JP2902420B2 - 移動体通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の属する技術分野 本発明は小ゾーン構成を用いる移動体通信において、
サービス・エリア内の任意の場所から常時移動端末との
発着呼を確保し、通信中の移動端末が移動することによ
り通信品質が劣化したとき、その通信品質を満足させる
通信方法とシステムに関するものであり、より具体的に
は、周波数有効利用率，通信品質，無線回線の制御能力
などに優れた通信システムに関するものである。

（２）従来の技術とその問題点 一般に広いサービス・エリア内で移動体通信を行う際
に、１個の無線基地局が全エリアをカバーしてサービス
・エリア内の移動体と通信を行う方式を大ゾーン方式と
呼んでいる。これに対し、小ゾーン方式とは、サービス
・エリアを複数の小エリアに分割し、分割された各エリ
ア内に各１個の無線基地局を設置し、そのそれぞれのエ
リア内にいる移動無線機はこれらの無線基地局と通信を
行うものである。

従来の小ゾーン方式は、例えば現在商用サービス中の
NTTの自動車電話方式の中で採用されている〔文献 吉
川他“自動車電話無線回線制御”日本電信電話電気通信
研究所 研究実用化報告Vol.26,No.7 1885頁〕。

まず、サービス・エリア内のどこへでも移動する移動
機に対する着信を処理する方法として、予め知っている
移動機所在地域でのみ一斉に呼出す方法が用いられてい
る。

位置登録は自動車電話交換局に移動機の位置を通知す
ることにより行われる。移動機の待受けている着信制御
チャネルに位置登録のための位置情報に関する信号を送
出しておき、一斉呼出しエリアごとにこの信号を異なら
せておく。移動機は位置情報信号が変化したことを検出
したときに、位置登録信号を自動的に送出することによ
って位置登録がなされている。

次に移動機が発呼する場合には、移動機が所在する制
御ゾーンで使用できる発信制御チャネルを使用する。こ
の場合、発信制御チャネルの番号を着信制御チャネルで
常時報知しているので、移動機はこれを記憶しておき、
その中から空表示のあるチャネル（空線制御方式）を使
用する。基地局側では前述したごとく移動機からの電波
を複数の無線基地局で受信し、その結果移動機の所在す
る無線ゾーンを識別し（位置検出）、その無線ゾーンで
使用できる空の通話用チャネルを指定することにより発
呼が可能となる。

更に着呼について説明する。移動機は着信制御チャネ
ルで待受けている。、移動機が別の制御ゾーンに移動し
た場合には、新制御ゾーンに使用されている着信制御チ
ャネルに切替える必要がある。このため、移動機には着
信制御チャネルの受信レベルが所要値以下に低下した場
合、着信制御用として割当てた複数のチャネルから所要
レベル以上で受信されるチャネルを選択捕捉する機能が
あり、移動機が制御ゾーンを識別する。

従って固定電話網からある移動機に着呼が来た場合、
自動車電話交換局では位置登録されている制御ゾーン
（複数の場合もある）内にあるすべての無線基地局から
一斉呼出をかければ所望の移動基地局が呼出されること
となる。

以上が実用されているシステムの概要であるが、以下
述べるようなシステムを構築するとなると種々の問題が
発生することになる。

システムに収容する加入者数（携帯電話機数）を従来
システムより１桁以上引上げ数10乃至数百万とするには
ゾーン半径を１桁以上縮少しなければならない。この場
合、無線回線制御を上記のごとく集中管理すると制御信
号の多数発生による制御トラヒックの輻輳や、無線基地
局から無線回線制御局までの信号伝送に発生する絶対遅
延時間により超高速制御は不可能となる。

自動車内のみならず人が車外へ持ち出して歩行中にも
使用可能なようにする。これは究極の電話である“いつ
でも，どこででも，どこへでも”電話がかけられるシス
テム実現の第一歩であるが、このためには移動無線機を
小型化することが必要である。

使い勝手をよくするため例えば電池の充電周期を長く
する必要があり、このため無線送信機出力の低減（5Wか
ら10mW程度へ）をはじめ省電力化が必要である。

使用する周波数の利用効率を極力高める必要がある。
これは数百万という大容量を有する加入者を収容可能と
するシステム実現のための大前提となる点である。

このような要求を満たす一つのシステム提案（試案）
としては既に本願発明者による提案がなされている〔文
献．伊藤“携帯電話の方式検討−無線回線制御とルーチ
ングを中心に−”電子通信学会技術研究報告CS87−16昭
和62年５月〕。

この提案によると、次のような条件を備えている。

システムに収容される加入者数は我国の全国民を対象
にすることができる。

人が携行可能な大きさに実現可能である。

コードレス電話並に小型軽量化が可能である。但し送
信電力は10mw程度である。

無線ゾーンの大きさとして半径25m程度を想定する
と、所要周波数帯域は２〜3MHzで十分である。

システム制御を各携帯電話機が主導して行う等制御を
分散化する。

携帯電話親装置の所有する無線による送受信能力は１
組の送受信機即ち無線１チャネルで十分である。

項の送受信機はマルチチャネルアクセス能力を有す
る外、無線回線制御能力即ち制御チャネル使用能力と無
線回線通話能力即ち通話チャネル使用能力とを有するこ
ととする。

また、上記のような半径25mというような極小ゾーン
方式を採用するシステムで問題となる携帯電話機の位置
登録に関しては、次の文献で提案されている。

〔文献 伊藤“携帯電話の方式検討−複数位置登録の
提案とシステム動作への応用−電子情報通信学会技術研
究報告 RCS88昭和63年９月〕 この提案を用いると次の問題点に関し解決が図られるこ
とになった。

半径25〜100mという小小ゾーン（マイクロセル）を用
いる小ゾーンシステムでは一つの無線基地局当たりのサ
ービス・エリアが極端に狭く、送信アナテナ−受信アン
テナ間の距離が短いので近距離電波伝播特性に従う領域
となり、かつ地形，地物の影響により複雑な様相を呈す
る。このような状態にあるサービス・エリアにおいて、
移動体から位置登録を行うと多数の無線基地局で移動無
線機からの信号が受信可能となり、どのエリアに存在す
るかを決定することが困難になるが、良好に信号を受付
けた複数の無線基地局に関し位置登録することにした。
この結果発着呼が容易になった。

位置登録のための制御信号の使用が減少し、電波干渉
が減少する。

周波数（電波）の有効利用が図られる。

通話トラヒック輻輳時の対策が立てやすくなり、かつ
呼損が減少する。

送受信ダイバーシティを容易に適用することが出来、
通話品質向上に役立てることが可能となる。

以上の利点が明らかになったが、具体的なシステム提
案はまだ行われていない。

これを解決する方法として、本願発明者は各携帯電話
機にはそれぞれ他の携帯電話機と異なることを識別する
ため自己識別情報（IDと略記）を有することを利用して
高密度トラヒックエリアでの発着呼を円滑に行うためグ
ループ別（群別）に分割を行うことを提案した（特願平
１−192649号参照）。例えばIDを10進法で表したとき末
位数字が奇数か偶数かにより２群に分けられたシステム
や「３」で割り切れるID、「３」で割ると余りが「１」
のもの、同余りが「２」のものとの３群に分けられてい
るものもある。この方法によって上記の発呼に対する即
応が出来ない問題点は解決されるが系統的には小さな確
率であってもIDが同一群に属する携帯電話機が同一場所
に集中すると信号の衝突が発生し発呼が円滑に実行出来
なくなる可能性があった。

また、多数の人が同一場所にある複数の固定無線局と
同時に通話可能な固定無線構成として多数組の送受信機
を同一場所に設置し、これらを共通の制御部である複数
固定無線局制御部からの信号により待受時の固定無線局
送信を同一時刻には一局のみに制御する方法も提案され
ている（特願平１−183632号参照）。ｎ組の送受信機
（ｎ個の固定無線局）の各受信部は携帯電話機からの信
号を受信する待機状態にあり、一方送信部はもし複数固
定無線局制御部からの制御によりシンセサイザ出力が送
信部に加えられれば報知信号や着信信号もしくは携帯電
話機への応答信号を直ちに送信可能な状態にする方法で
ある。また、複数固定無線局制御部では上記３種類の信
号を携帯電話機宛に同時に複数の固定無線局より送信さ
せないように同一時刻には一つの固定無線局にのみシン
セサイザ出力を送信部に加えるため、スイッチ回路のオ
ン，オフによる制御を行う方法である。

この方法も確かに有力であるが、複数の固定無線局を
制御する制御局が必要となり経済的にやや割高となる可
能性や、もしこの制御局が障害となると全固定無線局が
発着信不能となる危険性がある。

さらに、後述するごとき固定無線局から送出される報
知信号を送出前に近傍の固定無線局から送信されていな
い事を確認（キャリアセンスと云う）してから送出させ
る方法も考えられている（特願平１−43043号参照）。
この方法も確かに有力であるが、近傍にある固定無線局
数が多数例えば10局以上となるとキャリアセンスを何回
も実施しなくてはならなくなり、かつ二つ以上の固定無
線局が同時に報知信号を送出する確率も増大する結果、
信号衝突の可能性が増加し円滑な発着呼が実施出来ない
ことも発生する。

（３）発明の目的 本発明の目的は、以上の従来技術の下にマイクロセル
を用いる移動通信方式として周波数利用率が高く、大容
量を有する加入者を収容出来、かつ通話トラヒック密度
の高いサービスエリア内においても円滑に多数の呼処理
を可能とするサービス性の高いシステムを構築すること
のできる移動体通信システムを提供することにある。

（４）発明の構成及び作用 第１図は本発明を大規模高層ビルB3（地下３階）〜21
F（地上21階）内をサービス・エリアとするシステムに
適用した場合の一実施例である。

同図において交換装置PBXは公衆回線COおよび本発明
システムの主要な構成物である無線制御装置とのインタ
フェイス機能を有する。

本発明システムは無線系制御装置（無線系制御装置RC
E）、固定無線局（固定無線局FRS）、携帯電話機（携帯
電話機PTEL）からなり、サービス・エリア内のどこから
でも、いつでも、どこへでも電話可能なサービスを実現
するものである。

但し、前述のサービス内容は、携帯電話機PTEL相互
間、携帯電話機PTELとビル内固定電話機PTEL相互間、さ
らには、携帯電話機と外線（構内交換機以遠）に設置さ
れた電話機相互間についても実行可能である。

本発明の特徴は、すでに述べた通りであるが、携帯電
話機の位置登録をはじめ、発着呼動作時等における判断
の中心を従来システムの様に無線系制御装置等の中央で
なく端末に持たせたことにより、中央にある無線系制御
装置の負荷が軽くなり、作業スピードが上がること、
又、これにより端末の増設やシステムの拡張にも容易に
対応可能である。

さらに、携帯電話機の位置登録のとき発呼や着呼時に
使用する制御信号の送受信のための無線チャネルの使用
に際して、周波数の有効利用や信号伝送時の品質向上を
行うために、各用途に応じ無線チャネルを個別に設定
し、無線システムとして最適設計を可能とした。

以下第１図に示す本発明の構成に用いられている各構
成要素を詳細に説明する。

（ｉ）携帯電話機（PTEL） 人が持ち歩く装置であり、携行性，操作性，保守性が
優れていなければならない。無線にて固定無線局（FR
S）を経由して無線系制御装置RCEへアクセスし位置登録
を自動的に行う機能を有する。又、人の歩行にともない
場所の移動があり、別の固定無線局へ位置登録する必要
が生じた場合、上記と同様な動作により無線系制御装置
RCEへアクセスし位置登録の変更を行う機能を有する。
発着呼動作はサービス・エリア内の任意の場所から可能
である。そのため各携帯電話機にはそれぞれ他の携帯電
話機と異なることを識別するため自己識別情報（IDと略
記）を有する。通話中に歩行により対向して通信してい
る固定無線局FRSを変更（ゾーン切替）する必要が生じ
た場合には、従来のシステムでは不可能もしくは通話情
報を一時切断する等悪影響を与えていたが、本発明によ
れば、後述のように、これらの悪影響のない方式が可能
である。

第２図に携帯電話機PTELのハードウェア構成を示す。

第２図において、固定無線局FRSより送信される無線
信号は受信アンテナで受信される。この受信信号は共用
装置で二分されそれぞれ受信機ＩおよびIIに入力され
る。受信機Ｉでは所要のレベルまで増幅された後復調さ
れその一部は制御部CPUへ送られ（200bpsの制御信
号）、他の出力は二分されその一方はスイッチSW₁を通
り受話器に入力された他方は復号器を通った後制御部CP
Uに入力（2400bpsの制御信号）される。制御部CPUは記
憶部，スイッチおよびキーボードとインターフェイスを
有し、それぞれ名称に示される機能を有する。

次に、受信機IIに入力された信号も第２図に示すごと
く受信機Ｉと同様の結線構成を有する。スイッチSW₁お
よびSW₂はスイッチ駆動部を介して制御部CPUの制御によ
り駆動される。即ち、受信機Ｉ又はIIのいずれかの音声
信号が受話器に入力されるようにスイッチSW₁を又は
に倒すのと同期してスイッチSW₃により受信機Ｉ又はI
Iの出力に得られる制御信号を選定して復号器に入力す
る。

同様にスイッチSW₂は送信機と共同で使用される受信
機Ｉ又はIIを決定する。また、シンセサイザＩ又はIIは
制御部CPUより発生すべき無線チャネル用の指令信号を
受けて所望の周波数の局発出力を発生させ、受信機Ｉ又
はIIおよび送信機に供給する。受信機Ｉ又はIIより電界
強度測定用出力を制御部CPUに供給する。これは後述の
携帯電話機PTELのゾーン切替時に使用する。

送信機へは三つの入力が加えられる。一つは送話器出
力であり、他は制御部CPUからの制御信号と制御部CPUよ
り符号器を通過した高速信号2400bpsである。これらは
送信機で変調により無線信号に変換されて送信アンテナ
に加えられ、無線基地局へ送信される。

なお、第２図に示す制御部CPUにはタイマー部（図示
せず）が内蔵されており、一定のタイミングにより後述
するような電波の発射停止，固定無線局FRSより送信さ
れる信号の受信又は受信停止等に関するタイミング決定
情報を提供する。

（ii）固定無線局（FRS） 無線系制御装置RCEからのディジタル下り（無線系制
御装置RCEから携帯電話機PTELの方向）信号の復調を行
い、無線変調波に変換し、携帯電話機PTELに送信する。
一方、携帯電話機PTELからの上り（携帯電話機PTELから
無線系制御装置RCEの方向）信号を受信・復調し、ディ
ジタル信号に変更して無線系制御装置RCEに伝送する。

通常の通話トラヒックの発生するサービスエリアに設
置されている各固定無線局にはその具備している一組の
送受信機に他の固定無線局と異なることを識別するため
自己識別情報（SIDと略記）を有する。これに対し通話
トラヒックの高いサービスエリアでは、上記の固定無線
局を設置したのでは携帯電話機との通話が円滑に行われ
ない場合があり、その対策として１個の固定無線局の中
に複数組の送受信機を具備させる方法がとられている。
以下これらの固定無線局の機能を最初に一組の送受信機
のみを具備した固定無線局を、ついで複数組の送受信機
を具備した固定無線局を順に説明する。

第３図に固定無線局（固定無線局FRS）のハードウェ
ア構成を示す。

第３図において、携帯電話機PTELより送信される無線
信号は受信アンテナで受信される。この受信信号は共用
装置で三分され、装置受信機I,IIおよびIIIに入力され
る。受信機Ｉでは所要のレベルまで増幅された後復調さ
れ三分割される。そのうちの一つは復号器を経由して制
御部CPUへ送られ（2400bpsの制御信号）、他はスイッチ
SW₁₁を経由して制御部CPUへ送られる200bpsの制御信号
と、スイッチSW₁₃を経由してFRS/RCEインターフェイス
へ送られる信号である。制御部CPUは記憶部RAMとインタ
ーフェイスを有する。

次に、受信機IIに入力された信号も第３図に示すごと
く受信機Ｉと同様の結線構成を有する。

スイッチSW₁₁およびSW₁₂は制御部CPUの制御の下でス
イッチ駆動部により駆動される。即ち、スイッチSW₁₃で
は受信機Ｉ又はIIのいずれかの音声信号がFRS/RCEイン
ターフェイスに入力されるように又はに倒されるの
と同期して、スイッチSW₁₁では制御部CPUに入力される
低速制御信号（200bps）が選定される。

同様にスイッチSW₁₂は送信機と共同で使用する受信機
Ｉ又はIIを決定する。またシンセサイザI,IIまたはIII
は制御部CPUにより発生すべき無線チャネル用の指令信
号を受けて所望の周波数の局発出力を発生させ、受信機
I,IIおよびIIIと送信機に供給する。これは後述の携帯
電話機PTELのゾーン切替時等に使用する。受信機IIIは
干渉妨害検出器の役目を果すもので、送信機よりの電波
発射に先立ちその無線チャネルを使用している携帯電話
機PTELが近傍にいて妨害を与えないか否かを検査するた
めに使用される。

送信機には三つの入力が加えられる。一つは送話相手
者の音声信号であり、他は制御部CPUからの制御信号と
制御部CPUより符号器を通過した高速信号2400bpsであ
り、これらは送信機で変調により無線信号に変換されて
送信アンテナに加えられ携帯電話機PTELへ送信される。

なお、第３図に示す制御部CPUにはタイマー部（図示
せず）が内蔵されており、一定のタイミングにより後述
するように固定無線局（FRS）が送信する報知信号のモ
ードの変更や電波の発射停止等に関するタイミング決定
情報を提供する。

以上は一つの固定無線局が具備している送受信機がた
だ１組である場合であったが、以下複数組を具備してい
る固定無線局について説明する。この固定無線局を複数
化固定無線局、略して複数化FRSと称する。高密度トラ
ヒックエリアに対処可能な固定無線局では、その固定無
線局の管理するサービスゾーンにゾーン単位の位置登録
という概念を導入する。この概念の導入によりゾーンの
区別は、制御上複数化されたFRSの場合、その中の任意
の代表するFRSをマスタFRS（他のFRSのスレーブ）を称
すると、このマスタFRSの有する自己識別情報（SID）に
より区別する。但し上記のマスタ，スレーブの関係は定
常的ではなく時々刻々と変化する。即ちマスタFRCがあ
る携帯電話機と通信を始めると、スレーブの状態にあっ
たFRSがマスタに変更される。

例えば、ある複数化FRSに４組の送受信機FRS₁（電源
オンされた時通常これがマスタFRSとなる），FRS₂，FRS
₃およびFRS₄が具備されており、そのそれぞれの自己識
別情報をSIDa,SIDb,SIDcおよびSIDdとすると、この複数
化FRSを代表する自己識別情報はその時間ではマスタFRS
である状態のFRS₁の自己識別情報であるSIDaで与えられ
ることになる。しかも、たとえマスタFRSが通話にはい
った場合で他のスレーブFRSがマスタに変更された場合
でも、一度登録されたSIDZ（SIDa）は不変である。

一般的にいうならば、複数化FRSのサービスゾーンの
自己識別情報は、複数化FRSの所有しているマスタFRSの
有する自己識別情報をS1DZで表すと、これによる位置登
録制御は、SIDZ単位で行い、RCE内部の位置登録管理
は、SIDZ単位で行うことになる。但し、マスタFRSが携
帯電話機と通信状態になった場合、スレーブFRSをマス
タFRSへ移行させる方法は若手番号順等管理の方法で可
能である。

以下第14図を用いて上記の動作が具体的に実行可能な
ことを説明する。

第14図は複雑化FRSの構成図で、左方にはｎ個の無線
基地局ユニット1,2,・・・・,nが設置されており、これ
らと右方の本体ユニットの間は図示の如くバスラインお
よび信号線で接続されている。本体ユニットは左方の複
数の無線基地局を共通に制御する機能を有しており、
“コモンRAM回路（CRAM）”とそのアクセス権を決定す
る。“CRAMアクセス権判定回路”、及びユニットの制御
権についてチェーン接続するためのチェーン制御回路で
構成されている。

以下第14図の構成のそれぞれについて説明する。

まず、CRAMについて説明する。CRAMは、実装されるユ
ニットで共有されるデータセーブ用で、データには主に
位置登録情報，着信情報等がある。ハードウェア構成上
特筆される事は、このCRAMは単なる記憶回路であり、一
般の制御回路のごとくCPUとか、信号送信回路等複雑な
機能は一切含まれていない点である。従って等価的に受
動回路と見なし得るので障害も少なく経済的である。

次に、CRAMアクセス権判定回路はユニットからCRAMア
クセス権判定回路にアクセス要求を出し、それに対する
CRAMアクセス権判定回路から要求ユニットへのアクセス
許可を出すハンドシェイク方式を採用している。また、
複数のユニットからほぼ同時にアクセス要求が上がって
来た場合は、アクセス権判定回路により指定される１ユ
ニットのみがアクセス回路となる。

また、チェーン制御回路は、呼（発着信，位置登録制
御を含む）が生起した場合、待機状態にある複数のユニ
ットの内１ユニットのみをこれに応答させる選択制御を
行う。

そして実装されている各ユニットに優先順位を設け、
また、各ユニットから出力されるユニットの状態（待機
中／通話中）を示す状態信号を入力し、その中で待機状
態にあるユニットの内１ユニットを選択し、呼に対する
応答権を与える。

また、実装されている全てのユニットが通話状態にあ
る時もやはり、その中で優先順位の高いユニットを選択
するようにする等の機能を有している。

第１表に例として3chFRSのユニット選択方法を示す。
もし実装されていないユニットがあればこの状態は見掛
け上通話状態とすることにより第１表に準じた対応が可
能となる。

以上説明したCRAMアクセス権判定回路やチェーン制御
回路のハードウェア構成についてもCRAM回路と同様単純
なロジックスイッチ回路とほぼ同一の受動回路とみなし
得る構成であり障害も少なく経済的である。

さらに無線基地局ユニットには、方式上１個のFRSと
しての全ての制御機能や送受信機能と第14図に示すFRS
本体内のチェーン制御回路に対して自己の状態を出力す
る機能を備えている。この状態の出力は、待機状態／通
話状態の２値である。

以上複合化FRSのハードウェア構成を説明したが、携
帯電話機と固定無線局間で発信又は着信の制御に関して
は、後述するように複数化FRSにおいても通常の固定無
線局におけるのと同様固定無線局の自己識別情報（SI
D）単位で可能である。

（iii）無線系制御装置（RCE） 無線系制御装置（RCE）は携帯電話機（PTEL）の所在
位置の電波ゾーンをカバーする固定無線局（FRS）とそ
の携帯電話機PTELと１対１の対応関係にある交換装置PB
X内線とを発信／着信時に接続し、通話路を形成する装
置である。無線系制御装置RCEはPCMスイッチの通話路か
らなり、マイクロプロセッサで接続される。

無線系制御装置RCEのブロック図を第４図に示す。こ
の第４図において、携帯電話機PTELからの位置登録とそ
れを通知した固定無線局FRCとをリンクさせて記憶ユニ
ットMEMに記憶しておく。交換装置PBXの内線電話機FTEL
からの着信呼があると、配下のすべての固定無線局FRS
に対し被呼携帯電話機PTELのIDを加えた着呼信号を送信
する。これを受信した固定無線局FRSでは自らの記憶部
（RAM）を検索し、この結果被呼携帯電話機PTELのIDが
選び出されれば自固定無線局FRSよりその携帯電話機PTE
Lを呼び出す。そして交換装置PBX内線と固定無線局FRS
との間の通話路を接続する。

携帯電話機PTELからの発信の場合は、これを固定無線
局FRS経由で受け付け、その携帯電話機PTELと対応関係
にある交換装置PBXの内線電話機FTELに発信する。そし
て交換装置PBXの内線と固定無線局FRSとの間の通話路を
接続する。通話中の固定無線局FRSから終話通知である
と、その通話路を切断する。

無線系制御装置RCEの主な機能としては、次の通りで
ある。

ａ）交換装置PBXの内線電話機FTELと携帯電話機PTELと
の１対１の対応関係を管理する。

ｂ）携帯電話機PTELからの位置登録を、それが経由して
きた固定無線局FRSとリンクさせて記憶する。

ｃ）交換装置PBXの内線電話機FTELからの着信時、接続
すべき空き固定無線局FRSを選択し、両者を着信接続す
る。

ｄ）携帯電話機PTELからの発信時、接続すべき交換装置
PBXの内線を決定し、両者を発信接続する。

ｅ）通話中の携帯電話機PTELからのダイヤル、フッキン
グ信号を交換装置PBXの内線電話機FTELに伝送する。

ｆ）携帯電話機PTELが別の電波ゾーンへ通話中に移動し
たとき、そこの固定無線局FRSへ携帯電話機PTELをつな
ぎ変える。

ｇ）通話中の固定無線局FRSから終話通知があると、そ
の通話路を切断する。関連する交換装置PBXの内線電話
機FTEL,固定無線局FRSおよび携帯電話機PTELを空き状態
にする。

以上述べた無線系制御装置RCE、固定無線局FRS、携帯
電話機PTELを総合的に動作させたシステム動作について
説明する。

本発明によるシステムでは集中制御方式に代わり分散
制御方式を採用している。

システムは無線系制御装置RCE−固定無線局FRSの有線
区間と、固定無線局FRS−携帯電話機PTELの無線区間の
２つに別れる。

有線区間では、固定無線局FRSが主で、無線系制御装
置RCEは従の関係を持つ ・無線系制御装置RCEは、着信があった場合、これを固
定無線局FRSに通知する。

・固定無線局FRSから、回線設定の要求を受けた場合こ
れに従い指定された回線の接続を行う。

・ある固定無線局FRSから、他の固定無線局FRSへの通信
の中継を行う。

無線区間では、携帯電話機PTELが主で、固定無線局FRS
は従の関係を持つ ・無線系制御装置RCEからの着信情報を受けた場合、ま
たは携帯電話機PTELより発信要求を受けた場合、無線回
線の設定を行うが、この際の無線回線の選択は、携帯電
話機PTELが行う。

・位置登録は携帯電話機PTELが自己のサービス可能な固
定無線局FRSを調べ、その結果を固定無線局FRSに直接ま
たは、間接的に通知し自己の登録を行う。

また、通話回線の設定は、無線回線、その後有線回線
の順に設定される。

従って、呼が発生した時、まず携帯電話機PTELにより
固定無線局FRSが選択され、無線回線の設定が行われ
る。

その結果選択された固定無線局FRSは、無線系制御装
置RCEに指定して外の回線と接続を行い通話回線の設定
を完了する。

以上のように位置登録をはじめ、発着呼時の回線設定
動作登録における判断の中心を携帯電話機PTELに持たせ
ることにより制御の分散化を図る。

分散制御により無線系制御装置RCEの負荷を軽くする
と同時に、無線回線の設定が固定無線局FRS−携帯電話
機PTEL間の最小限の区間で行えるため、回線設定時間の
短縮ができる。

さらに、制御用の無線チャネルとしては従来システム
のように一個（正確には一つの無線ゾーン当たり１個）
を限定せず、位置登録，発呼，着呼等用途別に複数個を
同時使用可能とした。例えば制御チャネルａ（Pc−chと
略記）は位置登録チャネルとし、以下説明する報知，位
置登録および位置登録抹消を行わせる。一方、制御チャ
ネルｂ（Cc−chと略記）は発着信制御チャネルとし、着
信，発信ゾーン切替を行わせる。なお、発信，着信にそ
れぞれ別チャネルを割当てることも可能であるが、以下
の説明ではこれを１個の割当した場合を説明する。上記
のように制御用無線チャネルを複数使用する理由は以下
〜の通りである。

１個の場合に比べ処理能力が大幅に増加する。これは
単純に考えても２個にすれば、２倍、３個にすれば３倍
の処理能力を期待し得るが、更にに記すように信号の
フォーマットが統一可であり、信号トラヒックの能率向
上が図れるためそれ以上の処理能力を期待することが出
来る。

位置登録，発着信にかかわる信号のフォーマットは第
５図（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｋ），（ｌ）
に示すようにそれぞれ異なっており、従って一つの制御
チャネルで送受信を行わせると、一つの信号と他の信号
間に空が出来たりして能率が悪い。一方、一個のみのフ
ォーマット或いは１個にしなくとも種類を減少させれ
ば、能力の向上が期待できる。

例えば、ある携帯電話機から位置登録信号を送出する
際に、事前に近傍に居る他の携帯電話機から送出される
位置登録信号をモニターしておき、固定無線局から送信
されて来る送信タイミングに合わせて送出する事にすれ
ば、信号衝突の防止が可能となり、無線の電波発射がな
くなり、干渉妨害の減少と周波数の有効利用とが可能と
なる。

位置登録には2400bps、発着信には1200bps等をシステ
ム動作の種類別に制御信号速度を別々に設定することが
可能となり、信号の信頼度とトラヒック密度とをそれぞ
れのシステムでの最適値に設定することが可能となり設
計が行い易くなる。

−の結果システム動作が迅速となり無駄な接続遅
延時間が減少する。

その他、無線回線制御のための制御信号速度を2400bp
sと高速化し、また通話状態にては100ボーの帯域外制御
信号を採用することにより、より一層の回線設定時間の
短縮効率化及び、制御チャネルの占有時間の短縮を図る
ことが可能である。

以上の構成と条件を前提として、次に本発明のシステ
ムの動作を、（ｉ）位置登録関係、（ii）着信、（ii
i）発信、（iv）ゾーン切替について以下順次説明す
る。

但し１個の固定無線局の中に複数組の送受信機が具備
されている場合の上記動作については最後にまとめて説
明する。

（ｉ）位置登録関係 呼が生起した場合、まず携帯電話機PTELと固定無線局
FRSの間で無線回線を設定するため制御が行われるが、
サービス・エリアを任意に移動する携帯電話機PTELに対
して、これを効率よく行うために固定無線局FRSにおい
ては、自己のサービス圏内（ゾーン）に在圏している携
帯電話機PTELを常に把握し、またにおいても同じように
自己のサービス圏内（ゾーン）に在圏している固定無線
局FRSを常に把握している必要がある。このために位置
登録を行う。

携帯電話機PTELからの位置登録を円滑に行わせるた
め、固定無線局FRSより状態により異なる第５図（ａ）
（ｂ）の様な二種類の報知信号を送出する。

報知信号１ 携帯電話機PTELに対しての報知のみを目的とした報知
信号 報知信号２ 携帯電話機PTELに対しての報知と共に、着信情報を含
む着信情報の伝達を目的とした報知信号 固定無線局FRSの報知モードについて、次の３モード
を設定する。（第６図参照） （イ）静止モード このモードにあるときは、Pc−ch,Cc−chの監視のみ
を行う。

（ロ）報知モード１ このモードにあるときは、Pc−chにて、着信情報が発
生している場合は報知信号２、そうでない場合は報知信
号１を、例えば４秒±α間隔で20秒間間欠送信する。

（ハ）報知モード２ このモードにあるときは、Pc−chにて、着信情報が発
生している場合は報知信号２、そうでない場合は報知信
号１を、例えば４秒±α間隔で10分間間欠送信する。

位置登録は、各ゾーン毎に固定無線局FRSと携帯電話
機PTELとの間で以下のように相互作用により行われる。

基本的には固定無線局FRSは、自己のサービス圏内に
携帯電話機PTELが在圏している間は、報知（制御信号の
送出）を行う必要があり、また携帯電話機PTELが在圏し
ていないと判断した場合には報知を停止し静止モードに
入る。

このモード遷移するための判断は各固定無線局FRSに
おいて単独に次のようにして行われる。

固定無線局FRSは、電源投入時及び、通話状態，着信
状態から待機状態へ状態遷移した場合、自己のサービス
圏内に携帯電話機PTELが在圏してるか否かの判断をする
必要がある。

そこで、無条件に報知モード１に入る。

報知モード１の期間中に、携帯電話機PTELよりの報知
要求信号、あるいは位置登録要求信号を受信しなかった
場合、に示すように報知モード１終了後、静止モード
へ入る。

報知モード１の期間中に、携帯電話機PTELからの報知
要求信号あるいは、位置登録要求信号を受信した場合、
携帯電話機PTELが在圏していると判断し、その時より報
知モード２に入る。

固定無線局FRSが静止モードのとき着信情報が発生し
た場合、その時より報知モード１に入る。

また静止モードのとき携帯電話機PTELよりの報知要求
信号、あるいは位置登録信号（これらは、位置登録専用
の制御チャネルａで送信される）を受信した場合、携帯
電話機PTELが在圏していると判断し、その時より報知モ
ード２へ入る。

報知モード２の期間中に、携帯電話機PTELよりの報知
要求信号、あるいは位置登録要求信号を受信しなった場
合、携帯電話機PTELが在圏していないと判断し、報知モ
ード２を終了する。

この時、報知モード２の期間中に着信情報が発生した
場合で、発生より20秒以上経過している場合、静止モー
ドへ入る。

報知モード２終了後、報知モード２の期間中に着信情
報が発生した場合で、発生より20秒以上経過していない
場合、報知モード１へ入る。

次に固定無線局FRSの位置登録制御について、第12図
に示す動作フローを用いて説明する。固定無線局が動作
オンの状態になると報知信号１の送信を開始する。この
送信はタイマ１のタイムアウトまで継続される。固定無
線局FRSは、報知信号１又は２送信中（報知モード（1,
2））、あるいは静止モードにあるときに、携帯電話機P
TELよりの位置登録要求信号を受信した場合、その中に
自己のSIDが含まれているときは、同信号に含まれるPID
について位置登録処理を行い、その携帯電話機PTELへ位
置登録応答信号を送信する。

これが完了すると報知信号１の送信はそのまま継続さ
れる。また、携帯電話機PTELよりの上記の信号を受信し
ないときは、着信情報の発生を待つことになるが、発生
があればその後は報知信号２を送信し、報知動作を継続
することとなる。また、着信情報が消滅しなければ報知
信号２の動作を継続させ、報知信号送出期間タイマの終
了により報知信号１の送出を経て静止モードへと移行す
るか、いずれの期間においても携帯電話機PTELからの報
知要求信号等の受信につとめることになる。上述のうち
着信情報消滅があればこの時点から報知信号１の動作へ
移行する。

なお、位置登録処理としては、自己のメモリ（第３図
の記憶部）に“PID登録テーブル”（第２表）を生成
し、そこに同信号に含まれているPIDを登録すると共
に、無線系制御装置RCEに対して位置登録要求コマンド
を送出することによって、これを通知する。

ここで電界強度は位置登録要求信号の受信電界強度、
登録タイマーは登録した時よりスタートし、最大180回/
10秒（30分）である。さらに、在圏状態は、着信が生起
し、後着信放棄となった場合で、無線系制御装置RCEよ
り着信タイマエラーの通知を受けた時、在圏不明状態と
する。また、在圏不明となった携帯電話機PTELよりの信
号を受信した等、携帯電話機PTELの在圏が確認された場
合、在圏中とする。

次に固定無線局FRSの位置登録抹消制御について説明
する。

携帯電話機PTELよりの位置登録抹消要求信号を受信し
た場合、その中に自己のSIDが含まれている場合のみ同
信号によって指定される固定無線局FRS（位置登録抹消
をさせたい固定無線局FRS）に対して、無線系制御装置R
CE経由で、これを通知すると共に携帯電話機PTELに対し
て位置登録抹消応答信号を送信する。

通知を受けた固定無線局FRSは、自己の“PID登録テー
ブル”上の該当するPIDを抹消する。

第７図に位置登録の動作の流れの図を示す。

次に携帯電話機PTELからみた位置登録制御について第
13図のフローの図を用いて説明する。

携帯電話機PTELは、固定無線局FRSからの報知信号を
受信し、その電界強度を調べ一定値以上である場合、自
己のサービスが可能と判断しその固定無線局FRSに対し
て位置登録を行うと同時に、位置登録を行った固定無線
局FRSについて第２表に示した自己の内部テーブルに登
録する。

このため自己の存在を知らせる報知信号の送信を促す
ために、携帯電話機PTELは電源投入時及び通話状態から
待機状態に遷移した時、固定無線局FRSに対して報知要
求信号を送信する。

固定無線局FRSではこの信号を受信して、携帯電話機P
TELに対し報知信号を受信した事を通知する。携帯電話
機ではこの信号を受信した場合は以下に説明するSID検
索動作に移行するが、受信出来なかった場合、移動のた
めゾーンの周辺にある等の理由により、固定無線局FRS
からの報知が検出できなくなってから例えば10秒（報知
無検出許容時間＝４秒×2.5:報知周期）経過した後に報
知要求信号を送信する。

更にこれに加え、固定無線局FRSからの報知信号を受
信している場合でも、その受信レベルが一定値以下で規
定回数受信した場合に、携帯電話機PTELより報知要求の
送信をする。

さて報知信号を受信した場合には、同信号に含まれて
いるSIDについて、自己の内部の“SID登録テーブル”
（第２図の記憶部）を検索する。

その結果、もし受信した報知信号を送って来た固定無
線局FRSが位置登録済みであれば、そのSIDに付随する位
置登録情報（“電界強度”及び“登録タイマ”）を更新
するが、位置登録済でなく未登録の固定無線局であれ
ば、これは、携帯電話機PTELが移動により新しい無線ゾ
ーンへ移行し、そこに配置されている固定無線局FRSよ
り報知信号を受信した場合であるから、位置登録動作を
実行する。

位置登録処理としては、位置登録要求信号を送信し、
同固定無線局FRSからの位置登録応答信号の受信待ちに
入る。その後、規定待ち時間内に位置登録応答信号を受
信した場合、その“SID登録テーブル”に“SID"、“電
界強度”及び“登録タイマ”についてこれを登録する。

位置登録応答信号を受信しなかった場合は、位置登録
要求信号を再送信する。規定回数再送信しても受信しな
かった場合は、位置登録失敗として“SID登録テーブ
ル”への登録は行わない。

さて上記の場合に、ある固定無線局FRSへ位置登録さ
れた状態で前記固定無線局からの報知信号を未受信のま
ま一定の時間が経過すると、携帯電話機の前記固定無線
局への登録状態は「登録抹消保留状態」となる。この状
態になると、これ以降の新規に位置登録を完了した固定
無線局FRSに対して前記「抹消保留状態」にある固定無
線局FRSのSIDを付与した位置登録抹消信号を送信する。
固定無線局FRSは携帯電話機からの位置登録抹消信号を
受信した場合、その中に自己のSIDが含まれている場合
のみ同信号によって指定される固定無線局FRS（位置登
録抹消をさせたい固定無線局FRS）に対して、無線系制
御装置RCE経由で、これを通知すると共に携帯電話機PTE
Lに対して位置登録抹消応答信号を送信する。

通知を受けた固定無線局FRSは、自己の“PID登録テー
ブル”上の該当するPIDを抹消する。

また上記で「登録抹消保留状態」の情報がなければ、
移動により固定無線局FRSの登録境界状態（受信電界低
下による）に近いと判断されると、報知要求周期に従っ
て報知要求信号を送信し、上記の判断をしないか或いは
タイマーアップ近くで登録確認状態の情報がなければ、
別の固定無線局FRSの近くに居るはずであり、報知信号
の受信につとめることになる。

最後に無線系制御装置RCEにおける位置登録制御を説
明する。

無線系制御装置RCEは、位置登録制御についての直接
の判断機能は持たず、固定無線局FRSより通知される位
置登録についての結果情報のみ管理する。管理は、無線
系制御装置RCE内で“PID−SID登録テーブル”（第４図
のMEM）を生成し、固定無線局FRSから通知される情報に
より、登録または抹消を行う。

固定無線局FRSより通知される情報として“位置登録
情報”及び“位置登録抹消情報”の２つがあり、それぞ
れ“位置登録要求コマンド”及び“位置登録抹消コマン
ド”により通知される。

また、無線系制御装置RCEは、“位置登録抹消コマン
ド”について、同コマンドに含まれる指示により特定ま
たは全ての固定無線局FRSに対して、これを中継送出す
る。

第11図は、位置登録の動作例を示すフロー図で、第７
図に対応するものを別の表現で示したものである。

さらに携帯電話機からの位置登録信号を複数化FRSで
受信し、この情報が無線系制御装置へ転送されて来た場
合の制御について説明する。この場合複数化FRSではマ
スタFRSの有する自己識別より情報SIDZにより携帯電話
機の位置登録がなされたと決定し、無線系制御装置RCE
に対しゾーン所属通知を送出する。この信号を得た無線
系制御装置RCEでは第３表のように自装置内部でゾーン
管理テーブルを生成する。同表は多数の携帯電話機があ
る時間内に位置登録した場合の状態を示す。

上記の例は４組の送受信機を有する複数化FRSの場合
である。

（ii）着信 無線系制御装置RCEでは、交換装置PBXからの着信を受
けた場合、その呼について着信制御を行う。着信制御を
行うに際し、無線系制御装置RCE内部に“着信PID登録テ
ーブル”（第４図のMEM）を生成し着信制御を行う。

無線系制御装置RCEの着信呼の設定と接続は次の順序
で行う。

着信時無線系制御装置RCEは、着信PIDについて“着信
PID登録テーブル”に登録した後、全ての固定無線局FRS
に対して着信開始実行指示Ｇコマンドを送出する。

固定無線局（FRS）では、この指示を受けて着信用制
御チャネルを用いて被呼携帯電話機宛着信信号を送信す
る。これに対し、周辺に居る携帯電話機でこれを受信し
た場合ID確認した後、通話用の空チャネルを検索し、そ
れを検出した場合そのチャネルの指定と無線回線接続要
求信号とをその固定無線局FRS宛返信する（第８図
（ｂ）参照）。

無線回線接続に成功したある一つの固定無線局FRSよ
り着信設定要求コマンドを受け取った場合、全ての固定
無線局FRSに対して着信呼の着信対象が決定した旨を通
知するために、着信設定完了通知Ｇコマンドを送出す
る。

これと同時に“SID状態テーブル”の着信設定を行っ
たS1Dに着信PIDを登録して、着信モードとする。

固定無線局FRSより、着信応答要求コマンドを受けた
場合、“SID状態テーブル”を参照して、当該SIDが着信
モードにあることを確認した後、固定無線局FRSと交換
装置PBXの回線接続を行うと共に、“SID状態テーブル”
上の当該S1Dを通話モードにモード変更登録し、“着信P
ID登録テーブル”から、当該PIDを抹消する。

これにより、着信呼処理を終了する。

固定無線局FRSの着信呼制御は次の順序で行う。

無線系制御装置RCEよりの、着信開始実行指示Ｇコマ
ンドを受けたとき、待機状態で且つ、自己の“PID登録
テーブル”に当該PIDが登録されている場合、外着発信
状態に入り以下の外着発信処理を行う。

Cc−chにて、着信開始実行指示Ｇコマンドで指定され
るPIDに対して着信信号の送信処理を行い、携帯電話機P
TELよりの着信応答信号受信待ちに入る。

その後、携帯電話機PTELよりの着信応答信号を受信
し、同信号の宛先SIDの中に自己のSIDが含まれている場
合、携帯電話機PTEL主導権の下に無線回線接続処理を行
う。

無線回線設定が完了し、携帯電話機PTELよりの無線回
線接続要求信号を受信した場合、無線系制御装置RCEに
対して着信設定要求コマンドを送出し、無線系制御装置
RCE経由で全ての固定無線局FRSに対してこの旨を通知す
る。

固定無線局FRSは、携帯電話機PTELに対して着信音鳴
動させるために着信音鳴動信号を送信する。その後、携
帯電話機PTELより自己宛ての通信入信号を受信した場
合、無線系制御装置RCEに対して、着信応答要求コマン
ドを送出し通話状態に遷移する。

以上で外着発信処理を終了する。第８図（ａ）（ｂ）
はこの場合の状態遷移図を示す。

次に無線回線接続処理について説明する。

固定無線局FRSは、Cc−chの上り、及び下りについて、
キャリア検出を行う。この結果空きであることが確認出
来たとき携帯電話機PTELに対して着信信号を送信する。
着信信号送信完了後、例えば１秒間携帯電話機PTELから
の応答を待ち受ける。

この間に携帯電話機PTELからの応答が無い場合、待ち
受け終了後、α秒経過した後、再び着信号を送出（再
送）し、１秒間の待ち受けに入る。（αは、固定無線局
FRS毎に独立して設定されるランダム・タイミングによ
り決まる）。この間にも携帯電話機PTELからの応答が無
い場合、無線回線接続失敗となる。

着信信号の信号要素は、第５図（ｅ）の通りである。
空通話チャネルは、固定無線局FRSが前もって空検出済
みのＳ−chの１チャネル分の情報である。

これに対する携帯電話機PTEL着信応答信号について説
明する。

携帯電話機PTELは、Cc−chにおいて、自己宛にて最初
に到来した固定無線局FRSからの着信信号の受信完了時
より最大１秒間の間に受信した着信信号の内から、以下
に示す判断基準から１つ選択する。

着信信号中で、指定されるＳ−ch情報について、携帯
電話機PTEL側で前もって空検出済みのＳ−ch情報と比較
し、一致する情報を持ち着信信号を調べる。

空Ｓ−ch情報が一致している着信信号の内から、信号
受信電界強度が大きく最良の品質の信号を選ぶ。

この時、上記のレベルの受信電界強度を持つ信号が無
かった場合は、残りの受信品質を示した固定無線局FRS
の中から最初に受信した信号を選ぶ。

，により選択出来なかった場合は、の条件を満
足してない信号の内から、に従って選択する。

上記により選択したSIDを含む着信応答信号を、固定
無線局FRSに対して返す。

通話チャネル捕捉は、以下により行われる。

固定無線局FRSは、自己宛てに携帯電話機PTELよりの
着信応答信号を受信した場合、これに従い、指定された
３つのＳ−chについて、順次空検出を行う。空Ｓ−chを
検出したら、そこで携帯電話機PTELに対してチャネル切
替完了信号を約0.5秒間連続送信する。この間に、携帯
電話機PTELよりの無線回線接続要求信号を受信しなけれ
ばならない。

Ｓ−chが空きでなかった場合、及び約0.5秒間のチャ
ネル切替完了信号の連続送出を完了した場合は、無線回
線接続失敗となる。

携帯電話機PTELは、指定したＳ−chを順次検索して、
固定無線局FRSからのチャネル切替完了信号を待ち受け
る。チャネル切替完了信号を受信した場合、固定無線局
FRSに対して無線回線接続要求信号を送信する。

携帯電話機PTELが固定無線局FRSからのチャネル切替
完了信号を受信出来なかった場合、携帯電話機PTEL側
で、再着信応答処理を行う。これに失敗した場合、携帯
電話機PTELは無線回線接続失敗となり待機状態に戻る。
チャネル切替完了信号及び無線回線接続要求信号の信号
要素は、第５図（ｇ）（ｈ）の通りである。

固定無線局FRSは、携帯電話機PTELよりの無線回線接続
要求信号を受けた場合、無線系制御装置RCEに対して、
着信設定要求コマンドを送出し、全ての固定無線局FRS
に対して無線系制御装置RCE経由でこの旨を通知すると
共に、固定無線局FRSは、無線回線を接続した携帯電話
機PTELに対して、着信音鳴動信号を連続送信する。携帯
電話機PTELは、これを受信している間着信信号の鳴動を
行う。

この後携帯電話機PTEL側で、通話入の操作があった場
合、固定無線局FRSに対して通話入信号を送信し、通話
状態に入る。固定無線局FRSはこれを受信した場合、無
線系制御装置RCEに対して着信応答要求コマンドを送出
し、通話状態に入る。

着信鳴動信号と通話入信号の信号要素は第５図（ｉ）
（ｊ）の通りである。

（iii）発信 携帯電話機PTELは、発信要求が発生した場合発信処理
を行い、固定無線局FRSとの間で無線回線を接続する。
固定無線局FRSは、携帯電話機PTELとの間で無線回線の
接続が完了した後、無線系制御装置RCEに対して発信接
続要求コマンドを送出し、通話回線の設定を行う。

発信処理は、正発信処理の場合は携帯電話機PTEL内部
の“SID登録レーブル”（第２図MEM）に登録されている
固定無線局FRSの内、３つの固定無線局FRSを選択し、こ
れに対して発信制御を行う。

また、再発信処理の場合は不特定の固定無線局FRS
（待機状態にある固定無線局FRS全て）に対して発信処
理を行う。

以下発信の動作について詳細に説明する。

発信要求が発生した場合、携帯電話機PTELはCc−ch
（制御チャネル）の下りについて、キャリア検出を行
う。この結果空きであることが確認出来たとき、自己の
“SID登録テーブル”に登録されているSIDの内、条件が
良いSIDを例えば最大３つ選択し、これに対して第５図
（ｋ）に示す如き発信信号を発信専用（本実施例では発
着信専用）の制御チャネルである制御チャネルCc−chに
て送信する。

発信信号は、最大１秒間連続送信し、その間固定無線
局FRSからの応答を待ち受ける。固定無線局FRSからの応
答が無い場合、正発信失敗となり１＋α秒経過した後再
発信処理に入る。ここでαは、固定無線局FRS毎に独立
して設定されるランダム・タイミングにより決まる。

SIDa〜ｃ…宛先SIDで、条件の良い順に並べる。この並
びは、固定無線局FRSが応答するタイミング情報にな
る。

cha〜ｃ…空通話チャネル情報で、携帯電話機PTEL側で
前もって空検出済みのＳ−ch（通話チャネル）の内、確
認時間の新しい順に並べる。

第９図はこの場合の状態遷移図を示す。

固定無線局FRSは、携帯電話機PTELよりの発信信号を
受信した場合は、その中に自己のSIDが宛先SIDとして含
まれているとき、同信号で指定されるＳ−chについて、
これを順次検索する。結果、空Ｓ−chを検出した場合そ
のＳ−chの内、確認時間の最も新しいＳ−chを乗せた第
５図（ｌ）の如き発信応答信号を、宛先SIDの並びで指
定されるタイミングで、携帯電話機PTELに対して送信す
る。

携帯電話機PTELは、固定無線局FRSからの発信応答信
号を受信した場合、その中から次の条件を満足した信号
を選択する。

発信応答信号中で、指定される空Ｓ−ch情報につい
て、携帯電話機PTEL側で前もって空検出済みのＳ−ch情
報と比較し、一致する情報を持つ信号を調べる。

空Ｓ−ch情報が一致している発信応答の内から信号受
信電界強度が最も大きかった信号を選ぶ。この時、L4
（受信電界強度を５レベルに区分した時の値であり、数
値が小さくなるに従って電界強度が弱くなる。）の受信
電界強度を持つ信号が無かった場合は、残りL3の中から
最初に受信した信号を選ぶ。

，により選択出来なかった場合は、の条件を満
足してない信号の内からに従って選択する。

携帯電話機PTELは、上記により発信応答信号を検出し
た場合、その信号を送信した固定無線局FRSに対して固
定無線局FRS指定信号を送信する。この後、固定無線局F
RS,携帯電話機PTEL共に通話チャネル捕捉に入る。

通話チャネル捕捉は、以下により行われる。

固定無線局FRSは、自己宛に携帯電話機PTELよりの固
定無線局FRS指定信号を受信した場合、これに従い、指
定された３つのＳ−chについて、順次空検出を行う。空
Ｓ−chを検出したら、そこで携帯電話機PTELに対してチ
ャネル切替完了信号を約0n5秒間連続送信する。

携帯電話機PTELは、指定したＳ−chを順次検索して、
固定無線局FRSからのチャネル切替完了信号を待ち受け
る。チャネル切替完了信号を受信した場合、固定無線局
FRSに対して回線接続要求信号を送信する。

固定無線局FRSは、携帯電話機PTELよりの回線接続要
求信号を受信した場合、無線系制御装置RCEに対して発
信接続要求コマンドを送出すると共に、無線系制御装置
RCE経由で全ての固定無線局FRSに対してこの旨を通知す
る。

携帯電話機PTELは、回線接続要求信号の送信を完了し
た時より、通話状態に入る。

（iv）ゾーン切替 以下ゾーン切替について説明する。

呼が生起して、発信または、着信処理が実施され完了
後通話状態に入る。通話状態においては、回線へのダイ
ヤル信号の送出及び音声信号の送受が可能となるが、携
帯電話機PTELの移動または回線周辺の障害物等の移動
（人も含めて）により、無線回線の状態に変化が生じ
る。

このため、無線回線の状態を携帯電話機PTEL−固定無
線局FRSとの間でお互いに受信電界強度を監視すること
により管理し、必要に応じて、ゾーン切替処理，圏外処
理等の無線回線管理処理を行う。また、通話中の制御信
号の送信は、通話に妨害を与えないために音声帯域外
（Svo−ch）を用いて行う。

携帯電話機PTELが通話中に移動により対向して通信し
ている固定無線局FRSとの距離が増大し通話品質が劣化
した場合はゾーン切替を行う。

携帯電話機PTELは、固定無線局FRSの受信電界強度、
または固定無線局FRSからの端末確認信号により自己の
固定無線局FRSにおける受信電界強度が一定の値以下に
低下した時、固定無線局FRSに対し第５図（ｍ）の如き
モニタ要求信号の送信を行う。

固定無線局FRSは携帯電話機PTELより同信号を受信し
た場合、無線系制御装置RCEに対してモニタ要求コマン
ドを送出する。これにより、全ての待機状態にある固定
無線局FRSは、同コマンドに従い指定されたＳ−chのモ
ニタを行う。

以降便宜上、現在通話中の固定無線局FRSを“固定無
線局FRSs"、または切替先固定無線局FRSを“固定無線局
FRSd"とする。

ゾーン切替要求 PTELは、モニタ要求信号送信後、ゾーン切替要求信号
を連続送信する。ゾーン切替要求信号は、Svo−chにて
送信され、第５図（ｎ）の信号要求をもつ。

P₁・Ｓ−ch情報：携帯電話機PTEL側で前もって空検索済
みのＳ−ch情報 P₂Ｑ情報：現在使用中回線品質情報 また、この状態でＱ≦１を満足した時、ゾーン切替
処理２に入る。

ゾーン切替応答 モニタ中の固定無線局FRSは、モニタ先Svo−chにてゾ
ーン切替要求信号を下記条件で受信した場合、待機状態
からゾーン切替状態に入る。

・ゾーン切替要求信号受信条件 （ゾーン切替要求信号受信電界強度）＞（同信号で指定
されるＱ情報） ゾーン切替応答状態に入った固定無線局FRSは、同信
号に含まれるＳ−ch情報について順次検索し、空いてい
るＳ−chを検出した場合はそのＳ−ch情報を、また空検
出に失敗した場合は、固定無線局FRS側で空検出済みの
Ｓ−ch情報を付加した第５図（ｏ）の如きゾーン切替応
答信号を、Cc−chについて空検出後連続送信し、モニタ
先Svo−chにて携帯電話機PTELからのFRS指定信号の受信
待ちに入る。

固定無線局FRSの指定 携帯電話機PTELは、Cc−chにてゾーン切替応答信号を
下記条件で受信した場合、現在通話使用中のSvo−chに
て連続送信中のゾーン切替要求信号に代り、以下により
選択されたＳ−ch情報を付加したFRS指定信号を連続送
信する。

この後、固定無線局FRS,携帯電話機PTEL共に切替処理
に入る。

・ゾーン切替応答信号受信条件 （ゾーン切替応答信号受信電界強度情報）＞（現在使用
中回線品質Ｑ） Ｓ−ch選択条件は次の通りである。

１）ゾーン切替応答信号に含まれるＳ−ch情報が、自己
で検索済みの空Ｓ−ch情報と一致した場合はそのＳ−ch
情報 ２）１）を満足しない場合、そのＳ−chについて空検出
を行い、空が確認された場合は、そのＳ−ch情報 ３）２）,1）を満足しない場合は、携帯電話機PTEL側で
新たに空チャネル検出を行い、空確認のとれたＳ−ch情
報 切替先Ｓ−ch捕捉は、以下により行われる。

固定無線局FRSdは、モニタ・チャネルのSvo−chにて
自己宛の第５図（ｐ）の如きFRS指定信号を下記条件で
受信した場合、同信号で指定されるＳ−chの空検出を行
う。

・FRS指定信号受信条件 （FRS指定信号受信電界強度）≧（同信号で指定される
Ｑ情報） 空検出の結果Ｓ−chの空が確認された場合、同チャネ
ルにおいて第５図（ｑ）の如きチャネル切替完了信号の
連続送信を行う。

また、Ｓ−chが空きでなかった場合、規定時間（チャ
ネル切替完了信号最大送信時間）のチャネル切替完了信
号の連続送信を完了した場合、及び固定無線局FRS指定
信号の受信が出来なくなった場合は、待機状態に戻る。
（モニタ要求は解除されない。） 携帯電話機PTELは、FRS指定信号に指定したＳ−chを
受信し、固定無線局FRSdからの自己宛チャネル切替完了
信号を待ち受ける。

チャネル切替完了信号を下記条件で受信した場合、現
在通話使用中のSvo−chで連続送信中のFRS指定信号に代
り、第５図（ｒ）の如き回線リンク要求信号を連続送信
する。

・チャネル切替完了信号受信条件 （チャネル切替完了信号受信電界強度）＞（現在使用中
回線品質Ｑ） 携帯電話機PTELは、FRS指定信号の連続送信を開始し
てから、規定時間（FRS指定信号最大送信時間）経過し
ても、指定先Ｓ−chにて固定無線局FRSよりの、チャネ
ル切替完了信号が受信出来なかった場合、固定無線局FR
S捕捉失敗となり、再びゾーン切替要求に入る。

回線リンク 固定無線局FRSdは、モニタ中にSvo−chにて、携帯電
話機PTELよりの回線リンク要求信号を下記条件で受信し
た場合、無線系制御装置RCEに対して接続要求コマンド
を送出する。

・回線リンク要求信号受信条件 （回線リンク要求信号受信電界強度）≧（現在使用中回
線Ｑ） 後、固定無線局FRSdは、無線系制御装置RCEよりの接続
完了通知コマンドを受取った場合、切替チャネルのSvo
−chにて端末確認信号の連続送信を開始する。

また、接続要求コマンドを送出した後、規定時間内に
無線系制御装置RCEからの接続完了通知コマンドを受け
取らなかった場合は、待機状態に戻る。（モニタ要求は
解除されない）。

切替 携帯電話機PTELは、切替先のSvo−chで、固定無線局F
RSdよりの端末確認信号を受信し、同信号に含まれる自
己の電界情報、及び固定無線局FRSdの受信電界強度から
決まる回線品質Ｑが、 （携帯電話機PTEL−固定無線局FRSd回線品質Ｑ）≧（PT
EL−固定無線局FRSs回線品Ｑ） を満足している場合、通話回線を固定無線局FRSsから固
定無線局FRSdに切替える。

通話回線を切替えた後、携帯電話機PTELはSvo−chに
て、端末確認信号の連続送信を開始する。

固定無線局FRSdは携帯電話機PTELからの端末確認信号
を受信した場合、無線系制御装置RCEに対して状態設定
要求コマンドを送出すると共に、無線系制御装置RCE経
由で全ての固定無線局FRSに対して切替完了通知Ｇを送
出する。

固定無線局FRSsは無線系制御装置RCE経由で上記通知
を受けた場合、無線回線を解除し無線系制御装置RCEに
対して切断要求コマンドを送出し、待機状態に戻る。

また、その他の固定無線局FRSは上記通知を受けた場
合、携帯電話機PTELに対してのモニタを解除する。

ゾーン切替処理１についての例を第10図に示す。

最後に本実施例のシステム説明で残されている発着呼
動作の終話について説明する。

携帯電話機PTEL終話 通話中の携帯電話機PTELにおいて、“通話切”を操作
された場合、及び圏外処理の結果終話となった場合（圏
外処理参照）、終話処理に入る。

携帯電話機PTELはこの時、いかなる状態にあっても、
現在使用中の通話回線のSvo−chにて、終話信号を規定
時間連続送信し、送信完了待機状態に戻る。

固定無線局FRS終話 固定無線局FRSは通話中に携帯電話機PTELよりの終話
信号を受信した場合、及び圏外処理を行いその結果終話
となった場合（圏外処理参照）、終話処理に入る。

無線系制御装置RCEに対して終話要求コマンドを送出
し、無線系制御装置RCE経由で、全ての固定無線局FRSに
対してこの旨を通知する。

また、全ての固定無線局FRSは、当該携帯電話機PTEL
との通話に係わる全ての処理を解除する。

無線系制御装置RCE終話 無線系制御装置RCE、固定無線局FRSよりの終話要求コ
マンドを受信して、当該固定無線局FRSとの通話に係わ
る全ての処理を解除すると共に交換装置PBXに対し終話
信号を送信する。交換装置PBXではこの信号を受け外線
から接続されている場合は交換機に対し終話信号を送信
することとなる。

複数組の送受信機を所有している固定無線局に関する
システム諸動作 以上説明した本発明のシステムは固定無線局内に１組
の送受信機しか所有していない場合であった。

これに対し通話トラヒックの高いサービスエリアで
は、上記の固定無線局を設置したのでは携帯電話機との
通話が円滑に行われない場合があり、その対策として１
組の固定無線局の中に複数組の送受信機を具備させる方
法がとられている。高密度トラヒックエリアに対処可能
な固定無線局では、すでに述べたようにその固定無線局
の管理するサービスゾーンにゾーン単位の位置登録とい
う概念を導入する。以下位置登録，発着信登録システム
動作について順に説明する。

複数化FRSから送出される報知信号はマスタFRSから送
出され、その他の送信機は携帯電話機と通信中のものを
除いて停止中であるが受信機は全部受信待機中である。
また報知信号の内容はSIDZを含んでいる。

従って、位置登録，位置登録抹消及び位置登録初期化
にいおては、全てS1DZをもって行われることになる。ま
た、FRSからの位置登録要求，位置登録抹消要求，位置
登録初期化要求は、SIDZについて行う。

第15図（ａ）は携帯電話機からの位置登録要求を複数
化FRSの中のFRSb（自己識別情報はSIDb）で受信しこれ
をRCEに転送し、これを受信したRCEでは、携帯電話機の
位置登録としてSIDZ（SIDa）と記憶すると共に位置登録
応答信号をFRSbに送信した場合の動作の流れを示してい
る。

第15図（ｂ）は第15図（ａ）と同様に位置登録抹消の
動作の流れを示す。この場合位置登録抹消実行指示（下
り）は、RCE内のゾーン管理テーブル（第２表参照）を
参照し、複数化FRSの場合、実行指示先SIDZに所属するS
IDを２つ選択し、そこに対して下ろすことになる。

第15図（ｃ）は位置登録初期化の場合の動作の流れを
示す。

次に発信について説明する。

PTELからの発信制御は、個別SIDではなくゾーン単位
で指定される。従って、発信の場合は、複数の固定無線
局、従って複数のゾーンの指定がSIDZで行われる。

また、再発信の場合は、ゾーン不特定で行う。また着
信についてはRCEからの着信実行指示Ｇを受けた場合、
着信PIDが自己の所属するゾーンに登録されている場
合、FRS個別SIDを用いて着信制御を行う。

以上の説明で明らかなように、複数組の送受信機を所
属する固定無線局の行うシステム動作は携帯電話機から
見た場合あたかも１組の送受信機のみ所有している固定
無線局と全く同一に見えると云うことであり、従ってこ
の場合においても本発明が効果的に作用していることは
明白である。

以上は本発明を大規模高層ビルに適用した場合を説明
したが、サービス・エリアはビル内ばかりではなく構内
さらには市街地、住宅地を対象にした場合も本発明を適
用可能なことは明らかである。

（５）発明の効果 以上説明したように、マイクロセルを使用する小ゾー
ン方式に本発明によるシステム構築を適用することによ
り、サービス・エリア内の任意の場所に居る携帯電話機
と他の携帯電話機あるいは固定電話機間において発着呼
が可能となり、かつ通信の信頼性および品質の向上とが
図られる外通話トラヒックの多い場所からの通信も円滑
に実行可能となり、通信の利便性の向上に果たす効果に
は極めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図は本発明に用いる携帯電話機の一例を示すブロック
図、第３図は本発明に用いる固定無線局の一例を示すブ
ロック図、第４図は本発明に用いる無線系制御装置の１
例を示すブロック図、第５図（ａ）〜（ｒ）は本発明に
用いる信号のフォーマット例図、第６図は本発明に用い
る固定無線局の状態遷移の１例を示す図、第７図は本発
明における位置登録要求の動作例を示すフロー図、第８
図（ａ）（ｂ）は本発明における着信の動作例を示すフ
ロー図、第９図は本発明における発信の動作例を示すフ
ロー図、第10図は本発明におけるゾーン切替処理の動作
例を示すフロー図、第11図は第７図を別の表現で示すフ
ロー図、第12図は固定無線局の動作例を示すフロー図、
第13図は携帯電話機の動作例を示すフロー図、第14図は
本発明に用いる複数化固定無線局の構成例を示すブロッ
ク図、第15図（ａ）（ｂ）（ｃ）は複数化固定無線局を
用いる場合の本発明方式の動作例を示すフロー図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋戸 一夫 東京都杉並区久我山１丁目７番41号 岩 崎通信機株式会社内 (72)発明者 岡村 一英 東京都中央区入船１丁目４番10号 東京 電力株式会社システム研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のゾーンをそれぞれカバーすることが
   できる各固定無線局により一つのサービスエリアを構成
   するように配置された複数の固定無線局と、 前記サービス・エリア内に存在して前記固定無線局と交
   信することのできる複数の携帯電話機と、 前記各固定無線局と一般の電話網とを接続し、前記携帯
   電話機および該携帯電話機と良好に交信可能な少なくと
   も１つの前記固定無線局の識別情報を登録し、前記登録
   した固定無線局を介して前記携帯電話機に発着呼させる
   ための無線制御装置と を含む移動体通信システムであって、 前記複数の固定無線局に複数の無線基地局ユニットが設
   置され、該複数の無線基地局ユニットのおのおのは、ア
   クセス要求の送出とアクセス許可の受信の機能の他に待
   機中／通話中を示す状態信号の送出と制御権応答信号の
   受信の機能を備え、 前記複数の無線基地局ユニットを共通制御する本体ユニ
   ットには、前記アクセス要求があって前記アクセス許可
   が与えられた前記複数の無線基地局ユニットの一つが前
   記状態信号によって前記待機中を示していたときに前記
   制御権応答信号により当該一つの無線基地局ユニットの
   みに応答させる制御をする制御手段を備えて、 前記複数の無線基地局ユニットに対しては前記複数の携
   帯電話機からは共通の自己識別情報（SID）により前記
   アクセス要求のためのアクセスが可能なるように 構成された移動体通信システム。