JP2572377B2 - 空きチャネル選択方法及び装置 - Google Patents

空きチャネル選択方法及び装置

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JP2572377B2
JP2572377B2 JP61159875A JP15987586A JP2572377B2 JP 2572377 B2 JP2572377 B2 JP 2572377B2 JP 61159875 A JP61159875 A JP 61159875A JP 15987586 A JP15987586 A JP 15987586A JP 2572377 B2 JP2572377 B2 JP 2572377B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、 各々上り通信路及び関連する下り通信路を有するとと
もに各別のアドレスを有する複数の二重通信チャネルを
有し、各二重通信チャネルがセルシステムを構成するセ
ルパターン内に位置する複数の固定局のいずれか一つと
複数の移動局のいずれか一つとの間の通信を与えるセル
方式移動無線システムにおいて、 各固定局が、各上り通信路の受信信号電力レベルが第
１の所定のしきい値を越えるか検出することにより上り
通信路が使用中の二重通信チャネルのアドレスを決定
し、このようなチャネルのアドレスを、セルシステム内
のそれぞれの固定局に順に周期的に割り当てられた等時
間間隔の時間チャネルを有する信号路（セマフォ通信路
とも称される）を介して移動局に送信し、 各移動局が、各下り通信路の受信信号レベルが第２の
所定のしきい値を越えるか検出することにより下り通信
路が使用中の二重通信チャネルのアドレスを決定し、 各移動局が、前記上り通信路が使用中の二重通信チャ
ネル及び前記下り通信路が使用中の二重通信チャネルの
アドレスと異なるアドレスを有する二重通信チャネルの
中から一つの空き二重通信チャネルを選択する空きチャ
ネル選択方法に関するものである。
また本発明はこの方法を固定局及び移動局において実
施するための装置に関する。
セルラー移動無線システム用のかかる空きチャンネル
探索方法は1983年12月９日出願のフランス特許第255653
2号明細書に記載されている。この方法は当該システム
における各セルにすべての通信チャンネルを割り当てる
ことができるという利点を有するのに対し、慣用のシス
テムで各チャンネル組が１グループの“モチーフ（moti
f）”セルに分配され、該モチーフが当該通信システム
を通じて繰り返される。
しかしこの既知の方法は実施に当り、ある形式の移動
無線システムでは移動局において下り通信路の使用中チ
ャンネルを決定するのが困難になることがある。
かかる方法を実施すると便宜なのは上り及び下り通信
路を構成する通信チャンネルが時間的多重化時間チャン
ネルであるタイムシェア多元接続（以下TSMAと称す）形
式のシステムにおいてだけである。TSMAシステムでは移
動局は下り通信路のすべてのチャンネルを受信する受信
機を有するので、種々のチャンネルに対応する時間間隔
において受信した信号のレベルを単に測定し、かつこれ
を所定閾値と比較することによって使用中のチャンネル
を検出するのは容易である。
周波数分割多元接続（以下FDMAと称す）形式の移動無
線システムでは通信チャンネルは周波数多重化周波数チ
ャンネルであり、移動局の受信機は毎回１チャンネルし
か受信できないので、下り通信路のすべてのチャンネル
におけるレベルを測定するため受信機の周波数をステッ
プ状に順次変化して全チャンネルを探査する必要があ
る。例えば、125ms（相応するTSMAシステムのフレーム
周期）間に探査すべきチャンネル数が255であるシステ
ムでは各周波数を約0.5ms持続する必要がある。多数の
トラックによって生ずるフェージング現象を考慮するた
め、チャンネルにおけるレベルの測定を２又は３つの探
査過程にわたる平均値として求める必要がある。この方
法による空きチャンネルの探索には長時間（125msを２
〜３回分）を要しスタンバイが長くなるのが主な欠点で
あるが、通信中にチャンネルを変更しなければならなく
たった場合、例えば使用中のチャンネルに混乱（クラッ
ク）が生じた場合著しく厄介になる。実際上、空きチャ
ンネルの探索中通信を一時中止する必要がある。この欠
点を除去するため、主受信機がチャンネルを変更しなけ
ればならなくなるときを予期して第２の空きチャンネル
を探索するためチャンネルを連続的に探査する補助受信
機を使用することができるが、この解決策は複雑にな
る。
最後に、実際には周波数及び時間分配多元接続を組合
せた複合システムを使用して純TSMA又はFDMAシステムに
比べ、区域（郊外もしくは村落）又はユーザ数の漸増に
応じて固定局を変化する数のチャンネルに一層容易に適
合させるようにする傾向が増大してきていることに注意
する必要がある。
従って変化する数のTSMAフレームを周波数多重化する
ことにより複合TSMA/FDMA可変容量システムを構成でき
る。各TSMAフレームが200kHz程度のチャンネルのコヒー
レント帯域より大きい帯域幅を占有するTSMA広帯域/FDM
Aシステムと、各TSMAフレームがチャンネルのコヒーレ
ント帯域を占有する狭帯域TSMA/FDMAシステムとは区別
することができる。双方の場合において固定局は位置及
び時間は応じ変化する数のチャンネルに適合でき、TSMA
フレームに含まれる通信チャンネル数に等しいインクリ
メントに適合できる。また、周波数のステップ状変化を
TSMAフレームの周波数において行いかつ相互干渉を防止
するようユーザ間を調整する変形複合狭帯域TSMA/FDMA
システムと共に可変容量システムを構成することもでき
る。かかるシステムでは通信チャンネルは、周波数ステ
ップ変化に使用される法則によって決まるコードに従っ
て搬送波周波数と共にTSMAフレーム時間間隔を使用す
る。以下においてはこの複合システムをTSMA/CDMA/FDMA
システムと称し、ここでCDMAはコード分配多元接続を意
味する。
前記フランス特許第2556532号に記載された空きチャ
ンネル探索方法を、すべてが周波数分配多元接続を含む
上記複合システムに適用する必要がある場合には、純FD
MAシステムと同じ難問題が生ずる。
本発明の目的は、いずれの移動無線システム、特に上
述した３つの複合システムにおいて通信を中断すること
なく空きチャンネルの探索及びチャンネルの変更を可能
ならしめることにより上記難問題を解決する空きチャン
ネル探索方法及び装置を提供するにある。
かかる目的を達成するために、本発明は頭書に記載の
空きチャネル選択方法において、 各固定局が、下り通信路使用中の二重通信チャネルの
決定のためにそれぞれの固定局が使用する二重通信チャ
ネルのアドレスを、それぞれの固定局に割り当てられた
信号路内の等時間間隔の時間チャネルで連続的に送信
し、 各移動局が、それぞれの固定局から受信される前記信
号路内の時間チャネルにおける信号電力レベルを検出
し、受信された信号電力レベルが所定の干渉しきい値を
越えるが最大受信信号電力レベルより低い固定局を干渉
局として識別し、 各移動局が、前記信号路を介して送信された使用二重
通信チャネルの中から前記干渉固定局の二重通信チャネ
ルを下り信号路使用中の二重通信チャネルとして決定す
ることことを特徴とする。
いくつかの固定局にとってはセマフォ通信路を介して
送信される使用中二重チャンネルからの情報が移動局に
おいて干渉の閾値上のレベルで受信されるおそれがあ
り、これにより情報の復元において誤りの生ずるおそれ
がある。
これを防止するためには干渉閾値を良好な受信の閾値
に設定し、かつ固定局に対しては良好な受信の閾値及び
前記第２閾値の間の差にほぼ等しい大きさだけ通信チャ
ンネルにおけるレベルより高いレベルでセマオ通信路チ
ャンネルを介して送信するのが最良である。
以下図面につき本発明の実施例を説明する。
本発明の方法を説明するため第１図に、セルラー移動
無線システムにおける種々の固定局及び移動局の相対位
置を図的に示す。既知のセルラー移動無線システムでは
カバーすべき区域をセルＨの如き一般に六角形のセルに
分割し、各セルはその中央にＦの如き固定局を有する。
各固定局は下り通信路を構成する通信チャンネルに沿っ
て移動局に向けて送信を行うことができる。実際上セル
Ｈによって規定される区域をカバーする固定局Ｆと移動
局Ｍとの間に双方向通信を確立する必要があるものとす
る。移動局Ｍは上り通信路を構成する通信チャンネルを
介して固定局に向けて送信を行うことができる。固定局
は当該システムのすべての通信チャンネルを介する送受
信に対処し得るようにすることができる。本発明の方法
の目的は、固定局Ｆ及び移動局Ｍの間に双方向通信を確
立するため１対の上りチャンネル及び下りチャンネルを
探索するにある。前記フランス特許に記載された方法で
は上り通信路における各チャンネルを下り通信路におけ
る所定チャンネルと関連させて二重通信チャンネルを形
成し、この二重通信チャンネルは上り又は下り通信路チ
ャンネルが使用中であれば使用中と見做さなければなら
ない。第１図を参照して特定される干渉区域の概念も使
用される。
上り通信路の１チャンネルにおける受信電力が第１所
定閾値より大きい場合Mkの如きいずれかの移動局が固定
局Ｆ及び移動局Ｍの間の通信と干渉し得る干渉区域CFを
Ｆの如き固定局の周りに規定することができる。
また下り通信路の１チャンネルにおける受信電力が第
２所定閾値より大きい場合Fjの如きいずれかの固定局が
移動局Ｍ及び固定局Ｆの間の通信と干渉し得る干渉区域
CMをＭの如き移動局の周りに規定することができる。
前記フランス特許第2556532号に記載された空きチャ
ンネル探索方法では、固定局Ｆ及び移動局Ｍの間に通信
を確立するため固定局Ｆにより、干渉区域CFに位置する
移動局Mkとの通信に使用されている上り通信路のチャン
ネルを検出する。これを行うため固定局Ｆにより、上り
通信路のすべてのチャンネルにおける受信電力レベルを
測定し、これを第１所定閾値と比較し、測定された受信
電力レベルが第１所定閾値より高いチャンネルは使用中
チャンネルである。次いで、上り通信路における使用中
二重チャンネルのアドレスを、セル網を構成するセルパ
ターン内のすべての固定局に順に周期的に割り当てられ
た等時間間隔の時間チャンネルを有する信号路（セマフ
ォ通信路とも称される）を介して移動局へ送信する。ま
た既知の方法では移動局Ｍがその干渉区域CMに位置する
固定局Fjとの通信に使用されている下り通信路のチャン
ネルを、固定局において使用されるのと同様な直接法に
よって決定し、即ち下り通信路のすべてのチャンネルに
おける受信電力レベルを測定し、これを第２所定閾値と
比較し、測定された受信電力レベルが第２所定閾値より
大きいチャンネルが使用中である旨決定する。セマフォ
通信路を介して送信される上り通信路における使用中二
重チャンネルのアドレス及び移動局Ｍにおいて検出され
た使用中の下り通信路チャンネル（又は下り通信路にお
ける使用中二重チャンネル）のアドレスから移動局Ｍ
は、すべての使用中二重チャンネルのアドレスとは異な
るアドレスを有する空き二重通信チャンネルを容易に選
択できる。
しかし既に指摘したように、上述した直接法によって
下り通信路における使用中二重チャンネルを移動局Ｍに
おいて検出することのため、既知の方法は周波数分配多
元接続システム、純粋にFDMA方式のシステム又は複合シ
ステムを含むすべてのシステムにおける使用が難しくな
る。
本発明では下り通信路における使用中二重チャンネル
を異なる態様で決定し、既知の方法の難点を全く除去す
るようにする。かかる決定法は、移動局Ｍにおいては受
信信号のレベルが固定局によって使用される下り通信路
チャンネル、通信及びセマフォチャンネルのすべてに対
し同一であることを認識し、これを基礎としている。
従って、干渉区域CMに位置する固定局Fjとの通信に使
用されている下り通信路における二重通信チャンネルを
識別するため、本発明では、移動局Ｍにおける下記の２
つの情報アイテムを使用することができる。
第１情報アイテムは干渉隣接局のリストから成る。こ
のリストは受信信号レベルを測定し、これをセルパター
ンにおけるすべての固定局から逐次生ずる信号を転送す
るセマフォ通信路の種々のチャンネルにおいて閾値と比
較することにより移動局Ｍにおいて容易に作製できる。
第２情報アイテムは更新を確立すべき固定局Ｆを含む
全ての固定局Fjによって使用される二重通信チャンネル
のリストである。各固定局にて明らかに既知であるこの
リストはセマフォ通信路を介して移動局へ連続的に送出
できる。
従って、第２情報アイテムによって供給される二重通
信チャンネルのうちから、第１情報アイテムによって与
えられる干渉固定局から生ずる二重通信チャンネルを導
出することにより、下り通信路における使用中の二重チ
ャンネルを容易に決定できる。
なお第１情報アイテムは最終的に移動局に何等付加装
置を必要としない。セマフォ通信路チャンネルにおける
レベルをあらかじめ測定しておき、最高レベルにて受信
される固定局でありかつ移動局を搭載した車両の移動と
共に変化する割り当て固定局を、所要に応じて、決定す
るようにできる。
更に、セマフォ通信路チャンネルを干渉閾値における
レベルで受信できる移動局における第２情報アイテム
（使用チャンネルのリスト）の受信における如何なる誤
りをも防止するため、セマフォ通信路チャンネルにおけ
る送信レベルを既知の一定デシベル値だけ増大して干渉
閾値を良好な受信の閾値にするようにするのが最良であ
る。これら２レベル間の差は15〜20dB程度である。従っ
て固定局は２つの電力レベルにおいて送信し、一方の電
力レベルは通信チャンネルに対して使用され、高い方の
他方電力レベルはセマフォ通信路チャンネルに対して使
用される。
最後に、本発明の方法では各固定局がセマフォ通信路
上を すべての移動局に対し、自局で使用する二重通信チャ
ンネルのリストを送信し（上述した下り通信路における
使用中チャンネルを決定するため）； それに割り当てられた移動局に対し、（前記フランス
特許の方法における如く）上り通信路における使用中の
二重通信チャンネルのリストを送信する。
各固定局によって送信されるこれら２つの情報アイテ
ムは最も少ない数の２進エレメントを使用するよう組合
せ得ること明らかである。
かくして移動局は −上り通信路において、割り当てられた局と干渉しかつ
この局によりセマフォ通信路を介して与えられたリスト
に存在する使用中の二重チャンネル、 −本発明の方法によって決定される下り通信路における
使用中の二重チャンネル を除く空き二重チャンネルを選択する。
この方法は前記フランス特許第2556532号に記載され
たのと同一状況において使用でき、即ち −移動局Ｍが当該システムにリンクされた加入者又は他
の移動局に対する発信を所望する場合、セマフォ通信路
における電力レベルを測定することによりこの移動局は
最良の受信を与える固定局を選択し、これが割り当て局
となる。次いで移動局Ｍは自局Ｍとのリンクのため空き
二重チャンネルを選択する。
−固定局Ｆがその作動半径内の一つの移動局Ｍに発信す
ることを所望した場合、固定局はセマフォ通信路を介し
て呼出された移動局の番号を同報送信し、この移動局は
本発明の方法を用いて空き二重チャンネルを選択する。
−固定局Ｆ及び移動局Ｍ間の通信中に移動局が他の固定
局Fjから干渉によって妨害を受けた場合、移動局Ｍは本
発明の方法によって新たな空き二重チャンネルを探索
し、チャンネルを変更する。
−移動局Ｍ及び固定局Ｆ間の通信中に固定局が他の移動
局Mkから干渉によって妨害を受けた場合、固定局Ｆはこ
れを、セマフォ通信路を介して移動局Ｍの番号を再び同
報送信することによてこの移動局に知らせ、次いで移動
局Ｍが空きチャンネルを探索し、チャンネルを変更す
る。
−最後に、固定局Ｆ及び移動局Ｍ間の通信中にこの移動
局が固定局Ｆより良好に受信される固定局Ｆ′を検出し
た場合、移動局Ｍは同じ空きチャネル探索及びチャンネ
ル変更動作を行う他、関連固定局Ｆ及びＦ′に、局変更
に関するサービス情報を送信する。
次に、如何なる移動無線システムにあっても、固定局
及び移動局間の通信を中断することなく本発明の方法に
よって空きチャンネルを探索できるようにするセマフォ
通信路の構成について説明する。
この場合移動局Ｍでの必須事項は固定局Ｆとの通信に
使用される下り通信路チャンネルとは無関係にセマフォ
通信路から情報を受信することである。セマフォ通信路
から情報を受信した場合、移動局におけるスタンバイは
下り通信路におけるいずれかのチャンネルに関連させる
ことができること勿論であり、これは、本発明方法では
発信中特定のチャンネルにおける干渉に影響されないと
いう付加的利点を有する。
セマフォ通信路はセル・パターンにおけるすべての固
定的に順次かつ周期的に割り当てる時間幅の等しい時間
間隔で構成し、前記時間間隔は固定局によって使用でき
るすべての搬送波周波数に対し同時に生ずる。セマフォ
通信路のすべての時間間隔は移動無線システムにおける
すべての固定局に対し同期する必要があり、かつこの同
期を移動局において再生する必要があること勿論であ
る。
単一搬送波周波数の特殊な場合に対応する純TSMAシス
テムでは、前記フランス特許第2556532号に記載された
セマフォ通信路が使用される。純TSMAシステムではセマ
フォ通信路に対し通信チャンネルと同数の同時時間間隔
が存在する。しかし既に指摘したようにこのシステムは
実際上固定局の異なるかつ漸進的な適合（フィッティン
グ）は許容されない。
次に第２及び３図につき、固定局を要求に応じ一層容
易に適合できるよう複合システムにおいてセマフォ通信
路を編成できることを示す。
第２図の時間ｔ対周波数ｆ関係図には広帯域TSMA/FDM
Aシステム用の下り通信路及びセマフォ通信路の構成例
を示す。一つの固定局は最大Nfm個までの多数個Nfの搬
送波周波数と適合することができ、各搬送波周波数は周
波数は周期T1のTSMAフレームを送信するのに使用され
る。TSMAフレームはｎ個の時間間隔を含みかつ帯域幅Δ
Ｆを有する。帯域ΔＦはすべての搬送波周波数に対し連
続的である。
図示の例では、搬送波周波数の最大数はNfm＝12であ
りかつ帯域幅ΔＦは2MHzであり、従って下り通信路によ
って占有される最大帯域は24MHzである。TSMAフレーム
は0.5ms幅の時間チャンネルをｎ＝60個含み、従ってTSM
Aフレームは周期T1＝0.5ms×60＝30msを有する。
セマフォ通信路はセマフォ・フレーム周期T2における
時間間隔の番号を付した記号Ｓで示した時間間隔で構成
する。すべての時間間隔Ｓはすべての搬送波周波数F1〜
F12に対し同一瞬時に生じ、かつ総数Ｎ個のTSMAフレー
ム周期T1によって生ずる時間Ｄを介して分離される。本
例ではＮ＝４に選定してある。セマフォ・フレーム周期
T2には選択されたセルパターンの大きさCh（このセルパ
ターンにおけるセルの数）に等しい数の時間間隔Ｓを設
けて、このセルパターンにおけるすべての固定局が周期
T2中に順次送信を行うことができるようにする。第２図
の例ではCh＝25に選定し、時間間隔ＳをS1,S2,S3,…,S2
5として示してあるＱセマフォ・チャンネルの時間間隔
Ｓが通信チャンネルの持続時間と同じ0.5msである場
合、セマフォ・フレームの周期は T2＝0.5ms×Ch（Ｎ・ｎ＋１） ＝0.5ms×25（240＋１）＝3.0125s となる。
固定局は時間及び周波数の双方につき循環順列方式で
送信を行う。従って、第２図の例において時間間隔Ｓ及
び搬送波周波数に対応する細長い枠内における数字で示
したように搬送波周波数F1に対しては順次の時間間隔S
1,S2,S3,…,S25が固定局1,2,3,…,25からの送信にそれ
ぞれ使用され、搬送波周波数F2に対しては順次の時間間
隔S1,S2,S3,…,S25が固定局2,3,4,…,1からの送信にそ
れぞれ使用され、以下同様にして、搬送波周波数F12に
対しては順次の時間間隔S1,S2,S3,…,S25が固定局12,1
3,14,…,11からの送信にそれぞれ使用される。セマフォ
通信路における時間間隔S1〜S25のいずれかにおいてセ
ルパターンにおけるすべての固定局がこのセマフォ通信
路において送信する。すべての固定局がセマフォ・フレ
ーム周期のCh個の時間間隔Ｓにおいて送信する場合他の
例の循環順列を使用できること勿論である。そのための
条件は、順次送信を行う固定局の番号の間の差がセルパ
ターンの大きさChと共に第１の数となるようにすること
である。Ch＝25の例ではこの差を数４に選定できる。そ
の場合搬送波周波数F1に対しては順次の時間間隔S1〜S2
5において固定局1,5,9,13,17,21,25,4,8,12,16,20,24,
3,7,11,15,19,23,2,6,10,14,18,22から送信が行われ
る。搬送波周波数F2に対しては前記順序において固定局
５から１までが順次送信を行う。最後に、搬送波周波数
F12に対しては前記順序において固定局20から16までが
順次送信を行う。
上述した如く構成したセマフォ通信路を使用すれば、
移動局がスタンバイしているか又は固定局と交信してい
るいずれかの通信チャンネル（いずれかの搬送波周波数
を有する）においこの移動局はセマフォ通信路を介して
セルパターンにおける固定局からすべての情報を受信し
て空きチャンネルの探索を可能ならしめ得ること明らか
である。更に、固定局は時間的及び空間的要求に応じ最
大Nfmまでの可変個数Nfの搬送波周波数と適合させるこ
とができる。第２図の例ではNfm＝12である。搬送波周
波数が使用されれば、移動局は常にセマフォ通信路を介
して、空きチャンネルを探索するのに必要な情報を受信
する。
TSMA狭帯域/TSMAシステムについては特に説明の必要
はなく、第２図のシステムに関してはTSMAチャンネル・
フレームに対しては帯域幅が一層狭くなり、例えば、単
に200kHzになり、前記フレームは一層少ない数、例えば
６個の時間チャンネルを含む。搬送波周波数の最大個数
を一層大きくして通信チャンネルの総数と同一にするこ
とができる。セマフォ・チャンネルの構成は第２図と同
じにして、セマフォ通信路の時間間隔の間の距離を同じ
くＤとしかつセマフォ通信路の周期を同じくT2とするこ
とができる。
第３図の時間対周波数関係図はTSMA狭帯域/CDMA/FDMA
システムを説明するために使用する。このシステムでは
TSMAフレームの時間間隔を用いる各通信チャンネルは一
定搬送波周波数ではなく、所定の法則に従ってステップ
状に変化する搬送波周波数である。
第３図と同様なシステムでは各固定局を、選定された
セルパターンの大きさChの複数搬送波周波数の数Nf即ち
Nf＝KChと適合させる必要があり、ここでＫは搬送波周
波数が分配されるグループの数を決定する総数である。
第３図の例ではこれらの搬送波周波数はそれぞれ25個の
搬送波周波数を含む５つのグループG1〜G5に分配される
ので、搬送波周波数の最大個数Nfmは125になる。TSMAフ
レームを送信するため各搬送波周波数の周りで使用され
る帯域幅はΔｆ＝0.2MHzである。かかる帯域幅はすべて
の搬送波周波数に対し連続しているので下り通信チャン
ネルによって占有される最大帯域は0.2MHz×25×５＝25
MHzである。
本例システムは搬送波周波数グループG1〜G5の各々に
対し同様な態様で作動するので、特に搬送波周波数グル
ープG1に対する通信チャンネル及びセマフォ通信チャン
ネルの構成につき次に説明する。
TSMAフレームは持続時間5msの時間間隔を６個含んで
いるので、TSMAフレームは周期T1＝5ms×６＝30msを有
する。各通信チャンネルは所定の法則に従ってステップ
形式で変化する搬送波周波数におけるTSMAフレームの時
間間隔で構成し、２つの順次の搬送波周波数のステップ
変化の間の時間間隔はTSMAフレームの周期T1である。第
３図においてこのフレーム内の斜線を施した部分は時間
間隔及び周波数ステップ法則を用いる通信チャンネルに
よって占有される時間−周波数スペースを示す。図示の
例では、周波数ステップ法則実行期間中にチャンネルに
よって使用される搬送波周波数はf1からf25へという順
序で増大する。この実行期間中に25の搬送波周波数が使
用されるようにしてあれば、他の順序を使用できること
勿論である。25の搬送波周波数を含むグループG1に対し
ては25の周波数ステップ法則が可能であり、これらの法
則はTSMAフレームの周期T1を多数回シフトすることによ
って得られる。従って固定局においてG1の如き搬送波周
波数グループを使用することにより６×25＝150の通信
チャンネルが得られる。G1の如く作動する５つの搬送波
周波数グループを並置することにより５×150＝750の通
信チャンネルを得ることができる。
セマフォ通信路はセマフォ・フレーム周期T2において
セルパターンの大きさ即ち固定局の個数Ch＝25に従って
番号を付した幅の等しい時間間隔Ｓにより第２図に示し
たのと同様の態様で構成する。周期T2におけるこれらの
時間間隔S1〜S25は５つの搬送波周波数グループG1〜G5
のすべての搬送波周波数に対し同時に生ずる。セマフォ
通信路のこれら時間間隔ＳはTSMAフレーム周期T1とその
総数Ｎとの積である持続時間Ｄを介して分離される。Ch
につきＮが第１の数である場合、セパターンにおけるCh
個の固定局はセマフォ・フレームのCh個の時間間隔Ｓに
おいて順次送信を行うことができ、これは第３図の例で
はCh＝25及びＮ＝４と共に行われる。セマフォ・チャン
ネルの時間間隔Ｓが通信チャンネルと同じく5msの持続
時間を有する場合、セマフォ・フレーム周期の持続時間
はT2＝5ms×Ch（Ｎ・ｎ＋１） ＝5ms×25（24＋１）＝3.125s となる。
固定局は時間及び周波数の双方につき循環順列形式で
セマフォ通信路において送信する。グループG1における
搬送波周波数が周波数ステップ法則においてf1からf25
へという順序で使用される第３図の例では、搬送波周波
数f1に対しては時間間隔S1〜S25が固定局１〜25からの
送信に使用され、搬送波周波数f2に対しては時間間隔S1
〜S25が固定局２〜１からの送信に使用され、以下同様
にして搬送波周波数f25に対しては時間間隔S1〜S25が固
定局25〜24からの送信に使用される。
このセマフォ通信路構造においては、固定局が搬送波
周波数グループG1と適合している場合、スタンバイして
いるか、又は25の可能な周波数ステップ法則の一つを用
いて何れかの通信チャンネルを介して固定局と交信して
いる移動局がセルパターンにおけるすべての固定局から
の情報をセマフォ通信路を介して受信して、この移動局
が通信を確立するか又はチャンネルを変更するため空き
チャンネルを探索できるようにする必要がある。
固定局が数個の搬送波周波数グループG1〜G5に適合し
ている場合には、Ch個の搬送波周波数（Ch＝25）から成
るグループはグループG1につき述べたのと同様に独立の
周波数ステップ法則を使用できる。同様に、セマフォ通
信路の構成は各グループに対し、グループG1につき述べ
たのと同様にすることができる。従って、スタンバイし
ているか、又はグループG1〜G5中の一グループの所定チ
ャンネルにおいて交信中のいずれかの移動局はセマフォ
チャンネルを介して、空きチャンネルの探索に必要なす
べての情報を受信する必要がある。
固定局が使用するすべての搬送波周波数（最大でNfm
個の搬送波周波数）においてこれら固定局によって送信
されるセマフォメッセージは同一内容を有し、即ち − メッセージを送信する固定局のアドレス、 − 発信に関するサービス情報、即ち探索される移動加
入者の数及び発信の性質（発信、返信、受信の承認、通
信の終り、チャンネル変更の命令等）、 − 本発明により空きチャンネル探索に対しては、 ＊ 固定局によって使用される二重チャンネルのリスト
L1、 ＊ 上り通信路チャンネルにおいてはレベル測定を使用
することによって固定局により使用中と認識された二重
チャンネルのリストL2、 − 更に、セマフォメッセージは、 ＊ TSMA広帯域/FDMAシステムでは、固定局に適合した
搬送波周波数Nf及び好ましくは、固定局によって選択さ
れかつ移動局により通信チャンネルの選択に使用される
単一搬送波周波数を示し、 ＊ TSMA狭帯域/CDMA/FDMAシステムでは、固定局に適合
した搬送波周波数グループ（即ちNf＝KChにおけるＫの
値）、及び好ましくは、固定局によって選択されかつ移
動局により通信チャンネルの選択に使用される単一搬送
波周波数グループを示す。
従って上記最後の２つの情報アイテムを送信すること
により固定局はいつでも、移動局による空きチャンネル
の選択を使用中最下位チャンネルの搬送波周波数又は使
用中の最下位搬送波周波数グループへ導くことができ
る。例えば、搬送波周波数（又は搬送波周波数グルー
プ）が１固定局に適合しているがその近傍局とは適合し
ていない場合、この固定局は移動局の選択をこの搬送波
周波数又は搬送波周波数グループへ導く。更に、数個の
発信要求が固定局によりメッセージにおいて送信された
場合、固定局は対応するセマフォメッセージにおいて各
移動局に対して異なる搬送波周波数又は搬送波周波数グ
ループを示す。従って数個の着信移動局が同時に同一チ
ャンネルを選択するおそれがなくなる。
更に、前記最後の２つの情報アイテムを送信すること
により固定局はリストL1及びL2におけるチャンネルを選
択された搬送波周波数又は搬送波周波数グループの一部
を形成するチャンネルに制限することができ、従ってセ
マフォメッセージのビット数が低減される。
本発明の方法は第４図に示す如く移動局において実施
できる。この図はこの方法に関する要部のみを示す。
第４図において移動局は受信アンテナ２に接続した無
線受信機１を具える。受信機の出力端子３は復調出力信
号を送出し、これをデコーダ４に供給する。このデコー
ダの出力端子５には復号されたデータ又は音声信号が発
生し、これは選択された通信チャンネルにおいて受信機
へ送信される。このデコーダの出力端子６にはセマフォ
チャンネルにおいて受信した空きチャンネルの探索に関
する情報が発生する。最後に、デコーダには同時ビット
及び同期フレーム装置が並設されていると仮定すると、
デコーダの出力端子７からはセマフォ通信路のフレーム
同期信号が送出される（Cn個の順次時間間隔を有するフ
レームによりセマフォ通信路のCh個のチャンネルが決定
される）。また無線受信機１はリミッタの前位に補助低
周波出力端子８を有し、従って受信レベルを測定でき
る。この出力端子８における信号は、セマフォ通信路の
同期フレーム信号と共にレベル測定装置９に供給し、レ
ベル測定装置はセマフォ通信路のCh個のチャンネルにお
けるレベルを測定する。レベル測定装置から送出される
測定されたレベルは低減濾波装置10におけるCh個のロー
パスフィルタに供給し、各ローパスフィルタはレベル測
定における何等かの不規則要因を回避するため数個のセ
マフォフレーム周期にわたり測定したレベルの平均レベ
ルを発生する。従ってセルパターンのCh個の固定局から
のセマフォ通信路のCh個のチャンネルにおけるレベルが
装置10の出力端子において得られる。装置10によって供
給されたレベルは同期フレーム信号の特定瞬時Ｓに比較
回路11において互いに比較される。比較回路11はセマフ
ォフレームにおける対応チャンネルの最高レベル及び位
置を決定し、これにより割り当てられる固定局のアドレ
スが与えられ、これをメモリ12に記憶する。このアドレ
スは無線送信機13に供給され、送信アンテナ14を介して
同報送信される。送信機14は同報送信すべき他の信号
（手順メッセージ、音声又はデータ信号）を供給される
が、説明を簡単にするためこれらは示してない。
本発明の方法を実施するため、装置10によって供給さ
れるCh個の測定されたレベルをCh個の閾回路15に供給す
る。これら閾回路によって共用される閾値は“干渉”閾
値である。１チャンネルにおいて受信したレベルがこの
干渉閾値を超えている場合、このチャンネルにて送信し
た固定局は干渉中と見做される。干渉閾値を超えるレベ
ルを示した干渉中固定局のアドレスのリストＬはChビッ
トメモリ16に記憶される。
更に、デコーダ４の出力端子６はセマフォ通信路の種
々のチャンネルにおいて受信した情報、即ち各セマフォ
通信路につき、セマフォチャンネルにおいて送信してい
る固定局によって使用される通信チャンネルのリストL
1、この固定局によって使用されるていると認識された
チャンネルのリストL2及び空きチャンネルを探索するた
めに使用すべき搬送波周波数（又は搬送波周波数グルー
プ）を示す情報Ｉを送出する。セマフォ通信路において
受信したこの情報はメモリ17に記憶される。
メモリ16に記憶された干渉中の固定局のリストＬ並び
にメモリ17に記憶されたリストL1,L2及び情報Ｉはチャ
ンネルの変更を必要とする状況の発信の際にこれらのメ
モリから読出される。上述した本発明の方法を用いるこ
とにより、L,L1,L2及びＩから空き二重チャンネルを容
易に選択できる。要するに、選択された空き二重チャン
ネルは −情報Ｉによって決定されるチャンネルの一つとする必
要があり、 −上り通信路における使用中チャンネルのリストL2から
求めてはならず、 −リストＬにおける干渉中固定局から生ずる使用中チャ
ンネルのリストL1から求めてはならない。
本発明の方法を実施するため固定局において使用する
手段を第５図に示す。固定局がNf個の搬送波周波数に適
合し得る如く構成されている場合、固定局は受信アンテ
ナを設けられ、かつ第４図の移動局は受信機１の如く、
受信機リミッタの前位に補助低周波出力端子を有する20
及び21の如きNf個の固定周波数無線受信機を具える。こ
れらの受信機の低周波出力端子22,23における信号は、T
SMA通信チャンネルの同期フレーム信号発生器26からの
同期フレーム信号（ｎ個の順次の時間間隔を有するフレ
ーム）と共にレベル測定装置24,25に供給する。従って
各レベル測定装置24,25は上り通信路のｎ個のチャンネ
ルの測定されたレベルを送出する。装置24,25によって
供給される測定されたレベルは各低域濾波装置27,28に
おけるｎ個のローパスフィルタに供給する。従って27,2
8の如き装置のすべてにおける出力端子には上り通信路
のnNf個のチャンネルにおける測定されたレベルが得ら
れる。これら測定されたレベルは29,30及び31,32の如き
nNf個の調整された閾回路に供給する。これらすべての
閾回路は同一閾値（先に第１閾値として参照した）に設
定され、この閾値を超えたチャンネルは使用中と認識さ
れる。かかる閾値を超えた旨の情報はnNfビットメモリ3
3に供給し、これが読出される場合このメモリは固定局
により使用中と認識されたチャンネルのリストL2を送出
する。更に、固定局により使用されるチャンネルのリス
トL1がメモリ34に供給される。最後に、空きチャンネル
を探索するために使用すべき搬送波周波数（又は搬送波
周波数グループ）の情報Ｉがメモリ35に供給される。リ
ストL1及びL2並びに情報Ｉを含む、セマフォ通信路にお
いて送信すべきメッセージはメッセージ形成装置36にお
いて形成されて送信機37へ供給され、アンテナ38を介し
て同報送信される。
【図面の簡単な説明】
第１図は干渉区域における固定局及び移動局の相対位置
を示す図、 第２図は本発明の方法において使用されるセマフォ通信
路及び下り通信路の構成であって、複合時間及び周波数
分配多元接続システムに関するものの構成例を示す図、 第３図は本発明の方法において使用されるセマフォ通信
路及び下り通信路の構成であって、複合時間、コード及
び周波数分配多元接続システムに関するものの構成例を
示す図、 第４図は移動局における本発明の空きチャンネル探索装
置の実施例を示すブロック図、 第５図は固定局における本発明の空きチャンネル探索装
置の実施例を示すブロック図である。 １……無線受信機、２……受信アンテナ ４……デコーダ、９……レベル測定装置 10……低域濾波装置、11……比較回路 12……メモリ、13……無線送信機 14……送信アンテナ、15……閾回路 16……Chビットメモリ、17……メモリ 20,21……無線受信機、24,25……レベル測定装置 26……同期フレーム信号発生器 27,28……低域濾波装置、29,30,31,32……閾回路 33……nNfビットメモリ、34,35……メモリ 36……メッセージ形成装置 37……無線送信機、38……送信アンテナ

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各々上り通信路及び関連する下り通信路を
    有するとともに各別のアドレスを有する複数の二重通信
    チャネルを有し、各二重通信チャネルがセルシステムを
    構成するセルパターン内に位置する複数の固定局のいず
    れか一つと複数の移動局のいずれか一つとの間の通信を
    与えるセル方式移動無線システムにおいて、 各固定局が、各上り通信路の受信信号電力レベルが第１
    の所定のしきい値を越えるか検出することにより上り通
    信路が使用中の二重通信チャネルのアドレスを決定し、
    このようなチャネルのアドレスを、セルシステム内のそ
    れぞれの固定局に順に周期的に割り当てられた等時間間
    隔の時間チャネルを有する信号路を介して移動局に送信
    し、 各移動局が、各下り通信路の受信信号レベルが第２の所
    定のしきい値を越えるか検出することにより下り通信路
    が使用中の二重通信チャネルのアドレスを決定し、 各移動局が、前記上り通信路が使用中の二重通信チャネ
    ル及び前記下り通信路が使用中の二重通信チャネルのア
    ドレスと異なるアドレスを有する二重通信チャネルの中
    から一つの空き二重通信チャネルを選択する空きチャネ
    ル選択方法において、 各固定局が、下り通信路使用中の二重通信チャネルの決
    定のためにそれぞれの固定局が使用する二重通信チャネ
    ルのアドレスを、それぞれの固定局に割り当てられた信
    号路内の等時間間隔の時間チャネルで連続的に送信し、 各移動局が、それぞれの固定局から受信される前記信号
    路内の時間チャネルにおける信号電力レベルを検出し、
    受信された信号電力レベルが所定の干渉しきい値を越え
    るが最大受信信号電力レベルより低い固定局を干渉固定
    局として識別し、 各移動局が、前記信号路を介して送信された全二重通信
    チャネルの中から前記干渉固定局の二重通信チャネルを
    下り信号路使用中の二重通信チャネルとして決定するこ
    とを特徴とする空きチャネル選択方法。
  2. 【請求項２】信号路の送信レベルを通信チャネルに比べ
    一定デシベル増大させることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の空きチャネル選択方法。
  3. 【請求項３】信号路内のそれぞれの固定局に対する時間
    チャネルを、二重通信用に各固定局に割り当てられた複
    数の搬送波周波数の各周波数にて同時に発生させること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空きチャネル
    選択方法。
  4. 【請求項４】各固定局が割り当てられた可変数のFDMA搬
    送波周波数を有し、ｎ個の時間多重通信チャネルを含む
    順次のTSMAフレームをこのような各周波数で送信するTS
    MA（時分割多元接続）/FDMA（周波数分割多元接続）複
    合セル方式移動無線システムに使用され、 信号路内の等時間間隔の時間チャネルを、TSMAフレーム
    周期の整数倍の持続時間で分離し、信号路内の時間チャ
    ネルの数を前記セル方式移動無線システムを構成するセ
    ルパターン内のセル数Chに等しくし、 セルパターン内の固定局が信号路内の時間チャネル及び
    これらの固定局に割り当てられた搬送波周波数を循環置
    換式に使用して送信することを特徴とする特許請求の範
    囲第３項記載の空きチャネル選択方法。
  5. 【請求項５】移動局が固定局との通信のための空き二重
    通信チャネルを選択できるように、固定局が信号路内の
    その割当て時間チャネルで、移動局が使用すべき搬送波
    周波数を識別する情報も送信することを特徴とする特許
    請求の範囲第４項記載の空きチャネル選択方法。
  6. 【請求項６】各固定局がこれに割り当てられた可変数の
    FDMA搬送波周波数を有し、各TSMAフレームが所定のコー
    ドに従ってステップ状に変化する搬送波周波数で送信さ
    れるｎ個の時分割多重チャネルを有しているTSMA/FDMA/
    CDMA（コード分割多元接続）復号セル方式移動無線シス
    テムに使用され、 搬送波周波数の数をＫ個（Ｋは整数）の群に分割し、且
    つ信号路内の時間チャネルをTSMAフレーム周期の整数倍
    の持続時間で分離し、 セルパターン内の固定局が信号路内の時間チャネル及び
    前記Ｋ個の周波数群の各群の搬送波周波数を循環置換式
    に使用して送信することを特徴とする特許請求の範囲第
    ４項記載の空きチャネル選択方法。
  7. 【請求項７】移動局が固定局との通信のための空き二重
    通信チャネルを選択できるように、固定局が信号路内の
    その割当て時間チャネルで、移動局が使用すべき搬送波
    周波数の群を識別する情報も送信することを特徴とする
    特許請求の範囲第６項記載の空きチャネル選択方法。
  8. 【請求項８】各固定局が、各上り通信路の受信信号電力
    レベルが第１の所定のしきい値を越えるか検出すること
    により使用中の上り通信路を有する二重通信チャネルの
    アドレスを決定し、このようなチャネルのアドレスを、
    セルシステム内のそれぞれの固定局に順に周期的に割り
    当てられた等時間間隔の時間チャネルを有する信号路を
    介して移動局に送信し、 各移動局が、各下り通信路の受信信号レベルが第２の所
    定のしきい値を越えるか検出することにより使用中の下
    り通信路を有する二重通信チャネルのアドレスを決定
    し、 各移動局が、前記上り通信路が使用中の二重通信チャネ
    ル及び前記下り通信路が使用中の二重通信チャネルのア
    ドレスと異なるアドレスを有する二重通信チャネルの中
    から一つの空き二重通信チャネルを選択するセル方式移
    動無線システム用空きチャネル選択装置において、各移
    動局が、 信号路内のそれぞれの時間チャネルにおいて該移動局が
    受信する信号の電力レベルを測定する信号電力レベル測
    定回路と、 該信号電力レベル測定回路で測定された各時間チャネル
    内の電力レベルを受信し、信号路内の各時間チャネルの
    数周期に亘る電力レベルの平均値を決定する複数の低域
    通過フィルタと、 前記複数の低域通過フィルタの出力端子に接続され、決
    定された平均値が干渉固定局の干渉しきい値を越えるか
    測定し、越えるときに干渉固定局のアドレスを供給する
    複数のしきい値回路と、 前記複数のしきい値回路により供給される干渉固定局の
    アドレスを受信し記憶する第１メモリ手段と、 固定局により移動局に信号路の時間チャネルにて伝送さ
    れる、使用中の二重通信チャネルを識別する情報を記憶
    する第２メモリ手段と、 前記第１及び第２メモリ手段に記憶された情報を読み出
    し、該移動局に空き二重通信チャネルの選択を行わせる
    手段とを具えたことを特徴とする空き二重通信チャネル
    選択装置。
  9. 【請求項９】各固定局が、 二重通信チャネルの上り通信路から該固定局が受信する
    信号の電力レベルを測定するレベル測定回路と、 該レベル測定回路から測定電力レベルを受信する複数の
    低域通過フィルタと、 前記複数の低域通過フィルタに接続され、前記二重通信
    チャネルの上り通信路内の信号の電力レベルが第１のし
    きい値を越えるとき、この上り通信路を有する二重通信
    チャネルのアドレスを発生し、該二重通信チャネルを使
    用中二重通信チャネルとして識別する複数のしきい値回
    路と、 前記複数のしきい値回路に接続され、使用中二重通信チ
    ャネルのリストを記憶する第１メモリ手段と、 空き二重通信チャネルを識別するために、該固定局が使
    用する二重通信チャネルのアドレスを記憶するとともに
    移動局が使用すべき搬送波周波数を記憶する第２メモリ
    手段と、 前記第１及び第２メモリ手段に記憶された情報を組合
    せ、組合わせた情報を該固定局に割り当てられた信号路
    の時間チャネルで移動局に送信する手段とを具えたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。
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