JPS61244137A

JPS61244137A - 無線通信方式

Info

Publication number: JPS61244137A
Application number: JP60085836A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Akaiwa; 芳彦赤岩
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1986-10-30
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH0659039B2

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】（産業上の利用分野）本発明は無線通信システムのうち、特に、無線チャンネ
ルにおける干渉が原理的に存在する場合に１千渉の危険
性を減少させることを簡単に行うヒとができる無線通信
方式に関する。

（従来技術とその問題点）無線通信においては、周波数の利用効率を高めるために
、同じ周波数をくシ返して使用することが一般的に行わ
れている。この場合、同じ周波数を同時に使用すること
になるので、一つの無線チャンネルにおいて、二つ以上
の信号がぶつかり通信を損う、いわゆる干渉が起る危険
性は原理的に避けることができない。そのため特に１無
線機の所在位置が移動する移動無線通信システムでは、
セル方式自動車電話システムのように１複数の通信ゾー
ンを設定し、各ゾーン毎に使用する無線チャンネルをで
きるだけ干渉が起らないように定めている。このような
システムの設計法の詳細は文献（伊藤、松坂、「自動車
電話方式の概要」　、研究実用化報告、第２６巻第７号
（１９７７年）　、　１８２１〜１８３６ページ）に譲
るとして、基本的な考え方は、同じ周波数を利用するゾ
ーンをある定められた距離以上に分離させることによシ
、干渉の確率をある値以下に保証しようとするものであ
る。とζろで、従来のこのようなシステムは、面的なゾ
ーンおよびチャンネル設計を前もって行わなければなら
ないので、電波伝搬特性などの基礎的なパラメータを精
度よく決定する必要があると同時に、面状に広がったシ
ステムを管理するために、システム運用が大がかシにな
るという欠点がある。

とζろで、最近の移動無線通信の動向として、携帯電話
あるいは無線構内電話あるいはデータシステムなどの需
要が高まっているのはよく知られている。これらのシス
テムにおいては、使用できる電力に制限があるために１
通信ゾーンは狭い地域（以後、微小ゾーンと呼ぶ）にな
ると同時に、システムの建設あるいは運用のコストを引
き下げなければならない。このとき、まず、ゾーンが狭
くなることによって、電波伝搬特性を精度よく決定する
ことが著しく困難になること、したがって干渉の確率を
前もって予測することが困難になることが問題となる。

このことは、ビル内などで、部屋の間仕切シ、ロッカー
などの金属設備などの設置状況によシ、電波伝搬特性が
大きく変化することを考えれば、容易に理解できる。高
層ビルにおいてはゾーンが立体的になるので、さらに問
題が複雑になる。次の問題として、システム内に収容さ
れる無線電話あるいはデータ端末機器の個数が増大する
ことによって、システムの建設、運用が困難になること
が考えられる。これらの問題が予想されるために、従来
、知られている自動車電話システムの基本思想を、その
ママ、微小ゾーンシステムに導入することはできない。

現在、開発が進められているマルチチャンネルのコード
レス電話（川崎、加藤、吉澤、「新しいコードレス電話
」施設、施−３６−３，１３４〜１４１ページ）は、微
小ゾーンシステムの一種と考えることができる。このシ
ステムの基本思想の一つである無線ゾーンおよび無線チ
ャンネルの管理を不要にする方法は、システムの建設、
運用コストを低減するのに有効である。しかしながら、
このコードレス電話は、屋内での移動のみを考え、移動
機は一対一で基地局に登録されているので、自動車電話
のように、広範囲には移動できないという制約がある。

さらに１このシステムでは、ゾーン設計を行う代わりに
、多数のチャンネルを用意しておき、通信に先だって空
チャンネルの観測を行うと同時に１通信中に干渉を受け
るたびに、別のチャンネルに逃げる方法を採用している
。しかしこの方法では、干渉を十分、防ぐことができな
い。

すなわち、まず、干渉検出が完全でないことが問題であ
る。次に、干渉が検出できたとしても、別のチャンネル
が空いていることが保証されなければならない。このこ
とは、コードレス電話が多数普及したときに、問題とな
るであろう。

（発明の目的）本発明は、上に述べたような従来システムの欠点を除去
し、システムの建設および運用のコストを低減できると
ともに１干渉の確率を下げることが可能となる無線通信
システムを提供することにある。

（発明の構成）本発明は、複数の無線チャンネルのうち、一つまたは複
数のチャンネルを任意に使用できる無線通信システムに
対して、優先度を各チャンネルに与え、優先度の高いチ
ャンネルから順次使用する機能を付加させることによシ
、実現される。

（本発明の概要）本発明は、各ゾーンで使用される各チャンネルに対して
、それぞれ異ガる優先度を付加するととＫよシ、各ゾー
ンに対して、あらかじめ固定的にチャンネルを割シ幽て
なくとも、干渉の確率を減少できることを基本的な原理
としている。干渉を起す可能性のある二つ以上のゾーン
の間では、チャンネルの使用優先度が、同一のチャンネ
ルに対して、異なるために、干渉の確率が減少するとと
Ｋなる。

（実施例）以下、図面を用いて、本発明の詳細な説明を行う。第１
図は、本発明の詳細な説明するための無線通信システム
の概念図である。無線基地局１１１．１２１，１３１，
１４１から発射される送信搬送波信号のレベルが受信入
力最低基準レベル以上になる範囲が各無線基地局に対す
るサービスゾーン１１０．１２０，１３０，１４０とな
る。このサービスゾーンの形状は、微小ゾーンであるた
め先に説明し九電波伝搬特性の不規則性によシ、複雑な
形状となる。加入者無線局１１２　、１２２は実際には
多数存在するものであるが、ここでは、簡単のために、
二つだけを図示している。加入者無線局はいずれかのゾ
ーン内に位置するかぎり、基地局と通信を行うことがで
きる。二つ以上のゾーンが重なり合う場所においては、
加入者無線局は、当然、それぞれのゾーンを形成する基
地局のいずれとも、通信を行うことができる反面、二つ
のゾーンで同じチャンネルを同時に使用した場合には、
干渉を起すととくなる。無線基地局の配置は、電波伝搬
特待を考慮して、ゾーンの重なシができるだけ少なくな
るように考慮するのが望ましい。しかし、本発明におい
ては、この配置に対する基準がゆるやかになるのが特長
である。すなわち、以下に説明するように、ゾーンの重
なシが大きくても干渉の確率が下がるのである。

無線基地局および加入者無線局は複数のチャンネルを有
している。ただし、実際に同時に使用するチャンネル数
は一つであっても、二つ以上であってもよい。本発明で
は、あるゾーンにおいて通信を開始する際には、前もっ
て、他のゾーンにおいてこれから使用とするチャンネル
がすでに使われていないことを確認することを前提とし
ておシ、もし、使用されておれば別の空きチャンネルを
探す。この機能は従来のマルチチャンネルのコードレス
電話と同じである。ここで、問題となるのは、空きチャ
ンネルの検出が不完全であシ、実際には、すでに使用さ
れているチャンネルを空いていると判断してしまい結果
として干渉を起すことである。

このような、誤まった検出を行う原因としては、加入者
無線局が移動していることによシ、伝搬特性が不規則な
ために、一時的に、受信信号のレベルが感度以下に下っ
た場合とか、空きチャンネル検出の直後から実際の通信
までの時間の間に、他のシステムが通信を開始した場合
が考えられる。

本発明では、このような問題を回避するために、各チャ
ンネルに優先度を与え、優先度の高いものから、順次使
用する。第１図に示したゾーン構成に対する優先度の例
を、第２図に示す。ここで、総チャンネル数は１０と仮
定している。各チャンネルにおける棒の高さが優先度に
対応しておシ、ここでは、高さの高い方が優先度が高い
ものとする。ゾーン番号１では、チャンネル番号１，２
゜３が、ゾーン番号２ではチャンネル番号６，７が、ゾ
ーン番号３では、チャンネル番号８，９．１０が、ゾー
ン番号４では、チャンネル番号１，２が優先して割シ当
てられている。チャンネル番号、４゜５にはすべてのゾ
ーンに対して、同じ優先度が割り轟てられている。従来
のマルチチャンネルのコードレス電話では、すべてのチ
ャンネルに等しい優先度を与えているととに相当する。

従来のセル方式自動車電話では、少くとも干渉を起す可
能性のあるゾーンの間には、共通のチャンネルの使用は
許されないので、本発明における優先度とは別の考え方
である。すなわち、本発明では、あるチャンネルの優先
度が最低であっても、これよりも優先度の高いチャンネ
ルがすべて使用されておシ、かつ、これから使用とする
チャンネルが空いていることが観測されれば、そのチャ
ンネルでの通信が許されるのである。

すべてのチャンネルに等しい優先度が与えられているこ
とに相等する従来のマルチチャンネルコードレス電話に
比べて、本発明のシステムの方が干渉の確率が減少する
。その理由は、チャンネルの優先度が干渉を起す可能性
のあるゾーンに対しては、異ならせて割シ当てているた
めに、干渉を起す可能性のあるゾーンの間で同じチャン
ネルを使用する確率が下がシ、空きチャンネル検出ある
いは干渉検出に依存しなくとも、もともと干渉の確率が
低くなるからである。

第１図と第２図に示した例において、ゾーン番号１，４
において、双方とも、チャンネル番号１゜２の優先度が
高いのは、ゾーンの重なりが少く、干渉の可能性が低い
からである。このように、干渉および周波数有効利用の
点で本発明は、従来のセル方式自動車電話システムに近
い効果が得られる。

本発明の特長を従来のセル方式自動車電話システムに対
比してζ５示せば、第１に、干渉を考慮したゾーン設計
（チャンネル割シ当て）がはるかに容易になることであ
る。その理由は、全くゾーン設計を行わないマルチチャ
ンネルコードレス電話の場合と同じように、空きチャン
ネル検出を行うために１仮に、干渉を起す可能性が高い
チャンネルを二つ以上のゾーンに割シ当てたとしても、
実際の通信では、干渉をほぼさけることができるからで
ある。通話中の干渉に対しては、従来の例のように空い
ているチャンネルに逃げることが考えられる。第２の特
長として、本発明では、基本的には各ゾーンでは、すべ
てのチャンネルを選択できるので、仮に発生する呼量が
増加した場合には優先度が低いチャンネルであっても、
他のゾーンでそのチャンネルを使用していなければ、使
用することができることによシ、チャンネル使用効率が
高まることが上げられる。

チャンネル使用の優先度を決定する方法としては、基地
局の配置と大まかな電波伝搬特性を考慮して、固定的に
与える方法と、以下に説明するように、各ゾーンのチャ
ンネル使用の履歴によって、変動的に与える方法が考え
られる。まず、第１に考えられる方法は、通信を行うた
びに、そこで使用したチャンネルの優先度を上げること
である。

このような動作をさせることによシ、もし、仮に、最初
に各チャンネルの優先度が同じであったとしても、ある
ゾーン（ここでは仮に番号↓のゾーンとしよう）である
チャンネル（ここでは、仮に番号Ｊのチャンネルとしよ
う）が−口側われると、次には、そのチャンネルの優先
度が高くなっているので、次にはそのチャンネルが優先
的に使用され以後優先度はますます高まるととＫなる。

ところで、今、考えている番号↓のゾーンと干渉を起す
可能性のある番号４のゾーンでは、通信に先だって行う
空チヤンネル観測において、番号↓のゾーンで番号Ｊの
チャンネルが優先的に使用されているので、番号Ｊのチ
ャンネルが空であることを観測する確率は低くなシ、そ
のチャンネルの優先度が高くなることはなく、それ以外
のチャンネルの優先度が高くなる。また、今、考えてい
る番号ふのゾーンとは近い距離にあるものの、干渉を起
す可能性が無い番号Ｊのゾーンにおいては、番号↓のゾ
ーンで優先度の高いｊ番目のチャンネルが同様に優先度
が高くなる。例えば、第１図、第２図の場合では、番号
１のゾーンで、仮に、番号１゜２０チヤンネルの優先度
が高くなると、これと隣接する、番号２あるいは３のゾ
ーンでは、番号１゜２０チヤンネル以外のチャンネル優
先度が高くなる。番号１とは干渉を起す可能性がなく、
番号２゜３のゾーンとは干渉を起す可能性がある番号４
のゾーンでは、番号、２，３のゾーンで優先度の高いチ
ャンネル（番号４〜１０）は避けられるので、結局、残
シの番号１，２．３のチャンネルの優先度が高まること
になる。このような動作で、チャンネルの優先度が決定
されていくので、干渉の確率が最低になると同時に、周
波数のくシ返えし使用が自動的になされることになシ、
はぼ、最適なチャンネル割シ当てが達成できることにな
る。

このように、チャンネルの優先度を、チャンネル使用の
実績によシ、変動的に定める方法は、各ゾーンにおいて
発生する呼量に差があっても、干渉を起すゾーンの間で
、呼量の大小に応じて＼優先度の高いチャンネルの数が
分配されることになる。さらに、呼量の変化がゾーン間
に起っても、それに適応して、チャンネルの再分配が起
る。

チャンネル使用の実績によシ、チャンネルの優先度を定
める方法は、あるゾーンでＦｉ特定のチャンネルの優先
度が選択的に成長すれば、どのような方法でもよい。例
えば、チャンネルの使用に先だって空チャンネルかどう
かを観測したとき、空いておれば、優先度を上げ、すで
に使用されておれば、下げることも考えられる。また、
あるチャンネルを使用して通信している途中で、他のゾ
ーンからの干渉を受けることなく通信を終了すれば、優
先度を増加し、干渉を受ければ逆に優先度を減少させる
ことも考えられる。このとき、干渉検出の方法はどのよ
うな方法でもよく、例えば、論文。

（小園、坂本、「移動通信における同一チャンネル干渉
量の測定」　、電子通信学会論文誌、ｖｏｌ。

Ｊ６８−Ｂ、１０９−１１６ページ、　１９８５年１月
）Ｋ記載されている方法が考えられる。優先度の表現方
法としては、例えば、カウンタを設けて、カウンタの内
容で表現できる。このとき、優先度は無限に高く、ある
ーは低くなるので、優先度を表示する数字に上限および
下限を設定することが設計上は当然に必要とされる。

本発明における無線送受信機の実施例を第３図に示す。

入出力端子３０１より送信要求信号が入力されると、制
御回路３０２　ｔｉ後で説明する第５図に示すフローチ
ャートに従って、使用チャンネルを設定し、周波数シン
セサイザ３０３によって定まる周波数で、送信および受
信を行う。もし、使用できるチャンネルが無ければ、ヒ
ジー信号が入出力端子３０１に出力される。ここで、３
０９ｔｉ送信信号入力端子、３１０け変調器、３１１は
送信回路、３０５はアンテナ３０４を送受信で共用する
ためのデユープレクサである。変調器３１０は変調を行
うと同時に、制御回路３０２より出力される送信可能信
号を受けたときにのみ、送信波を送出する。送信回路３
１１は送信周波数が周波数シンセサイザ３０３の出力信
号で定まり、その他、通常の増幅、および周波数変換な
どの操作を含む。

アンテナ３０４より、入力される受信信号はデユープレ
クサ３０５より受信回路３０６に入力される。

ここで、受信回路は受信周波数が周波数シンセサイザ３
０３の出力信号で定まり、その他、通常の増幅、周波数
変換、帯域制限などの操作を含む。

受信回路３０６の出力信号である中間周波信号は二分妓
され、一方は復調回路３０７に入力されて、復調された
受信信号が出力端子３０８に得られる。

受信回路３０６の他方の出力信号社、制御回路に入力さ
れる。以上、説明したように、制御回路の動作を除けば
、本発明における無線送受信機の構成は通常のものと何
ら変わるところはない。

制御回路３０２は、例えば第４図に示した回路によって
実現できる。受信回路３０６の出力信号は入力端子４０
１に入力され、受信レベル検出回路４０２で受信レベル
を表わす信号に変換され、アナログディジタル変換回路
４０３を通して、マイクロプロセ、す４０４に取り込ま
れる。

マイクロプロセッサ４０４の動作を第５図のフローチャ
ートにより説明する。基地局の無線送受信機は待機中に
送信要求信号を受けると最大の優先度を有するチャンネ
ルを検定する。その後、受信周波数が該当チャンネルの
周波数になるように周波数シンセサイザ３０３を制御し
、受信レベル検出回路４０２の出力信号を観測する。受
信レベル信号がある定められた基準値以下か否かで、そ
のチャンネルが空であるか否必を判定する。もし、その
チャンネルが空であると判定葛れるとそのチャンネルの
優先度をある定められた値だけ増加させたのち、そのチ
ャンネルで送信および受イ！１を行う。通信が終了する
と待機状態にもどる。上で述べたチャンネルが空である
か否かの判定において、もし、そのチャンネルが空でな
いと判定されると、そのチャンネルの優先度をある定め
られた＆ｉだけ減少させる。続いて、そのチャンネルが
この無線送受信機で使用可能なチャンネルのうち最後の
ものかどうか判定する。もし、このチャンネルが最後の
チャンネルではない、すなわち、まだ使用可能なチャン
ネルが残っているものと判断されると、今まで検定を行
ったチャンネルを次の空チヤンネル検定の対象から除外
したもののうちで、最大の優先度のチャンネルの検定を
行う。以下、同様の動作を空チャンネルが見つかるまで
行う。もし、最後のチャンネルまで空チャンネルが見つ
からなければ、ビジー信号を出力したのち、待機状態に
もどる。

この例では、優先度をチャンネル使用に先だって、その
チャンネルが空か否かによって変動的に定める場合につ
いて述べたが、その他の方法でも、マイクロプロ七、す
と周波数シンセサイザの組み合わせで容易に実現できる
。ただし、マイクロプロ七、すな使用しないで、同様な
動作を、ディジタル回路でも実現できるのは当然である
。本発明の実施例では、チャンネル設定を基地局の無線
送受信機で行ったが、加入者無線局で行ってもよい。

さらに、本発明の実施例では基地局と加入者無線局との
区別を行ったが、本発明の動作原理からして、その区別
は何ら必要となるものではない。

（発明の効果）以上、本発明においては、ゾーンおよびチャンネルの設
計と運用が簡単になると同時に、干渉の起こる確率が減
少すると−う効果がある。また、チャンネルの優先度を
チャンネル使用の履歴により変動的に決定する方法は、
優先度に対して、はば最適なチャンネル分割が自動的に
生成されるという効果がある。本発明の無線チャンネル
は、周波数軸で分けたチャンネルであっても、あるいけ
時間軸で分けたチャンネルなどでもよく実現上で特定の
種類に限定されることはない。また、各ゾーンで使用さ
れる変調方法なども、無線チャンネルの使用あるいけ干
渉が観測できるものであれば、どのような方法でもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無線通信システムを説明するための模
式図、第２図は、本発明におけるチャンネルの優先度を
説明するための図、第３図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第４図は制御回路の構成例を・示すプロ、り
図、第５図は制御回路の動作を表わすフローチャートを
示す図である。図において、１１０．１２０，１３０，１４０・・・サ
ービスゾーン、１１１．１２１．１３１．１４１・・・
無線基地局、１１２．１２２・・・加入者無線局、３０
２・・・制御回路、３０３・・・シンセサイザ、３０４
・・・アンテナ、３０６・・・受信回路、３０７・・・
復調回路、３１０・・・変調器、３１１・・・送信回路
、４０２・・・受信レベル検出回路、４０３・・・アナ
ログディジタル変換器、４０４・・・マイクロプロ七、
す、である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基地局とこれと交信を行う加入者無線局からなり
、複数の無線チャンネルのうち、一つまたは複数の任意
のチャンネルを使用することができ、かつ、使用しよう
とするチャンネルが空チャンネルであることを確認して
から通信を開始する機能を有する無線通信システムであ
って、優先度を各チャンネルに与え、優先度の高いチャ
ンネルから順次使用することを特徴とする無線通信方式
。
（２）優先度をチャンネル使用の過去の履歴によって、
変動的に定める特許請求範囲（１）項記載の無線通信方
式。
（３）チャンネルを使用するたびに、そのチャンネルの
優先度を相対的に増加させる特許請求範囲第（２）項記
載の無線通信方式。
（４）チャンネル使用に先だってそのチャンネルが空チ
ャンネルであるかどうかを観測したとき、もし空チャン
ネルであればそのチャンネルの優先度を増加させ、空チ
ャンネルでなければ、そのチャンネルの優先度を減少さ
せる特許請求範囲第（２）項記載の無線通信方式。
（５）あるチャンネルを使用中に他の信号からの干渉を
受けなかったならば、そのチャンネルの優先度を増加さ
せ、干渉を受ければそのチャンネルの優先度を減少させ
る特許請求範囲第（２）項記載の無線通信方式。
（６）優先度に上限あるいは下限を持たせた特許請求範
囲第（１）項記載の無線通信方式。