JP2002345014A - 移動通信システム - Google Patents

移動通信システム

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JP2002345014A
JP2002345014A JP2001146852A JP2001146852A JP2002345014A JP 2002345014 A JP2002345014 A JP 2002345014A JP 2001146852 A JP2001146852 A JP 2001146852A JP 2001146852 A JP2001146852 A JP 2001146852A JP 2002345014 A JP2002345014 A JP 2002345014A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】上りと下りの通信量が非対称の際に、無線リソ
ースの非効率な割当てをできるだけ避け、かつ複雑な装
置を供することなく無線周波数資源の有効利用を図る。 【解決手段】無線基地局と移動局間で、周波数分割複信
方式または時分割複信方式を用いて通信を行う移動通信
システムであって、第一の無線周波数帯域を上り回線の
通信に使用し、第二の無線周波数帯域を下り回線に使用
する周波数帯域割当第一手段（ＦＤＤモード）と、第一
の無線周波数帯域を上り回線に使用し、第二の無線周波
数帯域を上り回線と下り回線の通信に使用する周波数帯
域割当第二手段（ＦＤＤ／ＴＤＤ混載モードＢ）と、第
二の無線周波数帯域を下り回線の通信に使用し、第一の
無線周波数帯域を上り回線と下り回線の通信に使用する
周波数帯域割当第三手段（ＦＤＤ／ＴＤＤ混載モード
Ａ）と、上記三つの周波数帯域割当手段を切替える周波
数帯域割当切替手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信システム
に係り、詳しくは、無線基地局と移動局間でなされる通
信の伝送容量に応じて上り回線または下り回線の複信方
式を切替えることのできる移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在のセルラー移動通信システムで用い
られている複信方式は、周波数分割複信方式（ＦＤＤ：
Frequency Division Duplex）と、時分割複信方式
（ＴＤＤ：Time Division Duplex）とに大別すること
ができる。
【０００３】まず、ＦＤＤ方式（＝ＦＤＤ）の概念につ
いて、図８、図９を参照しながら説明する。
【０００４】図８は従来のＦＤＤにおけるセル構成例を
示す図である。各セル４００〜６００に配置された無線
基地局１１１〜１１３は、配下にある移動局２１１〜２
１３との間で無線通信を行う。ＦＤＤでは、移動局２１
１〜２１３から無線基地局１１１〜１１３に対する上り
の通信と、無線基地局１１１〜１１３から移動局２１ １
〜２１３に対する下りの通信とに、それぞれ異なる無線
周波数ｆ１及びｆ２が割当てられ、これらの無線周波数
ｆ１及びｆ２が全ての時間において占有している形とな
る（図９参照）。また、これらの無線周波数ｆ１及びｆ
２は、第８図に示すように全セル４００〜６００におい
て等しく、無線周波数にはｆ１及びｆ２が使用される。
【０００５】このＦＤＤが適用される移動通信システム
は、例えば、図１０に示すように構成される。
【０００６】図１０において、この移動通信システム
は、移動局２１１（例）と無線基地局１１１（例）を具
備して構成される。上記移動局２１１は、マイクやキー
ボード等の入力装置７０と、ディスプレイやスピーカー
等の出力装置７１と、信号処理装置７２と、無線信号を
送信する送信機７３と、無線信号を受信する受信機７４
と、中心周波数がｆ１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
７５と、中心周波数がｆ ２のバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）７６と、送受信共用アンテナ７７、７８とを具備し
て構成される。
【０００７】上記無線基地局１１１は、基幹網（例：移
動通信網）と接続されている信号処理装置８０と、無線
信号を送信する送信機８１と、無線信号を受信する受信
機８２と、中心周波数がｆ１のバンドパスフィルタ（Ｂ
ＰＦ）８３と、中心周波数がｆ２のバンドパスフィルタ
８４と、送受信用アンテナ８５、８６とを具備して構成
される。
【０００８】続いて、このＦＤＤが適用される上記移動
通信システムの動作概要を同図を参照しながら説明す
る。
【０００９】移動局２１１において、入力装置７０から
のディジタル信号は、信号処理装置７２により、ベース
バンド信号に変換される。このベースバンド信号は、送
信機７３により無線信号に変換され、更に、バンドパス
フィルタ７５を通過することで中心周波数ｆ１の無線信
号のみ取り出され、アンテナ７７から無線基地局２１ １
に対し送信される。
【００１０】このようにして移動局２１１から送信され
た無線信号は、無線基地局１１１において、アンテナ８
５で受信され、バンドパスフィルタ８３を経由して受信
機８２に入力される。この受信機８２に入力された無線
信号は、ベースバンド信号に変換される。更に、信号処
理装置８０によりディジタル信号に変換され、基幹網
（例：移動通信網）へ送出される。
【００１１】一方、無線基地局１１１において、基幹網
からのディジタル信号は、信号処理装置８０でベースバ
ンド信号に変換された後、送信機８１により無線信号に
変換される。そして、その無線信号がバンドパスフィル
タ８４を通過することで中心周波数がｆ２の無線信号の
み取り出され、アンテナ８６から移動局２１１に対し送
信される。
【００１２】このようにして無線基地局１１１から送信
された無線信号は、移動局２１１において、アンテナ７
８で受信され、バンドパスフィルタ７６を経由し、受信
機７４と信号処理装置７２によりディジタル信号とな
り、出力装置７１に送られる。
【００１３】このようにＦＤＤでは、移動局２１１から
無線基地局１１１への上りの通信と、無線基地局１１１
から移動局２１１への下りの通信に、それぞれ別々の無
線周波数（ｆ１とｆ２）が割当てられて通信が行われ
る。
【００１４】続いて、ＴＤＤの概念について、図１１、
図１２を参照しながら説明する。ＴＤＤ方式（＝ＴＤ
Ｄ）は、前述のＦＤＤと異なり、上りの通信と下りの通
信に同一の無線周波数が使用される。図１１は、各セル
７００〜７１３に配置された無線基地局１２１〜１２
１４とその無線基地局１２１〜１２１４のうち無線基地
局１２１〜１２２の配下にある移動局２２１、２２２と
がＴＤＤ通信を行う例を表した図である。ＴＤＤの場
合、図１２に示すように、上りと下りの通信に対し、各
セル＃１〜＃３用無線周波数（ｆ１〜ｆ３）を交互にか
つ等間隔尚、割当てのための時間をタイムスロットとい
う。また、図１１に示すように、三つ以上の無線周波数
（ｆ１〜ｆ３）を交互に、かつ繰返して各セルへ割当て
ることで、同一の無線周波数を使用しているセル間の距
離を離し、周辺セルからの干渉を防止している。
【００１５】このTDDが適用される移動通信システム
は、例えば、図１３に示すように構成される。ここで
は、移動局２２１、無線基地局１２１を代表に説明を行
う。
【００１６】図１３において、この移動通信システム
は、移動局２２１と無線基地局１２１を具備して構成さ
れる。上記移動局２２１は、マイクやキーボード等の入
力装置１１０と、ディスプレイやスピーカー等の出力装
置１１１と、信号処理装置１１２と、切替制御装置１１
３と、無線信号を送信する送信機１１４と、無線信号を
受信する受信機１１５と、スイッチ（ＳＷ）１１６と、
中心周波数がｆ１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１
７と、送受信用アンテナ１１８とを具備して構成され
る。
【００１７】上記無線基地局１２１は、基幹網（例：移
動通信網）と接続されている信号処理装置１２０と、切
替制御装置１２１と、無線信号を送信する送信機１２２
と、無線信号を受信する受信機１２３と、スイッチ（Ｓ
Ｗ）１２４と、中心周波数がｆ１のバンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）１２５と、送受信用アンテナ１２６とを具備
して構成される。
【００１８】続いて、ＴＤＤが適用される上記移動通信
システムの動作概要を同図を参照しながら説明する移動
局２２１において、入力装置１１０からのディジタル信
号は、信号処理装置１１２により、ベースバンド信号に
変換される。このベースバンド信号は、送信機１１４に
より無線信号に変換された後、スイッチ（ＳＷ）１１６
を経由し、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１７を通過
する。これにより、中心周波数ｆ１の無線信号のみ取り
出され、その取り出された無線信号はアンテナ１１８か
ら無線基地局２２１に対し送信される。
【００１９】このようにして移動局２２１から送信され
た無線信号は、無線基地局１２１において、アンテナ１
２６で受信され、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２５
とスイッチ（ＳＷ）１２４を経由し、受信機１２３と信
号処理装置１２０によりディジタル信号に変換されて基
幹網に送出される。
【００２０】一方、無線基地局１２１において、基幹網
からのディジタル信号は、信号処理装置１２０及び送信
機１２２により無線信号に変換され、スイッチ（ＳＷ）
１２４を経由し、更に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１２５を通過することで中心周波数がｆ１の無線信号の
み取り出され、アンテナ１２６より移動局２２１に対し
送信される。
【００２１】このようにして無線基地局１２１から送信
された無線信号は、移動局２２１において、アンテナ１
１８で受信され、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１７
及びスイッチ（ＳＷ）１１６を経由し、受信機１１５と
信号処理装置１１２によりディジタル信号となり、出力
装置１１１に送られる。尚、無線基地局１２１側及び移
動局２２１側の切替制御装置１２１、１１３は、下りの
通信に制御信号を重畳することにより両者が同期を取っ
て、無線基地局１２１側の信号処理装置１２０からの制
御信号に基づき、スイッチ（ＳＷ）１２４、１１６を切
替える。これにより、上りの通信を行っているときは、
無線基地局１２１内の信号処理装置１２０は送信機１２
２に対する送出を停止し、この送信機１２２及び移動局
２２１内の受信機１１５は動作を休止する。一方、下り
の通信を行っているときは、移動局２２１側の信号処理
装置１１２は送信機１１４に対する信号の送出を停止
し、この送信機１１４及び無線基地局１２１内の受信機
１２３は動作を休止する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】近年、移動通信におけ
るデータ通信の通信量が急増している。データ通信の場
合、電話の音声通信と異なり、上り通信と、下り通信の
通信料が非対称となる場合が多い。特に、現在、急速に
普及しつつあるブラウザフォン（例：インターネット上
のサーバにあるホームページを閲覧したり、電子メール
を利用したりすることのできる携帯電話端末）では、デ
ィジタルコンテンツをコンテンツ業者などが設置したコ
ンテンツサーバ等からダウンロードする機会が多く、上
りの通信量に比べて下りの通信量が多くなっている。
【００２３】前述した複信方式（ＦＤＤ方式、ＴＤＤ方
式）では、伝送容量が上下対称であるため、下りの通信
量が多く上りの通信量が少ない場合であっても、上りの
通信にも下りと同等量の無線周波数またはタイムスロッ
トを割当てる必要がある。そのため、前述の複信方式で
は、無線周波数またはタイムスロット、即ち、無線リソ
ースの無駄が多くなる。更に、移動通信システムに割当
てられる無線周波数帯域は限られているため、システム
の伝送容量も限られる。従って、限られた無線周波数帯
域でシステムの伝送容量の劣化を最小限に留めるために
無線リソースの無駄を無くすことが重要である。このよ
うな観点から、ＩＭＴ−２０００の技術規格を検討して
いる機関である３rd Generation Partnership Project
(３ＧＰＰ)では、ＴＤＤタイプのＷ−ＣＤＭＡ(Wideban
d Code Division Multiple Access)方式において、図１
４に示す複信方式が規定されている。
【００２４】図１４において、この複信方式では、複数
のタイムスロット（ＴＳ＃１〜ＴＳ＃４、ＴＳ＃５〜Ｔ
Ｓ＃８…）で構成されるフレーム（Ｆ＃１、Ｆ＃２…）
を組み、上りと下りに割当てるタイムスロットの数を非
対称とすることで、非対称な上下通信量に対応すること
ができるよう規定されている。しかしながら、この複信
方式を大容量の移動通信システムに適用すると、上りと
下りの通信量を１つの無線周波数帯域で伝送する必要が
あるため、このシステムに対して、連続した広帯域の無
線周波数帯域を確保する必要がある。しかしながら、無
線周波数帯域の割当は過密状態にあり、連続して広帯域
の無線周波数帯域を確保することは困難である。また、
上記ＴＤＤタイプのＷ−ＣＤＭＡ方式では、通信量の増
加に伴い、ベースバンド信号のクロック周波数、及びこ
れを無線信号へ変調する際の変調速度の高速処理を必要
とし、その結果装置構成が複雑になるという問題があ
る。
【００２５】そこで、本発明の第一の課題は、上りと下
りの通信量が非対称の際に、無線リソースの非効率な割
当てをできるだけ避け、かつ複雑な装置を供することな
く無線周波数資源の有効利用が図れる移動通信システム
を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記第一の課題を解決す
るため、本発明は、請求項１に記載されるように、無線
基地局と移動局間で、上り回線と下り回線に異なる無線
周波数帯域が割当てられる周波数分割複信方式または該
上り回線と下り回線に同一の無線周波数帯域が割当てら
れる時分割複信方式の複信方式を用いて通信を行う移動
通信システムにおいて、第一の無線周波数帯域を上り回
線の通信に使用し、第二の無線周波数帯域を下り回線に
使用する周波数帯域割当第一手段と、第一の無線周波数
帯域を上り回線に使用し、第二の無線周波数帯域を上り
回線と下り回線の通信に使用する周波数帯域割当第二手
段と、第二の無線周波数帯域を下り回線の通信に使用
し、第一の無線周波数帯域を上り回線と下り回線の通信
に使用する周波数帯域割当第三手段と、上記三つの周波
数帯域割当手段を切替える周波数帯域割当切替手段とを
有するように構成される。
【００２７】このような移動通信システムでは、上り方
向の通信（移動局送信→無線基地局受信）と、下り方向
の通信（移動局送信→無線基地局受信）の通信量が対称
の場合、第一の周波数帯域は上り方向専用に、第二の周
波数帯域は下り方向専用に割当てられるが、上り方向と
下り方向の通信が非対称となった場合、第一または第二
の周波数帯域を上り方向と下り方向の両方向通信として
使用できるよう複信方式の切替えが行われる。即ち、上
り方向と下り方向の通信量に応じて複信方式を適応的に
切替えるようにしている。そのため、本発明の移動通信
システムによれば、上下対称通信は勿論のこと、上下非
対称通信に対しても、無線通信に必要な無線リソースを
効率的に割当てることができる。
【００２８】より容易に上り方向の通信量の増加に対応
することができるという観点から、本発明は、請求項２
に記載されるように、無線基地局と移動局間で、上り回
線と下り回線に異なる無線周波数帯域が割当てられる周
波数分割複信方式または該上り回線と下り回線に同一の
無線周波数帯域が割当てられる時分割複信方式の複信方
式を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、第一
の無線周波数帯域を上り回線の通信に使用し、第二の無
線周波数帯域を下り回線の通信に使用する周波数帯域割
当第一手段と、第一の無線周波数帯域を上り回線の通信
に使用し、第二の無線周波数帯域を上り回線と下り回線
の通信に使用する周波数帯域割当第二手段と、上記二つ
の周波数帯域割当手段を切替える周波数帯域割当切替手
段とを有するように構成される。
【００２９】このような移動通信システムでは、上り方
向の通信量が増加していった場合、下り方向専用に割当
てられている周波数帯域が上り方向と下り方向の両方向
通信として使用できる複信方式に切替えられる。このと
き、その複信方式への切替えは、下り方向専用の周波数
帯域が両方向通信の複信方式に切り替るだけなので当該
切替えに係る制御を複雑にすることなく、容易に上り方
向の通信量の増加に対応することが可能となる。
【００３０】より容易に下り方向の通信量の増加に対応
することができるという観点から、本発明は、請求項３
に記載されるように、無線基地局と移動局間で、上り回
線と下り回線に異なる無線周波数帯域が割当てられる周
波数分割複信方式または該上り回線と下り回線に同一の
無線周波数帯域が割当てられる時分割複信方式の複信方
式を用いて通信を行う移動通信システムにおいて、第一
の無線周波数帯域を上り回線の通信に使用し、第二の無
線周波数帯域を下り回線の通信に使用する周波数帯域割
当第一手段と、第二の無線周波数帯域を下り回線の通信
に使用し、第一の無線周波数帯域を上り回線と下り回線
の通信に使用する周波数帯域割当第三手段と、上記二つ
の周波数帯域割当手段を切替える周波数帯域割当切替手
段とを有するように構成することができる。
【００３１】このような移動通信システムでは、下り方
向の通信量が増加していった場合、上り方向専用に割当
てられている周波数帯域が上り方向と下り方向の両方向
通信として使用できる複信方式に切替えられる。このと
き、その複信方式への切替えは、上り方向専用の周波数
帯域が両方向通信の複信方式に切り替るだけなので当該
切替えに係る制御を複雑にすることなく、容易に下り方
向の通信量の増加に対応することが可能となる。
【００３２】複信方式の切替えを遠隔制御にて切替える
ことができるという観点から、本発明は、請求項４に記
載されるように、上記移動通信システムにおいて、上記
周波数帯域割当切替手段は、上り回線と下り回線の通信
の利用状況を監視する監視局から出力される信号に基づ
いて上り回線または下り回線の複信方式を切替えるよう
にした遠隔監視制御手段を有するように構成される。
【００３３】このような移動通信システムでは、上り方
向と下り方向の通信の利用状況を監視する監視局から出
力される信号に基づいて上り方向または下り方向の複信
方式の切替えが行われる。そのため、遠隔操作にて当該
複信方式の切替えを行うことができる。
【００３４】上り方向と下り方向の通信量の統計に基づ
いて複信方式を切替えることができるという観点から、
本発明は、請求項５に記載されるように、上記移動通信
システムにおいて、上記周波数帯域割当切替手段は、上
り回線と下り回線の通信量に関する統計結果に基づいて
作成された時間管理表に従って上り回線または下り回線
の複信方式を切替えるようにした時間管理制御手段を有
するように構成される。
【００３５】また、実測された上り方向と下り方向の通
信量の比較結果に基づいて複信方式を切替えることがで
きるという観点から、本発明は、請求項６に記載される
ように、上記移動通信システムにおいて、上記周波数帯
域割当切替手段は、所定タイミングで測定される上り回
線と下り回線の通信量の比較結果に基づいて上り回線ま
たは下り回線の複信方式を切替えるようにした通信観測
制御手段を有するように構成される。
【００３６】このような移動通信システムでは、実測さ
れた上り方向と下り方向の通信量の比較結果に基づいて
上り方向または下り方向の複信方式の切替えが行われる
ので、より高精度な複信方式の切替えが実現可能とな
る。
【００３７】上下非対称通信に対し、よりきめ細かく対
応できるという観点から、本発明は、請求項７に記載さ
れるように、上記移動通信システムにおいて、上記周波
数帯域割当切替手段は、選択された一つの無線周波数帯
域により上りの回線と下りの回線の通信を行う際に、そ
の無線周波数帯域を割当てる時間を上り回線と下り回線
とで予め定められる比率にて割当てるようにした周波数
割当比率最適手段を有するように構成される。
【００３８】上記同様の観点から、本発明は、請求項８
に記載されるように、上記移動通信システムにおいて、
上記周波数帯域割当切替手段は、選択された一つの無線
周波数帯域により上りの回線と下りの回線の通信を行う
際に、その無線周波数帯域を上り回線の通信に割当てる
か、下り回線の通信に割当てるかの切替えを、全無線基
地局または複数の周辺無線基地局で同期を取った後に行
う基地局間同期手段を有するように構成される。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【００４０】本発明の実施の一形態に係る移動通信シス
テムにおけるセルの構成は、例えば、図１に示すように
構成される。
【００４１】図１において、この移動通信システムは、
各セル（セル１〜セル３）１００〜３００毎に配置され
た無線基地局（ＢＳ１〜ＢＳ３）１０１〜１０３と、そ
の無線基地局１０１〜１０３と無線通信を行って音声通
信や非通話通信を行うことのできる移動局（ＭＳ１〜Ｍ
Ｓ３）２０１〜２０３とで構成される。本発明では、移
動局２０１〜２０３から無線基地局１０１〜１０３に対
する送信に用いられる無線周波数（以下、上り用無線周
波数という）をｆ１、無線基地局１０１〜１０ ３から移
動局２０１〜２０３に対する送信に用いられる無線周波
数（以下、下り用無線周波数という）をｆ２とし、これ
を全てのセル（セル１〜セル３）で使用することを基本
とする。
【００４２】次に、本発明の動作概念について図２を参
照しながら説明する。
【００４３】図２は、本発明の実施の一形態に係る移動
通信システムの動作概念を図示したもので、本図におい
て、横軸は「時間」、縦軸は「周波数」を表す。本発明
では、ＦＤＤと等しく上り用無線周波数ｆ１と下り用無
線周波数ｆ２の二つの無線周波数を使用する場合を一例
にとり以降説明を進める。
【００４４】本発明に係る移動通信システムでは、上り
（移動局：送信→無線基地局：受信）の通信量と下り
（無線基地局：送信→移動局：受信）の通信量がほぼ等
しい場合、ｆ１は上り専用、ｆ２は下り専用の無線周波
数として使用する（ＦＤＤ動作モード、図２の（ａ）参
照）。しかしながら、下りの通信量が上りの通信量より
多い場合、図２の（ｂ）に示すように、上り用の無線周
波数ｆ１を用いて、ＴＤＤ方式のように上りと下りの通
信を時間的に交互に行う（ＦＤＤ/ＴＤＤ混載動作モー
ドＡ）。よって、この場合、交互に行う上りと下りの通
信時間を等しくすれば、上りと下りの通信量の比は１：
３となり、上下非対称通信に対応させることが可能にな
る。一方、下りの通信量が上りの通信量より少ない場合
は、図２の（ｃ）に示すように、上り用の無線周波数ｆ
１は上り専用とし、下り用の無線周波数ｆ２を用いてＴ
ＤＤ方式のように上りと下りの通信を時間的に交互に行
う（ＦＤＤ/ＴＤＤ混載動作モードＢ）。この場合の上
りと下りの通信量の比は３：１となる。
【００４５】このように本発明における移動通信システ
ムでは、上りと下りの通信量に応じて上記動作モードを
適応的に変化させるようにしているので上下非対称通信
に対応することが可能である。
【００４６】次に、本発明に係る移動通信システムの構
成を図３を参照しながら説明する。
【００４７】図３において、この移動通信システムは、
例えば、移動局２０１と無線基地局１０１とを具備して
構成される。
【００４８】上記移動局２０１は、マイクやキーボード
等の入力装置３１と、ディスプレイやスピーカー等の出
力装置３２と、信号処理装置３３と、切替制御装置３４
と、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ）３５と、パラ
レル／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ）３６、無線信号を送信
する二つの送信機（送信機ａ、ｂ）３７、３８と、無線
信号を受信する二つの受信機（受信機ａ、ｂ）３９、４
０と、二つのスイッチ（ＳＷ１とＳＷ２）４１、４２
と、中心周波数がｆ１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
４３と、中心周波数がｆ２のバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）４４と、送受信共用アンテナ４５、４６とを具備し
て構成される。
【００４９】上記無線基地局１０１は、基幹網（例：移
動通信網）と接続されている信号処理装置５０と、無線
信号を送信する二つの送信機（送信機ａ、ｂ）５１、５
２と、切替制御装置５３と、パラレル／シリアル変換器
（Ｐ／Ｓ）５４と、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／
Ｐ）５５と、無線信号を受信する二つの受信機（受信機
ａ、ｂ）５６、５７と、二つのスイッチ（ＳＷ１とＳＷ
２）５８、５９と、中心周波数がｆ１のバンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）６０と、中心周波数がｆ２のバンドパス
フィルタ６１と、送受信共用アンテナ６２、６３とを具
備して構成される。
【００５０】次に、この移動通信システムにおける無線
基地局１０１と移動局２０１間の動作について同図を参
照しながら説明する。
【００５１】移動局２０１において、入力装置３１から
のディジタル信号は信号処理装置３３でベースバンド信
号に変換され、シリアル／パラレル変換器３５により２
系統のベースバンド信号に分割される。これらの信号は
送信機ａ３７、送信機ｂ３８により無線信号に変換され
る。この無線信号はスイッチ１（ＳＷ１）４１またはス
イッチ２（ＳＷ２）４２を経由し、二つのバンドパスフ
ィルタ（ＢＰＦ）４３、４４を通過する。これにより、
中心周波数がｆ１の無線信号とｆ２の無線信号のみ抽出
され、その抽出された無線信号はアンテナ４５、４６か
ら無線基地局１０１に対し送信される。
【００５２】このようにして移動局２０１から送信され
た無線信号は、無線基地局１０１において、送受信共用
アンテナ６２、６３で受信され、二つのバンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）６０、６１とスイッチ１（ＳＷ１）５８
またはスイッチ２（ＳＷ２）５９を経由し、受信機ａ５
６、受信機ｂ５７によりベースバンド信号となる。この
ベースバンド信号は、パラレル／シリアル変換器（Ｐ／
Ｓ）５４により合成される。このようにして合成された
ベースバンド信号は、信号処理装置５０によりディジタ
ル信号に変換され、基幹網へ送出される。
【００５３】一方、基幹網からのディジタル信号は、信
号処理装置５０によりベースバンド信号に変換された
後、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ）５５で２系統
のベースバンド信号に分割される。これらの信号は、送
信機ａ５１、送信機ｂ５２により無線信号に変換され、
スイッチ１（ＳＷ１）５８またはスイッチ２（ＳＷ２）
５９を経由し、二つのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６
０、６１を通過する。これにより、中心周波数がｆ１の
無線信号とｆ２の無線信号のみ抽出され、その抽出され
た無線信号は送受信共用アンテナ６２、６３から移動局
２０１に対し送信される。この無線基地局１０１から送
信された無線信号は、移動局２０１において、送受信共
用アンテナ４５、４６で受信され、二つのバンドパスフ
ィルタ（ＢＰＦ）４３、４４及びスイッチ１（ＳＷ１）
４１またはスイッチ２（ＳＷ２）４２を経由し、受信機
ａ３９、受信機ｂ４０によりベースバンド信号に変換さ
れる。この２系統のベースバンド信号はパラレル／シリ
アル変換器（Ｐ／Ｓ）３６により合成された後、信号処
理装置３３によりディジタル信号となり出力装置３２に
送られる。
【００５４】無線基地局１０１側の切替制御装置５３及
び移動局２０１側の切替制御装置３４は、下りの通信に
制御信号を重畳することにより無線基地局１０１と移動
局２０１とが同期を取って、無線基地局１０１側の信号
処理装置５０からの制御信号に基づき、移動局２０１及
び無線基地局１０１側のスイッチ１（ＳＷ１）、スイッ
チ２（ＳＷ２）、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／
Ｐ）、パラレル／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ）を図４〜図
６に示す表の通りに制御する。
【００５５】まず、上りと下りの通信量がほぼ等しい場
合について図４を用いて説明する。
【００５６】図４において、上りと下りの通信量がほぼ
等しい場合、本発明に係る移動通信システムでは、ＦＤ
Ｄモードとして動作する。
【００５７】図４において、上りと下りの通信量がほぼ
等しい場合は、前述したように無線周波数ｆ１が上り専
用、無線周波数ｆ２が下り専用として使用される（図４
（ａ）参照））。即ち、上記制御信号には、移動局２０
１で、ｆ１：送信、ｆ２：受信、無線基地局１０１で、
ｆ２：送信、ｆ１：受信となるよう無線基地局１０１側
及び移動局２０１側のスイッチ１（ＳＷ１）、スイッチ
２（ＳＷ２）、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ）、
パラレル／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ）を制御する指示内
容が含まれる。
【００５８】具体的には、図４（Ｂ）に示す通り、次の
指示が無線基地局１０１側及び移動局２０１側のスイッ
チ１（ＳＷ１）、スイッチ２（ＳＷ２）、シリアル／パ
ラレル変換器（Ｓ／Ｐ）、パラレル／シリアル変換器
（Ｐ／Ｓ）に対して行われる。（ ）内の番号はハード
ウエアの構成番号である。
【００５９】（移動局２０１側への指示内容） ＳＷ１（４１）：送信機ａ３７へ接続する。
【００６０】ＳＷ２（４２）：受信機ｂ４０へ接続す
る。
【００６１】Ｓ／Ｐ（３５）：Ｓ／Ｐ変換せず、信号処
理装置３３からの信号を全て送信機ａへ３７送る。
【００６２】Ｐ／Ｓ（３６）：Ｐ／Ｓ変換せず、受信機
ｂ４０からの信号を全て信号処理装置３３へ送る。
【００６３】（無線基地局１０１側への指示内容） ＳＷ１（５８）：受信機ａ５６へ接続する。
【００６４】ＳＷ２（５９）：送信機ｂ５２へ接続す
る。
【００６５】Ｓ／Ｐ（５５）：Ｓ／Ｐ変換せず、信号処
理装置５０からの信号を全て送信機ｂ５２へ送る。 Ｐ／Ｓ（５４）：Ｐ／Ｓ変換せず、受信機ａ５６からの
信号を全て信号処理装置５０へ送る。
【００６６】続いて、下りの通信量が上りの通信量より
多い場合について図５を用いて説明する。
【００６７】図５において、下りの通信量が上りの通信
量より多い場合、本発明に係る移動通信システムでは、
ＦＤＤ／ＴＤＤ混載モードＡとして動作する。ここで
は、上り用の無線周波数ｆ１をＴＤＤ方式にして上りと
下りの通信を交互に行う（図５（ａ））ことで、ＦＤＤ
方式とＴＤＤ方式の混載を実現している。この場合、上
記制御信号には、無線基地局１０１で、ｆ２：送信、移
動局２０１で、ｆ２：受信と、上り用無線周波数ｆ１を
ＴＤＤ方式のように移動局２０１−無線基地局１０１間
で交互に送受信を行うよう無線基地局１０１側及び移動
局２０１側のスイッチ１（ＳＷ１）、スイッチ２（ＳＷ
２）、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ）、パラレル
／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ）を制御する指示内容が含ま
れる。具体的には、図５（Ｂ）に示す通り、次の指示が
無線基地局１０１側及び移動局２０ １側のスイッチ１
（ＳＷ１）、スイッチ２（ＳＷ２）、シリアル／パラレ
ル変換器（Ｓ／Ｐ）、パラレル／シリアル変換器（Ｐ／
Ｓ）に対して行われる。
【００６８】（移動局２０１側への指示内容） ＳＷ１（４１）：交互に切替える ＳＷ２（４２）：受信機ｂ４０へ接続する。
【００６９】Ｓ／Ｐ（３５）：Ｓ／Ｐ変換せず、信号処
理装置２２からの信号を全て送信機ａ３７へ送る。
【００７０】Ｐ／Ｓ（３６）：受信機ａ３９：受信機ｂ
４０＝１：２の割合で、Ｐ／Ｓ変換する。
【００７１】（無線基地局１０１側への指示内容） ＳＷ１（５８）：交互に切替える。
【００７２】ＳＷ２（５９）：送信機ｂ５２へ接続す
る。
【００７３】Ｓ／Ｐ（５５）：送信機ａ５１：送信機ｂ
５２＝１：２の割合で、Ｓ／Ｐ変換する。
【００７４】Ｐ／Ｓ（５４）：Ｐ／Ｓ変換せず、受信機
ａ５６からの信号を全て信号処理装置５０へ送る。
【００７５】続いて、上りの通信量が下りの通信量より
多い場合について図６を用いて説明する。
【００７６】図６において、上りの通信量が下りの通信
量より多い場合、本発明に係る移動通信システムでは、
ＦＤＤ／ＴＤＤ混載モードＢとして動作する。ここで
は、下り用の無線周波数ｆ２をＴＤＤ方式にして上りと
下りの通信を交互に行う（図６（ａ））ことで、ＦＤＤ
方式とＴＤＤ方式の混載を実現している。この場合、上
記制御信号には、移動局２０１で、ｆ１：送信、無線基
地局１０１で、ｆ１：受信と、下り用無線周波数ｆ２を
ＴＤＤ方式のように移動局２０１−無線基地局１０１間
で交互に送受信を行うよう無線基地局１０１側及び移動
局２０１側のスイッチ１（ＳＷ１）、スイッチ２（ＳＷ
２）、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ）、パラレル
／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ）を制御する指示内容が含ま
れる。具体的には、図６（Ｂ）に示す通り、次の指示が
無線基地局１０１側及び移動局２０ １側のスイッチ１
（ＳＷ１）、スイッチ２（ＳＷ２）、シリアル／パラレ
ル変換器（Ｓ／Ｐ）、パラレル／シリアル変換器（Ｐ／
Ｓ）に対して行われる。
【００７７】（移動局２０１側への指示内容） ＳＷ１（４１）：送信機ａ３７へ接続する。
【００７８】ＳＷ２（４２）：交互に切替える。
【００７９】Ｓ／Ｐ（３５）：送信機ａ３７：送信機ｂ
３８＝２：１の割合で、Ｓ／Ｐ変換する。
【００８０】Ｐ／Ｓ（３６）：Ｐ／Ｓ変換せず、受信機
ｂ４０からの信号を全て信号処理装置３３へ送る。
【００８１】（無線基地局１０１側への指示内容） ＳＷ１（５８）：受信機ａ５６へ接続する。
【００８２】ＳＷ２（５９）：交互に切替える。
【００８３】Ｓ／Ｐ（５５）：Ｓ／Ｐ変換せず、信号処
理装置５０からの信号を全て送信機ｂ５２へ送る。
【００８４】Ｐ／Ｓ（５４）：受信機ａ５６：受信機ｂ
５７＝２：１の割合で、Ｐ／Ｓ変換する。
【００８５】上記のように、本実施例によれば、上りと
下りの通信量がほぼ等しい場合は、上り専用として無線
周波数ｆ１、下り専用として無線周波数ｆ２が使用され
て移動局２０１と無線基地局１０１間の通信が行われる
が、下りの通信量が上りの通信量より多い場合は、上り
用の無線周波数ｆ１をＴＤＤ方式のように使用し、ま
た、上りの通信量が下りの通信量より多い場合は、下り
用の無線周波数ｆ２をＴＤＤ方式のように使用して上り
と下りの通信を時間的に交互に行うよう移動局２０１、
無線基地局１０１の双方が制御される。即ち、上り下り
の通信量に応じて動作モードの切替えが行われるので、
上り下りの通信量に見合う無線リソースを適応的に割当
てることができる。その結果、無線資源の有効活用が可
能になる。
【００８６】次に、上記動作モードの切替え手段につい
て説明する。
【００８７】上記動作モードの切替えは、例えば、次に
示す手段のうち何れか一つ、または複数を組み合わせて
実現することができる。
【００８８】１）遠隔監視制御手段 この遠隔制御手段は、上りと下りの通信量を監視する監
視局などから基幹網を介して無線基地局１０１の信号処
理装置５０に動作モード切替えのための制御信号を送信
することにより動作モードを切替える手段である。この
遠隔制御手段によれば、遠隔操作によって動作モードを
切替えることが可能となる。
【００８９】２）時間管理制御手段 この時間管理制御手段は、上りと下り通信量の時間変化
の統計を取り、この統計結果に基づいて動作モードを切
替えのための１日または１週間に渡るタイムスケジュー
ルを作成し、そのタイムスケジュールを切替制御装置３
４、５３内に記憶させておくことで、切替制御装置３
４、５３がタイムスケジュールに従って動作モードを切
替える手段である。この時間管理制御手段によれば、上
りと下り通信量の統計に基づいて動作モードを切替える
ことが可能となる。
【００９０】３）通信観測制御手段 この通信観測制御手段は、無線基地局１０１の信号処理
装置５０内に上りと下りの通信量を測定する装置と、両
測定量を比較する装置とを設け、この比較装置の出力に
従って動作モードを切替える手段である。この通信観測
制御手段によれば、各無線基地局における通信量の測定
結果に基づいて、集中制御を行うことができる。このと
き、全無線基地局１０１〜１０３で別々に切替えても良
いが、電波伝搬における干渉を防止するためには、全無
線基地局１０１〜１０３または干渉の影響がある複数の
周辺の無線基地局で同期をとって切替える方が望まし
い。
【００９１】また、本発明における動作モードの切替え
手段は、上記１）〜３）の手段に限定されるものではな
く、本移動通信システムを監視する管理者などによって
手動にて動作モードを切替えてもよい。
【００９２】更に、本発明において、移動局２０１側と
無線基地局１０１側の各スイッチ４１、４２、５８、５
９の切替タイミング、及びシリアル／パラレル変換器３
５、５５とパラレル／シリアル変換器３６、５４におけ
る信号の分割比率を細かく変えて、図１４に示すような
フレーム構成を実現すれば、上下非対称通信に対し更に
きめ細かく対応でき、無駄を省くことが可能となる。
【００９３】また、更に、図１においては、隣接するセ
ルにおいても、上りの通信にｆ１を、下りの通信にｆ２
を使用している。しかしながら、下りの通信量が上りの
通信量より多い場合であって、ｆ１によりＴＤＤを行っ
ている場合には、隣接する基地局からｆ１の無線信号を
受信するため、干渉が発生する。これを避けるため、図
７に示すように、隣接するセル（セル２、セル３）２０
０、３００の上り用無線周波数をｆ３、ｆ４と異なる無
線周波数を割当ててもよい。
【００９４】以上説明したように、本発明によれば、上
下非対称通信に対し、無線通信に必要な無線リソースを
効率的に割当てることが可能となる。また、ＴＤＤ方式
で問題となるようなクロック及び変調速度の高速化を伴
わないため、回路の実現が容易になる。
【００９５】上記例において、無線基地局１０１の切替
制御装置５３と、移動局２０１の切替制御装置３４の切
替制御機能が周波数帯域割当第一手段〜周波数帯域割当
第三手段および周波数帯域割当切替手段に対応し、無線
基地局１０１の信号処理装置５０の制御信号受信処理機
能が遠隔監視制御手段に対応する。また、無線基地局１
０１の切替制御装置５３と、移動局２０１の切替制御装
置３４の記憶機能と切替制御機能が時間管理制御手段に
対応し、無線基地局１０１の信号処理装置５０の通信観
測機能が通信観測制御手段に対応する。更に、無線基地
局１０１の信号処理装置５３と、移動局２０１の信号処
理装置３４の処理機能が周波数割当比率最適手段に対応
し、無線基地局１０１の送信機ａ、ｂ５１、５２、受信
機ａ、ｂ５６、５７と、移動局２０１の送信機ａ、ｂ３
７、３８、受信機ａ、ｂ３９、４０の送受信機能が基地
局間同期手段に対応する。
【００９６】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１乃至８
記載の本願発明によれば、上下非対称通信に対し、上り
または下り用の無線周波数をＴＤＤ方式として動作させ
るようにしているので、無線通信に必要な無線リソース
を効率的に割当てることが可能になると共に、無線基地
局と移動局側の信号処理装置や送信機、受信機などの装
置構成は、簡易になる。
【００９７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る移動通信システム
におけるセルの構成例を示す図である。
【図２】本発明の移動通信システムの動作概念を示す図
である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る移動通信システム
の構成例を示す図である。
【図４】本発明の移動通信システムにおける上り方向と
下り方向の通信量がほぼ等しい場合の動作（ＦＤＤモー
ド）例を示す図である。
【図５】本発明の移動通信システムにおける下り方向の
通信量が上り方向の通信量より多い場合の動作（ＦＤＤ
／ＴＤＤ混載モードＡ）例を示す図である。
【図６】本発明の移動通信システムにおける上り方向の
通信量が下り方向の通信量より多い場合の動作（ＦＤＤ
／ＴＤＤ混載モードＢ）例を示す図である。
【図７】本発明の移動通信システムにおける別のセル構
成例を示す図である。
【図８】従来のＦＤＤにおけるセル構成例を示す図であ
る。
【図９】従来のＦＤＤの動作概念を示す図である。
【図１０】従来のＦＤＤを実現する移動通信システムの
構成例を示す図である。
【図１１】従来のＴＤＤにおけるセル構成例を示す図で
ある。
【図１２】従来のＴＤＤの動作概念を示す図である。
【図１３】従来のＴＤＤを実現する移動通信システムの
構成例を示す図である。
【図１４】従来のＴＤＤの別の動作概念を示す図であ
る。
【符号の説明】
１０１〜１０３、１１１〜１１３、１２１〜１２１４
無線基地局 ２０１〜２０３、２１１〜２１３、２２１〜２２２ 移
動局 １００〜６００、７００〜７１３ セル ３１、７０、１１０ 入力装置 ３２、７１、１１１ 出力装置 ３３、５０、７２、８０、１１２、１２０ 信号処理装
置 ３４、５３、１１３、１２１ 切替制御装置 ３５、５５ シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ） ３６、５４ パラレル／シリアル変換器（Ｐ／Ｓ） ３７、３８、５１、５２、７３、８１、１１４、１２２
送信機 ３９、４０、５６、５７、７４、８２、１１５、１２３
受信機 ４１、４２、５８、５９、１１６、１２４ スイッチ ４３、６０、７５、８３、１１７、１２５ 中心周波数
がｆ１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ４４、６１、７６、８４ 中心周波数がｆ２のバンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ） ４５、４６、６２、６３、７７、７８、８５、８６、１
１８、１２６ 送受信共用アンテナ
フロントページの続き (72)発明者 陳 嵐 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 Ｆターム(参考） 5K018 AA04 BA01 BA03 CA06 FA00 5K022 AA09 AA10 FF02 5K067 AA12 CC02 CC04 DD27 EE02 EE10 EE65 EE66 HH21 JJ11 LL01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】無線基地局と移動局間で、上り回線と下り
    回線に異なる無線周波数帯域が割当てられる周波数分割
    複信方式または該上り回線と下り回線に同一の無線周波
    数帯域が割当てられる時分割複信方式の複信方式を用い
    て通信を行う移動通信システムにおいて、 第一の無線周波数帯域を上り回線の通信に使用し、第二
    の無線周波数帯域を下り回線に使用する周波数帯域割当
    第一手段と、 第一の無線周波数帯域を上り回線に使用し、第二の無線
    周波数帯域を上り回線と下り回線の通信に使用する周波
    数帯域割当第二手段と、 第二の無線周波数帯域を下り回線の通信に使用し、第一
    の無線周波数帯域を上り回線と下り回線の通信に使用す
    る周波数帯域割当第三手段と、 上記三つの周波数帯域割当手段を切替える周波数帯域割
    当切替手段とを有する移動通信システム。
  2. 【請求項２】無線基地局と移動局間で、上り回線と下り
    回線に異なる無線周波数帯域が割当てられる周波数分割
    複信方式または該上り回線と下り回線に同一の無線周波
    数帯域が割当てられる時分割複信方式の複信方式を用い
    て通信を行う移動通信システムにおいて、 第一の無線周波数帯域を上り回線の通信に使用し、第二
    の無線周波数帯域を下り回線の通信に使用する周波数帯
    域割当第一手段と、 第一の無線周波数帯域を上り回線の通信に使用し、第二
    の無線周波数帯域を上り回線と下り回線の通信に使用す
    る周波数帯域割当第二手段と、 上記二つの周波数帯域割当手段を切替える周波数帯域割
    当切替手段とを有する移動通信システム。
  3. 【請求項３】無線基地局と移動局間で、上り回線と下り
    回線に異なる無線周波数帯域が割当てられる周波数分割
    複信方式または該上り回線と下り回線に同一の無線周波
    数帯域が割当てられる時分割複信方式の複信方式を用い
    て通信を行う移動通信システムにおいて、 第一の無線周波数帯域を上り回線の通信に使用し、第二
    の無線周波数帯域を下り回線の通信に使用する周波数帯
    域割当第一手段と、 第二の無線周波数帯域を下り回線の通信に使用し、第一
    の無線周波数帯域を上り回線と下り回線の通信に使用す
    る周波数帯域割当第三手段と、 上記二つの周波数帯域割当手段を切替える周波数帯域割
    当切替手段とを有する移動通信システム。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３いずれか一項記載の移動通
    信システムにおいて、 上記周波数帯域割当切替手段は、上り回線と下り回線の
    通信の利用状況を監視する監視局から出力される信号に
    基づいて上り回線または下り回線の複信方式を切替える
    ようにした遠隔監視制御手段を有する移動通信システ
    ム。
  5. 【請求項５】請求項１乃至３いずれか一項記載の移動通
    信システムにおいて、 上記周波数帯域割当切替手段は、上り回線と下り回線の
    通信量に関する統計結果に基づいて作成された時間管理
    表に従って上り回線または下り回線の複信方式を切替え
    るようにした時間管理制御手段を有する移動通信システ
    ム。
  6. 【請求項６】請求項１乃至３いずれか一項記載の移動通
    信システムにおいて、 上記周波数帯域割当切替手段は、所定タイミングで測定
    される上り回線と下り回線の通信量の比較結果に基づい
    て上り回線または下り回線の複信方式を切替えるように
    した通信観測制御手段を有する移動通信システム。
  7. 【請求項７】請求項１乃至６いずれか一項記載の移動通
    信システムにおいて、 上記周波数帯域割当切替手段は、選択された一つの無線
    周波数帯域により上りの回線と下りの回線の通信を行う
    際に、その無線周波数帯域を割当てる時間を上り回線と
    下り回線とで予め定められる比率にて割当てるようにし
    た周波数割当比率最適手段を有する移動通信システム。
  8. 【請求項８】請求項１乃至６いずれか一項記載の移動通
    信システムにおいて、 上記周波数帯域割当切替手段は、選択された一つの無線
    周波数帯域により上りの回線と下りの回線の通信を行う
    際に、その無線周波数帯域を上り回線の通信に割当てる
    か、下り回線の通信に割当てるかの切替えを、全無線基
    地局または複数の周辺無線基地局で同期を取った後に行
    う基地局間同期手段を有する移動通信システム。
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