JPH03171931A - 移動通信システム - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は移動通信システムに関し、特に小ゾーンの構
内移動通信の無線ネットワークシステムに関する。

（従来の技術） 構内無線ネットワークシステムに適用される移動通信シ
ステムとして、最近、ローカルエリアネットワーク（Ｌ
ｏｃｓｌ　Ａｔｅｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ，以下ｒＬＡＮＪ
と略記する）に接続されている移動局や、分散処理コン
ピュータと無線により接続されている移動局分散処理コ
ンピュータと無線により接続する方法（構内無線ネット
ワーク）が検討されている。

このような構内無線ネットワークについて、従来は一つ
の周波数に対して一つの基地局と複数の移動局がＢｗｓ
７　Ｔｏｍｅ　Ｍｗｌｌｉｐｌｅ　Ａｃｃｔｓｓ　　（
以下、「ＢＴＭＡＪと略記する）を多元接続によって通
信を行うことが考えられている。

しかし、このようなＢＴＭＡによる多元接続による通信
を、構内無線ネットワークオフィスなどに使う場合、ロ
ッカーや机、人の動きなどにより無線による通信の伝搬
環境が変動し、ＬＡＮと移動局の通信回路が物理的に断
たれ、情報が伝送されなくなる事態が生じる不都合があ
った。

（発明が解決しようとする課題） このような不都合を除去するために、従来は構内無線ネ
ットワークを、第１図の構成にする案が提案されていた
。すなわち、端末（移動局）４からの伝送を受信するた
めに複数の基地局１〜３が共通の伝送路６に接続され、
それぞれの基地局１，２．３は単一の周波数を使用し、
全体として一つのチャネルをサポートする構成にしてい
る。

このような構成とすることで、伝搬環境が変化して、移
動局が一つの基地局と間での無線伝送が断たれたような
事態が生じたとしても、他の基地局によって通信ができ
るようにしたものである。

基地局と端末（移動局）のアクセス制御は、いわゆるＢ
ＴＭＡにより行われ各基地局は移動局からの伝送がない
場合、送信を許可するｒｉ　ｄ　１　ｅＪ信号を報知し
、移動局は基地局のｒｉｄｌｅＪ信号を受信したときの
みアクセスを開始するように構成する。また、移動局か
らのｒｉｄｌｅＪ信号を受信した基地局はｒｉｄｌｅＪ
信号から、送信を禁止する「ｂｕｓｙＪ信号に変え、他
の移動局からのアクセスを禁止する。

ＢＴＭＡを実現する方法として、従来から二つの方法が
あることが知られている。そのうちの（イ）第一の方法
は、ｒｉ　ｄ　ｌ　ｅＪ情報とｒｂｕｓｙＪ情報を各基
地局で変調し、放送されｉｄｉｅ／ｂｕｓｙ信号を、移
動局が復調し、ｒｉｄｌｅＪ信号であるかｒｂ　ｕ　ｓ
　ｙＪ信号であるかを判断する方法である。

（ロ）第二の方法は、基地局からｒｂｕｓｙＪ信号とし
て搬送波を放出し、ｒｉｄｌｅＪ信号では電波を何も出
さない、又はその反対にｒｉｄｌｅＪ信号として搬送波
を放出し、ｒｂｕｓｙＪ信号では搬送波を出さない方法
である。そして、移動局は搬送波が存在するか否かを感
知しｒｔｄｌｅＪであるか、「ｂｕｓｙＪであるかを判
断するものである。

第一の方法を、第１図に示す構成のシステムに採用した
場合を考えると、この場合、複数の基地局で変調した信
号を、単一の周波数で同時に伝送するため、搬送波が重
なりあってしまい、移動局は変調された信号を復調する
ことができなくなってしまい、ＢＴＭＡが実現できまく
なるという難点を有している。

また、第二の方法では、移動局は基地局から送られてく
るｉ　ｄ　ｌ　ｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信号を復調する
必要がなく、基地局から電波が出されているかどうかを
判断するだけでよいから、第一の方法における難点は除
去される。しかし、移動局が障害物などにより、どの基
地局とも伝送路が断たれていて通信が不能の場合、利用
者は全ての基地局が「ＬｄｌｅＪであり、搬送波が検出
されないのか、あるいは移動の故障により搬送波が検出
されないのか、全ての基地局と通信が不能であるのかが
判断できないという難点がある。

この発明は、従来の移動通信システムにおけるこのよう
な事情に鑑みてなされたものであり、複数の基地局で変
調した信号を単一の周波数で伝送しても、移動局で復調
可能であり、しかも、移動局が障害物などにより、基地
局との間の伝送路が断たれるような事態が生じても基地
局との間の通信が可能な移動通信システムを提供しよう
とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 以上の課題を達成するため、この発明にかかる移動通信
システムの一つく請求項《１〉）は、通信装置と複数の
基地局とが伝送路で接続されると共に、これら複数の基
地局と複数の移動局とはそれぞれ双方向無線回線で接続
され、前記基地局を介して前記双方向無線回線で前記通
信装置と複数の移動局間で通信する移動システムにおい
て、前記複数の移動局はそれぞれ、前記基地局に送信要
求信号を送信する手段を備え、前記複数の基地局はそれ
ぞれ、前記送信要求信号を受信するまでは送信許可信号
を、また前記送信要求信号を受信したときはこの送信要
求信号に対応した移動局以外の移動局の送信を禁止する
送信禁止信号を前記複数の基地局それぞれの多重時分割
された時間帯のうち自局に割り当てられた時間の間のみ
送信するように構或したものである。

また、この発明のかかる移動通信システムのもう一つ（
請求項《２》）は、前記（請求項（１）記載）の移動通
信システムの複数の移動局はそれぞれ、自局に対応する
前記送信許可信号を受信している間、前記送信許可信号
を受信した移動局と前記通信装置との間で通信する構成
にしたものである。

（作用） 以上のように、通信装置と複数の基地局とが伝送路で接
続されると共に、これら複数の基地局と複数の移動局と
それぞれ双方向無線回線で接続されて、基地局を介して
前記双方向無線回線で前記通信装置と複数の移動局間で
通信するシステム構成であるから、一つの移動局がある
基地局との間の双方向無線回線が断たれるような事態が
生じても、他の基地局を介して通信装置と通信が可能で
ある。

また、複数の移動局はそれぞれ、前記基地局に送信要求
信号を送信する手段を備え、前記複数の基地局はそれぞ
れ、前記送信要求信号を受信するまでは送信許可信号を
、また前記送信要求信号を受信したときはこの送信要求
信号に対応した移動局以外の移動局の送信を禁止する送
信禁止信号を前記複数の基地局それぞれの多重時分割さ
れた時間帯のうちの自局に割当てられた時間の間のみ送
信する構成になっているから、基地局が異なるｂｕｓｙ
／ｉｄｌｅ信号を発してもｂ　ｕ　ｓ　ｙ　／　ｉ　ｄ
Ｉｅ信号の衝突を防ぐことができる。

また、請求項（２）の移動通信システムでは複数の移動
局はそれそぞれ、自局に対応する送信許可信号を受信し
たときに、送信許可信号を受信した移動局と通信装置と
の間で通信する構成になっていているから、各移動局と
通信装置との間の通信が不能になる事態を防ぐことがで
きる。

（実施例） 次に、図面に従って、この発明の移動通信システムの代
表的な実施例について説明する。

第１図はノード６を介して通信装置２５に接続したＬＡ
Ｎ７の伝送路に接続し、構内の移動通信システムの概略
構成を示し、通信装置８は基地局１，２．３を介して、
下りチャネルによって移動局４．５へ信号を送出し、上
りチャネルによって基地局を介して通信装置８ヘデータ
を伝送するものである。

基地局１．２．３の使用する下りチャネルは単一の周波
数を用い、移動局４．５の使用する上りチャネルも単一
の周波数を使用する。

各基地局１．２．３は全ての移動局へ現在のチャネルの
使用が可能か不可能かの状態、っまりｉｄ　１　ｅ　／
　ｂ　ｕ　ｓ　ｙを知らせるために、第１図（ｂ）に示
すように、多重時分割で、各基地局に割り当てられた時
間位置（タイムスロット）内でｉｄｌｅ　／　ｂ　ｕ　
ｓ　ｙ信号を送出するＰｒｅ−Ａｓｓｉｇｎ／Ｔｉｍｅ
　　］）ｉ▼ｉｓｉｏａ　１１１ａｌｌｉｐＩＣＡｃｃ
ｓｓ　　（ＰＡ／ＴＤＭＡ）を行い、このｉｄｌｅ／　
ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信号（以下、「Ｉ／Ｂ」と略紀）は各基
地局で、同じ周波数を使用するので、各端末（移動局）
では第２図（ｂ）のように受信される。

また、第２図（ｂ）のように全ての基地局がＬｄ１　ｅ
　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信号を伝送し終るまでの時間、す
なわち３スロット分を一周期とする。また、移動局が送
出する信号は第１１図のブリアンプルを前置きしたいフ
ォーマットで送出する。

次に、基地局の制御方法について説明する。

第３図（ａ）に示すように、上記移動通信システムの操
作開始後、基地局は移動局からアクセスがあるかどうか
をモニタする（ステップ１０１）。

ブリアンプルが検出されないとき、当該基地局に割り当
てられているタイムスロット内で、送信要求信号ｒｉｄ
ｌｅＪ信号を送出する（ステップ１０２，１０３）。

もし、ブリアンプルが検出されたならば、当該基地局に
割り当てられているタイムスロット内で「ｂｕｓｙＪ信
号を送出する（ステップ１０４，１０５）。そして移動
局から送られてくるデータを受信する。

ステップ１０４の手続「割り当てられたタイムスロット
の判定」は第３図（ｂ）のプロセスにより行う。これは
、基地局に割り当てられたタイムスロット内でｉ　ｄ　
１　ｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信号を送出する手段で、ス
テップ２０１で現在のタイムスロットが、自基地局に割
り当てられたタイムスロットかどうか判断し、割り当て
られたものなら手続を終了し、そうでなければ、変数ｎ
を１増加させ（ステップ２０２）と、１タイムスロット
分だけ待ち（ステップ２０３）、ステップ２０１へ戻る
。

以上の操作により、各基地局がｉｄｌｅ／ｂｕｓｙ信号
をだすタイムスロットのタイミングを第２図（ａ）に示
す。これらは、全て同一周波数なので、移動局で受信さ
れるｉ　ｄ　Ｉ　ｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信号は第２図
（ｂ）の１／Ｄのようになる。

次に、移動局の制御方法を第４図（ａ）で説明する。移
動局は、伝送するメッセージが発生すると、一周期分の
時間間隔以上、ｉ　ｄ　１　ｅ　／　Ｂ　ｕ　ｓｙ信号
を見る（ステップ３０１）、そして、もしｉ　ｄ　１　
ｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信号が全く含まれていなければ
、移動局は基地局との通信が不可能と判断し、利用者に
このことを知らせるためにディスプレイに「通信不能」
表示する（ステップ３０２，３０６）。ステップ３０２
でｉｄｌｅ／ｂｕｓｙ信号が検出されれば、次のステッ
プ３０３に進む。もし「ｂｕｓｙＪであるスロットが一
つもなかったならば伝送を開始する（ステップ３０３．
３０４）「ｂｕｓｙＪ信号が一つ以上検出されたなら適
当な時間遅延させてから（ステップ３０５）またはステ
ップ２０１に戻る。以上は、Ｎｏｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ
ＢＴＭＡのアルゴリズムである。またＮｏｎｐｅｒｓｊ
ｓｔｅｎｔＢＴＭＡの代わりに、第４図（ｂ）に示した
ｐ−ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔＢＴＭＡのアルゴリズムを使
用することが可能である。これは、第４図（ａ）ステッ
プ３０５０代わりに、ｂｕｓｙスロットがｍスロット以
上にわたって検出されなくなるまでまち（ステップ４０
１）、０から１までの乱数を発生させ、予め決められて
いる値（０くＰ≦１）以上であればデータの伝送を開始
する（ステップ４０２）。もし乱数よりＰが大きければ
適当な時間遅延させてから（ステププ４０３）、ステッ
プ４０４に戻る。

第一のケースとして、第１図（ａ）の様に全ての端末と
全ての基地局がお互いに見通しの関係にある場合を説明
する。

現在どの移動局も基地局と通信していない場合各基地局
からは、第１図（ｂ）の４０１部分の様に基地局は割り
当てられた各タイムスロットの間ででｉｄｅｌ信号を送
出している。第１図の端末４でデータが発生し、上りチ
ャネルの捕捉が必要になったとする。すると第１図（ａ
）の移動局４は、ｉｄｌｅ／ｂｕｓｙ信号を一周期以上
モニタし、全ての基地局がｒｌｄｌｅＪであれば第３図
の移動局４は上りチャネルを捕捉すべくアクセスを開始
する（第１図（ｂ）４０２部分）。移動局４からのプリ
アンプルを受信した各基地局は、第３図のアルゴリズム
に従ってｒｉｄｌｅＪ信号から「ｂｕｓｙＪ信号へ変化
させる。第１図（ｂ）４０３部分）。このことにより他
の移動局からのアクセスを禁止する。すなわち、移動局
５が第１図（ｂ）の４０３部分でアクセスを開始しよう
とした場合、ｂｕｓｙ信号が出ているためアクセスを止
め、ランダムな時間を待ってからまたアクセスを試みる
。

第二のケースとして第７図のように移動局１６と基地局
１４．１５、移動局１７と基地局１３がそれぞれロッカ
ーなどの障害物により通信路が物理的に断たれていると
する。移動局１６がアクセスをする時、ｂ　ｕ　ｓ　ｙ
　／　ｉ　ｄ　１　ｅ信号を一周期分以上モニタするが
、この場合第５図のように移動局１６は基地局１３のみ
のｂ　ｕ　ｓ　ｙ　／　Ｌ　ｄ　１　ｅ信号だけを受信
することになる。そして、ｂｕｓｙ信号が含まれていな
ければ移動局１６はアクセスを開始する。同様に移動局
１７は、一周期以上ｉｄ　１　ｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ
信号を受信するが実際に受信されるのは、第８図の様に
、基地局１４、１５だけになる。そして「ｂ　ｕ　ｓ　
ｙＪ信号が含まれていなければアクセスを、開始する。

このように、二つの移動局１６と１７の信号は互いに干
渉しないので、移動局１６は基地局１３と通信をし、ま
た同時に移動局１７は、基地局１４．１５と通信をする
ことが可能になる。つまり単一の周波数を使用している
にもかかわらず、二つのチャネルを使用していることと
同じ効果が得ることができる。

第三のケースとして第５図のように移動局１１と基地局
９，１０がロッカーなどの障害物により通信路が物理的
に断たれていて、移動局１２は全ての基地局にたいして
見通しの関係にある場合を考える。今、全ての基地局が
ｉｄｌｅ信号を出してる場合、移動局１１が受信するｂ
　ｕ　ｓ　ｙ　／　ｉ　ｄｌｅ信号は第６図の５０１部
分の様になる。一周期以上ｉ　ｄ　１　ｅ　／　ｂ　ｕ
　ｓ　ｙ信号を読み取って「ｂｕｓｙＪ信号が含まれて
いないので、移動局１１がアクセスしたとする。すると
第６図の５０３部分の様に移動局１２で受信されるｂ　
ｕ　ｓ　ｙ　／　ｉ　ｄ】ｅ信号は、「ｉｄｌｅＪから
ｒｂ　ｕ　ｓ　ｙＪへ、変化する。この場合移動局１２
で受信するｂｕｓｙ／ｉｄｌｅ信号は第６図の様になり
、移動局１２のアクセスが禁止される。

第四のケースとして第９図のように移動局２１が障害物
によって全ての基地局と通信路が断たれていた場合、移
動局２１は第１０図の様にｉｄｌｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　
ｙ信号をまったく読み取ることができない。よって移動
局は、第３図（ａ）（ｂ）のアルゴリズムに従って利用
者に通信不能なことを、ディスプレイに表示する。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の移動通信シス
テムは、情報信号を伝送する共通の双方向無線通信回線
によって接続された複数の基地局と複数の移動局とを設
け、移動局がプリアンプル信号を検出するまでは移動局
の送信を許可する許可信号を放置し、ブリアンプル信号
を検出したときは、他の移動局の送信を禁止する禁止信
号を報知して前記移動局信号を受信する移動通信システ
ムにおいて、 各基地局は、前記送信許可信号及び送信禁止信号をそれ
ぞれ、自局に割り当てられた時間の間のみ送出し、 各移動局は、各基地局から送出されている前記送信許可
信号及び前記送信禁止信号を少なくとも一回以上読み取
り、読み取った信号に、前記送信禁止信号が一つも含ま
れていないときにのみ、前記ブリアンプル信号を前置き
したデータ信号を送出する構成になっているから、一つ
のチャネルを使用する領域を複数の基地局でカバーする
場合、構内の情況によってそれぞれの基地局が異なるｂ
　ｕ　ｓ　ｙ　／　ｉ　ｄ　１　ｅ信号を送出する場合
が発生してもｉｄｌｅ／ｂｕｓｙ信号の衝突を防ぐこと
ができる。

また、全ての基地局と移動局が通信不可能と判断した場
合、請求項（３）のように、通信不能を知らせるように
構成しているから、利用者は移動局を通信可能な場所へ
移動して移動局を利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明の移動通信システムを実施す
る環境１の状況を示す説明図、第１図（ｂ）は第１図（
ａ）の環境で移動局が受信するｉｄｌｅ／ｂｕｓｙ信号
の態様を示す説明図、第２図は各基地局が送出するｉ　
ｄ　１　ｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信号のタイミング及び
ｉｄｌｅ／ｂｕｓｙ信号の状態図、第３図（ａ）及び第
３図（ｂ）は実施例に示す基地局の制御の流れ及び“割
り当てられたタイムスロットの判定流れ図、第４図（ａ
）及び第４図（ｂ）は実施例に示す移動局の制御の流れ
図、第５図はこの発明の移動通信システムの摘要される
他の環境の状況を示す説明図、第６図は第１図（ａ）に
示す環境で移動局が受信するｉ　ｄ　ｌ　ｅ／ｂｕｓｙ
信号の説明図、第７図はこの発明の移動通信システムの
摘要される他の環境の状況を示す説明図、第８図は本発
明の移動通信システムの摘要される他の環境の状況を示
す説明図、第９図は本発明の移動通信ステムの摘要され
る他の環境状況の説明図、第１０図は第９図の環境で移
動局が受信するｉ　ｄ　１　ｅ　／　ｂ　ｕ　ｓ　ｙ信
号の説明図、第１１図は移動局が送出するデータ構造図
である。 １，２，３，８，９，１０，１３．１４．１５，１８，
１９．２０・・・基地局 ４，５，１１，１２．１６．１７，２１．２２・・・移
動局

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信装置と複数の基地局とが伝送路で接続される
   と共に、これら複数の基地局と複数の移動局とはそれぞ
   れ双方向無線回線で接続され、前記基地局を介して前記
   双方向無線回線で前記通信装置と複数の移動局間で通信
   する移動システムにおいて、 前記複数の移動局はそれぞれ、前記基地局に送信要求信
   号を送信する手段を備え、前記複数の基地局はそれぞれ
   、前記送信要求信号を受信するまでは送信許可信号を、
   また前記送信要求信号を受信したときはこの送信要求信
   号に対応した移動局以外の移動局の送信を禁止する送信
   禁止信号を前記複数の基地局それぞれの多重時分割され
   た時間帯のうち自局に割り当てられた時間の間のみ送信
   することを特徴とする移動通信システム。
2. （２）前記複数の移動局はそれぞれ、自局に対応する前
   記送信許可信号を受信している間、前記送信許可信号を
   受信した移動局と前記通信装置との間で通信することを
   特徴とする請求項（１）記載の移動通信システム。