JPH04117822A - 移動通信における在圏セル判定方法 - 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、セル式構成の移動通信方式において、移動機
の在圏セル選択を合理的に行なうことにより同一チャネ
ル干渉等の干渉量を軽減させ得る在圏セル判定方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来の技術の例として大容量自動車電話方式における移
動機の在圏セル判定方法について説明する。

大容量自動車電話方式では無線チャネルは通信チャネル
、発信制御チャネル、着信制御チャネルの３種類に分か
れており、それぞれ通話、移動機発信時の制御、移動機
への着信時の制御のために使用される。これらの内、着
信制御卸チャネルは同一周波数によるいわゆる複局同時
／順次送信方式が採用されている。

これを第１１図をもとに説明する。同図において１は中
央制御局、２〜４は基地局、５〜７はこれらの基地局が
カバーするセルの境界、８〜１０は各基地局から送信す
る信号を表わしている。各基地局２〜４は同期を取って
おり、基地局からの送信信号はすべての基地局から同一
の信号を同時に送信する同時送信タイミングと、各基地
局が個別に順次信号を送信する順次送信タイミングとか
ら構成されている。

同時送信タイミングでは移動機に対するシステム共通情
報Ｃや着呼信号Ｐなどセル共通情報が送信される。順次
送信タイミングでは各基地局で使用している発信制御チ
ャネル番号などの基地局個別情報が送信される。

待ち受は中の移動機は各基地局からの電波の内、順次送
信タイミング部分の受信レベルを測定する。

これらの受信レベルの内、最大レベルで受信した信号に
対応する基地局がその移動機の在圏基地局であるという
ことになる。

しかし、セル内の電波の伝搬条件は均一ではなく、例え
ばビル密集地域や低地では電波の減衰は大きくなる。一
般に、このように電波が届きにくい場所がある場合には
、このような場所ででも充分なレベルで電波が受信でき
るよう、送信電力を高くして設計することが行なわれて
いる。

このように周囲のセルよりも送信電力が大きなセル（こ
れをセルＡと呼ぶ）が混在している場合には、次に示す
２通りの意味で干渉量が増大する。

その第一ば送信電力が大きいことそれ自体によるもので
ある。すなわち、セルＡと同一周波数を繰り返して使用
しているセルＢ、またはセルへの周波数とインタリーブ
の関係にある周波数を使用しているセルＣにおいては、
セルＡからの干渉波のレベルが送信電力を高めた分だけ
増大し、従って干渉が増大するものである。

第二の理由は送信電力を高めた結果、ビル密集地域や低
地ではないセル内の他の場所ではセル半径が予定してい
たものより大きくなることによるものである。すなわち
、セルＡの移動機が、セル半径が大きくなった分だけセ
ルＢまたはセルＣに近い位置に存在し得ることになり、
距離が近づいた分だけ干渉が増大する。

これらの内、第一の理由によるもの、すなわち送信電力
が高いことによる干渉増大は、送信電力制御を採用する
ことによりある程度改善することができる。例えば、基
地局での受信レベルが必要最小限になるようフィードバ
ック制御により移動機の送信電力を制御する。これによ
り、電波の届き易い地域では、必要基」二のレベルで電
波を送信することがないからである。しかしこの場合で
も、セルの半径は周辺のセルよりも大きいから、セルの
周辺にいる移動機は大きくなったセル半径に見合うだけ
の高いレベルで送信することには変わりはなシ、）。す
なわち、送信電力制御を採用したとしてもセル半径が大
きくなったことによる干渉増大（第二の理由によるもの
）を軽減し得るものではない。

次に第二の理由によるもの、すなわちセル半径が増大す
ることによる干渉劣化を第１２図で詳しく説明する。１
１〜１４はセル境界である。第１２図（ａ）は同一周波
数を繰り返すセルの半径が同一の場合の例であって、繰
り返し使用距離りは同一周波干渉に関する希望波対干渉
波レベル比の所要値を△とすると、 （Ｄ／Ｒ−１）−△ の関係がある。αば伝搬路条件によって定まる定数で３
〜４程度の値である。上記については、例えば文献（進
土昌明編「移動通信」平成元年７月３０日、丸善株式会
社発行）の第３４ページ第２１行〜第３５ページ第５行
に詳しく述べられている。

セル内に電波の届きにくい場所があるために送信電力を
高めた場合には、電波の届きにくい方向でのセルの境界
は予定したものに近くなるが、その他の方向で電波が通
常どうりに届く方向に対してはセルの境界は予定したも
のよりも外に広がったものになる。すなわち、セル半径
が大きくなったことになる。

片方のセル半径が第１２図（ｂ）に示すようにＲがらＲ
′に大きくなった場合には、 （Ｄ’　／Ｒ’−１）−八を満足するＤ′の距離でしか
同一周波数を繰り返せないことになる。

逆に第１２図（ａ）と同様にＤの距離で繰り返す場合に
は、干渉が増大するこ七になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明したように従来の在圏セル判定方式では、セル
内の一部の電波が届きにくい場所のためにその基地局の
送信電力を高くした場合には、セル内の他の場所では逆
に電波が飛びすぎるため、セル半径が大きくなって、こ
の結果、同一周波数干渉や、インタリーブチャネル干渉
が増大するので、これを避けるため周波数繰り返し距離
を大きくする必要があり、従って、周波数利用率を低下
させると言う欠点があった。

本発明はこれらの問題点を解決するため成されたもので
、基地局からセルの大きさを制御し得る信号を送信する
ことにより、電波の飛びやすい場所でのセル半径の増大
を抑圧し、電波の飛びにくい場所では高いレベルで電波
が受信できる移動通信セル判定方法を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記問題点を解決するために、在圏セル判定に
用いる移動機で測定する基地局からの受信レベルを、基
地局から移動機に報知する受信レベルの補正値によって
補正することにより、そのセルの個別の要因による送信
電力の偏りに左右されないで移動機の在圏セル判定を正
確にすることができる。さらに、移動機が電波の届きに
くい場所にあって、受信レベルが信号伝送上充分なレベ
ルでない場合には、上記補正を行なわないで、受信レベ
ルそのものをもとに在圏セルを判定することが特徴であ
る。

〔作　用〕

本発明では、報知信号を送信する複数の基地局と、複数
の基地局の報知信号を受信する機能と受信レベルを測定
する機能を有する移動機が存在し、複数の基地局の受信
レベルを移動機で比較することが可能なように構成され
たセル式移動通信方式において、先ず各基地局から移動
機に受信レベルの補正値を報知し、移動機は各基地局の
受信レベルを測定する。移動機は基地局から報知されて
いる補正値で受信レベルを補正し、補正された受信レベ
ルの内最大のものを選択し、これに対応するセルを在圏
セルと判定する。

補正することにより、所要レベルを満たさない受（ｇレ
ベルのセルが判定されることを避ける必要がある場合に
はさらに次のように選択動作を行なう。すなわち、補正
された受信レベルに基づいて判定されたセルの補正前の
受信レベルの値が、予め定められた個未満である場合に
は、移動機は補正を加えない受信レベルをもとに在圏セ
ルを判定し直し、これを最終判定する。

このような構成によって、セル内に電波の届きにくい場
所があり、このためにその基地局の送信電力を高める必
要がある場合であっても、電波が届きやすい場所でのセ
ル半径を増大させることがないから送信電力の大小にか
かわらない在圏セル判定が可能であるし、また電波が届
きにくい場所では充分な受信レベルが確保できるセルを
在圏セルとして判定することが可能である。

以」二説明した方法により、セルの境界を送電力の大小
にかかわりなく設計通りに設定することができるから、
前記従来の技術において述べた第二の理由すなわち、移
動機が干渉を与えるセルに近づくことによる干渉増大を
さけることができる。

なお、上記方法においては、第一の理由すなわち送信電
力が高いことによる干渉増大の影響は以上の技術では解
決されていない。これを解決するためには、基地局およ
び移動機で送信電力制御を併用すれば良い。送信電力制
御の第一の具体的方法は、基地局（または移動機）での
受信レベルが一定値以上ある場合には、送信電力を高め
た分をキャンセルする如く移動機または基地局の送信電
力を低める方法である。

第二の方法は基地局（または移動機）での受信レベルが
必要最小限の値になるようフィードバック制御により移
動機または基地局の送信電力を制御する方法である。な
お、電波の届きにくい場所では送信電力制御を行なって
いる場合でも、そのセルに許容された最大電力で送信す
ることになり、上述した送信電力制御による干渉軽減は
期待できない。しかし、電波の届きにくい場所では干渉
波も一般的にレベルが低い場合が多くこのときは希望波
対干渉波レベル比は劣化しないから、大きな問題にはな
らない。

以上のように本発明によれば、セル判定を設計どおり正
確に行なうことができ、かつ送信電力を高めたことによ
る干渉増大を送信電力制御により軽減することができる
結果干渉量が軽減し、周波数利用率を落とすことなく、
受信レベルの低い場所をなくすことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すす る。

第１図は電波の届きにくい場所がある場合の各セルの勢
力範囲を表わす図あって、１５〜２６はセル、２７は電
波の届きにくい場所である。あるセルの勢力範囲とはそ
のセルの電波が他のどのセルの電波よりも強く受信され
る場所の集まりである。２７の場所に対しても充分な受
信レベルを確保するためにセル１５および１６の送信電
力は他のセルの送信電力よりも例えば５ｄＢ高めである
とする。このため１５および１６の勢力範囲は第１図の
実線で示したように他のセル１７〜２４の勢力範囲を狭
めてその分だけ広がっている。

なお、送信電力が全セルで同一の場合の勢力図は第１図
の破線で示したものとなる筈である。基地局（図示して
いない）は、破線で示した勢力範囲の中心にあるが、送
信電力の差異によって、実線で示した実線の勢力範囲の
中心とは異なっている。

送信電力を高めた場合でも、破線で示したようにセルの
境界を成形できれば、セル半径が広がらず従って干渉の
問題は生じないことになる。

第２図（ａ）は各セルの受信レベルに加えるべき補正値
を表わし、第２図（ｂ）は各セルの受信レベル２８およ
びこれに補正を加えた補正後の受信レベル２９を示す。

移動機がセル１５，１６．２０の基地局の中間光たりで
セル２０の基地局に近い場所、例えば第１図のＡ点、に
いる場合の受信例が第２図の（ｂ）である。

セル１５および１６は通常の値より５ｄＢだけ高い送信
電力で送信しているから、これらの基地局からは補正値
が５ｄＢである旨が報知され、他の基地　局からは補正
値は報知されていない（または補正値がＯｄＢである旨
が報知されている）セル１５，１６．２０．２１の基地
局からの電波はそれぞれ第２図の（ｂ）に示す２８，２
８．２９２９のレベルで受信されている。これに補正値
を加えた２９，２９，２９．２９をもとに移動機は在圏
セルを判　定する。この場合は図示したように補正後の
受信レベルはセル２０が最高であるから、移動機はセル
２０のエリアにいると判定する。

すなわち、従来のように補正しない場合には、セル１５
のレベルが最も高いからセル１５のエリアにいると判定
するが、補正の結果セル２０にいると判定したことにな
る。

第３図は移動機が２７の場所にいる場合の受信レベルの
例を示したもので、どのセルの受信レベルも低く受信さ
れている。受信レベル２８に補正を加えた２９でセルを
判定するとセル２０を選択することになる。今、信号伝
送上の所要レベルの最低値を３０とすると、選択したセ
ル２０では信号伝送上充分なレベルが確保できないこと
になってしまう。

このため、本発明では、補正後の受信レベルによって判
定されたセルの補正前の受信レベルが、予め定められた
信号伝送上に必要なレベルに満たない場合には、補正を
加えないレベルでセルを再判定しこれを最終判定とする
。第３図の例では従ってセル１５が選択され、明らかに
より高いレベルで受信できるセルがあるのに、補正の結
果受信レベルの低いセルを選択してしまうことを避ける
ことができる。

本発明を実施するためには、在圏セルの電波だけでなく
、周辺セルの電波をも受信する必要がある。この方法の
例について以下に説明する。

第４図は制御チャネルでの待ち受は受信中に本発明を適
用した例を説明する図であって、制御チャネルはセル毎
に異なる周波数が割り当てられており、全移動機はｇｌ
、、Ｇ２．Ｇ３のように３群に群分けされている。ある
セルに在圏する移動機に対する制御はそのセルに割り当
てられている制御チャネル周波数で送受信されるが、各
群の移動機に対する制御信号の送受信は群毎に劃り当て
られたタイミングの中でだけ実施される。図の例ではセ
ル１５にｆｌ　セル１６にｆ２．セル２０に１３、セル
２１にｆ４の周波数が割り当てられており、ｇｌの移動
機群に対する各々のセルにおける制御信号送信タイミン
グはＧ　ｌｌ＋　Ｇ２１＋　Ｇ：ｌ＋＋０４１であり、
Ｇ２の移動機群に対する各々のセルにおける制御信号送
信タイミングはＧ１□ｌ　０２□Ｇ３゜＋０４□、Ｇ３
の移動機群に対する各々のセルにおける制御信号送信タ
イミングは０１３１　　Ｇ２３Ｇｌｌ＋　　Ｇ４３であ
る。セル１５に在圏するＧ１群の移動機はＧ１１のタイ
ミングでは基地局の電波を受信する必要があるが、その
他のタイミングＧ　Ｉ　２ＣＩ３では基地局の電波を受
信する必要はない。従ってこのＣ，２，Ｃ，３のタイミ
ングで移動機は隣接セルの制御チャネルの周波数ｆ２．
ｆ３．ｆ４に順次切り換えてその受信レベルを測定する
とともに、その制御チャネルで報知されている受信レベ
ル補正値を受信する。

第５図に請求項１に記載したセル判定方法における基地
局および移動機の制′４１１を示すフローチャートを示
す。また、第６図は請求項２に示したセル判定方法にお
ける基地局および移動機の制御を示すフローチャートで
ある。いづれの場合でも受信レベルまたは補正後の受信
レベルが最大となる制＜ＭＵチャネルを決定すれば、こ
の制御チャネルに対応するセルが間接的に決定できる。

第７図は通信中チャネル切替えのために、移動機が在圏
セルを判定する場合に本発明を適用する例を説明する図
であって、移動機と基地局間の通信チャネルは６チヤネ
ル多重のＴＤＭＡが採用されている。送信タイムスロッ
トＴでは基地局送信、移動機受信、受信タイムスロツｌ
−Ｒでは移動機送信、基地局受信の動作にあるが、その
他のタイミング（１と示した）では移動機は送受信動作
はしていない。従って、このタイミングの間に、他のセ
ルの制御チャネルまたは通信チャネルの周波数に順次切
り換えてこれらのチャネルを受信し、受信レベルを測定
するとともに報知さないる補正値を受信する。

次に補正値等の伝送例について説明する。

第８図は、第４図に示した制御チャネルでの信号構成例
であって、３Ｌ３８は群番号を表わす符号、３２．３９
は補正値を表わず符号、３３４０はセル識別符号、３４
，３５，３６，４１．。

４２’、４３は移動機の呼び出し符号または移動機への
通信チャネル指定符号である。３１〜３６は第１群用の
タイミングで伝送される信号３７を、３８〜４３は第２
群用のタイミングで伝送される信号４４を構成する。３
２と３９には補正値としての同じ数値が、３３と４０に
はセル識別符号として同じ符号が送信されている。

第９図は第４図に示した制御チャネルの第２の信号構成
例であって、複局同時／順次送信方式が採用されている
。すなわち、制御チャネルは複数の基地局で同一の周波
数が使用されており、これら複数の基地局から同時に同
一の信号を伝送する同時送信タイミングと、複数の基地
局が順次に個別の信号を送信する個別送信タイミングと
から構成される。４９はシステムの共通情報、５０〜５
３．５５〜５８は移動機に対する着呼情報、５４は基地
局情報であり、５４以外は複局同時送信であり、５４は
複局順次送信である。基地局はこれらの信号を適当な周
期で繰り返して送信している。着呼情報は移動機の群に
対応じてタイミング分けされており、移動機は自群に対
応するタイミングの着呼情報を受信する。このタイミン
グを５０および５１とすると、移動機は４９，５０゜５
１、および在圏するセルの基地局情報である５４を受信
する。他のセルの基地局情報は、５１と５２の間のタイ
ミング、５６と５７の間のタイミング等のいずれかで送
信されている。移動機はこれらのタイミングにおける信
号を受信してその受信レベルを測定し、またその信号を
解読することにより、周辺セルからの電波のレベルとそ
のセルでの補正値を知ることができる。

第７図において空きタイムスロットで制御チャネルを受
信してそのレベル等を測定する場合には、補正値等の伝
送方法は第８図がそのまま適用できる。空きタイムスロ
ットで周辺セルの通信チャネルを受信する場合には、通
信チャネルの信号にセル識別符号、補正値等を伝送する
機能を持たせる必要がある。第１０図はこの場合に適用
する通信チャネルの信号構成例を説明する図であって４
５はセル識別符号、４６は補正値、４７は通信信号、４
８は基地局送信タイムスロットＴである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、セルの一部に電
波の届きにくい場所があり、この場所のためにそのセル
の送信電力を高めた場合でも、高めた送信電力ではなく
、電波の届きにくい場所がなかったとした場合の送信電
力で決まるレベルをもとに移動機の在圏セル判定を行な
うことができるため、セル半径の増大による干渉増大を
避けることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電波の届きにくい場所がある場合の各セルの勢
力範囲を示す図、第２図は受信レベルおよびこれに補正
を加えた受信レベルを説明する図、第３図は移動機が電
波の届きにくい場所にいる場合の受信レベルを説明する
図、第４図は制御チャネルでの待ち受は受信中に本発明
を適応した例を説明する図、第５図および第６図は基地
局および移動機の制御を示すフローチャート、第７図は
通信中チャネル切替えのために、移動機が在圏セルを判
定する場合に本発明を適用する例を説明する図、第８図
および第９図は制御チャネルの信号溝成の例を示す図、
第１０図は通信チャネルの信号構成の例を説明する図、
第１１図は従来の大容量自動車電話方式における複局同
時／順次送信方式を説明する図、第１２図は半径が異な
るセル間で同一周波数を繰り返し使用する場合の、繰り
返し局間距離を説明する図である。 ■・・・中央制御局、２〜４・・・基地局、５〜７・・
・基地局がカバーするセルの境界、８〜１０・・・基地
局から送信する信号、１１〜１４・・・セル境界、１５
〜２６・・・セル、２７・・・電波の届きにくい場所、
２８・・・受信レベル、２９・・・補正後の受信レベル
、３０・・・信号伝送に必要な最低レベル、３１．３８
・・・群番号を表わす符号、３２．３９・・・補正値を
表す符号、３３．４０・・・セル識別符号、３４，３５
゜３６．４１，４２．４３・・・移動機の呼び出し符号
または移動機への通信チャネル指定符号、３７・・・第
１群用のタイミングで伝送される信号、４４・・・第２
群用のタイミングで伝送される信号、４５・・・セル識
別符号、４６・・・補正値、４７・・・通信信号、４８
・・・基地局送信タイムスロット、４９・・・システム
の共通情報、 ５０〜５３ ５５〜５８・・・移動機 に対する着呼情報、 ５４・・・基地局情報。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　複数の基地局とこれらの基地局がカバーする複数の
   セルとからサービスエリアが構成され、一定距離以上離
   れた基地局で同一周波数のチャネルを繰り返して使用す
   る移動通信方式において、セル内の電波伝搬条件に応じ
   てセルをカバーする基地局の送信電力を増減すると共に
   、 基地局から送信電力の増減量に対応する補正値を移動機
   に向けて報知し、 移動機は各基地局からの電波の受信レベルを測定すると
   共に前記報知された補正値を受信して、各基地局からの
   電波の受信レベルを前記補正値で補正した結果の受信レ
   ベルの大小により、在圏するセルを判定することを特徴
   とする移動通信における在圏セル判定方法。２　候補と
   して選択した基地局からの電波の受信レベルが予め定め
   られた値を満たさない場合には、補正する以前の受信レ
   ベルの大小により、在圏するセルを判定する請求項１記
   載の移動通信における在圏セル判定方法。