JPH0616603B2

JPH0616603B2 - 移動体通信方式

Info

Publication number: JPH0616603B2
Application number: JP63006556A
Authority: JP
Inventors: 晴児服部; 晃秀粕川; 儀三芝野; 祥延小林; 信司鈴木
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 1988-01-14
Filing date: 1988-01-14
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: NO890136D0; US4947452A; DK16189A; EP0324509A2; JPH01181340A; EP0324509B1; DE68922750D1; DE68922750T2; DK16189D0; NO890136L; EP0324509A3

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、ゾーン方式移動体通信方式に関し、さらに
詳細にいえば、所定の通話ゾーンにおいて移動体と交換
系との通信を仲介する複数のサインポストを夫々道路交
通網の所定位置に配置し、上記複数のサインポストを伝
送ネットワークで接続するとともに、固定系ネットワー
クにも接続している移動体通信方式に関する。

＜従来の技術＞従来、ゾーン方式による移動体通信方式における通常の
自動車電話における通話中ゾーン切替えは、移動局から
放射される電波に基いて受信電圧レベルを検出する複数
の無線基地局と、無線基地からの受信電圧レベルに基い
て最大受信レベルの得られる無線基地局に切替える無線
回線制御局とにより行なわれていた。

さらに詳細に説明すれば、無線基地局において、移動局
から放射される電波の受信電圧レベルを監視しておき、
受信電圧レベルが設定地値下になることによりゾーンの
移行を検出し、無線回線制御局にレベル劣化信号を送出
する。

上記レベル劣化信号を受けた無線回線制御局において、
レベルが劣化した無線基地局の周辺の無線基地局に対し
てレベル監視要求を行ない、各無線基地局からのレベル
情報を比較し最大レベルの得られる無線基地局を選択
し、あらかじめ自動車電話交換局と新しく選択された無
線基地局とのバスを設定してから、元の無線基地局に回
線の断を指示する方式であった。

＜発明が解決しようとする課題＞以上の方式では、ゾーン切替は無線基地局および無線回
線制御局といったネットワーク側の施設によってのみ行
なわれているので、この方式をサインポストによる極小
ゾーン移動対通信方式に適用しようとすると、サインポ
ストが多数存在するため、移動局の位置検出、および通
話ゾーン切替を行なう等の制御処理が非常に複雑となる
とともに、時間を要するという欠点があった。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、サ
インポストと移動局のみで通話中ゾーン切替を迅速に行
なわせる簡単な移動体通信方式を提案することを目的と
している。

＜課題を解決するための手段＞上記の目的を達成するための、この発明の移動体通信方
式は、サインポストのゾーン構成が、隣接するサインポ
ストからの通話領域とオーバラップする通話領域と、自
己の通話領域に包含され、かつ隣接するサインポストと
互いにオーバラップしないゾーン切替信号領域とによる
二重構造からなり、上記通話領域内における通話回線の
周波数は各サインポストに固有であり、上記ゾーン切替
信号領域内における上りおよび下り制御回線の周波数
は、それぞれ全サインポストに共通であり、上記移動局
は、ゾーン切替信号領域内においてサインポストからの
下り制御回線によりゾーン切替信号波を受信して自己の
位置を検出し、新しいゾーン切替信号波を受信したとき
にはこのゾーン切替信号波に含まれているゾーン番号を
認識することにより新しいゾーン切替信号領域に入った
ことを認識すれば、上り制御回線を用いて通話を行なう
新しいサインポストに、通話回線の割当て要求を送信す
るものである。

但し、上記移動局の送受信機が、通話回線、制御回線共
用の１つの送受信機で構成され、この送受信機は、送受
信周波数を、通話回線の周波数と制御回線の周波数との
間で高速に切替えるものであってもよい。

＜作用＞以上の移動体通信方式であれば、サインポストは、通信
領域とゾーン切替信号領域とによる二重構造からなるゾ
ーン構成を具備するため、所定のサインポストから放射
されるゾーン切替信号領域に存在する移動局は、ゾーン
切替信号波を受信し、その受信内容に基いて自己の位置
が何れのサインポストのゾーンにいるか検出することが
できる。そして、従前のサインポストから上記検出した
ゾーンのサインポストに通話領域を切り替えることによ
って、高い受信レベルの得られる通話領域で受信するこ
とができる。

さらに詳細に説明すれば、サインポストのアンテナは、
例えば、第１図に示すように通話用アンテナと、ゾーン
切替信号波を放射するゾーン切替用アンテナとの２種類
設け、夫々のアンテナから２種類の電波を放射する（ま
た、物理的には同じアンテナで励振方法を変えることに
よっても２種類の電波を放射し得る）。そして、上記通
話用アンテナの指向性を、道路に沿って適当に長い通話
領域を実現するため、広がりを大きくし、隣接するサイ
ンポストからの通話領域とオーバラップするように設定
する。一方、ゾーン切替用アンテナの指向性を、水平方
向および上方への指向性を抑圧し、下方、即ち路面に向
けて設定する（第２図参照）。

上記のようにして通話領域とゾーン切替領域の２種類の
領域を設定することにより、移動局は、通話領域がオー
バラップしている地点においては、従前のサインポスト
の通話領域で受信し、新たなサインポストのゾーン切替
信号領域に移行した場合において、新たなゾーン切替信
号波を受信して自己の位置を検出することができる。

なお、上記位置検出するためには、ゾーン切替用アンテ
ナの指向性は極力鋭くした方が好ましいが、通話用電波
を高レベルで受信することとの関係上適当な拡がりを持
たせている。

但し、上記移動局送受信機が通話回線、制御回線共用の
１つの送受信機で構成され、送受信周波数を通話回線周
波数と、ゾーン切替周波数との間で高速に切り替えるも
のである場合には、送受信機を１台にすることができる
ので、移動局を低コストかつコンパクトにすることがで
きる。

＜実施例＞以下実施例を示す添付図面に基いて詳細に説明する。

第１図は、サインポストアンテナの構成を示す概略図で
あり、サインポストアンテナ(a1,a2，…an)には、通話
用アンテナ(b1,b2，…bn)と、制御信号波（ゾーン切替
信号波を含む）を放射するゾーン切替用アンテナ(c1,c
2，…cn)との２種類が設けられている。

第２図は、アンテナ垂直面指向性を示し、上記通話用ア
ンテナ(b1,b2，…bn)は、道路に沿って適当に長い指向
性を有し、一方、ゾーン切替用アンテナ(c1,c2，…cn)
は、水平方向および上方への指向性を抑圧し、即ち路面
方向への指向性を有している。

第３図は通話用アンテナとゾーン切替用アンテナによる
カバー範囲を示す図であり、通話用アンテナ(b1,b2,b3)
は、夫々通話領域(bZ1,bZ2,bZ3)を有し、隣接する通話
領域が互いにオーバラップするように、即ち通話領域(b
Z1)と通話領域(bZ2)、通話領域(bZ2)と通話領域(bZ3)と
がオーバラップするように設定されている。そして、現
時点では、サインポスト(S1)により矢印Ａの方向に移動
する移動体(１)と交換系との通信をサインポスト(S1)固
有の送受信周波数ft1i,fr1iで中断している。

ゾーン切替用アンテナ(c1,c2,c3)は、上記各通話領域に
包含されるゾー切替信号領域(cZ1,cZ2,cZ3)を有し、隣
接するゾーン切替信号領域同士がオーバラップしないよ
うに設定されている。そして、全てのサインポストと共
通の周波数ftcで制御信号波を路面に向けて放射してい
る。また、上記周波数ftcには、移動局(１)に対すう一
斉呼出等の各種制御信号のほかに、それが放射されるサ
インポストの番号を信号として乗せておく。なお、その
サインポストで現在使われていない空き回線情報を乗せ
て移動局側で回線選択を行なわせるようにすることも可
能である。

第４図はサインポストの構成の一例を示すブロック図で
あり、サインポスト(Ｓ)は、通話用送受信機(２)と、ゾ
ーン切替および後述する発着呼制御をする制御用送受信
機(３)と、有線ネットワークと通話用送受信機(２)との
回線を切替える回線切替器(４)と、通話用アンテナ(ｂ)
と、ゾーン切替用アンテナ(ｃ)と、無線回線および移動
局ＩＤの管理表等を記憶する記憶装置(５)と、制御装置
(６)とを有する。

上記通話用送受信機(２)は、必要回線数準備され、回線
切替器(４)により所定と回線を有線ネットワークとの接
続が行なわれる。周波数、即ち無線回線の移動局(１)へ
の割当および有線ネットワークへの接続は、サインポス
ト(Ｓ)自身の機能として実現するものとし、記憶装置
(５)の内の「有線・無線回線割当管理表」に基いて制御
装置(６)が制御することにより行われる。

上記制御用送受信機(３)は、ゾーン切替用アンテナ(ｃ)
に接続されており、ゾーン切替に必要な各種情報および
発着呼に関する制御信号を移動局(１)とやりとりする。

第５図はＴＤＭＡ方式によるサインポストの構成を示す
ブロック図であり、第３図のサインポストとの相違は、
無線回線がタイムスロットに相当する点のみである。

上記ＦＤＭＡ方式、ＴＤＭＡ方式の何れにおいても、通
話回線の周波数と制御信号波の周波数とは異なるものと
する。また、混信を避けるため通話回線の周波数は夫々
サインポスト固有のものであり、一方制御信号波は隣接
するゾーン切替領域とオーバラップしないので、全サイ
ンポストの周波数を共通にしている。

第６図は、移動局の構成の一実施例を示すブロック図で
あり、移動局(１)は、アンテナ(14)と、アンテナ(14)か
らの受信入力の音声信号への変換、音声信号から変調信
号への変換等を行なう通話用送受信機(11)と、サインポ
ストからの一斉呼出信号を受信するための低い閾値およ
びゾーン切替用の高い閾値を有し（第９図参照）、制御
信号を監視する制御用送受信機(12)と、該制御用送受信
機(12)の２種類の閾値を切替えるとともに、上記通話用
送受信機(11)の周波数を切替える制御装置(13)とから構
成される。上記制御用送受信機(12)は、常時制御信号波
を監視しており、受信した制御信号波から抽出した制御
信号やゾーン切替信号に基いてゾーン切替のための受信
レベルの検出、サインポストＩＤの認識並びに着呼・発
呼時の制御信号のやりとりを行なうものである。

以下、多重化方式としてＦＤＭＡを使用した場合を例に
して移動局(１)、サインポスト(Ｓ)、および交換系のや
りとりを説明する。

第７図は、通話回線切替手順を示す。その内容は次のと
おりである。

．移動局(１)は通話領域(bZ1)内の点「１」（第３図
参照）において、サインポスト(S1)の通話用アンテナ(b
1)を介して周波数ft1i,fr1iを用いて通話を行なってい
る。同時に制御用送受信機(12)でゾーン切替信号波を受
信し、ゾーン切替信号波に含まれているサインポスト番
号により在圏ゾーンを［Ｓ１］と認識する。

．移動局(１)が上記点「１」から点「２」に移動する
と、移動局側の制御用送受信機(12)では受信レベルが設
定された閾値よりも小さくなるので、ゾーン切替信号領
域(cZ1)を出たことが分る。しかし、移動局側では在圏
ゾーンが［Ｓ１］であると記憶しており、未だ通話領域
(bZ1)内に存在しているので、サインポスト(S1)を介し
た通話が継続される。

．移動局(１)が点「３」に移動し、ゾーン切替信号領
域(cZ2)に入ると、ゾーン切替信号波で送られてくるサ
インポスト番号がＳ２になることにより、次のゾーンに
移行したこと、および在圏ゾーンが［Ｓ２］であること
とが分る。

．移動局(１)は通話領域(bZ2)の通話回線の周波数を
確保するために、上り制御回線（周波数frc）を用いて
新しい周波数をサインポスト(S2)に要求するとともに、
移動局(１)のＩＤ、および従前の在圏ゾーン［Ｓ１］を
サインポスト(S2)に送る。

．サインポスト(S2)は、通話回線の周波数の割当を下
り制御回線（周波数ftc）を用いて移動局(１)に送ると
ともに、交換系に従前の在圏ゾーン［Ｓ１］と移動局Ｉ
Ｄを送り、通信回線の接続替を要求する。

．通信回線が接続できた段階で、通話回線の周波数を
サインポスト２の周波数ft2i,fr2iに切替えさせる。そ
の後、従前サインポスト(S1)への当該移動局(１)の通話
終了を通知し、周波数ft1i,fr1iによる通話回線のリセ
ットを行なわせ、かつサインポスト(S1)への交換系から
の当該回線も開放する。そして、通話が切替わった段階
で、移動局(１)の在圏ゾーンを［Ｓ１］から［Ｓ２］へ
更新する。以上の手順により通話の断を最小に止どめる
ことができる。

なお、上記手順において、サインポスト(S2)から空き
回線を下り制御回線（周波数ftc）により送信した場合
は、移動局側で回線を選択してサインポスト(S2)へ連絡
し、サインポスト(S2)は連絡された空き回線を用いて送
受することが可能である。そして、移動局(１)へ通話回
線の切替えを指示する。

上記のように、移動局(１)を主体として簡単にゾーン切
替えを行なうことができる。また、移動局(１)は在圏ゾ
ーンを検出することによって、自己の位置検出を行なう
ことができるとともに、移動局(１)のＩＤに基いて、サ
インポスト側でも移動局(１)の位置検出を行なうことが
できる。なお、通話回線がＴＤＭＡの場合にも、上記Ｆ
ＤＭＡにおける周波数をタイムスロットに置き換えるこ
とによって、ＦＤＭＡの場合と同様な手順でゾーン切替
えを行なうことが可能である。

第８図は、移動局着呼の手順を示し、第９図は高低２つ
の閾値とゾーン切替信号波との関係を説明する図であ
る。第８図、第９図を用いて、移動局着呼の手順を次に
説明する。

．交換系から呼出要求をし、サインポストはゾーン切
替用アンテナから制御信号波を用いて移動局(１)を一斉
呼出する。

．一斉呼出を受けた移動局(１)は、制御用送受信機(1
2)により低い閾値に基いて制御信号波を検出し、制御信
号を連続的に受信する。即ち、通話領域に存在する全て
の移動局(１)は一斉呼出を受信する。

．一斉呼出を受けた移動局(１)は、上り制御回線（周
波数frc）を用いて応答する。この時に移動局(１)のＩ
Ｄも同時に送出する（なお、移動局(１)のＩＤに加えて
在圏ゾーン番号も同時に送信し、着呼応答に確実性を持
たせてもよい）。

．これを受けてサインポストは、下り制御回線（周波
数ftc）を用いて通話回線の割当指示のみを行ない、同
時に交換系に対し回線の接続を要求する。

．交換系からの回線接続完了信号をサインポストに送
る。

．サインポストは、移動局(１)に通話回線の切替指示
を行なう。

．移動局(１)は、通話回線で通話を行なう。

次に、第10図をを用いて、移動局発呼の手順を次に説明
する。

．移動局(１)からの発呼は、上り制御回線（周波数fr
c）を用いて行なう。この時に移動局(１)のＩＤも同時
に送出する。（なお、移動局(１)のＩＤに加えて在圏ゾ
ーン番号も同時に送信し、発呼要求に確実性を持たせて
も良い。）．これを受けたサインポストは、下り制御回線（周波
数ftc）を用いて通話回線の割当指示を行う。

．移動局(１)はこれらの指示により通話回線への切替
を行ない、交換系へ接続される。

なお、サインポスト側においてもゾーン切替用アンテナ
による受信閾値を、移動局(１)において設定した場合と
同様に低くすることによって、移動局(１)からの発呼に
対して連続的に受信することが可能である。

第11図は、他の移動局の実施例を示すブロック図であ
り、第６図の移動局(１)との相違は、通話用送受信機(1
1)と、制御用送受信機(12)とが一体構成されている点で
ある（符号11′）。

そして、ＴＤＭＡに通信方式を採用する場合には、第12
図に示すフレーム構成にする。

即ち、移動局(１)に割り当てられた通話用タイムスロッ
ト区間Tjにおいては通話回線の周波数fri,ftiで受信す
る必要があるが、通話用タイムスロット区間Tjに以外で
は、通話回線の周波数fri,ftiで受信する必要がないの
で、この時間を利用して制御信号波（周波数ftc,frc）
を送受信し、ゾーン切替えのための受信レベルを検出
し、在圏ゾーンの認識、着呼、発呼の制御を行なうこと
ができる。従って、制御用送受信機が不要になる。

また、移動体通信方式としてＦＤＭＡ通信方式を用いる
場合においては、第13図に示すフレーム構成にする。サ
インポストからの通話回線におけるフレームとフレーム
との間に空白の区間（Blank）を設け、その区間に合わ
せて制御回線からゾーン切替信号を送信する。移動局
(１)では上記フレーム構成に合わせて、通話回線、制御
回線を交互に切り替えることにより、制御用送受信機を
用いることなく、上記ＴＤＭＡ通信方式と同様にゾーン
切替えのためのレベル検出、在圏ゾーンの認識、着呼、
発呼の制御を行なうことができる。

また、上記ＦＤＭＡ通信方式において、フレーム構成を
特に工夫することなしに、制御送受信機を省略すること
ができる。具体的に説明すれば、通常は、移動局(１)の
送受信機の周波数を通話回線の周波数に切替えて送受信
し、規則的にゾーン切替信号波の周波数に切替えること
により、制御用送受信機を省略することができる。上記
ゾーン切替周波数に切替えている間には、通話信号が欠
落するが、この欠落に起因する通話品質の劣化に対し
て、各種誤り訂正符号、波形の推定等を行ない、通話品
質の劣化を許容でき程度に、切替周期、切替時間を設定
する。

＜発明の効果＞以上のようにこの発明は、隣接するサインポストからの
通話領域とオーバラップする通話領域と、自己の通話領
域に包含され隣接するサインポストと互にオーバラップ
しないゾーン切替信号領域とによる二重構造からなるゾ
ーン構成を具備するため、所定のサインポストから放射
されるゾーン切替信号領域に存在する移動局は、ゾーン
切替信号波を受信し、受信レベルに基いて自己の位置が
何れのサインポストのゾーンにいるか検出することがで
きる。そして、従前のサインポストから上記検出したゾ
ーンのサインポストに通話領域を切替えることによっ
て、高い受信レベルの得られる通話領域で受信すること
ができ、サインポストと移動局のみで通話中ゾーン切替
を迅速に行なわせることができるという特有の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はサインポストアンテナの構成を示す概略図、第２図はアンテナ垂直面指向性を示す図、第３図は通話用アンテナとゾーン切替用アンテナによる
カバー範囲を示す図、第４図はＦＤＭＡ方式によるサインポストの構成の一例
を示すブロック図、第５図はＴＤＭＡ方式によるサインポストの構成を示す
ブロック図、第６図は移動局の構成の一実施例を示すブロック図、第７図は通話回線切替手順を示す図、第８図は移動局着呼の手順を示す図、第９図は高低２つの閾値とゾーン切替信号波との関係を
説明する図、第10図は移動局発呼の手順を示す図、第11図は他の移動局の実施例を示すブロック図、第12図はＴＤＭＡ通信方式を採用する場合のフレーム構
成と、受信機の動作を説明する図、第13図はＦＤＭＡ通信方式を用いる場合のフレーム構成
と、受信機の動作を説明する図。 (１)……移動局 (bZ)……通話領域、(cZ)……ゾーン切替信号領域、 (Ｓ)……サインポスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芝野儀三大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者小林祥延大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者鈴木信司大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の通話領域において移動体と交換系と
の通信を仲介する複数のサインポストを夫々道路交通網
の所定位置に配置し、上記複数のサインポストを伝送ネ
ットワークで接続するとともに、固定系ネットワークに
も接続した移動体通信方式であって、上記サインポストが、隣接するサインポストからの通話
領域とオーバラップする通話領域と、自己の通話領域に
包含され、かつ隣接するサインポストと互にオーバラッ
プしないゾーン切替信号領域とによる二重構造からなる
ゾーン構成を具備し、上記通話領域内における通話回線の周波数は、各サイン
ポスト固有の周波数であり、上記ゾーン切替信号領域内
における上りおよび下り制御回線の周波数は、それぞれ
全サインポスト共通の周波数であり、上記移動局は、ゾーン切替信号領域内においてサインポ
ストからの下り制御回線によりゾーン切替信号波を受信
してこのゾーン切替信号波に含まれているゾーン番号を
認識することにより自己の位置を検出し、上記移動局は、新しいゾーン切替信号波を受信したとき
には、新しいゾーン切替信号領域に入ったことを認識
し、上り制御回線を用いて、通話を行なう新しいサイン
ポストに、通話回線の割当て要求を送信することを特徴
とする移動体通信方式。
【請求項２】上記移動局が隣接するサインポストのゾー
ン切替信号領域に移行した場合に、元のサインポストと
通話を続行しながら、当該新しいサインポストに通話回
線の割当要求を行ない、通話回線の割当て要求を受けた
当該新しいサインポストが、通話回線の切替えおよび交
換系への回線の接続を行なう上記特許請求の範囲第１項
に記載の移動体通信方式。
【請求項３】上記移動局の受信機が、下り制御回線の電
波に対する受信閾値を２種類有し、通信の待ち受け時に
は下り制御回線を通して行なわれる一斉呼出し信号を広
範囲に受信できるようにその受信閾値を低く設定し、こ
の呼出しに応答して通信を開始した後は自己の位置検出
のために受信閾値を高く設定する上記特許請求の範囲第
１項に記載の移動体通信方式。
【請求項４】上記移動局の送受信機が、通話回線、制御
回線共用の１つの送受信機で構成され、この送受信機
は、送受信周波数を、通話回線の周波数と制御回線の周
波数との間で高速に切替える上記特許請求の範囲第１項
に記載の移動体通信方式。
【請求項５】上記移動局が通信方式としてＴＤＭＡ通信
方式を採用するものであり、送受信機は、送受信機の送
受信周波数を、移動局に割り当てられた通話タイムスロ
ット区間においては通話回線の周波数に切替え、移動局
に割り当てられた通話タイムスロット以外の区間におい
ては制御回線の周波数に切替える上記特許請求の範囲第
４項に記載の移動体通信方式。
【請求項６】上記移動局が通信方式としてディジタルＦ
ＤＭＡ通信方式を採用するものであり、サインポストか
らの通話回線のフレームとフレームとの間に空白の区間
を設け、移動局では送受信機の周波数を通話回線のフレ
ーム区間においては通話回線の周波数に切替え、空白の
区間では制御回線の周波数に切替える上記特許請求の範
囲第４項に記載の移動体通信方式。
【請求項７】上記移動局が通信方式としてＦＤＭＡ通信
方式を採用するものであり、移動局では受信機の受信周
波数を制御回線の周波数に規則的に切替え、この切替中
の通話信号の欠落に起因する通話品質の劣化に対して、
誤り訂正、波形推定を行ない、許容できる程度に通話品
質の劣化を抑制する上記特許請求の範囲第１項に記載の
移動体通信方式。