JPS63190435A - 無線回線制御方式 - 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」 この発明は自動車電話や携帯電話などのセルラ方式の移
動通信方式において、無線基地局での無線回線（チャネ
ル）の使用率を向上させ、無線ゾーン内のトラヒックを
運ぶために必要な無線機数を削減する方式に関するもの
である。

「従来の技術」 従来のセルラ方式の移動通信においては、サービスエリ
アを小さな無線ゾーンに区切り、無線ゾーン単位で周波
数を干渉しない距離以上能して、周波数を繰り返し使用
することで、周波数の有効利用をはかっている。このよ
うな方式をとった場合、無線ゾーンが比較的広ければ、
無線ゾーン内のトラヒックが多くなり大群化効果により
無線回線（チャネル）の使用率は大きくなるため無線装
置は有効に使用されていた。

しかし、携帯電話などで端末の小電力化等の要因で無線
ゾーンを非常に小さくした場合や、地方都市などでトラ
ヒックが少ない場合は、無線ゾーン内のトラヒックが小
さくなり、大群化効果が出ないためサービス条件を満た
す呼損率を満足するように無線チャネルを設定すると無
線チャネルの使用率が非常に小さくなってしまい、無線
機を有効に使う事が出来なくなるといつだ欠点があった
。

また、無線ゾーン内で使用できる無線回線数は無線ゾー
ン内の平均呼量で固定的に設定されているだめ、周辺無
線ゾーンでは使用できる無線回線が余っているにもかか
わらず、一時的に無線ゾーン内のトラヒックが集中した
無線ゾーンでは呼損が多くなってしまうといった欠点が
あった。

この発明の目的は、無線ゾーン内のトラヒックが小さい
無線ゾーンでも無線機の使用率を上げ、無線機を有効に
使えるようにする事でサービス条件を満足する呼損率で
同一のトラヒックを運ぶために無線基地局で必要な無線
機数を少なくすること及び、地域的なトラヒックの変動
にも対処できるようにした無線回線制御方式を提供する
ことにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、無線基地局で複数の無線ゾーンを制御でき
るようにし、無線ゾーン単位で周波数を繰シ返し使用で
きる距離以上能して、無線ゾーン単位に割り当てられた
個別無線回線以外に、無線基地局で制御している複数の
無線ゾーンで共通に使用できる周波数を持つ共通無線回
線をもうけ、無線ゾーン内で呼が発生した場合、無線ゾ
ーン単位に割り当てられた個別無線回線に空き無線回線
があれば、その個別無線回線を使用し、無線ゾーン単位
に割ｇ当てられた個別無線回線の全ての無線回線が使用
中の場合は無線基地局で共通に使用できる共通無線回線
を使用できるようにする。

以上述べたこの発明の無線回線制御方式によると、小ゾ
ーン単位で周波数を繰シ返し使用し、周波数の有効使用
をはかり、かつ、複数ゾーン内で共通に使用できる共通
無線回線で小ゾーンの無線チャネルから溢れだ呼を救済
し、大ゾーン化したと同等のトラヒックの大群化効果を
得ることが可能であり、無線回線の使用率の向上をはか
ることができるため、無線基地局で必要な無線機数を削
減できる。また、共通無線回線の割当制御を実施するこ
とで、トラヒックの地域的な変動時、周波数を有効に利
用し共通無線回線で効率よくトラヒックを運ぶことで柔
軟に対応できる点が従来の技術と異なる点である。

「実施例」 第１図はこの発明の一実施例を説明する移動通信ンステ
ムの構成例を示す。移動通信用交換機１１、スイッチネ
ットワーク１２、これを制御する制御装置１３を備え、
有線通話回線１４及びデータ回線１５で無線基地局１６
と接続されている。無線基地局１６内にスイッチネット
ワーク１７、その制御装置１８、更に制御回線用無線機
１９、無線ゾーンに固定的に割当られた個別無線回線用
無線機１□、１□、１３．無線基地局内の無線ゾーンで
共通に使える共通無線回線用無線機２□、２２が設げら
れている。共通無線回線用無線機２１，２□はそれぞれ
アンテナ切り換え器３１．３２によりアンテナ共用器４
１，４□、４３の何れにも接続することができる。アン
テナ共用器４１，４□、４３は無線ゾーン５１，５２，
５３の各ビームアンテナ６□、６□、６３にそれぞれ接
続されている。移動端末２１は無線ゾーン５１〜５３　
を移動できる。

移動通信用変換機１１は着信有線回線２２を介して図に
示してないが、固定電話網に接続されている。

この実施例では前述したように共通無線回線用無線機２
□、２２が設けられるが、これに応じて移動通信用交換
機１１の制御装置１３内に無線基地局対応の共通無線回
線情報テーブル２３が設けられ、このテーブル２３には
共通無線回線番号欄２４、その各共通無線回線の使用可
能表示欄２５、更にその共通無線回線が使用された場合
に干渉のおそれがあるその共通無線回線の使用を禁止す
る無線基地局や他の共通無線回線番号リスト欄２６があ
る。リスト欄２６は予め作っておく。

第２図はこの発明の制御シーケンスの一例を示し、以下
、第１図、第２図を使用し、この発明の詳細な説明する
。

移動通信用交換機１１に着信有線回線２２より移動端末
２１の端末番号を指定して着信があった場合、移動通信
用交換機１１は、データ回線１５で接続する移動端末２
１の端末番号を含んだ着信制御信号２０１（第２図）を
無線基地局１６へ送出する。

無線基地局１６の制御装置１８は、移動通信用交換機１
１より送出された着信制御信号２０１を受信すると、制
御回線用無線機１９を動作させ着信制御信号２０１に含
まれている移動端末２１の端末番号を含んだ一斉呼び出
し信号２０２を各無線ゾーン５１〜５３に送出し、移動
端末２１からの応答信号２０３を待ち受ける。

移動端末２１は制御回線用無線機１９０周波数を常時受
信しており、自分の移動端末番号を含んだプ斉呼び出し
信号２０２を受信した場合、応答信号２０３を制御回線
用無線機１９の周波数で送信し、無線回線指定信号２０
４を待ち受ける。

無線基地局１６の制御装置１８は、移動端末２１からの
応答信号２０３を制御回線用無線機１９で受信したら、
どの無線ゾーンの制御回線用無線機１９が一番強く信号
を受信したかを検査し、一番強い信号強度で受信した無
線ゾーンに移動端末２１が在圏していると見なし、無線
回線の設定制御を実施する。以下の説明では、無線ゾー
ン５Ｉの制御回線用無線機１９で受信した移動端末２１
からの応答信号が一番強かったと仮定する。

制御装置１８は移動端末２１の在圏する無線ゾーン５１
に固定的に割当てられた個別無線回線用無線機１１が使
用中でないかを調べ、空いている場合は、制御回線用無
線機１９を通して移動端末２１へ個別無線回線用無線機
１１の周波数で通話を行うよう無線回線指定信号２０４
を送出する。

もし、無線ゾーン５１に固定的に割当てられた個別無線
回線用無線機１１が使用中の場合は移動通信用交換機１
１ヘデータ回線１３を通して共通無線回線要求信号２０
５を送出する。共通無線回線要求信号２０５を受信した
移動通信用交換機１１の制御装置１３は無線基地局対応
の共通無線回線情報テーブル２３の使用可能表示欄２５
を検査し、使用可能となって・いる共通無線回線番号を
共通無線回線通知信号２０６で通知する。つまりこの使
用可能表示欄２５はその共通無線回線が使用中のときは
禁止と書かれてあり、これを検査するが、他の無線シー
７５２　＋　５３に電波干渉を与える可能性がある共通
無線回線の場合も禁止とすることにより、干渉が生じる
共通無線回線の使用も防止する。そのためその後、共通
無線回線の使用を禁止する無線基地局・共通無線回線番
号リスト欄２６に記載されている無線基地局対応の共通
無線回線情報の使用許可表示を使用不可とする。ここで
は、共通無縁回線用無線機２Ｋが通知されたと仮定する
。

無線基地局１６の制御装置１８は、共通回線通知信号２
０６で通知された共通無縁回線用無線機２１をアンテナ
切り換え器３１を切り換え無線ゾーン５゜のビームアン
テナ６１と接続する。その後、制御回線用無線機１？を
通して移動端末２１へ共通無線回線用無線機２１の周波
数で通話を行うよう無線回線指定信号２０４を送出する
。

以上の制御の後、制御装置１８はデータ回線１３で移動
通信用交換機１１へ使用する有線回線１４と移動端末２
１へ着信のあった着信有線回線２２とを接続するように
接続指定信号２０７を送出し、選択した個別無線回線用
無線機１１又は共通無線回線用無線機２１と有線回線１
４とをスイッチネットワーク１７を制御して接続する。

接続指定信号２０７を受信した移動通信用交換機１１の
制御装置１３は指定された有線回線１４と移動端末２１
へ着信のあった着信有線回線２２とを接続する。

移動端末２１は制御回線用無線機１９よりの無線回線指
定信号２０４を受信した場合、この信号で指定された通
話用無線回線の無線周波数に切り換える。これにより、
移動端末２１と移動端末２１へ着信のあった着信有線回
線２２との間で通話回線が設定でき通話が行なえる。

移動端末２１が無線ゾーン５１で無線基地局１６内の無
線ゾーンで共通に使える共通無線回線用無線機１１を使
用して通話を行っていると仮定する。

移動端末２１が通話中に無線ゾーンに固定的に割当られ
た個別無線回線用無線機１１を使用していた呼が終了し
てその無線機１１が空いた場合、制御装置１８は通話中
の共通無線回線用無線機２１を用いて無線周波数を空と
なった個別無線回線用無線機１１の周波数に切り換える
よう、その個別無線回線用無線機１１の周波数情報を含
む無線チャネル切り換え信号２０８を無線端末２１に送
出する。この無線チャネル切り換え信号２０８の送出は
、従来の自動車電話におけると同様に、通話中の音声信
号を一時切断して送ってもよく、あるいは音声帯域外の
信号を用いて送ってもよい。後者の場合は通話の切断が
防止できる。

その後、制御装置１８はスイッチネットワーク１７を制
御し移動端末２１が使用している有線回線１４を共通無
線回線用無線機２Ｉから、個別無線回線用無線機１１へ
接続換えを実施する。それと同時に、移動通信用交換機
１１へ解放した共通無線回線用無線機２１の情報を含ん
だ共通無線回線解放信号２０９を送出する。

共通無線回線解放信号２０９を受信した制御装置１３は
、無線基地局対応の共通無線回線情報テーブル２３の共
通無線回線解放信号２０９で指定された共通無線回線の
使用可能表示欄２５を使用可能とするとともに、共通無
線回線の使用を禁止する無線基地局と共通無線回線番号
リスト欄２６に記載されている無線基地局対応の共通無
線回線情報の使用許可表示を使用可能に書き換える。

移動端末２１は無線回線切シ換え信号２０８を受信した
ら、使用している無線周波数を指定された無線ゾーンに
固定的に割当られた個別無線回線用無線機１１の周波数
に切シ換える。以上のように通話に使用していた無線回
線の切シ換えを実施する。これにより、それまで使用し
ていた共通無線回線は他の呼に使用できるようになる。

以上の説明では、共通無線回線を作成するため、１つの
無線基地局で無線機を複数の無線ゾーンで切り換える方
式としているが、１つの無線機で複数の小さなゾーンを
カバーする大ゾーンを作成し、複数の小ゾーンで共通に
使用することで共通無線回線とすることが出来ることは
明らかである。また、１無線機で複数の無線ゾーンをカ
バーする大ゾーンによる共通無線回線と複数の無線ゾー
ンで切り換えて使用する共通無線回線とを同時に設定し
た複合無線ゾーン構成とし、どちらかの無線ゾーンで共
通無線回線を使用できるような方式が可能なことはあき
らかである。上述においては無線ゾーンを、その端部に
配したビームアンテナによりその指向特性の範囲でカバ
ーしたが、無指向性アンテナを無線ゾーンの中央部に配
置してもよい。

以上の制御を実施することで、小無線ゾーン単位で周波
数を繰り返し使用し周波数の使用効率を上げ、かつ、複
数無線ゾーン内で共通に使用できる共通無線回線で小無
線ゾーンの無線チャネルから溢れた呼を救済し、大ゾー
ン化したと同等のトラヒックの大群化効果を得ることが
できるだめ無線周波数の有効利用率を低下させず無線基
地局で必要な無線機数を削減できるとともに共通無線回
線の無線基地局間の割当制御を実施することで、トラヒ
ックが地域的に変動しても、周波数を有効に利用し共通
無線回線で効率よくトラヒックを運ぶことで柔軟に対応
できる。

「発明の効果」 以上説明したように、無線ゾーン内のみで使用できる周
波数を割当られた個別無線回線以外に、無線基地局の制
御している複数の無線ゾーンで共通に使用できる周波数
を割当てられた共通無線回線を設け、無線基地局内の複
数無線ゾーンでその共通無線回線を共通に使用できるよ
うにすることにより、トラヒックの少ない無線ゾーンで
も無線回線を高い効率で使用出来るようになる。このた
め、従来の方式に比べ、同じトラヒックを運ぶために無
線基地局で必要な無線回線（チャネル）数が少なくてす
み、移動通信システムの経済化を従来の方式の無線°周
波数の利用率を低下させることなく実現できる。周波数
の利用率をあげる必要の無い場合は、すべての無縁回線
を基地局内で共通に使用できる構成とすれば基地局で必
要な無線機数を大幅に削減可能であることは明らかであ
る。

この発明の無線回線制御方式による、必要となる無線機
数の減少効果の一例について記す。−例とし、１無線基
地局当たりの制御する無線ゾーン数を３ゾーン、無線ゾ
ーン単位に割り当てる周波数の繰り返しを１２ゾーン繰
り返し、無線基地局内の無線ゾーンで共通に使用できる
無線周波数の繰り返しを７無線基地局（２１ゾーン）０
、無線回線（チャネル）の許容できる呼損率を３％、無
線ゾーン当たり８ｅｒｌの呼量がサービスエリア内で一
様に分布していると仮定すると、 従来の方式で必要な無線ゾーン当たりの無線チャネル数
は１無線ゾーン当たり８ｅｒ−１であるため許容呼損３
％でアーランＢ式により求めると、１４無線チヤネル／
無繍ゾーン（３ゾーン当たり４２無線チヤネル）と求ま
る。この時、移動通信システムで必要な無線周波数の数
は、１４チャネル×１２ゾーン繰り返し＝１６８無線周
波数となる。

この発明による無線回線制御方式の場合、無線ゾーン単
位に割り当てる個別無線回線数を９無線チヤネルとする
と、この無線ゾーン単位に割り当てられた無線チャネル
で溢れた呼を無線基地局で制御している３無線ゾーンで
共通に使用出来る共通無線回線で呼損３％で運ぶだめに
必要な無線基地局で共通に使用できる無線チャネル数は
、一般電話網の迂回呼のモデルと同等となるため等価ラ
ンダム法で求めると９無線チヤネルとなる。つまり、１
つの無線基地局（３無線ゾーン当たり）で必要な無線機
数は９チヤネル×３ゾーン＋９チヤネル＝３６チヤネル
となる。また、この時、移動通信システムで必要な無線
周波数の数は９チャネル×１２ゾーン繰り返し＋９チャ
ネル×７無線基地局繰り返し＝１７１無線周波数となる
。

従来の方式と比較すると ・システムとして必要な無線周波数の数は１７１／１６
８＝１．０１７ ・無線基地局当たりで必要な無線機数は３６／４２＝　
　０．８５７ となり、無線周波数の増加をほとんどきだすことなく、
無線基地局当たりで必要な無線機数を大きく減少できる
。また個別無線回線を使用していた呼が切断された場合
、切断された個別無線回線の属する無線ゾーン内で共通
無線回線を使用している呼があった場合、その呼を現在
使用している共通無線回線から切断された個別無線回線
へ接続換を実施することにより、複数の無線ゾーンで使
用できる共通無線回線を空きとすることで同一の無線回
線数でもより多くの呼量を運べるため、より無線回線の
使用率を上げることが可能である。なお共通無線回線の
繰り返し単位を上記説明では７基地局としたが、共通無
線回線の周波数繰り返し単位をもっと小さくする事が可
能であればシステムとして必要な周波数も従来方式より
低下する場合があることは明らかである。

また、共通無線回線の周波数繰り返し単位を、周波数を
繰り返し使用できる距離以上離すことなく設定し、無線
ゾーンで共通無線回線を使用した場合、その共通無線回
線に干渉を与える可能性のある共通無線回線を周辺無線
基地局で使用することを禁止する制御を実施することで
、見掛けの共通無線回線の繰り返し単位を小さくできる
。このような制御を実施することで地域的にトラヒック
の集中が発生した場合、トラヒックの少ない周辺無線ゾ
ーンの周波数を有効に使用し、共通無線回線で地域的に
集中したトラヒックを高い無線回線効率で選ぶことが可
能となる。

無線基地局で共通に使用できる共通無線回線の周波数を
他の無線基地局で使用しても影響のない距離だけ離して
設定すれば、無線基地局内のみで独立に共通無線回線の
制御ができるため制御が複雑とならない。必要な無線周
波数を少なくするため共通無線回線の繰り返し単位を小
さくし、無線基地局間で共通無線回線の使用状況を管理
し、共通無線回線を使用することが可能なことは明らか
である。

まだ、無線基地局で共通に使える共通無線回線は複数の
無線ゾーンで共通に使えるため、無線ゾーン間で多少の
トラヒックの変動があっても無線周波数をゆうずうしあ
えることからサービス品質の悪化も従来方式より低くお
さえることができる。

無線基地局で共通無線回線の増減により無線ゾーンでの
トラヒック条件に応じた細かな無線機数の調整が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの９発明の移動通信システムの１実施例を示
すブロック図、第２図はこの発明の方式における制御シ
ーケンスの一例を示す図である。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代理入弁理士　　草　　野　　　　　　卓十　２圓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）サービスエリアを複数の無線ゾーンに分割し、周
   波数を繰り返し使用している移動通信方式において、 １つの無線基地局で複数の無線ゾーンを制御可能とし、 無線ゾーンの中のみで使用できる個別無線回線と、無線
   基地局内の複数無線ゾーン間で共通に使用できる共通無
   線回線とを無線基地局に設置し、無線ゾーンの中で呼が
   発生し、無線回線を使用する場合、その無線ゾーンの中
   のみで使用できる個別無線回線が空いていた場合はその
   個別無線回線を使用し、 その無線ゾーンの中のみで使用できる個別無線回線が全
   て使用中の場合はその無線基地局の制御している複数の
   無線ゾーンで共通に使用できる共通無線回線を使用する
   ことを特徴とする無線回線制御方式。