JP2003319446A

JP2003319446A - セル構成方式

Info

Publication number: JP2003319446A
Application number: JP2002121769A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsui; 一浩松井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】加入者局数が各セル毎に異なっていたとして
も、また、同一セル内で加入者局数がアンバランスなセ
クタがあったとしても、平等な通信速度を容易に提供で
きるセル構成方式を得る。【解決手段】セル構成方式は、少なくとも１つのセル
を複数のセクタで分割して、指向性方向を上記セクタ内
部へ向けた指向性アンテナを有する基地局を上記セクタ
毎に該セルの端に設置し、少なくとも他の１つのセルは
無指向性アンテナを有する基地局を該セルの中心に設置
するようにした。

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、指向性アンテナ
を有する加入者局と通信する通信システムのサービスエ
リアに複数のセルを配置するセル構成方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の１セル１基地局のセル構
成方式を示した図である。サービスエリア内の全セル２
は同じセル構成方式であり、１はセル２の中心に設置さ
れ、指向性を持たない無指向性アンテナを有する無指向
性基地局であり、同じセル２内の加入者局と通信を行
う。

【０００３】また、異なるセル２の無指向性基地局１及
び加入者局からの干渉を避けるために、同一周波数帯域
を使用するセル２相互間の距離をできるだけ離した配置
構成にしている。図６では、隣接するセル２間には同一
周波数帯域を割り当てないように、ｆ１からｆ７で示し
た７つの周波数帯域を繰り返し使用するようにセル２を
配置している。

【０００４】次に、従来のセル構成方式を加入者局数の
異なるエリアに適用した場合の、必要帯域について説明
する。

【０００５】図７は、従来のセル構成方式でサービスエ
リアをカバーしたときの、１つの基地局の必要帯域を示
す図である。図７（ａ）において、Ａは加入者局数が所
定よりも少ないエリア、Ｂは加入者局数が所定よりも多
いエリア、Ｃは加入者局数が所定よりもかなり多いエリ
アを示している。図７（ｂ）において、横軸は図７
（ａ）で示した各エリア、縦軸は各エリアの加入者局数
に対する１つの基地局の必要帯域、点線は１つの基地局
に割り当てられた帯域を示しており、所定の加入者局数
に対して所定の通信速度を満たすことができる帯域であ
る。

【０００６】Ａは加入者局数が所定よりも少ない地域で
あるため、加入者局数に対する１つの基地局の必要帯域
は、１つの基地局に割り当てられた帯域内に収まり、所
定の通信速度を満たすことができる。Ｂは加入者局数が
所定よりも多い地域であるため、加入者局数に対する１
つの基地局の必要帯域は、１つの基地局に割り当てられ
た帯域を超えており、所定の通信速度を満たすことがで
きない。つまり、通信速度は遅くなる。Ｃは加入者局数
が所定よりもかなり多い地域であるため、加入者局数に
対する１つの基地局の必要帯域は、１つの基地局に割り
当てられた帯域を、Ｂの地域よりもさらに超えている。
よって、通信速度はＢの地域よりもさらに遅くなり、ひ
どい場合には通信できなくなる。各基地局には予め所定
の帯域が割り当てられており、Ｂ及びＣのように、その
エリア内の加入者局数が増えると、所定の通信速度を満
たすことができなくなる。

【０００７】次に、上記１セル１基地局のセル構成方式
の問題点を解決する従来の他の技術について説明する。
図８は、特開平４−２９７１３８号公報に示された１セ
ル複数基地局アンテナのセル構成方式を示す図であり、
セル境界に指向性を有する３つの基地局アンテナを設置
している。図において、３は指向性を有する基地局アン
テナであり、各基地局アンテナ３はセル境界に設置さ
れ、指向性をセル中心へ向けている。４は３つの基地局
アンテナ３でカバーされるセルであり、これら３つの基
地局アンテナ３は同一周波数帯域を使用している。

【０００８】図９は、セル４における基地局アンテナ等
の構成を示す図であり、５は基地局設備、６は光ケーブ
ル、７はアンテナ端設備、８は加入者局である。

【０００９】基地局アンテナ３は、光ケーブル６によっ
て、基地局設備５と結ばれている。基地局から送信され
る信号は、基地局設備５によって光に変換され、光ケー
ブル６を伝わり、アンテナ端設備７によって電気に変換
された後、増幅されて基地局アンテナ３から放射され
る。基地局設備５は、加入者局８から送信された信号の
受信レベルがもっとも高い基地局アンテナ３を選択して
通信させ、他の基地局アンテナ３からは当該加入者局８
へ電波を送信させないように制御する。

【００１０】このようなセル構成方式を採用すること
で、セル４境界に設置された基地局アンテナ３の指向性
をセル４中心へ向けて電波を自セル４内に閉じ込めて、
セル４外に出る干渉波を抑えている。その結果、周波数
帯域の繰り返し距離を短くできるので、小セル化が可能
になり、１セルがカバーする加入者局数を低減できるの
で、所定の通信速度を満たしながら、加入者局数の増加
に対応している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
１セル複数基地局アンテナのセル構成方式によって、従
来の１セル１基地局のセル構成方式での問題点は改善さ
れているが、基地局アンテナ３をセル４内に分散配置し
ているので、基地局設備５との間で通信するための光ケ
ーブル６、アンテナ端設備７が必要になり、設備が高価
なものになってしまう。そこで、１セル１基地局のセル
構成方式と１セル複数基地局アンテナのセル構成方式を
組み合わせ、加入者局数の多い地域のみ１セル複数基地
局アンテナのセル構成方式を配置することが考えられ
る。

【００１２】しかし、１セル複数基地局アンテナのセル
構成方式は、１セル１基地局のセル構成方式よりも周波
数帯域の繰り返し距離を減少させているので、加入者局
数の多い地域のセルのセル構成方式だけを切り替えよう
としても、そのたびに周波数繰り返しの回線設計を行わ
なければならないという問題点があった。

【００１３】また、従来の１セル複数基地局アンテナの
セル構成方式では、各セルに割り当てられた周波数帯域
が固定されているので、１つの基地局設備６がカバーす
る加入者局数が地域によって異なる場合、１加入者局に
対してサービス可能な通信速度が異なってしまい、地域
によって不平等が生じるという問題点があった。

【００１４】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、加入者局数が各セル毎に異なっ
ていても、平等な通信速度を容易に提供できるセル構成
方式を得ることを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るセル構成方式は、サービスエリアに複数のセルを配置
するセル構成方式において、少なくとも１つのセルを複
数のセクタに分割し、指向性方向を上記セクタ内部へ向
けた指向性アンテナを有する基地局を上記セクタ毎に該
セルの端に設置したものである。

【００１６】また、この発明の請求項２に係るセル構成
方式は、請求項１におけるセル構成方式であって、同一
セル内のセクタをほぼ均一のエリアに分割したものであ
る。

【００１７】さらに、また、この発明の請求項３に係る
セル構成方式は、請求項１におけるセル構成方式であっ
て、同一セル内のセクタを異なる大きさのエリアに分割
したものである。

【００１８】また、この発明の請求項４に係るセル構成
方式は、請求項１におけるセル構成方式であって、同一
セル内で隣り合う２つのセクタにつき１つの基地局を上
記セルの端に設置したものである。

【００１９】この発明の請求項５に係るセル構成方式
は、サービスエリアに複数のセルを配置するセル構成方
式において、少なくとも１つのセルを複数のセクタで分
割して、指向性方向を上記セクタ内部へ向けた指向性ア
ンテナを有する基地局を上記セクタ毎に該セルの端に設
置し、少なくとも他の１つのセルは無指向性アンテナを
有する基地局を該セルの中心に設置したものである。

【００２０】また、この発明の請求項６に係るセル構成
方式は、サービスエリアに複数のセルを配置するセル構
成方式において、少なくとも１つのセルをほぼ均一エリ
アの複数のセクタに分割して、指向性方向を該セクタ内
部へ向けた指向性アンテナを有する基地局を該セクタ毎
に該セルの端に設置し、少なくとも他の１つのセルは異
なる大きさの複数のセクタに分割して、指向性方向を該
セクタ内部へ向けた指向性アンテナを有する基地局を該
セクタ毎に該セルの端に設置したものである。

【００２１】この発明の請求項７に係るセル構成方式
は、サービスエリアに複数のセルを配置するセル構成方
式において、セル内をほぼ均一エリアの複数のセクタに
分割して、指向性方向を該セクタ内部へ向けた指向性ア
ンテナを有する基地局を該セクタ毎に該セルの端に設置
した第１のセルと、無指向性アンテナを有する基地局を
中心に設置した第２のセルとの間に、セル内を異なる大
きさの複数のセクタに分割して、指向性方向を該セクタ
内部へ向けた指向性アンテナを有する基地局を該セクタ
毎に該セルの端に設置した第３のセルを配置させたもの
である。

【００２２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、実施の形
態１におけるセル構成方式を示す図である。全セル１１
は同じセル構成方式であり、図において、１２はセル１
１の各頂点と中心を結ぶ直線を境界としてセル１１を６
つに分割した６分割セクタ、１３はセル１１の端に設置
し、指向性アンテナを有する指向性基地局である。指向
性基地局１３は、その指向性方向を６分割セクタ１２内
部へ向けており、指向性アンテナの指向性方向を指向性
基地局１３へ向けた加入者局と通信を行う。また、６分
割セクタ１２と同じセル１１内のすべての指向性基地局
１３は、同一の周波数帯域を用いている。

【００２３】隣接するセル１１で同一周波数帯域を使用
した場合、図２（ａ）に示すような位置関係の対向加入
者局で干渉が生じるため、隣接するセル１１では、同一
周波数を使用しないようにする必要がある。つまり、ｆ
１〜ｆ７は異なる周波数帯域を示し、７つの周波数帯域
を繰り返し使用するように各セル１１を配置している。

【００２４】また、図２（ｂ）に示すように同一セル内
で対向する位置関係に配置された指向性基地局１３間
で、同一周波数の干渉を生じることが懸念されるが、指
向性基地局１３の間の干渉量は基地局アンテナのアンテ
ナ利得が低いため問題にならない程度である。

【００２５】さらに、図２（ｃ）に示すようにセクタ境
界の加入者局と対向する２つの指向性基地局１３との干
渉は、加入者局のアンテナが指向性を有しているため、
指向性方向が向いていない指向性基地局１３からの干渉
はほとんど受けない。

【００２６】このようなセル構成方式を用いることで、
同一セルのサービスエリアを６つの基地局で分担するこ
とができるため、加入者局数の増加に対応することがで
きる。また、周波数繰り返しには変更がないため、回線
設計を行うこともなく、加入者局数の増加に対応するこ
とができる。

【００２７】次に、上記実施の形態１を加入者局数の異
なるエリアに適用した場合の、必要帯域について説明す
る。

【００２８】図３は、上記実施の形態１のセル構成方式
でサービスエリアをカバーしたときの、１つの基地局の
必要帯域を示す図である。図３（ａ）において、図７
（ａ）と同様、Ａは加入者局数が所定よりも少ないエリ
ア、Ｂは加入者局数が所定よりも多いエリア、Ｃは加入
者局数が所定よりもかなり多いエリアを示しているが、
各地域のセル構成方式が図７（ａ）と異なっている。図
３（ｂ）において、横軸、縦軸、及び点線は図７（ｂ）
で説明した通りである。

【００２９】Ａは加入者局数が所定よりも少ない地域で
あり、図７（ｂ）と同様、加入者局数に対する１つの基
地局の必要帯域が、１つの基地局に割り当てられた帯域
内に収まり、所定の通信速度を満たすことができる。ま
た、図７（ａ）と同地域を６つの指向性基地局１３でカ
バーしているため、１つの指向性基地局１３でカバーす
る加入者局数が、６分の１に減る。その結果、１つの基
地局の必要帯域も６分の１に減って、通信速度がさらに
速くなる。Ｂは加入者局数が所定よりも多い地域であ
り、図７（ａ）と同地域を６つの指向性基地局１３でカ
バーしているため、１つの指向性基地局１３でカバーす
る加入者局数が、６分の１に減って所定の加入者局数内
に収まる。その結果、１つの基地局の必要帯域も６分の
１に減って１つの基地局に割り当てられた帯域内に収ま
り、所定の通信速度を満たすことができる。Ｃは加入者
局数が所定よりもかなり多い地域であり、図７（ａ）と
同地域を６つの指向性基地局１３でカバーしているた
め、１つの指向性基地局１３でカバーする加入者局数
が、６分の１に減って所定の加入者局数内に収まる。そ
の結果、１つの基地局の必要帯域も６分の１に減って１
つの基地局に割り当てられた帯域内に収まり、通信速度
はＢの地域の加入者局よりも遅くなるが、所定の通信速
度を満たすことができる。

【００３０】上記実施の形態１では、６分割セクタ１２
について説明したが、１つのセル１１内で隣り合う２つ
のセクタを１組として、セル１１を３つに分割する３分
割セクタ、またはその他の複数分割セクタとしてもよ
い。この場合は、１つの指向性基地局１３の必要帯域は
３分の１または複数分の１になる。

【００３１】実施の形態２．図４は、実施の形態２にお
けるセル構成方式を示す図である。各セルは異なるセル
構成方式であり、ここでは、セル２１、セル２２、セル
２３、セル２４の４タイプのセルを配置している。図に
おいて、２５はセル２１の中心に設置され、指向性を持
たない無指向性アンテナを有する無指向性基地局であ
り、同じセル２１内の加入者局と通信を行う。２６はセ
ル２２の各頂点と中心を結ぶ直線を境界としてセル２２
を６つに分割した６分割セクタ、２７はセル２３を３つ
に分割した３分割セクタ、２８はセル２２の端に設置
し、指向性アンテナを有する指向性基地局である。指向
性基地局２８は、その指向性方向を６分割セクタ２６内
部へ向けており、指向性アンテナの指向性方向を指向性
基地局２８へ向けた加入者局と通信を行う。２９はセル
２３の端に設置し、指向性アンテナを有する指向性基地
局である。指向性基地局２９は、その指向性方向を３分
割セクタ２７内部へ向けており、指向性アンテナの指向
性方向を指向性基地局２９へ向けた加入者局と通信を行
う。また、６分割セクタ２６または３分割セクタ２７と
同じセル内のすべての指向性基地局は、それぞれ同一の
周波数帯域を用いている。なお、セル２４は６分割セク
タ２６及び３分割セクタ２７を混在したセルである。加
入者局数の多い地域から順に、セル２２、セル２４、セ
ル２３、セル２１を配置している。

【００３２】実施の形態１と同様、ｆ１〜ｆ７は異なる
周波数帯域を示し、７つの周波数帯域を繰り返し使用す
るように各セルを配置している。

【００３３】このようなセル構成方式を用いることで、
同一セルのサービスエリアに設置する基地局の数を変更
することができるため、１つの基地局がカバーする加入
者局数を平等に割り当てることにより、地域による通信
速度の差を生じさせず、加入者局数の増加に対応するこ
とができる。また、周波数繰り返しには変更がないた
め、回線設計を行う必要もない。

【００３４】次に、上記実施の形態２を加入者数の異な
るエリアに適用した場合の、必要帯域について説明す
る。

【００３５】図５は、上記実施の形態２のセル構成方式
でサービスエリアをカバーしたときの、１つの基地局の
必要帯域を示す図である。図５（ａ）において、図７
（ａ）及び図３（ａ）と同様、Ａは加入者局数が所定よ
りも少ないエリア、Ｂは加入者局数が所定よりも多いエ
リア、Ｃは加入者局数が所定よりもかなり多いエリアを
示しているが、各地域のセル構成方式が図７（ａ）及び
図３（ａ）と異なっている。図５（ｂ）において、横
軸、縦軸、及び点線は図７（ｂ）で説明した通りであ
る。

【００３６】Ａは加入者局数が所定よりも少ない地域で
あり、セル２１で構成されている。図７（ｂ）と同様、
加入者局数に対する１つの基地局の必要帯域が、１つの
基地局に割り当てられた帯域内に収まっており、所定の
通信速度を満たしている。Ｂは加入者局数が所定よりも
多い地域であり、セル２３で構成されている。図７
（ａ）及び図３（ａ）と同地域を３つの指向性基地局２
９でカバーしているため、１つの指向性基地局２９でカ
バーする加入者局数が、３分の１に減って所定の加入者
局数内に収まる。その結果、１つの基地局の必要帯域も
３分の１に減って１つの基地局に割り当てられた帯域内
に収まり、所定の通信速度を満たすことができる。ま
た、図３のＢの地域より、設置する基地局の数を半分に
減らすことができる。Ｃは加入者局数が所定よりもかな
り多い地域であり、セル２２で構成されている。図７
（ａ）及び図３（ａ）と同地域を６つの指向性基地局２
８でカバーしているため、１つの指向性基地局２８でカ
バーする加入者局数が、６分の１に減って所定の加入者
局数内に収まる。その結果、１つの基地局の必要帯域も
６分の１に減って１つの基地局に割り当てられた帯域内
に収まり、所定の通信速度を満たすことができる。

【００３７】なお、上記実施の形態２では、セル２１、
セル２２、セル２３、及びセル２４を、加入者局数に基
づいて組み合わせたセル構成方式について説明したが、
上記セルの全てを使用せずに必要なセルだけを、加入者
局数に基づいて配置したセル構成方式であってもよい。

【００３８】

【発明の効果】この発明の請求項１及び請求項２に係る
セル構成方式は、少なくとも１つのセルを複数のセクタ
に分割し、指向性方向を上記セクタ内部へ向けた指向性
アンテナを有する基地局を上記セクタ毎に該セルの端に
設置したので、所定の通信速度を満たしながら、加入者
局の増加に対応することができる効果がある。

【００３９】また、この発明の請求項３及び請求項４に
係るセル構成方式は、同一セル内のセクタを異なる大き
さのエリアに分割するようにしたので、同一セル内で加
入者局数がアンバランスなセクタがあったとしても、加
入者局の通信速度を平等にすることができる効果があ
る。

【００４０】この発明の請求項５に係るセル構成方式
は、少なくとも１つのセルを複数のセクタで分割して、
指向性方向を上記セクタ内部へ向けた指向性アンテナを
有する基地局を上記セクタ毎に該セルの端に設置し、少
なくとも他の１つのセルは無指向性アンテナを有する基
地局を該セルの中心に設置したので、加入者局の通信速
度を平等にすることができる効果がある。

【００４１】また、この発明の請求項６に係るセル構成
方式は、少なくとも１つのセルをほぼ均一エリアの複数
のセクタに分割して、指向性方向を該セクタ内部へ向け
た指向性アンテナを有する基地局を該セクタ毎に該セル
の端に設置し、少なくとも他の１つのセルは異なる大き
さの複数のセクタに分割して、指向性方向を該セクタ内
部へ向けた指向性アンテナを有する基地局を該セクタ毎
に該セルの端に設置したので、加入者局の通信速度を平
等にすることができる効果がある。

【００４２】さらに、また、この発明の請求項７に係る
セル構成方式は、セル内をほぼ均一エリアの複数のセク
タに分割して、指向性方向を該セクタ内部へ向けた指向
性アンテナを有する基地局を該セクタ毎に該セルの端に
設置した第１のセルと、無指向性アンテナを有する基地
局を中心に設置した第２のセルとの間に、セル内を異な
る大きさの複数のセクタに分割して、指向性方向を該セ
クタ内部へ向けた指向性アンテナを有する基地局を該セ
クタ毎に該セルの端に設置した第３のセルを配置させた
ので、加入者局数がセル毎に徐々に増加または減少する
地域において、加入者局の通信速度を平等にすることが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１におけるセル構成方式を示す図
である。

【図２】実施の形態１における干渉を示す図である。

【図３】実施の形態１における１セル６基地局のセル
構成方式でサービスエリアをカバーしたときの１基地局
の必要帯域を示す図である。

【図４】実施の形態２におけるセル構成方式を示す図
である。

【図５】従来の１セル１基地局のセル構成方式、及び
実施の形態２における１セル複数基地局のセル構成方式
を混在してサービスエリアをカバーしたときの１基地局
の必要帯域を示す図である。

【図６】従来における通信システムにおけるセル構成
方式を示した図である。

【図７】従来における１セル１基地局のセル構成方式
でサービスエリアをカバーしたときの１基地局の必要帯
域を示す図である。

【図８】特開平４−２９７１３８号公報に示されたセ
ル構成方式を示す図である。

【図９】特開平４−２９７１３８号公報に示されたセ
ル内の構成を示す図である。

【符号の説明】

１無指向性基地局２セル３基地局アンテナ４セル５基地局設備６光ケーブル７アンテナ端設備８加入者局１１セル１２６分割セクタ１３指向性基地局２１、２２、２３、２４セル２５無指向性基地局２６６分割セクタ２７３分割セクタ２８、２９指向性基地局

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サービスエリアに複数のセルを配置する
セル構成方式において、少なくとも１つのセルを複数の
セクタに分割し、指向性方向を上記セクタ内部へ向けた
指向性アンテナを有する基地局を上記セクタ毎に該セル
の端に設置したことを特徴とするセル構成方式。
【請求項２】同一セル内のセクタをほぼ均一のエリア
に分割することを特徴とする請求項１記載のセル構成方
式。
【請求項３】同一セル内のセクタを異なる大きさのエ
リアに分割することを特徴とする請求項１記載のセル構
成方式。
【請求項４】同一セル内で隣り合う２つのセクタにつ
き１つの基地局を上記セルの端に設置したことを特徴と
する請求項３記載のセル構成方式。
【請求項５】サービスエリアに複数のセルを配置する
セル構成方式において、少なくとも１つのセルを複数の
セクタで分割して、指向性方向を上記セクタ内部へ向け
た指向性アンテナを有する基地局を上記セクタ毎に該セ
ルの端に設置し、少なくとも他の１つのセルは無指向性
アンテナを有する基地局を該セルの中心に設置したこと
を特徴とするセル構成方式。
【請求項６】サービスエリアに複数のセルを配置する
セル構成方式において、少なくとも１つのセルをほぼ均
一エリアの複数のセクタに分割して、指向性方向を該セ
クタ内部へ向けた指向性アンテナを有する基地局を該セ
クタ毎に該セルの端に設置し、少なくとも他の１つのセ
ルは異なる大きさの複数のセクタに分割して、指向性方
向を該セクタ内部へ向けた指向性アンテナを有する基地
局を該セクタ毎に該セルの端に設置したことを特徴とす
るセル構成方式。
【請求項７】サービスエリアに複数のセルを配置する
セル構成方式において、セル内をほぼ均一エリアの複数
のセクタに分割して、指向性方向を該セクタ内部へ向け
た指向性アンテナを有する基地局を該セクタ毎に該セル
の端に設置した第１のセルと、無指向性アンテナを有す
る基地局を中心に設置した第２のセルとの間に、セル内
を異なる大きさの複数のセクタに分割して、指向性方向
を該セクタ内部へ向けた指向性アンテナを有する基地局
を該セクタ毎に該セルの端に設置した第３のセルを配置
させたことを特徴とするセル構成方式。