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基地局及びそれに用いる発呼サーチ方法 - 埼玉日本電気株式会社
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発明の名称 基地局及びそれに用いる発呼サーチ方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−284130(P2003−284130A)
公開日 平成15年10月3日(2003.10.3)
出願番号 特願2002−77438(P2002−77438)
出願日 平成14年3月20日(2002.3.20)
代理人 【識別番号】100088812
【弁理士】
【氏名又は名称】▲柳▼川 信
【テーマコード(参考)】
5K067
【Fターム(参考)】
5K067 AA14 BB02 CC10 DD23 EE02 EE10 
発明者 高野 真樹
要約 課題
CDMA方式の移動体通信システムのWLLに代表される遠距離サービスエリア(大エリア)を提供する基地局において、発呼のサーチ(パスサーチ)を行う時間を短くして、呼接続時間の短縮を図る。

解決手段
基地局8でのパスサーチの際に、基準時間から所定オフセット値を設けることにより、ドーナツ状のサービスエリア30内のみパスサーチを行う。こうすることによって、基地局8の近傍エリア部分のパスサーチは実行する必要がなくなり、結果的に、ドーナツ状のサービスエリア30部分のみのサーチで良くなって、パスサーチ時間が短くなり、呼接続時間の短縮が図られる。
特許請求の範囲
【請求項1】 サービスエリア内における端末の発呼のサーチをなすようにした基地局であって、基準時間から所定オフセット値を設けて前記サーチをなすサーチ手段を含むことを特徴とする基地局。
【請求項2】 前記サーチ手段は、基準時間から前記所定オフセット値だけ遅れた時間をサーチ開始時間とすることを特徴とする請求項1記載の基地局。
【請求項3】 前記サーチ手段は、前記サーチ開始時間より予め定められたサーチ終了時間までサーチをなすことを特徴とする請求項2記載の基地局。
【請求項4】 前記サーチ手段は、前記オフセット値と前記サーチ終了時間とに対応するパラメータの入力に応答して、これらパラメータを前記オフセット値とサーチ終了時間とに変換する手段を有することを特徴とする請求項3記載の基地局。
【請求項5】 前記パラメータは前記サーヒスエリアの範囲を特定するためのものであることを特徴とする請求項4記載の基地局。
【請求項6】 サービスエリア内における端末の発呼のサーチをなすようにした基地局における発呼サーチ方法であつて、基準時間から所定オフセット値を設けて前記サーチをなすサーチステップを含むことを特徴とする発呼サーチ方法。
【請求項7】 前記サーチステップは、基準時間から前記所定オフセット値だけ遅れた時間をサーチ開始時間とすることを特徴とする請求項6記載の発呼サーチ方法。
【請求項8】 前記サーチステップは、前記サーチ開始時間より予め定められたサーチ終了時間までサーチをなすことを特徴とする請求項7記載の発呼サーチ方法。
【請求項9】 前記サーチステップは、前記オフセット値と前記サーチ終了時間とに対応するパラメータの入力に応答して、これらパラメータを前記オフセット値とサーチ終了時間とに変換するステップを有することを特徴とする請求項8記載の発呼サーチ方法。
【請求項10】 前記パラメータは前記サーヒスエリアの範囲を特定するためのものであることを特徴とする請求項9記載の発呼サーチ方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は基地局及びそれに用いる発呼サーチ方法に関し、特にCDMA(CodeDivision Multiple Access )方式を用いた移動体通信システムにおけるWLL(Wireless Local Loop )に代表される遠距離サービスエリア(大エリア)を有する基地局無線装置における発呼サーチ方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CDMA方式を用いた移動体通信システムがある。この種の通信システムにおいては、図5に示す如く、基地局無線装置(以下、単に基地局と称す)8はCDMAの通信サービスを行っており、そのサービスエリアは、理想的には、通常図5(a)で示す様に基地局8を中心に同心円状に広がっている。これはサービスエリアの大小にかかわらず変ることがないので、図5(b)に示す様に、遠距離サービスエリアも(a)と同様に、同心円状に広がっている。
【0003】基地局8は、図6で示す如く、一般的に、発呼者(無線電話をかける人)を、常時、中心からサービスエリアの限界である円周上まで波紋が広がるようにサーチし、最終的には円全体に広がるサービスエリアが拡大すると、それに伴って基地局8が発呼者を探すための時間(呼接続時間)が長くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電気通信工業会のIS−95規格に基づくCDMA方式を用いた移動通信システムのWLLに代表される遠距離サービスエリア(大エリア)を有するものがある。この様なWLL通信システムの場合、図7に示す様に、基地局8の近傍をエリアとせず、また通信端末の移動がないので、ソフトハンドオフの様に複数のエリアを重ねて設計せず、基地局8を中心とした数十Km以上も離れた円周20上に広がるエリア21をサポートすることが多い。
【0005】この様な場合にも、図6にて説明した如く、発呼者のサーチを、常時、中心から円周20上まで波紋が広がるようにサーチすると、発呼サーチ(パスサーチと称される)のための時間が大となり、呼接続時間の増大を招来するという欠点がある。また、呼接続時間が大となるので、その間端末は発呼信号を出し続ける必要があり、他ユーザへの干渉の原因ともなっている。
【0006】本発明の目的は、WLLに代表される遠距離サービスエリア(大エリア)における呼接続時間の短縮を図るようにした基地局における発呼サーチ(パスサーチ)方式を提供することである。
【0007】本発明の他の目的は、パスサーチ時間を短くすることにより端末相互間(ユーザ間)の干渉を少くすることが可能な発呼サーチ(パスサーチ)方式を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による基地局は、サービスエリア内における端末の発呼のサーチをなすようにした基地局であって、基準時間から所定オフセット値を設けて前記サーチをなすサーチ手段を含むことを特徴とする。
【0009】本発明による発呼サーチ方法は、サービスエリア内における端末の発呼のサーチをなすようにした基地局における発呼サーチ方法であつて、基準時間から所定オフセット値を設けて前記サーチをなすサーチステップを含むことを特徴とする。
【0010】本発明の作用を述べる。上述した如く、WLLシステムの場合には、一般的に、基地局の近傍のエリアをサービスエリアとせず、基地局を中心とした数十Km以上も離れた円周上に広がるエリアをサポートすることが多いことから、ドーナツ状にサービスエリアを定めて最適化することにより、パスサーチ時間を短くして呼接続時間を短縮するようにしたものである。そのために、基地局でのパスサーチの際に、基準時間から所定オフセット値を設けてパスサーチをなす様に構成する。こうすることにより、基地局の近傍エリア部分のパスサーチは実行されることがなくなり、結果的にドーナツ状のサービスエリア内のみのパスサーチが可能となり、パスサーチ時間が短くなる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形態における基地局8とそのサービスエリア30との関係を示した図である。WLLシステムにおいては、前述した如く、一般的に、図7にて示した如く、基地局8の近傍をサービスエリアとせず、また端末の移動がないこともあって、ソフトハンドオフの様にエリアを重ねて設計せず、基地局8を中心とした数十10Km以上も離れた円周上に広がるエリアをサポートすることが多いという事実に基づいて、本発明では、従来の同心円エリアのサービスエリア(図5参照)とする代りに、図1に示す如く、ドーナツ状にサービスエリア30を最適化することにより、パスサーチを短縮して呼接続時間を短くするようにしている。
【0012】例えば、図5(a)に示した小エリアの半径を“1”とし、図5(b)に示した大エリアの半径を“10”とし、また図1のドーナツ状エリアの内半径R1を“9”、外半径R2を“10”とすると、パスサーチに要する時間は、図5(a)の場合は“1”、図5(b)の場合は“10”、図1の場合は“1”となる。従来方式で大エリアを設計した場合、そのパスサーチに要する時間は、小エリアの10倍であったものが、サーチエリアを最適化した本発明のドーナツ状エリアの場合には、小エリアと同等のパスサーチ時間となり、呼接続時間の大幅な短縮が可能となることが判る。
【0013】図2は本発明の実施の形態におけるCDMA方式の基地局8のブロック図である。図2(a)において、基地局8は発呼者と基地局との間の送受信の中継をなすアンテナ1と、このアンテナ1により中継された信号を、受信信号と送信信号とに分離するフィルタ機能を有するアンテナ共用器2と、受信信号を増幅して近傍にある妨害波を除去する受信部3と、パスサーチ範囲を可変できるパラメータを有し、雑音が除去された受信信号から有効な信号を見つけ出すサーチ部4と、このサーチ部4により見つけ出された有効信号を復調して図示せぬ上位装置へ送出する復調部5とを有する。更に、基地局8は、上位装置からの信号を変調する変調部6と、変調された信号を送信信号に変換してアンテナ共用器2を介してアンテナ1へ送出する送信部7とを有している。
【0014】図2(b)を参照すると、図2(a)におけるサーチ部4の詳細を示すブロック図である。サーチ部4は、図1に示したドーナツ状サービスエリア30の内半径R1と外半径R2の半径データを入力する半径データ部10と、これ等半径データをチップ単位に変換するチップ変換部11と、このチップ変換部11にて算出されたチップオフセット(基準時間からどれだけ遅れてパスサーチを開始するかを定めるためのオフセット値)を基に、パスサーチのタイミングを決定してパスサーチを行うパスサーチ部12とを有している。
【0015】ここで、「チップ」とは、CDMA方式におけるデータシンボルを拡散するためのコードであり、IS−95システムの場合には、1.2288MHzの帯域を有するので、1チップ=1/1.2288MHz=0.814μsとなる。
【0016】以下に、本実施の形態の動作を説明するが、その前に、図5(a)の小エリアについて発呼者をサーチするまでの動作を説明する。先ず、半径データ部10に、サービスエリアを特定するための半径データ(内半径と外半径)を入力する。図5(a)の通常の小エリアの場合は内半径は“0”となる。この入力された半径データをチップ変換部11によりチップ単位に変換し、チップオフセットを元に、パスサーチ部12は基準時間(GPSによる基準時間とする)からオフセット分だけ遅れた時間までの有効パス範囲をサーチする。
【0017】ここで、IS−95システムの場合、1.2288MHzの帯域を有するので、1チップ=0.814μsとなり、1チップ当りのサーチ移動距離Lcは、Lc=0.814μs×C=244mとなる。ここに、Cは光速であり、3×(10の8乗)m/sとする。
【0018】例えば、通常のエリア半径10Kmの場合、内半径0Km、外半径10Kmとなり、サーチ範囲(幅)は、10,000/244=41チップとなる。従って、半径10Kmのエリアをサーチする場合には、「基準時間+0チップ」〜「基準時間+41チップ」の範囲をサーチする必要がある。
【0019】一方、基地局のサーチは、図3(a)に示す様に、■→■→■→■→…と順番に、端末の発呼に関係なく常時行われている。サーチに要する時間はサーチ幅、パス数(アンテナ数)に依存しており、IS−95システムの場合、サーチに要する時間はおおよそ、以下のように計算される。
【0020】
サーチ時間=( サーチ幅×2) ×アンテナ数×(ACC/Rake幅)
×Twalsh ・・・(1)
ここに、アンテナ数は、一般的に3セクタ構成が多く、よって“3”であり、ACCは蓄積するシンボル数であり、ここでは“2”とし、Rake幅はサーチに使用する素子の数であり、ここでは“25”とする。またTwalsh は1シンボルの時間であり、208μsである。以上各値は固定値である。
【0021】以上の各値を(1)式に代入して計算すると、半径10Kmの範囲をサーチするために、最大4.1msを要することになる。
【0022】図3(b)に示す如く、サーチと発呼とのタイミングが良い場合には、実際に移動端末が発呼する地点(■)が、その時(■)に基地局8がサーチをしている地点の進行方向上にあるので、サーチに要する時間は、4.1msよりも充分短い時間で済む。逆に、図3(c)に示す如く、サーチと発呼とのタイミングが悪い場合には、実際に移動端末が発呼する地点(■)と、その時(■)に基地局8がサーチをしている地点とが離れているので、基地局8が移動端末をサーチする時間は最大4.1msかかってしまうことになる。
【0023】次に、図5(b)の大エリア(半径100Km)について、具体的に発呼者をサーチする時間を計算する。上記の方法と同様に、チップオフセットを求めると、「基準時間+0チップ」〜「基準時間+410チップ」の時間範囲をサーチすることになり、パスサーチに41msを要することになる。
【0024】次に、図1の本発明によるドーナツ状のエリア30において、具体的に発呼者をサーチする時間を計算する。基地局8の半径データ部10において、内半径R1=90Km、外半径R2=100Kmをそれぞれ入力する。チップ変換部11において、内半径及び外半径が1チップ当りの移動距離Lcで除算されて、内半径90Kmに相当するチップ数が“369”と求まり、また外半径100Kmに相当するチップ数が“410”と求まることになる。内半径に相当するチップ数“369”がオフセット値となり従って、パスサーチ部12では、「基準時間+369チップ」〜「基準時間+410チップ」の41チップ相当幅をサーチするだけで良く、上記の半径10Kmのエリアのサーチ(図5(a))と同様に数msの時間でパスサーチが可能となるのである。
【0025】図4は上述した本発明の実施の形態の動作を示すフローチャートである。図4を参照すると、先ず、基地局8において半径データ部10を用いて半径データとして、内半径R1及び外半径R2が入力される(ステップS1)。この内半径R1がサーチ時間の開始タイミングを定めるオフセット値に相当するものであり、外半径R2がサーチ範囲の終了タイミングを定める値に相当することになる。そして、チップ変換部11において、R1/Lc及びR2/Lcなる計算処理が行われチップ変換が行われる(ステップS2)。しかる後に、パスサーチ部12において、「基準時間+R1/Lc」〜「基準時間+R2/Lc」
の間、パスサーチが行われる(ステップS3)。
【0026】呼接続時間は、実際には、移動端末の発呼信号の送信時間間隔(IS−95Aシステムの場合、ACCESS PROBE SEQUENCEと呼ばれる)にも影響される。例えば、移動端末の発呼信号が20msの送信後、1.6sの休止をおいて再度20msの送信を行うというシーケンスを繰返す場合等には、最初の20msの送信時間内に基地局がサーチを終えないと、1.36s経たないと次の移動端末の発呼信号を受信するチャンスは訪れない。
【0027】この移動端末の発呼シーケンスは基地局から報知されるメッセージで指示されるものであり、その詳細はIS−95Aの第6章に規定されている。つまり、この場合、基地局が全エリアをサーチする速度が20msを越える場合には、一発目の発呼信号を受信できない確率が高くなり、呼接続時間を長くする原因となる。従って、本発明の如く、大エリア(遠距離サービスエリア)について、ドーナツ状サービスエリアとすることにより、上述した呼接続時間の増大を抑制することができることになる。
【0028】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、大サービスエリアのCDMAシステムにおいて、最適なエリアのサーチ方式、すなわちドーナツ状サービスエリア方式を採用することにより、呼接続時間の短縮を図ることができ、ユーザへのサービス向上が可能となると共に、ネットワークへの接続が行われるまで送信し続ける必要がある発呼信号の抑制を図り、他への干渉をなくすことができるという効果がある。




 

 


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