の通話チャネルの相互間に他のマイク
   ロセルを対象とする複数の通話チャネルが時系列的かつ
   周期的に介在するように割り当てられていることを特徴
   とする請求項１に記載のセルラ型移動通信システム。
3. 【請求項３】前記支線伝送路及び母線伝送路として光フ
   ァイバを使用し、かつ、前記信号分配器として光スプリ
   ッタを使用したことを特徴する請求項１又は請求項２に
   記載のセルラ型移動通信システム。
4. 【請求項４】前記無線基地局は、２系統アンテナによる
   電波の受信レベルを検波器前段で比較し、受信レベルが
   高いアンテナを選択して当該アンテナを検波器に接続す
   る空間ダイバシティ受信手段を備えたものであることを
   特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一に記載のセ
   ルラ型移動通信システム。
5. 【請求項５】前記無線基地局は、常時は２系統アンテナ
   のいずれか一方を選択して検波器に接続し、かつ、当該
   アンテナによる電波の受信レベルが所定値以下に低下し
   た場合に他方のアンテナに切り替えて検波器に接続する
   空間ダイバシティ受信手段を備えたものであることを特
   徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一に記載のセル
   ラ型移動通信システム。
6. 【請求項６】前記無線基地局は、いずれかのタイムスロ
   ットにおいて一の無線移動局からの電波を受信した後、
   後続のタイムスロットにおいて他の無線移動局からの電
   波を受信する前に、当該他の無線移動局を対象にして前
   記空間ダイバシティ受信手段を動作させる手段を含むも
   のであることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載
   のセルラ型移動通信システム。
7. 【請求項７】前記無線移動局は、他のいずれか一の無線
   移動局の通話チャネルである先行のタイムスロットと自
   局の通話チャネルである後続のタイムスロットとの間に
   存在する空き時間中、前記無線基地局の空間ダイバシテ
   ィ受信手段を動作させるための電波を送信する手段を備
   えたものであることを特徴とする請求項４〜請求項６の
   いずれか一に記載のセルラ型移動通信システム。