JPH02143725A - 多重無線ゾーン移動通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多重無線ゾーン移動通信方式に関し、特に、ゾ
ーンを多重（例えば小無線ゾーンと大無線ゾーンの二重
）に設置し、それぞれのゾーンに別々な制御チャネルを
割り当てた移動通信方式において、移動機の制御チャネ
ルを選択する多重無線ゾーン移動通信方式に関するもの
である。

〔従来の技術〕

移動通信においては、無線周波数を有効に利用するため
一つの無線ゾーンの大きさを小さくし、離れた無線ゾー
ンでは同一の周波数を繰り返し使用することが行なわれ
ている。この効果はゾーンを小さくするほど大きいため
、移動通信システムの大容量化に伴いゾーンの極小化は
ますます進展している。

一方、ゾーン化を行なうと移動局が基地局と通話しなが
ら移動している時に、一つの無線ゾーンから他の無線ゾ
ーンに入る機会が多くなる。この場合、移動局との通話
が中断することなく行なわれるためには、その無線ゾー
ンの移り変わり時に通話チャネルの切り替えを行なう必
要がある。また、この無線チャネルの切り替えが無線ゾ
ーンの境界で正確に行なわれず、本来の無線ゾーンの外
側でチャネルを使用すると、受信レベルの低下によって
通話品質が悪くなったり途中で中断してしまうだけでな
く、繰り返し使用されている同一周波数のチャネルに対
して干渉を与えることになる。

このような無線チャネルの切り替えは制御上一定の時間
（１０〜２０秒）を必要とするため、ゾーン半径が数百
メートルの無線ゾーンを時速６０ｋｍ以上の速度で横切
ったりするとチャネル切り替えが正確に行なわれなくな
る。更に、チャネル切り替えの頻度が多くなることによ
り基地局装置等の制御処理も急速に増大する。

また、携帯型移動機の普及に伴いビルの屋上等の極端な
見通し地点での使用が増えることが予想されているが、
このような場所で移動機を使用すると当該移動機からの
送信波は通常の都市内での伝ｙｌ損失が加わらないため
、その移動機の使用しているチャネルを繰り返し使用し
ている無線ゾーンでは干渉を受けることになる。このよ
うな干渉により、小ゾーン化されるほど通話チャネルの
繰り返し距離が小さくなるため、通話チャネルの品質低
下が問題となる。

次に、小ゾーン化したときの通話トラヒックの変動につ
いて考える。無線ゾーンが小さいほどトラヒックの変動
割合が大きくなり局地的な輻較の発生が予想される。こ
れは無線ゾーンが大きいときにはゾーン全体で平均化さ
れて問題にならなかった局地的なトラヒックの集中が小
ゾーン化により無視できなくなってくるためである。局
地的なトラヒック集中の例としては、渋滞による車の集
中やイベントによる人の集中により特定のゾーンのトラ
ヒックだけが輻較するような場合が考えられる。このよ
うな輻替状態は一般に各ゾーンで同時には発生しないた
め、大きな無線ゾーンのときには大群化効果により避け
ることができるものである。

また、小ゾーン化によって基地局の数が増えるため、大
ゾーンのときに比べて基地局の一つが故障する確率は高
くなる。ところが、数が多いことにより基地局装置の経
済性が重要になり、二重設備等のバックアップを設ける
ことは困難であると共に、人が修理に駆けつけるのに時
間を要する局も多くなり故障の回復に要する時間は長く
なることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来技術において小ゾーン化を進める
と、移動速度の速い移動機に関するチャネル切り替えが
正常に行なわれなくなり、制御処理量も増大する。また
、移動機がビルの屋上等の見通しのよい場所で接続され
ると多くのゾーンで干渉が発生する。更に、通話トラヒ
ックの局地的変動の影響を受けやすい、基地局数の増加
によりシステム全体としての故障の発生率が増加すると
いう問題点があった。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、小ゾーン化を進めてもチャネル切り替えの制御処
理量が増大しない、移動機が見通しのよい場所で接続さ
れてもゾーンで干渉が発生しない、通話トラヒックの局
地的変動の影響を受けない、基地局数の増加によるシス
テム全体の故障の発生率が増加しないようにした多重無
線ゾーン移動通信方式を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

上述した目的を達成するために、本発明にあっては、サ
ービスエリアを複数の小無線ゾーンに分割し、各小無線
ゾーン毎に対応するように設けた複数の第１基地局と、
サービスエリアにおいて複数の小無線ゾーンに重なり該
小無線ゾーンより大きな大無線ゾーンを配置し、それに
対応するように設けた第２基地局とを設けている。第１
基地局および第２基地局のそれぞれには通話用の無線チ
ャネルと共に通話の接続制御専用の制御チャネルとが割
り当てられている。サービスエリアにおいて所在するゾ
ーンの制御チャネルを選択することにより最寄りの基地
局との間で通話が行なえる移動機が含まれ、必要に応じ
て小無線ゾーンあるいは大無線ゾーンの制御チャネルの
中から選択して、第１基地局あるいは第２基地局と移動
機との間で通話の接続が行なえるようになっている。

〔作　用〕

本発明にあっては、サービスエリアを複数の小無線ゾー
ンに分割し、更に、この小無線ゾーンより大きな大無線
ゾーンが配置されている。このようなサービスエリアに
おいて、移動機の所在のゾーンにおいて必要に応じて制
御チャネルの選択を行ない、その選択された基地局と移
動機との間で通話が行なわれ得る。以下、場合を分けて
説明する。

例えば、移動機の移動速度に応じて制御チャネルの中か
ら選択する場合である。移動機の移動速度が大きい場合
には、大無線ゾーンの制御チャネルの中から選択し、移
動機の移動速度が小さい場合には、小無線ゾーンの制御
チャネルの中から選択する。選択された制御チャネルを
有する基地局（大無線ゾーンの制御チャネルの場合には
第２基地局、小無線ゾーンの制御チャネルの場合には第
１基地局）との間で、通話の接続を行なう。

また、移動機での受信レベルに応して制御チャネルの中
から選択する場合である。小無線ゾーンの制御チャネル
を複数受信して、多数の制御チャネルの受信レベルが高
い場合には大無線ゾーンの制御チャネルを選択し、少数
の制御チャネルの受信レベルだけが高い場合には小無線
ゾーンの制御チャネルの中から選択する。それぞれの制
御チャネルを有する基地局との間で通話の接続を行なう
。

更に、通話用のチャネルの輻較状態に応じて制御チャネ
ルの中から選択する場合である。各基地局において通話
用のチャネルが輻較している場合には自局の制御チャネ
ルで輻較を報知し、移動機は輻較の報知の有無によって
自己の所在する大無線ゾーンあるいは小無線ゾーンの制
御チャネルを選択する。その選択された制御チャネルを
有する基地局との間で通話の接続を行なう。これにより
、輻較が報知されていないほうの制御チャネルを選択す
ることができる。

また、システムの故障に因り各基地局においてサービス
ができない場合には、その故障状態に応じて制御チャネ
ルの中から選択する。つまり、各基地局において自局の
制御チャネルで故障を報知し、移動機が自己の所在する
大無線ゾーンあるいは小無線ゾーンの制御チャネルを選
択する。その選択された制御チャネルを有する基地局と
の間で通話の接続を行なう。これにより、故障が報知さ
れていないほうの制御チャネルを選択することができる
。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図に、本発明を適用した二重無線ゾーン配置の例を
示す。

図において、サービスエリアは複数の小無線ゾーンに分
割されているが、同時に大無線ゾーンによってもカバー
されている。各小無線ゾーンには基地局ａ　−ｇが、大
無線ゾーンには他の基地局Ａがそれぞれ配置されている
。なお、ここでは、他の大無線ゾーンに配置された基地
局は省略している。

これら小無線ゾーンの基地局ａ　−ｇおよび大無線ゾー
ンの基地局Ａのそれぞれには、通話用の無線チャネルが
割り当てられている。また、小無線ゾーンの基地局ａ　
−ｇには対応する制御チャネルｆ、〜ｆ、が割り当てら
れ、大無線ゾーンの基地局Ａにも制御チャネルｆＡが割
り当てられている。

この制御チャネルｆ１〜ｆ９およびｆＡは、通話の接続
制御専用である。

このようにして二重に無線ゾーンが形成されるサービス
エリアにおいて、移動機が通話を行なう基地局の選択に
ついて、「（ｉ）市街地を走行する移動機の場合」と’
（ｉｉ）高層ビルの屋上等で使用される移動機の場合」
とに分けて以下説明する。

１　　　　　　　　　　　　′−る　　　　　　のいま
、サービスエリアにおいて、車等の移動機１１が基地局
ａの小ゾーン内の市街地を走行するものとする。小ゾー
ンにおける周波数の繰り返し距離は都市部においては市
街地における大きな伝搬損失を前提に設計されており、
ここでは、ゾーンａとゾーンｄで繰り返し利用が可能で
あるとする。

第２図は本発明の実施例における移動機の動作の制御手
順を示したものであり、移動機１１には制御チャネルｒ
、〜ｒ９および「、の受信周波数が記憶されているもの
とする。

以下、第１図および第２図を参照する。

移動機１１は電源オンされると先ず小無線ゾーンの制御
チャネルｆ８〜ｆ、の受信レベルを短時間（数百ミリ秒
程度）ずつ測定する（ステップ２１）。いま、地上の市
街地を走行する移動機１１は基地局ａのゾーン内にいる
ので、制御チャネルｆ、のレベルが最も高く、他の制御
チャネルｒｂ〜ｆ、のレベルは都市内伝搬損失のために
制御チャネルｆ、よりもかなり低い。

仮に、ゾーンの境界に移動機１１が位置する場合でもゾ
ーン周辺レベルしい以上で受信される制御チャネルの数
は高々３までである。従って、移動機１１は制御チャネ
ルｆ、を選択して受信する可能性がある。そこで、ゾー
ン周辺レベルＬｔｈ以上の制御チャネルの受信レベルが
４つ以上あるが否かを判定する（ステップ２２）。いま
、ゾーン周辺レベルＬｔｈ以上の制御チャネルの受信レ
ベルが３までならば（ステップ２２での否定判定）、次
にレベルが最大の制御チャネルを受信する（ステップ２
３）。ここでは、地上の市街地を走行する移動機１１は
基地局ａのゾーン内にいるので制御チャネルｆ、のレベ
ルが最も高く、制御チャネルｆ１を受信することになる
。

続いて、移動機１１の移動速度が■い以上か否かを判定
する（ステップ２４）。仮に、移動機１１の移動速度が
Ｖい以上であれば（肯定判定）、大無線ゾーンの制御チ
ャネルｆ、を選択することになる。

ところで、移動速度の測定方法としては受信レベルの変
動からフェージングピッチやレベル交差回数により推定
する方法が考えられる。なお、これについては、電子通
信学会発行の「移動通信の基礎」　（奥村他著）の第６
７頁〜第７０真に紹介されている。また、自動車の場合
には車に付いている速度計を利用したり、移動機１１の
利用者が判断して手操作で設定することも可能である。

いずれかの方法で移動速度を検出したとして、ここでは
、先ず移動速度が■い以下の場合について考える（ステ
ップ２４での否定判定）。この場合は、制御チャネルｒ
１を更に受信して、輻較やシステムの故障が報知されて
いるか否かを判定する（ステップ２５）。輻較やシステ
ムの故障が報知されていなければ（否定判定）、待ち受
は状態に入り、受信レベルがゾーン周辺レベルＬｔｈを
下回ったか否かを判定する（ステップ２６）。

いま、受信レベルはゾーン周辺レベルＬ。以上であれば
（ステップ２６での否定判定）、受話器がオフフックさ
れているかを判定する（ステップ２７）。オフフッタ状
態であれば（肯定判定）、通話の接続制御を開始して通
話チャネル接続の処理を行なう（ステップ２８）。オン
フック状態であれば（ステップ２７での否定判定）、ス
テップ２４に戻り、移動速度の状態、輻幀やシステムの
故障に関する報知の有無、受信レベルの状態を判定する
手順を繰り返す。

なお、移動速度が■い以上になるか、輻較やシステムの
故障が報知される場合には（ステップ２４．２５での肯
定判定）、大無線ゾーンの制御チャネルｆＡへ移行する
。また、受信レベルがゾーン周辺レベルＬいを下回った
場合には（ステップ２６での肯定判定）、ステップ２１
に戻って、小無線ゾーンの制御チャネルｆ、〜ｆ、の再
選択から繰り返す。

次に、大無線ゾーンの制御チャネルｆＡへ移行する場合
を考える。その例としては、ゾーン周辺レベルＬい以上
の制御チャネルの受信レベルが４つ以上であるとき、移
動速度が■い以上であるとき、輻幀やシステムの故障が
報知された場合である。この場合、大無線ゾーンが複数
で構成されているものとすると、各大ゾーンの制御チャ
ネルについて小ゾーンの場合と同様にレベルの比較を行
なって、移行すべき制御チャネルを判断することになる
。

そこで、移動機１１にとってゾーン周辺レベルしい以上
の制御チャネルの受信レベルが４つ以上あるか否かを判
定したとき（ステップ２２）、ゾーン周辺レベルしい以
上の制御チャネルの受信レベルが４以上ならば（肯定判
定）、大無線ゾーンの制御チャネルｆｓへ移行する。つ
まり、受話器がオフフックされて通話の接続制御が開始
されるまで制御チャネルｆＡを受信する待ち受は状態に
なる。

基地局Ａによる大無線ゾーンの制御チャネルｆ、を受信
する（ステップ２９）。このようにして制御チャネルｆ
Ａに移行すると移動機］■は、輻幀やシステムの故障が
報知されているかを判断する（ステップ３０）。基地局
Ａから輻較やシステムの故障が報知されていれば（肯定
判定）、ステップ２１に戻って小無線ゾーンの再選択を
実行する。

これに対して、基地局Ａから輻較やシステムの故障が報
知されていなければ（ステップ３０での否定判定）、受
話器がオフフッタであるか否かを判断しくステップ３１
）、通話の接続制御を開始する（ステップ２８）。

なお、大無線ゾーンが複数で構成される場合には、各大
無線ゾーンの制御チャネルについても、小無線ゾーンの
場合と同様にしてレベルの比較を行なって、移行すべき
制御チャネルを判断する必要がある。また、待ち受は状
態において受信レベルが周辺レベルを下回るか否かの判
断が必要である。

ｉｉ　　ｆ　　ビルの　上　で　　される　　　の１合 第３図は高層ビルの屋上で携帯型移動機を使用する場合
を示す。

第３図に示す移動機３１が第２図の順序に基づいて基地
局を選択する場合について述べる。

移動機３１は電源オンされると先ず小無線ゾーンの制御
チャネルｆ、−ｆ、の受信レベルを短時間（数百ミリ秒
程度）ずつ測定する（ステップ２「（ｉ）市街地を走行
する移動機の場合」にて上述した移動機１１の場合に比
べて移動機３１では高層ビルの屋上にいるため、基地局
ａ−，−ｇの制御チャネルｆ１〜ｆ、は見通しのない市
街地の伝搬損失ではなく、見通しの伝１１［１失で受信
されることになるため、制御チャネルの受信レベルは移
動機３１から最も近い基地局ｄの制御チャネルｆ４ばか
りでなく、他の制御チャネルもゾーン周辺レベルＬｔｈ
以上となる。特に、基地局ｄに隣接する基地局ｃ、ｅ、
Ｈの制御チャネルｒＣ，ｒ、。

ｆ、についても充分に受信されるので、第２図に示す制
御手順において受信レベルＬｔｈ以上の制御チャネルが
４以上の場合に当てはまり（ステップ２２での肯定判定
）、移動機３１は大無線ゾーンの制御チャネルｆＡに移
行する。

この動作は、「（ｉ）市街地を走行する移動機の場合」
にて上述した場合と同様である。このように基地局ｄの
小無線ゾーンに所在する移動機３１が高層ビル等で通話
する場合、基地局ｄの通話チャネルを利用すると繰り返
し配置されている基地局ａに対して干渉波を発生するこ
とになるが、本発明実施例では、大ゾーンの基地局Ａに
接続されるので、このような干渉の発生を防ぐことがで
きる。

上述した実施例によれば、小ゾーンにに加えて大ゾーン
を重ねて配置することにより状況に応じて接続するゾー
ンを選択するものである。これにより、移動速度の速い
移動機は大ゾーンに接続することにより、不正確なチャ
ネル切り替えを防止でき、制御処理量を減らすことがで
きる。また、移動機がビルの屋上等の見通しのよい場所
で接続しても、大ゾーンに接続することにより、干渉の
発生を防止することができる。更に、通話トラヒツクの
局地的な集中に対して、小ゾーンの溢れ呼を大ゾーンで
救済することができる。たとえ、小ゾーンの一部基地局
が故障したときでも大ゾーンでサービスを継続すること
ができ、システムの信幀性を上げることができる。

なお、上述した本発明の実施例にあっては、制御チャネ
ルとして各基地局に一つの周波数を割り当てた場合につ
いて説明したが、制御チャネルとして各基地局共通の周
波数を時分割で使うＴＤＭＡチャネルを用いる場合につ
いても、通話チャネルに関して同様の二重無線ゾーン配
置が行なわれていれば、同じように当てはまる。

本発明には各種の変形態様があることは当業者であれば
容易に推考できるであろう。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、ゾーンを多重にし、
状況に応じて接続するゾーンを選択することにより、移
動速度の速い移動機であっても正確にチャネル切り替え
ができ制御処理量が減り、移動機がビルの屋上環の見通
しのよい場所で接続しても干渉はなく、小ゾーンの溢れ
呼を大ゾーンで救済でき、小ゾーンの基地局の故障があ
っても大ゾーンでサービスを継続することができるので
システムの信軌性を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による多重無線ゾーン移動通
信方式の説明図、 第２図は本発明実施例による多重無線ゾーン移動通信方
式を説明するための制御手順を示すフローチャート、 第３図は本発明の別実施例による多重無線ゾーン移動通
信方式の説明図である。 図において、 １１．３１は移動機、 ｆ、〜ｆ、、ｆＡは制御チャネル、 しいはゾーン周辺レベル、 ■いは移動速度である。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）サービスエリアを複数の小無線ゾーンに分割し、
   各小無線ゾーン毎に対応するように設けた複数の第１基
   地局と、 前記サービスエリアにおいて複数の小無線ゾーンに重な
   り該小無線ゾーンより大きな大無線ゾーンを配置し、そ
   れに対応するように設けた第２基地局と、 前記第１基地局および第２基地局のそれぞれには通話用
   の無線チャネルと共に通話の接続制御専用の制御チャネ
   ルとが割り当てられており、前記サービスエリアにおい
   て所在するゾーンの制御チャネルを選択することにより
   最寄りの基地局との間で通話が行なえる移動機と、 を含み、必要に応じて前記小無線ゾーンあるいは大無線
   ゾーンの制御チャネルの中から選択して、前記第１基地
   局あるいは第２基地局と前記移動機との間で通話の接続
   を行なうようにしたことを特徴とする多重無線ゾーン移
   動通信方式。