(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局が移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第１の無線チャネルで送信し、前記移動局が前記第１の無線チャネルで前記フレームを受信する、ＣＤＭＡ移動通信システムの通信方法であって、
前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、
前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において前記制御情報を送信し、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでおり、
前記移動局は、前記同期情報を使用して前記第１の無線チャネルの同期を維持するとともに、前記空白期間のうち前記制御情報を受信しない期間において、前記第１の無線チャネルとは異なる第２の無線チャネルを受信し、前記第２の無線チャネルの信号品質を検出すること
を特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記制御情報は、更に移動局の送信電力の増減を指示する情報を含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項３】
前記第１の無線チャネルの信号品質と前記第２の無線チャネルの信号品質とが比較され、比較の結果前記第２の無線チャネルの信号品質の方が良好な場合には、当該第２の無線チャネルへ接続が切り替えられることを特徴とする請求項１または２記載の通信方法。
【請求項４】
基地局が移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第１の無線チャネルで送信し、前記移動局が前記第１の無線チャネルで前記フレームを受信する、ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、
前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、
前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において、前記制御情報を送信する手段を備え、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでおり、
前記移動局は、前記同期情報を使用して前記第１の無線チャネルの同期を維持するとともに、前記空白期間のうち前記制御情報を受信しない期間において、前記第１の無線チャネルとは異なる第２の無線チャネルを受信し、前記第２の無線チャネルの信号品質を検出する手段を備えること
を特徴とする通信システム。
【請求項５】
基地局が移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第１の無線チャネルで送信する、ＣＤＭＡ移動通信システムの送信方法であって、
前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、
前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において、前記制御情報を送信し、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでいること
を特徴とする送信方法。
【請求項６】
移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第１の無線チャネルで送信する、ＣＤＭＡ移動通信システムの基地局において、
前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、
前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において、前記制御情報を送信する手段を備え、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでいること
を特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動局と固定局との多元接続をＣＤＭＡ方式によって行う移動通信における信号品質検出方法、および、移動局の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信は、広く普及しており、その多元接続（マルチプルアクセス）方式として、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式などが採用されているが、近年、周波数利用効率が良い、伝送速度を変更し易い、盗聴されにくい等の利点を有するＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式が採用されつつある。
【０００３】
ところで、携帯電話のような移動局が、ある基地局により設定された無線チャネルで待受中あるいは通信中である場合において、その移動局が移動すると、その無線チャネルの信号品質が変動することになる。
そこで、移動局は、より良い品質の無線チャネルを確保すべく、第１に、待受あるいは通信で使用している無線チャネルとは異なる無線チャネル（現時点において無線通信を行っている無線チャネルとは異なる無線チャネルと、現時点において無線通信を行っている基地局に隣接している基地局の無線チャネルとの双方を含む）を受信してその信号品質を検出し、第２に、待受あるいは通信で使用している無線チャネルの品質と比較し、第３に、比較の結果、品質の高い無線チャネルに切り換える制御を行う構成となっている。
【０００４】
ここで、ＴＤＭＡ方式の多元接続は、同一無線周波数の使用時間を各ユーザ毎に分割することで行われる。すなわち、無線チャネルが、１フレームにおける１つの無線周波数の使用時間を複数に分割したタイムスロットで規定され、異なるタイムスロットが各ユーザによって使用される。このようなＴＤＭＡ方式の移動通信システムにおいては、ユーザが使用しないタイムスロットを特別に設けて、このスロット期間中に、待受あるいは通信で使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルの信号品質を検出し、待受あるいは通信で使用している無線チャネルの品質と比較して、品質の高い無線チャネルに切り換える制御が実行される。
【０００５】
これに対し、ＣＤＭＡ方式の多元接続は、同一の無線周波数においてユーザ毎に異なる符号を用いることで実現される。このため、ＣＤＭＡ方式では、多元接続のためだけに、同一無線周波数の使用時間が分割されることはないので、無線チャネルの品質を測定するためのスロットあるいはフレームも特別には用意されない。
したがって、ＣＤＭＡ方式の移動通信システムにおいて、通信で使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルを受信して、その品質を検出するには、例えば、図６に示されるように、通信で使用するための受信機と、それとは異なる無線チャネルを受信して、その品質を検出するための受信機との２系統の受信機が必要となる。
【０００６】
なお、図６に示される受信機の１系統は、おもに、第１に、アンテナで受信した信号を、シンセサイザによる信号との混合（乗算）によって処理周波数帯に変換する周波数変換器と、第２に、周波数変換された信号をＱＰＳＫ（４相位相変調）検波するための２組のＰＳＫ検波器とから構成される。すなわち、シンセサイザから各ＰＳＫ検波器に供給される搬送波の位相は互いにπ／２だけずれている。そして、ベースバンド部が、通信用の受信機により検波された同相信号および直交信号から、基地局から受信した信号に対して所定の処理を実行して通信を行うとともに、通信で使用している無線チャネルの品質を検出する一方、他方の受信機により検波された同相信号および直交信号から、現時点において通信で使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルの品質を検出して、各無線チャネルの品質を互いに比較する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、移動局としての携帯電話には、最近、小型・軽量化の要求が著しいが、通信中に、隣接基地局による無線チャネルの品質を検出するために、通信に用いる受信機とは別に専用の品質検出用の受信機を別途設ける構成は、この要求に反しているといえる。また、携帯電話は、基本的に二次電池を電源とするため、消費電力を低く抑える点も重要であるが、２系統の受信機を移動局に設ける構成は、低消費電力化にも逆行するといえる。
【０００８】
なお、無線チャネルの品質検出および無線チャネルの切換制御を、移動局側ではなく、固定基地局側において実行する構成も一応考えられる。しかしながら、このような構成では、各基地局に、品質検出用の受信機を各移動局に対応して別途設ける必要があるとともに、基地局を含む網側での処理の負担が増加するため、多数の移動局の同時使用が想定される今日にあっては、非現実的な解決策といえる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＣＤＭＡ方式によって多元接続を行う移動通信において、周辺無線チャネルの品質を、移動局側において専用の受信機を設けることなく検出して、移動局の小型・軽量・低消費電力化とともに、基地局側の負荷を大幅に軽減することが可能な移動通信における信号品質検出方法、および、移動局の制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明にあっては、基地局が移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第１の無線チャネルで送信し、前記移動局が前記第１の無線チャネルで前記フレームを受信する、ＣＤＭＡ移動通信システムの通信方法であって、前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において前記制御情報を送信し、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでおり、前記移動局は、前記同期情報を使用して前記第１の無線チャネルの同期を維持するとともに、前記空白期間のうち前記制御情報を受信しない期間において、前記第１の無線チャネルとは異なる第２の無線チャネルを受信し、前記第２の無線チャネルの信号品質を検出することを特徴としている。
また、請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の発明において、前記制御情報は、更に移動局の送信電力の増減を指示する情報を含むことを特徴としている。
また、請求項３記載の発明にあっては、請求項１または２記載の発明において、前記第１の無線チャネルの信号品質と前記第２の無線チャネルの信号品質とが比較され、比較の結果前記第２の無線チャネルの信号品質の方が良好な場合には、当該第２の無線チャネルへ接続が切り替えられることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の発明にあっては、基地局が移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第１の無線チャネルで送信し、前記移動局が前記第１の無線チャネルで前記フレームを受信する、ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、
前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において、前記制御情報を送信する手段を備え、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでおり、前記移動局は、前記同期情報を使用して前記第１の無線チャネルの同期を維持するとともに、前記空白期間のうち前記制御情報を受信しない期間において、前記第１の無線チャネルとは異なる第２の無線チャネルを受信し、前記第２の無線チャネルの信号品質を検出する手段を備えることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明にあっては、基地局が移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第1の無線チャネルで送信する、ＣＤＭＡ移動通信システムの送信方法であって、前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において、前記制御情報を送信し、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでいることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６記載の発明にあっては、移動局への通信情報と前記移動局を制御するための制御情報とからなるフレームを第１の無線チャネルで送信する、ＣＤＭＡ移動通信システムの基地局において、前記フレームは前記通信情報の存在しない空白期間を含み、前記基地局は、前記空白期間のうち一部の期間において、前記制御情報を送信する手段を備え、ここで、前記制御情報は、前記移動局側で前記第１の無線チャネルの同期を維持するための同期情報を含んでいることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる移動通信システムの構成を示すブロック図である。この図において、移動局１は、基地局２ａ〜のいずれともＣＤＭＡ方式による無線通信を確立する機能を有する。各基地局２ａ〜は、それぞれに割り当てられた無線ゾーン領域３ａ〜での通信を担当し、それぞれが基地局制御局４によって制御される。
一方、サービス制御局５は、公衆回線網６に接続されて、複数の（図示の例では１つであるが）交換局７を統括している。
このような構成において、移動局１が無線ゾーン領域３ｂに在圏している場合に、その移動局１への着信呼が発生すると、周知の方法によって、サービス制御局５から移動局１が在圏する無線ゾーン領域３ｂの基地局２ｂまでの接続経路が設定されて、その移動局１が呼び出される構成となっている。
【００１６】
ここで、本実施形態にかかる移動通信システムにおいて、基地局から移動局への信号を送出する際に用いられる無線チャネルのフォーマットの一例について、図２を参照して説明する。この図に示されるように、この無線チャネルは、１フレームが例えば１６個に分割されたスロットの繰返しパターンとなっている。ここで、各スロットには、同図に示されるように、音声情報の先頭部分に同期情報が付加された形で配置している。この同期情報は、移動局１が音声情報を、各スロットにおいて同期して受信するために用いられる。
なお、本実施形態における多元接続は、同一の無線周波数においてユーザ毎に異なる符号を用いるＣＤＭＡ方式で実現される。このため、本実施形態において、無線チャネルを複数のスロットに分割しているのは、多元接続のためではなく、同期情報のような制御情報を、同一の無線チャネルを用いて、音声情報とともに移動局１へ送出するためである。
【００１７】
次に、本実施形態にかかる移動通信システムにおける移動局の受信動作について説明する。ここでは、説明の便宜上、移動局１が、無線ゾーン３ｂに在圏して、すでに基地局２ｂとの通信経路が確立した状態を想定する。
基地局２ｂから移動局１への無線チャネルが図３（ａ）に示されるように規定されている場合、移動局１は、音声データが存在しないスロットを検出し、そのスロットの期間において、通信経路が確立された基地局２ｂに隣接する基地局２ａ、２ｃ、２ｄからの無線チャネルと、すでに通信経路が確立された基地局２ｂによる無線チャネルであって、現時点において使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルとを受信する。そして、移動局１は、受信結果から信号品質を検出して、各無線チャネルの信号品質を相互に比較する。
【００１８】
この比較の結果、現時点において使用している無線チャネルの信号品質が最良である場合には、その通信経路をそのまま維持する一方、現時点において使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルの信号品質が最良である場合には、その最良な無線チャネルへと切り換える制御を実行する。
ここで、後者の場合には、現時点において無線通信を行っている基地局２ｂに隣接する基地局２ａ、２ｃあるいは２ｄのいずれかによる無線チャネルへと切り換える場合と、現時点において無線通信を行っている基地局２ｂによる無線チャネルであって、現時点において使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルへと切り換える場合との２通りの場合がある。
【００１９】
なお、音声データを各スロットに分けると、その処理に多少の時間を要する。このため、例えば、図３（ｂ）に示されるように、音声データがスロットＳ１、Ｓ５の期間においてそれぞれ存在しない場合、実際には、移動局１は、図３（ｃ）に示されるように、スロットＳ１、Ｓ５に対して１スロット遅延したスロットＳ２、Ｓ６の各期間において、基地局２ｂによる無線チャネルの受信を中断する一方、図３（ｄ）に示されるように、それとは異なる無線チャネルを受信する。また、移動局１は、各スロットの先頭部分に位置する同期情報については受信するので、厳密に言えば、各スロットにおいて、音声データが存在しない音声情報の期間において、異なる無線チャネルを受信する。図３（ｃ）において、移動局１がスロットＳ２、Ｓ５の先頭部分で基地局２ｃの受信動作を実行しているのは、このことを意味する。
さらに、通信中に限られず、待ち受け中に無線チャネルの切り換え制御を実行しても良いのはもちろんである。
【００２０】
このような移動通信システムによれば、移動局１が、音声データの存在しないスロットを検出して、その期間において、現時点において使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルを受信して、その信号品質を検出するので、移動局において、品質検出用の受信機を、通信用受信機と別途に設ける必要がなくなって兼用可能となるため、受信機が図５に示されるように１系統で済む。このため、移動局の小型・軽量・低消費電力化を図ることが可能となる。また、移動局主導で無線チャネルを切換制御が実行されるので、基地局側の負荷を大幅に低減することが可能となる。
【００２１】
次に、上記実施形態とは別の方法によって、移動局の小型・軽量・低消費電力化を図るとともに、移動局主導で無線チャネルを切換制御が実行する実施形態について説明する。
なお、本実施形態にかかる移動通信システムにおいても、説明の便宜上、移動局１が、無線ゾーン３ｂに在圏して、すでに基地局２ｂとの通信経路が確立した状態を想定する。
【００２２】
本実施形態にかかる移動通信システムにあっては、基地局２ｂから移動局１への情報を送出する場合、１フレームのうち予め１以上割り当てておく。そして、移動局１は、このスロットの期間において、第１に、通信経路が確立された基地局２ｂに隣接する基地局２ａ、２ｃ、２ｄからの無線チャネルと、すでに通信経路が確立された基地局２ｂによる無線チャネルであって、現時点において使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルとを受信し、第２に、受信結果から信号品質を検出して、各無線チャネルの信号品質を相互に比較して、第３に、比較の結果、最良である信号品質の無線チャネルへと切り換える制御を実行する。
【００２３】
例えば、基地局２ｂから移動局１への無線チャネルが図４（ａ）に示されるように規定されている場合、同図（ｂ）に示されるように、空きスロットとしてＳ１〜Ｓ３を割り当てておく一方、移動局１が、これらのスロットＳ１〜Ｓ３の期間において、同図（ｃ）に示されるように、現時点において使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルを受信して、その信号品質を検出する。
【００２４】
このような移動通信システムによれば、移動局が、予め空きとして割り当てら得たスロットの期間において、現時点において使用している無線チャネルとは異なる無線チャネルを受信して、その信号品質を検出するので、先に述べた実施形態と同様に、移動局において、品質検出用の受信機を、通信用受信機と別途に設ける必要がなくなって兼用可能となるため、受信機が図５に示されるように１系統で済むので、移動局の小型・軽量・低消費電力化を図ることが可能となり、また、移動局主導で無線チャネルを切換制御が実行されるので、基地局側の負荷を大幅に低減することも可能となる。
なお、通信中に限られず、待ち受け中に無線チャネルの切り換え制御を実行しても良いのはもちろんである。
【００２５】
＜変形例＞
本発明は上述した実施形態に限られることなく、次のような変形が可能である。すなわち、実施形態にあっては、通信情報の例として音声情報に挙げて説明したが、本発明は、これに限られず、例えば、パケットデータのようなものであっても良い。
また、上述した実施形態にあっては、移動局を制御する制御情報の例として、通信情報を同期受信するための同期情報を挙げて説明したが、本発明は、これに限られず、例えば、移動局に対して送信電力の増減を適応的に指示する情報やデータ、各種のパイロット信号であっても良い。この際、各スロットに複数の異なる制御情報を含ませて送信しても良いのはもちろんである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＤＭＡ方式によって多元接続を行う移動通信において、周辺無線チャネルの品質を、移動局側において専用の受信機を設けることなく検出して、移動局の小型・軽量・低消費電力化を図ることが可能となる。さらに、移動局において通信品質が検出されて、移動局主導でゾーン移行およびハンドオーバに伴う無線チャネルの切換制御が実行されるので、基地局側の負荷を大幅に低減して、基地局側の負荷を大幅に軽減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかる移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】  同移動通信システムの無線チャネルについてのフォーマットの一例を示す図である。
【図３】  （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ同移動通信システムの信号品質の動作を説明するための図である。
【図４】  （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施形態にかかる移動通信システムの信号品質の動作を説明するための図である。
【図５】  本発明の実施形態による受信機の要部構成を示すブロック図である。
【図６】  従来の受信機の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１……移動局、
２ａ〜……基地局、
３ａ〜……無線ゾーン、
４……基地局制御局、
５……サービス制御局、
６……公衆回線網、
７……交換局
【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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