(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動局と基地局との間でデータ通信を行う無線通信システムにおいて、前記基地局が各移動局を受信電界強度に応じてグルーピングする機能を備え、前記受信電界強度情報を基に基地局のテーブル情報を更新し、受信電界強度がほぼ等しい移動局をグルーピングし、同じグループ内の移動局それぞれに対して異なる周波数チャンネルを割り当て、異なるグループの移動局には時分割で異なる時間帯を割り当て、周波数分割および時分割によってデータ送信を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記グルーピングが前記基地局から各移動局にデータ通信を行う前に前記基地局のテーブル情報に登録されている全ての移動局に対してポーリングにより各移動局の情報を取得して行われることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
ポーリングにより各移動局の受信電界強度情報を取得し、受信電界強度が近いものが特定の周波数チャンネルに偏っている場合、周波数チャンネルの割り当てを変更する機能を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
【請求項４】
全ての周波数チャンネルでグループ化された移動局数が大略均等になるように周波数チャンネルの割り当てを変更する機能を備えたことを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記基地局から前記移動局へデータ送信を行う場合、前記移動局では、データを取り出すと共に受信電界強度の検出を行い、前記移動局から前記基地局にデータを送信する場合、データと共に前記検出した受信電界強度の情報を送信する機能を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記基地局と前記移動局の間の通信が直接拡散スペクトル拡散方式を用いた通信であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局から複数の移動局に対して周波数分割および時分割で通信を行う無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、基地局から複数の移動局に対して周波数分割および時分割で通信を行う無線通信システムが知られている。
【０００３】
この種の無線通信システムでは、図１２に示すように、一つの基地局Ｘから複数の移動局Ａ〜Ｉに無線通信する場合、例えば、移動局Ａ、Ｂ、Ｃに周波数チャンネルｃｈ１で配信し、移動局Ｄ、Ｅ、Ｆに周波数チャンネルｃｈ２で配信し、移動局Ｇ、Ｈ、Ｉに周波数チャンネルｃｈ３で配信すると共に、同一の周波数チャンネルｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３内では、対応するそれぞれの移動局Ａ〜Ｉに対して時分割で配信するのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の周波数分割では、隣接周波数チャンネルのスペクトルのメインロープおよびサイドロープによる干渉（以下、隣接チャンネル干渉と略す。）が発生するという問題がある。特に、移動局Ｅのように基地局Ｘに近接し、移動局Ｈのように基地局Ｘから遠く離れている場合、基地局Ｘにおいては、図１３に示すように、移動局Ｅからの送信信号レベルが強大であるため、移動局Ｈからの信号が大きな干渉を受ける。
【０００５】
各周波数チャンネルにおいては非同期で通信を行うため、基地局Ｘにおいては自局の送信信号が受信信号へ干渉を及ぼすことになり、移動局間においても同様に干渉を及ぼすことになる。
【０００６】
そのため、周波数のチャンネル配置においては、隣接チャンネル干渉が生じないようにチャンネル間隔をある程度大きくする必要があり、この場合、周波数の利用効率が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、隣接チャンネル干渉を低減し、周波数の利用効率の向上を図ることができる無線通信システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数の移動局と基地局との間でデータ通信を行う無線通信システムにおいて、前記基地局が各移動局を受信電界強度に応じてグルーピングする機能を備え、前記受信電界強度情報を基に基地局のテーブル情報を更新し、受信電界強度がほぼ等しい移動局をグルーピングし、同じグループ内の移動局それぞれに対して異なる周波数チャンネルを割り当て、異なるグループの移動局には時分割で異なる時間帯を割り当て、周波数分割および時分割によってデータ送信を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記グルーピングが前記基地局から各移動局にデータ通信を行う前に前記基地局のテーブル情報に登録されている全ての移動局に対してポーリングにより各移動局の情報を取得して行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、ポーリングにより各移動局の受信電界強度情報を取得し、受信電界強度が近いものが特定の周波数チャンネルに偏っている場合、周波数チャンネルの割り当てを変更する機能を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のものにおいて、全ての周波数チャンネルでグループ化された移動局数が大略均等になるように周波数チャンネルの割り当てを変更する機能を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載のものにおいて、前記基地局から前記移動局へデータ送信を行う場合、前記移動局では、データを取り出すと共に受信電界強度の検出を行い、前記移動局から前記基地局にデータを送信する場合、データと共に前記検出した受信電界強度の情報を送信する機能を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項記載のものにおいて、前記基地局と前記移動局の間の通信が直接拡散スペクトル拡散方式を用いた通信であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は基地局のブロック図、図２は移動局のブロック図を示す。基地局Ｘは、図１に示すように、記憶部１と、パケット生成部２と、送信タイミング生成部３と、無線通信部４と、パケット分解部５とを備え、さらに、グルーピング部６と、ポーリング信号生成部７とを備えて構成されている。
【００２１】
移動局Ａ〜Ｉは、図２に示すように、パケット生成部１１と、無線通信部１２と、パケット分解部１３との他に、通信モード判定部１４と、移動局ＩＤ設定部１５と、周波数チャンネル判定部１６と、さらに、受信電界強度設定部１７とを備えて構成されている。
【００２２】
本実施形態では、基地局Ｘにおいて、複数の移動局Ａ〜Ｉのうち、受信電界強度がほぼ等しい移動局Ａ〜Ｉをグルーピングし、このグルーピングした移動局Ａ〜Ｉに対し、周波数分割および時分割で同期送信を行い、隣接チャンネル干渉の影響を低減し、周波数チャンネル間隔を狭めることにより、周波数の利用効率の向上を図ることに成功した。
【００２３】
次に、図３及び図４を参照して動作を説明する。
【００２４】
各移動局Ａ〜Ｉとのデータ通信を行うに先立って、まず、基地局Ｘは、受信電界強度がほぼ等しい移動局Ａ〜Ｉをグルーピングするために、ポーリング動作を実行する（図３；Ｓ１）。ここで、基地局Ｘのグルーピング部６には、予め、図５ａに示すような各移動局Ａ〜Ｉのテーブル情報が登録されている。
【００２５】
ついで、基地局Ｘのポーリング信号生成部７は、グルーピング部６に登録されている図５ａのテーブル情報のうち、移動局Ａ〜Ｉを識別する移動局ＩＤと、移動局Ａ〜Ｉに実際に設定されている周波数チャンネルをあらわす周波数チャンネル１とを読み出し（図３；Ｓ２）、その情報をもとに、登録されているすべての移動局Ａ〜Ｉに無線通信部４を介して、一定周期でポーリングを行う（図３；Ｓ３）。このポーリング動作は、図８に示すように、基地局Ｘから移動局Ａ、Ｂ、Ｃへは周波数チャンネルｃｈ１で行われ、基地局Ｘから移動局Ｄ、Ｅ、Ｆへは周波数チャンネルｃｈ２で行われ、基地局Ｘから移動局Ｇ、Ｈ、Ｉへは周波数チャンネルｃｈ３で行われる。
【００２６】
ポーリング時の基地局Ｘ側のパケットフォーマットは、図９ａに示すように、移動局ＩＤと、移動局で周波数チャンネルを設定するためのチャンネル情報をあらわす周波数チャンネル２と、さらに、ポーリングとデータ通信を識別する通信モードとで構成されている。
【００２７】
移動局Ａ〜Ｉは、図２に示す無線通信部１２を介して信号を受信すると（図４；Ｓ４）、この信号に含まれる情報を、パケット分解部１３に送り、そこで移動局ＩＤと、周波数チャンネル２と、通信モードとに分割する。
【００２８】
分割された移動局ＩＤは、移動局ＩＤ設定部１５に送られ、受信した移動局ＩＤが移動局ＩＤ設定部１５で設定されているＩＤと一致すると、通信モード判定部１４で通信モードの判定が行われ、周波数チャンネル判定部１６で周波数チャンネルの判定が行われる。
【００２９】
周波数チャンネルの判定において、受信した周波数チャンネルが、無線通信部１２に設定された周波数チャンネルと一致した場合、そのチャンネルが維持され、異なる場合、送信時にチャンネルの切り替えが行われ、以降の送受信においては、切り替えられた周波数チャンネルが使用される。また、通信モードの判定において、受信したモードが、ポーリングモードと判定されると、パケット生成部１１において、図９ｂに示すようなフォーマットのパケットが生成され、無線通信部１２を介して送信される（図４；Ｓ５）。
【００３０】
ここで、図９ｂに示す移動局ＩＤは、移動局ＩＤ設定部１５に設定されている自局のＩＤであり、周波数チャンネル１は、無線通信部１２に設定されている周波数チャンネルである。また、受信電界強度は、無線通信部１２のＡＧＣ（Automatic Gain Control）電圧をもとに、受信電界強度設定部１７で測定された受信信号の電界強度である。
【００３１】
基地局Ｘは、無線通信部４を介して移動局からの信号を受信すると（図３；Ｓ６）、パケット分解部５において、移動局ＩＤと、周波数チャンネル１と、受信電解強度とにそれぞれ分割する。グルーピング部６では、その情報をもとにテーブル情報を、図５ｂに示すように、各々の移動局ＩＤに対して周波数チャンネル１と、受信電界強度とを更新し（図３；Ｓ７）、図５ｃに示すように、テーブル情報から受信電界強度が近いものを集めてグループ化する。
【００３２】
例えば、グループ１に移動局Ｂ，Ｅ，Ｉ（受信電界強度、−４５ｄＢｍ，−４７ｄＢｍ，−４８ｄＢｍ）を、グループ２に移動局Ａ，Ｆ，Ｇ（受信電界強度、−６０ｄＢｍ，−６１ｄＢｍ，−５９ｄＢｍ）を、グループ３に移動局Ｃ，Ｄ，Ｈ（受信電界強度、−８２ｄＢｍ，−８３ｄＢｍ，−８０ｄＢｍ）を、それぞれ集めてグループ化する。
【００３３】
図６ａを参照し、周波数チャンネルｃｈ１の移動局ＢとＣ（−４５ｄＢｍ，−４７ｄＢｍ）、周波数チャンネルｃｈ２の移動局ＥとＦ（−６０ｄＢｍ，−６１ｄＢｍ）、周波数チャンネルｃｈ３の移動局ＨとＩ（−８０ｄＢｍ，−８２ｄＢｍ）のように、受信電界強度が近いものがある特定の周波数チャンネルに偏っている場合、図６ｂに示すように、各周波数チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３で均等になるように周波数チャンネル２を変更する。この場合、各周波数チャンネルｃｈ１〜ｃｈ３毎に、グループ化された移動局の数が大略均等になるように、周波数チャンネル２を変更することが望ましい。
【００３４】
そして、周波数チャンネルを変更した移動局Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｉに対して再度ポーリング動作を行い、移動局Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｉでは上記と同様に、周波数チャンネルの設定、受信電界強度の測定等を行う。
【００３５】
また、基地局Ｘでは、図７ａに示すように、再度テーブル情報を更新し、図７ｂに示すように、グループ１に移動局Ｅ，Ｂ，Ｃ（受信電界強度、−４２ｄＢｍ，−４１ｄＢｍ，−３９ｄＢｍ）を、グループ２に移動局Ａ，Ｆ，Ｇ（受信電界強度、−６０ｄＢｍ，−６１ｄＢｍ，−５９ｄＢｍ）を、グループ３に移動局Ｉ，Ｄ，Ｈ（受信電界強度、−７９ｄＢｍ，−８３ｄＢｍ，−８０ｄＢｍ）を、それぞれ受信電界強度が近いものを集めてグループ化する。
【００３６】
つぎに、基地局と各移動局間のデータ通信について説明する。
【００３７】
上記ポーリングが終了した場合（図３；Ｓ８）、データ通信が開始される（図３；Ｓ９）。基地局Ｘに移動局ＩＤと固定長の送信データが設定されると、記憶部１では複数の移動局ＩＤと送信データの保持を行う。ここで、各移動局ＩＤと送信データの設定、すなわち各移動局に対する呼の発生頻度は等しいものとする。パケット生成部２では、グルーピング部６の図５ｃや図７ｂに示すグループ化情報をもとに、記憶部１の移動局ＩＤと送信データの読み出しを行い（図３；Ｓ１０）、グループ化された図９ｃに示すようなパケットを生成する。
【００３８】
つぎに、送信タイミング生成部３は、周波数チャンネル毎のパケットを同タイミングになるように調整し、無線通信部４を介して、複数の周波数チャンネルで同期送信を行う（図３；Ｓ１１）。
【００３９】
移動局は、無線通信部Ｂを介して信号を受信すると（図４；Ｓ４）、まずパケット分解部１３で、移動局ＩＤと、周波数チャンネル２と、通信モードとに分割する。移動局ＩＤ設定部１５は、受信した移動局ＩＤが移動局ＩＤ設定部１５で設定されているＩＤと一致すると、通信モード判定部１４において通信モードを判定し、データ通信モードと判定されると、受信データを出力する。また、パケット生成部１１において、図９ｄに示すようなフォーマットのパケットを生成し、受信データが終了すると、無線通信部１２を介して送信を行う（図４；Ｓ５）。なお、周波数チャンネルの判定および切り替え、受信電界強度の測定はポーリング時と同様に行うものとする。
【００４０】
基地局Ｘは、無線通信部４を介して移動局からの信号を受信すると（図３；Ｓ１２）、パケット分解部１３において、移動局ＩＤと、周波数チャンネル１と、受信電界強度と、受信データとを分割し、移動局ＩＤと受信データを出力すると同時に、ポーリング時と同様にグルーピング部６において、再度テーブル情報を更新し（図３；Ｓ１３）、情報テーブルから受信電界強度が近いものを集めてグループ化する。データ通信が終了した場合（図３；Ｓ１４）、Ｓ１に戻り、上述した制御が繰り返し実行される。
【００４１】
本実施形態では、受信電界強度がほぼ等しい移動局をグルーピングし、グルーピングした移動局に周波数分割および時分割で同時送信するため、図１０に示すように、基地局Ｘにおける移動局の通信信号レベルの差異が小さくなり、隣接チャンネル干渉を大幅に低減できる。
【００４２】
従って、チャンネル間隔を狭くすることが可能となり、周波数の利用効率を従来に比べ格段に向上させることができる。
【００４３】
また、基地局Ｘおよび移動局Ａ〜Ｉにおいては、帯域外の減衰が大きく急峻なフィルタ特性を持つ送受信フィルタを使用する必要がないため、それぞれのコスト低減を図ることができる。
【００４４】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
【００４５】
例えば、本方式において、無線通信部４，１３に直接拡散型のスペクトル拡散通信方式を適用することができる。スペクトル拡散通信方式の有する妨害排除能力により、希望信号電力に対し、干渉信号電力（隣接チャンネル干渉電力）がある程度大きくてもデータ復調することが可能となる。従って、図１１に示すようなメインローブが重なり合う周波数配置が可能となり、さらなる周波数の有効利用を達成することができる。
【００４６】
また、基地局Ｘと移動局との間が、常に見通し良く、自由空間伝搬のような環境下においては、グルーピングのパラメータである移動局の受信電界強度を、基地局と移動局間距離に置き換えることが可能である。この場合において、距離測定方法としては、基地局と各移動局にＧＰＳ受信機を保有し、移動局の位置情報を基地局に送信し、基地局の緯度・経度と移動局の緯度・経度の差分から求めることが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明では、隣接チャンネル干渉を低減すると共に、周波数の利用効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す基地局のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す移動局のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す基地局のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態を示す移動局のフローチャートである。
【図５】ａ〜ｃは移動局のグルーピング手順を示す図である。
【図６】ａ、ｂは移動局のグルーピング手順を示す図である。
【図７】ａ、ｂは移動局のグルーピング手順を示す図である。
【図８】ポーリング動作を示す図である。
【図９】ａ〜ｄはパケットフォーマットを示す図である。
【図１０】データ送受信動作を示す図である。
【図１１】スペクトル拡散通信方式における周波数配置を示す図である。
【図１２】従来の無線通信システムを示す図である。
【図１３】従来のデータ送受信動作を示す図である。
【符号の説明】
１  記憶部
２  パケット生成部
３  送信タイミング生成部
４  無線通信部
５  パケット分解部
６  グルーピング部
７  ポーリング信号生成部
１１  パケット生成部
１２  無線通信部
１３  パケット分解部
１４  通信モード判定部
１５  移動局ＩＤ設定部
１６  周波数チャンネル判定部
１７  受信電界強度設定部
Ｘ  基地局
Ａ〜Ｉ  移動局
【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】
0003977645.tif 000008
【図８】
0003977645.tif 000009
【図９】
0003977645.tif 000010
【図１０】
0003977645.tif 000011
【図１１】
0003977645.tif 000012
【図１２】
0003977645.tif 000013
【図１３】
0003977645.tif 000014