WO1999043179A1

WO1999043179A1 - Mobile communication system, base station, base station controller and mobile communication method

Info

Publication number: WO1999043179A1
Application number: PCT/JP1998/004769
Authority: WO
Inventors: Shuichi Miyazaki; Miyoshi Ueno
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2000-08-20

Description

明細書

移動体通信システム、基地局、基地局制御装置、及び移動体通信方法技術分野

本発明は、通信情報の伝送品質を改善するのに好適なサイトダイバーシチ技術を用いた移動体通信システム、基地局、基地局制御装置、及び移動体通信方法に関する。背景技術

従来から、時分割多元接続（TDMA： T i me D i v i s i o n Mu l t i p l e A c c e s s ) 方式を用いた MM A C (M u 1— t i m e d i a Mo b i l e Ac c e s s C ommu n i c a t i o n S y s t erns) あるいは I TS ( I n t e 1 i g e n t T r a n s p o r t S y s t ems) などの移動体通信システムが知られている。動画像等を扱うマルチメディア通信では、 20Mb i t /s以上の高速伝送が要求される。このような高速伝送を無線で行う場合、高い周波数を利用して広い帯域を確保する必要がある。上記の伝送速度の場合、マイク口波帯（3 GHz以上）から準ミリ波帯（20 GHz〜30 GHz) が使用される。この周波数帯では、電波の性質は光に近づくため、回折等の回り込み効果が期待できなくなる。従って、基地局 B S (B a s e S t a t i o n) と移動局 MS (Mo b i l e S t a t i o n) 間に障害物が存在し、見通しがきかない場合には、伝搬損失が極めて大きくなる。この現象はシャドーイングと呼ばれ、電波強度が極めて低下するために通信が困難になる。

このシャド一イング対策として、サイトダイバーシチと呼ばれている技術が知られている。これは、移動局と基地局間の見通しを確保するために

、場所を変えて複数の基地局を配置し、少なくとも 1つの基地局から常時移動局を見通すことができるように構成したものである。この種の技術として、例えば特開平 9一 284208号公報には、符号分割多元接続（C D M A： C 0 d e D i v i s i o n Mu l t i p l e A c c e s s )方式に関し、複数の基地局から移動体交換局に対して送られてきたパケットデータの中から、 1つのバケツトデータを移動体交換局において再生することにより、通信品質の向上を図ろうとする提案がなされている。一方、時分割多元接続（TDMA) 方式においては、複数の基地局と移動局の間で、基地局ごとに異なる周波数を用いて通信を行うように構成されており、移動体交換局ではバケツ卜の再生は行わずデータをそのまま通過させるようにしている。

従来の時分割多元接続（TDMA)方式におけるサイ卜ダイバ一シチ方式は、上述のとおり、各基地局で使用する周波数が異なっており、また移動局は一つの受信機を備えるのみである。このようなサイトダイバ一シチ方式においては、

( 1 ) 移動局が、各基地局に合わせて受信周波数を切り換え、電波を受信し、

(2) 受信信号上のタイムスロットを特定するために、クロック同期 -フレーム同期を確立し、

(3 ) 上記タイムスロッ卜の伝送品質を求め、

(4 ) 上記（ 1 ) 〜（3 ) の動作をサイ卜ダイバ一シチを構成する各基地局の数だけ繰り返し行い、

(5) その中で伝送品質の最も良い基地局の信号を選択し、この選択した基地局との間で通信を行う、

という手順を経る必要があった。移動局が行う周波数切り換えは、一般にシンセサイザの周波数を切り換えることにより行われているが、周波数切り換えには 6 0 0 s〜 7 0 0 s程度の時間を要する。

一方、高速伝送を行う場合には、例えばフレーム長 2 · 5 m s間に 1 6 スロッ卜が設けられた通信フレームを用いた情報の送受信が行われる。この場合、 1スロット当たり約 1 5 6 sである。したがって、周波数切り換え処理の間に、約 5スロット分の情報が欠落することになる。このため、上述の方法は適用できなかった。

周波数切り替えを不要にするためには、移動局が複数の基地局の周波数にそれぞれ対応した受信機を全て搭載する必要がある。しかしこの方法は、移動局の構成が複雑となり、小型 ·低コスト化が困難になるため、これも適用が難しかった。発明の開示

本発明の目的は、前記関連技術の問題点を解決し、簡易な方法で品質の良い通信情報の伝送が可能な移動体通信システム、基地局及び基地局制御装置を提供する。さらには、前記関連技術の問題点を解決し、簡易な方法で品質の良い通信情報の伝送が可能な移動体通信方法を提供することにめる

本発明によれば上記目的は、移動局と通信するために異なる場所に配置された複数の基地局と、複数の基地局と接続された基地局制御装置と、基地局制御装置に接続された移動交換網とを備え、各基地局は移動局から送信される同一周波数の通信情報を受信し、基地局制御装置は各基地局で受信した通信情報の伝送品質に基づいて複数の基地局の中から一つの基地局を選択し、選択された基地局からの通信情報を移動交換網に伝送し、選択された基地局は移動交換網から基地局制御装置を介して得られた通信情報を移動局へ送信するよう構成された移動体通信システムにより、達成される。ここで、伝送品質の検出は、各基地局又は基地局制御装置において行う。この伝送品質の検出データは直接用いてもよいが、これを一旦記憶装置に記憶しておいて、これらの変動履歴、あるいは重みづけ等の処理を施して用いることもできる。伝送品質は、具体的には通信情報のフレーム ·エラ一 · レ一卜に基づいて求められる。

また、基地局の選択については、基地局制御装置が複数の基地局の中で伝送品質の最も良い局を選択する。各基地局が、セクタアンテナに接続された複数の送受信装置を備えている場合は、セクタとして最も良い伝送品質の通信情報を受信した送受信装置が選択される。

基地局は、移動局から送信される通信情報を受信する受信部と、受信した通信情報の伝送品質を検出する伝送品質検出部と、検出した伝送品質を基地局制御装置に報告するためのィンタフェース部とを有する。ここで受信部は、通信情報を受信するよう制御する受信タイミング制御部及び通信情報を傍受するよう制御する傍受タイミング制御部のいずれかの制御信号により制御される。

基地局にセクタアンテナを設置し、反射波等に起因する伝送品質の劣化を抑制することもできる。この場合、基地局は、セクタアンテナごとに接続された複数の受信部と、各受信部で受信した通信情報の伝送品質を検出する制御部と、検出した伝送品質を基地局制御装置に報告するためのィンタフヱ一ス部とを備える。

基地局制御装置は、複数の基地局で検出された通信情報の伝送品質を比較する比較部と、比較部からの出力に基づいて複数の基地局のうちの一つの基地局を指定する基地局指定部とを有する。これに、伝送品質を記憶する記憶部を追加し、比較部はこの記憶部から読み出された伝送品質または、これらの変動履歴、あるいは重みづけ等の処理の結果を比較するよう構成することもできる。

本発明に係る移動体通信方法は、移動局から送信される単一周波数の上りの通信情報を複数の基地局で受信し、各基地局で受信した通信情報からそれぞれ伝送品質を検出し、検出した伝送品質に基づいて複数の基地局の中から一つの基地局を選択し、選択した基地局から移動局に下りの通信情報が送信されるようにするものである。ここで、下りの通信情報は、上りの通信情報で用いたタイムスロッ卜とは異なるタイムスロッ卜で送信される。また、基地局設置位置情報を記憶しておいて、前記各基地局における通信が不能状態のとき、前記各基地局以外で現在選択中の基地局に最も近い基地局を、基地局設置位置情報の中から選び出して通信を続行することができる。

これにより、簡易な方法で品質の良い通信情報の伝送が可能な移体通信システム、基地局及び基地局制御装置を得ることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明に係る TDMA移動体通信システムの実施例を示す図であり、第 2図は、移動局 MSの構成例を示す図であり、第 3図は、基地局 B Sの構成例を示す図であり、第 4図は、基地局制御装置 B S CEの構成例を示す図であり、第, 5図は、本発明の実施例で使用する TDMAフレ —ムの基本構成を示す図であり、第 6図は、本発明の実施例における TD MAフレーム内のタイムスロッ卜の割り当て方法を説明する図であり、第 7図は、本発明に係る TDMA移動体通信システムの実施例の動作を説明するための図であり、第 8図は、本発明に係る TDMA移動体通信システムの別の実施例を示す図であり、第 9図は、本発明の別の実施例で使用する TDMAフレームの基本構成を示す図であり、第 1 0図は、本発明の別の実施例で使用する基地局位置管理テーブルを説明する図であり、第 1 1 図は、本発明の別の実施例で使用する TDMAフレームの基本構成と伝送品質管理テ一ブルとの関係を説明する図であり、第 1 2図は、本発明に係る T DMA移動体通信システムの別の実施例の動作を説明するための図であり、第 1 3図は、本発明に係る TDMA移動体通信システムの他の実施例を示す図であり、第 1 4図は、本発明の他の実施例における T DMA フレーム内のタイムスロッ卜割り当て方法を説明する図であり、第 1 5図は、本発明の他の実施例における伝送品質管理テーブルの一例を示す図であり、第 1 6図は、本発明の他の実施例における基地局 B Sの構成を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明による移動体通信システム、基地局、基地局制御装置、及び移動体通信方法の実施形態を図面により詳細に説明する。

第 1図は、本発明に係る TDMA移動体通信システムの実施例を示す図である。図のように、本実施例では、人 HU 1が移動局 MS 1 1を用い、人 HU 2が移動局 MS 1 2を用いて通信を行っている。人 HU 3は通行人で、その移動位置によっては通信の障害となる。一方、基地局 B S 1及び B S 2は、それぞれ通信の障害とならないように、樹木 T R 1〜T R 6を避けて配置されている。基地局 B S 1及び B S 2は、ディジタル伝送路 3 1を介して基地局制御装置 B S C E (B a s e S t a t i o n C o n t r o 1 E q u i pm e n t ) に接続される。基地局制御装置 B S C E は、ディジタル伝送路 3 2を介して図示しない移動交換網に接続される。ディジタル伝送路 3 1、 3 2は、制御信号および通信情報の伝送路として用いられる。移動局 MSと基地局 B Sでは、単一周波数 f 1が用いられているが、これ以外に単一周波数を f 2、 f 3、 . . . と増やすことにより、移動局の数を増加することができる。第 2図は、移動局 MSの構成例を示す図である。図のように、移動局 M Sは、送信部 4 1 a及び受信部 4 1 bを有する送受信部 4 1 と、送受信部 4 1に接続されたアンテナ 4 4と、スィッチ 4 2 a及び 4 2 bを有するスイッチ部 4 2と、所 '定のタイムスロット（ s 1 0 t ) で通信が行われるように送受信部 4 1及びスィツチ部 4 2を制御する制御部 4 3とを備える。このような構成において、制御部 4 3からの信号は、スィッチ 4 2 aを経由し、送信部 4 1 aで変調されて、アンテナ 4 4から送信される。一方、アンテナ 4 4で受信された信号は、受信部 4 1 bへ送られ、ここで復調されてスィツチ 4 2 bを経由し、制御部 4 3内で画像あるいは音声等の処理が行われる。

第 3図は、基地局 B Sの構成例を示す図である。図のように、基地局 B Sは、送信部 5 1 a及び受信部 5 1 bを有する送受信部 5 1 と、送受信部 5 1に接続されたアンテナ 5 4と、スィッチ 5 2 a及び 5 2 bを有するスイッチ部 5 2と、所定のタイムスロット（ s 1 o t ) で通信が行われるように送受信部 5 1及びスィツチ部 5 2を制御する制御部 5 3と、制御部 5 3に接続されたィンタフヱース部 5 5と、全地球測位システム G P S (G l o b a l P o s i t i o n i n g S y s t e m) 5 6及び G P Sァンテナ 5 7とを備える。ここで制御部 5 3は、図示のように、伝送品質検出部 5 3 a、受信タイミング制御部 5 3 b、及び傍受タイミング制御部 5 3 cを有する。

このような構成において、ィンタフヱ一ス部 5 5を介して得られた信号は制御部 5 3及びスィツチ 5 2 aで TDM T i m e D i v i s i o n Mu l t i p l e x ) 処理が行われ、送信部 5 1 aで変調、増幅されて、アンテナ 5 4から送信される。一方、アンテナ 5 4で受信された信号は、受信部 5 1 bへ送られ、ここで復調されてスィツチ 5 2 bを経由し、制御部 5 3に送られる。制御部 5 3は、伝送品質検出部 5 3 aにおいて、受信された信号の伝送品質、例えばフレーム ·エラ一 · レ一卜 F E R (F r a m e E r r o r R a t e ) を検出する。インタフェース部 55は、検出された伝送品質についてィンタフ —ス変換を行い、これをディジタル伝送路 3 1を通じて基地局制御装置 B S C Eへ送る。また、全地球測位システム G P S 56は、各基地局 B Sに接続されるディジタル伝送路 3 1 の伝送路長が異なることにより発生する伝送路の遅延時間差を吸収し、基地局 B S間の同期をとるために設けられるものである。基地局 B Sは、 G P S 56の時刻信号に合わせてクロックを確定することにより、各基地局 B S間の同期を取る。

第 4図は、基地局制御装置 B S C Eの構成例を示す図である。図のように、基地局制御装置 B S CEは、制御部 60とインタフヱ一ス部 64とを備える。制御部 60は、各基地局から送られてきた伝送品質、例えば前述の FE Rを比較する比較部 6 1、比較部 6 1にて得られた最も良い伝送品質を有する信号を選択する選択切換部 62、及び比較部 6 1からの出力に基づいて一つの基地局を指定する基地局指定部 65を有する。一方、インタフエース部 64は、選択切換部 62で選択した信号をディジタル伝送路 32を介して移動交換網へ送り、また逆に移動交換網からの信号を制御部 60に送る。

第 5図は、本実施例で使用する T D M Aフレームの基本構成を示す図である。本 TDMAフレームは、図のように、フレーム長 2. 5m sで、 1 6スロット（ s 1 0 t ) 構成である。これらのタイムスロッ卜は、上り方向の通信用フレーム（UW： Up Wa r d) , あるいは下り方向の通信用フレーム（DW： D own Wa r d) のいずれにも利用できる。本例では、上り方向の通信用フレームに t l ~ t 8の 8スロッ卜を、下り方向の通信用フレームに t 9〜 t l 6の 8スロットをそれぞれ割当てている。第 6図は、 TDMAフレーム内のタイムスロット割当て方法を説明する図である。

同図に示すように、同一周波数 f 1の TDMAフレームは t l〜 t 1 6 の 1 6スロットに分割され、上り方向の通信用フレームについては、基地局 B S 1にスロット t l〜 t 4を、そして基地局 B S 2にスロット t 5〜 t 8を割り当て、下り方向の通信用フレームついては、基地局 B S 1にスロット t 9〜！； 1 2を、そして基地局 B S 2にスロット t l 3〜 t l 6を割り当てる。これにより、基地局 B S 1は移動局 MS 1 1〜MS 1 4の 4 加入者を収容し、基地局 B S 2は移動局 MS 2 1〜MS 24の 4加入者を収容することができる。また、基地局 B S 1は、同図の点線矢印で示すように、基地局 B S 2に割り当てられた上り方向の通信用フレームのスロッ卜 t 5〜 t 8を傍受する機能を有し、他方、基地局 B S 2は、基地局 B S 1に割り当てられた上り方向の通信用フレームのスロッ卜 t 1〜― t 4を傍受する機能を有する。

次に、上述した構成の本発明による移動体通信システムの実施例の動作について第 1図を用いて説明する。本発明に係るサイトダイバーシチ制御は次の手順で行われる。

( 1 ) 第 1図において、人 HU 1の用いる移動局 MS 1 1力第 6図のスロット！； 1にて、上り信号①を基地局 B S 1へ送信する。

(2)基地局 B S 1はスロッ卜 t 1にて上り信号①を受信し、これに基づいて信号 aを作成する。

(3) 同時に基地局 B S 2は、スロット t 1にて上り信号①を傍受し、これに基づいて信号 bを作成する。ここで、傍受するスロットは、あらかじめ基地局制御装置 B S CEから各基地局 B Sに対して知らされている。

(4)基地局 B S 1は信号 aを、基地局 B S 2は信号 bを、それぞれ基地局制御装置 B S C Eへ伝送する。

(5) 基地局制御装置 B S C Eは、受信した信号 a、 bの F E R (F 1 a me E r r o r R a t e ) を、第 4図に示す比較部 6 1で比較し、伝送品質の最も良いスロットを選択切換部 6 2で選択する。

( 6 )基地局制御装置 B S C Eは、選択したスロッ卜による信号をィンタフェース部 64を経由してディジタル伝送路 3 2を通じて移動交換網へ送る。

(7 ) ここでは、同一周波数を用いる TDD (T i m e D i v i s i o n D u p 1 e x )方式であるため、上り方向と下り方向の両通信用フレームの違いによる伝搬特性の変化はない。また、フレーム長が 2. 5 m sと短いため、この間での上り方向と下り方向の両通信用フレームの伝搬特性にほとんど変化はないと見なせる。したがって、基地局制御装置 B S C Eは、信号 bを選択した場合には、基地局 B S 2に、移動局 MS 1 1へ信号を送信する権利を与える。

(8) これを受けて基地局 B S 2は移動交換網からの通信信号を、第 6図に示すように、スロット t 9にて移動局 MS 1 1へ下り信号②として送信する。

( 9 )移動局 MS 1 1は、第 1図に示すように、基地局 B S 2からの下り信号②をスロット t 9にて受信する。

( 1 0) 次に、第 7図に示すように、人 HU 3が移動局 MS 1 1と基地局 B S 2の通信路に入り、障害物として通信を妨げた場合、基地局制御装置 B S C Eは、基地局 B S 2よりも伝送品質の優れる基地局 B S 1に選択切り換えを行う。これを受けて基地局 B S 1は、第 6図に示すように、スロット t 9にて移動局 MS 1 1へ下り信号②'を送信する。移動局 MS 1 1 は、第 7図に示すように、基地局 B S 1から下り信号②'をスロット t 9 にて受信する。本システムでは、このようにして、移動局 MS 1 1との通信を良好に維持する。

本実施例では、このように、移動局 MS 1 1からの上り方向の通信用フレームにより、前述の（ 1 ) から（ 6 ) の手順で基地局 B Sを選定し、下り方向の通信用フレームにおいて、（ 7 ) から（ 8 ) の手順で選定した基地局 B Sに通信情報を送信する。これにより、移動局 M S 1 1は無線伝送品質の最も良い基地局を選択でき、シャド一イングによる無線回線断を未然に防ぎ、通信を良好に維持することが可能となる。さらに、フレーム毎にシャドーィングが生じていない基地局 B Sにタイムス口ットを適応的に割り当てることで、周波数の利用効率が向上し、トラヒック収容力も増大する。

本発明は上述の実施例に限定されるものではない。ここでは、基地局 B S 1及び B S 2の 2台の基地局を使用してサイ卜ダイバーシチを構成したが、ダイバ一シチブランチの数はこれに限らず 2つ以上あってもよい。例えば、全体のスロッ卜数を増やすことによりダイバ一シチブランチの数を増やすことが可能となり、さらにシャド一ィングに強い方式を構成することができる。これにより、加入者の収容数も増加できる。

第 8図は、本発明に係る T D M A移動体通信システムの別の実施例を示す図である。図のように、本実施例では、人 H U 1が移動局 M S 1 1を用いている。車両 C A Rは、その移動位置によっては通信の障害となる。一方、基地局 B S 1〜B S 4は、それぞれ通信の障害とならないように、建築物 B I L L 1〜B I L L 3を避けて配置されている。

基地局 B S 1〜B S 4は、ディジタル伝送路 3 1を介して基地局制御装置 B S C Eに接続される。基地局制御装置 B S C Eは、基地局位置管理テ —ブル 6 6 1 と伝送品質管理テーブル 6 6 2を保持する記憶部 D B 6 6 を有し、ディジタル伝送路 3 2を介して図示しない移動交換網に接続されている。ディジタル伝送路 3 1及び 3 2は、制御信号および通信情報の伝送路として用いられる。ここで記憶部 D B 6 6は B S C E内に配置されているが、ィンタフヱース部 6 4を介して B S C Eの外部に接続し、別の B S C Eと共用するようにしてもよい。移動局 MSと基地局 B Sでは、単一周波数 f 1が用いられているが、これ以外に単一周波数を f 2、 f 3と増やすことにより、移動局の数を増加することができる。

第 9図は、第 8図で示した本発明による移動体通信システムの別の実施例で使用する TDMAフレームの基本構成を示す図である。

本 TDMAフレームは、フレーム長 1 0m sで、 64スロット（ s i o t ) 構成である。これらのタイムスロットは、上り方向の通信用フレーム (UW： U p Wa r d) , あるいは下り方向の通信用フレーム（DW： D own Wa r d) のいずれにも利用できる。同図に示すように、同一周波数 f 1の TDMAフレームは t l〜 t 64の 64スロットに分割され、上り方向の通信用フレーム t l〜 t 32の 32スロッ卜を 8スロットずつ基地局 B S 1〜B S 4に等配分する。下り方向の通信用フレームついても同様に、 t 33〜 t 64の 32スロッ卜を 8スロットずつ基地局 B S 1〜B S 4に等配分する。これにより、基地局 B S 1〜B S 4はそれぞれ最大で 8加入者を収容することができる。なお、ここでは各基地局に 8スロットずつ等配分したが、必ずしも等配分する必要はなく、例えば、移動局の集中する場所に設置した基地局にはスロットを多く配分して収容局数を増やすことも可能である。また、上り Z下りのスロットも等配分する必要はなく、データ通信のダウン口一ド主体のシステム等では下りスロッ卜を増した非対称構成が取られる。

第 1 0図は、記憶部 D B 66に備える基地局位置管理テーブル 66 1を説明するための図である。基地局位置管理テーブル 66 1には、同図に示すように、基地局を設置する時に予め決められた基地局番号と緯度、経度等の基地局の設置位置情報が記録されている。すなわち、各基地局 B S 1 〜B S 4は、緯度が L AT 1〜L AT 4、経度が L 0 N：！〜 L ON 4にそれぞれ設置されている。第 1 1図は、第 8図の移動体通信システムで使用する T D M Aフレームの基本構成と伝送品質管理テーブル 6 6 2との関係を説明する図である。伝送品質管理テーブル 6 6 2には、同図に示すように、各基地局から送られてきた F E Rが対応するスロット番号の位置に記録されている。ここで、伝送品質管理テーブル 6 6 2上に F E Rが記録されていないスロッ卜は、初期設定時の通信用スロッ卜を示し、ハッチングを施したスロットは初期設定時の傍受用スロットを示す。

次に、上述した構成の本発明による移動体通信システムの別の実施例の動作について第 8図を用いて説明する。本発明に係るサイトダイバ一シチ制御は次の手順で行われる。

( 1 ) 第 8図において、人 H U 1の用いる移動局 M S 1 1力第 1図 1のスロット t 1にて、上り信号①を基地局 B S 1へ送信する。

( 2 )基地局 B S 1はスロット t 1にて上り信号①を受信し、これに基づいて信号 aを作成する。

( 3 )第 8図の実施例では、基地局 B S 1 ~ B S 3を用いて 3ブランチのサイトダイバ一シチを形成しており、基地局 B S 2、 B S 3でスロット t 1の上り信号①を傍受しそれぞれ信号 b、 cを作成する。通信を傍受する基地局は、第 1 0図の基地局設置位置情報をもとに、基地局 B S 1にもつとも距離が近い基地局から順に予め選定しておくことができ、この例では B S 2〜B S 3としている。この場合、サイトダイバーシチのブランチ数、すなわち傍受する基地局数（ここでは 3 ) は初期設定によりあらかじめ基地局制御装置 B S C Eで管理されている。なお、あえて基地局を選定せずに、全基地局で常時受信し、サイトダイバーシチ数を最大値に固定する構成も当然可能である。

( 4 ) 次に、基地局 B S 1は信号 aを、基地局 B S 2は信号 bを、基地局 B S 3は信号 cを、それぞれ基地局制御装置 B S C Eへ伝送する。 ( 5 ) 基地局制御装置 B S C Eは、受信した信号 a、 b、 cの FE Rを、第 8図に示す記憶部 D B 6 6で管理している伝送品質管理テーブル 6 6 2上に記憶する。伝送品質管理テーブル 662は、例えば第 1 1図の構成とする。伝送品質管理テーブル 662には、基地局番号、スロット番号、 FE Rなどを記録する。記録した F E Rには、例えば基地局 B Sの配置位置など、他の条件を考慮した重み付けを行うことができる。

(6 )当該伝送品質管理テーブル 66 2上の F E Rを比較部 6 1で比較し、伝送品質の最も良いスロットを選択切換部 62で選択する。

( 7 ) 基地局制御装置 B S C Eは、選択したスロットによる信号をィンタフェース部 64を経由してディジタル伝送路 3 2を通じて移動交換網へ送る。

(8) 基地局制御装置 B S C Eが、例えば信号 cを選択した場合には、基地局 B S 3に、スロット t 33から移動局 MS 1 1へ信号を送信する権利を与える。

(9) これを受けて基地局 B S 3は移動交換網からの通信信号を、第 8図に示すように、スロット t 33にて移動局 MS 1 1へ下り信号②として送信する。

( 1 0) 移動局 MS 1 1は、第 8図に示すように、基地局 B S 3からの下り信号②をスロット t 33にて受信する。

( 1 1 ) 次に、第 1 2図に示すように、車両 CARが移動局 MS 1 1と基地局 B S 1〜B S 3の通信路に入り、障害物として通信を妨げた場合、通信も傍受も不能となる。この場合、基地局制御装置 B S C Eは、第 1 0図に示す基地局位置管理テーブル 6 6 1上の基地局設置位置情報をもとに移動局と通信していた基地局にもっとも近い基地局のうち、傍受用基地局として選択されなかった基地局（ここでは B S 4) を選択し当該基地局 B S 4を用いて上り信号③を受信する。このように本実施例では、移動局 MS 1 1からの上り方向の通信用フレ —ムの受信により、前述の（ 1 ) から（8) の手順で基地局 B Sを選定し、（ 9 ) から（ 1 0 ) の手順で選定した基地局 B Sから移動局 MS 1 1へ通信情報を送信する。更に、（ 1 1 ) の手順で通信も傍受も不能な場合、新たに別の基地局を割り当てることでシャドーィングの発生確率を少なくすることができる。また本実施例では、各基地局に上り下り 8スロットずつ割り当て 1 0m s (64 s 1 o t ) の TDMAフレームで 4台の基地局を収容したが、各基地局に割り当てるスロット数を少なくすることで、サイ卜ダイバーシチのブランチ数（基地局の数）を増やすこともできる。これにより、移動局 MS 1 1は無線伝送品質の最も良い基地局を選択でき、シャドーイングによる無線回線断を未然に防ぎ、通信を良好に維持することが可能となる。さらに、フレーム毎にシャドーイングが生じていない基地局 B Sにタイムスロット送信権を適応的に与えることで、周波数の利用効率が向上し、トラヒック収容力も増大する。

第 1 3図は、本発明に係る T DM A移動体通信システムのその他の実施例を示す図である。本実施例では、基地局 B S 1、 B S 2のアンテナをセクタアンテナ s e c t l〜s e c t 4で構成し、これによりアンテナの指向性を特定の方向に向けるようにしたものである。このようにした理由は次のとおりである。

即ち、上述の実施例はシャドーィングによる問題を解決するものであるが、シャドーィングにならない状況でも通信の伝送品質が劣化する場合がある。例えば、図示のように、移動局 MSから送信された電波は、 p a s s 1を介して基地局 B S 1へ直接到達するものもあれば、 p a s s 2を介してバス BUS 1に反射したのち基地局 B S 1へ到達するものもある。この場合、両者の伝搬経路長が異なるため、同じ時間に移動局 MSから送信された信号は、異なる時間に基地局 B S 1で受信されることになる。この時間差が、伝送速度に対して無視できない程の高速伝送を行う場合、周波数選択性フ一ジング（干渉性フニ一ジング）と呼ばれる問題が発生し、符号間干渉が発生する。これにより基地局 B S 1は、移動局 MSの近くにあり受信レベルが高いにもかかわらず伝送品質が劣化する可能性がある。そこでアンテナをセクタ化し、アンテナの指向方向以外に干渉を与えることがないようにし、また指向方向以外から到来する干渉波を除去する。この種のアンテナのセクタ化については、例えば「ディジタル移動通信方式」、東京電機大学出版局、 1 993年 2月 20日発行、に記載されている。

第 1 3図では、基地局 B S 1、 B S 2のァンテナに、それぞれ 90° の範囲をカバーするセクタ s e c t 1〜 s e c t 4を設けることで、全水平面内をカバーする。図のように、移動局 MSから送信された電波は、 p a s s 1を介して B S 1の s e c t 1に到達し、 p a s s 2を介して B S 1 の s e c t 2に、また p a s s 3を介して B S 2の s e c t 3にそれぞれ到達する。この中で、最もよい伝送品質の信号を受信したセクタが選択される。なお、個々のセクタアンテナを 2素子以上の素子アンテナで構成することで偏波ダイバーシチ、もしくは空間ダイバーシチを実現してフラットフエージングによる悪影響を低減することも可能である。

第 14図は、本発明における T DMAフレーム内のタイムスロット割り当て方法を説明するための図である。同図に示すように、同一周波数 f 1 の TDMAフレームはスロッ卜 t l〜 t 8の 8スロットに分割され、上り方向の通信用フレームについてはスロット t 1〜 t 4を、下り方向の通信用フレームについてはスロット t 5〜 t 8を割り当てる。これにより、各 1スロッ卜に対して移動局 MSを 1台収容することができる。この例では移動局 MS 1〜MS 4の 4台の移動局が収容可能である。各移動局 MSの上り方向の送信信号は、基地局 B S 1の各セクタ s e c t l〜 s e c t 4 、並びに基地局 B S 2の各セクタ s e c t l〜 s e c t 4で同時に受信する。

第 1 5図は、本発明における毎時間ごとの伝送品質管理テーブル AT B 662の一例である。移動局の上り方向の送信信号を基地局 B S 1の各セクタ s e c t l〜 s e c t 4、並びに基地局 B S 2の各セク夕 s e c t 1 〜 s e c t 4で同時に受信した時のフレームエラ一レ一卜（ F E R) をテ —ブルに記録する。これにより最も F E Rの小さい基地局のセクタを特定できる。

第 1 6図は、本発明における基地局 B Sの構成を説明するための図である。同図に示すように、セクタ s e c t l〜 s e c t 4を構成するセクタアンテナ ANT 1〜 A N T 4は個々に送受信装置 T R X：！〜 TRX 4と接続される。送受信装置 TRX 1〜TRX4は、送受切替スイツ tSW、送信機 TX、変調器 MOD、受信機 RX、復調器 DEMで構成される。セクタアンテナ ANT 1〜ANT4は、送受切替スィツチ SWにより送受信で共用される。送受信信号は、伝送品質検出部を備える TDMA制御回路 20 1で信号処理される。 TDMA制御回路 20 1では、各セクタ s e c t l〜s e c t 4からの伝送品質を検出し、これらをインタフヱ一ス部 2 02からディジタル伝送路 3 1を介して基地局制御装置 B S C Eに伝送する。

次に、上述した本発明による移動体通信システムのその他の実施例の動作について第 14図を用いて説明する。本発明に係わるサイトダイバーシチ制御は次の手順で行われる。

( 1 ) 第 1 3図において、移動局 MSが第 14図のスロット t 1にて、上り信号①を送信する。

( 2 ) 第 1 3図において、基地局 B S 1の各セクタ s e c t 1〜 s e c t

4、並びに基地局 B S 2の各セクタ s e c t l〜 s e c t 4にて前記上り信号①を、第 1第 4図のスロット t 1にて受信する。

(3)各基地局 B Sの各 s e c tの伝送品質と受信信号をディジタル伝送路 3 1を介して基地局制御装置 B S C Eへ伝送する。

(4)基地局制御装置 B S C Eでは、伝送品質をもとに第 1 5図の伝送品質管理テーブル 66 2を作成する。同図では、フレームエラ一レート（F

E R) を伝送品質基準としている。

(5)第 1 5図の伝送品質管理テーブル 662に基づき、最も伝送品質の優れる基地局 B Sのセクタ s e c tを決定し選択する。

(6) 前記選定したセクタ s e c tからの受信信号を移動交換網へ送る。同時に、選定したセクタ s e c tに対し、第 1 4図のタイムスロッ卜 t 5 で移動局 MSへ送信する権利を与える。

( 7 )これを受けて基地局 B S 1のセクタ s e c t 1は移動交換網からの通信信号を、第 1 4図に示すように、スロット t 5にて移動局 MSへ下り信号②として送信する。

( 8 )第 1 3図に示すように、基地局 B S 1のセクタ s e c t 1から移動局 MSへの送信信号は、 p a s s 1を介して直接伝搬されるため、バス B US 1による反射の影響がなく、移動局 MSで良好に受信される。

このように基地局アンテナをセクタアンテナとすることで、バス、建築物等の散乱体からの反射波の悪影響を低減することができ、伝送品質の劣化を抑えることができる。さらに、セクタ化により基地局アンテナの利得を高くできるため、送信電力の低減が可能となり基地局の小電力化に効果がある。また他局からの干渉にも強くなる。さらに、基地局アンテナ利得の増加により、移動局のアンテナを小型化でき、送信出力も小さくできるので、移動局の小型化、低消費電力化にも大きな効果がある。

本実施例では、基地局アンテナを 4セクタ構成としたが、セクタ数をさらに増やすことで反射波による悪影響を一層少なくし、送信電力をより低減することができる。また、アンテナのチルト角、指向性を適応的に変化させることで、反射波の悪影響をさらに低減することも可能である。このように本発明では、周波数の切り換えなしでサイトダイバーシチを容易に構成でき、周波数切り換え処理の間に情報が欠落するという問題を解決できる。また、複数基地局 B Sで同じ周波数を共用するため、装置構成が簡単になり、コスト削減ができる。さらに、周波数切り換え操作が不要なので、動画像通信などリアルタイム性が要求されるサ一ビスに適用できる。そしてサイトダイバ一シチのブランチ数を適応的に変化させることによりシャド一ィングを好適に回避することができる。

以上で説明したように、本発明によれば、簡易な方法で品質の良い通信情報の伝送が可能な移動体通信システム、基地局及び基地局制御装置を得ることができる。また、品質の良い通信情報の伝送が可能で簡単な移動体通信方法が提供できる。

Claims

擄 ^ ¾ «

1.

移動局（MS 1 1、 MS 1 2) と通信するために異なる場所に配置された複数の基地局（B S 1〜B S 4) と、前記複数の基地局と接続された基地局制御装置（B S C E) と、前記基地局制御装置（B S C E) に接続された移動交換網とを備えた移動体通信システムであって、前記各基地局（ B S 1〜B S 4 ) は移動局（MS 1 1、 MS 1 2 ) から送信される同一周波数の通信情報を受信し、前記基地局制御装置（B S C E) は前記各基地局（B S 1〜B S 4 ) で受信した通信情報（3 1 ) の伝送品質に基づいて前記複数の基地局の中から一つの基地局を選択し、前記選択された基地局からの通信情報（32 ) を前記移動交換網に伝送し、前記 ¾択された基地局は前記移動交換網から前記基地局制御装置を介して得られた通信情報を前記移動局へ送信するよう構成されたことを特徴とする移動体通信システム。

2.

請求の範囲第 1項記載の移動体通信システムであって、前記各基地局（ B S 1〜： B S 4) が、前記通信情報（3 1 ) の伝送品質をそれぞれ検出するよう構成されたことを特徴とする移動体通信システム。

3.

請求の範囲第 1項記載の移動体通信システムであって、前記基地局制御装置（B S CE) が、前記各基地局（B S 1〜B S 4 ) で受信した通信情報（3 1 )からそれぞれ伝送品質を検出するよう構成されたことを特徴とする移動体通信システム。

4.

請求の範囲第 1項記載の移動体通信システムであって、前記伝送品質を記憶する記憶装置（66) を備え、前記基地局制御装置（B S C E) が前記記憶装置（66) に記憶した前記伝送品質に基づいて前記複数の基地局の中から一つの基地局を選択するよう構成されたことを特徴とする移動体通信システム。

5.

請求の範囲第 1項記載の移動体通信システムであって、前記各基地局（ B S 1〜B S 4) 力セクタアンテナ（ s e c t l〜 s e c t 4 ) に接続された複数の送受信装置（TRX 1〜TRX4 ) を有することを特徴とする移動体通信システム。

6 ·

請求の範囲第 1項記載の移動体通信システムであって、前記伝送品質が前記通信情報（3 1 ) のフレーム ·エラ一 · レ一卜に基づいて求められることを特徴とする移動体通信システム。 ―

7.

移動局（MS 1 1、 MS 1 2) から受信した単一周波数の通信情報からそれぞれ伝送品質を検出するように構成された複数の基地局（B S 1〜B S 4 ) と、前記各基地局（B S 1〜B S 4 ) で検出した伝送品質に基づいて前記移動局との間で通信を行う一つの基地局を前記複数の基地局の中から選択するよう構成された基地局制御装置（B S CE) とを備えたことを特徴とするサイトダイバ一シチを用いた移動体通信システム。

8.

請求の範囲第 7項に記載の移動体通信システムであって、前記選択される基地局は、前記複数の基地局（B S 1〜B S 4) の中で検出された伝送品質が最も良い局であることを特徴とするサイ卜ダイバ一シチを用いた移動体通信システム。

9.

移動局（MS) から送信される通信情報を受信する受信部（5 1 b) と、前記受信した通信情報の伝送品質を検出する伝送品質検出部（5 3 a ) と、前記検出した伝送品質を基地局制御装置（B S C E) に報告するインタフエース部（55) とを有することを特徴とする基地局（B S) 。

1 0.

請求の範囲第 9項記載の基地局（B S) であって、前記受信部（5 1 b ) は、通信情報を受信するよう制御する受信タイミング制御部（5 3 b ) 及び通信情報を傍受するよう制御する傍受タイミング制御部（ 53 c ) のいずれかの制御信号により制御されることを特徴とする基地局（B S) 。

1 1.

セクタアンテナ（ANT 1 ~ANT4) と、前記セクタアンテナ（AN T 1〜ANT 4 ) に接続された複数の受信部（RX 1〜RX 4 ) と、前記各受信部（RX 1〜RX4) で受信した通信情報の伝送品質を検出する制御部（20 1 ) と、前記検出した伝送品質を基地局制御装置に報告するためのインタフェース部（ 202 ) とを有することを特徴とする基地局（B S) 。

1 2.

複数の基地局（B S 1〜B S 4) で検出された通信情報（ 3 1 ) の伝送品質を比較する比較部（6 1 ) と、前記比較部（6 1 ) からの出力に基づいて前記複数の基地局のうちの一つの基地局を選択する選択切換部（ 62 ) と、前記選択切換部（62) からの出力に基づいて送信を行う基地局を指定する基地局指定部（65) とを有することを特徴とする基地局制御装置（B S C E) 。

1 3.

請求の範囲第 1 2項記載の基地局制御装置（B S C E)移動体通信システムであって、前記通信情報（3 1 ) の伝送品質を記憶する記憶部（66 ) を備え、前記比較部（6 1 ) は前記記憶部（66) から読み出された伝送品質を比較するよう構成されたことを特徴とする基地局制御装置（B S C E )

1 4.

請求の範囲第 1 2項記載の基地局制御装置（B S C E) であって、前記指定される基地局は、前記複数の基地局の中で通信情報の伝送品質が最も良い局であることを特徴とする基地局制御装置（B S C E) 。

1 5.

移動局（MS 1 1、 MS 1 2)から送信される単一周波数の上りの通信情報を複数の基地局（B S 1〜B S 4 ) で受信し、前記各基地局（B S 1 〜B S 4 ) で受信した通信情報（ 3 1 ) からそれぞれ伝送品質を検出し、前記検出した伝送品質に基づいて前記複数の基地局の中から一つの基地局を選択し、前記選択した基地局から前記移動局に下りの通信情報を送信するようにしたことを特徴とする移動体通信方法。

1 6.

請求の範囲第 1 6項記載の移動体通信方法であつて、前記下りの通信情報は、前記上りの通信情報で用いたタイムスロット（ t 1〜 t 64 ) とは異なるタイムスロッ卜で送信されることを特徴とする移動体通信方法。

1 7.

請求の範囲第 1 6項記載の移動体通信方法であつて、基地局設置位置情報を記憶（66 1 ) し、前記各基地局（B S 1〜B S 4 ) における通信が不能状態のとき、前記各基地局以外で前記選択した基地局に最も近い基地局を、前記基地局設置位置情報の中から選び出して通信を行うことを特徴とする移動体通信方法。