JP3308550B2 - 移動通信システム - Google Patents

移動通信システム

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JP3308550B2
JP3308550B2 JP51195099A JP51195099A JP3308550B2 JP 3308550 B2 JP3308550 B2 JP 3308550B2 JP 51195099 A JP51195099 A JP 51195099A JP 51195099 A JP51195099 A JP 51195099A JP 3308550 B2 JP3308550 B2 JP 3308550B2
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吉則 内田
邦之 鈴木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W36/249Reselection being triggered by specific parameters according to timing information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W56/001Synchronization between nodes
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    • HELECTRICITY
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、時分割多重アクセス(Time Division
Multiple Access;以下、TDMAという)方式、あるいは
時分割・符号分割多重アクセス(Time−Divided Code
Division Multiple Access;以下、時分割CDMAとい
う)方式を用いた、周波数チャネル共有あるいはタイム
スロット共用を実現する移動通信システムに関し、特に
無線基地局と移動局間、あるいは無線基地局相互間の距
離の計測とその利用、および無線基地局と移動局間、あ
るいは無線基地局相互間のフレーム同期の取得ならびに
保持に関するものである。
背景技術 移動通信システムは主として、例えば移動車載通信装
置あるいは移動携帯通信装置等(以下、移動局とい
う)、と無線チャネルを介してこの移動局との間で通信
する無線基地局とから構成されている。そのような移動
通信システムにおいて、異なる無線方式による同一の無
線周波数スペクトラムの共用(以下、周波数チャネル共
用という)は、周波数分割多重アクセス(Frequency D
ivision Multiple Access;以下、FDMAという)方式あ
るいはTDMA方式とCDMA方式との間で実施される場合があ
る。また、CDMA方式に関しては、異なる符号間での周波
数チャネル共用は既に実施されている。
ここで、同一のタイムスロットの中にTDMA信号と時分
割CDMA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、別途出願した、米国特許出願08/5
24,974号などに開示されているが、それには移動局と無
線基地局間の距離測定に関しては言及されておらず、ま
た無線基地局間同期に関する記述もない。
また、タイムスロット共用であり、かつ周波数チャネ
ル共用でもある移動通信システムに関する技術、さらに
はワイヤレス・ローカル・ループ(Wireless Local L
oop;以下、WLLという)による半固定の通信装置(以
下、WLL局という)等を用いた無線基地局間同期に関す
る技術も既に存在する。しかしながら、それらには移動
局と無線基地局との間の距離測定、あるいはチップレー
ト単位による無線基地局間同期についてはふれられてい
ない。
また、複数のCDMA信号を共用する移動通信システムと
して、米国特許第5,363,403号が知られている。しかし
ながら、その明細書には時分割CDMA信号を取り扱う方法
についての記載はない。その他の移動通信システムとし
て、米国特許第5,511,068号も知られているが、これは
時間分割されたCDMA信号システムにおけるアダプティブ
・フィルタに関するものであり、その明細書には、1つ
のタイムスロットの中でCDMA信号とTDMA信号の周波数チ
ャネル共用を行うことについては言及されていない。
また、国際公開WO96/18277号に示された移動通信シス
テムは、マクロダイバーシティ技術に関するものであっ
て、交換局も複数の無線基地局から同時に受信した情報
の通話品質を比較して、最良のものを選択するだけの単
純なもので、その結果がハンドオーバなどに生かされる
こともなく、その明細書中には時分割CDMA技術との組み
合わせに関する記載もない。
さらに、チップコードを用いて移動局と無線基地局と
の間の距離を測定する移動通信システムとして、米国特
許第5,506,864号および米国特許第5,365,544号が知られ
ている。しかしながら、それらは連続形CDMA方式の移動
通信システムに関するもので、その明細書には、拡散チ
ップコード以外にジェネリック(Generic)チップコー
ドを使用することを特徴とする旨の記載はあるが、時分
割CDMA方式による移動通信システムに関するものではな
く、フレーム構造や時分割CDMA方式の性質を利用して移
動局と無線基地局との間の距離を測定することに関して
はふれられていない。
また、移動通信システムにおける無線基地局間のフレ
ーム同期に関するものとして、米国特許第5,440,561号
が知られている。しかしながら、その明細書中にはTDMA
方式のみにつてい述べられているだけで、時分割CDMA方
式についての言及はなく、無線基地局の配置も、亀甲型
のセルの中心にある場合が想定されていて、無線基地局
間の距離が一定でない場合についての考察はなされてい
ない。
なお、これ以外にも、移動通信システムの無線基地局
間のフレーム同期に関するものとしては、日本特開平8
−23569号および日本特開平8−33037号、さらには日本
特開平7−46660号も知られている。
上記、日本特開平8−23569号および日本特開平8−3
3037号の明細書中の[特許請求の範囲]の欄には「その
タイミングの差がTDMA/TDDの1バースト長のn倍となる
ように」との記述がある。これは衛星通信を用いたTDMA
方式における特徴で、地上の移動通信システムとは無関
係のものである。すなわち、地上の移動通信システムで
は、移動局と無線基地局との間の距離が通信衛星と地球
間の距離のように長くなることはないので、そのような
事態が生ずることはなく、またマルチフレームの中で無
線基地局があるフレームで送信し、他のフレームでは従
属無線基地局が送信するというようなこともない。さら
に上記明細書中には、時分割CDMA方式のチップレート単
位によるフレーム同期に関する記載もない。
また、上記日本特開平7−46660号は、TDMAフレーム
中のどのタイムスロットにTDMA制御信号を送信している
かを示す情報を制御情報に含めるというものであり、確
かにフレーム長が長い場合や、制御情報タイムスロット
を幾つも設ける必要のあるシステムでは、このような規
定も必要となってくる。しかしながら、フレーム中の第
1タイムスロットを用いて制御信号を送受信することを
前提とする移動通信システムを考えた場合、そのことを
明示する情報を制御信号に含める必要はなく、さらに、
第1タイムスロットには複数個のTDMA制御チャネルとと
もに、複数個の時分割CDMA制御チャネルをも設定可能な
移動通信システムにおいては、この日本特開平7−4666
0号に示された技術を用いる必要はない。
このように、複数の移動局と無線チャネルを介して通
信する1つ以上の無線基地局からなる移動通信システム
としては、以上のような種々のものが従来より既に知ら
れている。このような移動通信システムにおいて、TDMA
方式と時分割CDMA方式を使用する場合には、異なる無線
基地局間で時間軸上でのフレーム同期を確立する必要が
生じる。
なお、この無線基地局間のフレーム同期の確立は、グ
ローバル・ポジショニング・システム(Global Positi
oning System;以下、GSPという)の時刻表示信号を用
いて行うことも可能であるが、そのためには、全ての無
線基地局がGPS受信システムを装備していることが必要
であり、かつ、それらの無線基地局がGPS信号を受信可
能な場所に設置されていることが不可欠となる。
しかしながら、パーソナル通信システム(Personal
Communication System;以下、PCSという)等において
は、無線基地局が屋内や地下施設に設置されることもあ
り、そのような場合にもGPS信号を利用するためには複
雑な装置を必要とするなどの課題があった。
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、TDMA信号あるいは時分割CDMA信号に制御チ
ャネルを割り当てて、複数のオペレータ(通常、このよ
うな移動通信サービスを提供するシステムを所有してい
る通信事業者のことをオペレータと呼んでいる)等の複
数の無線基地局間においてフレーム同期を確立させ、ま
た移動局と無線基地局間の距離を正確に測定して、ハン
ドオーバの判定が行え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 請求の範囲第1項記載の発明に係る移動通信システム
は、複数の移動局と少なくとも一つの無線基地局との間
で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う移動通信
システムにおいて、前記移動通信システムとして、TDMA
方式のフレーム構成のタイムスロットに、前記時分割CD
MA方式のタイムスロットを挿入した、TDMA/時分割CDMA
共用方式による移動通信システムを用い、前記移動局
が、前記無線基地局から受信した時分割CDMAバースト信
号の先頭時間位置と、タイムスロットの先頭時間位置に
前記無線基地局へその先頭が到着するように、当該無線
基地局の指示にしたがって送信した時分割CDMAバースト
信号の先頭時間位置との間の、固定的時間差を除いた時
間差を計測し、その情報を前記無線基地局へ伝送し、該
時間差情報を用いて当該移動局と前記無線基地局との間
のフレーム同期を設定するものである。このことによ
り、無線基地局と移動局との間において時間的精度の高
いフレーム同期を確立することができるようになる。
請求の範囲第2項記載の発明に係る移動通信システム
は、移動局における、無線基地局から受信バースト信号
の先頭時間位置と、無線基地局への送信バースト信号の
先頭時間位置との固定的時間差を除いた時間差を、時分
割CDMA通信に使用するチップレート単位で計測するよう
にしたものである。
請求の範囲第3項記載の発明に係る移動通信システム
は、通話中以外の無線基地局との間で、その無線基地局
から受信したバーストの先頭時間位置と、その無線基地
局へ送信するバーストの先頭時間位置との固定的時間差
を除いた時間差を計測して、その情報を通話中の無線基
地局に通知するようにしたものである。
請求の範囲第4項記載の発明に係る移動通信システム
は、無線基地局から送らの拡散符号化信号より元の信号
を取り出す相関受信/逆拡散符号化演算部と、逆拡散符
号化された時分割CDMA信号を復調して必要な信号を取り
出すCH受信/TDMA復調部と、取り出された信号より情報
信号をアナログ復号化してマン・マシンインタフェース
部へ送出するディジタル・アナログ変換部と、マン・マ
シンインタフェース部からの情報信号をディジタル符号
化するアナログ・ディジタル変換部と、符号化された信
号を多重化するCH送信/TDMA多重化部と、多重化された
情報を周波数軸上で拡散される拡散符号化演算部と、無
線基地局の指令にしたがって、バースト信号の発射時間
を制御・調整し、無線基地局より受信したバースト信号
の先頭時間位置とその無線基地局へ送信するバースト信
号の先頭時間位置との固定的時間差を除いた時間差を計
測するバースト制御/フレーム内時間設定・時間計測器
と、チップレートおよび自局に割り当てられた拡散符号
を発生する拡散符号発生器・チップレート発生器を、移
動局に持たせたものである。
請求の範囲第5項記載の発明に係る移動通信システム
は、無線基地局に、それぞれが、相関受信/逆拡散符号
化演算部、CH受信/TDMA復調部、ネットワークインタフ
ェース部へ情報信号を出力するための変換部、ネットワ
ークインタフェース部より情報信号を入力するための変
換部、CH送信/TDMA多重化部、拡散符号化演算部、バー
スト制御/フレーム内時間設定・時計計測部、および拡
散符号発生器・チップレート発生器を有する複数の信号
処理部と、各信号処理部に入出力さる信号の分配および
加算を行う信号分配・加算部を持たせたものである。
請求の範囲第6項記載の発明に係る移動通信システム
は、無線基地局の信号処理部の少なくとも一部におい
て、情報信号を復号化するための変換部をディジタル・
アナログ変換部として、CH受信/TDMA復調部で取り出さ
れた信号を情報信号にアナログ復号化してアナログネッ
トワークインタフェース部に出力し、情報信号を符号化
するための変換部をアナログ・ディジタル変換部とし
て、アナログネットワークインタフェース部より入力さ
れた情報信号をディジタル符号化するようにしたもので
ある。
請求の範囲第7項記載の発明に係る移動通信システム
は、自局向けのタイムスロットに含まれている情報信号
と制御情報を分離する多重分離部と、それら情報信号と
制御情報が一時的に蓄積される情報信号メモリおよび制
御情報メモリを移動局のCH受信/TDMA復調部に持たせ、
送信する情報信号と制御情報が一時的に蓄積される情報
信号メモリおよび制御情報メモリと、それら情報信号と
制御情報を合成して自局に割り当てられたタイムスロッ
トに多重化する多重合成部を移動局のCH送信/TDMA多重
化部に持たせるとともに、無線基地局からの制御情報を
解読して、それに基づく種々の機能を当該移動局に対し
て指示し、その応答を無線基地局に伝達するための制御
情報プロセッサーを移動局内に設けたものである。
請求の範囲第8項記載の発明に係る移動通信システム
は、複数の移動局と少なくとも一つの無線基地局との間
で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う移動通信
システムにおいて、前記移動通信システムとして、TDMA
方式のフレーム構成のタイムスロットに、前記時分割CD
MA方式のタイムスロットを挿入した、TDMA/時分割CDMA
共用方式による移動通信システムを用い、前記移動局
が、最初にシステムへ参加する場合、無線基地局から送
信されるTDMA制御チャネルを受信し、その情報に基づい
て指定されたTDMA制御チャネルを使用して制御情報を前
記無線基地局へ送信し、これら双方向のTDMA制御チャネ
ルを経由して、前記無線基地局との間で必要な制御情報
の通信を行うと共に、前記制御チャネルを通して前記無
線基地局から送信されたバースト信号の先頭時間位置
と、当該移動局が前記無線基地局へ送信するバースト信
号の先頭時間位置との間の固定的時間を除いた時間差を
計測して、その時間差情報を前記無線基地局に伝送する
第1のプロセスと、TDMA通話チャネルを指定された場合
には、TDMA通話チャネル及び該チャネルを通して前記無
線基地局から送信されたバースト信号の先頭時間位置
と、当該移動局が前記無線基地局へ送信するバースト信
号の先頭時間位置との間の固定的時間を除いた時間差情
報を用いてフレーム同期を設定して通信する第2のプロ
セスと、時分割CDMA通話チャネルを指定された場合に
は、時分割CDMA通話チャネル及び及び該チャネルを通し
て前記無線基地局から送信されたバースト信号の先頭時
間位置と、当該移動局が前記無線基地局へ送信するバー
スト信号の先頭時間位置との間の固形的時間を除いた時
間差情報を用いてフレーム同期を設定して通信する第3
のプロセスとを備えるものである。このことにより、移
動局がこのシステムに最初に参入する場合に、無線基地
局からのフレーム情報に関して、初めはTDMA制御チャネ
ルを使用して、時間的に粗い同期をとることが容易なTD
MAシンボルレートでフレーム同期を確立し、その後、よ
り時間的精度の高い時分割CDMAのチップレートで同期を
確立することができるようになる。
請求の範囲第9項記載の発明に係る移動通信システム
は、第1のプロセスにて、無線基地局の送信したTDMA制
御信号バーストの先頭時間位置と、無線基地局へ送信す
るTDMA制御信号バーストの先頭時間位置との固定的時間
差を除いた時間差を情報シンボルレートで計測し、その
情報を無線基地局へ伝送するようにしたものである。こ
のことにより、第1のプロセスにおいて、送信バースト
の先頭時間位置の固定的時間差を除いた時間差を情報シ
ンボル数で測定することで、時分割CDMAを使用せずにTD
MAの信号バーストのみで計測することができるようにな
る。
請求の範囲第10項記載の発明に係る移動通信システム
は、第2のプロセスにて、無線基地局の送信したTDMA通
話信号バーストの先頭時間位置と、無線基地局へ送信す
るTDMA通話信号バーストの先頭時間位置との固定的時間
差を除いた時間差を時分割CDMAチップレート単位で計測
し、その情報を無線基地局へ伝送するようにしたもので
ある。このことにより、通話チャネルがTDMAであるにも
かかわらず、時間計測が時分割CDMAのチップレート単位
で計測できる。すなわち、チップレートは、TDMAのシン
ボルレートに比べて、通常数十倍から数百倍程度早く、
したがって早いチップレートで計測すれば、時間差の精
度をその倍数分だけ向上させることができる。
請求の範囲第11項記載の発明に係る移動通信システム
は、第3のプロセスにおいて、無線基地局の送信した時
分割CDMA通話信号バーストの先頭時間位置と、無線基地
局へ送信する時分割CDMA通話信号バーストの先頭時間位
置との固定的時間差を除いた時間差を時分割CDMAチップ
レート単位で計測し、その情報を、無線基地局へ伝送す
るようにしたものである。このことにより、通話チャネ
ルが時分割CDMAであり、かつ時間差計測も時分割CDMAの
チップレートで高速に行われることとなる。
請求の範囲第12項記載の発明に係る移動通信システム
は、複数の移動局と少なくとも一つの無線基地局との間
で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う移動通信
システムにおいて、前記移動通信システムとして、TDMA
方式のフレーム構成のタイムスロットに、前記時分割CD
MA方式のタイムスロットを挿入した、TDMA/時分割CDMA
共用方式による移動通信システムを用い、前記移動局
が、前記無線基地局から受信したTDMAバーストあるいは
時分割CDMAバーストの先頭時間位置と、タイムスロット
の先頭時間位置に前記無線基地局へその先頭が到着する
ように、前記無線基地局へ送信するTDMAバーストあるい
は時分割CDMAバーストの先頭時間位置との間の、固定的
時間差を除いた時間差をチップレート単位で計測して、
その時間差情報を前記無線基地局へ伝送し、該時間差情
報を用いて当該移動局と前記無線基地局との間のフレー
ム同期を設定するものであり、複数の無線基地局を収容
した移動交換局が、前記無線基地局より収集した前記時
間差情報を記憶する機能を有するものである。この時間
差情報に基づいてハンドオーバを決定することにより、
移動局および無線基地局の双方が不必要に強い電波を発
射することを避けることができるようになる。
請求の範囲第13項記載の発明に係る移動通信システム
は、移動交換局が、移動局と周辺の複数の無線基地局と
の間の時間差を計測して、その計測された時間差を監視
し、現在接続中の無線基地局よりも前記移動局との時間
差が短い無線基地局が存在すれば、その無線基地局との
間で無線回線を新たに設定するように、ハンドオーバの
開始指令を送出するようにしたものである。
請求の範囲第14項記載の発明に係る移動通信システム
は、移動交換局が、移動局との時間差が最も近い無線基
地局に対してハンドオーバの開始指令を送出する際に、
前記無線基地局が他のオペレータの無線基地局であった
場合には、当該移動交換局が収容されている公衆用シス
テム、および前記他のオペレータの移動交換局を経由し
て、前記移動局に最も近い無線基地局へハンドオーバの
開始指令を伝送するようにしたものである。このことに
より、異なるオペレータが所有する無線基地局間でもハ
ンドオーバを行うことが可能となる。
請求の範囲第15項記載の発明に係る移動通信システム
は、複数の移動局と少なくとも一つの無線基地局との間
で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う移動通信
システムにおいて、前記移動通信システムとして、TDMA
方式のフレーム構成のタイムスロットに、前記時分割CD
MA方式のタイムスロットを挿入した、TDMA/時分割CDMA
共用方式による移動通信システムを用い、前記無線基地
局の1つである基幹基地局が送信したTDMA制御信号バー
ストあるいは時分割CDMA制御信号バーストを、他の前記
無線基地局である従属基地局が受信した場合に、前記従
属基地局が、前記基幹基地局より受信したTDMAバースト
信号あるいは時分割CDMAバースト信号の先頭時間位置
と、前記従属基地局が前記基幹基地局からの指示にした
がって、タイムスロットの先頭時間位置に前記基幹基地
局にその先頭が到着するように送信したTDMAバースト信
号あるいは時分割CDMAバースト信号の先頭時間位置との
間の、固定的時間差を除いた時間差を計測して、その時
間差情報を前記従属基地局より前記基幹基地局に伝送
し、該時間差情報を用いて無線基地局間のフレーム同期
を設定するようにしたものである。このことにより、TD
MA方式および時分割CDMA方式のTDD移動通信システムに
おいて、無線基地局間のフレーム同期が確立され、タイ
ムスロット間の干渉を避けることができる。
請求の範囲第16項記載の発明に係る移動通信システム
は、従属基地局における、基幹基地局からの受信バース
ト信号の先頭時間位置と、基幹基地局への送信バースト
信号の先頭時間位置との固定的時間差を除いた時間差
を、時分割CDMA通信に使用するチップレート単位で計測
するようにしたものである。
請求の範囲第17項記載の発明に係る移動通信システム
は、従属基地局からの時分割CDMA制御信号受信バースト
が適正なバースト位置にあるか否かを識別して、適正な
バースト位置にあれば認定情報を基幹基地局に伝送した
後、固定的時間差を除いた時間差の情報を基幹基地局へ
伝送するようにしたものである。
請求の範囲第18項記載の発明に係る移動通信システム
は、従属基地局からの受信バースト信号が適正なバース
ト位置からずれていれば、時分割CDMA方式のチップレー
ト単位で計測されたそのずれの情報を従属基地局に伝送
し、それを受信した従属基地局はそのずれの情報に基づ
いて基幹基地局へ送信するバースト信号の先頭時間位置
を時間的に修正するようにしたものである。このプロセ
スを繰り返すことにより、無線基地局間のフレーム同期
を確立させることができる。
請求の範囲第19項記載の発明に係る移動通信システム
は、従属基地局が受信バースト信号の先頭時間位置を検
出するとき、本来この従属基地局が送信すべきタイムス
ロットにおけるバースト信号の送信を停止して、基幹基
地局より送信された時分割そし値も制御信号バーストの
受信を行うようにしたものである。
請求の範囲第20項記載の発明に係る移動通信システム
は、複数の移動局と少なくとも一つの無線基地局との間
で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う移動通信
システムにおいて、前記移動通信システムとして、TDMA
方式のフレーム構成のタイムスロットに、前記時分割CD
MA方式のタイムスロットを挿入した、TDMA/時分割CDMA
共用方式による移動通信システムを用い、前記無線基地
局の1つである基幹基地局が、他の前記無線基地局であ
る従属基地局から送信された時分割CDMA制御情報信号バ
ーストを受信して、その受信バーストが適正なバースト
位置にあることを認定し、その認定情報を当該基幹基地
局が前記従属基地局へ制御チャネルを通して伝送し、前
記従属基地局が、前記基幹基地局から認定情報を受信し
た後、当該基幹基地局より送信された時分割CDMA制御信
号バーストの先頭時間位置と、タイムスロットの先頭時
間位置に前記基幹基地局へその先頭が到着するように、
当該従属基地局が前記基幹基地局へ送信する時分割CDMA
制御信号バーストの先頭時間位置との時間差の情報を前
記基幹基地局へ伝送し、該時間差情報を用いて無線基地
局間のフレーム同期を設定するTDD移動通信システムを
構成し、前記基幹基地局が、2フレームに1回、当該フ
レームの先頭スロットにて、TDMA制御信号バーストない
しは時分割CDMA制御信号バーストのいずれか一方、もし
くはその双方の送信を行うようにしたものである。この
ことにより、TDMA方式および時分割CDMA方式のTDD移動
通信システムにおいて、無線基地局間のフレーム同期が
確立されて、タイムスロット間の干渉を避けることがで
きる。
請求の範囲第21項記載の発明に係る移動通信システム
は、基幹基地局が、その先頭スロットにてTDMA制御信号
バーストおよび時分割CDMA制御信号バーストを送信して
いないタイムスロットでは、従属基地局からのTDMA制御
信号バーストおよび時分割CDMA制御信号バーストを受信
するようにしたものである。
請求の範囲第22項記載の発明に係る移動通信システム
は、基幹基地局が、従属基地局からのTDMA制御信号バー
ストおよび時分割CDMA制御信号バーストを受信している
タイムスロットでは、そのタイムスロットが本来基幹基
地局のダウンリンク(Down−Link)であるにも拘わら
ず、送信を中止して従属基地局からのTDMA制御信号バー
ストおよび時分割CDMA制御信号バーストの受信を行うよ
うにしたものである。
請求の範囲第23項記載の発明に係る移動通信システム
は、基幹基地局から複数個の従属基地局へ同期情報を伝
搬する際に、基幹基地局がTDMA制御信号バーストおよび
時分割CDMA制御信号バーストを発信し、各従属基地局か
ら前記基幹基地局へ同期情報を伝搬する際に、各従属基
地局がTDMA制御信号バーストあるいは時分割CDMA制御信
号バーストを発信するようにしたものである。このこと
により、1つの基幹基地局と複数個の従属基地局間にて
同時に、時分割CDMAチップレート単位の精度でのフレー
ム同期をとることが可能となる。
請求の範囲第24項記載の発明に係る移動通信システム
は、複数の移動局と少なくとも一つの無線基地局との間
で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う移動通信
システムにおいて、前記移動通信システムとして、TDMA
方式のフレーム構成のタイムスロットに、前記時分割CD
MA方式のタイムスロットを挿入した、TDMA/時分割CDMA
共用の移動通信システムを用い、前記無線基地局の1つ
である基幹基地局が送信したTDMA制御信号バーストある
いは時分割CDMA制御信号バーストを、他の前記無線基地
局である従属基地局が受信した場合の、前記従属基地局
における受信バースト信号の先頭時間位置と、タイムス
ロットの先頭時間位置に前記基幹基地局へその先頭が到
着するように、前記従属基地局が前記基幹基地局に送信
するTDMAバースト信号あるいは時分割CDMAバースト信号
の先頭時間位置との間の、固定的時間差を除いた時間差
を、時分割CDMAのチップレート単位で前記従属基地局が
計測し、その時間差情報を前記従属基地局より前記基幹
基地局に伝送し、該時間差情報を用いて無線基地局間の
フレーム同期を設定するに際して、まず、TDMA制御チャ
ネルを使用しで前記無線基地局間のフレーム同期を確立
し、その後、時分割CDMA制御チャネルを使用して、時分
割CDMAのチップレート単位で前記無線基地局間のフレー
ム同期の確立を行い、時分割CDMAのチップレート単位で
前記無線基地局間のフレーム同期が確立した時に、前記
従属基地局が前記基幹基地局から受信した時分割CDMA制
御信号バーストの先頭時間位置から、前記従属基地局が
前記基幹基地局へ送信する時分割CDMA制御信号バースト
の先頭時間位置までのずれ時間の情報を、前記従来基地
局を収容している移動交換局および当該従属基地局の少
なくとも一方のメモリに記憶させるようにしたものであ
る。このことにより、基幹基地局間で制御情報の更新が
できない状況下においても、受信した時分割CDMA制御チ
ャネルの先頭時間位置と、その記憶しているずれ時間の
情報を利用すれば、容易にタイムスロット間の干渉を避
けることが可能となる。
請求の範囲第25項記載の発明に係る移動通信システム
は、時分割CDMA制御チャネルによる無線基地局間フレー
ム同期が確立すると、基幹基地局は、従属基地局からの
時分割CDMA制御信号を受信していたタイムスロットを、
通話チャネルとして複数個の移動局へのダウンリンクに
使用するようにしたものである。このことにより、タイ
ムスロットをより有効に利用することができるようにな
る。
請求の範囲第26項記載の発明に係る移動通信システム
は、トラフィックが減少した場合には、通話チャネルと
して複数個の移動局へのダウンリンクに転用していたタ
イムスロットを従属基地局からの時分割CDMA制御信号バ
ーストの受信に用いて、無線基地局間フレーム同期確立
を再開するようにしたものである。
請求の範囲第27項記載の発明に係る移動通信システム
は、無線基地局間フレーム同期の確立に際して、TDMA制
御チャネルによるフレーム同期を確立した後、時分割CD
MA制御チャネルの使用の可否を判定し、使用不可であれ
ば、TDMA制御チャネルによるフレーム同期を繰り返し、
使用可であれば、時分割CDMA制御チャネルによるフレー
ム同期を行うようにしたものである。このことにより、
時分割CDMAのタイムスロットを無線基地局間の制御信号
の交信に使用できない状況下でも、TDMA制御チャネルを
使用して無線基地局フレーム同期を確立することによ
り、最小限システムを運用することができるようにした
ものである。
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
テムの全体構成を示すシステム構成図である。
第2図は上記実施の形態1の異なる無線基地局から発
射された電波の移動局における時間遅延の関係を示す説
明図である。
第3図は上記実施の形態1の移動局から発射された電
波が受信された無線基地局における時間遅延の関係を示
す説明図である。
第4図は上記実施の形態1におけるTDMA/時分割CDMA
移動局の構成を示すブロック図である。
第5図は上記実施の形態1におけるTDMA/時分割CDMA
無線基地局の構成を示すブロック図である。
第6図は上記実施の形態1の移動局におけるバースト
時間測定・設定機能の一例を示すブロック図である。
第7図および第8図はこの発明の実施の形態2による
TDMA/時分割CDMA通信システムのフレーム構造の一例を
示す説明図である。
第9図は上記実施の形態2における移動局のバースト
先頭時間測定・制御のプロセスを示すフローチャートで
ある。
第10図はこの発明の実施の形態3における移動交換局
の構成を示すブロック図である。
第11図は上記実施の形態3における方式設定プロセッ
サーのメモリに格納されている移動局と周辺の無線基地
局との距離情報の一例を示す説明図である。
第12図は上記実施の形態3における移動局と無線基地
局間の距離測定とハンドオーバ開始の制御プロセスを示
すフローチャートである。
第13図はこの発明の実施の形態4におけるフレーム同
期のためのTDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネル
の一例を示す説明図である。
第14図は上記第13図に示すタイムスロットに対する送
受信の割り当てを示す説明図である。
第15図はこの発明の実施の形態5におけるフレーム同
期のためのTDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネル
の一例を示す説明図である。
第16図は上記第15図に示すタイムスロットに対する送
受信の割り当てを示す説明図である。
第17図はこの発明の実施の形態6によるTDMA/時分割C
DMA共存TDDシステムにおけるフレーム同期のためのTDMA
制御チャネル/時分割CDMA制御チャネルの一例を示す説
明図である。
第18図は上記第17図に示すタイムスロットに対する送
受信の割り当てを示す説明図である。
第19図は上記実施の形態6によるTDMA/時分割CDMA共
存FDDシステムにおけるフレーム同期のためのTDMA制御
チャネル/時分割CDMA制御チャネルの一例を示す説明図
である。
第20図は上記第19図に示すタイムスロットに対する送
受信の割り当てを示す説明図である。
第21図はこの発明の実施の形態7による基幹基地局と
隣接する従属基地局との間のフレーム同期制御のプロセ
スを示すフローチャートである。
第22図はこの発明の実施の形態8による基幹基地局と
隣接する従属基地局との間のフレーム同期制御のプロセ
スを示すフローチャートである。
第23図および第24図は上記実施の形態8における各タ
イムスロットに対する送受信の割り当てを示す説明図で
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
したがってこれを説明する。
実施の形態1. 第1図は、この発明によるタイムスロット共用・周波
数チャネル共用システムが適用される移動通信システム
の全体構成を示すシステム構成図である。図において、
1、2および3は無線基地局であり、4および5はその
無線基地局1あるいは2が構成する無線覆域(以下、セ
ルという)である。なお、セル4はゾーン11、12および
13を含み、セル5はゾーン21、22および23を含んでい
る。31、32、33および34は無線チャネルを介して無線基
地局1、2と通信する、移動車載通信装置あるいは移動
携帯通信装置等の移動局(MS)であり、41および42は無
線チャネルを介して無線基地局1、2と通信するWLL局
(WS)である。
6は無線基地局1および3を制御する移動交換局(MS
C;Mobile Switching Center)であり、7は無線基地
局2を制御する移動交換局である。8はこの移動交換局
6および7が有線接続されている、公衆用システム(PS
TN;Public Switehing Telephone Network)である。
この実施の形態1は、TDMA/時分割CDMA方式における
移動局・無線基地局間距離測定方式とその機器に関する
もので、以下にその移動局と無線基地局間の距離の測定
について説明する。
なお、この発明による移動通信システムは、移動局31
〜34およびWLL局41、42と、無線基地局1、2および3
との間の通信が、周波数偏移変調(FSK;Frequncy Shif
t Keying)、BPSK,QPSK,DQPSK,π/4−DQPSK等の位相偏
移変調(PSK;Phase Shift Keying)、またはQAMSKやQ
GMSK等のミニマム位相偏移変調(MSK;Minimum Phase
Shift Keying)などのディジタル変調方式による変調
信号を使用して、マルチ・キャリアー時分割多重アクセ
ス(Multi−carriers TDMA)方式、および時分割CDMA
方式でアクセスし、またTDMA/周波数分割双方向通信(F
requency Division Duplex;以下、FDDという)、TDMA
/時分割双方向通信(Time Division Duplex;以下、TD
Dという)、時分割CDMA/FDD、あるいは時分割CDMA/TDD
による双方向通信により無線接続されている。
また、周波数軸上でFDMA/TDDディジタル信号およびTD
MAディジタル信号とタイムスロット共用・周波数チャネ
ル共用している時分割CDMA信号チャネル(以下、共用チ
ャネルという)を有するタイムスロット共用・周波数チ
ャネル共用移動通信システムであって、同一周波数チャ
ネル・同一タイムスロットにあるTDMA信号が複数信号か
ら構成され、それぞれのTDMA信号が、互いに異なる同期
ワードを持つことにより識別することが可能な同期ワー
ド共用・タイムスロット共用・周波数チャネルTDMA信号
であり、かつ当該TDMA信号とタイムスロット共用・周波
数チャネル共用(周波数チャネル共用でない場合も含
む)時分割CDMA信号を有する周波数チャネル共用・タイ
ムスロット共用のWLLおよび移動用通信システムであ
る。
第2図は移動局における異なる無線基地局から発射さ
れた電波の時間遅延関係を示すタイムチャートで、この
第2図では、移動局32(MS32)が、第1図に示す位置に
存在する場合の、各無線基地局1、2および3(BS1、B
S2およびBS3)から発射されたバーストタイプの電波が
その移動局32に到達するまでの時間関係を示している。
今、第1図において、移動局32が無線基地局1に無線
接続されて通信しているものとする。そのとき、無線基
地局1から発射された時分割CDMAバースト信号の電波、
無線基地局1と移動局32との距離に基づく遅延時間だけ
遅れて移動局32に到達する。第2図では、この無線基地
局1から発射された電波は、「タイムスロット#0」の
バースト51として示されるものとなり、遅延時間分遅れ
て移動局32に到達した電波は、「タイムスロット#0の
遅延波」のバースト52で示されるものとなる。また、そ
の遅延時間は時間T2で示されるものとなる。
なお、この遅延時間T2は無線基地局1あるいは移動局
32において直接には測定することができない。そこで、
第3図に示すように、移動局32より無線基地局1に送信
する時分割CDMAバースト信号の電波の発射時間を、無線
基地局1の指示によって前後に調整し、それが無線基地
局1に到着した時、その先頭がタイムスロットの先頭時
間位置になるように設定する。この第3図においては、
この移動局32から送信される電波は「タイムスロットの
先頭で無線基地局1に到着すべく移動局32から発射され
る電波」のバースト61として示され、無線基地局1に到
達した電波は「タイムスロットの先頭値より先に移動局
32から発射された電波が無線基地局1に到達した遅延
波」のバースト62として示されている。
この場合には、第3図に示すように、移動局32が送信
するバースト61は、バースト62がタイムスロットの先頭
時間位置に無線基地局1に到達するように、タイムスロ
ットの先頭時間位置より時間T8だけ前に発射される。こ
のバースト61とバースト62との時間差T8は、同一距離を
電波が伝搬する時間であるため、バースト51とバースト
52の時間差T2と同一である(T2=T8)。なお、バースト
52の先頭時間位置とバースト61の先頭時間位置との時間
差T7は、移動局32内でクロック数を計数することによっ
てチップレート単位で計測することが可能である。得ら
れた情報は移動局32より無線基地局1に伝送される。
ここで、前述のように、バースト51とバースト52との
時間差T2と、バースト61とバースト62との時間差T8は等
しいので、次の式(1)が成立する。したがって、時間
差T7の真ん中にタイムスロットの先頭時間位置が存在す
ることとなる。
T7=T2+T8=2×T2 ・・・・(1) なお、この時移動局32と無線基地局1との距離D1は、
電波の速度をCとすれば、次の式(2)で与えられる。
D1=(T7/2)×C =2×C ・・・・(2) また、第2図に示すように、別の無線基地局、例えば
無線基地局2が発射した電波のバースト53は、時間T4経
過後にバースト54として移動局32へ到達する。この場合
もその遅延時間T4を直接測定することはできないが、こ
の無線基地局2からのバースト54の先頭と無線基地局1
からのバースト52の先頭との時間差T3は、移動局32にお
いてクロックを計数することによって知ることができ
る。この時間差T3を用いれば、無線基地局2と移動局32
の距離D2は、電波の速度をCとして、次の式(3)によ
って求めることができる。
D2=T4×C =(T2−T3)×C ・・・・・(3) 同様にして、他の無線基地局3と移動局32との距離D3
も、無線基地局3の発射した電波のバースト55が時間T6
後に受信されたバースト56の先頭と、無線基地局1から
のバースト52の先頭との時間差T5より、電波の速度をC
として、次の式(4)から求め得る。
D3=T6×C =(T2−T5)×C ・・・・・(4) なお、これらの情報も、移動局32より現在無線接続さ
れている無線基地局1に伝送される。
ここで、第4図は上記のような移動局と無線基地局間
の距離を測定する機能を有する、TDMA/時分割CDMA移動
局の構成を示すブロック図である。図において、71はア
ンテナ、72はこのアンテナ71で受信された信号とアンテ
ナ71より送信される信号の分配を行う送受信分配部であ
り、73はアンテナ71で受信された信号の増幅を行うRF
(無線周波;Radio Frequency)受信部、74はアンテナ7
1から送信される信号の増幅を行うRF送信部である。な
お、上記送受信分配部72は、TDDの場合には送受切り替
えスイッチで実現され、FDDの場合にはフィルターダイ
プレクサーにて実現される。
75は符号化されて無線基地局から送られてくる拡散符
号化信号(CDMA信号)に、自局に割り当てられた拡散符
号を乗算し(逆符号化演算)、拡散符号化されていない
元の信号を取り出す(相関受信)機能を有する相関受信
/逆拡散符号化演算部である。なおTDMAの場合には逆拡
散符号化は不要であるため、この相関受信/逆拡散符号
化演算部75は動作しない。76は逆拡散符号化された時分
割CDMA信号を復調し、またTDMA信号の場合には変調信号
を復調する機能と、復調された信号のフォーマットから
必要な信号を取り出し(多重分離)、その取り出され信
号を当該信号の処理部門へ供給する機能を有するチャネ
ル受信/TDMA復調部(以下、CH受信/TDMA復調部という)
である。
77はCH受信/TDMA復調部76から供給される情報(ディ
ジタル信号)の誤りを訂正して、その情報から音声信号
を復号し、それを情報出力として図示を省略したマン・
マシンインタフェース部へ供給するための、ディジタル
・アナログ変換部としての誤り訂正/音声復号部であ
る。78はマン・マシンインタフェース部から供給された
音声信号をディジタル符号化し、それに誤り訂正の符号
を加えるアナログ・ディジタル変換部としての誤り訂正
/音声符号化部である。
79は誤り訂正符号化されたディジタル音声情報やその
他の制御情報を多重化し、フレームフォーマット中の必
要なタイムスロットにその多重化された情報を組み込ん
で出力する機能を有するチャネル送信/TDMA多重化部
(以下、CH送信/TDMAを多重化部という)である。80は
この多重化された情報を、自局に割り当てられた拡散符
号を使用して周波数軸上で拡散させ、それをRF送信部74
に出力する機能を有する拡散符号演算部である。なお、
TDMAの場合にはこの拡散は不要であるため、この拡散符
号化演算部80は動作しない。
ここで、これら各部は通常のTDMA/時分割CDMA方式の
移動局のものと同様のものである。
また、81は無線基地局の指令にしたがって、拡散符号
化演算部80で拡散符号化した情報に基づいて自局より発
射するバースト信号(第3図のバースト61等)の発射時
間を制御・調整し、どのタイムスロットで電波を発射す
るかを設定し(フレーム内時間設定)、さらには第3図
中の時間差T7を時分割CDMA通信に使用するチップレート
単位で測定(時間計測)する機能を有するバースト制御
/フレーム内時間設定・時間計測部である。CH送信/TDM
A多重化部79はこのバースト制御/フレーム内時間設定
・時間計測部81にて制御・調整された時間に信号を出力
する。82はその時分割CDMA通信に使用するチップレー
ト、および自局に割り当てられた拡散符号を発生して、
それらをバースト制御/フレーム内時間設定・時計計測
部81や、相関受信/逆拡散符号化演算部75、拡散符号化
演算部80などに供給する拡散符号発生器・チップレート
発生器である。
次に、このように構成された移動局の動作について説
明する。
符号化されて無線基地局から発射された電波はアンテ
ナ71で受信され、送受信分配部72で分配されてRF受信部
73へ送られる。RF受信部73はこのアンテナ71で受信され
た信号を増幅して相関受信/逆拡散符号化演算部74に送
る。相関受信/逆拡散符号化演算部74はこのRF受信部73
から送られてくる拡散符号化された時分割CDMA信号に、
拡散符号発生器・チップレート発生器82が発生する。自
局に割り当てられた拡散符号を乗算して拡散符号演算を
行い、拡散符号化されていない元の信号に戻す。
この相関受信/逆拡散符号化演算部75によって逆拡散
符号化された時分割CDM信号は、CH受信/TDMA復調部76に
送られて復調される。CH受信/TDMA復調部76はさらに、
この復調された信号のフォーマットから必要な信号を取
り出し、誤り訂正/音声復号部77やバースト制御/フレ
ーム内時間設定・時間計測部81など当該信号の処理部門
へその取り出した信号を供給する。誤り訂正/音声復号
部77はこのCH受信/TDMA復調部76から供給されるディジ
タル信号による情報の誤り訂正を行い、さらにそれをア
ナログ変換して音声信号を復号し、それを情報出力とし
てマン・マシンインタフェース部へ供給する。
一方、マン・マシンインタフェース部から供給された
音声信号は誤り訂正/音声符号化部78でディジタル符号
化され、それに誤り訂正用の符号が加えられてCH送信/T
DMA多重化部79に送られる。CH送信/TDMA多重化部79はこ
の誤り訂正/音声符号化部78からのディジタル音声情報
やその他の制御情報を多重化して、フレームフォーマッ
ト中の必要なタイムスロットにその多重化された情報を
組み込み、その信号をバースト制御/フレーム内時間設
定・時間計測部81の制御にしたがって、無線基地局から
指定された電波発射の修正された時刻に出力する。
ここで、バースト制御/フレーム内時間設定・時間計
測部81は、自局の発射するバースト信号、例えば第3図
に示すバースト61の発射時間を、CH受信/TDMA復調部76
から供給された信号に基づく無線基地局の指令にしたが
って制御・調整する。また、フレーム内時間設定によっ
て、どのタイムスロットで電波を発射するかを設定し、
さらに時間計測機能によって、第3図中の時間差77を計
測している。
CH送信/TDMA多重化部79より出力された信号は拡散符
号化演算部80に送られ、拡散符号化演算部80は自局に割
り当てられた拡散符号を使用して、それを周波数軸上で
拡散させる。この拡散符号化演算部80おいて用いられる
拡散符号は、拡散符号発生器・チップレート発生器82よ
り発生・供給されるものである。この拡散符号化演算部
80で拡散された信号は、RF送信部74にて増幅され、送受
信分配部72で分配されてアンテナ71より送信される。
このようにして、第3図に示した無線基地局1より発
射されて移動局32に到着した遅延波のバースト52の時間
位置は、バースト制御/フレーム内時間設定・時間計測
部81において測定される。また第3図に示したタイムス
ロットの先頭時間位置で無線基地局1に到着するように
移動局32から発射される電波のバースト61は、バースト
制御部/フレーム内時間設定・時間計測部81の指示にし
たがって、拡散符号発生器・チップレート発生器82によ
って構成される。
また、第5図はTDMA/時分割CDMA無線基地局の構成を
示すブロック図である。図において、91、92は第4図に
示した移動局からアンテナ71、送受信分配器72、FR受信
器73、およびRF送信部74を除いた機能と同等と信号処理
部である。ただし、この無線基地局システムにおいて
は、音声信号が入出力されるだけでなく、システム全体
の制御情報等を送受信する機能も持っていて、それら制
御信号の処理部も、ソフトウェアが異なる程度でこの信
号処理部91、92と同様の機能によって実現される。
93、94は信号処理部91、92をはじめとする各信号処理
部からの出力信号を加算する加算器である。95はこれら
の加算器93、94とワイヤードオア回路とによって形成さ
れ、信号処理部91、92などに入力される受信信号と、信
号処理部91、92などから出力される送信信号の分配およ
び加算を行う信号分配・加算部である。96は送信部とし
てのRF送信部、97は受信部としてのRF受信部であり、98
は送受信分配部、99はアンテナである。なお、これらRF
送信部96、RF受信部97、送受信分配部98、アンテナ99は
大きさは異なっていても、機能としては第4図に示した
移動局におけるそれらと同等のものである。
また、信号処理部91、92内において、101、111は誤り
訂正/音声符号化部、102、112はCH送信/TDMA多重化
部、103、113は拡散符号化演算部、104、114はバースト
制御/フレーム内時間設定・時間計測部、105、115は拡
散符号発生器/チップレート発生器、106、116は相関受
信/逆拡散符号化演算部、107、117はCH受信/TDMA復調
部、108、118は誤り訂正/音声復号化部であり、これら
は第4図に示す対応部分と同等のものである。なお、こ
の信号処理部91、92においては、アナログ・ディジタル
変換部としての上記誤り訂正/音声符号化部101、111、
およびディジタル・アナログ変換部としての上記誤り訂
正/音声復号化部108、118は、マン・マシンインタフェ
ース部との間ではなく、アナログネットワークインタフ
ェース部(図示省略)との間で、音声信号による情報信
号の授受を行っている。
次に、このように構成された移動局の動作について説
明する。
ここで、信号処理部91、92の基本的な動作は移動局に
おける対応部分の動作と同様であり、バースト制御/フ
レーム内時間設定・時間計測部104、114は、移動局から
の電波の先頭時間位置が受信タイムスロットの先頭とな
るように監視・時間計測して、計測結果を移動局に通知
し、移動局はその情報に基づいて発射する電波の先頭時
間位置を制御する。
そのために信号処理部91、92の拡散符号化演算部103
もしくは113より出送される信号は、加算器93および94
にて他の信号処理部より出力された信号と加算されてRF
送信部96に供給される。ただし、TDMAの場合には、信号
処理部91、92より出力される信号の中間周波中心周波数
が互いに異なっている。これはタイムスロットが同一で
あった場合でも、信号が衝突するのを避けるためであ
る。なお、時分割CDMAの場合には、拡散符号が異なって
いれば同一タイムスロットであっても2つの信号を分離
することが可能であるため、信号処理部91、92より出力
される信号の中間周波中心周波数が同一の場合も許容で
きる。
加算器93、94で加算された信号はRF送信部95で増幅さ
れ、送受信分配器98を経由してアンテナ99より送信され
る。また、アンテナ99で受信された信号は送受信分配器
98を経由してRF受信部97に送られ、そこで増幅されて信
号処理部91、92の相関受信/逆拡散符号化演算部106、1
16などに入力される。
このようにして、無線基地局は信号処理部91、92など
の複数の信号処理部を使用して、複数個の移動局との間
の距離を測定することができる。また、移動局との間で
通信した情報をネットワーク側、すなわち第1図に示し
た移動交換局6、7より公衆用システム8側へ送出し、
ネットワーク側から受信した情報を、アンテナ99より移
動局に送信している。
なお、上記説明では、情報信号の入出力のための変換
部として、アナログ・ディジタル変換部としての上記誤
り訂正/音声符号化部101、111と、ディジタル・アナロ
グ変換部としての上記誤り訂正/音声復号化部108、118
を用いて、アナログネットワークインタフェース部との
間で音声信号による情報信号の授受を行うものを示した
が、情報信号の入出力のための変換部として他の変換形
式のものを用いて、ネットワークインタフェース部との
間で他の信号による情報信号の授受を行うようにしても
よく、また、それらの変換部を混在させるようにしても
よい。
また、第6図は移動局におけるバースト時間測定・設
定機能の一例を示すブロック図である。図において、12
1は無線基地局からの制御情報の解読を行い、それに基
づいて、例えば距離測定などの種々の機能を当該移動局
に対して指示するとともに、その応答を無線基地局に伝
達する制御情報プロセッサーである。なお、第4図にお
いては、この制御情報プロセッサー121の図示は省略さ
れている。
122は無線基地局から送信された拡散符号化信号に対
して同じ拡散符号を乗算することにより、それからその
拡散信号を除去した信号を取り出す相関器であり、123
は無線基地局からの電波の多重伝搬路による干渉を除去
する等価器である。相関受信/逆拡散符号化演算部75は
これら相関器122および等価器123から構成されている。
124は複数のタイムスロットから自局向けのタイムス
ロットを選択し、その自局向けのタイムスロットに含ま
れている情報信号と制御情報とを分離する多重分離部で
あり、125は分離された情報信号が一時的に蓄積される
情報信号メモリ、126は分離された制御情報が一時的に
蓄積される制御情報メモリである。CH受信/TDMA復調部7
6はこれら多重分離部124、情報信号メモリ125、および
制御情報メモリ126から構成されている。
127は無線基地局へ送信する情報信号を一時的に蓄積
している情報信号メモリ、128は制御情報を一時的に蓄
積している制御情報メモリであり、129はこの情報信号
と制御情報を合成し、自局に割り当てられたタイムスロ
ットにそれを多重化する多重合成部である。CH送信/TDM
A多重化部79はこれら情報信号メモリ127、制御情報メモ
リ128、および多重合成部129から構成されている。
次に、このような移動局における動作について説明す
る。
無線基地局から伝送されてきた情報は相関受信/逆拡
散符号化演算部75に入力されて、その相関器122にて相
関受信、逆拡散符号化が行われ、等価器123にて干渉が
除去される。次にCH受信/TDMA復調部76に送られて、自
局のタイムスロットに含まれている情報信号と制御情報
とを多重分離部124にて分離し、情報信号を情報信号メ
モリ125に、制御情報を制御情報メモリ126にそれぞれ格
納する。制御情報プロセッサー121はこの情報制御メモ
リ126に蓄積された制御情報を解読し、その解読結果を
バースト制御/フレーム内示間設定・時間測定部81に送
る。
一方、CH送信/TDMA多重化部79では、情報信号メモリ1
27と制御情報メモリ128に蓄積されている、無線基地局
へ送られる情報信号と制御情報とを多重合成部129で多
重合成し、それを拡散符号化演算部80に送る。拡散符号
発生器・チップレート発生器82は、制御情報プロセッサ
ー121からの解読結果を受けたバースト制御/フレーム
内示間設定・時間測定部81からの信号に基づいて、拡散
符号化演算部80で拡散符号化された情報による電波のバ
ースト発射時間の先頭時間位置を時間的に前後に動かし
て制御する。
以上のように、この実施の形態1によれば、移動局が
無線基地局より受信した電波のバーストの先頭時間位置
と、タイムスロットの先頭で無線基地局に到着するよう
に移動局が送信した電波のバーストの先頭時間位置の時
間差を、時分割CDMAのチップレート単位で計測すること
により、該時間差情報を用いて無線基地局と移動局との
間のフレーム同期を精度良く確立することが可能となる
効果がある。
実施の形態2. 次に、この発明の実施の形態2として、時分割CDMAシ
ステムにおける走行中移動局との距離測定について説明
する。
第7図はこの実施の形態2における、PCS向けのTDMA/
時分割CDMA通信システムのフレーム構造の一例を示す説
明図である。このフレーム構造はPHS(Personal Handy
Phone System:日本で実施されているコードレスシス
テム)に似ているが、タイムスロットの構成が少し異な
っている。すなわち、音声コーデック速度を16kb/s、8k
b/sあるいは4kb/sを仮定している。データ伝送レートは
192kb/sであり、1タイムスロット当たりの情報速度は2
3.2kb/sである。チップレートを192kb/s×128=24.576M
b/sとすることによって、このチップレートを有する直
交拡散符号により上記192kb/sのデータを拡散する。し
たがって、一つのタイムスロット中に異なる直交拡散符
号を有する複数の時分割CDMA信号が周波数チャネルを共
用し、その信号が無線基地局と複数の移動局との通信に
使用される。
このシステムにおいては、TDMA方式として使用し、フ
レーム同期を取る場合には、シンボル単位に同期される
ので、同期精度は1シンボルの時間に依存する。この場
合、1シンボル長は、1/96ksynbol/s=10.41μsであ
り、電波の速度を300m/1μsとすると、1シンボル時間
に相当する距離は3kmをこえるので、移動局の位置をこ
の精度で表現しても実用的ではない。一方、変調方式が
QPSKであるようなCDMA方式で運用すると、チップレート
が24.567Mb/sであり、シンボルレートでは12.283Msynbo
l/sであり、その1シンボル長は0.814μsであり、その
距離は24.4mである。したがって、このCDMA方式におい
ては、チップレート単位で距離を測定すれば実用的であ
る。
また、日本のPDC(Personal Digital Cellular Te
recom System:セルラーの一方式)方式をCDMA化したフ
レーム構成の一例を第8図に示す。チップレートが10.7
52Mb/sであり、シンボルレートでは5.376Msynbol/sであ
り、その1シンボル長は0.186μsであり、その距離は5
5.8mである。PDCはセルラーシステムであるので、自動
車走行を考慮すれば、位置精度が56mであることは実用
上差し支えないと考えられる。
次に、このようなCDMA方式におけるチップレート単位
の位置測定について説明する。第9図は移動局における
バースト先頭時間測定・制御のプロセスを示すフローチ
ャートであり、上記実施の形態1における第4図、第5
図および第6図に示した装置で実施される。
無線基地局ではTDMA方式の制御チャネルを送信すると
同時に、時分割CDMA方式でも制御チャネルを送信してい
るが、フレーム同期がまだ捕捉していない移動局は、初
めにTDMA方式の制御チャネルでシステムへの接続開始手
続きを行う。したがって、最初にシステムに参加する場
合、まず、第1のプロセスであるステップST1におい
て、移動局は基地局から送信されるTDMA制御チャネルを
受信して、その情報に基づいて、指定されたTDMA制御チ
ャネルを使用して制御情報を無線基地局に送信し、これ
ら双方向の制御チャネルを経由して無線基地局との間で
必要な制御情報を通信する。
すなわち、このステップST1では、移動局が対象無線
基地局のTDMA制御チャネルを受信して、そのフレームの
先頭値をもとにアップリンク(Up−Link)TDMA制御チャ
ネルを送信する。それを受信した無線基地局は、受信し
たそのアップリンク信号のフレーム先頭時間位置を計測
し、移動局へTDMA送信タイミング単位でその前後の指示
を伝送する。TDMA同期が完了すると、移動局は送受信バ
ーストの先頭時間位置の時間差を情報シンボル数で計測
して、その値を無線基地局に伝送する。
その後、ステップST2において、時分割CDMA方式の通
話チャネルへ移行するか、TDMA方式の通話チャネルへ移
行するのかの判断を行う。どちらの通話チャネルへ移行
するかは、移動局の機能や現在位置しているセルのトラ
フィック状態などより判断されて処理される。
時分割CDMA方式の通話チャネルへ移行すると判断され
た場合、ステップST3において、当該移動局は時分割CDM
A制御チャネルを用いて無線基地局と間で制御情報の通
信を行う。この時分割CDMA制御チャネルでの通信中に
は、制御情報の通信と同時に、チップレート単位でのタ
イムスロット位置情報が実施される。なお、これは実施
の形態1の第3図において示された、時間差T7をチップ
レート単位で計測することに相当する。
すなわち、ステップST3では、移動局が対象無線基地
局の時分割CDMA制御チャネルを受信して、そのフレーム
の先頭値をもとにアップリンク時分割CDMA制御チャネル
を送信する。それを受信した無線基地局は、受信したア
ップリンク信号のフレーム先頭時間位置を計測し、移動
局へ時分割CDMA送信タイミングを、チップレート単位で
その前後指示を伝送制御し、時分割CDMAによるフレーム
同期が完了すると、移動局は時分割CDMA送受信バースト
の先頭時間位置の時間差をチップレート単位で計測し
て、その値を無線基地局に伝送する。
その後、指定された時分割CDMA通話チャネルに移行す
ると、第3のプロセスであるステップST4において、そ
の時分割CDMA通話チャネルを用いて通話が開始される。
なお、この場合には、通信中のアップリンクの時分割CD
MAのバーストを無線基地局は連続して受信し、毎フレー
ムごとに移動局と無線基地局間の距離を連続して計測
し、バーストの発射位置の情報を移動局へ指示する。
この計測は、第7図に示されるPCS向けシステムの場
合には、時分割CDMA信号チップレートのシンボル長が0.
0814μsであり、その距離24.4mを人が徒歩にて移動す
るには10秒程度は必要である。そのため、チップレート
単位でバースト発射時間を調整するには10秒に1回でよ
く、これを制御するためには、移動局および無線基地局
ともに、プロセス時間の占める割合は極めて小さいもの
である。したがって、このチップレート単位による距離
測定は、プロセッサー処理にとって過剰な負担となるも
のではない。
また、第8図に示されるセルラー向けシステムの場合
には、時分割CDMA信号チップレートのシンボル長が0.18
6μsであり、その距離55.8mを自動車が100km/hにて走
行するには2秒程度は必要である。そのため、チップレ
ート単位でバースト発射時間を調整するには2秒に1回
でよく、これを制御するためには、移動局および無線基
地局ともに、プロセス時間の占める割合は極めて小さい
ものである。したがって、チップレート単位による距離
測定は、この場合もプロセッサー処理にとって過剰な負
担となるものではない。
一方、ステップST2でTDMA方式の通話チャネルへ移行
すると判断された場合には、第2のプロセスであるステ
ップST5において、指定されたTDMA通話チャネルを用い
て通話が開始される。なお、TDMA方式で通信中の移動局
と無線基地局間の距離を測定するのに、移動局と無線基
地局がその内部にチップレート発生器(実施の形態1の
第4図および第5図に示す拡散符号発生器・チップレー
ト発生器82、105、115)を持っている場合には、時分割
CDMAのチップレート単位で、移動局から無線基地局への
アップリンク信号バーストの発射を調整・制御するもの
である。すなわち、実施の形態1の第3図の示した、移
動局内部の時間T7をチップレート単位で計測し、その情
報をTDMA通話チャネル中の制御情報を経由して無線基地
局へ伝送することを意味する。これはTDMA/時分割CDMA
共用方式の移動局および無線基地局には容易なことであ
る。
時分割CDMA通話チャネルもしくはTDMA通話チャネルに
て通話が開始されると、移動局はステップST6におい
て、現在通話中の無線基地局以外の複数の無線基地局と
の距離を上記方法にて計測し、それを通話中の無線基地
局に伝送する。この移動局と各無線基地局との距離の情
報は、ステップST7において、各無線基地局における当
該移動局からの受信電界強度や、各無線基地局からの電
波の移動局における受信電界強度の情報とともに、移動
交換局(MSC)における移動局の移動にともなうハンド
オーバの判断に使用される。なお、この処理については
別の実施の形態で詳細に提示する。
以上のように、この実施の形態2によれば、まず指定
されたTDMA制御チャネルで無線基地局との間で必要な制
御情報の通信を行い、その後、指定された時分割CDMA通
話チャネルもしくはTDMA通話チャネルを用いて通話する
ので、移動局がこのシステムに最初に参入する場合に、
無線基地局からのフレーム情報に関して、初めはTDMA制
御チャネルを使用して、時間的に粗い同期をとることが
容易なTDMAシンボルレートでフレーム同期を確立し、そ
の後、より時間的精度の高い時分割CDMAのチップレート
で同期を確立することが可能となる。
実施の形態3. 次に、この発明の実施の形態3として、等間隔でない
無線基地局設置条件下での移動局ハンドオーバ方式につ
いて説明する。
移動局を最寄りの無線基地局に切り替えるハンドオー
バは、移動局あるいは無線基地局からの受信信号の電界
強度に基づいて行われるのが一般的である。
しかしながら、異なるオペレータの無線基地局が混じ
り合って設置されていて、それらのセル(無線覆域)が
互いに重なり合っている場合、あるいは通信負荷の理由
により狭い範囲に多数の無線基地局が設置されている場
合などのように、無線基地局間の距離が必ずしも等間隔
でない移動通信システムにおいては、移動局あるいは無
線基地局への送信電力が最大になったときが、移動局か
らの隣接する無線基地局への距離が最も近くなったと判
断できない状況が存在する。
例えば、第1図の移動局32は無線基地局2と通信しな
がら南東の方向(ここでは第1図の上方向を北とする)
に移動する場合、無線基地局2の移動局32への送信電力
は最大にならないまま、移動局32は隣接する無線基地局
1へと接近してゆく。極端な場合には移動局32が無線基
地局1の極く近傍にきた場合にも、移動局32は無線基地
局2との通信回線を保持したままである可能性がある。
したがって、このように送信電力のみでハンドオーバを
決定するには十分でない可能性がある。
第10図はそのような等間隔でない無線基地局設置条件
下での移動局ハンドオーバを制御する、この実施の形態
3による移動交換局の構成を示すブロック図である。な
お、この第10図は第1図の移動交換局6を示すが、この
移動交換局には無線基地局1および3が接続されてお
り、無線基地局2は別の交換局7へ接続されている。図
において、1は無線基地局(BS1)、3は無線基地局(B
S3)、6は移動交換局(MCS01)、8は公衆用システム
(PSTN)である。なお、これらは第1図に同一符号を付
して示したものと同一のものである。
また、移動交換局6内において、131は当該移動交換
局6の公衆用システム8との情報の送受信とともに、シ
グナリング信号(ダイヤル信号、課金情報、暗証情報
等)の送受信を行うPSTNインタフェースである。132は
公衆用システム8から送られてきた情報(音声情報/デ
ータ情報等)を相手先の移動局が存在する無線基地局1
もしくは3に転送し、また移動局から無線基地局経由で
伝送されてきた情報を公衆用システム8に発信する通話
路交換部である。133はTDMA方式あるいは時分割CDMA方
式などの無線基地局と移動局とを接続する無線方式の中
から、接続先の移動局が通信可能な方式を選択し、それ
を無線基地局と移動局とに設定するように指令する方式
設定プロセッサーである。134は接続すべき移動局の番
号や、通話料金を接続先の移動局に課金するための暗証
手続(接続先の移動局が不正使用でないか確認する)等
を処理するシグナリングプロセッサーである。135は無
線基地局経由で移動局へ送信する情報(音声情報/デー
タ情報等)、移動局とのシグナリング情報、および無線
基地局と移動局との無線接続を規定する方式情報を無線
基地局と通信する基地局インタフェースである。
なお、この移動交換局6の方式設定プロセッサー133
は内部にメモリ(図示省略)を備えており、このメモリ
には移動局とその周辺の無線基地局との距離情報が格納
されている。第11図はこのメモリに格納された距離情報
の一例を示す説明図であり、ここでは移動交換局6の方
式設定プロセッサー133における移動局32(MS32)と周
辺の無線基地局との距離情報の一例を示している。この
移動交換局6の方式設定プロセッサー133のメモリには
第11図に示されるように、無線基地局1(BS1)および
無線基地局3(BS3)への距離情報ばかりではなく、無
線基地局2(BS2)への距離情報も記憶されている。す
なわち、移動交換局6(MSC01)は他のオペレータの移
動交換局7(MSC02)が測定を開始するような情報を
も、当該移動交換局7から取得していることとなる。
第11図には移動局32の角無線基地局1、2、3との距
離が示されているが、第1図に示された移動局32(MS3
2)が南東方向に移動して、第11図に示す位置まできた
とき、通話チャネルが無線基地局2(BS2)との間に設
定されている場合には、この位置にきてもそのまま無線
基地局2と接続されたままであり、無線基地局2自体に
は何ら不都合は生じていない。しかし無線基地局1(BS
1)にとっては、無線基地局近傍で大電力を送信されて
いることとなる。CDMA方式の場合には、このような状況
は無線基地局1に関するシステム性能を劣化させる要因
の一つとなるので、無線基地局近傍における大電力送信
状態を避けることが必要である。
次に、そのような無線基地局近傍での移動局の大電力
送信を避けるプロセスについて説明する。
ここで、第12図はそのような場合の移動局と隣接無線
基地局間の距離測定、およびハンドオーバ開始を制御す
るプロセスを示すフローチャートである。なお、このプ
ロセスを実現する処理ソフトウェアは、第10図に示され
る移動交換局6の方式設定プロセッサー133内に備えら
れる。
まず、ステップST11において、移動局が通話チャネル
を設定している対象無線基地局との間の距離、および、
それ以外のチャネル設定が可能な複数の隣接無線基地局
との間の距離を測定し、その測定結果を対象無線基地局
に伝送する。この移動局と各無線基地局との距離は、上
記実施の形態2の説明において、第9図のステップST
1、ステップST4、あるいはステップST5において計測し
た時間差の1/2に光の速度を乗算したものとして得られ
る。よって、移動局と無線基地局との距離(距離情報)
は、上記時間差情報に含まれる。
例えば、第1図に示した移動局32を例に説明すれば、
移動局32は通話中の無線基地局1との距離を上記方法で
計測し、得られた距離情報を無線基地局1に伝送する。
移動局32はまた、通話中でない隣接する他の無線基地局
2との間の距離についても同様の方法で計測し、その距
離情報を無線基地局1に伝送する。さらに無線基地局3
などチャネル設定が可能なその他の無線基地局について
も、それとの距離を計測して距離情報を無線基地局1に
伝送する。
次に、ステップST12において、移動交換局6は無線基
地局1より上記距離情報を収集し、現在通信中の無線基
地局への距離よりも近い他の隣接無線基地局の存在を監
視し、ステップST13でより近い局がないと判定されれ
ば、処理をステップST11に戻して上記処理を繰り返す。
また、ステップST13でより近い局があると判定されれ
ば、ステップST14において、移動交換局6は移動局の通
話先を、その最も近い無線基地局(即ち、最も時間差が
近い無線基地局)にハンドオーバさせる手続きを開始す
る。
ここで、第1図に示す移動局32が無線基地局1と通話
中で、無線基地局1および移動局32がともに必要な受信
信号強度を持っており、かつ両者間で通信されている情
報の誤り率が所定の基準を満たしている場合、この移動
局32は従来の基準(Criteria)から見ればハンドオーバ
を行う必要はない。しかしながら、実際には第1図に示
すように、移動局32は無線基地局1よりも無線基地局2
の方が距離的は近い場合がある。このように、移動局に
より近い無線基地局(移動局との時間差が最も近い無線
基地局)がある場合には、そのより近い無線基地局(図
示の例では無線基地局2)に移動局32の通信先を更新す
る、ハンドオーバの手続きを開始させる。
次に、ステップST15に進んで、ハンドオーバの手続き
が完了した後も、移動局は周囲の無線基地局との距離
(時間差)の計測を継続し、ハンドオーバされた新たな
無線基地局を介して移動交換局に、その得られた距離情
報を連絡する。
なお、上記説明においては、ハンドオーバ先の無線基
地局が同一のオペレータの所有するものである場合につ
いて示したが、ハンドオーバ先の無線基地局を所有する
オペレータが、通話中の無線基地局を所有するオペレー
タと異なるものであってもよい。すなわち、その移動局
との時間差が最も近い無線基地局が異なるオペレータの
所有するものであった場合、移動交換局は公衆用システ
ム8およびその異なるオペレータの所有する移動交換局
を経由して、その最も時間差が近い無線基地局へハンド
オーバの開始指令を伝送する。これにより、同一のオペ
レータが所有する無線基地局へのハンドオーバと同様の
プロセスで、異なったオペレータの所有する無線基地局
へのハンドオーバが可能となる。
以上のように、この実施の形態3によれば、移動局と
無線基地局との間の正確な時間差の測定結果に基づいて
ハンドオーバの開始指令を送出しているので、異なるオ
ペレータの無線基地局のセルが互いに重なり合うような
フィールド、もしくは通信負荷等の理由で狭い範囲に多
数の無線基地局が設置されているようなフィールドにお
いて、受信信号強度等による判断のみにてハンドオーバ
の決定を行う場合よりも、その移動局の時間差により近
い無線基地局に確実にハンドオーバさせることが可能と
なり、移動局および無線基地局双方が不必要に強い電波
を発射することを避けることができるようになる。
実施の形態4. 次に、この発明の実施の形態4として、TDDの場合の
無線基地局間フレーム同期制御チャネル方式について説
明する。
実施の形態1においては、無線基地局から移動局が受
信したバースト信号の先頭時間位置と、移動局が無線基
地局に送信するバースト信号の先頭時間位置との時間差
を計測するものについて説明したが、この実施の形態4
では、1つの無線基地局(以下、基幹基地局という)が
送信したバースト電波を、他の無線基地局(以下、従属
基地局という)が受信したときのバースト信号の先頭時
間位置と、従属基地局が基幹基地局に送信するバースト
信号の先頭時間位置との時間差を、従属基地局にて計測
するようにしたものである。
第13図はTDMA/時分割CDMA共存TDDシステムにおける、
複数の異なるオペレータの無線基地局間フレーム同期の
ための、TDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネルの
一例を示す説明図である。
この第13図では制御チャネルとして、TDMAの場合には
バースト204が使用され、時分割CDMAの場合にはバース
ト#201−0が使用される。これら2つのバーストはと
もに送信タイムスロットT0−1に割り当てられた、基幹
基地局(例えば、無線基地局1)から発射される電波で
あって、第3図のバースト51に相当するものである。こ
のバーストを受信した従属基地局(例えば、無線基地局
2)は、第3図のバースト61と同様に、タイムスロット
の先頭時間位置より先にバースト電波の送信を行う。
また、従属基地局2が基幹基地局1に送信する制御チ
ャネルは、TDMAの場合にはバースト209であり、時分割C
DMAの場合にはバースト#203−0である。これらのバー
ストはともに送信タイムスロットT0−2に割り当てられ
ている。
なお、この第13図では、送信タイムスロットT0−1の
先頭時間位置と送信タイムスロットT0−2の先頭時間位
置とが10ms(固定的時間差)だけずれている。すなわ
ち、第13図は縦軸を時間軸としているため、送信タイム
スロットT0−1の下側の辺が、基幹基地局1から発射さ
れるTDMAのバースト204あるいは時分割CDMAのバースト
#201−0の先頭時間位置であり、送信タイムスロットT
0−2の下側の辺が、従属基地局2から発射されるTDMA
のバースト209あるいは時分割CDMAのバースト#203−0
の先頭時間位置である。このように、両者の先頭時間位
置は固定的時間差の10msずれているが、第3図ではタイ
ムスロットの先頭時間位置として、この固定的時間差を
除いて両者を同一時間位置で表現している。
次に、第7図と同様とTDDである、第13図に示される
タイムスロット構造を有するPCSの場合の、無線基地局
間フレーム同期を維持する方式に関する制御チャネルの
構成方法等について説明する。
ここで、第14図は第13図に示すTDMA制御チャネル/時
分割CDMA制御チャネルの無線基地局タイムスロットに対
する送信(TX)および受信(RX)の割り当ての一例を表
形式で示した説明図である。上記第13図とこの第14図に
おいて、基幹基地局1の送信タイムスロットT0にTDMA制
御チャネル204および時分割CDMA制御チャネル#201−0
が送信される場合、従属基地局2は自分自身の送信タイ
ムスロットT0においてこの制御チャネル信号を受信しな
ければならない。したがって、この従属基地局2が送信
タイムスロットT0において制御チャネルを受信する場合
には、このタイムスロットでは従属基地局2は送信する
ことができない。
すなわち、従属基地局2は、TDMAタイムスロット204
ではTDMA制御信号を受信し、時分割CDMAタイムスロット
#201−0では時分割CDMA制御信号を受信し、TDMAタイ
ムスロット209ではTDMA制御信号を送信し、時分割CDMA
タイムスロット#203−0では時分割CDMA制御信号を送
信する。
ここで、基幹基地局は従属基地局からの時分割CDMA制
御情報信号バーストを受信すると、その受信バースト信
号が適正なバースト位置にあるか否かの識別を行う。そ
の結果、それが適正なバースト位置にあると認定されれ
ば、制御チャネルを通してその認定情報を従属基地局へ
伝送する。従属基地局はこの基幹基地局からの認定情報
を受けると、基幹基地局から送信された時分割CDMA制御
信号バーストの先頭時間位置と、従属基地局が基幹基地
局へ送信する時分割CDMA制御信号バーストの先頭時間位
置との時間差から固定的時間差を除いた時間差情報を生
成し、それを基幹基地局へ伝送する。
すなわち、第3図に示したバースト62の先頭時間位置
(第3図ではこのバースト62は移動局32から発射される
ものとしたが、ここではこの移動局を従属基地局と読み
替えるものとする)に一致することを基幹基地局が検出
し、その一致検出情報が基幹基地局より従属基地局に伝
送された後、初めて従属基地局は受信バースト信号の先
頭時間位置と送信バースト信号の先頭時間位置の時間差
から、固定的時間差(第13図に示した10ms)を除いた時
間差情報を基幹基地局に伝送する。
一方、従属基地局から送信された時分割CDMA制御情報
信号バーストが基幹基地局に到着したとき、基幹基地局
で受信したバースト信号が適正なバースト位置からずれ
ていると認定された場合、すなわち、第3図に示したバ
ースト62の先頭時間位置がタイムスロットの先頭時間位
置からずれている場合には、基幹基地局にてそのずれ時
間を時分割CDMA方式のチップレート単位で計測し、得ら
れたずれ情報を制御チャネルを通して従属基地局に伝送
する。従属基地局はこの基幹基地局から受信したそのず
れ情報に基づいて、基幹基地局へ送信する時分割CDMA制
御信号バースト信号の先頭時間位置を、基幹基地局から
送信された時分割CDMA制御信号バースト信号の先頭時間
位置を基準に修正し、そのずれの分だけ補正された時間
に、基幹基地局へのバースト信号を発射する。
なお、このような無線基地局間フレーム同期では、同
期がずれる原因は、無線基地局内の発信器の周波数安定
度を1×10-6とすれば、第7図のシステムのシンボルレ
ートは12.383Msynbol/sであるので、1秒間に13シンボ
ル程度ずれることとなり、1/13=0.769=76.9Msec毎に
1シンボル変動する。ここで、フレーム長は10msである
ので、7フレームに1回は1チップシンボル分だけタイ
ミングを修正する必要がある。
以上のチップレートずれに対する補正作業は、2フレ
ームに1回実施されれば十分である。第13図および第14
図に示される制御チャネルの構成において、2フレーム
に1回、時分割CDMA制御チャネルによる無線基地局間同
期補正・移動局位置計測を行い、また2フレームに1
回、TDMA制御チャネルを送信して、同期情報・制御情報
のための初期捕捉に使用する。
ここで、上記実施の形態2においては、走行中の自動
車あるいは歩行中の人が携帯する移動局によるチップレ
ートの同期ずれについて議論したが、そのずれによる補
正に比べて、内部発信器のずれによる補正の方がはるか
に頻度が高いので、同期ずれ補正はこの発信器のずれに
基づくもののみを対象することができる。
なお、第13図に示す時分割CDMAバースト#201−0
は、TDD方式では送信タイムスロットであるので、従属
基地局は、本来ここでは時分割CDMAバースト信号の送信
を行うものである。しかしながら基幹基地局が送信する
時分割CDMAバースト信号を受信するために、この時分割
CDMAバースト#201−0での送信を中断する。時分割CDM
Aタイムスロットでは、符号多重された多くの通話チャ
ネルを設定することができ、同時に多くの通信(この場
合には送信)が可能であるが、無線基地局間フレーム同
期を確立することは、第13図に示すような時間フレーム
上で、時分割による通信を行うシステムにとっては極め
て重要なことである。したがって、多数の通話チャネル
の設定を一時的に犠牲にして、基幹基地局からの1つの
制御チャネルの受信に使用するようにしている。
以上のように、この実施の形態4によれば、従属基地
局は受信バースト信号の先頭時間位置と送信バースト信
号の先頭時間位置との時間差から固定的時間差を除いた
時間差を、チップレート単位で計測して基幹基地局にそ
の時間差情報を伝送するようにしているので、TDMA方式
および時分割CDMA方式のTDD移動通信システムにおい
て、無線基地局間のフレーム同期が確立し、タイムスロ
ット間の干渉を避けることが可能となる。
実施の形態5. なお、上記実施の形態4ではTDDの場合の無線基地局
間フレーム同期制御チャネル方式について説明したが、
次にこの発明の実施の形態5として、FDDの場合の無線
基地局間フレーム同期制御チャネル方式について説明す
る。
第15図はTDMA/時分割CDMA共存FDDシステムにおける、
複数の異なるオペレータの無線基地局間フレーム同期の
ための、TDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネルの
一例を示す説明図である。なお、この第15図において
も、タイムスロットT/R0−1の先頭時間位置とタイムス
ロットT/R0−2の先頭時間位置とは10msだけずれてい
る。
次に、第8図と同様にFDDである。第15図に示される
タイムスロット構造を有するセルラーシステムの場合
の、無線基地局間フレーム同期を維持する方式に関する
制御チャネルの構成方法等についての説明を行う。な
お、第16図は第15図に示すTDMA制御チャネル/時分割CD
MA制御チャネルの無線基地局タイムスロットに対する送
受信(TX/RX)割り当ての一例を表形式で示した説明図
である。
第15図および第16図において、基幹基地局1の送受信
タイムスロットT/R0−1にTDMA制御チャネル214および
時分割CDMA制御チャネル#211−0が送信される場合、
従属基地局は自分自身の送受信タイムスロットT/R0にお
いてこの制御チャネル信号を受信しなければならない。
したがって、この従属基地局が送受信タイムスロットT/
R0において制御チャネルを受信する場合には、このタイ
ムスロットでは従属基地局は送信することができない。
すなわち、従属基地局2は、TDMAタイムスロット214
ではTDMA制御信号を受信し、時分割CDMAタイムスロット
#211−0では時分割CDMA制御信号を受信し、TDMAタイ
ムスロット216でTDMA制御信号を送信するか、あるいは
時分割CDMAタイムスロット#212−0で時分割CDMA制御
信号を送信する。
また、セルラー向け時分割CDMAシステムの、上記第15
図に示したものとは別の一例である第8図に示すシステ
ムでは、シンボルレートが5.376Msynbol/sであり、安定
度を1×10-6とした場合には、1秒間に5.4シンボルほ
どずれるので、1/5.4=0.185=185msに1シンボル補正
する必要がある。フレーム長が20msであるので、185/20
=9.2により、9フレームに1回補正を要する。
以上のチップレートずれに対する補正作業は、2フレ
ームに1回実施されれば十分である。第15図および第16
図に示される制御チャネルの構成において2フレームに
1回、時分割CDMA制御チャネルによる無線基地局間同期
補正・移動局位置計測を行う、また、2フレームに1回
の残りのフレームではTDMA制御チャネルを送信し、同期
情報・制御情報のための初期補捉に使用する。
すなわち、第15図に示す例によれば、基幹基地局1
が、フレームの先頭の送受信タイムスロットT/R0−1に
おいて、TDMA制御チャネルのバースト214、および時分
割CDMA制御チャネルのバースト#211−0を送信する。
しかしながら、次のフレームの先頭の送受信タイムスロ
ットT/R0−2では、これらTDMA制御チャネルのバースト
および時分割CDMA制御チャネルのバーストの送信は行わ
ない。そして、さらに次のフレームの先頭の送受信タイ
ムスロットT/R0−3においては、TDMA制御チャネルのバ
ースト217、および時分割CDMA制御チャネルのバースト
#213−0を送信する。以下同様にして、このTDMA制御
チャネルのバーストおよび時分割CDMA制御チャネルのバ
ーストの送信/停止を、1フレーム毎に交互に繰り返
す。
なお、TDMA制御チャネルのバーストおよび時分割CDMA
制御チャネルのバーストの送信は行われないフレームの
先頭の送受信タイムスロットT/R0−2においては、従属
基地局2が送信してくるTDMA制御チャネルのバースト21
6、および時分割CDMA制御チャネルのバースト#212−0
を基幹基地局1が受信する。
また無線基地局間のフレーム同期補捉のためには、上
記のように本来基幹基地局が制御チャネルを送信するタ
イムスロットにおいて、従属基地局の制御信号を受信し
なければならない。したがって、このタイムスロットの
特別な使い方は、この場合、無線基地局が移動局の機能
を担っているからである。それ故、ダウンリンクのみに
関連しており、移動局から信号が送信されるアップリン
ク回線には何ら影響を与えることはない。
ここで、上記実施の形態2においては、走行中の自動
車あるいは歩行中の人が携帯する移動局によるチップレ
ートの同期ずれについて議論したが、そのずれによる補
正に比べて、内部発信器のずれによる補正の方がはるか
に頻度が高いので、TDDの場合と同様に、このFDDの場合
も同期ずれ補正はこの発信器のずれに基づくもののみを
対象とすることができる。
また、第16図において示されるように、FDDの場合で
あっても、無線基地局間フレーム同期に使用されるTDMA
制御チャネルおよび時分割CDMA制御チャネルの送受信
は、全てダウンリンク側で実施されてアップリンク側は
使用されない。このため、この無線基地局間フレーム同
期プロセスでは、移動局からのアップリンク側の送信信
号へ妨害を与えることはなく、特別にこの目的の為に移
動局の送信を制限する必要はない。
以上のように、この実施の形態5によれば、基幹基地
局によって受信バーストが適正なバースト位置にあるこ
とが認定された後、従属基地局が送受信するバースト信
号の先頭時間位置の時間差情報を基幹基地局へ伝送し、
基幹基地局が1つおきのフレームの先頭スロットにて、
TDMA制御信号バーストおよび時分割CDMA制御信号バース
トを送信するようにしているので、TDMA方式および時分
割CDMA方式のFDD移動通信システムにおいて、無線基地
局間のフレーム同期が確立し、タイムスロット間の干渉
を避けることが可能となる。
実施の形態6. 次に、この発明の実施の形態6として、TDDおよびFDD
の場合の基幹基地局と複数個の従属基地局間のフレーム
同期確立について説明する。
第17図はTDMA/時分割CDMA共存TDDシステムにて、複数
の異なるオペレータの無線基地局間で、1つの基幹基地
局が複数個の従属基地局とフレーム同期を確立する際
の、TDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネルの一例
を示す説明図である。また、第18図はこの第17図に示す
TDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネルの基幹基地
局タイムスロットに対する送受信(TX/RX)割り当ての
一例を表形式で示した説明図である。
まず、TDDシステムにおける、1つの基幹基地局が複
数個の従属基地局とフレーム同期を確立するプロセスに
ついて、この第17図および第18図を用いて説明する。
第17図および第18図に示すように、基幹基地局1(BS
1)から従属基地局2(BS2)および従属基地局3(BS
3)へ同期情報が伝搬される場合には、送信タイムスロ
ットT0−1において、基幹基地局1がTDMA制御チャネル
および時分割CDMA制御チャネルよりTDMA制御信号バース
トおよび時分割CDMA制御信号バーストを発信し、従属基
地局2および3はそのTDMA制御チャネルあるいは時分割
CDMA制御チャネルのTDMA制御信号バーストあるいは時分
割CDMA制御信号バーストを受信する。この場合、無線基
地局間フレーム同期のための制御チャネルにおけるダウ
ンリンクを構成している。
また、従属基地局2、3から基幹基地局1へ同期情報
が伝搬される場合には、送信タイムスロットT0−2にお
いて、従属基地局2、3がTDMA制御チャネルあるいは時
分割CDMA制御チャネルよりTDMA制御信号バーストあるい
は時分割CDMA制御信号バーストを発信し、基幹基地局1
はそのTDMA制御チャネルおよび時分割CDMA制御チャネル
のTDMA制御信号バーストおよび時分割CDMA制御信号バー
ストを受信する。この場合、無線基地局間フレーム同期
のための制御チャネルにおけるアップリンクを構成して
いる。
なお、無線基地局間のフレーム同期確立の基本的なプ
ロセスは上記実施の形態4の場合と同様である。
次に、FDDシステムにおける、1つの基幹基地局が複
数個の従属基地局とフレーム同期を確立するプロセスに
ついて、第19図および第20図を用いて説明する。なお、
この場合も、無線基地局間のフレーム同期確立の基本的
なプロセスは上記実施の形態5と同様である。
ここで、第19図はTDMA/時分割CDMA共存FDDシステムに
て、複数の異なるオペレータの無線基地局間で、1つの
基幹基地局が複数個の従属基地局とフレーム同期を確立
する際の、TDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネル
の一例を示す説明図である。また、第20図はこの第19図
に示すTDMA制御チャネル/時分割CDMA制御チャネルの無
線基地局タイムスロットに対する送」受信(TX/RX)割
り当ての一例を表形式で示した説明図である。
第19図および第20図に示すように、基幹基地局1(BS
1)から従属基地局2(BS2)および従属基地局3(BS
3)へ同期情報が伝搬される場合には、送受信タイムス
ロットT/R0−1において、基幹基地局1がTDMA制御チャ
ネルおよび時分割CDMA制御チャネルよりTDMA制御信号バ
ーストおよび時分割CDMA制御信号バーストを発信し、従
属基地局2および3は、そのTDMA制御チャネルあるいは
時分割CDMA制御チャネルのTDMA制御信号バーストあるい
は時分割CDMA制御信号バーストを受信する。この場合、
無線基地局間フレーム同期のための制御チャネルにおけ
るダウンリンクを構成している。
また、従属基地局2、3から基幹基地局1へ同期情報
が伝搬される場合には、送受信タイムスロットT/R0−2
では、従属基地局2、3がTDMA制御チャネルあるいは時
分割CDMA制御チャネルによりTDMA制御信号バーストある
いは時分割CDMA制御信号バーストを発信し、基幹基地局
1はそのTDMA制御チャネルおよび時分割CDMA制御チャネ
ルのTDMA制御信号バーストおよび時分割CDMA制御信号バ
ーストを受信する。この場合、無線基地局間フレーム同
期のための制御チャネルにおけるアップリンクを構成し
ている。
以上のように、この実施の形態6によれは、基幹基地
局がTDMA制御信号バーストおよび時分割CDMA制御信号バ
ーストを発信して、基幹基地局から複数個の従属基地局
へ同期情報を伝搬し、各従属基地局がTDMA制御信号バー
ストあるいは時分割CDMA制御信号バーストを発信して、
各従属基地局から基幹基地局へ同期情報を伝播するよう
にしているので、時分割CDMAチップレート単位の精度
で、1つの基幹基地局と複数個の従属基地局間のフレー
ム同期を同時にとることが可能となり、複数の無線基地
局によるタイムスロット間の干渉を避けることができ
る。
実施の形態7. 次に、この発明の実施の形態7として、基幹基地局と
隣接する従属基地局の間のフレーム同期制御のプロセス
について説明する。
第21図は基幹基地局と隣接する従属基地局との間のフ
レーム同期の制御プロセスの一例を示すフローチャート
である。複数の隣接する従属基地局についてはこの制御
プロセスをそれぞれその従属基地局に対して繰り返し実
行することになる。
すなわち、第21図のステップST21において、まず、従
属基地局は最初基幹基地局がTDMA制御チャネルで送信す
るTDMA制御信号バーストを受信し、そのバースト信号の
先頭時間位置を基準に、その従属基地局のTDMA制御信号
バーストをアップリンクのTDMA制御チャネルで基幹基地
局へ向け送信する。
それを受信した基幹基地局は、ステップST22におい
て、上記従属基地局が送信したTDMA制御信号バーストが
あるべきタイムスロットに収まるように制御するための
送信バースト位置制御信号を、当該基幹基地局が送信す
るダウンリンクのTDMA制御チャネルにより従属基地局に
送る。
次に基幹基地局は、ステップST23において、従属基地
局が上記送信バースト位置制御信号に基づいて送信した
アップリンクのTDMA制御信号バーストが、基幹基地局の
受信機入力の時間軸上の、在るべきタイムスロット位置
に入ったことを確認して、上記TDMA制御チャネルを使用
した無線基地局間のフレーム同期を確立する。基幹基地
局はTDMA制御チャネルによるフレーム同期を確立した
後、時分割CDMA制御信号バーストをその従属基地局へ送
信する。
従属基地局はそれを受信すると、次にステップST24に
おいて、受信した時分割CDMA制御信号バーストの先頭時
間位置を基準に、自局の時分割CDMA制御信号をアップリ
ンクの時分割CDMA制御チャネルにより基幹基地局へ送信
する。次に、ステップST25において、基幹基地局は上記
従属基地局より受信した時分割CDMA制御信号バースト
が、あるべきタイムスロットに収まるように制御するた
めに、送信バースト位置制御信号を、当該基幹基地局が
送信するダウンリンクの時分割CDMA制御チャネルにより
従属基地局へ送信する。このように、時分割CDMA制御チ
ャネルを使用した、時分割CDMAのチップレート単位での
無線基地局間フレーム同期を確立する。
このステップST23およびST24による、基幹基地局と従
属基地局の間の時分割CDMAのチップレート単位でのフレ
ーム同期計測が一旦終了すると、そのずれ時間情報は従
属基地局ないしは移動交換局においてメモリに記憶させ
ておく。このずれ時間情報は、基幹基地局と従属基地局
との距離に比例するものであるが、これらの無線基地局
は移動しないので一定である。したがって、従属基地局
は基幹基地局からの時分割CDMA制御信号バーストを受信
すれば、受信バーストの先頭時間位置からのずれ時間情
報を既に記憶しているので、その受信したバースト信号
からの、メモリに記憶しているずれ時間情報をもって、
当該従属基地局のフレームの先頭時間位置を設定する。
ここで、一旦ずれ時間の計測が終了すれば、従属基地
局から基幹基地局へのアップリンクでの時分割CDMA制御
信号バーストの送信は不要になるので、その後、従属基
地局は、アップリンクで時分割CDMA制御信号バーストを
送信することを停止する。したがって、基幹基地局はこ
の時分割CDMA制御信号のタイムスロットを受信に使用す
る必要がなくなるので、これを通常の通話チャネルとし
てダウンリンクに使用して、時分割CDMA通話信号バース
トを送信することが可能になる。このプロセスが第21図
のステップST26に示されている。
上記基幹基地局1(BS1)が従属基地局2(BS2)から
のアップリンクによる時分割CDMA制御信号バーストを受
信する必要が無くなり、通常の通話チャネルとしてダウ
ンリンクに使用可能であるタイムスロットは、例えば、
第18図のT0−2欄の、BS1行中の時分割CDMA制御チャネ
ルの「RX」であり、第17図においてはタイムスロットCD
MA#203−0である。さらに、第20図のT/R0−2欄の、B
S1行中の時分割CDMA制御チャネルの「RX」であり、第19
図においてはタイムスロットCDMA#212−0である。
その後、ステップST27において、基幹基地局の時分割
CDMA制御信号のタイムスロットを通話チャネルとして利
用する必要がないほど通話トラフィックが低下した場合
には、基幹基地局はその従属基地局に対して、時分割制
御信号バーストをアップリンクを通して送信するように
指令する。例えば、深夜などにおいては、通話トラフィ
ックが低下するので、このような時間帯は無線基地局間
における、上記ずれ時間情報の測定・確認を行うのに相
応しい環境である。
以上のように、この実施の形態7によれば、無線基地
局間のフレーム同期を、まずTDMA制御チャネルを用いて
確立し、その後時分割CDMA制御チャネルを用いて確立し
た後、従属基地局が送受信するバースト信号の先頭時間
位置のずれ時間をその従属基地局や移動交換局のメモリ
に記憶させるようにしているので、基幹基地局間で制御
情報の更新ができない状況下においても、受信した時分
割CDMA制御チャネルの先頭時間位置と、このあらかじめ
計測されて記憶しているずれ時間の情報を利用すること
により、タイムスロット間の干渉を避けることが可能と
なる。
実施の形態8. 次に、この発明の実施の形態8として、通話トラフィ
ックが過大になった場合に、TDMA制御チャネルを使用し
て基幹基地局と隣接する従属基地局の間のフレーム同期
を確立する場合の制御プロセスについて説明する。
第22図はそのような通話トラフィックが過大になった
場合を考慮した、基幹基地局と隣接する従属基地局の間
のフレーム同期の制御プロセスの一例を示すフローチャ
ートである。また、第23図および第24図はその場合の制
御信号の割り当て状況を表形式で示した説明図であり、
第23図はTDMA/時分割CDMA共存TDDシステムにおける送受
信(TX/RX)割り当ての一例を、第24図はTDMA/時分割CD
MA共存FDDシステムにおける送受信(TX/RX)割り当ての
一例をそれぞれ示している。
以下、第22図にしたがって、基幹基地局と従属基地局
間フレーム同期の制御プロセスについて説明する。
まずステップST31において、従属基地局は実施の形態
7の場合と同様に、最初基幹基地局がTDMA制御チャネル
で送信するTDMA制御信号バーストを受信し、そのバース
ト信号の先頭時間位置を基準に、その従属基地局のTDMA
制御信号バーストをアップリンクのTDMA制御チャネルで
基幹基地局へ向けて送信する。
次にステップST32において、基幹基地局は上記従属基
地局が送信したTDMA制御信号バーストがあるべきタイム
スロットに収まるように制御するための送信バースト位
置制御信号を、当該基幹基地局が送信するダウンリンク
のTDMA制御チャネルにより従属基地局に送るとともに、
この送信バースト位置制御信号に基づく従属基地局の送
信バーストの発射時間調整により、従属基地局が送信す
るアップリンクのTDMA制御信号バーストが、基幹基地局
の受信機入力の時間軸上の、在るべきタイムスロット位
置に入ったことを確認する。これにより、TDMA制御チャ
ネルを使用した無線基地局間のフレーム同期を確立す
る。
次にステップST33において、このTDM制御チャネルに
よる無線基地局間のフレーム同期が確立し、実際の運用
が実施された状態で、従属基地局の時分割制御チャネル
が使用可能な状態まで、通話トラフィックが変化したか
否かの判定を行う。その結果、時分割制御チャネルが使
用可能な状態でなければ処理をステップST32に戻し、TD
M制御チャネルを用いた無線基地局間のフレーム同期の
まま実際の運用を実施する。
一方、ステップST33において、時分割制御チャネルが
使用可能と判定された場合にはステップST34に進み、基
幹基地局は時分割CDMA制御信号バーストをその従属基地
局へ送信する。
以下、実施の形態7の場合と同様に、それを受けた従
属基地局がステップST35で自局の時分割CDMA制御信号バ
ーストを基幹基地局へ送り、基幹基地局がステップST36
にて送信バースト位置制御信号を従属基地局に送信して
時分割CDMA制御チャネルによるフレーム同期の確立を行
う。その後、ステップST37で計測したずれ時間情報を記
憶して、以後の時分割CDMA制御信号バーストの送信を停
止し、通話トラフィックが低下すれば、停止していた時
分割CDMA制御信号バーストの送信を指令する。
無線基地局間のフレーム同期は、同期精度が高い時分
割CDMAチップレートで実施されることがよりよいのはも
ちろんであるが、対象無線基地局の通話トラフィックが
その時点で非常に高く、時分割CDMAのタイムスロットを
制御チャネルとしての時分割CDMA制御情報受信のために
使用できない場合には、次善の策として、上述のよう
に、TDMA制御チャネルのシンボルレート単位でフレーム
同期を取り、当該無線基地局の通話トラフィックが低下
した時点で、時分割CDMAのタイムスロットを制御チャネ
ルとして割り当て、時分割CDMA制御情報を受信するため
に使用する。
なお、第23図および第24図には、1つのタイムスロッ
トの中で送信(TX)と受信(RX)とを共用することが示
されているが、1つのタイムスロットを送受信で共用す
るには、両者の周波数を必要なだけ離し、急峻なフィル
タダイプレクサーを必要とするが、ここで論ずることで
はないので、それについては言及しない。
以上のように、この実施の形態8によれば、時分割CD
MA制御チャネルが使用不可であれば、TDMA制御チャネル
によるフレーム同期を繰り返し、使用可であれば、時分
割CDMA制御チャネルによるフレーム同期を行うようにし
ているので、無線基地局間の制御信号の交信に時分割CD
MAのタイムスロットを使用できない状況下であっても、
TDMA制御チャネルを使用して無線基地局間フレーム同期
を確立することにより、最小限システムを運用すること
ができるようになり、タイムスロット間の干渉が大きく
なることを避けることができるようになる。
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、
周波数軸上でFDMA/TDDおよびTDMAディジタル通信とタイ
ムスロット共用・周波数チャネル共用している時分割CD
MA信号チャネル(共用チャネル)を有して、移動局と無
線基地局との間をディジタル変調方式による変調信号を
使用した、FDMA/TDD方式、マルチ・キャリアーTDMA方
式、あるいは時分割CDMA方式による双方向通信によって
無線接続されている移動通信システムにおけるフレーム
同期の確立に用いて有用であり、また、無線基地局間の
フレーム同期の確立に用いても有用である。さらに、移
動局と無線基地局との間の無線接続している移動通信シ
ステムのみではなく、移動局および半固定のWLL局と無
線基地局との間を無線接続している移動通信システムに
適用することも可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−181242(JP,A) 特開 平7−222227(JP,A) 特開 平7−327263(JP,A) 国際公開96/35958(WO,A1) 国際公開96/38996(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04Q 7/00 - 7/38

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の移動局と少なくとも一つの無線基地
    局との間で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う
    移動通信システムにおいて、 前記移動通信システムとして、TDMA方式のフレーム構成
    のタイムスロットに、前記時分割CDMA方式のタイムスロ
    ットを挿入した、TDMA/時分割CDMA共用方式による移動
    通信システムを用い、 前記移動局が、前記無線基地局から受信した時分割CDMA
    バースト信号の先頭時間位置と、タイムスロットの先頭
    時間位置に前記無線基地局へその先頭が到着するよう
    に、当該無線基地局の指示にしたがって送信した時分割
    CDMAバースト信号の先頭時間位置との間の、固定的時間
    差を除いた時間差を計測し、その情報を前記無線基地局
    へ伝送し、該時間差情報を用いて当該移動局と前記無線
    基地局との間のフレーム同期を設定することを特徴とす
    る移動通信システム。
  2. 【請求項2】移動局が無線基地局から受信した時分割CD
    MAバースト信号の先頭時間位置と、前記移動局から無線
    基地局へ送信される時分割CDMAバースト信号の先頭時間
    位置との、固定的時間差を除いた時間差を、時分割CDMA
    通信に使用するチップレート単位で計測することを特徴
    とする請求の範囲第1項記載の移動通信システム。
  3. 【請求項3】移動局が、一つの無線基地局と無線接続さ
    れ、 通話中において、前記無線基地局以外の他の無線基地局
    から受信した時分割CDMAバースト信号の先頭時間位置
    と、前記移動局が無線接続している当該無線基地局から
    受信した時分割CDMAバースト信号の先頭時間位置との間
    の、固定的時間差を除いた時間差を計測し、 現在無線接続されている前記無線基地局へその情報を伝
    送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。
  4. 【請求項4】移動局が、 無線基地局から送られてくる拡散符号化信号より、拡散
    符号化されていない元の信号を取り出す相関受信/逆拡
    散符号化演算部と、 前記相関受信/逆拡散符号化演算部にて逆拡散符号化さ
    れた時分割CDMA信号を復調し、得られた信号のフォーマ
    ットから必要な信号を取り出すCH受信/TDMA復調部と、 前記CH受信/TDMA復調部で取り出された信号より情報信
    号をアナログ復号化してマン・マシンインタフェース部
    へ送出するディジタル・アナログ変換部と、 前記マン・マシンインタフェース部からの情報信号をデ
    ィジタル符号化するアナログ・ディジタル変換部と、 前記アナログ・ディジタル変換部で符号化された信号の
    多重化を行うCH送信/TDMA多重化部と、 前記CH送信/TDMA多重化部で多重化された情報を、自局
    に割り当てられた拡散符号を使用して周波数軸上で拡散
    させる拡散符号化演算部と、 無線基地局の指令にしたがって、前記拡散符号化演算部
    で拡散符号化した情報を発射するバースト信号の発射時
    間を制御・調整し、無線基地局から受信した時分割CDMA
    バースト信号の先頭時間位置と、当該無線基地局へ送信
    する時分割CDMAバースト信号の先頭時間位置との間の、
    固定的時間差を除いた時間差を、時分割CDMA通信に使用
    するチップレート単位で計測するバースト制御/フレー
    ム内時間設定・時間計測部と、 前記時分割CDMA通信に使用するチップレートと自局に割
    り当てられた拡散符号を発生し、それらをバースト制御
    /フレーム内時間設定・時間計測部、あるいは前記相関
    受信/逆拡散符号化演算部、拡散符号化演算部に供給す
    る拡散符号発生器・チップレート発生器とを備えたこと
    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。
  5. 【請求項5】無線基地局が、 それぞれが、拡散符号化信号より元の信号を取り出す相
    関受信/逆拡散符号化演算部、逆拡散符号化された時分
    割CDMA信号を復調して必要な信号を取り出すCH受信/TDM
    A復調部、取り出された信号を情報信号に復号化してネ
    ットワークインタフェース部に出力するための変換部、
    前記ネットワークインタフェース部より入力された情報
    信号を符号化するための変換部、符号化された信号を多
    重化するCH送信/TDMA多重化部、多重化された情報を周
    波数軸上で拡散させる拡散符号化演算部、拡散符号化さ
    れた情報を発射するバースト信号の発射時間を制御・調
    整し、フレーム内の時間設定および時間計測を行うバー
    スト制御/フレーム内時間設定・時間計測部、および時
    間計測に用いられるチップレートと自局に割り当てられ
    た拡散符号を発生する拡散符号発生器・チップレート発
    生器を有する、複数の信号処理部と、 前記各信号処理部より出力され信号を加算して送信部に
    出力するとともに、受信部で受信された信号を前記各信
    号処理部に分配する信号分配・加算部とを備えたことを
    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. 【請求項6】無線基地局の少なくとも一部の信号処理部
    において、 情報信号を復号化するための変換部を、CH受信/TDMA復
    調部にて取り出された信号を情報信号にアナログ復号化
    してアナログネットワークインタフェース部に出力する
    ためのディジタル・アナログ変換部とし、 情報信号を符号化するための変換部を、前記アナログネ
    ットワークインタフェース部より入力された情報信号
    を、ディジタル符号化するためのアナログ・ディジタル
    変換部としたことを特徴とする請求の範囲第5項記載の
    移動通信システム。
  7. 【請求項7】移動局のCH受信/TDMA復調部が、複数のタ
    イムスロットから選択した自局向けのタイムスロットに
    含まれている情報信号と制御情報とを分離する多重分離
    部と、前記情報信号が一時的に蓄積される情報信号メモ
    リ、および前記制御情報が一時的に蓄積される制御情報
    メモリを有し、 CH送信/TDMA多重化部が、送信する情報信号を一時的に
    蓄積している情報信号メモリ、および送信する制御情報
    を一時的に蓄積している制御情報メモリと、前記情報信
    号と制御情報を合成し、自局に割り当てられたタイムス
    ロットにそれを多重化する多重合成部を有し、 無線基地局からの前記制御情報を解読して、それに基づ
    く種々の機能を当該移動局に対して指示するとともに、
    その応答を前記無線基地局に伝達するための制御情報プ
    ロセッサーを、前記移動局に設けたことを特徴とする請
    求の範囲第4項記載の移動通信システム。
  8. 【請求項8】複数の移動局と少なくとも一つの無線基地
    局との間で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行う
    移動通信システムにおいて、 前記移動通信システムとして、TDMA方式のフレーム構成
    のタイムスロットに、前記時分割CDMA方式のタイムスロ
    ットを挿入した、TDMA/時分割CDMA共用方式による移動
    通信システムを用い、 前記移動局が、最初にシステムへ参加する場合、無線基
    地局から送信されるTDMA制御チャネルを受信し、その情
    報に基づいて指定されたTDMA制御チャネルを使用して制
    御情報を前記無線基地局へ送信し、これら双方向のTDMA
    制御チャネルを経由して、前記無線基地局との間で必要
    な制御情報の通信を行うと共に、前記制御チャネルを通
    して前記無線基地局から送信されたバースト信号の先頭
    時間位置と、タイムスロットの先頭時間位置に前記無線
    基地局へその先頭が到着するように、当該移動局が前記
    無線基地局へ送信するバースト信号の先頭時間位置との
    間の固定的時間を除いた時間差を計測して、その時間差
    情報を前記無線基地局に伝送する第1のプロセスと、 TDMA通話チャネルを指定された場合には、TDMA通話チャ
    ネル及び該チャネルを通して前記無線基地局から送信さ
    れたバースト信号の先頭時間位置と、タイムスロットの
    先頭時間位置に前記無線基地局へその先頭が到着するよ
    うに、当該移動局が前記無線基地局へ送信するバースト
    信号の先頭時間位置との間の固定的時間を除いた時間差
    情報を用いてフレーム同期を設定して通信する第2のプ
    ロセスと、 時分割CDMA通話チャネルを指定された場合には、時分割
    CDMA通話チャネル及び及び該チャネルを通して前記無線
    基地局から送信されたバースト信号の先頭時間位置と、
    タイムスロットの先頭時間位置に前記無線基地局へその
    先頭が到着するように、当該移動局が前記無線基地局へ
    送信するバースト信号の先頭時間位置との間の固定的時
    間を除いた時間差情報を用いてフレーム同期を設定して
    通信する第3のプロセスとを備えたことを特徴とする移
    動通信システム。
  9. 【請求項9】移動局が第1のプロセスにおいて、当該移
    動局からのTDMA制御情報信号バーストを受信した無線基
    地局が、その受信バーストが適正なバースト位置にある
    ことを認定して、その認定情報を当該移動局へ制御チャ
    ネルを通して伝送してきた後、前記無線基地局から送信
    されたTDMA制御信号バーストの先頭時間位置と、当該移
    動局が前記無線基地局へ送信するTDMA制御信号バースト
    の先頭時間位置との間の、固定的時間を除いた時間差を
    情報シンボルレート単位で計測して、その時間差情報を
    前記無線基地局へ伝送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。
  10. 【請求項10】移動局が第2のプロセスにおいて、当該
    移動局からのTDMA通話情報信号バーストを受信した無線
    基地局が、その受信バーストが適正なバースト位置にあ
    ることを認定して、その認定情報を当該移動局へ通話チ
    ャネル内の制御チャネルを通して伝送してきた後、前記
    無線基地局から送信されたTDMA通話信号バーストの先頭
    時間位置と、当該移動局が前記無線基地局へ送信するTD
    MA通話信号バーストの先頭時間位置との間の、固定的時
    間差を除いた時間差を時分割CDMAチップレート単位で計
    測して、その時間差情報を前記無線基地局へ伝送するこ
    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。
  11. 【請求項11】移動局が第3のプロセスにおいて、当該
    移動局からの時分割CDMA通話情報信号バーストを受信し
    た無線基地局が、その受信バーストが適正なバースト位
    置にあるか否かを識別して、適正なバースト位置にある
    ことが認定されると、その認定情報を当該移動局へ通話
    チャネル内の制御チャネルを通して伝送してきた後、前
    記無線基地局から送信された時分割CDMA通話信号バース
    トの先頭時間位置と、当該移動局が前記無線基地局へ送
    信する時分割CDMA通話信号バーストの先頭時間位置との
    間の、固定的時間差を除いた時間差を時分割CDMAチップ
    レート単位で計測して、その時間差情報を前記無線基地
    局へ伝送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。
  12. 【請求項12】複数の移動局と少なくとも一つの無線基
    地局との間で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行
    う移動通信システムにおいて、 前記移動通信システムとして、TDMA方式のフレーム構成
    のタイムスロットに、前記時分割CDMA方式のタイムスロ
    ットを挿入した、TDMA/時分割CDMA共用方式による移動
    通信システムを用い、 前記移動局が、前記無線基地局から受信したTDMAバース
    トあるいは時分割CDMAバーストの先頭時間位置と、タイ
    ムスロットの先頭時間位置に前記無線基地局へその先頭
    が到着するように、前記無線基地局へ送信するTDMAバー
    ストあるいは時分割CDMAバーストの先頭時間位置との間
    の、固定的時間差を除いた時間差をチップレート単位で
    計測して、その時間差情報を前記無線基地局へ伝送し、
    該時間差情報を用いて当該移動局と前記無線基地局との
    間のフレーム同期を設定するものであり、 複数の無線基地局を収容した移動交換局が、前記無線基
    地局より収集した前記時間差情報を記憶する機能を有す
    ることを特徴とする移動通信システム。
  13. 【請求項13】移動交換局が、移動局と周辺の複数の無
    線基地局との間の時間差を計測して、その計測された時
    間差を監視し、現在接続中の無線基地局よりも前記移動
    局との時間差が短い無線基地局が存在すれば、その無線
    基地局との間で無線回線を新たに設定するように、ハン
    ドオーバの開始指令を送出するものであることを特徴と
    する請求の範囲第12項記載の移動通信システム。
  14. 【請求項14】移動交換局が、移動局との時間差が最も
    近い無線基地局に対してハンドオーバの開始指令を送出
    する際に、前記無線基地局が他のオペレータの無線基地
    局であった場合には、当該移動交換局が収容されている
    公衆用システム、および前記他のオペレータの移動交換
    局を経由して、前記移動局に最も近い無線基地局へハン
    ドオーバの開始指令を伝送するものであることを特徴と
    する請求の範囲第13項記載の移動通信システム。
  15. 【請求項15】複数の移動局と少なくとも一つの無線基
    地局との間で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行
    う移動通信システムにおいて、 前記移動通信システムとして、TDMA方式のフレーム構成
    のタイムスロットに、前記時分割CDMA方式のタイムスロ
    ットを挿入した、TDMA/時分割CDMA共用方式による移動
    通信システムを用い、 前記無線基地局の1つである基幹基地局が送信したTDMA
    制御信号バーストあるいは時分割CDMA制御信号バースト
    を、他の前記無線基地局である従属基地局が受信した場
    合に、前記従属基地局が、前記基幹基地局より受信した
    TDMAバースト信号あるいは時分割CDMAバースト信号の先
    頭時間位置と、前記従属基地局が前記基幹基地局からの
    指示にしたがって、タイムスロットの先頭時間位置に前
    記基幹基地局にその先頭が到着するように送信したTDMA
    バースト信号あるいは時分割CDMAバースト信号の先頭時
    間位置との間の、固定的時間差を除いた時間差を計測し
    て、その時間差情報を前記従属基地局より前記基幹基地
    局に伝送し、該時間差情報を用いて無線基地局間のフレ
    ーム同期を設定することを特徴とする移動通信システ
    ム。
  16. 【請求項16】従属基地局が基幹基地局との間で送受信
    するバースト信号の先頭時間位置の、固定的時間差を除
    いた時間差を、時分割CDMA通信に使用するチップレート
    単位で計測することを特徴とする請求の範囲第15項記載
    の移動通信システム。
  17. 【請求項17】基幹基地局が、従属基地局から送信され
    た時分割CDMA制御情報信号バーストを受信して、その受
    信バーストが適正なバースト位置にあるか否かを識別
    し、前記適正なバースト位置にあると認定された場合に
    は、その認定情報を前記従属基地局へ制御チャネルを通
    して伝送するものであり、 前記従属基地局が、前記認定信号を受信した後、前記基
    幹基地局から送信された時分割CDMA制御信号バーストの
    先頭時間位置と、当該従属基地局が前記基幹基地局へ送
    信する時分割CDMA制御信号バースト先頭通時間位置との
    固定的時間差を除いた時間差の情報を、前記基幹基地局
    へ伝送するものであることを特徴とする請求の範囲第15
    項記載の移動通信システム。
  18. 【請求項18】基幹基地局が、従属基地局から送信され
    た時分割CDMA制御情報信号バーストを受信して、その受
    信バーストが適正なバースト位置にあるか否かを識別
    し、前記適正なバースト位置からずれていると認定され
    た場合には、時分割CDMA方式のチップレート単位で計測
    されたそのずれの情報を、前記従属基地局に制御チャネ
    ルを通して伝送するものであり、 前記従属基地局が、前記基幹基地局から受信した前記ず
    れの情報に基づいて、前記基幹基地局から送信された時
    分割CDMA制御信号バーストの先頭時間位置を基準に、当
    該従属基地局が前記基幹基地局へ送信する時分割CDMA制
    御信号バーストの先頭時間位置を、そのずれの分だけ時
    間的に修正して前記基幹基地局へ伝送するものであるこ
    とを特徴とする請求の範囲第16項記載の移動通信システ
    ム。
  19. 【請求項19】従属基地局が、基幹基地局の送信した時
    分割CDMA制御情報信号バーストを受信してその受信バー
    スト信号の先頭時間位置を検出する時、本来当該従属基
    地局が送信すべきタイムスロットにおけるバースト信号
    の送信を停止して、前記基幹基地局から送信された時分
    割CDMA制御信号バーストを受信するものであることを特
    徴とする請求の範囲第18項記載の移動通信システム。
  20. 【請求項20】複数の移動局と少なくとも一つの無線基
    地局との間で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行
    う移動通信システムにおいて、 前記移動通信システムとして、TDMA方式のフレーム構成
    のタイムスロットに、前記時分割CDMA方式のタイムスロ
    ットを挿入した、TDMA/時分割CDMA共用方式による移動
    通信システムを用い、 前記無線基地局の1つである基幹基地局が、他の前記無
    線基地局である従属基地局から送信された時分割CDMA制
    御情報信号バーストを受信して、その受信バーストが適
    正なバースト位置にあることを認定し、その認定情報を
    当該基幹基地局が前記従属基地局へ制御チャネルを通し
    て伝送し、前記従属基地局が、前記基幹基地局から認定
    情報を受信した後、当該基幹基地局より送信された時分
    割CDMA制御信号バーストの先頭時間位置と、タイムスロ
    ットの先頭時間位置に前記基幹基地局へその先頭が到着
    するように、当該従属基地局が前記基幹基地局へ送信す
    る時分割CDMA制御信号バーストの先頭時間位置との時間
    差の情報を前記基幹基地局へ伝送し、該時間差情報を用
    いて無線基地局間のフレーム同期を設定するTDD移動通
    信システムを構成し、 前記基幹基地局が、2フレームに1回、当該フレームの
    先頭スロットにて、TDMA制御信号バーストないしは時分
    割CDMA制御信号バーストのいずれか一方、もしくはその
    双方の送信を行うことを特徴とする移動通信システム。
  21. 【請求項21】基幹基地局が、TDMA制御信号バーストな
    いしは時分割CDMA制御信号バーストのいずれか一方、も
    しくはその双方を、2フレームに1回、その先頭スロッ
    トに送信する際に、 TDMA制御信号バーストおよび時分割CDMA制御信号バース
    トをその先頭スロットに送信していないタイムスロット
    においては、従属基地局から送信されてくるTDMA制御信
    号バーストないしは時分割CDMA制御信号バーストのいず
    れか一方、もしくはその双方の受信を行うことを特徴と
    する請求の範囲第20項記載の移動通信システム。
  22. 【請求項22】基幹基地局が、従属基地局から送信され
    てくるTDMA制御信号バーストないしは時分割CDMA制御信
    号バーストのいずれか一方、もしくはその双方を受信し
    ているタイムスロットにおいては、そのタイムスロット
    が本来、前記基幹基地局のダウンリンクであるTDMA通話
    信号バーストないしは時分割CDMA通話信号バーストのい
    ずれか一方、もしくはその双方を送信するタイムスロッ
    トであっても、その送信を中止して、前記従属基地局か
    らのTDMA制御信号バーストないしは時分割CDMA制御信号
    バーストのいずれか一方、もしくはその双方を受信する
    ものであることを特徴とする請求の範囲第21項記載の移
    動通信システム。
  23. 【請求項23】基幹基地局が、当該基幹基地局から複数
    個の従属基地局へ同期情報を伝搬する際、TDMA制御チャ
    ネルないしは時分割CDMA制御チャネルのいずれか一方、
    もしくはその双方にて、TDMA制御信号バーストないしは
    時分割CDMA制御信号バーストのいずれか一方、もしくは
    その双方を発信する機能を有し、 前記各従属基地局が、当該従属基地局から前記基幹基地
    局へ同期情報を伝搬する際、TDMA制御チャネルあるいは
    時分割CDMA制御チャネルにてTDMA制御信号バーストある
    いは時分割CDMA制御信号バーストを発信する機能を有す
    ることを特徴とする請求の範囲第15項又は第20項記載の
    移動通信システム。
  24. 【請求項24】複数の移動局と少なくとも一つの無線基
    地局との間で、時分割CDMA方式を用いた双方向通信を行
    う移動通信システムにおいて、 前記移動通信システムとして、TDMA方式のフレーム構成
    のタイムスロットに、前記時分割CDMA方式のタイムスロ
    ットを挿入した、TDMA/時分割CDMA共用の移動通信シス
    テムを用い、 前記無線基地局の1つである基幹基地局が送信したTDMA
    制御信号バーストあるいは時分割CDMA制御信号バースト
    を、他の前記無線基地局である従属基地局が受信した場
    合の、前記従属基地局における受信バースト信号の先頭
    時間位置と、タイムスロットの先頭時間位置に前記基幹
    基地局へその先頭が到着するように、前記従属基地局が
    前記基幹基地局に送信するTDMAバースト信号あるいは時
    分割CDMAバースト信号の先頭時間位置との間の、固定的
    時間差を除いた時間差を、時分割CDMAのチップレート単
    位で前記従属基地局が計測し、その時間差情報を前記従
    属基地局より前記基幹基地局に伝送し、該時間差情報を
    用いて無線基地局間のフレーム同期を設定するに際し
    て、 まず、TDMA制御チャネルを使用しで前記無線基地局間の
    フレーム同期を確立し、 その後、時分割CDMA制御チャネルを使用して、時分割CD
    MAのチップレート単位で前記無線基地局間のフレーム同
    期の確立を行い、 時分割CDMAのチップレート単位で前記無線基地局間のフ
    レーム同期が確立した時に、前記従属基地局が前記基幹
    基地局から受信した時分割CDMA制御信号バーストの先頭
    時間位置から、前記従属基地局が前記基幹基地局へ送信
    する時分割CDMA制御信号バーストの先頭時間位置までの
    ずれ時間の情報を、前記従属基地局を収容している移動
    交換局および当該従属基地局の少なくとも一方のメモリ
    に記憶させることを特徴とする移動通信システム。
  25. 【請求項25】時分割CDMAのチップレート単位で無線基
    地局間のフレーム同期を確立した後に、 従属基地局は、当該従属基地局から基幹基地局への時分
    割CDMA制御信号バーストの送信を停止し、前記基幹基地
    局から受信した時分割CDMA制御信号バーストの先頭時間
    位置から、メモリに記憶されているずれの時間の情報に
    したがって、複数個の移動局へ送信する時分割CDMA制御
    信号バーストの先頭時間位置を調整し、 前記基幹基地局は、前記従属基地局からの時分割CDMA制
    御信号を受信していたタイムスロットを通話チャネルと
    して、前記複数個の移動局へのダウンリンクに使用し、
    時分割CDMA通話信号バーストを送信することを特徴とす
    る請求の範囲第24項記載の移動通信システム。
  26. 【請求項26】時分割CDMAのチップレート単位で無線基
    地局間のフレーム同期を確立した後に、 基幹基地局は、従属基地局からの時分割CDMA制御信号を
    受信していたタイムスロットを、通話チャネルとして、
    複数個の移動局へのダウンリンクに使用している時、当
    該ダウンリンクを使用した前記移動局への通話要求がな
    くなった場合、前記タイムスロットにおいて、前記移動
    局への時分割CDMA通話信号バーストの送信を停止し、前
    記従属基地局からの時分割CDMA制御信号バーストの受信
    を再開して、前記無線基地局間フレーム同期確立を実施
    することを特徴とする請求の範囲第25項記載の移動通信
    システム。
  27. 【請求項27】無線基地局が、無線基地局間のフレーム
    同期をとる場合に、 まず、TDMA制御チャネルを使用して前記無線基地局間の
    フレーム同期を確立し、 次いで、時分割CDMA制御チャネルの使用の可否を判定し
    て、使用不可であれば、TDMA制御チャネルを使用した前
    記無線基地局間のフレーム同期を繰り返し、 前記時分割CDMA制御チャネルの使用が可能になった後、
    時分割CDMA制御チャネルを使用して、時分割CDMAのチッ
    プレート単位で前記無線基地局間のフレーム同期の確立
    を行うことを特徴とする請求の範囲第24項記載の移動通
    信システム。
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