JPH02166927A - 移動体通信システムの通信方法 - 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〕 本発明は移動体通信システムの通信方法に関し、さらに
詳細には無線基地局と移動無線機間において、相互に無
線制御チャンネルを介して通信する場合の制御信号衝突
（無線干渉）回避方法に関する。

〔従来の技術〕

現在商用サービス中の自動車電話システムは、互いに隣
接するようにサービスエリア内に形成された各ゾーンに
それぞれ無線基地局が設けられ、この無線基地局を介し
てそのゾーン内を移動する移動無線機との間で無線通信
を行う移動体通信システムである。

この自動車電話システムでは、移動無線機の発呼等に関
連して各種の制御を行うため、制御信号の信号衝突回避
技術が採用さている。と（に多数の移動無線機が同時に
発呼する場合等のいわゆる上り信号の衝突回避策につい
ては、特開昭５２−１２７７、Ｑ２号及び文献（昭和５
１年度、電子通信学会総合全国大会Ｎｏ、　１８１２及
び電子通信学会Ｃ５７６−５，Ｐ、２９〜Ｐ、３６）等
で検討されてきた。しかし、いわゆる下り信号の衝突回
避策をも含めた検討はこれまで行われていなかった。

一般にこの種のシステム例えば自動車電話システムでは
、移動無線機への着呼があるときには、その移動無線機
が存在しているゾーンを受は持つ無線基地局が移動無線
機の呼出しを行っている。

このため移動無線機がサービスエリア内のどのゾーンに
存在しているかを予め登録するための制御が必要となり
、これを位置登録制御と呼んでいる。

以下−例としてこの位置登録制御の場合につき述べる。

第４図は従来技術における無線基地局の具備する位置登
録制御を実現するために必要な機能である。第４図にお
いて、無線基地局４ａは位置登録制御部４ｂの制御のも
とて無線制御チャンネル４ｅを用いて、位置登録のため
の位置情報に関する信号を常時報知しておき、各ゾーン
毎にこの報知信号の内容を異ならせておく。−刃移動無
線機４ｄは報知信号中の位置情報の変化を検出したとき
に無線制御チャンネル４ｅを用いて位置登録信号を送信
する。

この位置登録信号を受信した無線基地局４ａは、この信
号に含まれている移動無線機４ｄに固有のＴＤ番号を位
置登録用メモリ部４ｃに記憶し、移動無線機４ｄ宛に無
線制御チャンネル４ｅを用いて位置登録受付信号を送信
する。

これが位置登録に必要な制御手順である。

一方、周波数の有効利用を図るためゾーンの大きさが更
に小さくなるに伴い、地形や構築物の影響を考慮し、相
対的に高いレベルの送信機出力を必要とする。すなわち
地形や構築物の影響の少ないところでは、遠方のゾーン
にある無線基地局と他のゾーン内に存在する移動無線機
とが交信可能となり、広いサービスエリアを多数の小ゾ
ーンに分割し、隣接する小ゾーンにおいて異なる周波数
の無線制御チャンネルを用いる意味が実質的に無くなっ
てしまう。そこで小ゾーン構成において周波数の有効利
用を勘案して、隣接するゾーンで同一周波数の無線制御
チャンネルを用いる方法が考えられる。しかしこの方法
では、同一周波数の無線制御チャンネルを用いることに
起因する制御信号の信号衝突（無線干渉）が頻繁に発生
すると予測され、信号衝突を回避するための技術が不可
欠となる。

また従来技術では、隣接するゾーンで異なる周波数の無
線制御チャンネルを用いているため、移動無線機は一つ
のゾーンから他のゾーンに移行するたびに、その移行先
のゾーンで使用できる無線制御チャンネルに切替える必
要がある。このことは、同一のゾーン内に複数の無線制
御チャンネルを有するシステムでも、多かれ少なかれ発
生する問題である。この切替えの頻度はゾーンの大きさ
が小さくなるにつれて増加する。すなわち、周波数の有
効利用を図るため小ゾーン化が進むと、無線制御チャン
ネルの切替えが多発することとなり、実質的に移動無線
機の移動速度が制限されてしまうという問題があった。

このため、この問題の解決が要請されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術、たとえば、自動車電話システムよりさらに小
ゾーン化を図った小ゾーン構成においては、隣接するゾ
ーンで異なる周波数の無線制御チャンネルを用いる意味
が実質的に無くなってしまうため、従来技術にも増して
制御信号の衝突が発生するという問題があった。

また、移動無線機のゾーンの移行にともなう制御チャン
ネルの切替えの頻度が増加するという問題があった。

とくに同−又は異なる無線制御チャンネルを使用するに
拘らず、いわゆる位置登録制御で使用する下り信号の一
種たる報知信号の制御信号衝突が問題となっていた。

そこで、本発明の目的は、互いに隣接するゾーン内に設
置された各無線基地局と交信する移動無線機が、報知信
号等を介して位置登録する場合等において、各種制御信
号の衝突（無線干渉）の確率を実質的に零にすることの
できる移動体通信システムの通信方法を提供するもので
ある。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明では、このために、複数の無線制御チャンネルの
うちから交信に使用する無線制御チャンネルの選択をす
る場合に、制御信号を送信する都度無線制御チャンネル
をランダムに選択する第１の方法、若しくは、無線制御
チャンネルを使用した制御信号の送信タイミングを時間
的にランダムに設定する第２の方法、又は、上記第１の
方法及び第２の方法を任意に組み合わせる方法のいずれ
かを採用するようにしたものである。

［作　用〕 一つの無線制御チャンネルにおいて時間的にランダムに
、または各無線制御チャンネル間をランダムに、又は両
者を任意に組み合わせて、制御信号の送信モードを変化
させることにより、無線制御チャンネル上での信号衝突
（干渉妨害）の生起確率を低減し、信号衝突を実質的に
回避するように作用するものである。

〔実施例］ 以下本発明の一実施例を第１図（Ａ）、　（Ｂ）ないし
第３図を用いて説明する。

第２図は本発明における下り制御信号の一種である報知
信号の送信方法を実現するための一実施例を示す回路構
成図である。

第２図において、ランダムパルス発生器２ａはシフトレ
ジスタ等より構成されており、例えば８ビツトのランダ
ム信号をシフトレジスタのシフトクロツタごとに常時出
力するものである。またラッチ回路２ｂは、送信制御部
２Ｃの指示により、ランダムパルス発生器２ａより出力
されているランダム信号を所定のタイミングでラッチし
、このラッチしたランダム信号を出力するものである。

さらに、第４図に示した位置登録制御部４ｂの指示によ
り動作する送信制御部２Ｃが図示のごとき結線を有して
具備されている。

本発明は第４図に示した位置登録制御部４ｂに第、２図
の回路を付加することにより容易に実現可能である。

第３図は第２図に示した回路の動作を説明するためのフ
ロチャートである。

第３図において、位置登録制御部で報知信号の送信要求
が発生すると（ＳＯ）、送信制御部に対して報知信号の
送信に使用する無線制御チャンネル及び報知信号の送信
タイミングを決定するように指示する（Ｓｌ）。送信制
御部２ｃではラッチ回路２ｂに対してランダムパルス発
生器２ａより出力されている、例えば８ビツトのランダ
ム信号をラッチするように指示しくＳ２）、この指示を
受けたラッチ回路２ｂは、ランダムパルス発生器２ａよ
り出力されている例えば８ビツトのランダム信号をラッ
チし、送信制御部２ｃに出力する（Ｓ３）。

さらに送信制御部２ｃは、ラッチ回路２ｂより出力され
ている例えば８ビツトのランダム信号のうち任意の４ビ
ツトにもとづき報知信号の送信に使用する無線制御チャ
ネルを決定する。さらに、残りの４ビツトにもとづき報
知信号の送信タイミングを決定しくＳ４）、この結果を
位置登録制御部４ｂへ報告する（Ｓ５）。この報知を受
けた位置登録制御部４ｂは、報告された無線制御チャン
ネル及び送信タイミングで報知信号を送信する（ＳＯ）
。

なお、本発明に係る無線制御チャンネルを決定するとき
は、予め空きチャンネルであることを確認したチャンネ
ルを登録しておき、登録した無線制御チャンネルの中か
ら任意に選択するものである。

以上の動作により、無線基地局４ａは報知信号の送信毎
に予め空きチャンネル送出登録された各無線制御チャン
ネル及び送信タイミングをランダムに変更することがで
きる。

第１図（Ａ）は本発明における複数の無線基地局から移
動無線機宛に送信される報知信号の送信方法を示すもの
である。同図では２つの無線基地局Ａ、Ｂ及び２つの無
線制御チャンネルについて示しているが、これらは２つ
以上の場合でも同様である。

第１図（Ａ）において、互いに隣接するゾーン内に設置
された各無線基地局Ａ、Ｂは共通の２つの無線制御チャ
ンネルｌｃ、ｌｄを用いて、移動無線機宛に無線基地局
ごとに内容の異なる報知信号ｌａ、ｌｂを送信する。

このとき無線基地局Ａは、時刻ｔ、に無線制御チャンネ
ルＩＣで報知信号１ａを送信し、時刻ｔｌから１０時間
経過後に無線制御チャンネルｌｄで報知信号１ａを、さ
らに１１２時間経過後に無線制御チャンネルｌｄで報知
信号１ａを送信する。

一方、無線基地局Ｂは、時刻１ｇに無線制御チャンネル
ｌｄで報知信号１ｂを送信し、時刻Ｌ２からＴｔ８時間
経過後に無線制御チャンネルｌｃで報知信号ｔｂを、さ
らにＴ２□時間経過後に無線制御チャンネルｌｄで報知
信号１ｂを送信する。同図のように、各無線基地局で報
知信号の送信毎に無線制御チャンネル及び送信タイミン
グをランダムに変更することによって、移動無線機では
信号衝突（干渉妨害）なく報知信号が正しく受信される
。

なお上記実施例では、報知信号の送信に使用する無線制
御チャンネル及び報知信号の送信タイミングをランダム
に変更する場合を説明したが、無線制御チャンネルもし
くは送信タイミングのどちらか一方をランダムに変更す
るだけでも、本発明の効果が十分に得られることは明ら
かである。

また無線制御チャンネルを用いて無線基地局と移動無線
機の間で送信される全ての制御信号（例えば発着呼時に
送信される制御信号）に対しても同様に一つの無線制御
チャンネルにおいて時間的にランダムに、または各制御
チャンネル間をランダムに、または両者を組み合わせる
ことにより、信号衝突を回避することが可能である。

なお本発明に係る技術は一般のディジタルデータ伝送で
、伝送用チャンネルを選択する場合にも有効であること
は明らかである。

第１図（Ｂ）は無線基地局又は移動無線機（以下「制御
局」という。）　（１）、　（２）、　（３）間での制
御チャンネルのランダムな選択及び同一チャンネルにお
ける制御チャンネルの時間的なランダム選択を含む場合
の一例として、制御信号の送出タイミングを示して説明
する図である。ここで衝突した制御ｌ信号は斜線を付し
て表す。また制御チャンネルの切り替えは、矢印を含む
破線で示している。

第１図（Ｂ）において制御局（１）、　（２）、　（３
）では同一チャンネルでランダム送出タイミング処理を
行ったにもかかわらず同一時刻ｔ、に制御信号の衝突が
発生した場合を示している。

そこでこれに続く時刻Ｌ２までに制御局（１）、　（２
）間では、制御信号の送出を行うために互いに制御チャ
ンネルの切り替えを行っている。また制御局（３）では
、同時刻までに同一チャンネルで時間的にランダムに制
御信号の送出を行っている。

さらに制御局（２）、　（３）では再び制御信号の衝突
が発生し、これに続く時刻Ｌ４までに互いに制御チャン
ネルの切り替えが行われたことを示している。

一方制御局（１）では時刻り、においで、制御信号の衝
突が回避されたことを示している。

さらに制御局（２）、　（３）では、時刻ｔ、で三たび
制御信号の衝突が発生し、時刻ｔ４以後それぞれのチャ
ンネルにて、時間的にランダムに送出タイミングを変化
させて制御信号を送出するモードを実行した結果、制御
局（２）では時刻ｔ６に、また制御局（３）では時刻も
、に、それぞれの制御信号の衝突が回避されたことを示
している。

ここで以上の衝突回避方法を用いた場合の衝突確率がど
の位小さくなるかにつき考察する。

同一制御チャンネルを用いて時間的にランダムに送出し
た場合の衝突確率をＰ、制御チャンネルのランダム切り
替えによる衝突確率をｑとする。

このときＰ＝０．０３．　　ｑ＝０．０５とすれば、第
１図（Ｂ）において衝突確率は制御局（＋）ではＰ　Ｘ
　ｑ　＝Ｏ，０Ｏ１５，一方衝突しない確率は１−Ｐ×
ｑ　＝０．９９８５となり、はぼ衝突は回避できるとい
える。

また制御局（２）では同様にＰｘｑｘｑｘＰ＝Ｐ”　ｘ
（１”　＝２．２５Ｘ１０−’夕０ 制御局（３）では同様にＰＸＰＸｑＸＰ＝Ｐ’　Ｘｑ＝
１．３５ＸＩＱ−６々０ となり、実質的に衝突が回避できることがわかる。

従って、制御局数が増大した場合や、周波数の有効利用
を図るべくゾーン半径が小さくなった場合においてもま
た、制御チャンネルのいわゆる繰り返し周波数のいかん
に拘らず、本発明の方式が有効に適用できるものである
。

ここで第１図（Ｂ）において制御局は３つの場合につき
説明したが、一般に多数の制御局が、多数の制御チャン
ネルを利用して交信する場合においても同様であること
は明らかであろう。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、制御
局間で制御信号の送出に使用する制御チャンネル選択及
び制御信号の送出タイミングをランダムに設定可能とし
たため、制御信号の衝突を実質的に回避した移動体通信
が可能となり、本発明の効果は極めて大きい。特に小ゾ
ーン化が進んだシステムにおいて、周波数の有効利用を
確保しつつ制御信号の高信頬化が図れるという極めて大
きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、　（Ｂ）は本発明に係る送出のタイミン
グ図、第２図は本発明に係る制御信号の送信タイミング
制御部を示すブロック図、第３図は第２図の動作を説明
するためのフローチャート、第４図は無Ｍ４基地局と移
動無線機の構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに隣接するようにサービスエリア内に形成された各
   ゾーン内にそれぞれ無線基地局が設置され、前記サービ
   スエリア内で前記無線基地局を介して交信する移動無線
   機を有する移動体通信システムにおいて、 空きチャンネル検出した複数の無線制御チャンネルを具
   備し、 前記無線基地局、若しくは前記移動無線機が前記複数の
   無線制御チャンネル間をランダムに選択する第１の方法
   、 若しくは前記複数の無線制御チャンネルのうち特定の無
   線制御チャンネルを時間的にランダムに選択する第２の
   方法、 又は前記第１の方法及び前記第２の方法を任意に組み合
   わせて無線制御チャンネルを選択して交信することを特
   徴とする移動体通信システムの通信方法。