(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局の所望波受信電界強度を検出する所望波受信電界強度検出手段と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する干渉波受信電界強度検出手段と、これらの検出手段が検出した所望波受信電界強度と干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する比較手段と、受信信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、前記Ｄ／Ｕ比と前記エラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う切替え手段と、を具備し、
前記切替え手段は、前記エラーレートが一定値より高い場合であっても前記Ｄ／Ｕ比が一定値よりも高い場合には通信チャネルの切替えを行わないことを特徴とするチャネル切替え装置。
【請求項２】
移動局の所望波受信電界強度を検出する所望波受信電界強度検出手段と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する干渉波受信電界強度検出手段と、これらの検出手段が検出した所望波受信電界強度と干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する比較手段と、前記Ｄ／Ｕ比を一定量記憶する第１記憶手段と、前記第１記憶手段が記憶する過去の数値群から将来のＤ／Ｕ比を予測する第１予測手段と、受信信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、前記エラーレートを一定量記憶する第２記憶手段と、前記第２記憶手段が記憶する過去の数値群から将来のエラーレートを予測する第２予測手段と、前記将来のＤ／Ｕ比と前記将来のエラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う切替え手段と、を具備し、
前記切替え手段は、前記将来のエラーレートが劣化することが予測されても前記将来のＤ／Ｕ比が向上することが予測される場合、あるいは、前記将来のＤ／Ｕ比が劣化することが予測されても前記将来のエラーレートが向上することが予測される場合に現在通信中のチャネルを保持することを特徴とするチャネル切替え装置。
【請求項３】
移動局の所望波受信電界強度を検出する工程と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する工程と、前記所望波受信電界強度と前記干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する工程と、受信信号のエラーレートを検出する工程と、前記Ｄ／Ｕ比と前記エラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う工程と、を具備し、
前記エラーレートが一定値より高い場合であっても前記Ｄ／Ｕ比が一定値よりも高い場合には通信チャネルの切替えを行わないことを特徴とするチャネル切替え方法。
【請求項４】
移動局の所望波受信電界強度を検出する工程と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する工程と、前記所望波受信電界強度と前記干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する工程と、前記Ｄ／Ｕ比の過去の数値群から将来のＤ／Ｕ比を予測する工程と、受信信号のエラーレートを検出する工程と、前記エラーレートの過去の数値群から将来のエラーレートを予測する工程と、前記将来のＤ／Ｕ比と前記将来のエラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う工程と、を具備し、
前記将来のエラーレートが劣化することが予測されても前記将来のＤ／Ｕ比が向上することが予測される場合、あるいは、前記将来のＤ／Ｕ比が劣化することが予測されても前記将来のエラーレートが向上することが予測される場合に現在通信中のチャネルを保持することを特徴とするチャネル切替え方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信の通信品質が劣化した場合に、通信チャネルを切替えを行なうチャネル切替え装置及びチャネル切替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチャネル切替え装置は、通信中に通信品質が劣化した場合、通信チャネルを切替えることにより、通信品質の向上を図るように構成されている。この切換えは、フレームエラーレート及び、所望波と干渉波が加算された受信信号の受信電界強度の絶対的なレベルのみを基準として行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のチャネル切替え装置は、所望波及び干渉波それぞれについての電界受信強度が判らないため、その通信チャネルの通信品質が的確に把握できず、適切にチャネル切替えを行なうことができない場合がある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、その通信チャネルの通信品質を的確に把握して、適切なチャネル切替えを行い、通信品質の向上を図ることができるチャネル切替え装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、移動局の所望波受信電界強度を検出する所望波受信電界強度検出手段と同周波数における干渉波受信電界強度を検出する干渉波受信電界強度検出手段とをそれぞれ設け、これらの検出手段が検出した受信電界強度の比を求め、その比を基準として通信チャネルを切替えるようにした。
【０００６】
この構成により、絶対的な受信電界強度レベルが高い場合でも、その通信チャネルの通信品質が劣化した場合は、通信チャネルを切替えることにより、安定した通信を行なうことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のチャネル切替え装置は、移動局の所望波受信電界強度を検出する所望波受信電界強度検出手段と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する干渉波受信電界強度検出手段と、これらの検出手段が検出した所望波受信電界強度と干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する比較手段と、受信信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、前記Ｄ／Ｕ比と前記エラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う切替え手段と、を具備し、前記切替え手段は、前記エラーレートが一定値より高い場合であっても前記Ｄ／Ｕ比が一定値よりも高い場合には通信チャネルの切替えを行わない構成とした。
【０００８】
この構成により、絶対的な受信電界強度レベルが高い場合でも、通信品質の状態が劣化した場合は、所望波受信電界強度レベルと干渉波受信電界強度レベルの双方の比を求め、この比に基づいて通信チャネルを切換えることが可能となり、安定した通信ができる。
【００１３】
本発明のチャネル切替え装置は、移動局の所望波受信電界強度を検出する所望波受信電界強度検出手段と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する干渉波受信電界強度検出手段と、これらの検出手段が検出した所望波受信電界強度と干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する比較手段と、前記Ｄ／Ｕ比を一定量記憶する第１記憶手段と、前記第１記憶手段が記憶する過去の数値群から将来のＤ／Ｕ比を予測する第１予測手段と、受信信号のエラーレートを検出するエラーレート検出手段と、前記エラーレートを一定量記憶する第２記憶手段と、前記第２記憶手段が記憶する過去の数値群から将来のエラーレートを予測する第２予測手段と、前記将来のＤ／Ｕ比と前記将来のエラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う切替え手段と、を具備し、前記切替え手段は、前記将来のエラーレートが劣化することが予測されても前記将来のＤ／Ｕ比が向上することが予測される場合、あるいは、前記将来のＤ／Ｕ比が劣化することが予測されても前記将来のエラーレートが向上することが予測される場合に現在通信中のチャネルを保持する構成とした。
【００１４】
この構成により、フェージングあるいは算出誤差等による所望波電界強度および干渉波電界強度値の変動を吸収する事ができ、誤ってチャネルを切替える事がなくなり、適切なチャネル切替えが可能となる。また、あらかじめ予測した結果に基づいて、完全に通信品質が劣化し通信が困難となる前に通信チャネルを切替えることができるため、安定した通信の確保が可能となる。
【００２４】
本発明のチャネル切替え方法は、移動局の所望波受信電界強度を検出する工程と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する工程と、前記所望波受信電界強度と前記干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する工程と、受信信号のエラーレートを検出する工程と、前記Ｄ／Ｕ比と前記エラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う工程と、を具備し、前記エラーレートが一定値より高い場合であっても前記Ｄ／Ｕ比が一定値よりも高い場合には通信チャネルの切替えを行わないようにした。
【００２５】
この構成により、絶対的な受信電界強度レベルが高い場合でも、通信品質の状態が劣化した場合は、所望波受信電界強度レベルと干渉波受信電界強度レベルの双方の比を求め、この比に基づいて通信チャネルを切換えることが可能となり、安定した通信ができる。
【００３２】
本発明のチャネル切替え方法は、移動局の所望波受信電界強度を検出する工程と、同周波数における干渉波受信電界強度を検出する工程と、前記所望波受信電界強度と前記干渉波受信電界強度との比であるＤ／Ｕ比を算出する工程と、前記Ｄ／Ｕ比の過去の数値群から将来のＤ／Ｕ比を予測する工程と、受信信号のエラーレートを検出する工程と、前記エラーレートの過去の数値群から将来のエラーレートを予測する工程と、前記将来のＤ／Ｕ比と前記将来のエラーレートとに基づいて通信チャネルの切替えを行う工程と、を具備し、前記将来のエラーレートが劣化することが予測されても前記将来のＤ／Ｕ比が向上することが予測される場合、あるいは、前記将来のＤ／Ｕ比が劣化することが予測されても前記将来のエラーレートが向上することが予測される場合に現在通信中のチャネルを保持するようにした。
【００３３】
この構成により、誤ってチャネルを切替える事がなくなり、適切なチャネル切替えが可能となる。また、完全に通信品質が劣化し通信が困難となる前にチャネルを切替えることができるため、安定した通信の確保が可能となる。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図９を用いて、具体的に説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るチャネル切替え装置である。アンテナ１０１は無線信号を受信する。所望波受信電界強度検出手段１０２は、アンテナ１０１が受信した電波から所望波の受信電界強度を検出し、干渉波受信電界強度検出手段１０３は、アンテナ１０１が受信する電波から干渉波の受信電界強度を検出する。比較手段１０４は、所望波受信電界強度検出手段２および干渉波受信電界強度検出手段１０３によって検出された２つの受信電界強度を比較する。切替え手段１０５は、比較手段１０４によって比較された結果に基づいてチャネルを切替え、チャネル切替え指示信号Ｓを出力する。
【００３６】
以上のように構成されたチャネル切替え装置の動作について、更に、図２を参照して説明する。図２は、ある時間における所望波受信電界強度と干渉波受信電界強度のレベル及び所望波電界強度と干渉波電界強度の和の平均値を示したものである。
【００３７】
図２に示すように、所望波及び干渉波の電界強度は、時刻により変動する。そして、所望波の通信品質の状態は、所望波と干渉波の受信電界強度それぞれのレベルによって、相対的に大きく変化する。従って、所望波に干渉波が加わったレベルを測定するのみでは、受信電界強度の増減が所望波によるものか干渉波によるものかあるいはその両方によるものかが判断できず、通信品質の状態を的確に判定することができないが、本発明によれば、以下のように、可能となる。
【００３８】
先ず、所望波受信電界強度検出手段１０２は、アンテナ１０１により受信された受信信号に基づいて所望波の受信電界強度を検出し、干渉波受信電界強度検出手段１０３は、アンテナ１０１により受信された受信信号に基づいて干渉波の受信電界強度を検出する。
【００３９】
次いで、比較手段１０４は、これらの２つの検出手段から受信電界強度を示す信号をそれぞれ入力し、所望波の受信電界強度と干渉波の受信電界強度との比（Ｄ／Ｕ比）を求める。切替え手段１０５は、現在通信中のチャネルによる通信が可能かどうかを、このＤ／Ｕ比に基づいて判断し、通信チャネルの切替えを制御する。
【００４０】
このような構成により、通信中のチャネルの通信品質を精度よく判定できるため、絶対的な受信電界強度レベルが高くても相対的に通信品質の状態が劣化した場合には、適切なチャネル切替えが可能となり、安定した通信ができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態１では、通信中のチャネルを切替える場合について説明したが、通信開始時にチャネルを割り当てる際に、上記Ｄ／Ｕ比を用いてチャネル割り当てをするようにしてもよい。
【００４２】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２に係るチャネル切替え装置について、図３及び図４を用いて説明する。図３に示すように、実施の形態２のチャネル切替え装置は、実施の形態１の構成に加えて、スロットエラーのあるスロット数ＦＥＲ（フレームエラーレート）を観測するフレームエラーレート検出手段１０６を具備している。エラーレートの検出は、このように、フレーム単位で行なうこととしたが、ビット単位で行なうことも可能である。この場合には、Ｄ／Ｕ比とビットエラーレート（ＢＥＲ）とを、各々比較する。
【００４３】
アンテナ１０１より受信する信号から、フレームエラーレート検出手段１０６によりＦＥＲが検出され、実施の形態１で説明したＤ／Ｕ比とともに、切替え手段１０５に入力される。切替え手段１０５は、入力されたＦＥＲ及びＤ／Ｕ比に基づいて、通信チャネルを切替える信号Ｓを出力する。
【００４４】
このような構成により、通信品質が劣化し、それに伴いＦＥＲが悪化した場合でも、Ｄ／Ｕ比が高い場合には、現在通信中の通信チャネルの通信品質が高いと推定して、現在の通信チャネルによる通信を続行する。その結果、むやみに通信チャネルを切替える必要がなくなり、それに伴う通信の一時中断等を回避することができ、チャネル容量を増加することができる。
【００４５】
一方、ＦＥＲが悪化してきた場合、Ｄ／Ｕ比を調べ、その結果に基づいて現在通信中の通信チャネルを開放し、速やかに他のチャネルを切替えることにより、他の基地局及び移動局に干渉を与えることがなくなるため、結果としてチャネル容量を増加することができる。
【００４６】
図４に示すように、Ｄ／Ｕ比とＦＥＲとの関係は、ＦＥＲが低くてＤＵ比が高い場合と、逆に、ＦＥＲが高くてＤ／Ｕ比が低い場合とがある。本実施の形態では、判定手段５２によりＤ／Ｕ比とＦＥＲとを比較判定し、ＦＥＲが一定値よりも高い場合には通信チャネルを切換えるが、逆に、ＦＥＲが一定値よりも高い場合であっても、Ｄ／Ｕ比が一定値よりも高い場合には通信チャネルの切換えを行なわないようにした。
【００４７】
従って、フレームエラーが発生した時の移動局と基地局との間の通信状態をＤ／Ｕ比を考慮してより的確によって判断できるため、より適正な通信チャネルの切替えを行うことができる。
【００４８】
つぎに、実施の形態２に係るチャネル切換え装置を、図５及び図６を用いて、より具体的に説明する。図５は、チャネル切換え装置のブロック図である。
【００４９】
アンテナ５０１は無線信号を受信する。受信電界強度検出手段５０２は、アンテナ５０１が受信した受信信号のレベルを示すものであり、所望波の受信電界強度と干渉波の受信電界強度との総和を検出する。信号処理手段５０３は、適応信号処理等の方法で、アンテナ５０１により受信される所望波と干渉波が混ざり合った受信信号から所望波信号のみを抽出する回路である。
【００５０】
相関器５０４は、信号処理手段５０３により抽出した所望波信号と受信信号との相関値を算出する。抽出したこの所望波信号では、所望波受信電界強度を知ることはできないので、アンテナ５０１により受信される信号の中に所望波信号がどのくらい含まれるかを判定するためである。所望波と干渉波の混ざり合った受信信号の受信電界強度は既知なので、算出した受信信号中にどのくらいの所望波が存在するかという相関値を算出すれば、正しい所望波受信電界強度を検出できるのである。
【００５１】
また、補正回路５０５は、算出された相関値を入力信号レベルに応じて補正する回路である。アンテナで受信された受信信号は、そのレベルに応じて増幅され、信号処理を施す前段で、ある一定値の入力信号になるよう制御される。しかし、その一定値から外れた場合には、その大小によって相関値も変動してしまい、正しい相関値が算出されない場合が生じる。そこで、補正手段５０５は、その受信信号の大小を検出し、その検出値に従って相関値を補正することにより、正しい相関値を算出する。
【００５２】
図６、図７を用いて、補正回路５０５の動作を、詳しく説明する。図６（ａ）は入力信号を、（ｂ）は所望波信号の設定値を、（ｃ）は相関値をそれぞれ示している。図６は、受信した所望波が設定レベルよりも小さい場合であり、図７は、設定レベルと略同等であった場合であり、図６と図７との入力信号は全く等しい所望波信号が含まれているものとする。
【００５３】
図６、図７それぞれの入力信号（ａ）と設定レベル（ｂ）と相関を算出すると、（ｃ）に示すように、入力信号のレベルによって、算出された相関値の大きさも変化してしまうため、正しい入力信号中の所望波信号成分を算出できない。そこで、補正回路５０５は、入力信号レベル（ａ）と設定レベル（ｂ）とのずれを検出し、相関器５０４で算出された相関値を補正する。
【００５４】
次いで、演算器５０６は、この補正後の相関値と、受信電界強度算出手段５０２から入力される受信信号の電界強度との双方から、所望波の受信電界強度信号をする。更に、演算器５０７は、算出された所望波の受信電界強度と、受信電界強度算出手段５０２から入力される受信信号の電界強度との双方から、干渉波の受信電界強度を算出する。この構成によれば、通話中においても干渉波受信電界強度を検出することができる。そして、演算器５０６と演算器５０７との出力は、比較器５０８に入力される。
比較器５０８は、所望波受信電界強度と干渉波受信電界強度の比、Ｄ／Ｕ比を算出し、記憶回路５０９は、算出されたＤ／Ｕ比を一定量記憶する。予測回路５１０は、記憶回路５０９が記憶している過去の数値群から、例えば平均値や回帰直線などを算出することにより、信頼度の高い現Ｄ／Ｕ比を算出するとともに、数時刻先のＤ／Ｕ比を予測する。
【００５５】
一方、信号処理手段５０３の出力は、復調手段５１１で復調され、ＦＥＲ検出手段５１２に入力される。ＦＥＲ検出手段５１２には、受信信号のエラーレートを算出し、記憶回路５１３に出力する。この記憶回路５１３は、ＦＥＲ検出手段から出力されるＦＥＲを一定量記憶する。予測手段は記憶手段が記憶している過去の数値群から、例えば回帰直線を算出することにより、数時刻先のＦＥＲを予測する。
【００５６】
予測手段５１０、５１４との出力は、判定手段５１６に入力され、切換え手段５１６に対して判定結果を出力する。切換え手段５１６は、切換え信号Ｓにより、通信チャネルの切換えを制御局に通知する。
【００５７】
予測手段５１０、５１４と判定手段５１５とは、例えば、図８に示すように、将来ＦＥＲが劣化する一方、Ｄ／Ｕ比が向上することが予測される場合には、現在通信中のチャネルを保持する。また、将来ＦＥＲが向上する一方、Ｄ／Ｕ比が劣化することが予測される場合にも、現在通信中のチャネルを保持する。いずれの場合も、ＦＥＲ、Ｄ／Ｕ比の限界付近に、通信チャネル切換えの閾値を設定することにより、通信チャネルの変更を繰り返す機会が少なくなるため、周波数の有効利用を図ることができる。
【００５８】
このように、電波伝搬環境により瞬時的に変動するＤ／Ｕ比をある時間間隔でみれば、測定を正しく行なうことができる。また、数時刻先のＤ／Ｕ比あるいはＦＥＲを過去の数値群から将来の通信状況を予測することで、すばやく電波伝搬環境の変化に対応することができ、安定した高い通信品質を保つことができる。
【００５９】
つまり、通信品質が劣化する前に、干渉波が存在するチャネルから、干渉波が存在しないチャネルに切替えることで、結果的に、基地局と移動局の通信可能な距離が伸び、チャネル容量の向上が可能となる。具体的には、予測手段が予測したＤ／Ｕ比あるいはＦＥＲの変化の仕方を算出し、予測される今後の変化によって、現チャネルの通信品質の改善が望まれるのであれば、このチャネルを継続して使用し、逆に通信品質の改善が望めず、さらに通信品質が劣化すると判断した場合には、すばやくチャネルを切替えることとする。
【００６０】
上記実施の形態１及び実施の形態２で説明したチャネル切換え装置は、無線通信を行なうシステム、例えばＰＨＳシステム等に使用されるが、主に、無線通信システムの基地局装置で使用される。図９は、本発明のチャネル切換え装置を適用した基地局装置の概略を示すブロック図であり、送信データは、送受信部９０１により生成され、ミキサ９０２により周波数切換部９０３が発生する周波数と乗算されて、アンテナ９０４から送信される。上記実施の形態のチャネル切換え装置９０５から、切換え信号Ｓが出力されると、周波数切換部９０３により送信周波数が切換えられ、通信チャネルの切換えが行なわれる。
【００６１】
同様に、本発明のチャネル切換え装置は、無線通信移動局装置にも適用できる。移動局装置が通信中の通信チャネルの回線品質の低下を予測した場合には、基地局及び制御局に対して通信回線の切換えを要求し、移動局装置は、基地局装置からの指示により通信チャネルを切換える。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、所望波受信電界強度検出手段及び干渉波受信電界強度検出手段によって検出された両受信電界強度の比（Ｄ／Ｕ比）に基づいてチャネル切替えをするので、アンテナ受信電界強度の絶対的なレベルに依存したチャネル切替えに比べ、適切な通信チャネル切替えを行うことができ、チャネル容量向上が望める。また、所望波及び干渉波の受信電界強度の検出は、通話中に行うことができるので、検出による通話の中断といった不利益も解消される。
【００６３】
また、予測手段による数時刻先の予測結果に基づいて、チャネル切替えを行うことで、完全に通信状況が劣化する前にチャネルを切替えることができるので、常に安定した高品質の通信状態を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるチャネル切替え装置の概略ブロック図
【図２】実施の形態１における所望波と干渉波の受信電界強度を示す図
【図３】本発明の実施の形態２におけるチャネル切替え装置の概略ブロック図
【図４】実施の形態２におけるＤ／Ｕ比とＦＥＲの関係を示す図
【図５】実施の形態２におけるチャネル切替え装置を示すブロック図
【図６】実施の形態２におけるチャネル切替え装置の相関器の動作説明図
【図７】実施の形態２におけるチャネル切替え装置の相関器の動作説明図
【図８】実施の形態２におけるチャネル切替え装置の判定条件の説明図
【図９】実施の形態２におけるチャネル切替え装置を使用した基地局装置の概略ブロック図
【符号の説明】
１０１  アンテナ
１０２  所望波電界強度検出手段
１０３  干渉波電界強度検出手段
１０４  比較手段
１０５  切替え手段
１０６  フレームエラーレート検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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