JP2560786B2 - 移動通信システム及び携帯端末及び車載中継器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動通信システムおよび携帯端末および車載
中継器に関し、特に都市部ではマイクロゾーンでサービ
スエリアをカバーし郊外では小ゾーンでサービスエリア
をカバーする基地局と移動端末装置とで構成される移動
通信システムおよび携帯端末および車載中継器に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の移動通信システムは、限られた周波数帯の中
で、いかに呼量を多くさばくかという問題を第一義とし
て、種々改良されて来た。その結果、現在セル方式とし
て知られている、小ゾーンシステムの自動車電話システ
ムが実用化されている。しかしながら、この小ゾーンシ
ステムの自動車電話システムも、サービス開始後めざま
しい伸びを示し、世界各国で通信チャネルの不足が叫ば
れている。この傾向は、特にトラヒックの集中する都市
部で特に著しい。例えば、東京における自動車電話のト
ラヒックの分布を見ると、千代田区と青山あたりに激し
いトラヒックの集中が観測されている。このため、発呼
から呼出しまでに通常の3,4倍の時間（20〜30秒）が掛
かっている。これは通話チャネルが不足しているため
で、これに対処するため電気通信事業者は、東京都内の
ゾーンを細分化して加入者容量をあげている。このよう
な事情は、日経エレクトロニクス第401号第91頁から第1
04頁に詳しく記載されている。

又、自動車電話システムの新しい動きとして、加入者
が持ち運びすることができる携帯端末の導入も実現され
てきている。このような携帯端末は小型，軽量化が強く
要求されるため、無線機の送信電力もさほど大きくする
ことができないため、ゾーンの細分化はこの面からも要
求されている。従って、将来の移動通信システムにおい
ては少なくとも都市部ではゾーン半径のきわめて小さい
マイクロゾーンシステムが要求される。

ただし、このマイクロゾーンシステムは、基地局の数
が大幅に増大するためにシステムコストが増大する。加
入者数が多い都市部では多少システムコストが高くても
よいが、加入者数のさほど多くない郊外では、このよう
なマイクロゾーンシステムは、経済的に引き合わないた
め、現在のような小ゾーンシステムでサービスを続ける
ことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の移動通信システムで、携帯端末を導入
した場合に大きな問題となるのがそのサービス性であ
る。送信電力の小さい携帯端末は、マイクロゾーン内で
はサービスを受けられるが、郊外の小ゾーンエリアでは
極めて限られた地域、すなわち基地局の近くでしかサー
ビスを受けられないという問題点がある。

本発明の目的は、送信電力の小さい携帯端末に対して
も高いサービス性を維持でき、さらに都心部での周波数
の混雑を解消することができる移動通信システムおよび
移動端末装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の移動通信システムは、都市部ではマイクロゾ
ーンでサービスエリアをカバーし郊外では小ゾーンでサ
ービスエリアをカバーする基地局と移動端末装置とで構
成される移動通信システムにおいて、 それぞれマイクロゾーン基地局であるか小ゾーン基地
局であるかを制御信号に加えて同報する複数の基地局
と、前記基地局からの制御信号を受信しマイクロゾーン
内にいるときは直接前記基地局と交信する低送信電力の
携帯端末と、その携帯端末が前記小ゾーン内にいるとき
はその携帯端末の送信信号を中継し増幅して高送信電力
とする車載中継器と、前記小ゾーン基地局では前記移動
通信システムに割り当てられた複数の周波数の中から前
記携帯端末が前記車載中継器との間の通信に使用できる
よう通常の通信には使用せず確保しておく特定の周波数
とを含むことを特徴とする。

また、本発明の携帯端末は、都市部ではマイクロゾー
ンでサービスエリアをカバーし郊外では小ゾーンでサー
ビスエリアをカバーする基地局と移動端末装置とで構成
される移動通信システムの移動端末装置側に設けられ前
記小ゾーン内にいるときに使用される車載中継器と接続
可能な携帯端末において、 前記基地局から送出される制御信号を受信してマイク
ロゾーン内にいるか小ゾーン内にいるかを判断する判定
回路と、該判定回路出力が小ゾーン内にいることを示す
場合にのみ前記車載中継器に対して中継要求信号を送出
する制御回路と、マイクロゾーン内にいる場合には前記
車載中継器を介さずに小ゾーン内にいる場合には前記車
載中継器を介して通信を行う無線機とを有することを特
徴とする。

また、本発明の携帯端末は、都市部ではマイクロゾー
ンでサービスエリアをカバーし郊外では小ゾーンでサー
ビスエリアをカバーする基地局と移動端末装置とで構成
される移動通信システムに用いられる車載中継器とそれ
からの着脱が可能な携帯端末において、 前記基地局から送出される制御信号を受信してマイク
ロゾーン内にいるか小ゾーン内にいるかを判断する判定
回路と、該判定回路出力が小ゾーン内にいることを示す
場合にのみ車載中継器に対して中継要求信号を送出する
制御回路と、マイクロゾーン内にいる場合には車載中継
器を介さずに小ゾーン内にいる場合には車載中継器を介
して通信を行う無線機と、前記車載中継器に対する着脱
を検出する着脱検出回路と、該携帯端末が前記車載中継
器に装着されている場合には前記無線機の入出力の接続
を内蔵アンテナから前記車載中継器と接続する入出力端
末子に切替えると共に前記判定回路を動作しないように
制御する複数のスイッチ部とから構成されることを特徴
とする。

更に、本発明の車載中継器は、都市部ではマイクロゾ
ーンでサービスエリアをカバーし郊外では小ゾーンでサ
ービスエリアをカバーする基地局と移動端末装置で構成
される移動通信システムに用いられ着脱可能な携帯端末
と接続する車載中継器において、 前記携帯端末からの信号を受信する受信器と、該受信
器で受信された信号から中継要求信号を判定し起動信号
を出力する起動回路と、前記携帯端末からの信号を周波
数変換する周波数変換器と、前記起動回路出力により起
動され前記周波数変換器の出力を増幅する増幅器と、前
記携帯端末の着脱を検出する着脱検出回路と、携帯端末
着装時に該携帯端末の出力を受信する入力端子と、携帯
端末着装時に該携帯端末に対し着信信号を送出する出力
端子と、前記着脱検出回路に制御され携帯端末着装時に
は前記入力端子からの信号を前記増幅器の入力とし携帯
端末分離時には前記周波数変換器の出力を増幅器の入力
とする第１のスイッチと、前記入力端子からの信号のパ
ワーを検出するパワー検出回路と、前記着脱検出回路に
制御され携帯端末着装時には前記パワー検出回路の出力
を選択し携帯端末分離時には前記起動回路の出力を選択
し前記増幅器の電源投入信号として出力する第２のスイ
ッチとを有することを特徴とする。

〔作用〕

送信電力の小さい携帯端末に対してすべての地域でサ
ービスを提供するには、すべての地域をマイクロゾーン
にする以外に解決方法はない。本発明では、現実的な解
決方法として、郊外においては自動車に中継器を設備
し、加入者の行動範囲が自動車から一定距離内であれば
サービスを提供できる移動通信システム及び携帯端末を
提供する。

すべての地域でこの方法を採用すると携帯端末から自
動車、さらに自動車から基地局と、それぞれ無線を利用
するため、周波数利用効率はあがらない。従って本発明
ではトラヒックの高い都市部では携帯端末が直接マイク
ロゾーン基地局と通信を行い、トラヒックが少なく周波
数に余裕のある郊外では自動車に中継器を設備し、小ゾ
ーン基地局と交信するようにする。同一の携帯端末が直
接基地局と通信でき、さらに自動車に設備した中継器を
利用することもできるようにするためには、携帯端末が
マイクロゾーンにいるのか小ゾーンにいるのかを判定
し、マイクロゾーンにいる場合には直接基地局と交信
し、小ゾーンにいる場合には自動車に設備された中継器
を介して基地局と交信する。

又、上述のように小ゾーンにおける自動車の基地局の
交信は、基地局と自動車との間の交信と干渉を起こさな
い周波数に設定する必要がある。従来の技術の項で述べ
たように、トラヒックは都市部に集中しているので、郊
外の小ゾーン地域では使用しなくてもすむ周波数が生じ
る。これをシステム全体で統一的に定めて携帯端末と自
動車の中継器間の通信用の周波数として割り当てること
ができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

マイクロゾーン基地局１のエリアには、携帯端末10が
存在し、小ゾーン基地局２のエリアには携帯端末11と車
載中継器20とが存在している。

第２図は本発明の一実施例の周波数チャネル配置図で
ある。

マイクロゾーン基地局１のエリア内にいる携帯端末10
は、マイクロゾーン基地局１からの制御信号により、自
分がマイクロゾーン内にいることを知り、マイクロゾー
ン基地局１と直接交信する。一方小ゾーン基地局２のエ
リア内にいる携帯端末11は、小ゾーン基地局２からの制
御信号により、自分が小ゾーン内にいることを知るが、
送信電力が小さいため直接小ゾーン基地局２と交信する
ことはできない。従って携帯端末11は、車載中継器20に
対して中継要求信号を送出し、車載中継器20が携帯端末
11からの信号を、中継増幅することにより小ゾーン基地
局２と交信する。この場合に、携帯端末11と車載中継器
20との間の通信に使用する周波数は、第２図のＢおよび
Ｄのように、あらかじめこのシステムに割当てられた周
波数を使用するものとする。第２図のＡおよびＣは、小
ゾーン基地局２のエリアでは、小ゾーン基地局２と車載
中継器20との間の通信に使用され、マイクロゾーン基地
局１のエリアでは、マイクロゾーン基地局１と携帯端末
10との間の通信に使用する。このような制御を行うこと
により、送信電力が小さい小型の携帯端末であっても、
都市部のマイクロゾーン内であれば直接に、郊外では自
動車に設備された車載中継器から一定の距離内において
サービスを受けることができ、サービス性の高いシステ
メを提供することができる。

第３図は本発明の一実施例の携帯端末のブロック図であ
る。

第３図（ａ）は本発明の携帯端末の第１実施例のブロ
ック図である。この携帯端末は車載中継器とは着脱によ
る接続をしないで使用するものである。

アンテナ100から受信された信号は、ハイブリッド回
路111を介して受信器112に入力される。同時に受信信号
は判定回路120に入力される。判定回路120では、基地局
からの制御信号を受信して、その携帯端末が小ゾーン内
にいるのかマイクロゾーン内にいるのかを判定する。判
定回路120でマイクロゾーン内にいると判定された場合
には、特に制御信号を出力せずに受信器112の出力を端
子101から出力し、端子102から入力される送信信号を送
信器113で変調して送信するという通常の無線機として
の動作をする。従って、アンテナ100とハイブリッド回
路111と受信器112と送信器113とで無線機110を構成して
いるといえる。判定回路120で小ゾーンにいると判定さ
れた場合には判定回路120の出力により、制御回路130で
車載中継器に対する中継要求信号を生成し、送信器113
を介して送信する。同時に受信器112および送信器113の
使用する周波数をＢおよびＤに設定する。このようにす
ることにより、小ゾーン内に携帯端末がいる場合には、
車載中継器を介して基地局と通信することができる。

第３図（ｂ）は本発明の携帯端末の第２の実施例のブ
ロック図である。この携帯端末は車載中継器に着脱可能
なものである。

第３図（ｂ）中の参照符号としては、第３図（ａ）に
示されるものと同一のものには同一の符号を付与してあ
り同一の回路構成で実現できる。

この第２の実施例の携帯端末も、車載中継器と分離し
て利用されている場合には、第１の実施例の携帯端末と
同一の動作をする。しかし、この携帯端末が車載中継器
に装着された場合は、着脱検出回路140でそれを検出
し、スイッチ151,152,153をそれぞれ切換える。これに
より、判定回路120は動作せず、受信信号は入力端子103
から入力され、送信信号は出力端子104から出力され
る。それぞれの端子は、車載中継器の受信信号端子およ
び送信信号端子にそれぞれ接続されている。こうするこ
とにより、携帯端末は、車載中継器に着装時には車載端
末と同じ動作をし、携帯端末がマイクロゾーンにいる
か、小ゾーンにいるかで特に動作を変えることはなくな
る。このように、携帯端末を車載中継器と着脱可能な構
成とすることにより、自動車内で使用する場合に、携帯
端末と車載中継器との間を無線伝送する必要がなくなる
ので、信頼性も高まり携帯端末の電池の消費量も少なく
抑えることができる。

第４図は本発明の一実施例の車載中継器のブロック図
である。

第４図（ａ）は本発明の携帯端末の第１の実施例に対
応する車載中継器の第１の実施例のブロック図である。
この第１の実施例の携帯端末は車載中継器とは着脱によ
る接続をしないで使用するものである。

アンテナ200から受信された信号は、ハイブリッド回
路211を介して受信器220に入力される。受信器220で復
調された信号は、携帯端末からの中継要求信号を検出す
る起動回路230に入力される。起動回路230が中継要求信
号を検出すると、次に起動回路230は増幅器250の電源を
投入する信号を出力する。こうすることにより、アンテ
ナ200から入力される携帯端末からの信号は、周波数変
換回路240で基地局と通信できる周波数（第２図のＢの
部分をＡの部分の周波数）に変換されて出力される。同
様に基地局からの受信信号も携帯端末と通信できる周波
数（第２図のＣの部分をＤの部分の周波数）に変換され
て出力される。

第４図（ｂ）は本発明の携帯端末の第２の実施例に対
応する車載中継器の第２の実施例のブロック図である。
この第２の実施例の車載中継器に接続する携帯端末は、
着脱して使用することが可能なものである。

第４図（ｂ）中の参照符号としては、第４図（ａ）に
示されるものと同一のものには同一の符号を付与してあ
り同一の回路構成で実現できる。

携帯端末が車載中継器に着装されていない場合は、第
４図（ａ）と全く同一の動作をする。次に携帯端末が車
載中継器に着装された場合は、着脱検出回路260で着装
を検出し、スイッチ281,282をそれぞれ切換える。これ
により受信信号は端子201から出力され、送信信号は端
子202から入力される。又、増幅器250の電源投入は端子
202からの入力信号の電力をパワー検出回路270で検出す
ることによりなされる。このような制御を行うことによ
り、携帯端末が着装されているときには、車載端末とし
て動作させることができる。

なお、本実施例では電源投入についてのみ述べて、電
源切断については特に述べてはいない。この理由は、電
源切断についてはどのような方法をとってもよいからで
あり、通常の考え方として、携帯端末が分離されて動作
している場合には、携帯端末から切断信号を送信して切
断するように回路を実現する。又、携帯端末が車載中継
器に着装されている場合には、利用者の電源切断動作に
よればよい。

又、周波数変換回路は、通常は特定の周波数を乗算す
るだけで実現されるが、変調信号がディジタル信号の場
合には、一度復調したディジタル信号を、改めて異なっ
た周波数で変調するようにすれば、誤りを減少させるこ
とができることはよく知られているところである。但
し、この場合には回路が多少複雑になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、送信電力の小さい携
帯端末に対しても高いサービス性を維持でき、さらに都
心部での周波数の混雑を解消することができる移動通信
システムおよび移動端末装置を提供できるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は本発
明の一実施例の周波数チャネル配置図、第３図（ａ）は
本発明の携帯端末の第１の実施例のブロック図、第３図
（ｂ）は本発明の携帯端末の第２の実施例のブロック
図、第４図（ａ）は本発明の携帯端末の第１の実施例に
対応する車載中継器の第１の実施例のブロック図、第４
図（ｂ）は本発明の携帯端末の第２の実施例に対応する
車載中継器の第２の実施例のブロック図である。 １……マイクロゾーン基地局、２……小ゾーン基地局、
10,11……携帯端末、20……車載中継器、103……入力端
子、104……出力端子、110……無線機、111,211……ハ
イブリッド回路、112,220……受信器、113……送信器、
120……判定回路、130……制御回路、140,260……着脱
検出回路、230……起動回路、240……周波数変換回路、
250……増幅器、270……パワー検出回路。

フロントページの続き (72)発明者 早川 文康 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 大澤 智喜 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 岡ノ上 和廣 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−126726（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】都市部ではマイクロゾーンでサービスエリ
   アをカバーし郊外では小ゾーンでサービスエリアをカバ
   ーする基地局と移動端末装置とで構成される移動通信シ
   ステムにおいて、 それぞれマイクロゾーン基地局であるか小ゾーン基地局
   であるかを制御信号に加えて同報する複数の基地局と、
   前記基地局からの制御信号を受信しマイクロゾーン内に
   いるときは直接前記基地局と交信する低送信電力の携帯
   端末と、その携帯端末が前記小ゾーン内にいるときはそ
   の携帯端末の送信信号を中継し増幅して高送信電力とす
   る車載中継器と、前記小ゾーン基地局では前記移動通信
   システムに割り当てられた複数の周波数の中から前記携
   帯端末が前記車載中継器との間の通信に使用できるよう
   通常の通信には使用せず確保しておく特定の周波数とを
   含むことを特徴とする移動通信システム。
2. 【請求項２】都市部ではマイクロゾーンでサービスエリ
   アをカバーし郊外では小ゾーンでサービスエリアをカバ
   ーする基地局と移動端末装置とで構成される移動通信シ
   ステムの移動端末装置側に設けられ前記小ゾーン内にい
   るときに使用される車載中継器と接続可能な携帯端末に
   おいて、 前記基地局から送出される制御信号を受信してマイクロ
   ゾーン内にいるか小ゾーン内にいるかを判断する判定回
   路と、該判定回路出力が小ゾーン内にいることを示す場
   合にのみ前記車載中継器に対して中継要求信号を送出す
   る制御回路と、マイクロゾーン内にいる場合には前記車
   載中継器を介さずに小ゾーン内にいる場合には前記車載
   中継器を介して通信を行う無線機とを有することを特徴
   とする携帯端末。
3. 【請求項３】都市部ではマイクロゾーンでサービスエリ
   アをカバーし郊外では小ゾーンでサービスエリアをカバ
   ーする基地局と移動端末装置とで構成される移動通信シ
   ステムに用いられる車載中継器とそれからの着脱が可能
   な携帯端末において、 前記基地局から送出される制御信号を受信してマイクロ
   ゾーン内にいるか小ゾーン内にいるかを判断する判定回
   路と、該判定回路出力が小ゾーン内にいることを示す場
   合にのみ車載中継器に対して中継要求信号を送出する制
   御回路と、マイクロゾーン内にいる場合には車載中継器
   を介さずに小ゾーン内にいる場合には車載中継器を介し
   て通信を行う無線機と、前記車載中継器に対する着脱を
   検出する着脱検出回路と、該携帯端末が前記車載中継器
   に装着されている場合には前記無線機の入出力の接続を
   内蔵アンテナから前記車載中継器と接続する入出力端末
   子に切替えると共に前記判定回路を動作しないように制
   御する複数のスイッチ部とから構成されることを特徴と
   する携帯端末。
4. 【請求項４】都市部ではマイクロゾーンでサービスエリ
   アをカバーし郊外では小ゾーンでサービスエリアをカバ
   ーする基地局と移動端末装置で構成される移動通信シス
   テムに用いられ着脱可能な携帯端末と接続する車載中継
   器において、 前記携帯端末からの信号を受信する受信器と、該受信器
   で受信された信号から中継要求信号を判定し起動信号を
   出力する起動回路と、前記携帯端末からの信号を周波数
   変換する周波数変換器と、前記起動回路出力により起動
   され前記周波数変換器の出力を増幅する増幅器と、前記
   携帯端末の着脱を検出する着脱検出回路と、携帯端末着
   装時に該携帯端末の出力を受信する入力端子と、携帯端
   末着装時に該携帯端末に対し着信信号を送出する出力端
   子と、前記着脱検出回路に制御され携帯端末着装時には
   前記入力端子からの信号を前記増幅器の入力とし携帯端
   末分離時には前記周波数変換器の出力を増幅器の入力と
   する第１のスイッチと、前記入力端子からの信号のパワ
   ーを検出するパワー検出回路と、前記着脱検出回路に制
   御され携帯端末着装時には前記パワー検出回路の出力を
   選択し携帯端末分離時には前記起動回路の出力を選択し
   前記増幅器の電源投入信号として出力する第２のスイッ
   チとを有することを特徴とする車載中継器。