JPH0373625A - 階層構造をもつ移動通信システムの制御方法 - Google Patents

階層構造をもつ移動通信システムの制御方法

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JPH0373625A
JPH0373625A JP20785389A JP20785389A JPH0373625A JP H0373625 A JPH0373625 A JP H0373625A JP 20785389 A JP20785389 A JP 20785389A JP 20785389 A JP20785389 A JP 20785389A JP H0373625 A JPH0373625 A JP H0373625A
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Akifumi Akiyama
秋山 昌文
Fumiaki Ishino
文明 石野
Shigeo Takeda
武田 栄夫
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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〕 〔従来の技術〕 従来、自動車電話等では、サービスエリアを複数の位置
登録エリアに分割し、移動端末では、現在受信しでいる
無線チャネルの電界強度を常時測定し、その電界強度が
劣化すると新しく電界強度の強い無線チャネルを探し、
もしそのチャネルが新しい位置amゾーンのチャネルで
あればそこで位置登録を行なう。
この位置登録情報は、交換局で記憶し以後着信があれば
、その位置登録エリアで呼出を行なっている。
また、その位置登録エリアは半径3〜5iをカバーする
複数の無線基地局で被われていて、移動端末がどこにい
ても着信が可能なように構成している。
しかしながら、将来の携帯電話では、無線基他局のサー
ビスゾーンの半径は、周波数有効利用の観点から、数百
メートルの場合も考えられている。このような小ゾーン
では、サービスエリアをくまなく同一の無線基地局ゾー
ンで被うことは困難である。
すなわち、小ゾーンの無線基地局は、繁華街や駅周辺に
のみ設置され、郊外にはこのような小ゾーンは設置され
ない場合がある。すなわち、郊外等では通信が不可能と
なる。
〔発明が解決しようとするWII〕
本発明は、このような小ゾーン無線基地局構成の場合に
、小ゾーン無線基地局がない地域でも着信を可能とする
システムを提供することが巨的である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、上述の巨的は前記特許請求の範囲に記
載の手段に上り達成される。
すなわち、本発明は、ゾーンZi−+は原則としてゾー
ンZiに含まれる大小関係をもつZ。
からZNまでのN種類の呼出ゾーンで構成し、移動端末
は位rI!登録が可能な最小の呼出ゾーンで位置登録を
行ない、該移動端末に着信する場合、ゾーンZ1で位置
登録を行なっていれば、制御局は最初にゾーンZiで該
移動端末の呼出を行ない応答がなければ次にゾーンZ 
141で呼出を行ない、更に応答がなければゾーンZi
+2、Zi+3、・・・・・・ Znと、順次大きなゾ
ーンで呼出を行ない、移動端末の応答によりそのゾーン
で通話を行なわせる階層構造をもつ移動通信方式本発明
の移動通信方式は、 (1)無線ゾーンを小ゾーンと、それを含むより大きい
ゾーンで構成し、移動端末が小ゾーンにいる場合は小ゾ
ーンで通信し、小ゾーンから外に出たときは、より大き
いゾーンで通信する。
(2)移動端末は、原則として小ゾーン単位に位置登録
し、小ゾーンがないときはより大きいゾーンに位置登録
する。
という通信方式である。
さらに、具体的に説明すると、本発明では、例えば、サ
ービスエリアを小無線ゾーンと、そのゾーンを含む中無
線ゾーン、さらに、その中無線ゾーンを含む大熊線ゾー
ンというように階層的に構成する。
すなわち、通信トラヒックの多いところは小無線ゾーン
でカバーし、同一511#lチヤネルの繰り返し利用に
よる周波数利用効率を向上させる。
一方、通信トラヒックが少ない所は、中無線ゾーンでカ
バーし無線基地局が増大することを避けている。
さらに、これらの無線ゾーンでカバーされないエリアは
大ゾーンでカバーする。
移動端末は、小ゾーンのエリアにくると小ゾーンエリア
で位置登録し、小ゾーンエリアから出て中ゾーンエリア
になると中ゾーンエリアで位置登録する。しかし、中ゾ
ーンエリアから出て大ゾーンになっても位置登録はしな
い。
それは、大ゾーンでは無線基地局の半径は数十に−と大
きく、移動端末の送信パワーは小さく位置登録しても大
ゾーンの基地局には届かないためである。
着信時、交換局は位置登録されているゾーンで呼び出す
が、もし小、中ゾーンで応答がなければ大ゾーンで呼び
出し、移動端末に着信があることを伝え、中ゾーン、ま
たは小ゾーンエリアに移動し移動端末からのアクセスを
要求する。
そこでユーザは、小ゾーンまたは中ゾーンに移動し、移
動端末側から制御局にアクセスする。
このようにすることで、小ゾーン構成によるトラヒック
密集地域での無線チャネルの繰り返し利用を図るととも
に、トラヒックの少ないところでの無線基地局の増設を
避けることが可能で経済的なシステムを構成できる。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例を示す図であり、同図(a
)はゾーン構成例を示す図であり、同図(b)は各無線
基地局、制御局および交換局の接続関係を示す図である
本例は、呼出ゾーンを3階層としたゾーン構成例で、1
01は移動端末、102〜105は小無線ゾーン(Z+
に相当)の無線基地R(以下、「小無線基地局」または
単に「基地局」ともいう)、106〜108は中熱線ゾ
ーン(Zzに相当)の無M基地局(以下、「小無線基地
局」または単に「基地局」ともいう)、109は大j!
li線ゾーン(Z、に相当)の無線基地局(以下、「大
無線基地局」または単に「基地局」ともいう)を表わし
ている。
また、110は5iIIl1局、111はメ;eす、1
12は交換局、113は電話機である。
各基地局102〜109は、それぞれ専用の無線チャネ
ルをもち、呼出データを各移動端末に送出するとともに
、自分の基地局識別コードをも送出している。
第1図(a)で実線は小無線基地局ゾーンのエリア、点
線が小無線基地局ゾーンのエリア、−点鎖線が大無線基
地局ゾーンのエリアであり、それぞれはオーパフツブし
ているところもあれば、中ゾーンと大ゾーンのみ、また
は大ゾーンのみのところもある。
初めに、位置登録について説明する。
第1図(a)において、a点(記号aで示す×印の地点
、以下能の地点も同様に表わす)にいる移動端末101
は大ゾーン無線基地局109の電波を常時受信している
が、定期的に小ゾーンの各無線チャネル、中ゾーンの各
無線チャネルの電波をも受信する。
すなわち、一定時間ごとに自分が常時受信している無線
チャネル以外のゾーン、本例では小ゾーンの各無線チャ
ネルと中ゾーンの各無線チャネルの電界強度を測定する
。移動端末101が基地局102のゾーン内のb点に入
ってくると、基地局102の無線チャネルの電界が強く
検出される。すると移動端末101は、前に位置登録し
た無線基地局ゾーンの名前、または番号が記憶されてい
る自分の待つでいる位置登録メモリの内容を参照し、そ
れが基地局102でない場合には位置登録信号を基地局
102の上り無線チャネルで送出する0位置登録信号は
無線基地局102を経由し、制御局110で受信され、
制御局110からは必要により位置登録受信完了信号が
移vJJ端末101に返送される。
位置登録信号には移動端末101の番号が含まれている
ので、制御局110はメモリ111にアクセスし、移動
端末101の番号の位置登録エリアに無線基地局102
の番号を記憶する。
第2図にメモリ111の移動端末ごとの位置登録エリア
の記憶7tマット例を示す。
201は移動端末番号の記憶エリア、202は小無線基
地局番号の記憶エリア、203は小無線基地局番号の記
憶エリア、204は大無線基地局番号の記憶エリア、2
05はその他の制御に用いる記憶エリアである。
制御局110は移動端末番号から201の記憶エリ7を
検索し、202に小ゾーン無線基地局102の番号を記
憶する。また同時に、記憶エリア203.204には、
小無線基地局102が含まれることが、あらかじめ決ま
っている中j!1IIa基地局106の番号と大無線基
地局109の番号を記憶する。
次に、b点にいる移動端末がC点に移動した場合につい
て説明する。
移動端末101が無線基地局102から離れると、い*
まで常時受信していた無線基地局102の無線チャネル
の電界強度が劣化する。すると移動端末101は、小無
線基地局の他の無線チャネルを検索しその電界強度を測
定する。
もし、その中に電界強度が決められた値以上のチャネル
が存在すれば、そのゾーンで位置登録を行なう、もしな
ければ、小無線基地局の各無線チャネルを検索しその電
界強度を測定する。
本例では、小無線基地局106の無線チャネルが強く受
信される。このため移動端末101は、小無線基地局1
06に、位置登録信号を送出する。この場合、移動端末
101の送信出力は、小無線基地局ゾーンでの位置登録
の場合に比べ大きくする必要がある。小無線基地局10
6を経由して、移動端末101の位置登録信号を受信し
た制御局110は、メモリ111の移動端末101の番
号エリアにアクセスし、第2図の記憶エリア203に小
無線基地局106の番号を記憶するとともに、記憶エリ
ア202のデータを消去する。また、記憶エリア204
に小無線基地局ゾーンが含まれる大無線基地局の番号を
記憶することはいうまでもない。
次に、C点にいる移動端末がd点に移動した場合につい
て説明する。
C点に移動端末101がいるとき、移動端末101は常
時は小無線基地局106の無線チャネルを受信するとと
もに定期的に各小無線基地局の無線チャネルも検索し、
電界強度が強い小無線基地局チャネルが有るかを測定し
ている。
もし、いずれかの小無線基地局の無線チャネルの電界強
度が強ければ、小無線基地局の無線チャネルの電界強度
が強くても、その小無線基地局の無線チャネルから位r
I!登録する。この場合の制御は、a点からb点へ移動
したときと同じである。
すなわち、移動端末101が小無線基地局106から離
れると、今まで常時受信していた無線基地局106の無
線チャネルの電界強度が劣化する。すると移動端末10
1は、小無線基地局の各無線チャネルを検索し、その電
界強度を測定する。もし、その中に電界強度が決められ
た値以上のチャネルが存在すれば、そのゾーンで位置登
録を行なう。もしなければ、次に小無線基地局の各無線
チャネルを検索し、その電界強度を測定する。もし、そ
の中に電界強度が決められた値以上のチャネルが存在す
れぽ、そのゾーンで位置登録を行なう、もしなければ、
次に大無線基地局の各無線チャネルを検索しその′@電
界強度測定する。
本例では、大無線基地局109の無線チャネルのみが強
く受信される。このため、移動端末101は、大無線基
地局109に、位置登録信号を送出するのが通常の動作
であるが、本例では、大無線基地局109は最も大きな
ゾーンであり、移動端末101からの無線送信出力では
大無線基地局109*で電波が届かないことを仮定して
いる。そのため移動端末101は、この場合位置登録を
行なわず、ただ無線基地局109の無線チャネルを常時
受信し、定期的に他の無線基地局の無線チャネルの電界
強度を検索しでいる。これらの移動端末の位置登録制御
70−を第3図に示す。
しかし、この位置登録の制御方式だけだと小無線基地局
ゾーンを移動端末が高速に移動するような場合、頻繁に
位置登録を行なうことになる0時速60km/時で移動
する自動車に乗っていると、半径100メートルの小ゾ
ーンを横切るたびに位置登録を行なうとすると、最小で
も12秒に1回、位置登録を行なうことになる。
これを避けるには、移動速度が速い場合には位置登録を
中止するか、小ゾーンでなく中ゾーンでの位置登録を行
なえばよい。
すなわち移動端末で、受信無線電波の7エージングピツ
チ等から自移動端末の移動速度を測定し、一定速度以上
の場合は小無線基地局の無線チャネルを選択し、そこで
位置登録するのが望ましい、*た、小ゾーンでの位置登
録は、頻繁に移動するユーザにとっては、位置登録トラ
ヒックを増やすだけの場合が多い、このような場合のた
めに、小ゾーンでの位置登録は、自動では行なわせない
方式もある。
すなわち、通常は中ゾーンで自動位置登録し、はとんど
移動しない場合のみ、手動で位置登録することも考えら
れる。このような方式をとると、小ゾーン内にいるが、
位置登録は中ゾーンで行なうということになる。
次に、移動端末を呼び出す動作を説明する。
最初に、移動端末101が第1図(a)のb点にいる場
合について説明する。
一般電話網から電話4f1113で移動端末101の番
号がダイアルされると、ダイアル信号は交換局112を
経由し制御局110に到達する。
制御局110はメモリ111を検索すると、第2図に示
す移動端末101の記憶エリア202には基地局102
の番号、記憶エリ7203には基地局106の番号、記
憶エリア204には基地局109の番号が記憶されてい
る。
そこで制御局110は、最も小さいゾーンから呼出を行
なうため、記憶エリア202に記憶されている基地局1
02から移動端末101を呼び出し、応答があれば基地
局102の通話用無線チャネルを割り当て通話を行なわ
せる。
移動端末101が0点にいて、中無線基地局ゾーンで位
置登録している場合は、第2図の記憶エリア202には
なにも書かれていず、記憶エリア203に基地局106
の番号が書かれているため、最初から基地局106で呼
出を行なうことで移動端末101は基地局106から応
答するので、基地局106の通話チャネルを割り当て、
通話を行なわせる。
また、小ゾーンで位置登録をしない方式では移動端末1
01が6点にいても、第2図の記憶エリア202にはな
にも書かれていす、記憶エリア203に中無線基地局1
06の番号が書かれている。この場合は、制御局110
は中無線基地局106から呼出を行なうが、移動端末1
01は、小無線基地局ゾーンにいるので、小無線基地局
102から応答する。そこで制御局110は、小無線基
地局102の通話チャネルで通話を行なわせる。
移動端末101がa点にいる場合は、各種のパターンが
ある。
もし、移動端末101が基地局102のゾーンから直f
ia点の位置へ移動した場合には、第2図の記憶エリア
202には基地局102の番号が、記憶エリア203に
は基地局106の番号が、記憶エリア204には基地局
109の番号が入っている。交換局112から着信があ
ると制御局110は、メモリ111をアクセスするが、
記憶エリア202に基地局番号が入っているので、基地
局102のエリアで呼出を行なう、しかし、移動端末1
01はa点にいるので、呼出電波は届かない、制御局1
10は、移動端末101からの応答がないため、何度か
再呼出をするが、それでも応答がないと、次の記憶エリ
ア203に書かれているゾーン、基地局106で呼出を
行なう、しかし、基地局106からの呼出でも移動端末
101には届かないので、応答がない。
制御局110は、何度か再呼出を行ない、それでも応答
がないと、次に記憶エリア204の内容から、基地局1
09の番号を知り、基地局109で呼出を行なうことに
なる。しかし、基地R109から呼出を行なっても移動
端末101は信号の受信はできても、送信はできない。
そこで制御局110は、電話a113に移動端末101
がすぐ応答できるところにいないため、受話器をかけて
待つように通知する。
そして、メモリ111の移動端末101の記憶エリアに
電話機113の番号、を記憶し、移動端末101を基地
局109から呼び出す、記憶エリアとしては、第2図の
記憶エリ720b−使用する。電話機113の番号は、
I SDNの電話網であれば制御局110*で転送され
てきているので容易にわかる。また、l5DN網でない
場合でも、自動ダイアル国際電話やクレジットサービス
などと同様のダイアル方式を用いれば容易に一般電話網
から転送されてくる。
また、必要によっては、電話機113からプッシェボタ
ン信号で送出させることも考えられる。移動端末101
に送出する呼出信号には、通話要求があることを示すメ
ツセージを含ませる。このメツセージを受信した移動端
末101は、今いるところでは、送信が不能であること
を、例えば移動端末101のランプ表示等で知り、基地
局102のエリアに移動する。
移動端末101は、定期的に小無線基地局ゾーンの無線
チャネル、中無線基地局ゾーンの無線チャネルの電界強
度をチエツクしているので、基地局102のゾーン内に
くると、前に述べた位置登録を自動的に行なう、移動端
末101の番号を含む位置登録信号が基地局106を経
由し制御局110にくると制御局110は、メモリ11
1にアクセスし前記の位置登録のためのメモリ書き替え
を行なうとともに、第2図の記憶エリア205を見る。
記憶エリア205には電話機113の電話番号が書いで
あるので、制御局110は、電話機113を交換局11
2を経由して呼び出すととちに、移動端末101をも呼
び出し、両者を接続し通話を行なわせる。
皇だ、通話ができると記憶エリア205の電話番号は消
去する。
ここでは、位置登録と同時に、応答を行なわせる方法に
ついて述べたが、この応答を自動的でなく、ユーザーの
手動で行なわせる方法もある。
すなわち、移動端末101が基地局102のゾーンに入
ると、位置登録は自動的に行なうが、電話機113との
通話は自動的でなく、移動端末101に送信可能なゾー
ンにきたことを鳴音および表示で示し、ユーザーの指示
、例えば特定のボタンの押下があってから、電話1fi
113との接続を開始する方法である。
これは、ボタンを押す操作が必要だがユーザーの適した
状態のときに通話を行なうことができる利点がある。
またここでは、移動端末101からの応答を仮定したが
、応答は必ずしも無線基地局を用いたもののみに限らな
い。
例えば、一般電話網の電話機を用いても可能である。す
なわち、図示されていない電話機から特定の番号をダイ
アルすることで制御局110に着信させ移動端末101
の番号を該電話機から送出し制御局にエンドツウェンド
で伝送し、制御局110は移動端末101の番号でメモ
リ111にアクセスし電話機113の番号を読み出し両
電話機を接続させる。これは無線基地局のゾーンが近く
にないが一般電話機はあるような場合に便利である。
移動端末101がa点にていも、小ゾーンを経由せず中
ゾーン106からa点に行った場合は、メモリ111の
内容が異なるため制御も若干具なる。
すなわち、制御局110が、電話Ia113から移動端
末101への着信を知ると、メモリ111を見にくいが
、第2図の記憶エリ7202には小無線基地局番号は記
憶されて−ず、記憶エリア203と204にのみ中およ
び大無線基地局の番号が記憶されでいる。そこで制御局
110は、最初に記憶エリア203に書かれている基地
局106のゾーンで呼び出す、しかし、移動端末101
からの応答はないので、次に基地局109から上記と同
様な呼出を行なう、この場合には、上記と比較し無効な
呼出が少なくて済むことになる。
勿論、移動端末101が最初からa点にいる場合には、
第2図の記憶エリア202.203には、なにも書かれ
でいないので、最初から大ゾーンでの呼出を行なうこと
になるのはいうまでもない、この場合には、無効な呼出
がもつと少なくなる。
移動端末101がa点にいる場合、制御局110はメモ
リ111を見て、無線基地局102から呼出信号送出す
るが、もし、7エージング等でその呼出信号が移動端末
101に届かないと制御局110は、何回か再送を試み
たあと、次に、中無線基地局106からの呼出を行なう
ことになる。しかし、移動端末101が中無線基地局の
無線チャネルを受信していなければ、やはり呼出信号は
届かない。
制御局110は、引き続き大無線基地局109からの呼
出に移行するが、当然ながら、ここからの信号も届かな
いことになる。このような事態を避けるためには、呼出
信号の伝送信頼度の向上を図ることは勿論であるが、移
動端末101で、小無線基地局102の無線チャネルを
受信するのでなく、常時中無線基地局106、大j!H
1基地局109の無線チャネルを順次受信することが望
ましい。
また、以上の説明では、小無線基地局ゾーン、中無線基
地局ゾーンでは、位置登録および通話もできることを仮
定し、大無線基地局ゾーンでは呼出だけができることと
した。しかし、無線基地局ゾーンのIs!IIl!とじ
て、これ以外に、通話はできないが、呼出に対する確認
信号ぐらいなら返せるゾーンもあると考えられる。
すなわち、移動端末の送信出力は、その持っているバッ
テリの大きさに比例するが、通話のような長時間の大出
力での送信はできないが、呼び出しに対する確認信号な
ら、数ミリ−数十ミリセカンドでよく、殆どバッテリに
対する大きな負荷とならない。
例えば、第1図で中無線基地局107が制御用無線チャ
ネルのみをもち、通話用無線チャネルがないとする。
電話1f1113から移動端末101に着信があると、
制御局110はメモリ11をみる。メモリ11の移動端
末101の記憶エリア202には小無線基地局番号は書
き込まれてなく、記憶エリア203に中無線基地局10
7の番号が書かれている。制御局110は、無線基地局
107が制御チャネルのみを持っている無線基地局であ
ることも同時に知ることができるので、前に述べた大無
線基地局からの呼び出しと同様な制御で移動端末101
に呼出信号を送出する。
呼出信号に対する確認信号が移動端末101から返って
くると、制御局110は、電話Ia113の番号を第2
図の記憶エリア205に記憶するとともに、電話m1i
sへ受話器をかけて待つように伝える。
以後の動作は、大無線基地局での呼び出しの場合と同じ
である。呼出信号に対する確認信号があることで、呼出
が確かに相手に届いたか、届かないかが確認できるので
、無駄な再送の減少、電話機113への呼び出し結果の
通知等ができ、サービス性が向上する。
また、以上の説明で、通話チャネルのない無線基地局ゾ
ーンでの制御は、呼び出した電話機113の電話番号を
制御局のメモリで記憶し、移動端末からの応答により自
動的に接続する方式としたが、電話機113の電話番号
を移動端末へ送出し、移動端末で表示させることも可能
である。移動端末で原発呼電話機113の電話番号が表
示されれば、ユーザがそれをみてダイヤルし電話機11
3に着信可能である。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明はサービスエリアを小無線ゾ
ーンと、そのゾーンを含む中無線ゾーン、さらにその中
無線ゾーンを含む大無線ゾーンと階層的に構成し、その
間の位置登録方法、それに基づく呼出方法を定めること
により経済的なシステムを実現した。
すなわち、人口密集地域は小無線基地局ゾーンを設定し
、周波数の繰9N、シ利用を図るとともに、小無線ゾー
ンでの位置登録により小無線ゾーンでの呼び出しを可能
とし呼出信号による無線チャネルの効率化を図った。
また、人口密度の少ない地域は中ゾーンで構成し、基地
局数の増大化を防ぎシステムの経済的な構成を可能にす
るとともに、最大のゾーンは、呼出のみとし、移動端末
の小型化、経済化を図っている。
さらに、サービス面でも、移動端末が最も高い頻度で存
在する小ゾーンエリア、中ゾーンエリアでは、通常の電
話と同じサービス仕様を実現するとともに、通常ならサ
ービスエリア外の地域である所でも、呼出のみを行ない
、原発呼電話機の電話番号を記憶し、移動端末からの送
信エリアへ移動後の発呼により通話を行なわせるサービ
スで、サービスエリアを大幅に拡大した。
本方式を用いることにより、将来、携帯電話を各人が持
つ時代になっても、無線チャネルの119返し利用を図
るとともに、経済的な無線基地局構成で、実現性の高い
システムが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図はメモリ1
11の記憶エリア7すマット例を示す図、第3図は移動
端末の位置登録制御70−を示す図である。 101 ・・・・・・移動端末、     102〜1
05 ・・・・・・小無線ゾーン(Z、に相当)の無線
基地局、    106〜108 ・・・・・・中無線
ゾーン(Z、に相当)の無線基地局

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ゾーンZ_i_−_1は原則としてゾーンZ_1に含ま
    れる大小関係をもつZ_1からZ_NまでのN種類の呼
    出ゾーンで構成し、移動端末は位置登録が可能な最小の
    呼出ゾーンで位置登録を行ない、該移動端末に着信する
    場合、ゾーンZ_iで位置登録を行なっていれば、制御
    局は最初にゾーンZ_iで該移動端末の呼出を行ない応
    答がなければ次にゾーンZ_i_+_1で呼出を行ない
    、更に応答がなければゾーンZ_i_+_2、Z_i_
    +_3、・・・・・・Z_nと、順次大きなゾーンで呼
    出を行ない、移動端末の応答によりそのゾーンで通話を
    行なわせる階層構造をもつ移動通信方式。
JP1207853A 1989-08-14 1989-08-14 階層構造をもつ移動通信システムの制御方法 Expired - Lifetime JP2786485B2 (ja)

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