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オムニ通信システム
JPH1070759A
Japan
- Other languages
English - Inventor
Kanada Nakayasu かなだ 中安 - Current Assignee
- NEC Saitama Ltd
Description
translated from
における無線基地局において、セクタ構成よりもオムニ
構成のほうが有効であるシステムに関し、特にトラフィ
ック容量が少なく、かつ設備投資節減を目的とする比較
的小容量の無線基地局装置に関する。
最も基本的なゾーン構成を図４に示す。図４において、
移動局４１との制御信号、音声等の通信を行う無線基地
局４２を中心に、無指向性アンテナ４３を有し、ゾーン
は真円となる。これが基本的なオムニ方式であり、アン
テナは無指向性アンテナ１本あればよく、アンテナに対
応する送受信機、変復調などの信号処理装置、伝送路等
が簡略化され設備投資も少なくて済む。しかし、この方
式では１つの無線基地局あたりのキャリア数が制限さ
れ、ゾーンを拡大する際には、無線基地局の送受信機だ
けでなく移動機の送信パワーも上げなければらなず、蓄
電池を必要とする移動機にとって負担が大きくなってし
まう。
波数の有効利用、上記問題の解決のために、図５に示す
ような１基地局当たり複数のセクタで構成されるゾーン
形成方法がある。同図において、無線基地局５１を中心
として等角度の範囲でセクタ５２〜セクタ５５にＮ分割
されている。また、各セクタの中心にはそれぞれのセク
タ方向に強い指向性を持ったアンテナ５６〜５９が配置
されている。
と比べて単純にキャリア数がＮ倍になり、かつ、通常使
われるＴＤＭＡ（時分割多重方式：１キャリア内で時分
割で複数の移動機の通信処理を行う方式）を用いると、
１つの無線基地局あらちの移動機の処理台数は、上記オ
ムニ方式に比べて格段に増加する。また、このセクタ方
式を用いるとアンテナとして指向性アンテナ５６〜５９
を用いているために、該当セクタ方向の受信感度が高く
なり、より遠くの移動機の電波も受信可能となるため
に、結果として移動機のパワーを上げることなく１つの
無線基地局当たりのサービスゾーンの拡大ができる。こ
のことにより、セクタ方式はトラフィックの多い大容量
のサービスを必要とする地域に適しているといった特徴
がある。
るように、上記セクタ構成のゾーンを用いて、全てのセ
クタで同一周波数を用いて移動機を制御する方法があ
る。これは全てのセクタで同一周波数を用いている為、
１無線基地局当たり複数の周波数を用いるセクタ方式よ
りも周波数の利用効率がいい。且つセクタの異なる複数
の移動機は同時に基地局をアクセスできるのでスループ
ットの固き高校率な通信が可能となる特徴がある。
設置される送受信機の構成図である。同図において、６
０１はアンテナ、６０２は送受分配器、６０３は復調回
路、６０４は信号分離回路、６０５は復号回路、６０６
は受信レベル測定回路、６０７は変調回路、６０８は信
号多重回路、６０９は符号化回路である。移動機からの
上りバースト信号はアンテナ６０１、送受信分配器６０
２を通って復調回路６０６で復調され、信号分離回路６
０４では上りバースト信号決まったバースト数を分離
し、報知情報制御装置６１１に供給する。残りの誤り訂
正符号化されている部分は復号回路６０５で誤り訂正復
号され、復号結果が正しければ端子６１０ａから上り情
報として上位局に送られる。それと共に受信信号検出信
号が端子６１０ｂより報知情報制御装置６１１に送られ
る。復号結果が誤りの場合は、復号されず端子６１０
ａ、６１０ｂからは何も出力されない。受信レベル測定
回路６０６は、上り信号の受信レベルを測定し、報知情
報制御装置６１１に供給する。符号化回路６０９は、端
子６１０ｃより入力される下り情報の誤り訂正符号化を
行って信号多重回路６０８に供給する。信号多重化回路
６０８は、上記符号化された下り情報にフレーム同期ワ
ードと端子６１０ｄから入力されるＩ／Ｂ部（移動機送
信禁止／許可フラグ）を多重する。この多重化された信
号は、変調回路６０７で変調され送受信分配器６０２、
アンテナ６０１を通って送信される。報知情報制御装置
６１１は、復号回路６０５の結果がＯＫまたはＮＧフラ
グをもらい、この値と受信レベル測定回路６０６から入
力される受信レベル、信号分離回路６０４から入力され
る情報とから該当移動機に対して次のフレームの該当ス
ロットへの送信を許可するか禁止するかを決定し、フラ
グをたてる機能を持つ。この機能は、移動機のランダム
アクセス制御を行うためのものである。
点は、トラフィックがある程度限定される地域や通信サ
ービスにおいては３６０°全方向の移動機を同一周波数
で制御できるオムニ方式のシステムはたいへん有効だ
る。しかし、現在の無線基地局はセクタ方式のシステム
が主流であり、トラフィックの増加が限定される新たな
サービスを行う場合、新たにオムニ方式の設備を投入し
なければならず設備投資の面から無駄が多く、将来的に
トラフィックが増加したとしてもオムい方式専用のシス
テムでは対応しきれなくなることである。
て、分割された複数のセクタのそれぞれから同じ周波数
で電波を発射するようにした場合、移動機側から無線基
地局を見ると、あたかもその基地局は、１波のみのオム
ニ構成の基地局に見える。しかし、移動機がセクタ間を
移動した場合、基地局はセクタを切替る（セクタ間ハン
ドオーバ）為に送受信機も該当するセクアの送受信機に
切り換えなければならないが、各セクタ毎の送受信機お
よび信号処理器等が、セクタ毎に独立して動作している
ため、切替のタイミングを制御するものは上位装置にあ
たる無線基地局制御装置となる為に、時間的な遅延も生
じ、かつ伝送路のトラフィックが大きくなってしまうと
いうもとである。
えばパケット通信などトラフィック増にある程度限界の
ある新サービス等を行う際、設備投資を最小限に抑える
ため既存のセクタ構成の無線基地局設備を最大限に使用
し、かつ伝送効率もアップし、周波数の有効利用をはか
ることができ、そのうえ将来トラフィックが増大しても
新たな設備を投入することなくセクタゾーン構成に以降
できるようなオムニ方式移動通信システムを提供するこ
とを目的とする。
ステムの無線基地局は、無線基地局を中心として複数の
セクタに分割され、それぞれのセクタ毎に通信を行う送
受信機を有し、各セクタ毎の送受信機内に配置される誤
り訂正符号／復号器や、受信データから音声データと移
動機の制御情報とを分離するデータ分離手段に信号処理
プロセッサ（ＤＳＰ）を用いる。また、各セクタ毎の信
号処理プロセッサの状態、及び各セクタに在圏する移動
機の状態、移動機のセクタ間ハンドオーバの有無等を各
セクタ毎の送受信機がお互いに情報交換するため、各信
号処理プロセッサ（ＤＳＰ）の周辺に入出力ポートを有
する。また、マスタの信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）を
決定するためのマスタＤＳＰ決定手段、複数のセクタの
受信データからデータを調停し上りＴＤＭＡフレームを
生成する受信データ調停手段、上位装置からの下り送信
データを任意のセクタから送信するため、ＴＤＭＡチャ
ネル毎に各セクタの送受信機に対して送信データを振り
分ける送信データ調停手段から構成される。
セクタで同一周波数を用いることにより複数の周波数を
使用するセクタ方式に対して周波数の有効利用がはかれ
る。また、各セクタに配置された各送受信機の信号処理
プロセッサ（ＤＳＰ）をハンドシェークに結ぶことによ
って、移動機のセクタ間ハンドオーバを送受信機内部で
行うことができるようになる、また従来、上位装置は、
各セクタ毎の送受信機を全て監視または制御しなければ
ならなかったが、前記構成をとることによって、１つの
セクタのマスタＤＳＰのみを監視、制御すればよく、上
位装置との伝送効率がアップする。
るのでオムニ方式専用の新たな設備を起こす必要もな
く、かつ将来トラフィックが増加しても容易にセクタ構
成のシステムに移行出来るので、設備投資が大きく削減
できる。
構成の一例である。同図中、無線ゾーン１０１は、無線
基地局１１を中心として等角度の間隔でセクタ１２〜セ
クタ１４に３分割されている。各セクタの周波数は全て
同一周波数を用いるものとする。１５〜１７は、各セク
タに対応した指向性アンテナで、無線基地局から外側に
向かって指向性を持っているものである。
（時分割多重）方式を用いた場合の図であり、３チャネ
ル多重を基本とする。図１のセクタ１２〜セクタ１４の
３個のセクタ内の移動機はＴＤＭＡチャネル２１〜２３
のチャネル内のどれかが割り当てられる。一例として、
図１のセクタ１２内の移動機１８は、図２の２１、２
４、・・のチャネルを使い、セクタ１３の移動機１９は
チャネル２２、２５・・が割り当てられる。
成図である。同図において、３１はアンテナ、３２は送
受信分配器、３３はＲＸ（受信機）、３５は復調回路で
ある。３０６が信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）で、ＤＳ
Ｐ内部には３７の誤り検出部、３８の誤り訂正部、３９
の復号部、３０１の受信データ分離部、３０２の送信デ
ータ合成部、３０３の誤り訂正符号部の各部から成り、
これらはＤＳＰのソフトウェアにより処理される。３０
４は受信データ調停回路で、各セクタ毎のデータを調停
し、図２のＴＤＭＡフォーマットの該当チャネルを決定
し、ＴＤＭＡフレームを生成して上り受信データとして
上位装置にデータ転送する役割を持つ。３０５は送信デ
ータ調停回路であり、降り送信データの３チャネルＴＤ
ＭＡフレームを受信して、チャネル毎のデータに分離
し、該当するセクタの送受信機に分配する。３６は変調
回路、３４はＴＸ（送信機）である。３１０は各セクタ
の送信周波数を同一にするためのリファレンスクロック
発生回路であり、各無線基地局に１枯損剤する。この回
路によりセクタの協会で起こる周波数ズレによる干渉を
防止する。３０７は各ＤＳＰの周辺に位置するＳＩＯ
（シリアル入出力ポート）である。以上全てを総称して
送受信機と呼ぶ。
たデータは、ＲＸ３３によって増幅、ベースバンド周波
数に変換された復調回路３５に入力される。復調された
データはＤＳＰの誤り検出部３７、誤り訂正部３８を通
り、誤り訂正を行った後、復号部３９に供給され、受信
復号データとして受信データ分離部３０１に入力され
る。ここで移動機の在圏情報や発着呼の情報などの制御
情報と、通話の音声データとに分離する。分離された音
声データと移動機の制御情報は受信データ調停部３０４
に供給される。
で、３０９の受信レーベール測定回路の情報より現在１
番受信レベルの大きな移動機が在圏しているセクタの送
受信機の中にＤＳＰをマスタＤＳＰとして任命する回路
である。なお、寿しレベル測定は常に行っており、マス
タＤＳＰ決定回路３０８に最新のセクタ毎の受信レベル
が常に保存されている。ここでマスタＤＳＰが頻発に切
り替わってしまうことを防ぐため、１度マスタになった
ＤＳＰはその移動機が終話するか、セクタ間またはゾー
ン間ハンドオーバしてそのＤＳＰの制御の範囲をはずれ
た場合のみ、マスタＤＳＰ決定回路３０８内に保存され
ている受信レベルの１番大きなセクタを新たなマスタＤ
ＳＰに決定する。上記の様に、該当する基地局のマスタ
ＤＳＰはただ１つとなり、上位装置はこのマスタＤＳＰ
のみに対して制御を行うだけで、１基地局を制御でき
る。
在圏する移動機の制御情報を得るためにスレームＤＳＰ
に対して制御チャネルデータの要求を行う。要求を受け
たＤＳＰは直ちに自分の受信データ分離部３０１の制御
チャネル情報をＳＩＯ３０７を介してマスタＤＳＰに送
信する。このことによりマスタＳＰは、無線基地局１５
内に在圏する全ての移動機の制御チャネルデータをモニ
タできるようになる。
受信される音声チャネルと制御チャネルを図２に示す３
チャネルＴＤＭＡフォーマットに調停し、上り受信デー
タとして、上位装置に対して出力する。
声）は、使用周波数チャネル、カラーコードなどの基地
局データと共に、上位装置が各セクタを意識せずオムニ
無線基地局として送信してくるため、これらのデータを
奏しデータ調停回路３０５が取り込む。取り込んだ基地
局データと各セクタ毎のデータ（制御チャネル、音声）
に分離し、該当するセクタのＤＳＰに対して制御チャネ
ル、音声データを送信する。また、基地局データは全て
のＤＳＰに対して送信する。
は、送信データ合成部３０２でフレーム同期パターン等
を付加してＡＩＲインタフェースのフォーマットに変換
し、誤り訂正符号部３０３により送信データに誤り訂正
符号化を行い、変調回路３６に供給する。変調された送
信データはＴＸ（送信機）３４、送受信分配器３２、ア
ンテナ３１を通り移動機に送信される。
セクタ間を移動する場合を考える。移動機が移動し、あ
るセクタの受信機の受信レベルが、あるしきい値を超え
て小さくなった場合、移動機が他のセクタ（またはゾー
ン）へ移動したと認識し、他のセクタのＤＳＰに対し
て、該当チャネルでの受信レベルが上がったかどうかを
ＳＩＯ３０７を介して報告する様に要求する。報告があ
った場合は送受信の処理をそのＤＳＰに切り換える。報
告がない場合は移動機が他のゾーンへ移動したと判断
し、上位装置からのゾーン間ハンドオーバーの処理を待
つ。以上によりセクタ間ハンドオーバが実現できる。
るＤＳＰの周辺にＳＩＯ３０７を用いて説明したが、パ
ラレル入出力ポート（ＰＩＯ）を用いてもよい。さらに
ＤＳＰのバスを直接用いる方法もある。
多くない新しいサービスや地域において、周波数の有効
利用がはかれる。
内の信号処理を行うＤＳＰの周辺にシリアル入出力ポー
ト（ＳＩＯ）を配置し、各セクタ毎信号処理プロセッサ
をハンドシェークに結合することにより、上位装置との
伝送効率がアップする。
想される場合でも、１基地局当たり１周波数使用のオム
ニ方式の運用から、１基地局当たり複数の周波数を使用
するセクタ方式の運用への拡張も新たな設備を投入する
ことなく移行でき、設備投資の削減ができる。
レーム構成。
図。
の構成図。
Claims (1)
Hide Dependent
translated from
- 【請求項１】 無線基地局制御装置の配下に位置し複数
の移動機との間で通信を行う無線基地局を有する移動通
信システムにおいて、互いに等角度ずつ離されたＮ本の
指向性アンテナと、各指向性アンテナから入力された電
波を受信また電波を送信するための各セクタに対応した
Ｎ個の送受信機と、セクタ毎の受信データの復調，復号
化，誤り訂正、または送信データの変調，符号化をデジ
タル的に行う各送受信機に対応したＮ個のデシタル信号
処理器を備え、Ｎ本のアンテナから同一周波数のキャリ
アを発射し、Ｎ個のデジタル信号処理器の周辺にシリア
ル入出力ポートを配置し、セクタ毎のＮ個のデシタル信
号処理器をシリアル入出力ポートを介してハンドシェー
クに結合することによって、見かけ上１個のデジタル信
号処理器及び１本の無指向性アンテナを用いた無線基地
局となることを特徴とするオムニ通信システム。