WO2000056108A1

WO2000056108A1 - Systeme de communication mobile

Info

Publication number: WO2000056108A1
Application number: PCT/JP1999/001295
Authority: WO
Inventors: Yoshinori Uchida; Shinji Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2000-09-21
Also published as: EP1081981B1; EP1081981A1; EP1081981A4; US6958985B1; DE69943085D1

Description

明細移動通信技術分野

この発明は、上り回線の伝送レートと下り回線の伝送レートを独立して設定することができる移動通信システムに関するものである。背景技術

移動通信システムは、加入者局である移動局（例えば、移動車載通信装置，移動携帯通信装置等）と基地局が無線チャネルを介して接続される構成である。

これらの移動通信システムにおいて、異なる無線方式による無線周波数スペクトラムの共用（以下、「周波数共用」と称する）は、 F DMA ZT D M A方式で実施される可能性があり、 C DMA方式においては異なる符号間での周波数共用が既に実施されている。これらの方式でのハンドオーバ一は既に公知である。

例えば、同一タイムスロットの中に TDMA信号と時分割 C DMA信号とを共用するタイムスロット共用の移動通信システムに関しては、既に我々が出願した特許 U S 5， 5 8 5 , 5 8 1 (特開平 8— 1 3 0 7 6 6号公報， E P 7 0 1 3 3 7 A) において開示されている。

このような移動通信システムにおいて、例えば、マルチメディアを構築する場合、加入者局が基地局にデータを送信する上り回線の通信容量と、基地局が加入者局にデ一夕を送信する下り回線の通信容量とをそれぞれ独立に設定する必要がある。また、通信中のデータ伝送量の変動に対処するため、デ一夕の伝送レートを変更できるシステムを確立する必要がある。

例えば、加入者局が基地局に送信するデータの伝送量が瞬時に増加する状況が発生すると、加入者局がデ一夕伝送量の増加量を把握して、必要な伝送レートを計算し、伝送レートの変更依頼を基地局に送信する。基地局は、加入者局から伝送レートの変更依頼を受けると、伝送レートの変更を受け付けることができる状態にあるか否かを現在通信中の空きチャネル等を検索して判断する。

そして、基地局は、伝送レートの変更を受け付けることができる状態にあると判断する場合には、以後使用する通信チャネルの識別番号を加入者局に送信する。

加入者局は、伝送レートの変更依頼を基地局に送信したのち、基地局から以後使用する通信チャネルの識別番号を受信すると、以降、その通信チャネルを使用してデータを基地局に送信する。

これにより、データの伝送レートが変更される訳であるが、デ一夕の伝送量が変動してから実際に伝送レートが変更されるまでには、相手局の許可を得るプロセスを必要とするため、実際に伝送レートが変更されるまでに相当の待ち時間を見込む必要がある。

従って、データ伝送量の変動量が大きく、相当の待ち時間を見込むことが困難な移動通信システムでは、通信の開始当初から大きな周波数帯域を割り当てることにより、大きな伝送レートで固定する方式が採用される。

従来の移動通信システムは以上のように構成されているので、伝送レートの変更依頼を相手局に送信し、相手局の許可が得られれば、伝送レ —トを変更することができるが、実際に伝送レートが変更されるまでに相当の時間を要するため、データの伝送量が大きく変動する場合には、データの輻輳等が発生して、データのリアルタイム性を損なうなどの課題があつた。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、通信中にデ一夕の伝送レートを速やかに変更することができる移動通信システムを得ることを目的とする。発明の開示

この発明に係る移動通信システムは、基地局の変更要求手段から夕ィムスロットの変更情報を受信すると、そのタイムスロットの変更情報に従って基地局から受信するデータのタイムスロットを変更するようにしたものである。

このことによって、次フレームの送信時から新たなタイムスロットを使用することができるため、データ伝送量が大きく変動する場合でも、デ一夕のリアルタイム性を確保することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、タイムスロットの変更情報を加入者局に送信すると、次フレームに含まれるデータから変更後のタイムスロットを使用して送信するようにしたものである。

このことによって、データ伝送量が大きく変動する場合でも、デ一夕のリアルタイム性を確保することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、加入者局に送信するデ一夕の瞬時伝送量に応じて伝送レートを決定するようにしたものである。

このことによって、データ伝送量に応じた適切な伝送レートが決定される効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、交換局から受信したデ一夕のうち、加入者局に未送信のデータのデータ量からデータの瞬時伝送量を把握するようにしたものである。

このことによって、複雑な構成を用いることなく、簡単にデ一夕の瞬 P T JP 95

4 時伝送量を把握することができる効果がある。 - この発明に係る移動通信システムは、次フレームの伝送に使用する夕ィムスロットが予め仮想的に割り当てられた仮想チャネルメモリから当該タイムスロッ卜の変更情報を取得して加入者局に送信するようにしたものである。

このことによって、タイムスロッ卜の切替を速やかに実行することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、タイムスロッ卜の変更情報を加入者局に送信する際、タイムスロットの変更タイミングを指示する予約情報を加入者局に送信するようにしたものである。

このことによって、デ一タ伝送量の変動を先取りしてタイムスロットの変更処理を準備することができるようになり、その結果、余裕をもつてタイムスロッ卜の変更処理を行うことができるため、周波数帯域の混雑状況等を判断することもできる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、基地局から送信された予約情報に従ってタイムスロットの変更タイミングを決定するようにしたものである。

このことによって、デ一夕伝送量の変動を先取りしてタイムスロットの変更処理を準備することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、タイムスロッ卜の変更情報及び予約情報を加入者局に送信後、加入者局のタイムスロット変更手段が夕ィムスロットを変更する前に、そのタイムスロットが使用不可になると、他のタイムスロットを指定するタイムスロッ卜の変更情報を加入者局に送信するようにしたものである。

このことによって、当初のタイムスロットが使用不可になっても、必要な伝送レートを確保することができる効果がある。この発明に係る移動通信システムは、基地局の変更要求手段から他のタイムスロットを指定するタイムスロットの変更情報を受信すると、そのタイムスロットの変更情報に従って基地局から受信するデータのタイムスロットを変更するようにしたものである。

このことによって、当初のタイムスロットが使用不可になっても、必要な伝送レートを確保することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、データの伝送レートを上げる場合、基地局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定するようにしたものである。

このことによって、タイムスロットの変更に伴って無線接続が切断される不具合を解消することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、デ一夕の伝送レートを下げる場合、加入者局における受信機の受信感度と基地局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定するようにしたものである。

この発明に係る移動通信システムは、加入者局の変更要求手段から夕ィムスロットの変更情報を受信すると、そのタイムスロットの変更情報に従って加入者局から受信するデータのタイムスロットを変更するようにしたものである。

この発明に係る移動通信システムは、タイムスロットの変更情報を基地局に送信すると、次フレームに含まれるデータから変更後のタイムスロットを使用して送信するようにしたものである。

このことによって、デ一夕伝送量が大きく変動する場合でも、データのリアルタイム性を確保することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、基地局に送信するデータの瞬時伝送量に応じて伝送レートを決定するようにしたものである。

この発明に係る移動通信システムは、マンマシンインタフェースから受信したデ一夕のうち、基地局に未送信のデータのデータ量からデータの瞬時伝送量を把握するようにしたものである。

このことによって、複雑な構成を用いることなく、簡単にデータの瞬時伝送量を把握することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、次フレームの伝送に使用する夕ィムスロッ卜が予め仮想的に割り当てられた仮想チャネルメモリから当該タイムスロッ卜の変更情報を取得して基地局に送信するようにしたものである。

このことによって、タイムスロットの切替を速やかに実行することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、タイムスロッ卜の変更情報を基地局に送信する際、タイムスロットの変更タイミングを指示する予約情報を基地局に送信するようにしたものである。

このことによって、デ一夕伝送量の変動を先取りしてタイムスロットの変更処理を準備することができるようになり、その結果、余裕をもつてタイムスロッ卜の変更処理を行うことができるため、周波数帯域の混雑状況等を判断することもできる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、加入者局から送信された予約情報に従ってタイムスロッ卜の変更タイミングを決定するようにしたものである。

この発明に係る移動通信システムは、タイムスロットの変更情報及び予約情報を基地局に送信後、基地局のタイムス口ッ卜変更手段がタイムスロットを変更する前に、そのタイムスロットが使用不可になると、他のタイムスロットを指定するタイムスロッ卜の変更情報を基地局に送信するようにしたものである。

この発明に係る移動通信システムは、加入者局の変更要求手段から他のタイムスロットを指定するタイムスロッ卜の変更情報を受信すると、そのタイムスロットの変更情報に従って加入者局から受信するデ一夕のタイムスロットを変更するようにしたものである。

この発明に係る移動通信システムは、データの伝送レートを上げる場合、加入者局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定するようにしたものである。

このことによって、タイムスロッ卜の変更に伴って無線接続が切断される不具合を解消することができる効果がある。

この発明に係る移動通信システムは、データの伝送レ一卜を下げる場合、基地局における受信機の受信感度と加入者局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定するようにしたものである。このことによって、タイムスロットの変更に伴って無線接続が切断される不具合を解消することができる効果がある。図面の簡単な説明

第 1図はこの発明の実施の形態 1 による移動通信システムを示す全体構成図である。

第 2図は T D M A及び時分割 C D M Aによる P C S及びセルラー向けタイムスロッ卜の構成例を示す説明図である。

第 3図は T D M A及び時分割 C D M Aによる P C S及びセルラー向けタイムスロットの他の構成例を示す説明図である。

第 4図は加入者局と基地局とを接続する上り回線及び下り回線を構成する無線接続の伝送レートの一例を示す説明図である。

第 5図は第 4図に示された伝送可能データレートのうち、次フレームの伝送に使用するタイムス口ッ卜が予め仮想的に割り当てられたチヤネルの一覧を示す説明図である。

第 6図はチャネル切替を示す状態遷移図である。

第 7図はこの発明の実施の形態 1 による移動通信システムの基地局の内部（変更要求手段）を示す構成図である。

第 8図はフレーム中のタイムスロット構成を示す構成図である。

第 9図は各チャネルに仮想的に割り当てられたタイムスロットと各チャネルの実使用タイムスロットとを示す説明図である。

第 1 0図は各チャネルに仮想的に割り当てられたタイムスロットの内、一つが実使用となったので、バッティングしたタイムスロットに新しく仮想チャネルを当てた状態とを示す説明図である。

第 1 1図はフレーム中のタイムスロット構成を示す構成図である。第 1 2図はフレーム中のタイムスロット構成を示す構成図である。第 1 3図はこの発明の実施の形態 6による移動通信システムの動作を示すフロ一チヤ一トである。

第 1 4図はこの発明の実施の形態 7による移動通信システムの加入者局の内部（変更要求手段）を示す構成図である。

第 1 5図は加入者局から T S変更情報を受信してタイムス口ットを変更する基地局のタイムスロット変更手段を示す構成図である。

第 1 6図は移動交換局の内部を示す構成図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1.

第 1図はこの発明の実施の形態 1 による移動通信システムを示す全体構成図であり、図において、 1〜 3は基地局、 4は基地局 1， 3を制御する移動交換局、 5は基地局 2を制御する移動交換局、 6は移動交換局 4， 5が有線接続される公衆用システムである P S TN (P u b 1 i c S w i t c h i n g T e l e p h o n e N e t w o r k ) である。

M S 1 1〜M S 1 4は基地局 1〜 3の何れかと無線接続される移動車載通信装置又は移動携帯通信装置等の移動局、 WS 2 1〜WS 2 3は基地局 1〜 3の何れかと無線接続される半固定又は固定の FWA ( F i X e d W i r e l e s s A c c e s s ) 局である。

なお、移動局及び FWA局は、低速 T D M Aデータチャネル，中 Z高速 T D M Aデータチャネル，時分割 C DM Aチャネル等を介して、基地局 1〜 3の何れかと無線通信を実行するが、前記チャネルの他に、音声あるいは低速データ通信を実行する機能を有する。以下、移動局及び F W A局を総称して、加入者局と呼ぶことにする。また、この実施の形態 1では、移動交換局 4， 5は、 P S T N 6 と有線接続されているが、基地局 1〜 3の移動交換局 4 , 5側のインタフエース、移動交換局 4 , 5及び P S T N 6は、通常の通信モードの他に、非同期転送モードである A T M (A s y n c h r o n o u s T r a n s f e r M o d e ) モードの通信機能を有し、 A T Mモードで通信するものとして説明する。

さらに、加入者局である M S 1 1〜M S 1 4， W S 2 1〜W S 2 3 と基地局は、ディジタル変調方式を用いて信号をやり取りし、例えば、周波数多重分割アクセス · 時分割双方向通信である F D MA/T D D ( T i m e D i v i s i o n D u p l e x ) 方式，符号分割多重ァクセス · 時分割双方向通信である C D MAZT D D ( C o d e D i v i s i o n M u l t i p l e A c c e s s /T i m e D i v i s i o n D u p l e x ) 方式，マルチキヤリァ一時分割多重アクセス · 周波数分割双方向通信である T D MA/ F D D (M u 1 t i — c a r r i e r s T i m e D i v i s i o n M u l t i p l e A c c e s s / F r e q u e n c y D i v i s i o n D u p l e x ) 方式， T D MAZT D D方式，時分割 C D M AZ F D D方式，時分割 C D MAZ T D D方式等で無線接続されるものとする。

第 2図は T D M A及び時分割 C D MAによる P C S ( P e r s o n a 1 C o mm u n i c a t i o n S y s t e m) 及びセレラ一向け夕ィムスロットの構成例を示す説明図であり、図において、 # 3 1 — O A 〜 3 Aは第 1 フレーム中の P C S高速デ一夕伝送下り回線用の時分割 C D MAタイムスロット、 # 3 1 — 0 B〜 3 Bは第 1 フレーム上り回線中の同タイムスロッ卜である。

# 3 2 — 0 A〜 # 3 2 — 3 Bは第 1 フレーム中の P C S低速デ一夕伝送用の時分割 C D MAタイムスロット、 # 3 3 — 1 A〜 # 3 3 — 2 B及び # 3 5 _ 1 A〜# 3 5 - 2 Bは第 1 フレームの P C S低速データ伝送用の TDMAタイムスロット、 # 3 4— 0 A〜# 3 4— 3 Bは第 1 フレームの P C S中速デ一夕伝送用の T DM Aタイムス口ットである。

# 3 6— 1 A〜# 3 6— 2 Bは第 1 フレームの P C S高速データ伝送用の TDMAタイムスロット、 # 3 5— O A〜 # 3 5— 3 Bは第 1 フレームのセルラ一低速データ伝送用の TDMAタイムスロット、 # 3 7 一 0八〜# 3 7 — 38は第 1及び第 2フレームのセルラー高速デ一夕伝送用の時分割 C DMAタイムスロットである。

なお、第 2図は TD D (T i m e D i v i s i o n D u p l e ) の U p— L i n k及び D o wn— L i n kを表しており、 U p _ L i n kは時間軸上の R 1 。_B〜R 1 _{3 B}によって表現されているタイムス口ットであり、 D o wn— L i n kは時間軸上の T 1 。_A〜T 1 _{3 A}及び T 2_{0 A}〜T 2 _{3 A}によって表現されているタイムスロットである。 U p— L i 1 の夕ィムスロット尺 1 。₁₃〜1^ 1 ₃₁₃と、 D o wn— L i n kのタイムスロット T 1 。_A〜T 1 _{3 A}と力 1 フレームを構成しており、タイムスロット T 2。_A〜T 2_{3 A}は次のフレームに属するタイムスロッ卜である。即ち、第 2図は 1 フレームと .1 Z 2フレームとを表現している。次に、第 3図は T DMA及び時分割 C DMAによる P C S及びセルラ一向けタイムスロッ卜の他の構成例を示す説明図であり、図において、第 2図に示されているものと同じ名称は同一の動作を行うので説明は省略する。

# 3 1 — 4 A〜 # 3 1 - 5 Aは第 1 フレーム中の P C S高速デ一夕伝送用の時分割 C DMAタイムスロットにおける D o wn— L i n kの非対称な部分であり、基地局から加入者局への伝送情報量が、加入者局から基地局への伝送情報伝送量より大きい時に使用するタイムスロットである。 # 3 1 一 0 B〜# 3 1 — I Bは第 1 フレーム中の U p— L i n kの夕ィムスロットである。即ち、タイムスロット T 1 。_A〜T 1 _{5 A}に含まれる全てのタイムスロットは、第 1及びその他のフレーム中の D o wn— L i n kに属するタイムスロットである。同様に R 1 。_B〜 R 1 _{1 B}に含まれる全てのタイムスロットは、第 1及びその他のフレーム中の U p— L i n kに属するタイムスロットである。

第 3図は TD Dのフレーム時間長の中で U p— L i n kの時間と D o w n— L i n kの時間が異なる TD D非対称の場合を表している。本発明は、第 2図に示すような対称時間 T D D方式の場合だけでなく、第 3 図のような非対称 TD D方式にも適用されるものであって、基地局と加入者局とを接続する通信回線の上り回線と下り回線との伝送量が異なる場合も含んでいる。

次に、第 4図は加入者局と基地局とを接続する上り回線及び下り回線を構成する無線接続の伝送レートの一例を示す説明図であり、加入者局が使用するマルチメディアの種類によって、使用可能な伝送レートが異なることを示している。

ここで、「間欠」と示された伝送レートは 1 k b p s以下の伝送レ一トであり、「間欠」は移動通信システムにおいてマルチフレームに 1回だけ接続されるもので、加入者局が自身の情報処理中であるところから、この期間には基地局と加入者局との通信は必要ないが、回線が切断されていない状態に使用される低速伝送レートである。

第 5図は第 4図に示された伝送可能デ一夕レートのうち、次フレームの伝送に使用するタイムスロットが予め仮想的に割り当てられたチヤネルの一覧と実使用チャネルとを示す説明図である。

例えば、加入者局番号 1 9 9 8 0 4 2 8 (M S 1 1 ) の場合、上り回線には「間欠」を含めて 1 k b p sから 1 0 2 4 k b p s までの 7種類の伝送レートが設定可能であるが（第 4図を参照）、第 5図では 4種類のチャネル（第 1チャネルから第 4チャネル）が使用可能なチャネルとして設定されている。即ち、第 5図は通話中に伝送速度を変えることができる速度の種類を規定している。

この設定はダイナミックチャネルアサイン（D y n am i c C h a n n e 1 A s s i g n m e n t ) 可能な通話チャネルの種類を規定していることになる。

なお、加入者局番号 1 9 9 8 0 6 0 1 (WS 2 1 ) と加入者局番号 1 9 9 8 0 6 1 4 (W S 2 3 ) の U p— L i n kにそれぞれ # 3 1 — 0 B タイムスロットを設定して、伝送速度が 1 0 2 4 k b p sのデ一夕を加入者局から基地局に送信している力、この電波は T D— C DMAであるので、同一タイムスロットを複数の信号が共用していることになる。当然のことながら、同一タイムスロットを共用する複数個の電波の拡散符号は互いに直交するように選定されているが、第 5図ではこの符号に関する情報を省略している。

また、第 5図の加入者局番号 1 9 9 8 0 4 2 8 (M S 1 1 ) の D o w n— L i n kは、現在第 4チャネル（伝送速度が 2 0 4 8 k b p s の # 3 1 — 1 Aタイムスロット）が使用されている力^ この大容量の情報伝送が終了した後、例えば、小容量の情報伝送を実行するために D o w n — L i n kを第 2チャネル（伝送速度が 2 k b p s の # 3 2 — 1 Aタイムスロット）に切り替える必要が生じると、その時点で直ちにチャネル切替が実行される。

第 6図はチャネル切替を示す状態遷移図であるが、状態遷移図は一つの加入者局と一つの基地局との間の下り回線又は上り回線の回線状態を示すものであって、複数の加入者局が基地局と無線接続されていれば、加入者局の倍数だけの状態遷移図が存在することになる。しかも各加入者局毎に状態が異なるので、移動交換局 4， 5が、制御対象の基地局と無線接続されている加入者局の現在の状態を把握して制御していることは言うまでもない。

第 7図はこの発明の実施の形態 1 による移動通信システムの基地局の内部（変更要求手段）を示す構成図であり、図において、 6 1は P S Τ Ν 6から到来した A Τ Μ情報を移動交換局 4から受信するネットワークインタフェース、 6 2はネットワークイン夕フェース 6 1 により受信された A T M情報を蓄積する F I F O ( F a s t — i n— F a s t - o u t ) メモリ、 6 3は現在 F I F Oメモリ 6 2に蓄積されている A T M情報の残存情報量（未だ加入者局に送信していないデータの瞬時伝送量）を計測するメモリ計測器、 6 4はクロックを発振するクロック発生器である。

6 5はメモリ計測器 6 3により計測された A T M情報の残存情報量に応じて次フレームの伝送に使用するタイムスロットを選定する選定処理等を実行するタイムス口ットプロセッサ、 6 6は現在使用されているチャネルを記憶する実チャネルメモリ、 6 7は次フレームの伝送に使用するタイムスロットが予め仮想的に割り当てられた仮想チャネルメモリ、 6 8はタイムスロットプロセッサ 6 5の指示の下、 F I F〇メモリ 6 2 から加入者局に送信する A T M情報を抽出し、その A T M情報に T S変更情報（次フレームの伝送に使用するタイムスロットの変更情報）ゃチエック情報を付加して、加入者局に送信するフレームを構築するフレーム構成器、 6 9はタイムスロットプロセッサ 6 5の指示の下、搬送波を発生する局部発振器、 7 0はフレーム構成器 6 8により構築されたフレ —ムを局部発振器 6 9が発生する搬送波に変調する変調器である。

7 1は変調器 7 0が出力する搬送波を増幅する増幅器、 7 2はダイプレクサー、 7 3はアンテナ、 7 4は受信部である。次に動作について説明する。

この実施の形態 1では、基地局 1が加入者局 M S 1 1 に ATM情報を伝送している時、伝送レー卜を変更する場合について説明する。

まず、ネットワークイン夕フエ一ス 6 1は、 P S TN 6から到来した ATM情報を移動交換局 4 (第 1 6図を参照）から受信すると、その A TM情報を F I F Oメモリ 6 2に蓄積する。

ただし、 ATM伝送方式の特性上、ネットワークインタフェース 6 1 が受信する ATM情報の伝送速度が一定ではないため、例えば、 F I F Oメモリ 6 2から取り出して伝送する ATM情報の伝送速度を一定にすると、 F I F Oメモリ 6 2に蓄積される A TM情報の残存情報量は変動することになる。

そこで、メモリ計測器 6 3は、現在 F I F Oメモリ 6 2に蓄積されている ATM情報の残存情報量を計測し、 ATM情報の残存情報量をタイムスロットプロセッサ 6 5に出力する。

タイムスロットプロセッサ 6 5は、前回のフレーム送信時と ATM情報の残存情報量が変化している場合、その残存情報量の変動を抑制するため、 T S変更情報の付加指令をフレーム構成器 6 8に出力する。

具体的には、加入者局 M S 1 1の下り回線では、 F I F Oメモリ 6 2 の残存情報量を Zとするとき、下記に示す 4個の不等式の中で、不等号が成立する不等式を検索し、成立する不等式に対応するチャネルに設定されているタイムスロットを次フレームの伝送に使用するタイムスロットとして選定する（第 5図を参照）。ただし、ここでは 1 フレームの時間長が 1 0 m sであると仮定している。

( 1 ) 2 0. 4 8 k b≤ Z

—第 4チャネル（ 2 0 4 8 k b p s の # 3 1 — 1 Aタイムスロット）

( 2 ) 3 2 0 b≤ Z < 2 0. 4 8 k b —第 3チャネル（ 3 2 k b p s の # 3 7— O Aタイムスロット） ( 3 ) 2 0 b≤ Z < 3 2 0 b

→第 2チャネル（ 2 k b p s の # 3 2— 1 Aタイムスロット）

( 4 ) Z < 2 0 b

—第 1チャネル（間欠の # 3 5— O Aタイムスロッ卜）

従って、 F I F 0メモリ 6 2の残存情報量が例えば 2 0. 4 8 k b ( = 2 0 4 8 k b p s X 1 0 m s ) 以上になると、次フレームの伝送には、第 4チャネルに設定されている伝送速度が 2 0 4 8 k b p s の # 3 1 一 1 Aタイムスロットを選定することになる。

このようにして、タイムスロットプロセッサ 6 5が次フレームの伝送に使用するタイムスロットを選定すると、そのタイムスロットを示す T S変更情報の付加指令とフレームの構築指令をフレーム構成器 6 8に出力する（ただし、 T S変更情報の付加指令がフレームの構築指令を兼ねるようにした場合には、フレームの構築指令は不要になる）。

ただし、前回のフレーム送信時と ATM情報の残存情報量が変化していない場合、次フレームの伝送レートを変更する必要がないので、 T S 変更情報の付加指令をフレーム構成器 6 8に出力することなく、単にフレームの構築指令をフレーム構成器 6 8に出力する。

そして、フレーム構成器 6 8は、タイムスロットプロセッサ 6 5から T S変更情報の付加指令とフレームの構築指令を受けると、第 8図に示すように、 F I F〇メモリ 6 2から取り出した A T M情報（ A T M情報の取出量は、タイムスロットプロセッサ 6 5からの指示を受けて決定する力 S、前フレーム送信時に決定されたタイムスロットの伝送レートに対応する取出量とする。例えば、前回、伝送速度が 2 0 4 8 k b p s の # 3 1 ― 1 Aタイムスロッ卜が選定された場合には、 F I F〇メモリ 6 2 から 2 0. 4 8 k b分の A T M情報を取り出す）に T S変更情報とチェック情報（例えば、 C R Cコード）を付加し、加入者局 M S 1 1 に送信するフレームを構成する。

なお、単にフレームの構築指令のみを受けた場合には、 A T M情報にチェック情報を付加してフレームを構成する。

一方、局部発振器 6 9は、タイムスロットプロセッサ 6 5 の指示の下、搬送波を発生する。即ち、前フレーム送信時に決定されたタイムス口ットの伝送レートに対応する搬送波を発生する。

そして、変調器 7 0 は、フレーム構成器 6 8が今回送信するフレームを構築すると、そのフレームを局部発振器 6 9が発生する搬送波に変調して増幅器 7 1 に出力し、アンテナ 7 3から電波として発射させる。このようにして、アンテナ 7 3から電波が発射されると、加入者局 M S 1 1 が当該電波を受信する。

そして、加入者局 M S 1 1 のタイムスロット変更手段は、その電波からフレームを構成する T S変更情報を読み取ると、その T S変更情報に従って次フレーム受信時の伝送レート、即ち、次フレームの受信に使用するタイムスロッ卜を変更する。

以上で明らかなように、この実施の形態 1 によれば、加入者局 M S 1 1 が基地局 1から T S変更情報を受信すると、その T S変更情報に従つて基地局 1から受信するフレームのタイムスロットを変更するように構成したので、基地局 1 は T S変更情報の送信に伴う許否情報の返送等を受けることなく、次フレームの送信時から新たなタイムスロットを使用することができるようになり、その結果、 A T M情報の伝送量が大きく変動する場合でも、 A T M情報のリアルタイム性を確保することができる効果がある。実施の形態 2 . 上記実施の形態 1では、タイムスロットプロセッサ 6 5が A T M情報の残存情報量に応じて次フレームの伝送に使用するタイムスロットを選定する際、不等号が成立する不等式を検索し、成立する不等式に対応するチャネルに設定されているタイムスロットを選定するものについて示したが、第 9図に示すように、各チャネルには予めタイムスロットを仮想的に割り当てて、伝送レートを変更する必要が生じたとき、必要な伝送レートを満たすタイムスロットが割り当てられたチャネルを使用するようにしてもよい。

即ち、タイムスロットプロセッサ 6 5は、伝送レートを変更する必要が生じると、 A T M情報の残存情報量から次フレームの伝送レートを決定する。具体的には、 1 フレームの時間長が 1 0 m sであれば、 A T M 情報の残存情報量に 1 0 0を乗じて、次フレームの伝送レ一トを仮決定する。

例えば、 A T M情報の残存情報量が 3 5 0 bの場合、次フレームの伝送レートを 3 5 K b p s に仮決定する。

そして、タイムスロットプロセッサ 6 5は、次フレームの伝送レ一トを仮決定すると、各チャネルにタイムスロットが仮想的に割り当てられている仮想チャネルメモリ 6 7を参照して、仮決定した伝送レートを満たすチャネルを選定する。例えば、加入者局 M S 1 1 に送信する下り回線の伝送レートを 3 5 K b p s に仮決定すると、第 3チャネル（ 3 2 k b p s の # 3 7 — O Aタイムスロット）を選定する。

そして、タイムスロットプロセッサ 6 5は、仮決定した伝送レートを満たすチャネルを選定すると、そのチャネル情報を実チャネルメモリ 6 6に転送して、次フレームの伝送レートを変更する処理を実行するとともに、上記実施の形態 1 と同様に、 T S変更情報を A T M情報に付加して加入者局 M S 1 1 に送信する処理を実行する。なお、伝送レートの変更要求が発生後、実チャネルメモリ 6 6の記憶内容を更新するまでに多少の時間を要するため、同一のタイムスロットが複数箇所に割り当てられている場合（第 9図の場合、加入者局 MS 1 1の下り回線の第 3チャネルと、加入者局 M S 1 2の下り回線の第 3チャネルには同一のタイムスロットが割り当てられている）、複数の無線回線に対する伝送レートの変更要求が略同一時刻に発生すると、一方の無線回線に対する伝送レートを変更することができなくなる場合がある例えば、加入者局 M S 1 1の下り回線を第 3チャネル（ 3 2 k b p s の # 3 7 — O Aタイムスロット）に変更すると、加入者局 M S 1 2の下り回線を第 3チャネル（ 3 2 k b p sの # 3 7 — O Aタイムスロット）に変更することができないので、第 1 0図に示すように、現在未使用のタイムスロッ卜の中で、 # 3 7 — 0 Aタイムスロットの伝送速度と等しいタイムスロット（例えば、 # 3 7 — 3 Aタイムスロット）を当該第 3 チャネルに割り当てる処理を実行する。

これにより、加入者局 M S 1 2の下り回線は第 3チャネル（ 3 2 k b p s の # 3 7 — 3 Aタイムスロット）に変更される。

なお、この実施の形態 2によれば、タイムスロットを変更する際、予め使用可能なチャネルが予め割り当てられているので、チャネルの切替を速やかに実行することができる効果を奏する。実施の形態 3.

上記実施の形態 1では、タイムスロットプロセッサ 6 5が T S変更情報を加入者局に送信すると、加入者局が直ちにタイムスロットを変更するものについて示したが、タイムスロットの変更タイミングを指示する予約情報を加入者局に送信し、加入者局が予約情報に従ってタイムス口ッ卜の変更タイミングを決定するようにしてもよい。

即ち、タイムスロットプロセッサ 6 5が T S変更情報を A T M情報に付加する際、第 1 1図に示すように、タイムスロッ卜の変更タイミングを指示する予約情報（例えば、 "一 5 " が予約情報として付加されている場合には、 5フレーム後にタイムスロットを変更することを示す）を A T M情報に付加するようにする。

そして、加入者局は、 T S変更情報と予約情報が付加された A T M情報を受けると、上記実施の形態 1 と同様に、 T S変更情報に従ってタイムスロットを変更するが、必ずしも T S変更情報の受け取り後、直ちに変更することはせず、予約情報に従ってタイムスロットの変更タイミングを決定する。

例えば、予約情報として、 " _ 5 " が付加されている場合には、 5フレーム後に受信するフレームから新たなタイムスロットを使用するように変更する。

なお、タイムスロットプロセッサ 6 5が A T M情報を送信する毎に、予約情報をカウントアップ（ "一 5 " → "一 4 " → "一 3 " → "一 2 " _→ "― 1 " — " 0 " ) し、予約情報が " 0 " になると、加入者局がタイムスロットを変更するようにしてもよいが、タイムスロットプロセッサ 6 5が予約情報を 1回だけ送信し、加入者局が予約情報受信後のフレーム受信回数をカウントして、タイムスロットの変更タイミングを得るようにしてもよい。

以上で明らかなように、この実施の形態 3によれば、 T S変更情報を加入者局に送信する際、タイムスロットの変更タイミングを指示する予約情報を加入者局に送信するように構成したので、データ伝送量の変動を先取りしてタイムスロットの変更処理を準備することができるようになり、その結果、余裕をもってタイムスロットの変更処理を行うことができるため、周波数帯域の混雑状況等を判断することもできる効果を奏する。また、先のフレームに A T M情報を含まないスロットを予約することも可能になるため（例えば、予約情報が " 2 " であれば、以後、 2 フレーム間のタイムスロットには情報が含まれないことを意味するように設定することもできる）、時分割 C D M A方式を採用する場合には、等価雑音を減少させることができる効果を奏する。実施の形態 4 .

上記実施の形態 3では、予約情報を加入者局に送信し、加入者局が予約情報に従ってタイムスロットの変更タイミングを決定するものについて示したが、この場合、 T S変更情報の送信後、実際にタイムスロットが変更されるのは数フレーム後になるため、その間に、他の加入者局が当該タイムスロットを使用してしまう結果、当該タイムスロッ卜の使用が不可になる場合がある。

そこで、この実施の形態 4では、加入者局のタイムスロット変更手段がタイムスロットを変更する前に、そのタイムスロットが使用不可になると、第 1 2図に示すように、タイムスロットプロセッサ 6 5が他の夕ィムスロットを指定する T S修正情報を加入者局に送信するようにするこれにより、加入者局のタイムスロット変更手段は、 T S修正情報に従ってタイムスロットを変更することになるので、当初のタイムスロットが使用不可になっても、必要な伝送レートを確保することができる効果を奏する。実施の形態 5 .

上記実施の形態 4では、予約情報を加入者局に送信し、加入者局が予 1 ^ P

22 約情報に従ってタイムスロットの変更タイミングを決定するものについて示したが、各チャネルに仮想的に割り当てられたタイムスロットの変更を予約するようにしてもよい。

即ち、タイムスロットプロセッサ 6 5が予約情報を加入者局に送信すると、数フレーム後にタイムスロットが変更されるので、仮想チャネルメモリ 6 7の記憶内容が実チャネルメモリ 6 6に反映されるが、数フレーム以降に生じる伝送容量の変動に対処するため、予め、数フレーム後に仮想チャネルメモリ 6 7の記憶内容を更新する予約を受け付けるようにしてもよい。

例えば、数フレーム後に、加入者局 M S 1 1の第 2チャネルの下り回線に # 3 2 — 2 Aを仮想的に割り当てる予約を実行する。

これにより、各チャネルに仮想的に割り当てられたタイムスロッ卜の変更を前もって準備することができる。実施の形態 6 .

上記実施の形態 1 〜 5では、タイムスロットプロセッサ 6 5が T S変更情報を送信すると、加入者局が T S変更情報に従ってタイムス口ットを変更するものについて示したが、無条件にタイムスロットを変更すると、無線接続を切断する危険性が存在する。

そこで、この実施の形態 6では、現在接続されている無線通信の状態が所定の条件を具備する場合に限り、タイムスロットの変更を許諾するようにする。

具体的には、第 1 3図に示すように、伝送容量の変更要求が発生すると（ステップ S T 1 ) 、タイムスロットプロセッサ 6 5は、変更後の伝送容量が現在通信中の伝送容量より増加するか否かを判断する（ステツプ S T 2 ) 。変更後の伝送容量が現在通信中の伝送容量より増加する場合には、現在の伝送速度 D R 1 と、変更後の伝送速度 D R 2から、伝送容量の増加に伴う送信電力の増加量を計算する（ステップ S T 3 ) 。

C ( d B ) = 1 0 X 1 o g (D R 2 ZD R 1 )

そして、タイムスロットプロセッサ 6 5は、送信電力の増加量 Cを計算すると、基地局の送信機が現在より C ( d B) だけ送信電力を増加できるか否かを判断する（ステップ S T 4 ) 。

基地局の送信機が現在より C ( d B) だけ送信電力を増加できる場合には、伝送容量を増加しても無線接続が切断される危険性が少ないので、伝送容量の変更を許諾し（ステップ S T 5 ) 、上記実施の形態 1〜 5 と同様に T S変更情報を加入者局に送信する。

一方、基地局の送信機が現在より C (d B) だけ送信電力を増加できない場合には、伝送容量を増加すると無線接続が切断される危険性が高いので、伝送容量の変更を許諾せず（ステップ S T 6 ) 、 T S変更情報の送信を中止する。ただし、基地局の送信機の送信電力をある程度増加できる場合には、その増加量に見合う伝送容量を設定して、その T S変更情報を送信するようにしてもよい。

タイムスロットプロセッサ 6 5は、変更後の伝送容量が現在通信中の伝送容量より減少する場合には、加入者局の受信機の受信感度と最小受信感度を比較し、加入者局の受信機の受信感度が最小受信感度より A d B以上大きいか否かを判断する（ステップ S T 7 ) 。

即ち、加入者局の受信機の受信感度が最小受信感度より A d B以上大きければ、タイムスロットを変更しても無線接続が切断される危険性が少ないので、伝送容量の変更を許諾し、 T S変更情報を加入者局に送信する。

一方、加入者局の受信機の受信感度が小さいため、最小受信感度と大 1 „

24 差がなく、最小受信感度より A d B以上大きくない場合には、タイムスロットを変更すると、それが原因で無線接続が切断される危険性が高いので、基地局の送信機が現在より A ( d B ) だけ送信電力を増加できるか否かを判断する（ステップ S T 8 ) 。

即ち、受信機の受信感度が小さい場合でも、送信機の送信電力が大きくなると、タイムスロットを変更しても、無線接続が切断される可能性が減少するので、基地局の送信機が現在より A ( d B ) だけ送信電力を増加できるか否かを判断する。

そして、基地局の送信機が現在より A ( d B ) だけ送信電力を増加できる場合には、伝送容量の変更を許諾し、 T S変更情報を加入者局に送信する。

基地局の送信機が現在より A ( d B ) だけ送信電力を増加できない場合には、伝送容量の変更を許諾せず（ステップ S T 6 ) 、 T S変更情報の送信を中止する。

以上で明らかなように、この実施の形態 6によれば、伝送容量が増える場合には、基地局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レー卜変更の良否を決定し、伝送容量が減る場合には、加入者局における受信機の受信感度と基地局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定するように構成したので、タイムスロットの変更に伴って無線接続が切断される不具合を解消することができる効果を奏する。実施の形態 7 .

第 1 4図はこの発明の実施の形態 7による移動通信システムの加入者局の内部（変更要求手段）を示す構成図であり、図において、 8 1 はキ一ボード，画像表示部や音声入出力部等のマンマシンインタフェース、 8 2はマンマシンインタフェース 8 1 により入力されたデ一夕を蓄積する F I F Oメモリ、 8 3は現在 F I F Oメモリ 8 2に蓄積されているデ一夕の残存情報量（未だ加入者局に送信していないデータの瞬時伝送量 ) を計測するメモリ計測器、 8 4はクロックを発振するクロック発生器である。

8 5はメモリ計測器 8 3により計測されたデ一夕の残存情報量に応じて次フレームの伝送に使用するタイムスロットを選定する選定処理等を実行するタイムスロットプロセッサ、 8 6は現在使用されているチヤネルを記憶する実チャネルメモリ、 8 7は次フレームの伝送に使用する夕ィムス口ッ卜が予め仮想的に割り当てられた仮想チャネルメモリ、 8 8 はタイムスロットプロセッサ 8 5の指示の下、 F I F〇メモリ 8 2から加入者局に送信するデータを抽出し、そのデ一夕に T S変更情報やチェック情報を付加して、加入者局に送信するフレームを構築するフレーム構成器、 8 9はタイムスロットプロセッサ 8 5の指示の下、搬送波を発生する局部発振器、 9 0はフレーム構成器 8 8により構築されたフレームを局部発振器 8 9が発生する搬送波に変調する変調器である。

9 1 は変調器 9 0が出力する搬送波を増幅する増幅器、 9 2はダイプレクサー、 9 3はアンテナ、 9 4は受信部である。

次に動作について説明する。

上記実施の形態 1 〜 6では、基地局が加入者局に対してタイムスロッ卜の変更を指示するものについて示したが、第 7図に示す基地局の変更要求手段と同様の変更要求手段を加入者局に内蔵することにより（第 1 4図を参照）、加入者局が主体的にタイムスロットを変更するようにしてもよい。

即ち、加入者局のタイムスロットプロセッサ 8 5がメモリ計測器 8 3 により計測されたデータの残存情報量に応じて次フレームの伝送に使用するタイムスロット（または数フレーム後の伝送に使用するタイムス口ット）を決定し、 T S変更情報や予約情報を伝送デ一夕に付加したフレームを基地局に送信するようにしてもよい。

伝送レートの変更主体が基地局から加入者局に代わる以外は、上記実施の形態 1〜 6 と同様であるため詳細な説明は省略する。

因みに、第 1 5図は加入者局から T S変更情報を受信してタイムス口ットを変更する基地局のタイムスロット変更手段を示す構成図であり（加入者局のタイムスロット変更手段もほぼ同様の構成である）、図において、 1 0 1 は T S変更情報が付加されたフレームを受信する受信部、 1 0 2は受信局部発振器、 1 0 3は受信部 1 0 1 により受信されたフレームを復調する復調器、 1 0 4は復調器 1 0 3により復調されたフレームを解読し、 T S変更情報を検出すると T S変更情報をタイムスロットプロセッサ 6 5に出力するフレーム解読 · データ検出器である。

なお、タイムスロットプロセッサ 6 5はフレーム解読 · デ一夕検出器 1 0 4から T S変更情報を受けると、その T S変更情報に従って次フレームの受信に使用するタイムスロッ卜を変更する。産業上の利用可能性

以上のように、この発明に係る移動通信システムは、上り回線の通信容量と下り回線の通信容量が異なる通信チャネルを有し、時分割多重ァクセス（TDMA) 方式，符号分割多重アクセス · 時分割双方向（C D MA/TD D) 方式，時分割 C DMA (T i m e D i v i d e d C DMA) 方式等の伝送方式を用いるのに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 無線接続されている加入者局に送信するデータの伝送レートを変更する必要が生じると、タイムスロッ卜の変更情報を当該加入者局に送信する基地局の変更要求手段と、上記基地局の変更要求手段からタイムスロッ卜の変更情報を受信すると、そのタイムスロッ卜の変更情報に従つて上記基地局から受信するデータのタイムスロットを変更する加入者局のタイムスロット変更手段とを備えた移動通信システム。

2 . 基地局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報を加入者局に送信すると、次フレームに含まれるデータから変更後のタイムスロットを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の移動通信システム。

3 . 基地局の変更要求手段は、加入者局に送信するデータの瞬時伝送量に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の移動通ィ

4 . 基地局の変更要求手段は、交換局から受信したデータのうち、加入者局に未送信のデータのデータ量からデータの瞬時伝送量を把握することを特徴とする請求の範囲第 3項記載の移動通

5 . 基地局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報を加入者局に送信する際、次フレームの伝送に使用するタイムスロッ卜が予め仮想的に割り当てられた仮想チャネルメモリから当該タイムスロットの変更情報を取得して送信することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の移動通信システム。 -

6 . 基地局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報を加入者局に送信する際、タイムスロットの変更タイミングを指示する予約情報を加入者局に送信することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の移動通信システム。

7 . 加入者局のタイムスロット変更手段は、基地局から送信された予約情報に従ってタイムスロットの変更タイミングを決定することを特徴とする請求の範囲第 6項記載の移動通信システム。

8 . 基地局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報及び予約情報を加入者局に送信後、加入者局のタイムスロット変更手段がタイムス口ットを変更する前に、そのタイムスロットが使用不可になると、他の夕ィムスロットを指定するタイムスロットの変更情報を加入者局に送信することを特徴とする請求の範囲第 6項記載の移動通信システム。

9 . 加入者局のタイムスロット変更手段は、基地局の変更要求手段から他のタイムスロットを指定するタイムスロットの変更情報を受信すると、そのタイムスロットの変更情報に従って上記基地局から受信するデー夕のタイムスロットを変更することを特徴とする請求の範囲第 8項記載の移動通信システム。

1 0 . 基地局の変更要求手段は、データの伝送レートを上げる場合、基地局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の移動通信システム。

1 1 . 基地局の変更要求手段は、データの伝送レートを下げる場合、加入者局における受信機の受信感度と基地局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の移動通信システム。

1 2 . 無線接続されている基地局に送信するデ一夕の伝送レートを変更する必要が生じると、タイムスロットの変更情報を当該基地局に送信する加入者局の変更要求手段と、上記加入者局の変更要求手段からタイムスロットの変更情報を受信すると、そのタイムスロッ卜の変更情報に従つて上記加入者局から受信するデータのタイムスロットを変更する基地局のタイムスロット変更手段とを備えた移動通信システム。

1 3 . 加入者局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報を基地局に送信すると、次フレームに含まれるデ—夕から変更後のタイムスロットを使用して送信することを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の移動通怊システム。

1 4 . 加入者局の変更要求手段は、基地局に送信するデ一夕の瞬時伝送量に応じて伝送レートを決定することを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の移動通信システム。

1 5 . 加入者局の変更要求手段は、マンマシンインタフェースから受信したデータのうち、基地局に未送信のデ一夕のデータ量からデータの瞬時伝送量を把握することを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の移動通信システム。

1 6 . 加入者局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報を基地局に送信する際、次フレームの伝送に使用するタイムスロットが予め仮想的に割り当てられた仮想チャネルメモリから当該タイムスロットの変更情報を取得して送信することを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の移動通信システム。

1 7 . 加入者局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報を基地局に送信する際、タイムスロットの変更タイミングを指示する予約情報を基地局に送信することを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の移動通信システム。

1 8 . 基地局のタイムスロット変更手段は、加入者局から送信された予約情報に従ってタイムスロットの変更タイミングを決定することを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載の移動通信システム。

1 9 . 加入者局の変更要求手段は、タイムスロットの変更情報及び予約情報を基地局に送信後、基地局のタイムスロット変更手段がタイムス口ットを変更する前に、そのタイムスロットが使用不可になると、他の夕ィムスロッ卜を指定するタイムスロッ卜の変更情報を基地局に送信することを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載の移動通信システム。

2 0 . 基地局のタイムスロット変更手段は、加入者局の変更要求手段から他のタイムスロットを指定するタイムスロッ卜の変更情報を受信すると、そのタイムスロットの変更情報に従って上記加入者局から受信するデータのタイムスロットを変更することを特徴とする請求の範囲第 1 9 項記載の移動通信

2 1 . 加入者局の変更要求手段は、データの伝送レートを上げる場合、加入者局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レート変更の良否を決定することを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の移動通信システム。

2 2 . 加入者局の変更要求手段は、データの伝送レートを下げる場合、基地局における受信機の受信感度と加入者局における送信機の送信可能電力を参照して伝送レー卜変更の良否を決定することを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の移動通信システム。