JPH02158223A - 無線通信制御方式 - 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、無線基地局が配下の無線端末局との間で発着
信制御、および通信を行なう複数の無線チャネルを具備
する無線通信方式において、該無線チャネルを効率的に
運用することにより、無線基地局に対する無線端末局か
らの発信情報の伝送効率、およびｓ＃Ｉ基地局と無線端
末局との通信の接続率を高める手段を持つ無線通信制御
方式に関するものである。

なお、本明細書において［チャネルＪ（ｒｊＷｉ線チャ
ネル」ともいう）という言葉を用いるが、その具体的な
意味は、周波数分割多元接続方式の場合は「周波数」、
時分割多元接続方式の場合は「タイムスロット」であり
、本発明は周波数分割多元接続方式、時分割多元接続方
式のどちらの場合にも同様の構成で実現可能である。

〔従来の技術〕

その１ 第７図は、無線基地局と複数の無線端末局からなる通常
の無線通信システム構成を示す図である。

第７図に示すように、無線ゾーン内の無線基地局１の配
下に複数の無線端末局２＆〜２Ｃが存在する無線通信方
式の場合、通信チャネルの他に無線端末局２ａ〜２ｃの
発着信制御を行なう制御チャネルとして着信制御チャネ
ルと発信制御チャネルを各々少なくとも１チヤネル設定
し、該制御チャネルを時分割して複数の無線端末局が共
有する方法がある。

着信待ち受は中の無線端末局は在圏無線ゾーンの着信制
御チャネルを受信する。無線基地局から無線端末局への
下りの着信制御チャネルの信号構成の一例を第８図に示
す。

無＃ｌＩ末局は、着信情報（Ｐ＋　、Ｐ２　、Ｐ−−・
・・・・・、ＰＬ　）３ａ〜３ｄ中に自局への着信情報
が検知された場合は着信制御を行ない、無線基地局によ
る通信チャネルの指定を行なった後に該通信チャネルで
通信を行なう。

着信待ち受は動作中に無線端末局加入者より発信要求送
出指示があった場合、該無＃ｌ端末局から無線基地局へ
上りの発信制御チャネルをランダムアクセスして発信情
報が送出される。

上りの発信制御チャネルは、第８図に示す下り着信制御
チャネル中の基地局情報（Ｂ３．・・・・・・　Ｂｊ　
）４ａ　ｔ　４ｂにより　予め無線端末局に報知される
。無線端末局のアクセス方式としてはアロハ方式、スロ
ッテドアロハ方式等がある。

無線端末局および無線基地局は、該発信制御チャネルを
用いて発信制御を行ない、無線基地局による通信チャネ
ルの指定を行なった後に該通信チャネルで通信を行なう
。

以上説明した従来方式その１．での無線端末局の発着信
制御７０−を第９図に示す。

また、無線端末局が移動性を有し、無線端末局の在圏無
線ゾーンを位置登録する必要がある場合、位置登録情報
は該無線端末局からｆｉ＃ｉ基地局へ上りの発信制御チ
ャネルをランダムアクセスして送出される。

その２゜ 上記の従来方式その１．では、一つのチャネルで複数の
無線端末局の発着信制御を行なう共通制御チャネルを通
信チャネル以外に専用に設ける方法を示したが、この他
に、一つのチャネルで一つの無線端末局の発着信個別制
御を行なう方法もある。

無線端末局は、通信に使用されていない空きチャネルを
区別する手段を持ち、着信待ち受は中の無線端末局は、
下りの空きチャネルを循環的に切り替えて順次受信する
。無＃［端末局への着信情報は下りの空きチャネルの一
つを用いて送信される。無線端末局は着信情報が送信さ
れるチャネルを区別する手段を持ち、着信情報が送信さ
れる場合、受信チャネルの循環を中断し、該着信情報が
送信されるチャネルを受信する。

無線端末局は、自局への着信情報を受信した場合、該チ
ャネルに対応する上りのチャネルで着信応答情報を送信
し着信制御を行ない、該チャネルを用いて通信を行なう
、受信した着信情報が自局に該当しない場合、上記の受
信チャネルの循環を再開する。

無＃Ｉｎ／Ｉ末局からの発信情報は、上りの空きチャネ
ルを用いて無線基地局へ送信され、該チャネルを用いて
発信制御および通信を行なう。

以上説明した従来方式その２．での無＃ａ端末局の発着
信制御フローを第１０図に示す。

米　　　モの３゜ 以上説明した従来方式その１．その２．の他に、これら
を組み合わせた方式もある。

すなわち、無線端末局の着信制御を行なう制御チャネル
として着信制御チャネルを設定し、該着信制御チャネル
により複数の無ａＳ末局の着信共通制御を行ない、発信
は一つの空き通信チャネルで一つの無線端末局の発信個
別制御を行なう方式である。

着信待ち受は中の無ｍ端末局は、在圏無線ゾーンの下り
着信制御チャネルを受信する。無線端末局は自局への着
信情報を受信した場合、上り着信制御チャネルを用いて
着信制御を行ない、無線基地局による通信チャネルの指
定を行なった後に該チャネルで通信を行なう。

無線端末局は、空き通信チャネルを判別する手段を持ち
、無線端末局からの発信情報は、上りの空き通信チャネ
ルを用いて無線基地局へ送信され、該通信チャネルを用
いて発信制御を行ない、該通信チャネルで通信を行なう
。

以上説明した従来方式その３．での無＃Ｉ端末局の発着
信制御フローを第１１図に示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来方式その１．では、発信制御、着信制御に
各々少なくと６１チヤネルを専有するため、通信量の少
ない無線ゾーンでは発着信の頻度が低く、無線チャネル
を無駄に専有する欠点があった。

通信量が多い無線ゾーンでは、通信チャネルに空きが無
い場合、共通制御チャネルで発着信を受は付けても通信
ができないため制御チャネルに無駄が生じる欠点があっ
た。＊た、無線端末局から発信を行なうチャネルが限定
されるためランダムアクセスの衝突率が増大し、発信完
了率を上昇させるためには発信信号の再送を必要とする
ため、発信接続遅延が増大する欠点があった。

従来方式その２．その３．では、一つの無線端末局から
の発信で一つの無線チャネルを専有する個別制御方式で
あるため、発信接続が失敗した場合でも一定時間は無線
チャネルを無駄に専有する欠点があった。

また、発信要求送信の際に無ｍ端末局がｐ＆線ゾーン内
の空きチャネルを探す方法として、無線端末局が無線ゾ
ーン内の全ての無線チャネルを記憶し、該チャネルを循
環的に切り替えて受信し、空きチャネルを見付ける必要
がある。無線ゾーン内ｌこ多数の無線チャネルが存在す
る場合、空き通信チャネルを見付けるために、発信接続
遅延が大きくなる欠点を有する。

さらに、無線端末局がサービスエリア内で別の無線ゾー
ンへ移動する可能性を持つ場合、移動するごとに記憶内
容を変更するか、初めにサービスエリア内の全ての無線
チャネルを記憶する必要があり、サーどスエリア内に多
数の無線ゾーンが存在する場合や、サービスエリア内に
新たな無線ゾーンを設定する場合に、空き通信チャネル
を見付ける制御が困難となる欠点がある。

また、従来方式その３．では、無線端末局が空きチャネ
ルを探す方法として、無線基地局が全ての空き通信チャ
ネルを着信制御チャネルにおいて報知し、無線端末局は
該報知情報を受信して空き通信チャネルを知る方法があ
るが、無線ゾーン内に多数の無線チャネルが存在する場
合、該報知情報が大きくなり着信制御チャネルを専有す
る割合が増加する欠点がある。

本発明は、上記の欠点を解決し、効率的な発着信制御を
行なうことにより、無線チャネルの使用効率を高める無
線通信制御方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に記
載した手段により達成される。

すなわち、本発明は、サービスエリアが一つ以上の無線
ゾーンで構成され、該各無線ゾーンは無線基地局を具備
し、無線ゾーン内には複数の熊＃ｌ端末局が存在し、上
記無線基地局は配下の無線端末局との間に、発着信制御
および通信を行なう複数の無線チャネルを具備する無線
通信方式において、Ｗ＆線基地局は、上記無線チャネル
を着信制御チャネルと通信チャネルに分割し、通信チャ
ネルの内、通信に使用されていない空き通信チャネルの
一部または全部を、複数１＃ｉｌ末局の発信制御を行な
う共通発信制御チャネルとして設定し、無Ｍ端末局への
着信は着信制御チャネル、無Ｍ端末局からの発信は上記
の発信制御チャネルを用いて行ない、無線基地局は無線
端末局との闇で通信を開始する場合、該発信制御チャネ
ルを含む上記空き通信チャネルの中から通信チャネルを
設定し、該通信チャネルで通信を行なう無線通信制御方
式である。

〔作　用〕

本発明は、共通制御チャネルを用いて無線端末局の発着
信を行なう無線通信方式において、空き通信チャネルが
存在する場合、該チャネルの一部または全部を発信制御
チャネルとして使用し、また、通信チャネルに空きがな
い場合は、発信制御チャネルを持たず、発信制御を中断
するよう構成する。

〔実施例〕

第１図は、本発明の無線通信制御方式の動作を説明する
図であり、同図（Ａ）は従来方式で共通制御チャネルを
用いて無＃ｌ端末局の発着信を行なう場合の無線チャネ
ル構成図、同図（ｂ）は本発明の無線通信制御方式で空
き通信チャネルが存在する場合の無線チャネル構成図、
同図（ｃ）は本発明の無線通信制御方式で空き通信チャ
ネルが無く更に通信チャネルを使用する必要が生じた場
合の無線チャネル構成図を示している。

まず、最初にｐｌｔＪ１図（ｂ）の空き通信チャネルが
ある場合について、同図（ａ）の従来方式と比較して説
明し、同図（ｅ）の空き通信チャネルが無い場合につい
ては後述する。

すなわち、従来は第１図（、）に示すように、無線チャ
ネルを着信制御チャネル５ａ、６ａ、発信制御チャネル
５ｂ、６ｂ通信チャネル５ｃ〜５ｅ、６ｃ〜６ｅに固定
的に設定し、空き通信チャネル５ｃ、５ｄ、６ｃｔ　６
ｄが存在する場合でもチャネル構成は一定であったが、
本方式では同図（ｂ）に示すように、発信制御チャネル
の内、チャネル’ｔｂ　ｔ　７ｃ　＊　８ｂ　ｍ　８ｃ
を発信制御チャネルとして設定する。

第１図（ｂ）において、着信待ち受は中の無線端末局は
在８１無線ゾーンの着信制御チャネル７ａを受信する。

無線端末局は、自局への着信情報が検出された場合着信
制御を社ない、無線基地局による通信チャネルの指定を
受信した後に該チャネルで通信を行なう。

上りの発信制御チャネルは、下りの着信制御チャネル８
ａ中の基地局情報（第８図の符号４ｍ、４ｂで示される
情報）により報知される。

着信待ち受は動作中に無Ｍ増末局加入者より発信要求送
出指示があった場合、該無＃ｌ端末局は上記基地局情報
を参照し、上りの発信制御チャネル７ｂ＊たは７ｃをラ
ンダムアクセスして発信情報を送出する。無線端末局の
アクセス方式としては、アロハ方式、スロ２テドアロハ
方式等がある。

発信制御チャネル７ｂ＊たは７ｃを用いて発信制御を行
ない、通信チャネルの指定を行なった後に該指定された
通信チャネルで通信を行なう。

通信チャネルとして複数チャネルを必要とする場合、発
着信制御の際に必要なチャネル数を無線基地局へ報告し
、無線基地局は必要数の通信チャネルを割り当てる。

また、無線端末局が移動性を有し、該無ｆｌｌＡＱ末局
の在圏無線ゾーンを位置登録する必要がある場合、位置
登録情報は該無線端末局から無線基地局へ上りの発信制
御チャネル７ｂまたは７Ｃをランダムアクセスして送出
される。

また、第２図は、無線基地局の動作を説明するブロック
構成図を示しており、ｌｌａ〜１１ｄは送信装置、１２
ａ〜１２ｄは受信装置、１３ａ〜１３ｄは信号処理部、
１４は着信処理部、１５はチャネル管Ｉ！Ｊ、部、１６
は発信処理部を表わしている。

下りの着信制御チャネルでは、着信処理部１４で受信し
た無＃ａ端末局への着信情報とチャネル管理部１５で管
理される発信制御チャネルに関する基地局情報が、信号
処理部１３＆で符号化され、送信装置１１ａより報知さ
れる。空き通信チャネルを発信制御チャネルとして使用
する場合、該チャネルの管理はチャネル管理部１５で行
なわれる。

無線端末局からの着信応答情報は、受信装置１２ａで受
信され、信号処理部１３ａから着信処理部１４へ伝達さ
れ、該無Ｍ端末局が通信チャネルを使用する場合、チャ
ネル管理部１５で指定するチャネルを使用する。

無ｍＱ末局からの発信情報は、チャネル管理部１５で管
理される上り発信制御チャネルの受信装置１２ｂで受信
され、信号処理部１３ｂから発信処理部１６へ伝達され
、発信応答情報は発信処理部１６から信号処理部１３ｂ
へ伝達され、送信装置１１ｂより下り発信制御チャネル
で送信される。通信チャネルを使用する場合、チャネル
Ｗ埋部Ｊ５で指定するチャネルを使用する。

勿論、これらの回路構成をソフトウェア手段で代用する
ことも可能である。

以上説明した本方式で空き通信チャネルが存在する場合
の焦線端末局の発着信制御７０−を第３図に示す。

次に、空き通信チャネルが無い場合について説明する。

第１図（ｃ）は前述のごとく　本発明の無線通信制御方
式において、通信チャネルに空きが無い場合の無線チャ
ネル構成図を示しており、同図に示すごとく、全ての通
信チャネルが使用中の場合、発着信信号を受信してら通
信に割り当てるチャネルが存在しないため、発着信制御
は不必要となる。

通信チャネル９ｅ　−９ｅ　、　１０ｃ　−１０ｅが使
用中のときは、９ｂ、１０ｂは発信制御チャネルとして
設定されるが、新たな発着信等により、さらに通信チャ
ネルを必要とする場合、発信制御を中断し、不必要な発
信制御チャネル９ｂ、ｉｏｂを通信チャネルとして割り
当て、本図に示すようなチャネル構成とする。

通信チャネルに空きが無く発信制御チャネルが存在しな
い場合、下りの着信制御チャネル１０ａ中の基地局情報
で発信禁止の情報を送信し、着信待ち受は中の無線端末
局は該情報を受信して発信制御チャネルが存在しないこ
とを知る。

次に、例えば通信が終了し、通信チャネル９ｅ＋１０ｅ
に空きが生じた場合、新たに通信チャネル９ｅ、１０ｅ
を発信制御チャネルに設定し、下りの着信制御チャネル
１０ａ中の基地局情報中の発信禁止を解除し、発信制御
チャネルを報知し、発着信制御を再開する。

また、無線端末局が移動性を有し、該無Ｍ端末局の在圏
無線ゾーンを位置登録する必要がある場合、基地局情報
を受信して発信制御チャネルが通信中であることを知り
、位置登録情報は上りの着信制御チャネル９ａをランダ
ムアクセスして送出される。

以上説明した本方式で通信チャネルに空きが無く、さら
に通信チャネルを使用する必要が生じた場合の無Ｍ端末
局の発着信制御フローを第４図に示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、空き通信チャネル
が存在する場合、該チャネルの一部または全部を発信制
御チャネルとして設定することにより、利用されていな
い無線チャネルを有効に活用する手段を提供することに
なる。

従って、複数の空き通信チャネルが存在する場合に、複
数の発信制御チャネルを設定することによりランダムア
クセスの衝突率は減少し、発信接続遅延は減少する。

第５図は、発信制御チャネルをランダムアクセスした場
合の平均発信接続遅延を示す。

アクセス方式は、スロッテドアロハ方式とし、伝送に成
功するまで再送をａ９返し、再送間隔は２秒とする。横
軸は信号の生起率（信号数／スロット間隔）、縦軸は無
線区間の発信接続遅延を示す。２０は発信制御チャネル
が１チヤネルの場合、２１は発信制御チャネルが２チヤ
ネルの場合、２２は３チヤネルの場合を示す。

第５図より、信号生起率が　０．３　（信号数／スロッ
ト間隔）の場合、発信制御チャネルを１チヤネルから２
チヤネルに増加させることにより無線区間の発信接続遅
延を４０％程度に軽減できることがわかる。最繁時に信
号量が８０７−ランの無線ゾーンに対して、呼損が３％
となる通信チャネル数を設定した場合、最繁時に空き通
信チャネルが存在する確率は約６４％であり、本方式は
広く適用可能である。

また、無線ゾーン内の無線チャネルを通信チャネルと制
御チャネルに割り当てる場合、発信制御チャネルを固定
的に設定せず、通信量が増大した場合は発信制御を中断
して、着信制御チャネル以外の全ての無線チャネルを通
信チャネルとして使用することにより、発信制御チャネ
ルを固定的に設定する場合と比較して、空き通信チャネ
ル無しによる呼損を低減することが可能となる。

第６図は、従来発信制御チャネルとして割り当てていた
無線チャネルを、本方式により通信チャネルとして使用
した場合の運べる呼量を示すものである。

横軸は通信チャネル数、縦軸は各々のチャネル数で運べ
る呼量を示す。１７は従来方式で呼損が３％となるよう
に通信チャネル数を決定した場合で、１８は本方式によ
り１７と比べて通信チャネルが１チヤネル増加した場合
、１９は通信チャネルが２チヤネル増加した場合の運べ
る呼量を示す。

ｔｐＪ６図より、通信チャネルが３チヤネル、発信制御
チャネルが１チヤネルの従来方式の無線ゾーンに対して
本方式を適用することにより、運べる呼量、すなわち、
加入者容量は約１．８倍に増加することがわかる。

また、今後ディジタル通信方式により様々な通信サービ
スが要求され、サービスの種類により無線通信に必要な
チャネル数が異なることが予想される。

従って、発信制御と通信を同一チャネルで行なうことを
特徴とする発信個別制御では、様々な通信に対するチャ
ネル割り当てが困難となる。

発信制御方法として、一つのチャネルで複数の無線端末
局の発信制御を行なう共通制御を用いる本方式によれば
、制御チャネルを用いて無線基地局が必要数の通信チャ
ネルを割り当てることが可能であり、また無線ゾーン内
に多数の通信チャネルが存在する場合の発信制御も容易
であり、無線ゾーンの増加や無線チャネルの増加等のシ
ステムの拡張性をも有し、優れた制御方法といえる。

上記の共通制御の利点を生かし、かつ、無線チャネルを
有効に活用し、発信接続遅延を減少させる本発明の効果
は大きいといえる。

【図面の簡単な説明】

１１図は本発明の無線通信制御方式の動作を説明する図
であり、同図（ａ）は従来方式の無線チャネル構成図、
　同図（ｂ）は空き通信チャネルが存在する場合の無線
チャネル構成図、同図（ｅ）は通信チャネルに空きが無
く　さらに通信チャネルを使用する必要が生じた場合の
無線チャネル構成図、第２図は無線基地局の動作を説明
するブロック構成図、第３図は本方式で空き通信チャネ
ルが存在する場合の無＃ｉ端末局の発着信制御７０−を
示す図、第４図は本方式で通信チャネルに空きが無くさ
らに通信チャネルを使用する必要が生じた場合の無線端
末局発着信制御７０−を示す図、第５図、第６図は本発
明の詳細な説明する図であり、ｔ１４５図は発信制御チ
ャネルをランダムアクセスした場合の平均発信接続遅延
を示す図、第６図は従来方式に対して無線ゾーン内の通
信チャネル数を増加した場合の運べる呼量を示す図、Ｍ
Ｓ７図は無線基地局と複数の無＃Ｉ端末局からなる無線
システム構成図、第８図は無線基地局から無線端末局へ
の下りの着信制御チャネルの信号構成の一例を示す図、
第９図〜＠ｉｉ図は従来方式の無線端末局の発着信制御
７０−を示す図であり、第９図は通信、発信制御、着信
制御を各々別のチャネルで行なう場合、第１０図は通信
チャネルを用いて無線端末局の発着信の個別制御を行な
う場合、ｔＩ４１１図は着信は専用のチャネルで共通制
御とし、発信は通信チャネルを用いて個別制御とした場
合を示す図である。 １　・・・・・・無線基地局、　　　　２ａ〜２ｃ・・
・・・・無＃１ｊｌｌ末局、　　　　　３ａ〜３ｄ　・
・・・・・着信情報、　　　　４ａ＋４ｂ　　・・・・
・・基地局情報、５ａ〜５ｅ・・・・・・上りの無線チ
ャネル、６ａ〜６ｅ・・・・・・下りの無線チャネル、
７ａ〜７ｅ・・・・・・上りの無線チャネル、８ａ〜８
ｅ・・・・・・下りの無線チャネル、９ａ〜９ｅ・・・
・・・上りの無線チャネル、１０ａ〜１０ｅ・・・・・
・下りの無線チャネル、１１ａ〜ｌｉｄ・・・・・・送
信装置、　　　１２ａ１２ｄ・・・・・・受信装置、　
　　　　１３ａ〜１３ｄ・・・・・・信号処理部、　　
　１４　・・・・・・着信処理部、１５　・・・・・・
チャネル管理部、　　　　１６　・・・・・・発信処理
部、　　　　　　１７　・・・・・・従来方式で運べる
呼量、　　　　　１８　・・・・・・通信チャネルを１
チヤネル増加した場合の運べる呼量、１９　・・・・・
・通信チャネルを２チヤネル増加した場合の運べる呼１
、　　　　２ｏ　・・・・・・発（１１制御チヤネルが
１チヤネルの場合の平均発信遅延時間、　　　　　２１
　・・・・・・発信制御チャネルが２チヤネルの場合の
平均発信遅延時間、２２　・・・・・・発信制御チャネ
ルが３チヤネルの場合の平均発信遅延時間 代理人　弁理士　　本　間　　　　　崇土り４−￥ネル
　　　　　　（ａ）　　　　　　　　下りチ￥ネ、し第
２　図 第　３　図 第　／　図 第 図 悴 図 第 図 第 ？ 図 ｔ）Ｅｌ　（ｃａｌｌ／５ｌｎｉ） 第 図 ｉ■畜ナヤネＡ／瀞ゴチ￥ネル〕 第　６　図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 サービスエリアが一つ以上の無線ゾーンで構成され、該
   各無線ゾーンは無線基地局を具備し、無線ゾーン内には
   複数の無線端末局が存在し、上記無線基地局は配下の無
   線端末局との間に、発着信制御および通信を行なう複数
   の無線チャネルを具備する無線通信方式において、 無線基地局は、上記無線チャネルを着信制御チャネルと
   通信チャネルに分割し、通信チャネルの内、通信に使用
   されていない空き通信チャネルの一部または全部を、複
   数無線端末局の発信制御を行なう共通発信制御チャネル
   として設定し、無線端末局への着信は着信制御チャネル
   、無線端末局からの発信は上記の発信制御チャネルを用
   いて行ない、無線基地局は無線端末局との間で通信を開
   始する場合、該発信制御チャネルを含む上記空き通信チ
   ャネルの中から通信チャネルを設定し、該通信チャネル
   で通信を行なうことを特徴とする無線通信制御方式。