JPH08340573A - 移動体通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動体通信システムのサービスエリアを拡張
しかつ信号の衝突等の問題を回避する。 【構成】 複数の基地局等をその無線通信可能エリア
が重複するよう配置し、各基地局等を遅延集線回路１
８を介して情報処理装置１９と接続する。情報処理装置
１９から基地局等によりポーリング信号等を送信する
際にはこの信号をモデム２４等に直接に又は信号遅延
回路２０等を介して供給する。ポーリング信号等の送
信タイミングが各基地局、、、…間で異なるタイ
ミングとなる。未送信の基地局数を示す情報をポーリン
グ信号に付加することにより、移動局からの送信と基地
局等からの送信との衝突を防止できる。基地局等か
ら送信する信号中にタイムスロット数に関する情報を付
加し各移動局においてこのタイムスロット数を最大値と
する乱数発生により応答送信に係るタイムスロットを決
定しているため、各移動局からの応答送信の衝突を防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポーリング方式等によ
り基地局と移動局との間で通信を実行する移動体通信シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、車両等の移動体に無線機を搭
載しておき、所定の箇所に固定的に配設した無線機とこ
の移動体上の無線機との間で通信を実行する移動体通信
システムが各種開発されている。この種のシステムで
は、固定的に配設される無線機は基地局等の名称で呼ば
れ、また移動体上に搭載される無線機は移動局等の名称
で呼ばれる。基地局と移動局の間で通信を実行する際用
いることができる通信方式としては、例えば、図５に示
される任意送信方式がある。この図では、各移動局が、
情報収集装置１０及びこの情報収集装置１０によって収
集された情報を情報信号として送信する無線機１２から
構成されており、また、基地局が、移動局との間で無線
通信を実行する無線機１４及びこの無線機１４の動作を
制御する通信制御装置１６から構成されている。任意送
信方式においては、例えばある移動局において送信要求
が発生した場合に当該移動局がこれに応じて随時情報信
号を送信し、基地局がこれを受信して応答信号を送信す
る、といったシーケンスが採用される。

【０００３】任意送信方式には、通信手順が簡単でまた
情報伝送のリアルタイム性が優れているという利点や、
基地局側から応答信号が得られるため自局からの情報信
号が確かに基地局にて受信されていることを各移動局が
確認することができるという利点を有している。半面
で、この方式は、移動局の個数が多い場合に情報信号同
士が衝突する確率が高くなるという問題点を有してい
る。すなわち、各移動局からの情報信号送信タイミング
になんら制御が施されていないため、例えば移動局か
ら送信された情報信号と移動局から送信された情報信
号とが衝突し基地局がいずれの情報信号をも正常に受信
することができないといった状況が生じ得る。

【０００４】図６に示されるポーリング方式では、この
ような問題は発生しない。これは、ポーリング方式で
は、基地局が各移動局に対し順に問合せを行っているか
らである（ポーリング）。即ち、基地局は、一般に複数
個存在している移動局に対しポーリング信号を順に送信
し、ポーリング信号により問合せを受けた移動局がこの
ポーリング信号に応答して情報信号を送信する、といっ
た手順で情報伝送が実行される。このような方式によれ
ば、任意送信方式を採用した場合に比べ、信号の衝突を
低減でき従って多数の移動局を使用することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポーリ
ング方式には、任意送信方式に比べリアルタイム性の面
で劣るという問題のほか、自局から送信した情報信号が
確かに基地局にて正常に受信されているか否かを各移動
局が知ることができないという問題があった。また、ポ
ーリング方式には、送信すべき情報が移動局側にて収集
されていない状態でもこの移動局に対して基地局からの
問合せが行われるため無駄な通信が発生するという問題
もあった。

【０００６】加えて、従来の方式では、任意送信方式で
あるとポーリング方式であるとを問わず、基地局の無線
通信可能エリアに限界があるという問題があった。すな
わち、単一の基地局にてカバーすることができる無線通
信可能エリアには信号電力その他による限界があるか
ら、例えば、基地局から見て建物等の影にあたる領域に
移動局が進入してしまうと基地局と移動局の通信が断た
れてしまう。この問題に対処するために単純に基地局を
複数個設け各基地局の無線通信可能エリアを意図的に重
複させたとすると、また新たな問題が発生する。すなわ
ち、通信方式として任意送信方式を採用している場合に
は、各基地局から送信される信号同士が無線通信可能エ
リアの重複領域にて衝突してしまい、また、この領域内
に存在している移動局からの信号が各基地局に係る信号
と衝突する可能性が高くなる。通信方式としてポーリン
グ方式を採用している場合には、無線通信可能エリアが
重複している領域に存在する移動局に対し各基地局がお
互いに勝手に、すなわち無秩序にポーリングすることに
なるため、混信が発生し、やはり正常な通信が出来なく
なる。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、基地局を複数個設
けかつこれらの基地局の無線通信可能エリアを互いに重
複配置することによりシステム全体でカバーすることの
できるエリアを拡大すると共に、このようなシステム配
置によって新たに生じる問題点を無線通信方式の改良に
よって回避乃至克服可能にすることを目的とする。

【０００８】本発明は、また、ポーリング方式に改良を
施した無線通信方式を採用することにより、移動局から
送信した信号が基地局により確かに正常に受信されたか
否かを各移動局において知ることができ、無駄な通信の
発生量が小さく、かつ一波単信であるにもかかわらず二
波同送の場合と同様のデータ通信容量を得られ、より信
頼性の高い無線情報通信回線を実現することができる移
動体通信システムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る移動体通信システムは、相異な
る無線通信可能エリアを有しそれぞれその無線通信可能
エリア内の移動局へ信号を送信し当該移動局からの応答
を受信する複数の基地局と、上記複数の基地局間で互い
に相違しかつ互いに同期したタイミングとなるよう、当
該複数の基地局からの信号送信タイミングを制御する送
信制御手段と、その一部が重複している複数の上記無線
通信可能エリア内の移動局からの信号応答タイミング
が、これらの無線通信可能エリアに係る基地局からの信
号送信タイミングと相違しかつ同期したタイミングとな
るよう、上記移動局からの信号応答タイミングを制御す
る応答制御手段と、を有することを特徴とする。

【００１０】本発明は、また、送信制御手段が、少なく
ともその送信に要する時間を単位として順次遅延させる
ことにより各基地局から互いに異なりかつ相連続する一
連の信号送信タイミングで移動局に信号を送信させる手
段を含むことを特徴とする。

【００１１】本発明は、更に、上記一連の信号送信タイ
ミングにおいて信号をまだ送信していない基地局の個数
を示す残基地局情報を基地局からの送信の際信号に付加
する手段と、上記一連の信号送信タイミングが終了した
後移動局からの信号応答が許容される最大の期間長を示
す応答時間長情報を上記信号と共に基地局から送信させ
る手段と、各移動局毎に、上記一連の信号送信タイミン
グが終了したことを上記残基地局情報に基づき検出させ
る一方で上記応答時間長情報に基づき上記期間長を最大
値とする乱数を発生させ、当該終了から当該乱数時間が
経過した時点で基地局からの信号送信に応答させる手段
と、を含むことを特徴とする。

【００１２】本発明は、また、各基地局が、移動局から
受信した応答への応答を後の信号送信の際併せて送信す
ることを特徴とする。

【００１３】本発明は、そして、上記複数の基地局によ
り受信された移動局からの応答を信号速度変換の後時間
軸上で多重し情報処理装置に送信する手段を有すること
を特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明においては、基地局から移動局への信号
送信タイミングが、複数の基地局間で互いに相違しかつ
互いに同期したタイミングとなるよう制御される。ま
た、移動局から基地局への信号応答タイミングに関して
は、重複部分を有する複数の無線通信可能エリアに係る
複数の基地局からの信号送信タイミングと相違しかつ同
期したタイミングとなるよう、制御される。従って、そ
の無線通信可能エリアが互いに重複している複数の基地
局に関し、移動局への信号送信タイミングが相異なるタ
イミングになり、またこれらの信号送信タイミングに同
期したタイミングにて移動局からの信号応答が実行され
る。この結果、複数の基地局を設けかつその無線通信可
能エリアを意図的に重複させているにもかかわらず、従
来のポーリング方式を用いた場合に発生していた問題、
すなわち無秩序な送信により正常な受信ができなくな
る、という問題が解消される。また、任意送信方式を用
いた場合に発生していた信号の衝突も回避される。

【００１５】本発明においては、また、複数の基地局か
らの信号送信タイミングを互いに相違しかつ互いに同期
したタイミングとすべく、送信すべき信号を順次遅延さ
せる処理が実行される。すなわち、当該信号が、少なく
ともその送信に要する時間を単位として順次遅延され
る。従って、例えば、第１の基地局から信号を送信した
後の時点で第２の基地局から信号が送信され、さらにそ
の後の時点で第３の基地局から信号が送信され…という
ように、各基地局から互いに異なりかつ相連続する一連
の信号送信タイミングにて移動局に信号が送信されるこ
とになる。このような制御を実行することにより、比較
的簡素な回路構成乃至処理手順にて、基地局からの信号
送信タイミングをずらす制御が実現される。

【００１６】本発明においては、更に、基地局から移動
局への信号送信に際し、残基地局情報及び応答時間長情
報も送信される。この残基地局情報は、複数の基地局に
係る一連の信号送信タイミングにおいて当該信号をまだ
送信していない基地局の個数を示しており、また、応答
時間長情報は、この一連の信号送信タイミングが終了し
た後移動局からの信号応答が許容される最大の期間長を
示す情報である。各移動局においては、上述の一連の信
号送信タイミングが終了したか否か、すなわち移動局側
からの応答を開始してよい時期に至ったか否かを、基地
局から受信した残基地局情報に基づき検出する。また、
各移動局においては、基地局から受信した応答時間長情
報に基づき、この期間長を最大値とする乱数が生成さ
れ、基地局から移動局への一連の信号送信タイミングが
終了した後この乱数時間が経過した時点で、基地局への
信号応答が実行される。このような制御を実行すること
により、本発明においては、各移動局からの信号応答が
基地局からの信号や他の移動局からの信号応答と衝突す
る確率が抑制される。

【００１７】本発明においては、更に、ある移動局から
応答を受信した基地局がこの応答への応答をその後の信
号送信の際併せて送信する。これにより、本発明におい
ては、従来のポーリング方式と異なり、基地局が移動局
からの応答を確かに乃至正常に受信したのかそれとも受
信していないのかを、当該移動局にて知ることが可能に
なる。

【００１８】本発明においては、複数の基地局により受
信された移動局からの応答が、情報処理装置への送信に
際し、時間多重される。その際、信号速度変換が行われ
ているため、情報処理装置に送信される信号上で移動局
からの応答が衝突することもない。更に、同一移動局か
らの応答が複数の基地局により受信された場合にも、こ
の応答が、異なるタイミングで情報処理装置に送信され
ることになるから、冗長性の高いシステムが得られる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面の
基づき説明する。

【００２０】図１には、本発明の一実施例に係る移動体
通信システムの構成が示されている。この図において
は、２個の基地局及びが設けられている。まず、こ
れらの基地局の無線通信可能エリアは互いに重複するよ
う設定されている。基地局及びは、いずれも、遅延
集線回路１８に接続されており、またこの遅延集線回路
１８は情報処理装置１９に接続されている。これら基地
局及びは、いずれも同一の周波数を用いて、移動局
及び（基地局の場合）や移動局及び（基地局
の場合）と無線通信を実行している（いわゆる１波単
信）。

【００２１】図２には、この実施例における遅延集線回
路１８の構成が示されている。この図に示される遅延集
線回路１８は、各基地局に対応して設けられた信号遅延
回路２０、２０、２０、…及び集線回路２２を有
している。なお、図１においては基地局の個数が２個の
場合を例として示されていたのに対し、この図では基地
局の個数がより一般化されたｎ個として表されているこ
とに注意されたい。

【００２２】遅延集線回路１８中の信号遅延回路２０
、２０、２０、…は、情報処理装置１９から出力
される信号を所定時間ずつ異なるタイミングで各基地局
に供給できるよう、順次接続されている。詳細には、情
報処理装置１９から出力される信号は、基地局のモデ
ム２４に直接入力される一方で、基地局のモデム２
４に対しては信号遅延回路２０を介し、基地局の
モデム２４に対しては信号遅延回路２０及びを介
し、入力される。従って、各基地局の無線機２６、２
６、２６、…による信号の送信のタイミングは、信
号遅延回路２０、２０、…により決定される信号遅
延時間ずつずれたタイミングとなる。

【００２３】また、無線機２６、２６、２６、…
により信号が受信されると、この信号は、対応するモデ
ム２４、２４、２４、…を介し集線回路２２に入
力される。集線回路２２は、これらの信号を速度変換し
た上で時間軸上で多重し、情報処理装置１９に供給す
る。

【００２４】図３には、この実施例における通信方式の
概要が示されている。ここでは、基地局数が２の例が示
されている。前述の情報処理装置１９は、各移動局から
情報を収集しようとする場合に、ポーリング信号を出力
する。このポーリング信号は、各基地局のモデム２４
等により基地局番号ＢＮ（後述）が付加された上で、そ
の基地局の無線機２６等により当該基地局の無線通信
可能エリア内に送信される。この送信のタイミングは、
前述の信号遅延回路２０等によって各基地局間で異な
るタイミングとなるよう制御されている。すなわち、図
３中射線ハッチングで示されているように、基地局の
ポーリング信号送信タイミングと基地局のポーリング
信号送信タイミングとは互いに異なるタイミングに設定
されている。

【００２５】各移動局は、このポーリング信号を受信し
た場合に、基地局に対し送信すべき情報があればこれを
情報信号として応答送信する。その際、各移動局からの
応答送信は、複数個設けられている基地局のうち最後に
ポーリング信号を送信した基地局からの当該送信の後、
当該ポーリング信号によって指定される期間内に実行さ
れる。すなわち、本実施例において使用しているポーリ
ング信号は、モデム２４等により基地局番号ＢＮが付
加された後の時点では、図４に示されるような構成を有
している。この図に示されるポーリング信号において、
コマンドコードＣＣは、この信号がポーリング信号であ
るのかそれとも後述の情報処理装置１９からの情報信号
であるのかを識別するためのコードである。基地局番号
ＢＮは、各基地局のモデム２４等において付加される
各基地局固有の情報であり、ポーリング信号等をまだ送
信していない基地局があと何局存在しているか示す情報
である。例えば、２個の基地局が存在している場合にＢ
Ｎ＝１であればあと１台の基地局からポーリング信号が
送信されることを意味している。タイムスロット数ＴＮ
は、最後にポーリング信号を送信した基地局の当該送信
の終了の後移動局が応答送信を実行することができるタ
イムスロットの個数を表している。応答信号ＡＮＳは、
前回のポーリングへの応答送信に対する応答であり、応
答資格ＡＰはこのポーリングに応答することができる移
動局を指定する情報である。

【００２６】従って、この実施例においては、複数の基
地局のうち最後にポーリング信号を送信した基地局の当
該送信のタイミングを各移動局が基地局番号ＢＮに基づ
き知ることができ、また、タイムスロット数ＴＮに基づ
き、自己が応答送信を実行することができる期間を知る
ことができる。各移動局は、このタイムスロット数ＴＮ
を最大値として乱数を発生させ、この乱数値により指定
されるタイムスロットにて応答信号を送信する。従っ
て、複数の基地局からの一連のポーリングの終了後に応
答送信が行われることになるから、ポーリング信号同士
あるいはポーリング信号と応答信号とが衝突することは
ない。また、単一の基地局の無線通信可能エリア内に複
数台の移動局が存在している場合であっても、この移動
局からの応答送信が他の移動局からの応答送信と衝突す
る確率が極めて低くなる。また、各基地局が個別の移動
局に対して個別にポーリング（問い合わせ）を行うので
はなく、その無線通信可能エリア内に存在している複数
の移動局に対してポーリングを実行しているから、応答
送信すべき情報を有していない移動局に対して個別にポ
ーリングを行うといった無駄な通信も生じない。この点
で、本実施例におけるポーリングは、従来のポーリング
と相違している。

【００２７】このような手順にて各移動局により応答送
信が実行されると、この応答送信に係る信号、すなわち
応答信号は、当該移動局と無線通信することができる基
地局によって受信される。例えば、基地局の無線通信
可能エリア内に存在している移動局からの応答信号は
この基地局によって受信され、その基地局のモデム
２４から当該応答信号に係る復調出力が得られる。同
じ時点で、基地局のモデム２４から復調出力が得ら
れているとすると、これらモデム２４及びからの復
調出力はいずれも集線回路２２に供給され、速度変換の
後時間軸上で多重される。例えば、基地局が２台設けら
れている場合には集線回路２２において信号の速度が２
倍に変換され、２倍に変換された信号同士が時間軸上で
多重される。このようにして得られた信号は、情報処理
装置１９に供給される。従って、例えば、基地局の無
線通信可能エリアと基地局の無線通信可能エリアの重
複領域内に存在している移動局から応答信号が送信さ
れた場合には、基地局のモデム２４及び基地局の
モデム２４の双方から同一内容の復調出力が得られ
る。この場合、集線回路２２による時間多重により、同
内容の情報が相連続して情報処理装置１９に供給される
こととなるが、情報処理装置１９の側で、各移動局毎に
最新の情報のみを有効とするような取り扱いをすること
により、同一内容の復調出力が重複することによる不具
合を防止することができる。

【００２８】また、図３においては、横線ハッチングに
て、移動局に対する情報送信タイミングが示されてい
る。この情報送信は、例えば、図４に示される信号中の
コマンドコードＣＣを情報伝送を示す内容とすることに
より、実行することができる。すなわち、ポーリング信
号のみならず、基地局側からの情報信号の送信も本発明
の適用対象となる。

【００２９】このように、本実施例によれば、図１に示
されるように複数の基地局を設けその無線通信エリアを
重複させながらも、無秩序なポーリングによる不正常受
信状態の発生や信号同士の衝突発生を防止することがで
き、また、送信すべき情報を有していない移動局に対す
るポーリングという無駄な通信を防止することができ
る。更に、移動局からの信号に対する基地局の応答の際
に新たな信号を用いるといった手順を採用していないた
め情報伝送に要する時間が長くなることはなく、これに
よって信頼性の高い無線情報通信回線を得ることができ
る。更に、移動局の側で、基地局側が確かに応答を受信
したことを確認することができる。更には、上述のよう
に無線通信可能エリアを重複させているため、当該シス
テムのサービスエリアを拡張することができるから、広
範囲に亘って移動することがある移動体との通信に適
し、また大都市内部のように建物の影等ブロッキングの
原因が多い地域に適するシステムが得られる。更には、
その無線通信可能エリアが重複する基地局が同一周波数
を利用しているため、例えば、その無線通信可能エリア
が相重複している基地局同士で異なる周波数を用いる通
信システムに比べ、周波数資源を節約することが可能に
なりまた法制上も実施が容易になる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基地局からの信号送信タイミングを互いに相違させかつ
互いに同期させる一方で、移動局からの信号応答タイミ
ングを基地局からの信号送信タイミングと相違させかつ
同期させるようにしたため、複数の基地局を設けこれら
の基地局の無線通信可能エリアを重複させ更にこれらの
基地局にて同一の周波数を用いて通信を行う場合であっ
ても、無秩序なポーリング、信号の衝突等が発生せず、
従って従来に比べ実質的にサービスエリアが広くかつ建
物等が多い環境にも対処することができ信頼性の高い移
動体通信システムを得ることができる。

【００３１】また、本発明によれば、上述の整理手順を
遅延や乱数発生等の手段により実現しているため、比較
的簡単な回路構成又は簡素な処理手順にて上述の効果を
得ることができる。

【００３２】更に、本発明によれば、移動局から受信し
た応答への応答を各基地局が後の信号送信の際併せて送
信するようにしたため、基地局に送信した応答を基地局
が確かに受信したか否かを各移動局が知ることが可能に
なる。

【００３３】そして、本発明によれば、各基地局により
受信された移動局からの応答を時間多重するようにした
ため、基地局を複数設けているにもかかわらず情報処理
装置の側ではあたかも単一の基地局を設けた場合と同様
の扱いにて当該応答を処理することができる。更に、無
線通信可能エリアが重複している領域に存在してる移動
局から得られた応答に関しては、情報処理装置の側でこ
れを２個の基地局から得ることができるため、この冗長
性を用いた各種の処理も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る移動体通信システム
の構成を示す概念図である。

【図２】 この実施例における遅延集線回路の構成を示
すブロック図である。

【図３】 この実施例における無線通信方式を示すタイ
ミングチャートである。

【図４】 この実施例において用いられるポーリング信
号の概略構成を示す図である。

【図５】 任意送信方式の概要を示す図である。

【図６】 ポーリング方式の概要を示す図である。

【符号の説明】

１８ 遅延集線回路、１９ 情報処理装置、２０、２
０、２０、… 信号遅延回路、２２ 集線回路、２
４、２４、２４、… モデム、２６、２６、
２６、… 無線機、ＣＣ コマンドコード、ＢＮ 基
地局番号、ＴＮタイムスロット数、ＡＮＳ 応答信号、
ＡＰ 応答資格。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 耕一郎 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 松山 昌夫 東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号 日本 無線株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相異なる無線通信可能エリアを有しそれ
   ぞれその無線通信可能エリア内の移動局へ信号を送信し
   当該移動局からの応答を受信する複数の基地局と、 上記複数の基地局間で互いに相違しかつ互いに同期した
   タイミングとなるよう、当該複数の基地局からの信号送
   信タイミングを制御する送信制御手段と、 その一部が重複している複数の上記無線通信可能エリア
   内の移動局からの信号応答タイミングが、これらの無線
   通信可能エリアに係る基地局からの信号送信タイミング
   と相違しかつ同期したタイミングとなるよう、上記移動
   局からの信号応答タイミングを制御する応答制御手段
   と、 を有することを特徴とする移動体通信システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の移動体通信システムにお
   いて、送信制御手段が、 少なくともその送信に要する時間を単位として順次遅延
   させることにより各基地局から互いに異なりかつ相連続
   する一連の信号送信タイミングで移動局に信号を送信さ
   せる手段を含むことを特徴とする移動体通信システム。
3. 【請求項３】 請求項２記載の移動体通信システムにお
   いて、応答制御手段が、 上記一連の信号送信タイミングにおいて信号をまだ送信
   していない基地局の個数を示す残基地局情報を基地局か
   らの送信の際信号に付加する手段と、 上記一連の信号送信タイミングが終了した後移動局から
   の信号応答が許容される最大の期間長を示す応答時間長
   情報を上記信号と共に基地局から送信させる手段と、 各移動局毎に、上記一連の信号送信タイミングが終了し
   たことを上記残基地局情報に基づき検出させる一方で上
   記応答時間長情報に基づき上記期間長を最大値とする乱
   数を発生させ、当該終了から当該乱数時間が経過した時
   点で基地局からの信号送信に応答させる手段と、 を含むことを特徴とする移動体通信システム。
4. 【請求項４】 請求項１記載の移動体通信システムにお
   いて、 各基地局が、移動局から受信した応答への応答を後の信
   号送信の際併せて送信することを特徴とする移動体通信
   システム。
5. 【請求項５】 請求項１記載の移動体通信システムにお
   いて、 上記複数の基地局により受信された移動局からの応答を
   信号速度変換の後時間軸上で多重し情報処理装置に送信
   する手段を有することを特徴とする移動体通信システ
   ム。