JP2003264871A - 移動体通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の移動体通信システムは、近距離に位置
する移動局装置同士での直接通信を行うための制御局装
置の負荷が大きいという問題点があったが、本発明は、
制御局装置の負荷を増大することなく、効率よく、高品
質で確実に実現し、周波数利用効率が向上し、サービス
向上を図ることができる移動体通信システムを提供す
る。 【解決手段】 発信元の移動局装置１ａが、制御局装置
３からの指示に従い、送信電力を段階的に増加させなが
ら着信先の移動局装置１ｂとの直接通信を試み、直接通
信が可能であった場合に、制御局装置３に直接通信用の
チャネル割り当て要求を行い、制御局装置３が直接通信
用のチャネルを割り当て、移動局装置間で、直接通信が
可能であった際の送信電力を利用して決定された直接通
信電力で制御局装置３から割り当てられた直接通信用の
チャネルを使って直接通信を行う移動体通信システムで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、セルラ方式等の移
動体通信システムに係り、特に制御局装置の負荷を増大
することなく、移動局装置同士での直接通信サービスを
実現できる移動体通信システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のセルラ方式に代表される移動体通
信システム（以下、セルラシステム）の通信方式につい
て図１０を使って説明する。図１０は、従来のセルラシ
ステムの通信方式の概略を説明する説明図である。従来
のセルラシステムでは、一つの無線基地局装置２が管轄
するエリアをセルと呼ぶ単位で区分けし、複数のセルで
広域のエリアに対し移動体通信システムを提供するセル
ラシステムが主流となっている。 【０００３】通信方法は、携帯電話、ＰＨＳ、携帯情報
端末（Personal Digital Assistants:ＰＤＡ）などの移
動局装置１′の位置や通信距離に関わらず、無線基地局
装置２、無線基地局装置２の上位装置である制御局装置
３′を介し、通信相手先の移動局装置１が所属する無線
基地局装置２から通信相手先の移動局装置１′へ伝送す
る方法が取られている。発信側、着信側で使用されるチ
ャネルについては、チャネル割り当てアルゴリズムに基
づき、動的に最適なチャネルが割り当てられているが、
通信方法としては前述したように、例え通信相手がごく
近隣にいたとしても、必ず無線基地局装置２、制御局装
置３′を介する方法で統一されていた。 【０００４】しかしながら、今後更なる携帯電話や非音
声通信データ需要の増加に伴い、セルラシステムにおけ
る同一セル内通信、または近隣セル間での近距離通信が
増加することを考慮すると、従来のセルラシステムの技
術では、周波数利用効率の観点から大変効率が悪く、新
たな通信方法の必要性が生じている。 【０００５】近距離通信の需要に関しては、加入者（固
定）電話の例からも明らかなように通信頻度が通信距離
に逆比例する関係であり、回線数の増加、即ち移動局装
置１′の増加に伴い、近距離通話の需要が増加すること
も十分考えられる。また一方で、非音声通信データ需要
においても、携帯電話機などの移動局装置を利用し、近
隣の携帯電話機同士でネットワーク対戦型のゲーム等が
行われることも考えられる。 【０００６】これらを考慮し、通信を行う移動局装置
１′同士の距離が近い場合に、ネットワークを介さずに
移動局装置１′間で直接通信（通話）を行う技術の必要
性が高まり、例えば、平成１３年８月３１日公開の特開
２００１−２３８２６４号「移動体通信システム及びそ
れに用いる直接通話方法」（出願人：日本電気エンジニ
アリング株式会社、発明者：山角 真二）に提案されて
いる。この従来技術は、無線基地局管理局が直接通話を
希望する移動無線局と通信相手の移動無線局との位置を
検索して距離を推定し、電界強度を推定して、直接通話
可能と判断すると、双方の移動無線局に通信チャネルの
指定や無線周波数、接続コード等を通知して、直接通信
モードによる通信を行わせる移動体通信システム及びそ
れに用いる直接通話方法であり、これにより、ネットワ
ーク負荷の軽減と利用者の課金負担の軽減を図ることが
できるものである。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
００１−２３８２６４号の移動体通信システムでは、無
線基地局管理局が端末間の距離推定や電界強度推定を行
って直接通話可能か否かを判断するので、距離推定や電
界強度推定のための構成が増加し、また直接通話を希望
する移動無線局の数が多いと無線基地局管理局の負荷が
増大するという問題点があった。 【０００８】また、特開２００１−２３８２６４号の移
動体通信システムでは、距離推定や電界強度推定の結果
から直接通信の可否を判断するので、伝送路状態などに
よって、推定結果と異なる事態が発生し、通話できな
い、或いは、通信品質が悪いなどしてサービス低下が危
惧されるという問題点があった。 【０００９】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、近距離に位置する移動局装置同士での直接通信サー
ビスを、制御局装置の負荷を増大することなく、効率よ
く、高品質で確実に実現し、移動体通信システム全体と
して、周波数利用効率を向上し、サービス向上を図るこ
とができる移動体通信システムを提供することを目的と
する。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、移動体通信システムにおいて、
移動局装置と、管轄するセル内に在る移動局装置との無
線通信を行う無線基地局装置と、複数の無線基地局装置
と接続し、移動局装置の接続制御を行う制御局装置とを
有する移動体通信システムであって、制御局装置が、発
信元の移動局装置からの発呼要求受け付け時に、着信先
の移動局装置が管轄するセル内に在る場合に、発信元及
び着信先の移動局装置間で直接通信を試みる指示を各移
動局装置に出力し、発信元の移動局装置から直接通信用
のチャネル割り当て要求があると、直接通信用のチャネ
ルを割り当てる制御局装置であり、発信元の移動局装置
が、制御局装置からの指示に従い、送信電力を段階的に
増加させながら着信先の移動局装置との直接通信を試
み、直接通信が可能であった場合に、制御局装置に直接
通信用のチャネル割り当て要求を行い、直接通信が可能
であった際の送信電力を利用して決定された直接通信電
力で制御局装置で割り当てられた直接通信用のチャネル
を使って直接通信を行う移動局装置であるものなので、
近距離に位置する移動局装置同士での直接通信の可否を
移動局装置間の直接送受信によって確認することによっ
て、直接通信サービスを、制御局装置の負荷を増大する
ことなく、効率よく、高品質で確実に実現できる。 【００１１】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。尚、以下で説明する機能実現
手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのよう
な回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は
全部をソフトウェアで実現することも可能である。更
に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよ
く、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよ
い。 【００１２】本発明に係る移動体通信システムは、制御
局装置が、発信元の移動局装置からの発呼要求受け付け
時に、着信先の移動局装置が管轄するセル内に在る場合
に、発信元及び着信先の移動局装置間で直接通信を試み
る指示を各移動局装置に出力し、発信元の移動局装置
が、制御局装置からの指示に従い、送信電力を段階的に
増加させながら着信先の移動局装置との直接通信を試
み、直接通信が可能であった場合に、制御局装置に直接
通信用のチャネル割り当て要求を行い、制御局装置が直
接通信用のチャネルを割り当て、移動局装置間で、直接
通信が可能であった際の送信電力を利用して決定された
直接通信電力で制御局装置から割り当てられた直接通信
用のチャネルを使って直接通信を行うものなので、近距
離に位置する移動局装置同士での直接通信の可否を移動
局装置間の直接送受信によって確認することによって、
直接通信サービスを、制御局装置の負荷を増大すること
なく、効率よく、高品質で確実に実現できる。 【００１３】まず、本発明に係る移動体通信システムの
機器構成と概略動作について図１を使って説明する。図
１は、本発明に係る移動体通信システムの機器構成図で
ある。尚、図１０と同様の構成をとる部分については同
一の符号を付して説明する。本発明に係る移動体通信シ
ステムは、従来と同様に、移動局装置１と、管轄するエ
リア（セル）内に在る移動局装置１と無線チャネルによ
ってデータの送受信を行う中継装置である無線基地局装
置（Base Transceiver Station:ＢＴＳ）２と、複数の
無線基地局装置２と専用有線伝送路で接続された上位装
置でネットワークの接続制御を行う制御局装置３とから
構成されている。 【００１４】そして、本発明の移動体通信システムは、
従来の通信方法である移動局装置１が無線基地局装置２
及び制御局装置３を介して互いに通信を行う方法に加
え、通信相手までの距離を考慮し、無線基地局装置２ま
での距離と比較して近い場合には、制御局装置３で決定
された無線チャネルを使って、移動局装置１同士でネッ
トワークを介さずに直接通信を行うものである。 【００１５】特に、本発明の特徴部分として、直接通信
が可能か否かの判断方法として、まず第１ステップとし
て、制御局装置３において直接通話の可能性があるかを
判断し、可能性がない場合には従来通りの通信方法で通
信を行い、可能性がある場合に、第２ステップとして、
通信を行おうとしている双方の移動局装置１で直接通信
を試みて可能か否かを判断し、可能な場合に直接通信を
行い、不可能な場合には従来通りの通信方法で通信を行
うようになっている。 【００１６】ここで、第１ステップの制御局装置３にお
ける直接通話可能性の判断方法としては、通信を行おう
としている２つの移動局装置１の所属するセル（在圏セ
ルとよぶ）が、双方とも制御局装置３に接続されている
無線基地局装置２の管轄下のセルである場合を直接通話
の可能性があると判断する方法をとる。 【００１７】具体的には、例えば図１に示すように、任
意の移動局装置１ａから発呼要求が為されると、無線基
地局装置２ａを介して発呼要求を受け付けた制御局装置
３が、位置登録情報を検索して、通信相手である移動局
装置１が制御局装置３に接続されている無線基地局装置
２の管轄下である、即ち制御局装置３の管轄下に存在す
るか否かを確認する。 【００１８】つまり、制御局装置３では、通信相手（着
呼先）の移動局装置１の所属するセルが、例えば移動局
装置１ｂのように移動局装置１ａの所属するセルＡと同
一であるような場合、又は例えば移動局装置１ｃのよう
に、移動局装置１ａの所属するセルＡと近隣のセルＢで
あるような場合には、何れも１つの制御局装置３の管轄
下であるので、直接通話の可能性があると判断し、第２
ステップに進むために、双方の移動局装置１に対して、
直接通話を試みる指示を送信する。 【００１９】また、第２ステップの双方の移動局装置１
による直接通信が可能か否かの判断方法は、無線基地局
装置２との送信で用いる送信電力よりも小さい送信電力
で直接通信用の発呼要求（直接通信発呼要求）を発呼側
の移動局装置１ａから通話相手に送信し、応答が有れば
直接通信可能と判断する方法である。 【００２０】そして、双方の移動局装置１によるお互い
のやりとりによって直接通話が可能と判断された場合
に、制御局装置３が直接通話用の送信電力とチャネル割
り当てを双方の移動局装置１に通知し、双方の移動局装
置１間で当該チャネルを使って直接通話（図中、白抜き
矢印）を行うようになっている。 【００２１】もし、双方の移動局装置１間のやりとりに
よって直接通話が可能でないと確認された場合には、制
御局装置３が無線基地局装置２を介した通常の通話用の
チャネル割り当てを決定して、双方の移動局装置１に送
信し、双方の移動局装置１間で当該チャネルを使ってネ
ットワークを介した通話（図中、黒矢印）を行うように
なっている。 【００２２】次に、本発明の移動体通信システムを構成
する各装置について説明する。まず、移動局装置１の内
部構成の概略について、図２を使って説明する。図２
は、本発明の移動局装置１の内部構成を示すブロック図
である。本発明の移動局装置１は、図２に示すように、
無線信号の送受信を行うアンテナ１８と、無線信号とベ
ースバンド信号との双方向の変換を行う送受信部（図で
はＴＲＸ部）１１と、誤り訂正、フレーム化、データ変
復調などのベースバンド信号処理を行うベースバンド処
理部１２と、音声信号の処理を行う音声処理部１３と、
各種データの表示を行う表示部１４と、電話番号入力な
どの各種入力を行う入力部１５と、ユーザ登録データな
どを記憶する記憶部１６と、外部機器との接続のために
プロトコル変換等を行うインタフェース部１７と、各部
の制御をおこなう中央処理部１０とから構成されてい
る。 【００２３】そして、本発明の移動局装置１は、従来と
同様の通信方法によって無線基地局装置２を介して通信
を行う動作に加えて、本発明の特徴部分として、制御局
装置３の指示により、直接通信を試み、可能な場合に直
接通信によって他の移動局装置１と通信（通話）を行う
ものである。 【００２４】尚、本発明の特徴部分である直接通信の制
御は、中央処理部１１で実行される通信（通話）までの
接続制御を行う制御プログラムで実現されている。ま
た、直接通信を行う場合の無線チャネルについても従来
の通信方法の場合と同様に、制御局装置３より指示され
た無線チャネルにより通信を行う制御局装置３による集
中制御方式とする。 【００２５】具体的に本発明の移動局装置１は、待受チ
ャネルとして、通常の無線基地局装置２との無線通信の
ための待受チャネル（通常通信待受チャネルと呼ぶ）
と、本発明の特徴部分である直接通話が可能かどうか試
すための直接通信発呼要求を受け付けることができる直
接通信発呼要求チャネルと、直接通信用のチャネル割り
当て情報を受信するための待ち受けチャネル（直接通信
待受チャネルと呼ぶ）と、制御局装置３によって割り当
てられる直接通信を行うチャネル（直接通信チャネル）
を有している。 【００２６】そして、従来通りの位置登録を行ってい
て、発信（発呼）側の制御としては、従来通りの発呼要
求送信後、発呼要求応答で直接通信が可能であるかを試
みる指示（直接通信トライ指示）があった場合には、直
接通信が可能であるかを判断する処理（直接通信判断処
理）を行う。 【００２７】直接通信判断処理とは、無線基地局装置２
との送信で用いる送信電力よりも小さい送信電力で直接
通信可能な範囲に通信相手が存在するかどうかを判定す
る処理である。具体的には、直接通信発呼要求を一定の
時間間隔で、段階的に送信電力を増加させて送信（発
信）し、これを受信した通信相手の移動局装置１からの
直接通信発呼応答を確認する処理である。 【００２８】ここで、直接通信発呼要求を送信する時間
間隔と、送信電力の初期設定値及び送信電力増加させる
増加量及び上限値については予め設定されているものと
する。そして、直接通信発呼要求送信毎にシーケンス番
号を設定し、直接通信発呼要求並びに応答には、このシ
ーケンス番号を含めて送信し、シーケンス番号がいくつ
の時に通信相手の移動局装置１からの直接通信発呼応答
があったかを確認する。そして、予め設定された上限値
まで送信電力を増加させて直接通信発呼要求を送信して
も、通信相手の移動局装置１から応答がない場合には、
直接通信可能な範囲に通信相手が存在しないと判断でき
る。 【００２９】ここで、送信電力の上限値としては、セル
端にいる移動局装置１からセル中央に配置されていると
仮定した無線基地局装置２に送信した信号が正確に受信
できる最小電力値を用いた固定値とする方法がある。こ
れは、セル半径以上の端末間距離で直接通信を行うより
は、セル中央にある無線基地局装置２と従来通りの通信
を行った方が送信電力が低減できるためである。この上
限値に達する前の送信電力で通信相手の移動局装置１と
直接通信できるのであれば、従来方式よりも送信電力が
低減できることになる。 【００３０】また、上限値としては、上記説明したセル
半径距離における通信可能送信電力の他に、実際の無線
基地局装置２への送信電力を目安とする値を併せて用い
る方法も考えられる。例えば、直前に行われた発呼要求
送信時の送信電力の２倍を上限値とする。これにより、
無線基地局装置２が通信相手の移動局装置１よりも近い
場所にある場合には、直接通信発呼要求が通信相手の移
動局装置１で受信されず、直接通信発呼応答が返らない
ことになる。 【００３１】そして、通信相手の移動局装置１と直接通
信が可能であると判断されると、直接通信発呼要求、応
答が成功した当該シーケンス番号を含む直接通信チャネ
ル割り当て要求を制御局装置３に送信し、制御局装置３
側から割り当てられた直接通信チャネル情報及び直接通
信の際の送信電力（直接通信電力と呼ぶ）を含む直接通
信チャネル割り当て応答を受信して、直接通話である旨
を表示し、割り当てられた直接通信チャネルで指定され
た直接通信電力によって直接通信（通話）を行うもので
ある。 【００３２】また、本発明の移動局装置１は、着信（着
呼）側の制御としては、制御局装置３からの指示に従っ
て、通常通信待受チャネルと直接通信発呼要求チャネル
とを切り替え、直接通信発呼要求チャネルで直接通信発
呼要求を受信すると、直接通信発呼応答を返信し、制御
局装置３から直接通信チャネル割り当て応答を受け取る
と、指定されたチャネルと直接通信電力で発信側の移動
局装置１と直接通信を行うものである。 【００３３】また、本発明の移動局装置１は、制御局装
置３から直接通信待受チャネルを通常通信待受チャネル
に戻す指示があったときや、直接通話が終了したときに
は、通常通信待受チャネルに戻して、通常の待ち受け状
態になる。 【００３４】本発明の移動局装置１における発呼処理の
流れの具体例について、図３を使って説明する。図３
は、本発明の移動局装置１における発呼処理のフローチ
ャート図である。本発明の移動局装置１では発呼の際
に、まず発呼要求を無線基地局装置２に向けて送信し
（１００）、無線基地局装置２から発呼要求応答を受信
し（１０２）、受信した発呼要求応答が直接通信トライ
指示であるか判断し（１０４）、直接通信トライ指示で
ない場合（Ｎｏ）には、通信相手が近くないということ
であり、従来通りのネットワークを介した通信制御によ
り通常の通信を行う（１０６）。 【００３５】一方、処理１０４において、受信した発呼
要求応答が直接通信トライ指示であった場合（Ｙｅｓ）
には、直接通信判断処理として、シーケンス番号を初期
化し（１１０）、送信電力を初期値に設定し（１１
２）、直接通信発呼要求を送信し（１１４）、直接通信
発呼応答を受信したか判断し（１１６）、受信しない場
合（Ｎｏ）には、送信電力の上限値に達しているか判断
し（１２０）、達していない場合（Ｎｏ）には、シーケ
ンス番号をインクリメントし（１２２）、送信電力を１
段階増加し（１２４）、処理１１４に戻って送信電力を
増加した状態で直接通信発呼要求の送信、応答受信を繰
り返す。 【００３６】尚、処理１２０において、送信電力の上限
値に達している場合（Ｙｅｓ）には、直接通信は不可能
ということなので、従来通りのネットワークを介した通
信制御に戻って通常の通信を行う（１４０）。具体的に
は、無線基地局装置２から待ち受けチャネル変更要求を
受信して、通常待ち受けチャネルに移行し、通常待ち受
けチャネルで無線基地局装置２からのチャネル割り当て
情報通知を受信して、割り当てられたチャネルで通常の
ネットワークを介した通信を行う。 【００３７】一方、処理１１６において、直接通信発呼
応答を受信した場合（Ｙｅｓ）には、直接通信が可能と
いうことなので、直接通信待ち受けチャネルに移行し
（１３０）、直接通信チャネル割当要求を無線基地局装
置２に送信し（１３２）、直接通信チャネル割当応答を
受信し（１３４）、直接通信中である旨の表示を行って
から、直接通信チャネル割当応答に含まれている直接通
信チャネルの情報に従って、直接通信チャネルに切り替
え、直接通信チャネル割当応答に含まれている直接通信
電力で直接通信を行う（１３６）ようになっている。
尚、直接通信中を行う際には、直接通信中である旨を表
示部に表示する。 【００３８】次に、無線基地局装置２の内部構成につい
て、図４を使って説明する。図４は、本発明の無線基地
局装置２の内部構成を示すブロック図である。本発明の
無線基地局装置２は、図４に示すように、無線信号の送
受信を行うアンテナ２７と、送信対象の無線信号や受信
した無線信号を増幅する増幅部（図ではＡＭＰ部）２６
と、無線信号とベースバンド信号との双方向の変換を行
う送受信部（図ではＴＲＸ部）２５と、誤り訂正、フレ
ーム化、データ変復調などのベースバンド信号処理を行
うベースバンド処理部２４と、制御局装置３との有線接
続を行う有線伝送路２１と、ベースバンド処理部２４と
有線伝送路２１との間で無線−ＡＴＭデータ変換等を行
うＡＴＭスイッチ（図ではＡＴＭ−ＳＷ）２８と、呼処
理の制御を行う呼処理制御部２２と、保守監視制御を行
う保守監視制御部２３とが備えられている。 【００３９】本発明の無線基地局装置２は、従来の無線
基地局装置２と全く同一であり、上位装置である制御局
装置３と専用有線回線によって接続され、また管轄する
エリア（セル）内にある移動局装置１との無線通信を行
い、移動局装置１と制御局装置３との中継局として動作
するものである。 【００４０】次に、制御局装置３の内部構成について、
図５を使って説明する。図５は、本発明の制御局装置３
の内部構成を示すブロック図である。本発明の制御局装
置３は、主制御部３１と、信号終端カード部３２と、ダ
イバーシチハンドオーバ処理と無線回線のＭＡＣ層多重
分離処理を行うダイバーシチハンドオーバトランクカー
／マック多重分離カード（図では、ＤＨＴ／Ｍ‐ＭＵ
Ｘ）部３３と、無線フレームとの同期をとるカードであ
るクロック同期部３４と、各カードと有線回線とのイン
タフェースをとる伝送路インタフェース部３５と、無線
基地局２との有線（ＡＴＭ）回線インタフェースである
有線伝送路３６と、無線基地局２からのＡＴＭセルを各
カードに分岐させるためのヘッダ変換等を行うＡＴＭ−
ＳＷ部３７とから構成されている。 【００４１】そして、本発明の制御局装置３は、無線基
地局装置２と専用有線伝送路で接続され、複数接続され
た無線基地局装置２からの信号を選択合成し、複数の無
線基地局装置２への分配処理制御、発着信接続制御、終
話制御などを行う従来の動作に加え、本発明の制御局装
置３の特徴部分として、発着信の接続制御において、管
轄下のセルに位置する移動局装置１同士の接続の場合に
は、直接通信を推進する直接通信推進処理を行うもので
ある。尚、本発明の特徴部分である発着信の接続制御
は、主制御部３１で実行される発着信の接続制御を行う
制御プログラムで実現されている。 【００４２】直接通信推進処理とは具体的に、任意の移
動局装置１からの発信（発呼）要求に応じて、通信相手
が発信側と同一の制御局装置３に接続された無線基地局
装置２の管轄セルに在る場合（即ち、同一の位置登録エ
リア、一斉呼出エリアに在る場合）に直接通話の可能性
があると判断し、双方のやりとりで直接通信が可能か試
させ、可能な場合には、直接通信を行わせる処理であ
る。 【００４３】ここで、本発明の制御局装置３における接
続制御処理の流れの具体例について、図６を使って説明
する。図６は、本発明の制御局装置３における接続制御
処理のフローチャート図である。本発明の制御局装置３
の接続制御処理は、まず、無線基地局装置２を介して、
発信元の移動局装置１ａからの発呼要求を受信し（２０
０）、位置登録情報で通信相手（着信側）の移動局装置
１ｂの位置を確認し（２０２）、着信側の移動局装置１
ｂが管轄下にあるか判断し（２０４）、管轄下でない場
合（Ｎｏ）には、双方の移動局装置１ａ，１ｂが近くな
く直接通話の可能性がないということであり、従来通り
のネットワークを介した接続制御により通常の通信接続
処理を行う（２１０）。 【００４４】一方、処理２０４において、着信側の移動
局装置１ｂが管轄下にある場合（Ｙｅｓ）には、着信側
の移動局装置１ｂに対して待ち受けチャネルを直接通信
待ち受けチャネルに切り替えさせる待ち受けチャネル変
更要求を送信し（２２０）、待ち受けチャネル変更応答
を受信し（２２２）、発信元の移動局装置１ａに直接通
信トライ指示の発呼要求応答を送信し（２２４）、タイ
マをスタートする（２２６）。 【００４５】そして、発信元の移動局装置１ａからの直
接通信チャネル割当要求を受信したか判断し（２２
８）、受信した場合（Ｙｅｓ）には、直接通信が可能と
いうことなので、直接通信チャネル割当要求に含まれる
シーケンス番号から送信電力を対応付け、直接通信チャ
ネルの割り当てを決定し（２３０）、決定した送信電力
と直接通信チャネルの情報を含む直接通信チャネル割当
応答を移動局装置１ａ，移動局装置１ｂの双方に送信し
て直接通信を行わせ（２３２）、接続制御処理を終了す
る。 【００４６】尚、制御局装置３には、シーケンス番号か
ら送信電力を判定できるテーブルを予め具備しており、
直接通信チャネル割り当て要求に含まれるシーケンス番
号を元にして直接通信電力と割り当てチャネルを決定す
るようになっている。 【００４７】一方、処理２２８において、直接通信チャ
ネル割当要求を受信しない場合（Ｎｏ）には、タイマが
予め設定された時間に達してタイムアウトになったか判
断し（２４０）、タイムアウトになっていない場合（Ｎ
ｏ）には、処理２２８に戻って直接通信チャネル割当要
求の受信を待つ。尚、タイムアウトとなる時間は、予め
決められている直接通信発呼要求の送信間隔と、送信電
力を段階的に増加させて、上限値に達するまでの送信回
数から決定されるタイマー値である。 【００４８】処理２４０において、タイムアウトになっ
てしまった場合（Ｙｅｓ）には、直接通信は不可能とい
うことなので、移動局装置１ａ，移動局装置１ｂの双方
に対して待ち受けチャネルを通常待ち受けチャネルに戻
させる待ち受けチャネル変更要求を送信し（２４２）、
従来通りのネットワークを介した通常の通信を行うよう
通常の接続制御を行う（２４４）ようになっている。 【００４９】次に、本発明の移動体通信システムにおけ
る通信開始時の動作例について、図７，図８を用いて説
明する。図７は、本発明の移動体通信システムにおける
直接通信可能時の接続制御シーケンスを示すシーケンス
図であり、図８は、本発明の移動体通信システムにおけ
る直接通信不可能時の接続制御シーケンスを示すシーケ
ンス図である。尚、移動局装置１と制御局装置３との通
信は、基本的に無線基地局装置２を介して行われるが、
説明の中では、省略する。 【００５０】本発明の移動体通信システムにおいて、ユ
ーザが保有する移動局装置（図では、携帯電話機）１の
電源がＯＮされてから待ち受け状態の間は、図７に示す
ように、無線基地局装置２から送信される報知情報を移
動局装置１ａ，１ｂが報知情報チャネルで受信し、無線
基地局装置２に対して在圏通知を送信している状態であ
り、在圏通知は無線基地局装置２から制御局装置３に送
信されて、制御局装置３において、移動局装置１ａ，１
ｂの位置が在圏セルの無線基地局装置２の識別子で位置
登録情報として管理されている。 【００５１】そして、発信元の移動局装置１ａからの発
呼要求が、無線基地局装置２を介して専用有線回線で制
御局装置３に送信され、制御局装置３において、着信先
の移動局装置１ｂの位置登録情報が検索され、移動局装
置１ｂが管轄するセル内に在る場合には、直接通信でき
る可能性があるとして直接通信を推進するために、着信
先の移動局装置１ｂに待ち受けチャネル変更要求が送信
され、移動局装置１ｂにおいて、待ち受けチャネルが直
接通信発呼要求を受け付けることができる直接通信発呼
要求チャネルに変更され、待ち受けチャネル変更応答が
制御局装置３に返信され、更に発信元の移動局装置１ａ
には、直接通信を試みるトライ指示の発呼要求応答が送
信され、制御局装置３では、タイマーがスタートされ
る。 【００５２】直接通信を試みるトライ指示の発呼要求応
答が移動局装置１ａで受信されると、移動局装置１ａで
直接通信判断処理として、シーケンス番号をインクリメ
ントすると共に送信電力を段階的に増加させながら、直
接通信発呼要求が送信される。この時、着信先の移動局
装置１ｂによって直接通信発呼要求が受信されると、直
接通信発呼応答が返送されて、移動局装置１ａが直接通
信発呼応答を受信した時点で、直接通信発呼要求の送信
は停止されて、双方の移動局装置１ａ，１ｂ制御局装置
３からの応答が受信できるように直接通信待ち受けチャ
ネルに移行し、シーケンス番号を含む直接通信チャネル
割当要求が制御局装置３に送信される。 【００５３】直接通信チャネル割当要求を受信した制御
局装置３では、直接通信チャネル割当要求に含まれるシ
ーケンス番号から送信電力が対応付けられ、直接通信チ
ャネルの割り当てが決定されて、送信電力と直接通信チ
ャネルの割り当て情報を含む直接通信チャネル割当応答
が移動局装置１ａ，移動局装置１ｂの双方に送信され、
移動局装置１ａ，移動局装置１ｂの双方において、直接
通信中である旨が表示され、割り当てられた直接通信チ
ャネルに切り替えて、ユーザ情報（音声／パケットデー
タ）が直接通信されるようになっている。 【００５４】一方、直接通信を推進し、トライしたが不
可能であった場合の接続制御シーケンスは、図８に示す
ように、待ち受け状態から発信元の移動局装置１ａによ
って発呼要求が送信され、制御局装置３で双方の移動局
装置１が管轄するセル内に在ることが確認されて発信元
の移動局装置１ａに直接通信を試みるトライ指示の発呼
要求応答が送信されてタイマーがスタートされ、移動局
装置１ａから移動局装置１ｂに直接通信発呼要求の送信
が行われるところまでは同一である。 【００５５】ここで、段階的に送信電力が増加されなが
ら発信元の移動局装置１ａから直接通信発呼要求が送信
されても、移動局装置１ｂが遠い場合には受信されず、
直接通信発呼応答が返信されないので、移動局装置１ａ
では、送信電力の上限値に達してしまい、直接通信不可
能と判断して、一旦直接通信待ち受けチャネルに移行す
る。 【００５６】このころ制御局装置３では、タイマーがス
タートされてから、規定の時間内に、直接通信チャネル
割り当て要求が受信できずにタイムアウトとなり、直接
通信不可能と判断されて、待ち受けチャネル変更要求が
移動局装置１ａ，１ｂの双方に送信され、それぞれの移
動局装置１で待ち受けチャネルが通常待ち受けチャネル
に移行され、制御局装置３では、通常の通信用にチャネ
ルが割り当てられて通知され、従来通りの接続制御で無
線基地局装置２及び制御局装置３を介して、ユーザ情報
（音声／パケットデータ）が通信されるようになってい
る。 【００５７】上記説明では、直接通信を行う送信電力
（直接通信電力）について、移動局装置１同士で行う直
接通信発呼要求・応答のやりとりが可能となった際の送
信電力に基づいて直接通信電力を決定することとした
が、移動局装置１において、直接通信の際に、相手から
送信された信号の受信電界強度等を監視し、受信電界強
度等が強くなった場合には、相手側に送信電力減少要求
を送信し、これを受信した移動局装置１が、送信電力を
１段階減少させるようにしても良い。また、逆に受信電
界強度等が弱くなった場合には、相手側に送信電力増加
要求を送信し、これを受信した移動局装置１が、送信電
力を１段階増加させるようにしても良い。 【００５８】また、受信電界強度に応じた送信電力制御
の別の方法としては、移動局装置１において、直接通信
のタイムスロットの合間を利用して、無線基地局装置２
との間で、報知情報の受信及びそれに対する在圏情報の
送信を行うようにして、移動局装置１と無線基地局装置
２との間で、電力制御のための制御情報の送受信が可能
な状態を維持する。 【００５９】そして、送信元の移動局装置１ａで直接通
話中に受信電界強度を監視し、受信電界強度の変化をシ
ーケンス番号に対応付けて管理しておき、定期的或いは
受信電界強度が変化した時に、送信元の移動局装置１ａ
から無線基地局装置２を介して制御局装置３に更新され
たシーケンス番号を含む直接通信チャネル割り当て要求
を送信し、制御局装置３で更新されたシーケンス番号に
対応する直接通信電力を決定し、当該直接通信電力が設
定された直接通信チャネル割り当て応答を双方の移動局
装置１ａ，１ｂに送信し、双方の移動局装置１ａ，１ｂ
で直接通信電力を変更するようにしても良い。 【００６０】上記制御を行う場合には、直接通信チャネ
ル割り当て要求の送信も直接通信のタイムスロットの合
間を利用して行うことになる。また、全ての移動局装置
１がタイムスロットの合間に無線基地局装置２からの報
知情報を受信できるように、無線基地局装置２は、直接
通信中の移動局装置１に向けて報知情報を複数のタイム
スロットにおいて送信できるようにしなければならな
い。 【００６１】次に、本発明の移動体通信システムにおい
て、直接通信を行った場合の、通信終了時の終呼制御シ
ーケンスについて図９を使って説明する。図９は、本発
明の移動体通信システムにおける直接通信終了時の終呼
制御シーケンスを示すシーケンス図である。移動局装置
１ａ，１ｂでは、お互いの通信相手である移動局装置１
に直接通信終呼要求が送信され、直接通信終呼要求応答
が返信されて、移動局装置１同士での終呼となり、その
後、移動局装置１ａ，１ｂの双方から無線基地局装置２
に直接通信完了通知が送信され、制御局装置３へ伝送さ
れる。 【００６２】制御局装置３では、直接通信完了通知を受
信すると、直接通信完了応答が無線基地局装置２を介し
て各移動局装置１ａ，１ｂに送信されて、終話が確立
し、各移動局装置１ａ，１ｂでは待ち受けチャネルが通
常待ち受けチャネルに戻されて、待ち受け状態に遷移す
る。 【００６３】この時、移動局装置１から制御局装置３に
送信される直接通信完了通知に、直接通信時間と送受信
データ量を含めることによって、制御局装置３では、こ
れらの情報を元に課金計算を行うこともできる。 【００６４】本発明の移動体通信システムによれば、通
信相手が同一の制御局装置３の管轄するセル内に在る場
合に、通信相手までの距離を考慮し、無線基地局装置２
までの距離と比較して近い場合には、制御局装置３で決
定された無線チャネルを使って、移動局装置１同士で無
線基地局装置２及び制御局装置３のネットワークを介さ
ずに直接通信を行うので、今後、需要増加が想定される
近距離通信や非音声データ通信に対し、従来のネットワ
ークを介した通信方法に加えて、移動局装置１間の直接
通信を加えることよって、システムとして限られた周波
数資源を有効利用し、周波数利用効率を向上させること
ができる効果がある。 【００６５】また、通信事業者にとっては、新たな装置
の追加を必要とせず直接通話を実現するので、直接通話
が行われる機会が増えると、無線基地局装置２や制御局
装置３の負荷軽減と無線チャネルを効率的に割り当てる
ことが可能になるため、従来方式の通信方法よりも安価
な料金でサービスを提供することも可能になる効果があ
る。 【００６６】また、本発明の移動体通信システムでは、
直接通信が実際に可能であるか否かを、移動局装置１同
士のデータのやりとりによって確認するので、特開２０
０１−２３８２６４号のように、制御局装置３で移動局
装置１間の距離や電界強度の推定結果に基づいて可能か
否かを判断するのに比べて、障害物の有無や天候など日
々変化する伝送路状況（通信状況）も含めて可能か否か
が判断できるので、確実性を増し、移動体通信システム
としての信頼性も向上できる効果がある。 【００６７】また、直接通信が実際に可能であるか否か
を、移動局装置１同士のデータのやりとりによって確認
するので、直接通信の可能性がある移動局装置１の組が
増大しても、特開２００１−２３８２６４号のように、
制御局装置３の負荷が増大することはなく、装置の構成
を拡大する必要もなく、また、移動体通信システムとし
ての安定性も保持できる効果がある。 【００６８】また、本発明の移動体通信システムによれ
ば、直接通信が実際に可能であるか否かを、移動局装置
１同士のデータのやりとりによって確認する際に、送信
電力を段階的に増加させてゆき、送受信が可能と判断で
きる最低限の送信電力で以降の直接通信を行うので、事
実上無線基地局装置２との無線通信を行う従来方式より
も送信電力を低減することができ、移動局装置１におけ
る消費電力を低減できる効果がある。 【００６９】また、直接通話の過程で受信電界強度を監
視し、受信電界強度の強弱の変化に応じて送信電力を段
階的に上げ下げするように制御すれば、更に送信電力を
効率的に変化させ、全体として低減することができ、移
動局装置１における消費電力を低減できる効果がある。 【００７０】また、直接通信が行われる割合にもよる
が、直接通信を行うことで携帯電話の送信電力が低減さ
れ、それにより干渉波も低減できるため、周波数利用効
率が向上し、セル当たりのユーザ容量拡大が見込めるの
で、移動体通信システムとしてのサービス向上を図るこ
とができる効果がある。 【００７１】また、例えば、無線基地局装置２に近い位
置に移動局装置１ａ、移動局装置１ｂが在り、無線基地
局装置２から遠い位置に移動局装置１ｃが在る場合にお
いて、移動局装置１ａ、移動局装置１ｃ間で直接通信を
行う場合、移動局装置１ａが移動局装置１ｃに対して下
り帯域を用いて送信すると、移動局装置１ｂにおける無
線基地局装置２からの受信が妨害されることを防ぐこと
ができる。 【００７２】また、本発明の移動体通信システムによれ
ば、直接通信が可能か否かの判断に関する制御は移動局
装置１同士で行うものの、直接通信チャネル及び電力の
決定、通知及び終話確認を制御局装置３で集中制御する
ため、従来方式と協和のとれた電力制御が可能になる
他、直接通信時間などを制御局装置３で管理することが
でき、直接通信に関しても課金が可能になり、直接通信
サービスの事業化を可能にできる効果がある。 【００７３】また、移動局装置１を使用するユーザ側か
らすれば、日頃使い憤れている移動局装置１（携帯電話
機）の操作手順の変更はなく、通話相手の位置に応じて
自動的に直接通信が行われ、従来の通話方法と何ら変わ
りなく使用できるので、利用しやすいサービスとして受
け入れやすいといった効果がある。 【００７４】また、本発明の移動体通信システムによれ
ば、移動局装置１同士の直接通信が可能か否かの判断に
関する制御において、着信側の移動局装置１が直接通信
の機能を具備していない移動局装置であった場合には、
発信側からの直接通信発呼要求に対して応答が返らない
が、発信側の移動局装置１において送信電力が上限値に
達し、制御局装置３では、タイムアウトとなって、直接
通信不可能と判断されて、従来通りの通常の通信接続制
御に切り替わるので、特別の装置や処理を行わなくて
も、従来型の移動局装置と、本発明の直接通信機能に対
応した移動局装置１とが混在利用できる環境を実現でき
るので、移動体通信システムとしての一時的なサービス
混乱を引き起こすことなく、新サービスを導入できる効
果がある。 【００７５】 【発明の効果】本発明によれば、制御局装置が、発信元
の移動局装置からの発呼要求受け付け時に、着信先の移
動局装置が管轄するセル内に在る場合に、発信元及び着
信先の移動局装置間で直接通信を試みる指示を各移動局
装置に出力し、発信元の移動局装置が、制御局装置から
の指示に従い、送信電力を段階的に増加させながら着信
先の移動局装置との直接通信を試み、直接通信が可能で
あった場合に、制御局装置に直接通信用のチャネル割り
当て要求を行い、制御局装置が直接通信用のチャネルを
割り当て、移動局装置間で、直接通信が可能であった際
の送信電力を利用して決定された直接通信電力で制御局
装置から割り当てられた直接通信用のチャネルを使って
直接通信を行う移動体通信システムとしているので、近
距離に位置する移動局装置同士での直接通信サービス
を、制御局装置の負荷を増大することなく、効率よく、
高品質で確実に実現し、移動体通信システム全体とし
て、周波数利用効率を向上し、サービス向上を図ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る移動体通信システムの機器構成図
である。 【図２】本発明の移動局装置の内部構成を示すブロック
図である。 【図３】本発明の移動局装置における発呼処理のフロー
チャート図である。 【図４】本発明の無線基地局装置の内部構成を示すブロ
ック図である。 【図５】本発明の制御局装置の内部構成を示すブロック
図である。 【図６】本発明の制御局装置における接続制御処理のフ
ローチャート図である。 【図７】、本発明の移動体通信システムにおける直接通
信可能時の接続制御シーケンスを示すシーケンス図であ
る。 【図８】本発明の移動体通信システムにおける直接通信
不可能時の接続制御シーケンスを示すシーケンス図であ
る。 【図９】本発明の移動体通信システムにおける直接通信
終了時の終呼制御シーケンスを示すシーケンス図であ
る。 【図１０】従来のセルラシステムの通信方式の概略を説
明する説明図である。 【符号の説明】 １，１′…移動局装置、 ２…無線基地局装置、 ３，
３′…制御局装置、１０…中央処理部、 １１…送受信
部、 １２…ベースバンド処理部、 １３…音声処理
部、 １４…表示部、 １５…入力部、 １６…記憶
部、 １７…インタフェース部、 １８…アンテナ、
２１…有線伝送路、 ２２…呼処理制御部、 ２３…保
守監視制御部、 ２４…ベースバンド処理部、 ２５…
送受信部、２６…増幅部、 ２７…アンテナ、 ２８…
ＡＴＭスイッチ、 ３１…主制御部、 ３２…信号終端
カード部、 ３３…ダイバーシチハンドオーバトランク
カー／マック多重分離カード、 ３４…クロック同期
部、 ３５…伝送路インタフェース部、 ３６…有線伝
送路、 ３７…ＡＴＭ−ＳＷ部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 移動局装置と、管轄するセル内に在る前
   記移動局装置との無線通信を行う無線基地局装置と、複
   数の前記無線基地局装置と接続し、前記移動局装置の接
   続制御を行う制御局装置とを有する移動体通信システム
   であって、 前記制御局装置が、発信元の移動局装置からの発呼要求
   受け付け時に、着信先の移動局装置が管轄するセル内に
   在る場合に、前記発信元及び着信先の移動局装置間で直
   接通信を試みる指示を前記各移動局装置に出力し、前記
   発信元の移動局装置から直接通信用のチャネル割り当て
   要求があると、直接通信用のチャネルを割り当てる制御
   局装置であり、 前記発信元の移動局装置が、前記制御局装置からの指示
   に従い、送信電力を段階的に増加させながら着信先の移
   動局装置との直接通信を試み、直接通信が可能であった
   場合に、前記制御局装置に直接通信用のチャネル割り当
   て要求を行い、直接通信が可能であった際の送信電力を
   利用して決定された直接通信電力で前記制御局装置で割
   り当てられた直接通信用のチャネルを使って直接通信を
   行う移動局装置であることを特徴とする移動体通信シス
   テム。