JPH07193858A - 移動体通信の中継局選択方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適中継局を人間によらずに瞬時に選択でき
る、しかもそのような選択方式が通信品質に対する制約
を与えることがないようにする。 【構成】 各中継局１０ａ、１０ｂ、…の受信部１１
ａ、１１ｂ、…は、移動体からの無線信号の受信レベル
を表す電界検出信号を発生する。電界信号合成部１３
ａ、１３ｂ、…は、移動体から基地局２０への伝送信号
の前に発生された電界検出信号の情報を付与した合成信
号を基地局に出力する。基地局においては、電界情報検
出部４２ａ、４２ｂ、…が各中継局からの合成信号から
電界情報を取り出す。そして、選択制御部４４が、最も
大きい電界情報を判別してその電界情報に係る中継局と
基地局との通信路を切替え制御して確立させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基地局と、移動体の行
動範囲をカバーする複数の中継局とを有する単一無線シ
ステムにおいて、通信に介在する中継局を選択する移動
体通信の中継局選択方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体との通信品質に対する要求がかな
り厳しい単一無線システムがある。例えば、消防車と基
地局（消防指令所）との間の通信において、火災発生場
所を正確に伝えられない場合には火災が小さいうちに鎮
火活動を開始できない恐れがあり、そのため、通信品質
に対する要求が厳しい。そこで、移動体に対して、地形
に関係なく確実に通信できるように、移動体の行動範囲
をカバーする複数の中継局を設けたものがあり、このよ
うな移動体通信システムにおいては、基地局が通信に介
在する中継局を決定することを要する。

【０００３】図２は、従来の中継局選択方式の説明図で
ある。図２において、基地局１は複数の中継局２ａ、２
ｂ、…、２ｎと有線で接続されており、１以上の中継局
が移動体３からの電波を捕捉できるようになされてい
る。中継局の選択時においては、移動体３からの電波を
捕捉した中継局は全て受信信号線（４ａ、４ｂ、…、４
ｎの１以上）を介して基地局１に受信信号を送信し、基
地局１にいる者が通信路選択部５を操作しながらこれら
受信信号の明瞭性を、音声出力を聴取したり受信ランプ
の点灯輝度を目視したりして主観評価し、その評価結果
に応じて通信路選択部５を操作して通信に介在する中継
局を最終的に決定する。

【０００４】このような選択方式としているのは、自動
車電話システムとは異なり、基地局１には通信に係る人
間が必ず居ることに基づいている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
中継局選択方式では、通信時間が短い通信の場合に、最
適中継局を探索している状態で通信が終了する恐れがあ
り、すなわち、通信品質が悪い状態で通信が終了してし
まう恐れがある。

【０００６】そこで、移動体３からの電波の中継局によ
る受信レベル情報（電界検出信号）を、中継局が伝送チ
ャンネルの音声帯域外の帯域に挿入して基地局１に送信
し、基地局１が受信レベルの大きい中継局を自動的に選
択する中継局選択方式も既に提案されている（例えば、
特開昭６２−２２１２３０号公報）。

【０００７】しかしながら、この選択方式の場合には、
伝送チャンネルの帯域を、伝送しようとする本来の信号
に全て割り当てていないので、Ｓ／Ｎ比が最も良好な中
継局を選択したとしても、その分通信品質が低下するこ
とを避けることができない。受信レベル情報の伝送用信
号線を本来の伝送信号の伝送用信号線と別個に設けれ
ば、このような不都合を解決できるが、中継局と基地局
との距離は実際上大きいものであり、信号線の敷設量が
多くなるという別個の問題が生じる。

【０００８】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、最適中継局を人間を介さずに瞬時に選択する
ことができる、しかもそのような選択方式が通信品質に
対する制約を与えることがない移動体通信の中継局選択
方式を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、基地局と移動体との通信に介在
する中継局を複数の中継局の中から決定する移動体通信
の中継局選択方式において、以下の各手段を設けた。

【００１０】すなわち、各中継局に、移動体からの無線
信号の受信レベルを表す電界情報を発生する電界情報発
生手段と、移動体から基地局への伝送信号の前に発生さ
れた電界情報を付与した合成信号を基地局に出力する電
界情報合成手段とを設けた。また、基地局に、各中継局
からの合成信号から電界情報を取り出す電界情報検出手
段と、最も大きい電界情報を判別して基地局と中継局と
の通信路を切替え制御する選択制御手段とを設けた。

【００１１】

【作用】本発明において、各中継局の電界情報発生手段
は、移動体からの無線信号の受信レベルを表す電界情報
を発生し、電界情報合成手段は、移動体から基地局への
伝送信号の前に発生された電界情報を付与した合成信号
を基地局に出力する。基地局においては、電界情報検出
手段が各中継局からの合成信号から電界情報を取り出
し、選択制御手段が、最も大きい電界情報を判別してそ
の電界情報に係る中継局と基地局との通信路を切替え制
御して確立させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳述する。ここで、図１はこの実施例システムの全体
構成を示すブロック図である。

【００１３】図１において、この実施例の無線通信シス
テムも、図示しない移動体との通信を行なう各中継局１
０ａ、１０ｂ、…と基地局２０とが有線で接続されてお
り、移動体と基地局２０との通信にいずれかの中継局が
介在するものである。

【００１４】この実施例の場合、各中継局１０ａ、１０
ｂ、…はそれぞれ、受信部１１ａ、１１ｂ、…と、送信
部１２ａ、１２ｂ、…とを備えており、さらに電界信号
合成部１３ａ、１３ｂ、…を備えている。

【００１５】各受信部１１ａ、１１ｂ、…は、図示は省
略するが従来と同様な詳細構成を有し、図示しないアン
テナが捕捉した受信信号を復調処理して得た基地局２０
への伝送信号（音声信号又はデータ信号）Ｓ１ａ、Ｓ１
ｂ、…と、到来電波の電界強度（受信レベル）を表す電
界検出信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、…と、受信信号があるか否
かを表す着信信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、…とを電界信号合成
部１３ａ、１３ｂ、…に与える。なお、受信部１１ａ、
１１ｂ、…は自動利得制御（ＡＧＣ）回路を内蔵してお
り、利得制御用のコントロール信号を電界検出信号Ｓ２
ａ、Ｓ２ｂ、…として出力する。

【００１６】各電界信号合成部１３ａ、１３ｂ、…は、
後述する図３に示す詳細構成を有するものであり、入力
された各種信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、…、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、
…、Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、…に基づいて、電界信号Ｓ２ａ、
Ｓ２ｂ、…の情報を基地局２０への伝送信号Ｓ１ａ、Ｓ
１ｂ、…の前に合成した合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…を
形成し、この合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…を基地局２０
に有線回線を介して送出する。

【００１７】各送信部１２ａ、１２ｂ、…はそれぞれ、
図示は省略するが従来と同様な詳細構成を有し、基地局
２０から与えられたプレストーク信号（ＰＴＴ信号）Ｓ
５ａ、Ｓ５ｂ、…によって立ち上げられるものであり、
この立上げ状態で基地局２０から与えられた移動体への
伝送信号Ｓ６ａ、Ｓ６ｂ、…を変調したり電力増幅した
りして図示しないアンテナから放射させるものである。

【００１８】図３は、上述した電界信号合成部１３（１
３ａ、１３ｂ、…）の詳細構成を示すブロック図、図４
はそのタイミングチャートである。

【００１９】電界信号合成部１３は、音声遅延部３０、
データ復調器３１、フレーム同期信号検出部３２、電界
信号生成部３３、データ変調器３４、切替えスイッチ３
５及びアナログ／デジタル変換部３６から構成されてい
る。

【００２０】音声遅延部３０は、受信部１１（１１ａ、
１１ｂ、…）から入力された基地局２０への伝送信号Ｓ
１（Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、…）を所定時間Ｔだけ遅延させる
ものであり、遅延された伝送信号を切替えスイッチ３５
の一方の入力端子に与える。なお、切替えスイッチ３５
のこの入力端子が選択される場合は、後述するように伝
送信号Ｓ１が音声信号であるときだけなので、この遅延
部３０は音声信号だけを遅延させているということがで
きる。また、遅延時間Ｔは、当該電界信号合成部１３か
らの出力信号Ｓ４（Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…）における電界
情報の挿入時間に選定されている。

【００２１】データ復調器３１は受信部１１から与えら
れた基地局２０への伝送信号Ｓ１をデータ復調し、フレ
ーム同期信号検出部３２はその復調データにおけるフレ
ーム同期信号を検出し、復調データと共にフレーム同期
信号のタイミング情報を電界信号生成部３３に与える。
従って、伝送信号Ｓ１が音声信号の場合には、フレーム
同期信号検出部３２から電界信号生成部３３には無意味
な情報が与えられ、電界信号生成部３３は伝送信号Ｓ１
が音声信号かデータ信号かを判別することができる。

【００２２】電界信号生成部３３には、さらに、アナロ
グ／デジタル変換部３６によってデジタル信号に変換さ
れた電界検出信号Ｓ２（Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、…）と、着信
信号Ｓ３（Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、…）とが与えられる。

【００２３】電界信号生成部３３は、伝送信号Ｓ１が音
声信号の場合とデータ信号の場合とで異なる処理を実行
する。

【００２４】伝送信号Ｓ１が音声信号の場合には、電界
信号生成部３３は、着信信号Ｓ３が有意となったときか
ら電界信号データをデータ変調器３４に出力すると共
に、この出力期間Ｔの間だけ切替えスイッチ３５をデー
タ変調器３４に繋がる入力端子に接続させ、その後、切
替えスイッチ３５を音声遅延部３０に繋がる入力端子に
接続させるスイッチ制御信号を切替えスイッチ３５に与
える。なお、データ変調器３４は、与えられた電界信号
データをデータ変調して切替えスイッチ３５に与える。

【００２５】従って、図４（Ａ１）のように、当該電界
信号合成部１３に、音声信号でなる伝送信号Ｓ１が入力
された場合には、この入力時点から電界情報が始まり、
その後入力された伝送信号（音声信号）が続く図４（Ａ
２）に示す合成信号Ｓ４が当該電界信号合成部１３から
出力される。

【００２６】伝送信号Ｓ１がデータ信号の場合には、電
界信号生成部３３は、フレーム同期信号を検出したとき
から電界信号データをデータ変調器３４に出力し、その
後続けてフレーム同期信号から始まる復調データをデー
タ変調器３４に出力すると共に、このデータ変調器３４
にデータを出力している期間中切替えスイッチ３５をデ
ータ変調器３４に繋がる入力端子に接続させるスイッチ
制御信号を切替えスイッチ３５に与える。なお、データ
変調器３４は、与えられた電界信号データ及び復調デー
タをデータ変調して切替えスイッチ３５に与える。

【００２７】従って、図４（Ｂ１）のように、当該電界
信号合成部１３に、データ信号でなる伝送信号Ｓ１が入
力された場合には、電界情報が最初にあって入力された
伝送信号（データ信号）がその後に続く図４（Ｂ２）に
示す合成信号Ｓ４が当該電界信号合成部１３から出力さ
れる。

【００２８】次に、図１に戻って、基地局２０を説明す
る。基地局２０は、大きくは、伝送制御部２１と制御卓
２２とからなる。図５は、伝送制御部２１のタイミング
チャートである。

【００２９】伝送制御部２１は、各中継局１０ａ、１０
ｂ、…に個別に対応した構成部分として、音声遅延部４
０ａ、４０ｂ、…と、音声スイッチ４１ａ、４１ｂ、…
と、電界信号検出部４２ａ、４２ｂ、…と、送信制御部
４３ａ、４３ｂ、…とを有すると共に、各中継局１０
ａ、１０ｂ、…に共通の構成部分として選択制御部４４
及び切替回路部４５を有する。

【００３０】各音声遅延部４０ａ、４０ｂ、…は、中継
局１０ａ、１０ｂ、…から与えられた合成信号Ｓ４ａ、
Ｓ４ｂ、…を遅延するものであり、データ変調されてい
る合成信号部分（電界情報及びデータ信号）に対しては
短い遅延時間Ｔ１で遅延し、音声信号に対してはそれよ
り長い遅延時間Ｔ２で遅延して遅延信号Ｓ７ａ、Ｓ７
ｂ、…を音声スイッチ４１ａ、４１ｂ、…に与える。

【００３１】従って、図５（Ａ１）に示すような音声信
号を含む合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…が与えられた場合
には、音声遅延部４０ａ、４０ｂ、…からは、図５（Ａ
２）に示すような電界情報と音声信号とが時間軸上で確
実に分離された遅延信号Ｓ７ａ、Ｓ７ｂ、…が出力され
る。図５（Ｂ１）に示すようなデータ信号を含む合成信
号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…が与えられた場合には、音声遅延
部４０ａ、４０ｂ、…からは、図５（Ｂ２）に示すよう
な合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…が所定時間Ｔ１だけ遅延
された、すなわち電界情報とデータ信号とが時間軸上で
連続する遅延信号Ｓ７ａ、Ｓ７ｂ、…が出力される。

【００３２】各音声スイッチ４１ａ、４１ｂ、…は、電
界信号検出部４２ａ、４２ｂ、…から与えられたスイッ
チング制御信号に応じてオンオフ動作するものであり、
このオンオフ動作を通じて、合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、
…に音声信号が含まれている場合に遅延信号Ｓ７ａ、Ｓ
７ｂ、…から音声信号だけを通過させて切替回路部４５
に与えるものである。

【００３３】各電界信号検出部４２ａ、４２ｂ、…に
は、中継局１０ａ、１０ｂ、…からの合成信号Ｓ４ａ、
Ｓ４ｂ、…が入力される。各電界信号検出部４２ａ、４
２ｂ、…は、合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…から電界情報
を分離した後それをデータ復調して当初の電界検出信号
（デジタル信号）に戻して選択制御部４４に与える。

【００３４】また、各電界信号検出部４２ａ、４２ｂ、
…は、音声スイッチ４１ａ、４１ｂ、…に与えるスイッ
チング制御信号を発生する。入力された合成信号Ｓ４
ａ、Ｓ４ｂ、…が音声信号を含む場合には、図５（Ａ
３）に示すように、合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…が与え
られ始めた時点から、遅延信号Ｓ７ａ、Ｓ７ｂ、…にお
ける音声信号が始まる時点までの間だけオフ（開放）状
態を指示するスイッチング制御信号を発生する。従っ
て、この場合には、図５（Ａ４）に示すように、音声信
号だけが音声スイッチ４１ａ、４１ｂ、…を通過する。
他方、入力された合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…がデータ
信号を含む場合には、図５（Ｂ３）に示すように、合成
信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…が与えられ始めた時点から、遅
延信号Ｓ７ａ、Ｓ７ｂ、…におけるデータ信号が終了す
る時点までの間だけオフ（開放）状態を指示するスイッ
チング制御信号を発生する。従って、この場合には、図
５（Ｂ４）に示すように、合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…
の要素信号は音声スイッチ４１ａ、４１ｂ、…を一切通
過することができない。

【００３５】なお、合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…自体
は、音声信号を含む場合及びデータ信号を含む場合共に
切替回路部４５に直接入力される。図５（Ｂ５）は、デ
ータ信号を含む合成信号Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ、…が切替回路
部４５に入力されるタイミングを示している。

【００３６】選択制御部４４は、全ての電界信号検出部
４２ａ、４２ｂ、…から与えられた電界検出信号の中の
最大のものを判別して、それに対応する中継局を、基地
局２０と移動体との通信に介在する中継局と決定して選
択情報を切替回路部４５に与える。

【００３７】制御卓２２は、スピーカ５０、マイクロフ
ォン５１、ＰＴＴスイッチ５２及びデータ通信装置５３
からなる。

【００３８】切替回路部４５は、受信系の切替え構成と
送信系の切替え構成とからなり（増幅器等は備えてい
る）、与えられた選択情報に基づいて通信路の切替えを
実行する。

【００３９】切替回路部４５は、与えられた選択情報が
指示する中継局に対応する音声スイッチ４４（４４ａ、
４４ｂ、…のいずれか）から音声信号がある場合には、
これをスピーカ５０に与えると共に、直接与えられた合
成信号Ｓ４のデータ通信装置５３への出力を阻止する。
他方、切替回路部４５は、与えられた選択情報が指示す
る中継局に対応する音声スイッチ４４（４４ａ、４４
ｂ、…のいずれか）から音声信号がない場合には、スピ
ーカ５０への出力を阻止すると共に、直接与えられた合
成信号（データ信号を含む）Ｓ４をデータ通信装置５３
へ出力する。

【００４０】なお、データ信号を含む合成信号Ｓ４の場
合、データ通信装置５３に電界情報も与えられるが、デ
ータ通信装置５３ではフレーム同期信号を検出してその
後を有効なデータと認識して処理するので問題となるこ
とはない。電界情報を含めたままデータ通信装置５３に
信号を与えることは、伝送制御部２１にデータ信号と電
界情報とを分離する構成が必要でなくなるという利点を
有する。

【００４１】また、切替回路部４５は、マイクロフォン
５１からの音声信号やデータ通信装置５３からのデータ
信号、及び、ＰＴＴスイッチ５２又はデータ通信装置５
３からのプレストーク信号（ＰＴＴ信号）を、選択制御
部４４から与えられた選択情報が指示する中継局に対応
する送信制御部４３（４３ａ、４３ｂ、…のいずれか）
に与える。このような伝送信号（音声信号又はデータ信
号）及びプレストーク信号がこの送信制御部４３による
送信制御を受けて、選択された中継局１０（１０ａ、１
０ｂ、…のいずれか）に出力される。

【００４２】従って、上記実施例によれば、電界検出信
号に基づいて最適中継局を決定するようにしたので、瞬
時に最適中継局を決定でき、通信時間が短い通信であっ
ても大半の時間を良好な通信品質によって通信すること
ができる。

【００４３】かくするにつき、電界情報を時間軸上で伝
送信号に合成して中継局から基地局に与えるようにした
ので、電界情報に伝送信号以外の帯域を割り当てること
が不要であって、伝送信号に十分な帯域を割り当てるこ
とができ、この点からも通信品質を高めることができ
る。

【００４４】なお、上記実施例は、音声信号及びデータ
信号の両者を伝送信号とできるシステムに本発明を適用
したものを示したが、いずれかの種類だけを伝送信号と
するシステムに対しても本発明を適用することができ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、移動体
からの伝送信号の受信レベルを表す電界情報を伝送信号
の時間軸上の前に付加して基地局に伝送し、基地局は電
界情報が最も大きい中継局を移動体との通信に介在する
中継局と決定するようにしたので、瞬時に最適中継局を
決定できて通信が良好な状態で行なうことができると共
に、中継局及び基地局間の伝送信号の伝送帯域が電界信
号によって制限されることがなく、通信品質を従来より
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の全体構成を示すブロック図である。

【図２】従来の中継局選択方式の説明図である。

【図３】実施例の電界信号合成部の詳細構成を示すブロ
ック図である。

【図４】実施例の電界信号合成部の各部タイミングチャ
ートである。

【図５】実施例の基地局の伝送信号制御部の各部タイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ、… 中継局、 １３ａ、１３ｂ、… 電界信号合成部、 ２０ 基地局、 ４２ａ、４２ｂ、… 電界信号検出部、 ４４ 選択制御部、 ４５ 切替回路部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基地局と移動体との通信に介在する中継
   局を複数の中継局の中から決定する移動体通信の中継局
   選択方式において、 各中継局に、移動体からの無線信号の受信レベルを表す
   電界情報を発生する電界情報発生手段と、移動体から基
   地局への伝送信号の前に発生された電界情報を付与した
   合成信号を基地局に出力する電界情報合成手段とを設
   け、 基地局に、各中継局からの合成信号から電界情報を取り
   出す電界情報検出手段と、最も大きい電界情報を判別し
   て基地局と中継局との通信路を切替え制御する選択制御
   手段とを設けたことを特徴とする移動体通信の中継局選
   択方式。