JPS63184420A - 移動通信における信号伝送方式 - Google Patents

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」 この発明は受信レベルにフェージングを伴う移動通信１
云送路において、高信頼度で信号を伝送する方式（−関
するものである。

「従来の技術」 移動通信、特Ｃ：陸上移動通信Ｃおいては、一般（二移
動局と基地局との間の見通しがないため、受信レベルは
直接波や建物等からの多数の反射波が合成されたもので
あり、この結果レイリー変動Ｃ二近いフェージングを伴
っている。レイリー変動はその平均値から２０〜３０ｄ
Ｂもレベルが低下する深いフェージングであり、このた
め信号１云送信頼度が著しく低下する。

第４図はフェージングがある場合及びない場合の信号伝
送特性の例を示したものである（電子通信学会誌１９８
２年２月「移動通信（二おけるディジタル１云送技術」
図６より）。フェージングがない場合は受信入力レベル
がＯｄＢμ以上であれば誤りは殆どないが、フェージン
グがある場合（二は著しく誤りが増大する。フェージン
グがある場合の誤りは、フェージング（二よって受信レ
ベルが低下したときに集中して発生する。

これらの問題に対処するため、誤り訂正符号の採用やＡ
ＲＱ等が従来から検討されているが、いずれもフェージ
ング（二よるレベル低下時の信号誤りを根本的（二救済
し得るものではなかった。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、フェージングＣ二より受信品質、例えば受
信レベルが低下している時間は信号伝送そのものを中止
するか、又はその時間だけ信号伝送速度を下げる等、よ
り信頼度の高い変調方式に変えて伝送するかして受信品
質低下時の信号誤りをなくす。

つまり、この発明では基地局及び移動局の送信波を同一
周波数とし、フェージングに対して十分短い周期で基地
局送信及び移動局送信を交互のタイムスロットで行うよ
うに時分割し、基地局（又は移動局）でその受信品質を
検出し、その検出した受信品質が規定値以下になると、
その時のタイムスロットの次のタイムスロットでは基地
局（又φま移動局）からの情報信号の伝送を停止するか
、又はより信頼度の高い変調方式に変えて送信する。

タイムスロットの周期がフェージング（二対して十分短
いため、基地局（又は移動局）での受信品質と、その次
のタイムスロットで基地局（又は移動局）から送信した
送信波を移動局（又は基地局）で受信するときの受信品
質とがほぼ等しいことをこの発明は利用するものである
。このようζ二してこの発明ではフェージングがある伝
送路でも、受信品質が高い場合だけを信号伝送に利用し
ているから、フェージングがない場合に近い信号伝送信
頼度が得られる。

更（二基他局では送信タイムスロットを複数のチャネル
２特（二隣接チャネルで同期させて、隣接チャネルなど
からの信号回り込み（二よる感度抑圧の影響を受けない
ようにされる。

この基地局での複数チャネルの送信タイムスロットの同
期は、隣接ゾーン間でも行い、ゾーンの境界付近の移動
局が感度抑圧を受けないようにされる。

移動局（又は基地局）ノでは受信レベルを検出し。

その受信レベルに応じて送信電力を制御する。例えば受
信レベルが基準値より大であれば、その差の分と対応し
た値だけ送信電力を下げて、送信電力を常に必要最小限
とすることができる。

移動局に水平面内の指向方向を変更できるアンテナを用
い、受信品質が最大なる水平面内の指向方向を検出し、
次の送信タイムスロットではその検出した指向方向で送
信を行う。

「実施例」 第１図はこの発明の実施例を示す。基地５１０ではその
情報信号は信号人力線１１を介して、後述する信号伝送
条件を満たす場合（二制御装置１２、信号出力線１３を
経て送信機１４へ供給され、これより搬送波を変調して
送受分波器１５、アンテナ１７を経て移動局１７側（二
伝送される。

基地局１１の受信タイミング、即ち移動局１７の送信タ
イミングでは制御装置１２からの制御信号により送信機
オンオフ制御信号線１８を介して送信機１４は送信をオ
フにされる。

移動局１７では基地局１０からの送信波はアンテナ１９
、送受分波器２１を介して受信機２２で受信復調され、
更に信号出力線２３を介して制御装置２４に加えられる
。受信機２２からは同時に受信レベルに関する情報が受
信レベル情報線２５を介して制御装置２４（二加えられ
ている。

制御装置２４では復調信号Ｃ二、基地局１０からの情報
を担っている信号があるか否か判断し、あればその清報
信号を信号出力線２６を介して出力する。制御装置２４
は同時Ｃ二受信レベル情報線２５からの清報（＝よって
受信レベルが規定値以上あるか否かを判断し、規定値以
上ない場合Ｃは信号出力線２７への情報信号出力を停止
する。

以上は基地局送信移動局受信を説明したが移動局送信基
地局受信の場合（二も同様に動作する。従って基地８１
０ζ二は送受分波器１５＋二受信機２８が接続され５そ
の受信機２８より信号出力線２９゜受信レベル情報線３
１が制御装置１２（二接続され、制御装置１２に移動局
からの受信情報信号を出力するための信号出力線３２が
接続されている。また移動局１７（二おいて送受分波器
２１（二送信機３３が接続され、送信機３３は制御装置
２４と制御信号線３４を通じて接続され、送信のオフオ
フが制御装置２４（二より制御され、制御装置２４（二
信号入力線３５が接続され、基地局へ伝送するための情
報信号が信号人力線３５（二人力される。

基地局の送信機１４．移動局の送信機３３の各搬送波は
同一周波数とされ、その送信は交互のタイムスロットで
行われ、つまり時分割的（二行われ、その制御は制御装
置１２．２４で行われ、その際、基地局の制御装置１２
が主となり、制御装置２４は制御装置１２の制御（−同
期して行う。

制御装置１２の具体的構成例を第２図Ｃ二第１図と対応
する部分Ｃ′″−同−符号を付けて示す。受信機２８か
らの復調信号は信号出力線２９を介して同期識別回路４
１ｉ二加えられ、ここでビット同期、符号識別、フレー
ム同期等がなされて、識別信号出力線４２を介して一旦
バツファ回路４３１−加えられる。しかし受信機２８よ
りの復調信号【−移動局１７からの情報信号が含まれて
いない場合番−は。

識別信号出力線４２（二は信号は出力しない。

一方、基地局１０からの清報信号は信号人力線１１を介
してバッファ回路４４に一旦加えられる。

受信機２８からの受信レベル清報は受信ンベル清報線３
１を介して信号送受信制御回路４５に加えられ、ここで
受信レベルが規定値以上あるか否かが判断される。規定
値以下の受信レベルであれば。

信号続出制御線４６を介して基地局が送信すべき次のタ
イムスロット（二おけるバッファ回路４４から信号出力
線１３への信号読出しを中止する。受信レベルが規定値
以上であればバッファ回路４４から信号出力線１３へ信
号読出しを古い清報信号から順に行う。一方信号送受信
制御回路４５は基地局送信や移動局送信のタイミングを
発生し、送信機オンオフ制御信号線１８を介して移動局
送信のタイムスロットでは送信機１４をオフとするよう
Ｃ二制御する。制御装置２４も制御装置１２と同様に構
成され、同様（二動作する。

第３図を参照して受信レベル（二応じて信号送出がどの
よう（二行われるかを説明する。曲線５１は基地局及び
移動局で交互に受信される受信レベルを連続的に書いた
ものであって、基地局１０及び移動局１７の各送信が同
一周波数であるため、曲線５１は基地局１０又は移動局
１７から連続的（二送信した場合の受信レベル波形（二
等しい。基地局１０の送信タイムスロット５２．移動局
１７の送信タイムスロット５３中の斜線を施した部分は
基地局及び移動局から実際Ｃ二清報信号がパケットとし
て伝送されているタイムスロットであり、白抜きの部分
は清報信号が伝送されていないタイムスロットである。

例えば８００　ＭＨｚ帯陸上移動通信方式（’）　ｔＭ
合（：は、フェージングの速度は高々数十Ｈｚ程度であ
るから　１０ｋｂ／ｓの信号を１云送する場合には、タ
イムスロットの長さを数ｍｓ（二選び、数十ビット分を
１パケツトとして伝送する。

タイムスロットＴ１までは基地局１０及び移動局１７と
も受信レベル５１がしきい値ＥｓＬｄ上であるから交互
に信号パケットが送受されている。タイムスロットＴ１
では移動局よりの送信パケットを基地局１０が受信し、
基地局１０から次のタイムスロットＴ２でパケットを送
信するが、移動局１７ではこれがしきい値Ｅ８以下のレ
ベルで受信されるため、次のタイムスロットＴ３では移
動局１７から清報信号は送出せず、搬送波だけを送信す
る。この搬送波は基地局１０でしきい値Ｅ、以下のレベ
ルで受信されるから次のタイムスロットＴ４では、基地
局１０は情報信号を伝送せず、搬送波のみを送信する。

以下タイムスロットＴ１までは交互（二搬送波のみを伝
送している。タイムスロットＴＩで移動局１７からの搬
送波のみが基地局１０で受信され。

その受信レベルがしきい値Ｅｓ以上であるため１次のタ
イムスロッ）　Ｔｉ十、では基地局１ｏはＩ＊報倍信号
送出する。以下では再び基地局、移動局の受信レベルが
しきい＠Ｅｓを低下するまで情報信号が交互（二伝送さ
れる。

以上の説明では、受信レベルが低下した場合Ｃ二は、無
変調の搬送波のみを送出することとしたが、情報信号が
含まれていない旨の別のパターンの信号で搬送波を変調
してもよい。また上述では受信レベルがしきい値Ｅ５以
下の場合には情報信号の送出を停止したが、より信頼度
の高い変調方式に変えてもよい。具体的Ｃ二は、例えば
ビットレートを落として信頼度を向上させる。あるいは
ＦＳＫの場合は周波数偏移を上げる等Ｃ二より信頼度を
向上させてもよい。これにより受信レベルが高い場合に
は高速で信号を１云送し、信号レベルが低い場合でも十
分な信号信頼度が得られるまで信号速度等を落とす等Ｃ
二より、高能率な信号伝送が可能である。

上述では受信レベルが規定値８５以上であるが否かを清
報信号送出又は変調方式の変更の判断基準としたが、誤
り訂正符号などを採用した場合（二は、信号の誤り率や
誤りの有無を判断基準としてもよい。あるいは受信信号
のクロックジッタの程度。

アイパターンの開き具合、信号帯域外の復調雑音レベル
などを判断基準としてもよい。要するＣ二受信品質を判
断基準とすればよい。

次（二辺上の発明をより効率的（二行うための実施の態
様を述べる。

第１の例では上述の信号送受信の制御を基本として、複
数のチャネルの送受信を同期させる。各チャネルの送受
信周波数が同一であるため、基地局に複数チャネルが配
置されている場合には、あるチャネルで送信しているタ
イミングでは、その隣接チャネル等への信号回り込みレ
ベルが極めて高くなり、隣接チャネル等では感度抑圧等
（二より受信不能Ｃ二なる場合がある。これを避けるた
め上述の感度抑圧等が生じる恐れのある基地局のチャネ
ルＣ二ついて、送信のタイミング（タイムスロット）を
同期させる、従って受信タイミングも同期する。一般（
二基他局ζ二はチャネルを制御する制御部が設けられて
いるから、前記チャネル間の送信タイミングの同期は容
易（二行うことができる。

さらＣ二隣接無線ゾーンは一部ずつ重複して設けられて
いるが、その重複部分に移動局がいる場合（−１隣接ゾ
ーンからの信号で感度抑圧等が生じる恐れがある場合Ｃ
二は、隣接ゾーンのチャネルとの間でも送信タイミング
（タイムスロット）を同期させる。この同期は複数の基
地局を管理している制御局Ｃ二より容易（二行うことが
できる。

第２の例では上述の信号送受信の制御を基本として、送
信電力制御を行う。即ち送受信の周波数が同一であるか
ら、自局の受信レベルは相手局の受信レベルＣ二はぼ等
しい。従って自局の受信レベルとあらかじめ定められた
設定レベルとの差を検出し、その差Ｃ二相当する分だけ
、受信レベルが大きい場合は送信電力を低下させて送信
する。前記差が負の場合は送信電力を増加させる。この
ようＣ二すると相手局での受信レベル瞬時値がほぼ設定
レベル（二等しくなる。この結果、送信電力を必要最小
限の値（二押さえることができるから、他へ与える干渉
の量を小さくすることかできる。

第３の例では移動局で水平面内の指向方向を可変できる
アンテナを用い、最大受信レベル方向で送信する。陸上
移動通信では移動局での受信波は、直接波や周囲の建物
からの反射・回折波の合成である。しかもこれら各波の
到来角はランダムである。これら各波の内の一つ又は少
数だけを受信できればフェージングが著しく改善される
。これを実現するため１例えば第５図（二示すようＣ二
９０°指向性を有するアンテナ５１〜５４が９０°ずつ
ずらして配置され、それらアンテナ５１〜５４の出力は
レベル比較器５５で比較され、その最大ノベルで受信す
るアンテナが切替器５６で切替え選択されて送受分波器
２１（二接続される。このような系（二おいて移動局で
の送信タイミングＣ二おいても。

直前の受信タイミング（二おける切替器５６の切替え位
置な作持したまま送信する。送受信周波数は同一である
から基地局受信の受信レベルも移動局受信と同様に高レ
ベルとなる。

水平面内の指向方向を変える方法は上述のアンテナ切替
だけでなく、複数本のアンテナの給電位相を変えること
により指向方向を変えることも可能である。また受信レ
ベルが最大となる方向で送信することで説明したが、受
信クロックジッタが最小となる方向、受信アイパターン
が最大となる方向等、受信品質が最高となる方向であれ
ばよい。

更に最高受信品質となる方向の変化は遅いから、最高受
信品質の検出周期は長くてよい、またフェージングの薄
みなどを考慮して検出受信品質を各方向（二ついて平均
化し、その平均値の最高となる方向を選択するとよい。

「発明の効果」 以上説明したようＣ二、この発明Ｃ二よれば同一周波数
で送受信し、受信品質が低い場合には次のタイムスロッ
トでの送信を停止するか、又は信頼度の高い変調方式に
変えるため、フェージング時の信号誤りの原因である受
信レベル低下時の信号誤りをなくす、又は十分低く押さ
えることができ、従ってフェージングがない場合に近い
高信頼度で清報信号を１云送することができる利点があ
る。なおこれ（二よる信号１云送能率の低下分は次（二
説明するように極めて低い。即ち例えば第４図において
フェージングがない場合の誤り率はＯｄＢμｄＢμ急激
に大きくなっているため、フェージングがある場合の平
均受信入力２０ｄＢμの場合、誤りは瞬時受信レベルが
ＯｄＢμｄＢμなったときに発生しテオリ、従って瞬時
受信レベルがＯｄＢμ以下！以下ウニいる時間だけ信号
伝送を停止するにしても、ンイリー変動におけるこの時
間率は約１チししかすぎない。

また前記実施態様の第１の例では基地局当り複数のチャ
ネルがある場合でも送受信のまわり込み（二よる感度抑
圧を避けることができ、第２の例では相手局での受信レ
ベルの瞬時値をほぼ一定値（二作つことかでき、従って
他への干渉量を最小限（二押さえることができ、第３の
例では移動局での受信品質を向上させるとともに基地局
での受信品質も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成例を示すブロック図、第２図は
第１図中の制御装置１２の構成例を示すブロック図、第
３図は受信レベル、基地局及び移動局の信号１云送例を
示す図、第４図はフェージングがある場合及びない場合
の信号伝送特性の例を示す図、第５図は移動局の指向方
向可変装置の例を示すブロック図である。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代　　理　　人　　　草　　野　　　　　卓、ｎ”　（
’Ｊ　　　ｒ’） ＬＬｌｔｎｔ。 μｓか≦）÷

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動局送信及び基地局送信を同一周波数とし、そ
   の移動局送信及び基地局送信を交互のタイムスロットで
   行うように時分割し、 移動局（又は基地局）での受信品質を検出し、その検出
   した受信品質が規定値以下になると、その時のタイムス
   ロットの次のタイムスロットでは移動局（又は基地局）
   からの情報信号の伝送を停止するか、又はより信頼度の
   高い変調方式に変えて伝送する移動通信における信号伝
   送方式。
2. （２）上記基地局での送信タイムスロットを、複数のチ
   ャネルで同期させることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の移動通信における信号伝送方式。
3. （３）上記移動局（又は基地局）ではその送信電力を自
   局の受信レベルに応じて制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の移動通信における信号伝送方式
   。
4. （４）移動局のアンテナは水平面内指向方向を変更でき
   るものであり、受信品質が最大となる水平面内の指向方
   向を検出し、次の送信タイムスロットにおいてはその検
   出した指向方向で送信を行うことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の移動通信における信号伝送方式。