JPH11308662A

JPH11308662A - 移動体通信システム、基地局及び基地局制御装置

Info

Publication number: JPH11308662A
Application number: JP10181616A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Miyazaki; 秀一宮崎; Senshiyu Ueno; 船首植野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-06-11
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な方法で品質の良い通信情報の伝送が可
能な移動体通信システム、基地局及び基地局制御装置を
提供する。【解決手段】単一周波数ｆ１を用いて、ＴＤＭＡフレ
ーム内で上り、下りのタイムスロットを割り当て、移動
局と基地局との間で通信を行う。移動局ＭＳ１１は、上
りの信号をタイムスロットｔ１で異なる場所に配置さ
れた複数の基地局ＢＳ１、ＢＳ２に同時に送信する。基
地局ＢＳ１、ＢＳ２は、この信号の伝送品質をそれぞ
れ検出する。基地局制御装置ＢＳＣＥは、検出された伝
送品質が最も良い基地局を選択する。この選択された基
地局が、下りの信号をタイムスロットｔ９で移動局Ｍ
Ｓ１１へ送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信情報の伝送品
質を改善するのに好適なサイトダイバーシチ方式を用い
た移動体通信システム、基地局及び基地局制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：
ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃ
ｃｅｓｓ）方式を用いたＭＭＡＣ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉ
ａＭｏｂｉｌｅＡｃｃｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ）あるいはＩＴＳ（Ｉｎｔｅ
ｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍｓ）
などの移動体通信システムが知られている。

【０００３】これらの動画像等を扱うマルチメディア通
信では、２０Ｍｂｉｔ／ｓ以上の高速伝送が要求され
る。このような高速伝送を無線で行う場合、高い周波数
を利用して広い帯域を確保する必要がある。上記の伝送
速度の場合、マイクロ波帯（３ＧＨｚ以上）から準ミリ
波帯（２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）が使用される。この周
波数帯では、電波の性質は光に近づくため、回折等の回
り込み効果が期待できなくなる。従って、基地局ＢＳ
（ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ）と移動局ＭＳ（Ｍｏｂｉ
ｌｅＳｔａｔｉｏｎ）間に障害物が存在し、見通しが
きかない場合には、伝搬損失が極めて大きくなる。この
現象はシャドーイングと呼ばれ、このような状態が生ず
ると、電波強度が極めて低下するために、通信が困難に
なる。

【０００４】このシャドーイング対策として、サイトダ
イバーシチ方式が知られている。この方式は、移動局と
基地局間の見通しを確保するために、場所を変えて複数
の基地局を配置し、少なくとも１つの基地局から常時移
動局を見通すことができるように構成したものである。
この種の技術として、例えば特開平９−２８４２０８号
公報には、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：ＣｏｄｅＤ
ｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方
式に関し、複数の基地局から移動体交換局に対して送ら
れてきたパケットデータの中から、１つのパケットデー
タを移動体交換局において再生することにより、通信品
質の向上を図ろうとする提案がなされている。一方、時
分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式においては、複数の基地
局と移動局の間で、基地局ごとに異なる周波数を用いて
通信を行うように構成されており、移動体交換局ではパ
ケットの再生は行わずデータをそのまま通過させるよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の時分割多元接続
（ＴＤＭＡ）方式におけるサイトダイバーシチ方式は、
上述のとおり、各基地局で使用する周波数が異なってお
り、また移動局は一つの受信機を備えるのみである。こ
のようなサイトダイバーシチ方式においては、（１）移
動局が、各基地局に合わせて受信周波数を切り換え、電
波を受信し、（２）受信信号上のタイムスロットを特定
するために、クロック同期・フレーム同期を確立し、
（３）上記タイムスロットの伝送品質を求め、（４）上
記（１）〜（３）の動作をサイトダイバーシチを構成す
る各基地局の数だけ繰り返し行い、（５）その中で伝送
品質の最も良い基地局の信号を選択し、この選択した基
地局との間で通信を行う、という手順を経る必要があっ
た。

【０００６】移動局が行う周波数切り換えは、一般にシ
ンセサイザの周波数を切り換えることにより行われてい
るが、周波数切り換えには６００μｓ〜７００μｓ程度
の時間を要する。

【０００７】一方、高速伝送を行う場合には、例えばフ
レーム長２．５ｍｓ間に１６スロットが設けられる。こ
の場合、１スロット当たり約１５６μｓである。したが
って、周波数切り換え処理の間に、約５スロット分の情
報が欠落することになる。このため、上述の方法は適用
できなかった。

【０００８】周波数切り替えを不要にするためには、移
動局が複数の基地局の周波数にそれぞれ対応した受信機
を全て搭載する必要がある。しかしこの方法は、移動局
の構成が複雑となり、小型・低コスト化が困難になるた
め、これも適用が難しかった。

【０００９】従って本発明の目的は、簡易な方法で品質
の良い通信情報の伝送が可能な移動体通信システム、基
地局及び基地局制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、移動局と通
信するために異なる場所に配置された複数の基地局と、
複数の基地局と接続された基地局制御装置と、基地局制
御装置に接続された移動交換網とを備え、各基地局は移
動局から送信される同一周波数の通信情報を受信し、基
地局制御装置は各基地局で受信した通信情報の伝送品質
に基づいて複数の基地局の中から一つの基地局を選択
し、選択された基地局からの通信情報を移動交換網に伝
送し、選択された基地局は移動交換網から基地局制御装
置を介して得られた通信情報を移動局へ送信するよう構
成された移動体通信システムにより、達成される。

【００１１】ここで、伝送品質の検出は、各基地局又は
基地局制御装置において行う。この伝送品質の検出デー
タは直接用いてもよいが、これを一旦記憶装置に記憶し
ておいて、これらの変動履歴、あるいは重みづけ等の処
理を施して用いることもできる。伝送品質は、具体的に
は通信情報のフレーム・エラー・レートに基づいて求め
られる。

【００１２】また、基地局の選択については、基地局制
御装置が複数の基地局の中で伝送品質の最も良い局を選
択する。各基地局が、セクタアンテナに接続された複数
の送受信装置を備えている場合は、セクタとして最も良
い伝送品質の通信情報を受信した送受信装置が選択され
る。

【００１３】基地局は、移動局から送信される通信情報
を受信する受信部と、受信した通信情報の伝送品質を検
出する伝送品質検出部と、検出した伝送品質を基地局制
御装置に報告するためのインタフェース部とを有する。
ここで受信部は、通信情報を受信するよう制御する受信
タイミング制御部及び通信情報を傍受するよう制御する
傍受タイミング制御部のいずれかの制御信号により制御
される。

【００１４】基地局にセクタアンテナを設置し、反射波
等に起因する伝送品質の劣化を抑制することもできる。
この場合、基地局は、セクタアンテナごとに接続された
複数の受信部と、各受信部で受信した通信情報の伝送品
質を検出する制御部と、検出した伝送品質を基地局制御
装置に報告するためのインタフェース部とを備える。

【００１５】基地局制御装置は、複数の基地局で検出さ
れた通信情報の伝送品質を比較する比較部と、比較部か
らの出力に基づいて複数の基地局のうちの一つの基地局
を指定する基地局指定部とを有する。これに、伝送品質
を記憶する記憶部を追加し、比較部はこの記憶部から読
み出された伝送品質または、これらの変動履歴、あるい
は重みづけ等の処理の結果を比較するよう構成すること
もできる。

【００１６】本発明に係る移動体通信方法は、移動局か
ら送信される単一周波数の上りの通信情報を複数の基地
局で受信し、各基地局で受信した通信情報からそれぞれ
伝送品質を検出し、検出した伝送品質に基づいて複数の
基地局の中から一つの基地局を選択し、選択した基地局
から移動局に下りの通信情報が送信されるようにするも
のである。ここで、下りの通信情報は、上りの通信情報
で用いたタイムスロットとは異なるタイムスロットで送
信される。また、基地局設置位置情報を記憶しておい
て、前記各基地局における通信が不能状態のとき、前記
各基地局以外で現在選択中の基地局に最も近い基地局
を、基地局設置位置情報の中から選び出して通信を続行
することができる。

【００１７】これにより、簡易な方法で品質の良い通信
情報の伝送が可能な移動体通信システム、基地局及び基
地局制御装置を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施例）図１は、本発明に
係るＴＤＭＡ移動体通信システムの第１実施例を示す図
である。図のように、本実施例では、人ＨＵ１が移動局
ＭＳ１１を用い、人ＨＵ２が移動局ＭＳ１２を用いて通
信を行っている。人ＨＵ３は通行人で、その移動位置に
よっては通信の障害となる。一方、基地局ＢＳ１及びＢ
Ｓ２は、それぞれ通信の障害とならないように、樹木Ｔ
Ｒ１〜ＴＲ６を避けて配置されている。基地局ＢＳ１及
びＢＳ２は、ディジタル伝送路３１を介して基地局制御
装置ＢＳＣＥ（ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎＣｏｎｔｒ
ｏｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）に接続される。基地局制御
装置ＢＳＣＥは、ディジタル伝送路３２を介して図示し
ない移動交換網に接続される。ディジタル伝送路３１、
３２は、制御信号および通信情報の伝送路として用いら
れる。移動局ＭＳと基地局ＢＳでは、単一周波数ｆ１が
用いられているが、これ以外に単一周波数をｆ２、ｆ
３、．．．と増やすことにより、移動局の数を増加する
ことができる。

【００１９】図２は、移動局ＭＳの構成例を示す図であ
る。図のように、移動局ＭＳは、送信部４１ａ及び受信
部４１ｂを有する送受信部４１と、送受信部４１に接続
されたアンテナ４４と、スイッチ４２ａ及び４２ｂを有
するスイッチ部４２と、所定のタイムスロット（ｓｌｏ
ｔ）で通信が行われるように送受信部４１及びスイッチ
部４２を制御する制御部４３とを備える。

【００２０】このような構成において、制御部４３から
の信号は、スイッチ４２ａを経由し、送信部４１ａで変
調されて、アンテナ４４から送信される。一方、アンテ
ナ４４で受信された信号は、受信部４１ｂへ送られ、こ
こで復調されてスイッチ４２ｂを経由し、制御部４３内
で画像あるいは音声等の処理が行われる。

【００２１】図３は、基地局ＢＳの構成例を示す図であ
る。図のように、基地局ＢＳは、送信部５１ａ及び受信
部５１ｂを有する送受信部５１と、送受信部５１に接続
されたアンテナ５４と、スイッチ５２ａ及び５２ｂを有
するスイッチ部５２と、所定のタイムスロット（ｓｌｏ
ｔ）で通信が行われるように送受信部５１及びスイッチ
部５２を制御する制御部５３と、制御部５３に接続され
たインタフェース部５５と、全地球測位システムＧＰＳ
（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅ
ｍ）５６及びＧＰＳアンテナ５７とを備える。ここで制
御部５３は、図示のように、伝送品質検出部５３ａ、受
信タイミング制御部５３ｂ、及び傍受タイミング制御部
５３ｃを有する。

【００２２】このような構成において、インタフェース
部５５を介して得られた信号は制御部５３及びスイッチ
５２ａでＴＤＭ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌ
ｔｉｐｌｅｘ）処理が行われ、送信部５１ａで変調、増
幅されて、アンテナ５４から送信される。一方、アンテ
ナ５４で受信された信号は、受信部５１ｂへ送られ、こ
こで復調されてスイッチ５２ｂを経由し、制御部５３に
送られる。制御部５３は、伝送品質検出部５３ａにおい
て、受信された信号の伝送品質、例えばフレーム・エラ
ー・レートＦＥＲ（ＦｒａｍｅＥｒｒｏｒＲａｔ
ｅ）を検出する。インタフェース部５５は、検出された
伝送品質についてインタフェース変換を行い、これをデ
ィジタル伝送路３１を通じて基地局制御装置ＢＳＣＥへ
送る。

【００２３】また、全地球測位システムＧＰＳ５６は、
各基地局ＢＳに接続されるディジタル伝送路３１の伝送
路長が異なることにより発生する伝送路の遅延時間差を
吸収し、基地局ＢＳ間の同期をとるために設けられるも
のである。基地局ＢＳは、ＧＰＳ５６の時刻信号に合わ
せてクロックを確定することにより、各基地局ＢＳ間の
同期を取る。

【００２４】図４は、基地局制御装置ＢＳＣＥの構成例
を示す図である。図のように、基地局制御装置ＢＳＣＥ
は、制御部６０とインタフェース部６４とを備える。制
御部６０は、各基地局から送られてきた伝送品質、例え
ば前述のＦＥＲを比較する比較部６１、比較部６１にて
得られた最も良い伝送品質を有する信号を選択する選択
切換部６２、及び比較部６１からの出力に基づいて一つ
の基地局を指定する基地局指定部６５を有する。一方、
インタフェース部６４は、選択切換部６２で選択した信
号をディジタル伝送路３２を介して移動交換網へ送り、
また逆に移動交換網からの信号を制御部６０に送る。

【００２５】図５は、本実施例で使用するＴＤＭＡフレ
ームの基本構成を示す図である。本ＴＤＭＡフレーム
は、図のように、フレーム長２．５ｍｓで、１６スロッ
ト（ｓｌｏｔ）構成である。これらのタイムスロット
は、上り方向の通信用フレーム（ＵＷ：ＵｐＷａｒ
ｄ）、あるいは下り方向の通信用フレーム（ＤＷ：Ｄｏ
ｗｎＷａｒｄ）のいずれにも利用できる。本例では、上
り方向の通信用フレームにｔ１〜ｔ８の８スロットを、
下り方向の通信用フレームにｔ９〜ｔ１６の８スロット
をそれぞれ割り当てている。

【００２６】図６は、ＴＤＭＡフレーム内のタイムスロ
ット割り当て方法を説明するための図である。

【００２７】同図に示すように、同一周波数ｆ１のＴＤ
ＭＡフレームはｔ１〜ｔ１６の１６スロットに分割さ
れ、上り方向の通信用フレームについては、基地局ＢＳ
１にスロットｔ１〜ｔ４を、そして基地局ＢＳ２にスロ
ットｔ５〜ｔ８を割り当て、下り方向の通信用フレーム
ついては、基地局ＢＳ１にスロットｔ９〜ｔ１２を、そ
して基地局ＢＳ２にスロットｔ１３〜ｔ１６を割り当て
る。これにより、基地局ＢＳ１は移動局ＭＳ１１〜ＭＳ
１４の４加入者を収容し、基地局ＢＳ２は移動局ＭＳ２
１〜ＭＳ２４の４加入者を収容することができる。ま
た、基地局ＢＳ１は、同図の点線矢印で示すように、基
地局ＢＳ２に割り当てられた上り方向の通信用フレーム
のスロットｔ５〜ｔ８を傍受する機能を有し、他方、基
地局ＢＳ２は、基地局ＢＳ１に割り当てられた上り方向
の通信用フレームのスロットｔ１〜ｔ４を傍受する機能
を有する。

【００２８】次に、第１実施例の動作について図１を用
いて説明する。本発明に係るサイトダイバーシチ制御は
次の手順で行われる。（１）図１において、人ＨＵ１の用いる移動局ＭＳ１１
が、図６のスロットｔ１にて、上り信号を基地局ＢＳ
１へ送信する、（２）基地局ＢＳ１はスロットｔ１にて上り信号を受
信し、これに基づいて信号ａを作成する。（３）同時に基地局ＢＳ２は、スロットｔ１にて上り信
号を傍受し、これに基づいて信号ｂを作成する。ここ
で、傍受するスロットは、あらかじめ基地局制御装置Ｂ
ＳＣＥから各基地局ＢＳに対して知らされている。（４）基地局ＢＳ１は信号ａを、基地局ＢＳ２は信号ｂ
を、それぞれ基地局制御装置ＢＳＣＥへ伝送する。（５）基地局制御装置ＢＳＣＥは、受信した信号ａ、ｂ
のＦＥＲ（ＦｌａｍｅＥｒｒｏｒＲａｔｅ）を、図４
に示す比較部６１で比較し、伝送品質の最も良いスロッ
トを選択切換部６２で選択する。（６）基地局制御装置ＢＳＣＥは、選択したスロットに
よる信号をインタフェース部６４を経由してディジタル
伝送路３２を通じて移動交換網へ送る。（７）ここでは、同一周波数を用いるＴＤＤ（Ｔｉｍｅ
ＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式であるため、
上り方向と下り方向の両通信用フレームの違いによる
伝搬特性の変化はない。また、フレーム長が２．５ｍｓ
と短いため、この間での上り方向と下り方向の両通信用
フレームの伝搬特性にほとんど変化はないと見なせる。
したがって、基地局制御装置ＢＳＣＥは、信号ｂを選択
した場合には、基地局ＢＳ２に、移動局ＭＳ１１へ信号
を送信する権利を与える。（８）これを受けて基地局ＢＳ２は移動交換網からの通
信信号を、図６に示すように、スロットｔ９にて移動局
ＭＳ１１へ下り信号として送信する。（９）移動局ＭＳ１１は、図１に示すように、基地局Ｂ
Ｓ２からの下り信号をスロットｔ９にて受信する。（１０）次に、図７に示すように、人ＨＵ３が移動局Ｍ
Ｓ１１と基地局ＢＳ２の通信路に入り、障害物として通
信を妨げた場合、基地局制御装置ＢＳＣＥは、基地局Ｂ
Ｓ２よりも伝送品質の優れる基地局ＢＳ１に選択切り換
えを行う。これを受けて基地局ＢＳ１は、図６に示すよ
うに、スロットｔ９にて移動局ＭＳ１１へ下り信号'
を送信する。移動局ＭＳ１１は、図７に示すように、基
地局ＢＳ１から下り信号'をスロットｔ９にて受信す
る。本システムでは、このようにして、移動局ＭＳ１１
との通信を良好に維持する。

【００２９】本実施例では、このように、移動局ＭＳ１
１からの上り方向の通信用フレームにより、前述の
（１）から（６）の手順で基地局ＢＳを選定し、下り方
向の通信用フレームにおいて、（７）から（８）の手順
で選定した基地局ＢＳに通信情報を送信する。これによ
り、移動局ＭＳ１１は無線伝送品質の最も良い基地局を
選択でき、シャドーイングによる無線回線断を未然に防
ぎ、通信を良好に維持することが可能となる。さらに、
フレーム毎にシャドーイングが生じていない基地局ＢＳ
にタイムスロットを適応的に割り当てることで、周波数
の利用効率が向上し、トラヒック収容力も増大する。

【００３０】本発明は上述の実施例に限定されるもので
はない。ここでは、基地局ＢＳ１及びＢＳ２の２台の基
地局を使用してサイトダイバーシチを構成したが、ダイ
バーシチブランチの数はこれに限らず２つ以上あっても
よい。例えば、全体のスロット数を増やすことによりダ
イバーシチブランチの数を増やすことが可能となり、さ
らにシャドーイングに強い方式を構成することができ
る。これにより、加入者の収容数も増加できる。

【００３１】（第２実施例）図８は、本発明に係るＴＤ
ＭＡ移動体通信システムの第２実施例を示す図である。
図のように、本実施例では、人ＨＵ１が移動局ＭＳ１１
を用いている。車両ＣＡＲは、その移動位置によっては
通信の障害となる。一方、基地局ＢＳ１〜ＢＳ４は、そ
れぞれ通信の障害とならないように、建築物ＢＩＬＬ１
〜ＢＩＬＬ３を避けて配置されている。

【００３２】基地局ＢＳ１〜ＢＳ４は、ディジタル伝送
路３１を介して基地局制御装置ＢＳＣＥに接続される。
基地局制御装置ＢＳＣＥは、基地局位置管理テーブルと
伝送品質管理テーブルを保持する記憶部ＤＢを有し、デ
ィジタル伝送路３２を介して図示しない移動交換網に接
続されている。ディジタル伝送路３１及び３２は、制御
信号および通信情報の伝送路として用いられる。ここで
記憶部ＤＢはＢＳＣＥ内に配置されているが、インタフ
ェース部６４を介してＢＳＣＥの外部に接続し、別のＢ
ＳＣＥと共用するようにしてもよい。移動局ＭＳと基地
局ＢＳでは、単一周波数ｆ１が用いられているが、これ
以外に単一周波数をｆ２、ｆ３、．．．と増やすことに
より、移動局の数を増加することができる。

【００３３】図９は、第２実施例で使用するＴＤＭＡフ
レームの基本構成を示す図である。本ＴＤＭＡフレーム
は、フレーム長１０ｍｓで、６４スロット（ｓｌｏｔ）
構成である。これらのタイムスロットは、上り方向の通
信用フレーム（ＵＷ：ＵｐＷａｒｄ）、あるいは下り方
向の通信用フレーム（ＤＷ：ＤｏｗｎＷａｒｄ）のい
ずれにも利用できる。同図に示すように、同一周波数ｆ
１のＴＤＭＡフレームはｔ１〜ｔ６４の６４スロットに
分割され、上り方向の通信用フレームｔ１〜ｔ３２の３
２スロットを８スロットずつ基地局ＢＳ１〜ＢＳ４に等
配分する。下り方向の通信用フレームついても同様に、
ｔ３３〜ｔ６４の３２スロットを８スロットずつ基地局
ＢＳ１〜ＢＳ４に等配分する。これにより、基地局ＢＳ
１〜ＢＳ４はそれぞれ最大で８加入者を収容することが
できる。なお、ここでは各基地局に８スロットずつ等配
分したが、必ずしも等配分する必要はなく、例えば、移
動局の集中する場所に設置した基地局にはスロットを多
く配分して収容局数を増やすことも可能である。また、
上り／下りのスロットも等配分する必要はなく、データ
通信のダウンロード主体のシステム等では下りスロット
を増した非対称構成が取られる。

【００３４】図１０は、記憶部ＤＢに備える基地局位置
管理テーブルを説明するための図である。基地局位置管
理テーブルには、同図に示すように、基地局を設置する
時に予め決められた基地局番号と緯度、経度等の基地局
の設置位置情報が記録されている。すなわち、各基地局
ＢＳ１〜ＢＳ４は、緯度がＬＡＴ１〜ＬＡＴ４、経度が
ＬＯＮ１〜ＬＯＮ４にそれぞれ設置されている。

【００３５】図１１は、第２実施例で使用するＴＤＭＡ
フレームの基本構成と伝送品質管理テーブルとの関係を
説明するための図である。伝送品質管理テーブルには、
同図に示すように、各基地局から送られてきたＦＥＲが
対応するスロット番号の位置に記録されている。ここ
で、伝送品質管理テーブル上にＦＥＲが記録されていな
いスロットは、初期設定時の通信用スロットを示し、ハ
ッチングを施したスロットは初期設定時の傍受用スロッ
トを示す。

【００３６】次に、第２実施例の動作について図８を用
いて説明する。本発明に係るサイトダイバーシチ制御は
次の手順で行われる。（１）図８において、人ＨＵ１の用いる移動局ＭＳ１１
が、図１１のスロットｔ１にて、上り信号を基地局Ｂ
Ｓ１へ送信する。（２）基地局ＢＳ１はスロットｔ１にて上り信号を受
信し、これに基づいて信号ａを作成する。（３）図８の実施例では、基地局ＢＳ１〜ＢＳ３を用い
て３ブランチのサイトダイバーシチを形成しており、基
地局ＢＳ２、ＢＳ３でスロットｔ１の上り信号を傍受
しそれぞれ信号ｂ、ｃを作成する。通信を傍受する基地
局は、図１０の基地局設置位置情報をもとに、基地局Ｂ
Ｓ１にもっとも距離が近い基地局から順に予め選定して
おくことができ、この例ではＢＳ２〜ＢＳ３としてい
る。この場合、サイトダイバーシチのブランチ数、すな
わち傍受する基地局数（ここでは３）は初期設定により
あらかじめ基地局制御装置ＢＳＣＥで管理されている。
なお、あえて基地局を選定せずに、全基地局で常時受信
し、サイトダイバーシチ数を最大値に固定する構成も当
然可能である。（４）次に、基地局ＢＳ１は信号ａを、基地局ＢＳ２は
信号ｂを、基地局ＢＳ３は信号ｃを、それぞれ基地局制
御装置ＢＳＣＥへ伝送する。（５）基地局制御装置ＢＳＣＥは、受信した信号ａ、
ｂ、ｃのＦＥＲを、図８に示す記憶部ＤＢで管理してい
る伝送品質管理テーブル上に記憶する。伝送品質管理テ
ーブルは例えば図１１の構成とする。伝送品質管理テー
ブルには、基地局番号、スロット番号、ＦＥＲなどを記
録する。記録したＦＥＲには、例えば基地局ＢＳの配置
位置など、他の条件を考慮した重み付けを行うことがで
きる。（６）当該伝送品質管理テーブル上のＦＥＲを比較部６
１で比較し、伝送品質の最も良いスロットを選択切換部
６２で選択する。（７）基地局制御装置ＢＳＣＥは、選択したスロットに
よる信号をインタフェース部６４を経由してディジタル
伝送路３２を通じて移動交換網へ送る。（８）基地局制御装置ＢＳＣＥが、例えば信号ｃを選択
した場合には、基地局ＢＳ３に、スロットｔ３３から移
動局ＭＳ１１へ信号を送信する権利を与える。（９）これを受けて基地局ＢＳ３は移動交換網からの通
信信号を、図８に示すように、スロットｔ３３にて移動
局ＭＳ１１へ下り信号として送信する。（１０）移動局ＭＳ１１は、図８に示すように、基地局
ＢＳ３からの下り信号をスロットｔ３３にて受信す
る。（１１）次に、図１２に示すように、車両ＣＡＲが移動
局ＭＳ１１と基地局ＢＳ１〜ＢＳ３の通信路に入り、障
害物として通信を妨げた場合、通信も傍受も不能とな
る。この場合、基地局制御装置ＢＳＣＥは、図１０に示
す基地局位置管理テーブル上の基地局設置位置情報をも
とに移動局と通信していた基地局にもっとも近い基地局
のうち、傍受用基地局として選択されなかった基地局
（ここではＢＳ４）を選択し当該基地局ＢＳ４を用いて
上り信号を受信する。

【００３７】このように本実施例では、移動局ＭＳ１１
からの上り方向の通信用フレームの受信により、前述の
（１）から（８）の手順で基地局ＢＳを選定し、（９）
から（１０）の手順で選定した基地局ＢＳから移動局Ｍ
Ｓ１１へ通信情報を送信する。更に、（１１）の手順で
通信も傍受も不能な場合、新たに別の基地局を割り当て
ることでシャドーイングの発生確率を少なくすることが
できる。また本実施例では、各基地局に上り下り８スロ
ットずつ割り当て１０ｍｓ（６４ｓｌｏｔ）のＴＤＭＡ
フレームで４台の基地局を収容したが、各基地局に割り
当てるスロット数を少なくすることで、サイトダイバー
シチのブランチ数（基地局の数）を増やすこともでき
る。

【００３８】これにより、移動局ＭＳ１１は無線伝送品
質の最も良い基地局を選択でき、シャドーイングによる
無線回線断を未然に防ぎ、通信を良好に維持することが
可能となる。さらに、フレーム毎にシャドーイングが生
じていない基地局ＢＳにタイムスロット送信権を適応的
に与えることで、周波数の利用効率が向上し、トラヒッ
ク収容力も増大する。

【００３９】（第３実施例）図１３は、本発明に係るＴ
ＤＭＡ移動体通信システムの第３実施例を示す図であ
る。本実施例では、基地局ＢＳ１、ＢＳ２のアンテナを
セクタアンテナｓｅｃｔ１〜ｓｅｃｔ４で構成し、これ
によりアンテナの指向性を特定の方向に向けるようにし
たものである。このようにした理由は次のとおりであ
る。

【００４０】即ち、上述の実施例はシャドーイングによ
る問題を解決するものであるが、シャドーイングになら
ない状況でも通信の伝送品質が劣化する場合がある。例
えば、図示のように、移動局ＭＳから送信された電波
は、ｐａｓｓ１を介して基地局ＢＳ１へ直接到達するも
のもあれば、ｐａｓｓ２を介してバスＢＵＳ１に反射し
たのち基地局ＢＳ１へ到達するものもある。この場合、
両者の伝搬経路長が異なるため、同じ時間に移動局ＭＳ
から送信された信号は、異なる時間に基地局ＢＳ１で受
信されることになる。この時間差が、伝送速度に対して
無視できない程の高速伝送を行う場合、周波数選択性フ
ェージング（干渉性フェージング）と呼ばれる問題が発
生し、符号間干渉が発生する。これにより基地局ＢＳ１
は、移動局ＭＳの近くにあり受信レベルが高いにもかか
わらず、伝送品質が劣化する可能性がある。

【００４１】そこでアンテナをセクタ化し、アンテナの
指向方向以外に干渉を与えることがないようにし、また
指向方向以外から到来する干渉波を除去する。この種の
アンテナのセクタ化については、例えば「ディジタル移
動通信方式」、東京電機大学出版局、１９９３年２月２
０日発行、に記載されている。

【００４２】図１３では、基地局ＢＳ１、ＢＳ２のアン
テナに、それぞれ９０°の範囲をカバーするセクタｓｅ
ｃｔ１〜ｓｅｃｔ４を設けることで、全水平面内をカバ
ーする。図のように、移動局ＭＳから送信された電波
は、ｐａｓｓ１を介してＢＳ１のｓｅｃｔ１に到達し、
ｐａｓｓ２を介してＢＳ１のｓｅｃｔ２に、またｐａｓ
ｓ３を介してＢＳ２のｓｅｃｔ３にそれぞれ到達する。
この中で、最もよい伝送品質の信号を受信したセクタが
選択される。なお、個々のセクタアンテナを２素子以上
の素子アンテナで構成することで偏波ダイバーシチ、も
しくは空間ダイバーシチを実現してフラットフェージン
グによる悪影響を低減することも可能である。

【００４３】図１４は、本発明におけるＴＤＭＡフレー
ム内のタイムスロット割り当て方法を説明するための図
である。同図に示すように、同一周波数ｆ１のＴＤＭＡ
フレームはスロットｔ１〜ｔ８の８スロットに分割さ
れ、上り方向の通信用フレームについてはスロットｔ１
〜ｔ４を、下り方向の通信用フレームについてはスロッ
トｔ５〜ｔ８を割り当てる。これにより、各１スロット
に対して移動局ＭＳを１台収容することができる。この
例では移動局ＭＳ１〜ＭＳ４の４台の移動局が収容可能
である。各移動局ＭＳの上り方向の送信信号は、基地局
ＢＳ１の各セクタｓｅｃｔ１〜ｓｅｃｔ４、並びに基地
局ＢＳ２の各セクタｓｅｃｔ１〜ｓｅｃｔ４で同時に受
信する。

【００４４】図１５は、本発明における毎時間ごとの伝
送品質管理テーブルの一例である。移動局の上り方向の
送信信号を基地局ＢＳ１の各セクタｓｅｃｔ１〜ｓｅｃ
ｔ４、並びに基地局ＢＳ２の各セクタｓｅｃｔ１〜ｓｅ
ｃｔ４で同時に受信した時のフレームエラーレート（Ｆ
ＥＲ）をテーブルに記録する。これにより最もＦＥＲの
小さい基地局のセクタを特定できる。

【００４５】図１６は、本発明における基地局ＢＳの構
成を説明するための図である。同図に示すように、セク
タｓｅｃｔ１〜ｓｅｃｔ４を構成するセクタアンテナＡ
ＮＴ１〜ＡＮＴ４は個々に送受信装置ＴＲＸ１〜ＴＲＸ
４と接続される。送受信装置ＴＲＸ１〜ＴＲＸ４は、送
受切替スイッチＳＷ、送信機ＴＸ、変調器ＭＯＤ、受信
機ＲＸ、復調器ＤＥＭで構成される。セクタアンテナＡ
ＮＴ１〜ＡＮＴ４は、送受切替スイッチＳＷにより送受
信で共用される。送受信信号は、伝送品質検出部を備え
るＴＤＭＡ制御回路２０１で信号処理される。ＴＤＭＡ
制御回路２０１では、各セクタｓｅｃｔ１〜ｓｅｃｔ４
からの伝送品質を検出し、これらをインタフェース部２
０２からディジタル伝送路３１を介して基地局制御装置
ＢＳＣＥに伝送する。

【００４６】次に、第３実施例の動作について図１４を
用いて説明する。本発明に係わるサイトダイバーシチ制
御は次の手順で行われる。（１）図１３において、移動局ＭＳが図１４のスロット
ｔ１にて、上り信号を送信する。（２）図１３において、基地局ＢＳ１の各セクタｓｅｃ
ｔ１〜ｓｅｃｔ４、並びに基地局ＢＳ２の各セクタｓｅ
ｃｔ１〜ｓｅｃｔ４にて前記上り信号を、図１４のス
ロットｔ１にて受信する。（３）各基地局ＢＳの各ｓｅｃｔの伝送品質と受信信号
をディジタル伝送路３１を介して基地局制御装置ＢＳＣ
Ｅへ伝送する。（４）基地局制御装置ＢＳＣＥでは、伝送品質をもとに
図１５の伝送品質管理テーブルを作成する。同図では、
フレームエラーレート（ＦＥＲ）を伝送品質基準として
いる。（５）図１５の伝送品質管理テーブルに基づき、最も伝
送品質の優れる基地局ＢＳのセクタｓｅｃｔを決定し選
択する。（６）前記選定したセクタｓｅｃｔからの受信信号を移
動交換網へ送る。同時に、選定したセクタｓｅｃｔに対
し、図１４のタイムスロットｔ５で移動局ＭＳへ送信す
る権利を与える。（７）これを受けて基地局ＢＳ１のセクタｓｅｃｔ１は
移動交換網からの通信信号を、図１４に示すように、ス
ロットｔ５にて移動局ＭＳへ下り信号として送信す
る。（８）図１３に示すように、基地局ＢＳ１のセクタｓｅ
ｃｔ１から移動局ＭＳへの送信信号は、ｐａｓｓ１を介
して直接伝搬されるため、バスＢＵＳ１による反射の影
響がなく、移動局ＭＳで良好に受信される。

【００４７】このように基地局アンテナをセクタアンテ
ナとすることで、バス、建築物等の散乱体からの反射波
の悪影響を低減することができ、伝送品質の劣化を抑え
ることができる。さらに、セクタ化により基地局アンテ
ナの利得を高くできるため、送信電力の低減が可能とな
り基地局の小電力化に効果がある。また他局からの干渉
にも強くなる。さらに、基地局アンテナ利得の増加によ
り、移動局のアンテナを小型化でき、送信出力も小さく
できるので、移動局の小型化、低消費電力化にも大きな
効果がある。

【００４８】本実施例では、基地局アンテナを４セクタ
構成としたが、セクタ数をさらに増やすことで反射波に
よる悪影響を一層少なくし、送信電力をより低減するこ
とができる。また、アンテナのチルト角、指向性を適応
的に変化させることで、反射波の悪影響をさらに低減す
ることも可能である。

【００４９】このように本発明では、周波数の切り換え
なしでサイトダイバーシチを容易に構成でき、周波数切
り換え処理の間に情報が欠落するという問題を解決でき
る。また、複数基地局ＢＳで同じ周波数を共用するた
め、装置構成が簡単になり、コスト削減ができる。さら
に、周波数切り換え操作が不要なので、動画像通信など
リアルタイム性が要求されるサービスに適用できる。そ
してサイトダイバーシチのブランチ数を適応的に変化さ
せることによりシャドーイングを好適に回避することが
できる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、簡易な方法で品質の良
い通信情報の伝送が可能な移動体通信システム、基地局
及び基地局制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＴＤＭＡ移動体通信システムの第
１実施例を示す図である。

【図２】移動局ＭＳの構成例を示す図である。

【図３】基地局ＢＳの構成例を示す図である。

【図４】基地局制御装置ＢＳＣＥの構成例を示す図であ
る。

【図５】本発明の第１実施例で使用するＴＤＭＡフレー
ムの基本構成を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例におけるＴＤＭＡフレーム
内のタイムスロットの割り当て方法を説明するための図
である。

【図７】本発明に係るＴＤＭＡ移動体通信システムの第
１実施例の動作を説明するための図である。

【図８】本発明に係るＴＤＭＡ移動体通信システムの第
２実施例を示す図である。

【図９】本発明の第２実施例で使用するＴＤＭＡフレー
ムの基本構成を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例で使用する基地局位置管
理テーブルを説明するための図である。

【図１１】本発明の第２実施例で使用するＴＤＭＡフレ
ームの基本構成と伝送品質管理テーブルとの関係を説明
するための図である。

【図１２】本発明に係るＴＤＭＡ移動体通信システムの
第２実施例の動作を説明するための図である。

【図１３】本発明に係るＴＤＭＡ移動体通信システムの
第３実施例を示す図である。

【図１４】本発明の第３実施例におけるＴＤＭＡフレー
ム内のタイムスロット割り当て方法を説明するための図
である。

【図１５】本発明の第３実施例における伝送品質管理テ
ーブルの一例である。

【図１６】本発明の第３実施例における基地局ＢＳの構
成を説明するための図である。

【符号の説明】ＭＳ１１、ＭＳ１２移動局ＢＳ１、ＢＳ２基地局ＢＳＣＥ基地局制御装置ＨＵ１〜ＨＵ３人ＴＲ１〜ＴＲ６樹木ａ、ｂ受信信号ｆ１単一周波数ｔ１、ｔ９タイムスロット３１、３２ディジタル伝送路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動局と通信するために異なる場所に配
置された複数の基地局と、前記複数の基地局と接続され
た基地局制御装置と、前記基地局制御装置に接続された
移動交換網とを備えた移動体通信システムであって、前
記各基地局は移動局から送信される同一周波数の通信情
報を受信し、前記基地局制御装置は前記各基地局で受信
した通信情報の伝送品質に基づいて前記複数の基地局の
中から一つの基地局を選択し、前記選択された基地局か
らの通信情報を前記移動交換網に伝送し、前記選択され
た基地局は前記移動交換網から前記基地局制御装置を介
して得られた通信情報を前記移動局へ送信するよう構成
されたことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】前記各基地局が、前記通信情報の伝送品
質をそれぞれ検出するよう構成されたことを特徴とする
請求項１記載の移動体通信システム。
【請求項３】前記基地局制御装置が、前記各基地局で
受信した通信情報からそれぞれ伝送品質を検出するよう
構成されたことを特徴とする請求項１記載の移動体通信
システム。
【請求項４】前記伝送品質を記憶する記憶装置を備
え、前記基地局制御装置が前記記憶装置に記憶した前記
伝送品質に基づいて前記複数の基地局の中から一つの基
地局を選択するよう構成されたことを特徴とする請求項
１記載の移動体通信システム。
【請求項５】前記各基地局が、セクタアンテナに接続
された複数の送受信装置を有することを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載の移動体通信システム。
【請求項６】前記伝送品質が、前記通信情報のフレー
ム・エラー・レートに基づいて求められることを特徴と
する請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体通信シス
テム。
【請求項７】移動局から受信した単一周波数の通信情
報からそれぞれ伝送品質を検出するように構成された複
数の基地局と、前記各基地局で検出した伝送品質に基づ
いて前記移動局との間で通信を行う一つの基地局を前記
複数の基地局の中から選択するよう構成された基地局制
御装置とを備えたことを特徴とするサイトダイバーシチ
方式。
【請求項８】前記選択される基地局は、前記複数の基
地局の中で検出された伝送品質が最も良い局であること
を特徴とする請求項７記載のサイトダイバーシチ方式。
【請求項９】移動局から送信される通信情報を受信す
る受信部と、前記受信した通信情報の伝送品質を検出す
る伝送品質検出部と、前記検出した伝送品質を基地局制
御装置に報告するためのインタフェース部とを有するこ
とを特徴とする基地局。
【請求項１０】前記受信部は、通信情報を受信するよ
う制御する受信タイミング制御部及び通信情報を傍受す
るよう制御する傍受タイミング制御部のいずれかの制御
信号により制御されることを特徴とする請求項９記載の
基地局。
【請求項１１】セクタアンテナと、前記セクタアンテ
ナに接続された複数の受信部と、前記各受信部で受信し
た通信情報の伝送品質を検出する制御部と、前記検出し
た伝送品質を基地局制御装置に報告するためのインタフ
ェース部とを有することを特徴とする基地局。
【請求項１２】複数の基地局で検出された通信情報の
伝送品質を比較する比較部と、前記比較部からの出力に
基づいて前記複数の基地局のうちの一つの基地局を選択
する選択切換部と、前記選択切換部からの出力に基づい
て送信を行う基地局を指定する基地局指定部とを有する
ことを特徴とする基地局制御装置。
【請求項１３】前記通信情報の伝送品質を記憶する記
憶部を備え、前記比較部は前記記憶部から読み出された
伝送品質を比較するよう構成されたことを特徴とする請
求項１２記載の基地局制御装置。
【請求項１４】前記指定される基地局は、前記複数の
基地局の中で通信情報の伝送品質が最も良い局であるこ
とを特徴とする請求項１２又は１３記載の基地局制御装
置。
【請求項１５】移動局から送信される単一周波数の上
りの通信情報を複数の基地局で受信し、前記各基地局で
受信した通信情報からそれぞれ伝送品質を検出し、前記
検出した伝送品質に基づいて前記複数の基地局の中から
一つの基地局を選択し、前記選択した基地局から前記移
動局に下りの通信情報を送信するようにしたことを特徴
とする移動体通信方法。
【請求項１６】前記下りの通信情報は、前記上りの通
信情報で用いたタイムスロットとは異なるタイムスロッ
トで送信されることを特徴とする請求項１５記載の移動
体通信方法。
【請求項１７】基地局設置位置情報を記憶し、前記各
基地局における通信が不能状態のとき、前記各基地局以
外で前記選択した基地局に最も近い基地局を、前記基地
局設置位置情報の中から選び出して通信を行うことを特
徴とする請求項１５記載の移動体通信方法。