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JP2000184425A - 無線通信基地局装置 - Google Patents

無線通信基地局装置

Info

Publication number
JP2000184425A
JP2000184425A JP10356017A JP35601798A JP2000184425A JP 2000184425 A JP2000184425 A JP 2000184425A JP 10356017 A JP10356017 A JP 10356017A JP 35601798 A JP35601798 A JP 35601798A JP 2000184425 A JP2000184425 A JP 2000184425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
communication
mobile communication
communication device
base station
station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10356017A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidehiro Takahashi
英博 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10356017A priority Critical patent/JP2000184425A/ja
Publication of JP2000184425A publication Critical patent/JP2000184425A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドオーバの発生回数を低減し、無線資源
の利用効率を向上することが可能な無線通信基地局装置
を提供する。 【解決手段】 広ビーム通信部11は、広ビームWB1
〜WB3を形成する無線機を備え、各セクタ内の移動局
と無線通信を行なうものである。狭ビーム通信部12
は、狭ビームNB1,NB2を形成して、車載移動局M
Sと無線通信を行なう。狭ビーム方向制御部20は、狭
ビーム通信部12にて形成される狭ビームNB1,NB
2の形成方向を可変制御する。移動局判定手段41は、
広ビーム通信部11にて受信した受信信号に含まれる移
動局の識別情報より、接続される移動局を非車載移動局
PSであるか車載移動局MSであるか判定する。目標方
向検出手段42は、狭ビーム通信部12にて受信した受
信信号に基づいて、上記移動局判定手段41にて検出さ
れた車載移動局MSの位置する方向を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば携帯電話
システムなどの移動通信システムに用いられる無線通信
基地局装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、従来の大ゾーン方式の移
動通信システムの無線通信基地局装置BSは、例えば図
7に示すように、3等分された各無線ゾーンに対して、
互いに異なる周波数帯f1〜f3をそれぞれ割り当て、
各無線ゾーン内の非車載移動局PSと、上記割り当てた
周波数帯を通じて通信を行なうようにしていた。
【0003】しかしながら、上述したような大ゾーン方
式では、無線ゾーンが比較的広域であるため、上記無線
ゾーン間のハンドオーバの発生頻度は低いものの、周波
数の利用効率が低いという問題があった。
【0004】このような問題に対応するために従来で
は、PHS(Personal Handyphone System)に代表され
る小ゾーン方式の移動通信システムの開発が行なわれ
た。この小ゾーン方式では、図8に示すように、送信出
力の小さい多数の無線通信基地局装置CSを用いて通信
エリアを拡充し、各無線通信基地局装置CSが互いに共
通の周波数帯を使用するようにしている。
【0005】しかし、このような小ゾーン方式では、上
述したように各無線通信基地局装置CSが互いに共通の
周波数帯を使用できるため、単位面積あたりの周波数の
利用効率が高く、多くのユーザを収容できるものの、多
数の無線通信基地局装置CSを敷設する必要があるばか
りか、各無線通信基地局装置CSの無線ゾーンが小さい
ために、ハンドオーバの発生頻度が高く、システムを統
括する制御局に過大な処理能力が必要とされるという問
題があった。
【0006】尚、上述したような大ゾーン方式および小
ゾーン方式の各問題は、FDMA(Frequency Division
Multiple Access)方式やTDMA(Time Division Mu
ltiple Access)方式だけでなく、CDMA(Code Divi
sion Multiple Access)方式を採用するシステムにも、
同様に生じる問題である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来においては、大ゾ
ーン方式は、周波数や拡散符号などの無線資源の利用効
率が低く、一方小ゾーン方式は、多数の無線通信基地局
装置を必要とし、ハンドオーバの発生頻度が高いため、
過大な処理能力を必要とするという問題があった。
【0008】この発明は上記の問題を解決すべくなされ
たもので、ハンドオーバ頻度を低めるとともに、無線資
源の利用効率を高めることが可能な無線通信基地局装置
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】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、無線回線を介して接続される移動通
信装置を有線通信網に接続する無線通信基地局装置にお
いて、空間に第1のビームを形成して、移動通信装置と
無線回線を介して通信を行なう第1の通信手段と、この
第1の通信手段が形成する第1のビームよりも広いビー
ム幅の第2のビームを空間に形成し、移動通信装置と無
線回線を介して通信を行なう第2の通信手段と、移動通
信装置から受信した信号から、移動通信装置が予め設定
した特定局であるか否か識別する識別手段と、この識別
手段によって移動通信装置が特定局であると識別された
場合に、この特定局より受信した信号から特定局の存在
する方向を検出する方向検出手段と、この方向検出手段
にて求めた方向に、第1の通信手段が第1のビームを形
成するように制御し、第1の通信手段が特定局と通信す
るように制御する通信制御手段とを具備して構成するよ
うにした。
【0010】上記構成の無線通信基地局装置では、第1
のビームにて通信を行なう第1の通信手段と、第1のビ
ームよりもビーム幅の広い第2のビームにて通信を行な
う第2の通信手段とを備え、移動通信装置が特定局であ
る場合に、この特定局の方向に第1のビームを形成する
ように制御して上記特定局と第1の通信手段で通信する
ようにしている。
【0011】したがって、上記構成の無線通信基地局装
置によれば、上記特定局のハンドオーバの発生回数を低
減することができ、また第1の通信手段と第2の通信手
段で無線資源を共有できるため、無線資源の利用効率が
向上できる。
【0012】また、上記の目的を達成するために、この
発明は、無線回線を介して接続される移動通信装置を有
線通信網に接続する無線通信基地局装置において、空間
に第1のビームを形成して、移動通信装置と無線回線を
介して通信を行なう第1の通信手段と、この第1の通信
手段が形成する第1のビームよりも広いビーム幅の第2
のビームを空間に形成し、移動通信装置と無線回線を介
して通信を行なう第2の通信手段と、移動通信装置のハ
ンドオーバの発生頻度を監視して、この発生頻度が予め
設定した値以上となる移動通信装置を特定局として検出
する特定局検出手段と、この特定局検出手段によって検
出された特定局より受信した信号から特定局の存在する
方向を検出する方向検出手段と、この方向検出手段にて
求めた方向に、第1の通信手段が第1のビームを形成す
るように制御し、第1の通信手段が特定局と通信するよ
うに制御する通信制御手段とを具備して構成するように
した。
【0013】上記構成の無線通信基地局装置では、第1
のビームにて通信を行なう第1の通信手段と、第1のビ
ームよりもビーム幅の広い第2のビームにて通信を行な
う第2の通信手段とを備え、ハンドオーバの発生頻度が
所定値以上となる移動通信装置を特定局とし、この特定
局の方向に第1のビームを形成するように制御して上記
特定局と第1の通信手段で通信するようにしている。
【0014】したがって、上記構成の無線通信基地局装
置によれば、ハンドオーバの発生回数の多い特定局と通
信を行なうのに、第1の通信手段のビームで特定局を追
従して通信を行なうため、ハンドオーバの発生回数を低
減することができ、また第1の通信手段と第2の通信手
段で無線資源を共有できるため、無線資源の利用効率が
向上できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施形態について説明する。図1は、この発明の一
実施形態に係わる移動通信システムの無線通信基地局装
置BSの構成を示すものである。無線通信基地局装置B
Sは、広ビーム通信部11と、狭ビーム通信部12と、
狭ビーム方向制御部20と、ネットワークインターフェ
イス部30と、制御部40とを備えている。
【0016】広ビーム通信部11は、図2に示すよう
に、当該無線通信基地局装置BSを中心とする3つのセ
クタに対して、それぞれ約120゜の広ビームWB1〜
WB3を形成する無線機を備えており、各セクタ内の移
動局(非車載移動局PSおよび車載移動局MS)と無線
通信を行なうものである。
【0017】狭ビーム通信部12は、図2に示すよう
に、例えば10゜から30゜程度の狭ビームNB1,N
B2を形成して、車載移動局MSと無線通信を行なうも
のである。
【0018】狭ビーム方向制御部20は、後述の制御部
40からの目標方向情報に基づいて上記狭ビーム通信部
12にて形成される狭ビームNB1,NB2の形成方向
を可変制御するものである。形成方向の可変は、例えば
モータなどの駆動機構を採用しても実現可能であると共
に、狭ビーム通信部12がフェィズドアレイアンテナに
より狭ビームを形成する場合には、送受信信号の通過位
相を制御することのよっても実現可能である。
【0019】ネットワークインターフェイス部30は、
上記広ビーム通信部11あるいは狭ビーム通信部12を
介して接続される移動局(非車載移動局PSおよび車載
移動局MS)を、図示しない公衆網などの通信網に接続
するものである。
【0020】制御部40は、当該無線通信基地局装置B
Sの各部を統括して制御するもので、当該システムの上
位層に設けられる制御局装置(図示しない)の指示によ
り、非車載移動局PSや車載移動局MSの位置登録情報
の収集や発着信に関わる制御を行なう。また、制御部4
0は、このような通常の制御機能の他に、新たな制御機
能として、移動局判定手段41と、目標方向検出手段4
2とを備える。
【0021】移動局判定手段41は、広ビーム通信部1
1にて受信した受信信号に含まれる移動局の識別情報よ
り、接続される移動局を非車載移動局PSであるか車載
移動局MSであるか判定するものである。
【0022】目標方向検出手段42は、狭ビーム通信部
12にて受信した受信信号に基づいて、上記移動局判定
手段41にて検出された車載移動局MSの位置する方向
を検出するものである。
【0023】上記方向の検出方法としては、例えば狭ビ
ーム通信部12のアンテナを、図3に示すように互いに
異なる方向に受信ビームを形成する3つのアンテナで構
成し、各アンテナの受信信号の強度差より車載移動局M
Sの位置を求めるようにする。
【0024】次に、上記構成の無線通信基地局装置BS
の動作について説明する。通信網から移動局に対して着
信があるか、あるいは移動局より発呼が発生すると、広
ビーム通信部11が移動局との間に無線通信リンクを開
設し、図4に示す処理が開始される。
【0025】まず、ステップ4aでは、移動局判定手段
41が、広ビーム通信部11にて受信した受信信号より
移動局の識別情報を抽出し、この移動局が車載移動局M
Sであるか否か判定する。ここで、車載移動局MSでな
い、すなわち非車載移動局PSである場合にはステップ
4bに移行し、車載移動局MSの場合にはステップ4f
に移行する。
【0026】ステップ4bでは、制御部40が、上記移
動局、すなわち非車載移動局PSが広ビーム通信部11
を通じて通信を行なうように制御し、ステップ4cに移
行する。
【0027】ステップ4cでは、制御部40が、広ビー
ム通信部11にて受信した上記非車載移動局PSからの
受信信号の強度を監視して、ハンドオーバ処理を行なう
必要があるか否か判定する。ここで、その必要がある場
合には、ステップ4dに移行し、必要がない場合にはス
テップ4eに移行する。
【0028】ステップ4dでは、制御部40が、ハンド
オーバ処理として、広ビーム通信部11の無線機を切り
換えることにより、移動する非車載移動局PSと無線通
信リンクを維持し、ステップ4eに移行する。
【0029】ステップ4eでは、制御部40が、上記非
車載移動局PSとの通信が終了したか否かを判定する。
ここで、通信が終了した場合には当該処理を終了し、通
信が継続している場合にはステップ4bに移行する。
【0030】一方、ステップ4fでは、目標方向検出手
段42が、狭ビーム通信部12にて受信した受信信号に
基づいて、移動局、すなわち車載移動局MSの位置する
方向を検出する。そして、この検出した情報に基づいて
狭ビーム方向制御部20が、狭ビーム通信部12の狭ビ
ームの形成方向を、車載移動局MSの位置する方向に向
け、ステップ4gに移行する。
【0031】ステップ4gでは、狭ビーム通信部12を
通じて、上記車載移動局MSと通信を行ない、ステップ
4hに移行する。ステップ4hでは、制御部40が、上
記車載移動局MSとの通信が終了したか否かを判定す
る。ここで、通信が終了した場合には当該処理を終了
し、通信が継続している場合にはステップ4fに移行す
る。
【0032】以上のように、上記構成の無線通信基地局
装置BSでは、通信が開始された移動局がその受信信号
から車載移動局MSであるか否か判定し、図5に示すよ
うに、非車載移動局PSについては広ビーム通信部11
を通じて通信を行ない、一方、そして車載移動局MSの
場合には、その位置を追従しながら狭ビーム通信部12
により通信を行なうようにしている。
【0033】したがって、上記構成の無線通信基地局装
置BSによれば、ハンドオーバの発生頻度の高い車載移
動局MSを狭ビームで追従して通信を行なうため、ハン
ドオーバの発生回数を低減することができる。
【0034】また、例えば車載移動局MSをいわゆる
「走るオフィス」として運用する場合、一般に非車載移
動局PSに比べ大容量かつ高速な通信を行なう必要があ
るため、CDMA方式の拡散符号やFDMA方式の周波
数といった無線資源を同時に複数使用する。
【0035】このように、車載移動局MSが狭ビーム通
信部12との間で無線資源を複数使用して、大容量かつ
高速な通信を行なう場合であっても、上記構成の無線通
信基地局装置によれば、狭ビーム通信部12の狭ビーム
外の領域では、広ビーム通信部11にて車載移動局MS
が狭ビーム通信部12との間で用いた無線資源を再利用
して、無線資源の利用効率を向上することができる。
【0036】すなわち、第一に、非車載移動局PSの数
が少ない場合には、狭ビーム内に非車載移動局PSが存
在する確率が低いため、広ビーム通信部11と狭ビーム
通信部12とで共通の無線資源を利用できる。
【0037】また、第二に、同じ無線資源を広ビーム通
信部11と狭ビーム通信部12で用いる場合、狭ビーム
を用いる車載移動局MSの通信が、広ビーム通信部11
からの広ビームの干渉を受けることが考えられるが、狭
ビームは広ビームよりもエネルギー量を高められるた
め、上記干渉を抑制できる。
【0038】さらに、第三に、狭ビームの水平方向のビ
ーム角と垂直方向のビーム角を小さくし、さらにアンテ
ナ位置を高く設置し、やや下方向に向けビームを形成す
ることにより、図6に示すように図2の場合よりも狭い
範囲にビームを形成できる。これによれば、広ビーム通
信部11を通じて通信を行なう移動局との相互干渉をさ
らに抑制でき、無線資源の利用効率をさらに高めること
ができる。
【0039】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施の形態では、車載移
動局MSと非車載移動局PSとを区別するのに、移動局
からの受信信号に含まれる識別情報を用いるようにした
が、移動局のハンドオーバの発生回数や移動速度から上
記区別を行なうようにしてもよい。
【0040】尚、移動速度の検出方法としては、例え
ば、移動局の受信信号のフェージングピッチの変動より
移動速度を求めたり、あるいはユーザが移動局を通じて
報知する速度情報を検出する。
【0041】また、上記実施の形態では、移動局が車載
移動局MSか非車載移動局PSかに応じて、広ビーム通
信部11と狭ビーム通信部12とを使い分けるようにし
たがこれに限定されるものではない。
【0042】例えば、予め特定のサービスに加入したユ
ーザの移動局についてのみ、ユーザからの要求に応じて
狭ビーム通信部12に切り換えて通信するようにする。
これによれば、ユーザの要望に応じた通信品質が提供で
きる。
【0043】また、無線伝搬路のパラメータ、例えば信
号対雑音比(CNR)の劣化している移動局を、広ビー
ム通信部11から狭ビーム通信部12に切り換えて通信
を行なうことにより、救済を図るようにしてもよい。
【0044】さらには、無線伝搬路のパラメータとし
て、反射波の遅延量、いわゆる遅延スプレッドを監視す
る。そして遅延スプレッドの大きい移動局との通信を、
広ビーム通信部11から狭ビーム通信部12に切り換え
る、あるいははじめから狭ビーム通信部1を割り当てる
ことにより、救済を図るようにしてもよい。その他、こ
の発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても
同様に実施可能であることはいうまでもない。
【0045】
【発明の効果】以上述べたように、この発明に係わる無
線通信基地局装置は、第1のビームにて通信を行なう第
1の通信手段と、第1のビームよりもビーム幅の広い第
2のビームにて通信を行なう第2の通信手段とを備え、
移動通信装置が特定局である場合に、この特定局の方向
に第1のビームを形成するように制御して上記特定局と
第1の通信手段で通信するようにしている。
【0046】したがって、この発明によれば、上記特定
局のハンドオーバの発生回数を低減し、また第1の通信
手段と第2の通信手段で無線資源を共有して無線資源の
利用効率を向上可能な無線通信基地局装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる無線通信基地局装置の一実施
の形態の構成を示す回路ブロック図。
【図2】図1に示した無線通信基地局装置が形成する狭
ビームと広ビームを示す図。
【図3】図1に示した無線通信基地局装置が車載移動局
MSの位置を求める処理を説明するための図。
【図4】図1に示した無線通信基地局装置の動作を説明
するためのフローチャート。
【図5】図1に示した無線通信基地局装置の通信部の使
い分けを説明するための図。
【図6】図1に示した無線通信基地局装置が形成する狭
ビームと広ビームの他の形成例を示す図。
【図7】従来の大ゾーン方式の移動通信システムの通信
エリアの構成を示す図。
【図8】従来の小ゾーン方式の移動通信システムの通信
エリアの構成を示す図。
【符号の説明】
BS…無線通信基地局装置 NB1,NB2…狭ビーム WB1,WB2,WB3…広ビーム MS…車載移動局 PS…非車載移動局 11…広ビーム通信部 12…狭ビーム通信部 20…狭ビーム方向制御部 30…ネットワークインターフェイス部 40…制御部 41…移動局判定手段 42…目標方向検出手段

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線回線を介して接続される移動通信装
    置を有線通信網に接続する無線通信基地局装置におい
    て、 空間に第1のビームを形成して、前記移動通信装置と無
    線回線を介して通信を行なう第1の通信手段と、 この第1の通信手段が形成する第1のビームよりも広い
    ビーム幅の第2のビームを空間に形成し、前記移動通信
    装置と無線回線を介して通信を行なう第2の通信手段
    と、 前記移動通信装置から受信した信号から、前記移動通信
    装置が予め設定した特定局であるか否か識別する識別手
    段と、 この識別手段によって前記移動通信装置が前記特定局で
    あると識別された場合に、この特定局より受信した信号
    から前記特定局の存在する方向を検出する方向検出手段
    と、 この方向検出手段にて求めた方向に、前記第1の通信手
    段が第1のビームを形成するように制御し、前記第1の
    通信手段が前記特定局と通信するように制御する通信制
    御手段とを具備することを特徴とする無線通信基地局装
    置。
  2. 【請求項2】 前記識別手段は、前記移動通信装置から
    受信した信号に含まれる情報から、前記移動通信装置が
    予め設定した特定局であるか否か識別することを特徴と
    する請求項1に記載の無線通信基地局装置。
  3. 【請求項3】 前記識別手段は、前記移動通信装置から
    受信した信号に、前記移動通信装置が車載移動局である
    ことを示す情報がある場合に、前記移動通信装置が前記
    特定局であると識別することを特徴とする請求項1に記
    載の無線通信基地局装置。
  4. 【請求項4】 前記識別手段は、前記移動通信装置から
    受信した信号に、前記移動通信装置からの所定の要求を
    示す情報がある場合に、前記移動通信装置が前記特定局
    であると識別することを特徴とする請求項1に記載の無
    線通信基地局装置。
  5. 【請求項5】 前記識別手段は、前記移動通信装置から
    受信した信号から、無線伝搬路の状態を監視し、この監
    視結果から前記移動通信装置が予め設定した特定局であ
    るか否か識別することを特徴とする請求項1に記載の無
    線通信基地局装置。
  6. 【請求項6】 前記識別手段は、前記移動通信装置から
    受信した信号から、信号対雑音比を監視し、この信号対
    雑音比が予め設定した値よりも劣化した場合に、前記移
    動通信装置を特定局であると識別することを特徴とする
    請求項5に記載の無線通信基地局装置。
  7. 【請求項7】 前記識別手段は、前記移動通信装置から
    受信した信号から、遅延スプレッドを監視し、この遅延
    スプレッドが予め設定した値以上となった場合に、前記
    移動通信装置を特定局であると識別することを特徴とす
    る請求項5に記載の無線通信基地局装置。
  8. 【請求項8】 前記識別手段は、前記移動通信装置から
    受信した信号から、フェージングピッチの変動を監視
    し、このフェージングピッチの変動が予め設定した値以
    上となった場合に、前記移動通信装置を特定局であると
    識別することを特徴とする請求項5に記載の無線通信基
    地局装置。
  9. 【請求項9】 無線回線を介して接続される移動通信装
    置を有線通信網に接続する無線通信基地局装置におい
    て、 空間に第1のビームを形成して、前記移動通信装置と無
    線回線を介して通信を行なう第1の通信手段と、 この第1の通信手段が形成する第1のビームよりも広い
    ビーム幅の第2のビームを空間に形成し、前記移動通信
    装置と無線回線を介して通信を行なう第2の通信手段
    と、 前記移動通信装置のハンドオーバの発生頻度を監視し
    て、この発生頻度が予め設定した値以上となる移動通信
    装置を特定局として検出する特定局検出手段と、 この特定局検出手段によって検出された特定局より受信
    した信号から前記特定局の存在する方向を検出する方向
    検出手段と、 この方向検出手段にて求めた方向に、前記第1の通信手
    段が第1のビームを形成するように制御し、前記第1の
    通信手段が前記特定局と通信するように制御する通信制
    御手段とを具備することを特徴とする無線通信基地局装
    置。
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