JPH0767166A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 時分割多元接続方式でかつ送受信のスロット
を同一キャリア周波数で時間多重して通信し、複数のフ
レームによりマルチフレームを構成し、個々のフレーム
の少なくともひとつのスロットを制御信号スロットと
し、複数の無線基地局が互いに同一のキャリア周波数を
用いて互いに異なるフレームの制御信号スロットにより
移動端末への制御信号を送信し、制御信号の送信を新た
に開始するときまたは再開するときには、他の局からの
制御信号スロットを受信して受信レベルの小さいものを
自局用に選択する無線通信装置において、複数の無線基
地局が同時に制御信号の送信を開始または再開するとき
に、同じ制御信号スロットを選択することを防止する。 【構成】 複数の無線基地局がそれぞれ、その無線基地
局が動作可能となってからその局ごとに異なる立ち上が
り時間Ｔが経過した後に、制御信号スロットの選択動作
を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時分割多元接続通信方
式で、かつ送受信のスロットを同一キャリア周波数で時
間多重する通信方式、すなわちＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式では、無線基地局
と複数の移動端末とが通信を行い、ひとつのフレームが
送信スロットをＮ個多重した部分と受信スロットをｎ個
多重した部分とで構成される。無線基地局は個々の送信
スロットを用いてそれぞれ移動端末への送信を行い、そ
の送信スロットに対応する受信スロットでその移動端末
からの受信を行う。無線基地局はまた、あらかじめ定め
られたスロットで、通話信号のキャリア周波数と異なる
周波数を用いて制御信号を送信する。

【０００３】ここで、サービスエリア内に複数の無線基
地局を設け、移動端末がその間を移動しながら通信でき
るようにする場合について説明する。この場合に、無線
基地局が制御信号を送信するスロットを１フレーム内の
ひとつだけに限定すると、移動端末は、いずれの無線基
地局からの制御信号を受信する場合でも、１フレーム内
の特定のスロットを受信するだけでよいことになる。こ
のとき、複数の無線基地局が互いに同一のキャリア周波
数で制御信号を衝突することのないように送信するため
には、複数のフレームでマルチフレームを構成し、互い
に異なるフレームで制御信号を送信すればよい。このよ
うにすると、移動端末は、ひとつのキャリア周波数をフ
レーム毎の特定のスロットで受信するだけで、複数の無
線基地局のいずれからでも制御信号を受信することがで
きる。

【０００４】無線基地局を増設する場合には、マルチフ
レーム内の個々のフレームにおいて、そのフレーム内の
制御信号用スロットを受信し、入力があらかじめ定めら
れた値以下であるものを検索する。そのようなスロット
を含むフレームがある場合には、それらのひとつを自局
の制御信号用とし、そのフレーム内の制御信号用スロッ
トを用いて制御信号の送信を開始する。

【０００５】また、無線基地局が何らかの原因により制
御信号の送信を停止し、かつ制御信号用として割り当て
られているフレームの情報を失う場合がある。これを
「システムダウン」という。この場合にも、システムダ
ウンとなった原因が取り除かれた後に、あらたに増設す
る場合と同様にして、自局の制御信号を送信するための
フレームを見つけ、そのフレーム内の制御信号用スロッ
トにより制御信号を送信することができる。ここで、周
囲の無線基地局の電波を受信して入力があらかじめ定め
られた値以下となる制御信号用スロットを含むフレーム
を検索することができるようになった状態を「その無線
基地局が復旧した」という。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような場
合に、複数の無線基地局を同時に増設または復旧する
と、その複数の無線基地局が同じキャリア周波数かつ同
じフレームのスロットで制御信号を送信することがあ
る。このようなことが生じると、相互干渉を発生し、制
御信号の通信品質が劣化してしまう。

【０００７】本発明は、このような課題を解決し、複数
の無線基地局を同時に設置または復旧した場合でも同じ
スロットで制御信号が送信することのないＴＤＭＡ−Ｔ
ＤＤ方式の無線通信装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の無線通信装置
は、送信スロットと受信スロットとが同一キャリア周波
数で時間多重されたフレームを用いて複数の移動端末と
時分割多元接続方式により通信を行う複数の無線基地局
を備え、この複数の無線基地局はそれぞれ、フレーム内
の少なくともひとつのスロットを制御信号スロットと
し、互いに同一のキャリア周波数を用いて互いに異なる
フレームの制御信号スロットにより移動端末への制御信
号を送信する手段と、移動端末への制御信号の送信を始
めて行うとき、あるいは制御信号の送信を中断しかつ自
局の使用していた制御信号スロットに関する情報が失わ
れた後に制御信号の送信を再開するときに、制御信号ス
ロットを受信してその受信レベルがあらかじめ定められ
た値以下であるひとつのスロットを自局の送信する制御
信号スロットとして選択する手段とを含む無線通信装置
において、複数の無線基地局はそれぞれ、その無線基地
局が動作可能となってからその無線基地局ごとに異なる
時間が経過した後に選択する手段を起動する手段を含む
ことを特徴とする。

【０００９】無線基地局ごとに異なる時間は、あらかじ
め定められてもよく、無線基地局ごとにその都度ランダ
ムに設定してもよい。

【００１０】無線基地局はそれぞれ、送信する手段によ
る制御信号の送信が停止し、自局の使用していた制御信
号スロットに関する情報が失われ、しかも選択する手段
の動作が停止したことを検出するシステムダウン検出手
段と、送信する手段および選択する手段が動作可能にな
ったことを検出して起動する手段を動作させる復旧検出
手段とを含むことがよい。

【００１１】

【作用】無線基地局と、動作可能となってから立ち上が
り時間Ｔが経過してから、周囲の局からの電波を受信
し、干渉を受けることのないスロットの検索を開始す
る。立ち上がり時間Ｔを無線基地局ごとに異なるように
あらかじめ設定しておけば、複数の無線基地局が同時に
増設または復旧された場合でも、同時にスロットの検索
を行うことがないので、同じスロットを制御信号スロッ
トとして選択することはない。

【００１２】個々の無線基地局に立ち上がり時間Ｔをあ
らかじめ固定的に設定してもよいが、その都度ランダム
に設定することもできる。あらかじめ固定的に設定する
と、複数の無線基地局が同じスロットを選択することは
完全に防止できるが、すべての無線基地局を固定的に設
定するため、増設や交換の柔軟性が乏しくなる。これに
対してその都度ランダムに設定すると、各無線基地局の
立ち上がり時間を考慮する必要なしに増設または交換が
可能である。立ち上がり時間Ｔをランダムに設定する
と、複数の無線基地局が同じ立ち上がり時間に設定され
る可能性が残るが、その確率は非常に小さく、実用的に
は問題はない。

【００１３】

【実施例】図１は本発明実施例の無線通信装置を示すブ
ロック構成図であり、図２はそのフレーム構成の一例、
図３はマルチフレームの構成を示す。

【００１４】この無線通信装置は固定網１１に接続され
た複数の無線基地局を備え、それぞれの無線基地局は、
時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式による信号伝送の単位
となるフレーム内に多元接続される送受信信号の単位で
あるスロットを同一キャリア周波数で時間多重する通信
方式（ＴＤＤ）を用い、通信可能な範囲に位置する複数
の移動端末と通信を行うことができる。無線基地局は、
その移動端末との回線設定を行うために必要な情報を伝
送する制御信号を送信する。

【００１５】フレーム内には、図２に示すように送信ス
ロットおよび受信スロットを複数ｎ個ずつ設け、その送
信スロットおよび受信スロットの少なくともひとつを制
御信号用として使用可能とし、残る送信スロットおよび
受信スロットは通話信号用として使用する。各無線基地
局が送信される制御信号は同一周波数とする。複数の無
線基地局がフレームを複数個まとめて図３に示すような
マルチフレームとし、フレーム内で制御信号用として使
用可能な送信スロットの中からひとつを使用する。

【００１６】制御信号の受信は受信スロットにより行
う。制御信号はすべての無線基地局で共通のキャリア周
波数を使用し、残る送信スロットおよび受信スロットを
通話信号として使用する。通話信号は制御信号に用いら
れるキャリア周波数以外のキャリア周波数を使用する。

【００１７】送信される制御信号をマルチフレーム内の
どのフレームに決定するかは、マルチフレーム内の各フ
レームの制御信号スロットにおいて、そのスロット内の
受信信号を検出し、その受信信号があらかじめ定められ
た値以下であるスロットを検索し、その中のひとつのス
ロットを制御信号を送信するスロットと定める。

【００１８】ここで、ひとつの無線基地局１２と移動端
末１３、１４との間の通信について説明する。無線基地
局１２は、あらかじめ定められたスロット、この例では
第１スロットを用いて、回線設定を行うために必要な情
報を含む制御信号を送信する。制御信号のキャリア周波
数としてはｆ１を使用する。無線基地局１２はさらに、
移動端末１３への通話信号を第２スロットにより送信
し、移動端末１４への通話信号を第３スロットにより送
信する。通話信号のキャリア周波数としては、ｆ１とは
異なる周波数を使用する。さらに、その他の移動端末に
対して第４スロット以降を用いて通話信号を送信する。
移動端末１３、１４、…では、自分の受信スロットから
あらかじめ定められた時間が経過した後に、無線基地局
１２へ通話信号を送信する。無線基地局１２では、各移
動端末からの信号が、１フレーム内の送信スロットに対
応する受信スロット位置で受信される。

【００１９】図４は制御信号スロット決定の方法を説明
する図である。ここでは、三つの無線基地局４１、４
２、４３がすでに動作し、新たに無線基地局４４が動作
する場合について説明する。

【００２０】無線基地局４１〜４３は、制御信号用の同
一キャリア周波数ｆ１を用い、それぞれ異なるフレーム
Ｆ１、Ｆ４、Ｆ６で（厳密にはそれぞれのフレーム内の
制御信号スロットで）制御信号を送信する。新たに動作
しようとする無線基地局４４は、マルチフレーム内の各
フレームにおいて、周囲からの電波をキャリア周波数ｆ
１で受信し、入力があらかじめ定められた一定値以下で
ある制御信号スロットを検索する。そのようなスロット
が見つけられたなら、無線基地局４４は、そのスロット
のひとつを自局の制御信号スロットと判断し、制御信号
の送信を開始する。

【００２１】図５および図６は従来のシステムダウン復
旧方法を説明する図であり、図５はシステムダウン前の
状態、図６は復旧後の状態を示す。

【００２２】この例では、システムダウン前の状態にお
いて、無線基地局５１はキャリア周波数ｆ１、フレーム
Ｆ１（正確にはフレームＦ１内の制御信号スロット）で
制御信号の送信を行っており、無線基地局５２はキャリ
ア周波数ｆ１、フレームＦ６で制御信号の送信を行って
いる。

【００２３】ここで、無線基地局５１がなんらかの原因
により制御信号の送信を停止し、かつ自局の使用してい
た制御信号スロットに関する情報、例えば制御信号を送
信するために割り当てられたフレームの位置情報を失っ
たとする。これがシステムダウンである。また、一旦シ
ステムダウンに陥った無線基地局５１が、再び、マルチ
フレーム内の各フレームにおいて周囲からの電波をキャ
リア周波数ｆ１で受信してそのレベルがあらかじめ定め
られた一定値以下であるスロットを検索することが可能
となった場合に、これを「無線基地局５１が復旧した」
という。

【００２４】さらに、無線基地局５１がシステムダウン
し、その無線基地局５１が再び制御信号スロットの割り
当てを受けて制御信号の送信を開始する前に無線基地局
５２がシステムダウンした場合、これを「無線基地局５
１、５２が同時にシスタムダウンした」という。また、
無線基地局５１が復旧し、制御信号の送信を開始する前
にさらに無線基地５２が復旧した場合、「無線基地局５
１と無線基地局５２とが同時に復旧した」という。

【００２５】無線基地局５１が復旧すると、自局の生成
するマルチフレーム内にて周囲からの制御信号の電波を
受信し、入力があらかじめ定められた一定値以下である
スロットを検索し、送信を行うスロットを決定する。こ
こで、そのスロットをフレームＦ３の制御信号スロット
に決定したとする。

【００２６】ここで問題となるのは、無線基地局５１と
無線基地局５２とが同時にシステムダウンとなり、さら
に同時に復旧した場合である。このような場合に、無線
基地局５１、５２の一方が制御信号の送信を開始する前
に他方がスロットの検索を行うと、場合によっては、図
６に示すように、同一のフレームＦ３の制御信号スロッ
トを選択してしまう場合がある。そのような場合には、
制御信号の相互干渉が発生し、制御信号の通信品質が劣
化してしまう。

【００２７】そこで本実施例では、無線基地局がシステ
ムダウン検出を行い、システムダウン状態であることが
検出された後にその無線基地局の復旧検出がなされたと
き、立ち上がり時間Ｔを設定する。立ち上がり時間が経
過したのち、その無線基地局は、周囲からの電波を受信
し、干渉を受けることのないスロットを検索し、制御信
号の送信を行うスロットを決定して制御信号の送信を開
始する。この制御の流れを図７に示し、時間的な流れを
図８に示す。立ち上がり時間Ｔは、無線基地局が復旧を
検出をしてからスロットの検索を開始するまでの時間と
定義する。この時間が経過する間の状態を「立ち上がり
待ち状態」という。

【００２８】図９ないし図１１は本発明実施例のシステ
ムダウン復旧の動作を説明する図である。ここで、三つ
の無線基地局９１、９２、９３の動作について説明す
る。

【００２９】図９は無線基地局９１〜９３がすべての運
用されている状態を示す。このとき無線基地局９１〜９
３はそれぞれ、同一のキャリア周波数を用い、それぞれ
フレームＦ１、Ｆ４、Ｆ６の制御信号スロットを用いて
制御信号を送信する。マルチフレームは２０フレームで
構成される。

【００３０】なんらかの原因により無線基地局９１〜９
３が同時にシステムダウンし、後にそれらが同時に復旧
すると、無線基地局９１〜９３はそれぞれ自局の立ち上
がり時間Ｔを設定する。このとき、無線基地局９１の立
ち上がり時間Ｔ＝Ｔ１、無線基地局９２の立ち上がり時
間Ｔ＝Ｔ２、無線基地局９３の立ち上がり時間Ｔ＝Ｔ３
と設定されたとする。ただし、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３とす
る。ここでは立ち上がり時間Ｔを復旧の都度にランダム
に設定するものとするが、あらかじめその時間が固定的
に割り当てられていてもよい。

【００３１】図１０は無線基地局９１〜９３が同時に復
旧してＴ１＜Ｔ４＜Ｔ２なる時間Ｔ４が経過した状態を
示す。この時点で無線基地局９１は、周囲からの電波を
受信して干渉を受けることのない制御信号スロットを検
索し、フレームＦ５の制御信号スロットを選択した後
に、そのスロットを用いて制御信号の送信を開始する。
無線基地局９２、９３は、この時点ではまだ立ち上がり
時間Ｔが経過していないため、立ち上がり待ち状態とな
っている。

【００３２】同時復旧後に時間Ｔ２が経過すると、無線
基地局９２が同様に干渉を受けることのない制御信号ス
ロットの検索を行い、制御信号の送信を開始する。

【００３３】同時復旧後に時間Ｔ３が経過すると、無線
基地局９３が同様に干渉を受けることのない制御信号ス
ロットの検索を行い、制御信号の送信を開始する。

【００３４】図１１は同期復旧後にＴ５＞＞Ｔ３なる時
間Ｔ５が経過した状態を示す。この時点までには、無線
基地局９１〜９３がすべて制御信号の送信を行ってお
り、システムダウン復旧が完了して運用状態となってい
る。

【００３５】ここではシステムダウン後の復旧について
説明したが、複数の無線基地局が同時に制御信号の送信
を開始する場合にも同様である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無線通信
装置は、無線基地局の立ち上がり時間を互いに異なるよ
うに設定することにより、同時にシステムダウンした無
線基地局が同時に復旧した場合でも、複数の無線基地局
が同じキャリア周波数で同じスロットにより制御信号を
送信することを防止できる。したがって、制御信号の通
信品質劣化を未然に防ぐことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の無線通信装置を示すブロック構
成図。

【図２】フレーム構成の一例を示す図。

【図３】マルチフレームの構成を示す図。

【図４】制御信号スロット決定の方法を説明する図。

【図５】従来のシステムダウン復旧方法を説明する図で
あり、システムダウン前の状態を示す図。

【図６】従来のシステムダウン復旧方法を説明する図で
あり、復旧後の状態を示す図。

【図７】実施例の制御の流れを示す図。

【図８】制御の時間的な流れを示す図。

【図９】実施例のシステムダウン復旧の動作を説明する
図であり、三つの無線基地局がすべての運用されている
状態を示す図。

【図１０】実施例のシステムダウン復旧の動作を説明す
る図であり、三つの無線基地局が同時にシステムダウン
した後に同時に復旧し、ひとつの無線基地局が制御信号
の送信を開始した状態を示す図。

【図１１】実施例のシステムダウン復旧の動作を説明す
る図であり、三つの無線基地局がすべて制御信号の送信
を行っている状態を示す図。

【符号の説明】

１１ 固定網 １２、４１〜４４、５１、５２、９１〜９３ 無線基地
局 １３、１４ 移動端末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｑ 7/34 7304−5Ｋ Ｈ０４Ｑ 7/04 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信スロットと受信スロットとが同一キ
   ャリア周波数で時間多重されたフレームを用いて複数の
   移動端末と時分割多元接続方式により通信を行う複数の
   無線基地局を備え、 この複数の無線基地局はそれぞれ、 上記フレーム内の少なくともひとつのスロットを制御信
   号スロットとし、互いに同一のキャリア周波数を用いて
   互いに異なるフレームの制御信号スロットにより移動端
   末への制御信号を送信する手段と、 移動端末への制御信号の送信を始めて行うとき、あるい
   は制御信号の送信を中断しかつ自局の使用していた制御
   信号スロットに関する情報が失われた後に制御信号の送
   信を再開するときに、上記制御信号スロットを受信して
   その受信レベルがあらかじめ定められた値以下であるひ
   とつのスロットを自局の送信する制御信号スロットとし
   て選択する手段とを含む無線通信装置において、 上記複数の無線基地局はそれぞれ、その無線基地局が動
   作可能となってからその無線基地局ごとに異なる時間が
   経過した後に上記選択する手段を起動する手段を含むこ
   とを特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 上記複数の無線基地局はそれぞれ、 上記送信する手段による制御信号の送信が停止し、自局
   の使用していた制御信号スロットに関する情報が失わ
   れ、しかも上記選択する手段の動作が停止したことを検
   出するシステムダウン検出手段と、 上記送信する手段および上記選択する手段が動作可能に
   なったことを検出して上記起動する手段を動作させる復
   旧検出手段とを含む請求項１記載の無線通信装置。