JP2927813B2 - アンテナビーム境界検知装置および方法 - Google Patents
アンテナビーム境界検知装置および方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
- H04W36/30—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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- H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
- H04W36/30—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data
- H04W36/302—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data due to low signal strength
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、２つの相関あるアンテナからの受信信号の
比較により行なわれる遠隔送信機の位置決めに関し、よ
り詳細には異なるアンテナパターンを有する相関するア
ンテナで受信された信号の比較を利用してセルの境界を
決定し、かつそれに続き多セル無線電話システムにおい
てハンドオフが必要な時を事前に検出することに関す
る。
比較により行なわれる遠隔送信機の位置決めに関し、よ
り詳細には異なるアンテナパターンを有する相関するア
ンテナで受信された信号の比較を利用してセルの境界を
決定し、かつそれに続き多セル無線電話システムにおい
てハンドオフが必要な時を事前に検出することに関す
る。
［従来の技術］ 複数の近接配置されていない固定サイトからの地理的
領域の連続した無線カバレージを与える区画式またはセ
ルラー（cellular）移動無線電話システムおよび他の複
数無線カバレージ領域システムは、遠隔送受信機ユニッ
トがある固定サイト（fixed site）の無線カバレージ領
域からの他の領域に移動するに応じてある固定サイトか
ら他のサイトへの無線通信能力の自動的転送を行なって
いる。この通信のハンドオフは既に米国セルラー無線電
話サービスの為に、フルール他によって、「制御アーキ
テクチャ」、ベル・システム・テクニカル・ジャーナ
ル、第58巻第１号、1979年１月、43−69頁、に記載され
ている。
領域の連続した無線カバレージを与える区画式またはセ
ルラー（cellular）移動無線電話システムおよび他の複
数無線カバレージ領域システムは、遠隔送受信機ユニッ
トがある固定サイト（fixed site）の無線カバレージ領
域からの他の領域に移動するに応じてある固定サイトか
ら他のサイトへの無線通信能力の自動的転送を行なって
いる。この通信のハンドオフは既に米国セルラー無線電
話サービスの為に、フルール他によって、「制御アーキ
テクチャ」、ベル・システム・テクニカル・ジャーナ
ル、第58巻第１号、1979年１月、43−69頁、に記載され
ている。
セルラシステム全体の設計、無線信号放射の方向、そ
してセルラシステムの成長の技術はいくつかの米国特許
の主題となっている。それらの内で、第3,663,762号、
ジョエル・ジュニヤ、「移動通信システム」、第3,819,
872号、ハムリック、「移動電話セルラースイッチング
システム」、第3,906,166号、クーパー他、「無線電話
システム」、第4,128,740号、グラジアノ、「セルラーR
F通信システムのためのアンテナアレー」、そして第4,1
44,411号、フレンキール、「異なるセルサイズの柔軟性
ある使用のための構造を有するセルラー無線電話システ
ム」がある。これらの伝統的なシステムの幾つかは通過
時間を有するユーザーの数の増大を予期し、かつ固定さ
れた地理的領域における無線周波数の多重再使用を可能
にするためセル領域を再分割しかつ縮小する優れた方法
を開発した。セルあるいはセルを縮小できる最少の領域
においてユーザーの数を限定する制限の１つは遠隔ユニ
ットの位置を決定し、ハンドオフの処理を行なうに必要
な時間である。一般に、位置決めおよびハンドオフの必
要性は固定局と通信を維持している各遠隔ユニットから
受信した信号の品質を周期的にサンプリングすることに
より決定される。このような信号品質の測定は、米国特
許第4,549,311号、マクローリン、「無線信号周波数の
強度を測定するための方法および装置」、および第4,70
4,734号、メニック他、「セルラー無線電話システムに
おける信号強度の測定及びアンテナ選択の方法および装
置」に記載されているように、受信信号に対する信号レ
ベルの比較によってなすことができる。さらに、ハンド
オフを可能にするよう計画された技術および装置は、米
国特許第4,485,486号、ウエブ他、「セルラー無線電話
通信システムにおける移動および携帯無線電話に割当て
られた二重無線チャネルを割当てかつ二重無線チャネル
を走査する方法および装置」、および第4,696,027号、
ボンタ、「無線システムのための干渉を減少したハンド
オフ装置および方法」に記載されている。
してセルラシステムの成長の技術はいくつかの米国特許
の主題となっている。それらの内で、第3,663,762号、
ジョエル・ジュニヤ、「移動通信システム」、第3,819,
872号、ハムリック、「移動電話セルラースイッチング
システム」、第3,906,166号、クーパー他、「無線電話
システム」、第4,128,740号、グラジアノ、「セルラーR
F通信システムのためのアンテナアレー」、そして第4,1
44,411号、フレンキール、「異なるセルサイズの柔軟性
ある使用のための構造を有するセルラー無線電話システ
ム」がある。これらの伝統的なシステムの幾つかは通過
時間を有するユーザーの数の増大を予期し、かつ固定さ
れた地理的領域における無線周波数の多重再使用を可能
にするためセル領域を再分割しかつ縮小する優れた方法
を開発した。セルあるいはセルを縮小できる最少の領域
においてユーザーの数を限定する制限の１つは遠隔ユニ
ットの位置を決定し、ハンドオフの処理を行なうに必要
な時間である。一般に、位置決めおよびハンドオフの必
要性は固定局と通信を維持している各遠隔ユニットから
受信した信号の品質を周期的にサンプリングすることに
より決定される。このような信号品質の測定は、米国特
許第4,549,311号、マクローリン、「無線信号周波数の
強度を測定するための方法および装置」、および第4,70
4,734号、メニック他、「セルラー無線電話システムに
おける信号強度の測定及びアンテナ選択の方法および装
置」に記載されているように、受信信号に対する信号レ
ベルの比較によってなすことができる。さらに、ハンド
オフを可能にするよう計画された技術および装置は、米
国特許第4,485,486号、ウエブ他、「セルラー無線電話
通信システムにおける移動および携帯無線電話に割当て
られた二重無線チャネルを割当てかつ二重無線チャネル
を走査する方法および装置」、および第4,696,027号、
ボンタ、「無線システムのための干渉を減少したハンド
オフ装置および方法」に記載されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、遠隔ユニットの密度が大きくなり、あ
るいはセルの大きさが小さくなり、あるいは無線経路に
マルチパス妨害および経路障害物がある場合には、ハン
ドオフの決定時間を減少するために新たなハンドオフ技
術を用いなければならない。１つの方法として、1988年
11月３日に公開されかつ本願の譲受人に譲渡されたPCT
国際公開第WO88/08650、ラベッツ、「マクロダイバシテ
ィを使用するマイクロセルラー通信システム」において
は、デジタル無線システム技術を利用しハンドオフの決
断処理を固定装置と遠隔ユニットの間に分割している。
るいはセルの大きさが小さくなり、あるいは無線経路に
マルチパス妨害および経路障害物がある場合には、ハン
ドオフの決定時間を減少するために新たなハンドオフ技
術を用いなければならない。１つの方法として、1988年
11月３日に公開されかつ本願の譲受人に譲渡されたPCT
国際公開第WO88/08650、ラベッツ、「マクロダイバシテ
ィを使用するマイクロセルラー通信システム」において
は、デジタル無線システム技術を利用しハンドオフの決
断処理を固定装置と遠隔ユニットの間に分割している。
都市領域および自然の障害物のある場所においては、
伝統的なセルラー遠隔ユニットからの無線信号は建物ま
たは丘の様な近くの障害物からの反射とともに固定局の
受信機に到達するのが普通である。また、物体が遠隔ユ
ニットから固定局受信機への無線経路を妨害することも
普通である。いずれの場合も、受信信号の強度あるいは
品質はかなり変化しかつ信号品質に基づくハンドオフの
決定は誤りを生じやすい。例えば、障害建築物の後の位
置に移動する送信遠隔ユニットは、該遠隔ユニットがセ
ルの境界を超えて移動したとしても固定局の受信機にお
いてはかなり減少する信号強度を発生する。ハンドオフ
がそれが不必要または遠隔ユニットをハドオフすること
が適当でないときに固定局によって初められる。また、
遠隔ユニットが障害物から立去るとき第２のハンドオフ
処理が行なわれる。それはあたかもセルの境界が不明瞭
でありかつセル境界内でカバレージの穴が見付けられた
かのようになる。
伝統的なセルラー遠隔ユニットからの無線信号は建物ま
たは丘の様な近くの障害物からの反射とともに固定局の
受信機に到達するのが普通である。また、物体が遠隔ユ
ニットから固定局受信機への無線経路を妨害することも
普通である。いずれの場合も、受信信号の強度あるいは
品質はかなり変化しかつ信号品質に基づくハンドオフの
決定は誤りを生じやすい。例えば、障害建築物の後の位
置に移動する送信遠隔ユニットは、該遠隔ユニットがセ
ルの境界を超えて移動したとしても固定局の受信機にお
いてはかなり減少する信号強度を発生する。ハンドオフ
がそれが不必要または遠隔ユニットをハドオフすること
が適当でないときに固定局によって初められる。また、
遠隔ユニットが障害物から立去るとき第２のハンドオフ
処理が行なわれる。それはあたかもセルの境界が不明瞭
でありかつセル境界内でカバレージの穴が見付けられた
かのようになる。
従って、セルの境界はより明白に画定されることが望
ましい。このような画定はセルラー無線電話システムに
おけるハンドオフ決断処理の負荷を減少させるであろ
う。
ましい。このような画定はセルラー無線電話システムに
おけるハンドオフ決断処理の負荷を減少させるであろ
う。
従って、本発明の目的は、セルのアンテナビームの境
界を画定することである。
界を画定することである。
本発明の他の目的は、ハンドオフ決断実行処理に必要
なコンピュータ処理的な努力の量を減少させることであ
る。
なコンピュータ処理的な努力の量を減少させることであ
る。
本発明のさらに他の目的は、固定装置がハンドオフ制
御装置に無線カバレージ領域内で現在使用されている各
通信リンクをサンプルすることを要求することなくハン
ドオフに必要な予備的決定が出来るようにすることにあ
る。
御装置に無線カバレージ領域内で現在使用されている各
通信リンクをサンプルすることを要求することなくハン
ドオフに必要な予備的決定が出来るようにすることにあ
る。
本発明のさらに他の目的は、固定局において異なるア
ンテナパターンを有する２つの相関するアンテナで信号
を受信しかつ信号の品質を比較してアンテナパターンの
ビーム境界が認識できるようにすることにある。
ンテナパターンを有する２つの相関するアンテナで信号
を受信しかつ信号の品質を比較してアンテナパターンの
ビーム境界が認識できるようにすることにある。
［課題を解決するための手段］ 従って、これらのおよび他の目的はセルラー無線電話
システムのためのアンテナビーム境界検出器を含む本発
明において実現される。本システムにおける第１のアン
テナはビーム境界によって画定される無線カバレージの
第１の地理的領域から第１の無線信号を受信する。第２
のアンテナは、少なくとも第１の地理的領域の一部を含
む無線カバレージの第２の地理的領域から、第１の無線
信号と相関ある、第２の無線信号を受信する。第１の無
線信号の大きさが第２の無線信号の大きさと比較され、
第１の信号の大きさと第２の信号の大きさとの間に予め
定められた関係が存在するとき出力信号が生成される。
システムのためのアンテナビーム境界検出器を含む本発
明において実現される。本システムにおける第１のアン
テナはビーム境界によって画定される無線カバレージの
第１の地理的領域から第１の無線信号を受信する。第２
のアンテナは、少なくとも第１の地理的領域の一部を含
む無線カバレージの第２の地理的領域から、第１の無線
信号と相関ある、第２の無線信号を受信する。第１の無
線信号の大きさが第２の無線信号の大きさと比較され、
第１の信号の大きさと第２の信号の大きさとの間に予め
定められた関係が存在するとき出力信号が生成される。
［実施例］ 第１図は、模式化した３セルのセルラーシステムの構
成を示す。３つのセルの各々は固定局無線機および制御
装置が通常置かれる中心点（101,102および103）から照
射される。３つの６角形のセルの各々はさらに６つのセ
クターに分割され、各セクターは中心点における方向性
アンテナから放射を受ける。さらに、このようなセルラ
ーシステムの記述は米国特許第4,128,740号に見られ
る。
成を示す。３つのセルの各々は固定局無線機および制御
装置が通常置かれる中心点（101,102および103）から照
射される。３つの６角形のセルの各々はさらに６つのセ
クターに分割され、各セクターは中心点における方向性
アンテナから放射を受ける。さらに、このようなセルラ
ーシステムの記述は米国特許第4,128,740号に見られ
る。
中心局101〜103の各々における典型的なセルラーシス
テムに見られる固定装置が第２図にブロック図形式で示
されている。電話呼ルーティングおよび公共交換電話回
路網インターフェースは、モトローラ社によって販売さ
れているEMX500型のようなセルラー電話交換機201によ
って実施され、これは公共交換電話回路網または無線シ
ステムからの電話呼を受け、かつこの呼をその適切な目
的地に導く。セルラー電話交換機201には、セルラーシ
ステムにおける中心点の各トランシーバグループに対す
る基地局コントローラ205,206および207のような基地局
コントローラのより直接的な制御下にあるトランシーバ
グループ202,203および204として示されている複数の固
定基地局無線送信機および受信機が接続されている。好
ましい実施例においては、各基地局コントローラもま
た、集合的に遠隔ユニットまたはセルラー加入者装置
（CSE）として知られている移動または携帯無線電話をC
SEが位置するセル内で利用できる無線チャネルの１つに
割当てる制御を行なう。
テムに見られる固定装置が第２図にブロック図形式で示
されている。電話呼ルーティングおよび公共交換電話回
路網インターフェースは、モトローラ社によって販売さ
れているEMX500型のようなセルラー電話交換機201によ
って実施され、これは公共交換電話回路網または無線シ
ステムからの電話呼を受け、かつこの呼をその適切な目
的地に導く。セルラー電話交換機201には、セルラーシ
ステムにおける中心点の各トランシーバグループに対す
る基地局コントローラ205,206および207のような基地局
コントローラのより直接的な制御下にあるトランシーバ
グループ202,203および204として示されている複数の固
定基地局無線送信機および受信機が接続されている。好
ましい実施例においては、各基地局コントローラもま
た、集合的に遠隔ユニットまたはセルラー加入者装置
（CSE）として知られている移動または携帯無線電話をC
SEが位置するセル内で利用できる無線チャネルの１つに
割当てる制御を行なう。
複数の固定局トランシーバには従来一般的に音声チャ
ネルとして知られている二重無線チャネルにより信号を
CSEに送信しかつ信号をCSEから受信する仕事が割当てら
れている。さらに、CSEのサービスの要求を制御しかつ
音声チャネルの割当てを伝達するため、トランシーバグ
ループのトランシーバのうちの１つに一般にセルラーシ
ステムで使用される二重無線チャネルの半分によりコマ
ンドを送信し、かつ二重チャネルの他の半分により要求
を受信する仕事を割当てることができる。
ネルとして知られている二重無線チャネルにより信号を
CSEに送信しかつ信号をCSEから受信する仕事が割当てら
れている。さらに、CSEのサービスの要求を制御しかつ
音声チャネルの割当てを伝達するため、トランシーバグ
ループのトランシーバのうちの１つに一般にセルラーシ
ステムで使用される二重無線チャネルの半分によりコマ
ンドを送信し、かつ二重チャネルの他の半分により要求
を受信する仕事を割当てることができる。
セルがさらに、第１図に示されるように、複数のセク
ターに分割されると、トランシーバの細分は幾つかの二
重チャネルが第１のセクターに送信されかつ該第１のセ
クターから受信され、幾つかの他の二重チャネルは第２
のセクターに送信され、以下同様に送受信が行なわれる
ようになされる。従って、CSE208に働きかけるために
は、トランシーバグループ203の１個の固定局トランシ
ーバがCSE208から音声チャネルを受信しかつ送信するた
めに方向性アンテナに結合される。CSE208が１つのセル
から他のものに、あるいは１つのセクターから他のもの
に移動するに応じてそのセルにおけるCSEが利用できる
音声チャネルの１つに、ハンドオフプロセスにより、同
調するよう指令される。
ターに分割されると、トランシーバの細分は幾つかの二
重チャネルが第１のセクターに送信されかつ該第１のセ
クターから受信され、幾つかの他の二重チャネルは第２
のセクターに送信され、以下同様に送受信が行なわれる
ようになされる。従って、CSE208に働きかけるために
は、トランシーバグループ203の１個の固定局トランシ
ーバがCSE208から音声チャネルを受信しかつ送信するた
めに方向性アンテナに結合される。CSE208が１つのセル
から他のものに、あるいは１つのセクターから他のもの
に移動するに応じてそのセルにおけるCSEが利用できる
音声チャネルの１つに、ハンドオフプロセスにより、同
調するよう指令される。
本発明の１つの実現形態においては、前述の米国特許
第4,694,484号に見られるような固定局装置（この装置
は各セルの中央放射ポイントに見られる）を採用してい
る。さらに、セルラー加入者装置（遠隔ユニット）は移
動または携帯無線トランシーバでよい。移動無線装置は
アメリカ合衆国イリノイ州シャンバーグのモトローラサ
ービス出版によって発行されたモトローラインストラク
ションマニアル第68P81039E25に記載されたものでよ
く、かつ携帯セルラー無線装置はアメリカ合衆国イリノ
イ州シャンバーグのモトローラサービス出版によって発
行されたモトローラインストラクションマニアル第68P8
1046E60−Ｂに記載されたものでよい。
第4,694,484号に見られるような固定局装置（この装置
は各セルの中央放射ポイントに見られる）を採用してい
る。さらに、セルラー加入者装置（遠隔ユニット）は移
動または携帯無線トランシーバでよい。移動無線装置は
アメリカ合衆国イリノイ州シャンバーグのモトローラサ
ービス出版によって発行されたモトローラインストラク
ションマニアル第68P81039E25に記載されたものでよ
く、かつ携帯セルラー無線装置はアメリカ合衆国イリノ
イ州シャンバーグのモトローラサービス出版によって発
行されたモトローラインストラクションマニアル第68P8
1046E60−Ｂに記載されたものでよい。
セクターセルのサービス範囲（カバレージ）を作り出
す固定局トランシーバと方向性アンテナとの間の相互接
続を示すより詳細なブロック図が第３図に示されてい
る。ここでは、トランシーバ300は、中心局101を中心と
するセルの固定無線装置であるトランシーバ203のグル
ープの一部である。アンテナセクター１をトランシーバ
300が結合される代表セクターであるものとすると、こ
のセルのセクターに対するサービス範囲を提供する方向
性アンテナは送受切換器（duplexer）301に結合され、
この送受切換器301はトランシーバ300の送信機303をア
ンテナに結合することを可能ならしめ、一方同時にトラ
ンシーバ300の受信機305の動作を同じアンテナから許容
する。セクター１のアンテナで受信された信号は送受切
換器301を通して受信機多重結合器（multicoupler）307
に結合される。受信機の多重結合器307は信号増幅とセ
クター１（受信機305）で動作している受信機およびセ
クター６（セクター１の左）で動作している受信機そし
てセクター２（アンテナセクター１の右）で動作してい
る受信機への信号分配とを行なう。このようにして、中
心局101からサービスを受けるセルにおいてかつこのセ
ルのセクター１において動作しているCSE208は、受信機
多重結合器307を通してのみでなく、送受切換器309およ
び受信機多重結合器311を通してセクター２のアンテナ
により、さらには送受切換器313および受信機多重結合
器315を通してセクター６のアンテナから、受信機305に
よって受信され得ることが理解できる。従って受信機30
5はセクター１またはセクター２またはセクター３から
のアンテナを選ぶことができる。受信機305がダイバシ
ティーの能力を有しておれば３つのセクターのアンテナ
の任意のものから受信した信号は伝統的な方式で結合す
ることができる。
す固定局トランシーバと方向性アンテナとの間の相互接
続を示すより詳細なブロック図が第３図に示されてい
る。ここでは、トランシーバ300は、中心局101を中心と
するセルの固定無線装置であるトランシーバ203のグル
ープの一部である。アンテナセクター１をトランシーバ
300が結合される代表セクターであるものとすると、こ
のセルのセクターに対するサービス範囲を提供する方向
性アンテナは送受切換器（duplexer）301に結合され、
この送受切換器301はトランシーバ300の送信機303をア
ンテナに結合することを可能ならしめ、一方同時にトラ
ンシーバ300の受信機305の動作を同じアンテナから許容
する。セクター１のアンテナで受信された信号は送受切
換器301を通して受信機多重結合器（multicoupler）307
に結合される。受信機の多重結合器307は信号増幅とセ
クター１（受信機305）で動作している受信機およびセ
クター６（セクター１の左）で動作している受信機そし
てセクター２（アンテナセクター１の右）で動作してい
る受信機への信号分配とを行なう。このようにして、中
心局101からサービスを受けるセルにおいてかつこのセ
ルのセクター１において動作しているCSE208は、受信機
多重結合器307を通してのみでなく、送受切換器309およ
び受信機多重結合器311を通してセクター２のアンテナ
により、さらには送受切換器313および受信機多重結合
器315を通してセクター６のアンテナから、受信機305に
よって受信され得ることが理解できる。従って受信機30
5はセクター１またはセクター２またはセクター３から
のアンテナを選ぶことができる。受信機305がダイバシ
ティーの能力を有しておれば３つのセクターのアンテナ
の任意のものから受信した信号は伝統的な方式で結合す
ることができる。
第３図に示されるような受信機の構成は１つのセクタ
ーから他のセクターへ移動するセルラー加入者装置のハ
ンドオフに役立つ。セクター1,2,および６のアンテナか
らの受信機305における信号強度または信号品質を比較
することにより、セルラー加入者装置が、例えば、セク
ター１からセクター６へ移動したときを決定することが
できる。
ーから他のセクターへ移動するセルラー加入者装置のハ
ンドオフに役立つ。セクター1,2,および６のアンテナか
らの受信機305における信号強度または信号品質を比較
することにより、セルラー加入者装置が、例えば、セク
ター１からセクター６へ移動したときを決定することが
できる。
しかしながら、このようなセクター・セクターハンド
オフは信号強度または品質の測定および基地局コントロ
ーラ205によるハンドオフ処理を必要とする。さらに、
そのようなセクター・セクターハンドオフ処理は基地局
コントローラ205および受信機305による連続的な信号品
質の測定処理を必要とし、それにより他の目的に使用さ
れ得る処理時間を拘束する。本発明は、各CSEの必要に
基づきハンドオフが必要かどうかを決定することにより
基地局コントローラおよび受信機による周期的な信号強
度または品質の測定の必要性を除去するものである。こ
れにより、周期的な信号強度または品質の測定のために
必要とされた処理時間が節約される。
オフは信号強度または品質の測定および基地局コントロ
ーラ205によるハンドオフ処理を必要とする。さらに、
そのようなセクター・セクターハンドオフ処理は基地局
コントローラ205および受信機305による連続的な信号品
質の測定処理を必要とし、それにより他の目的に使用さ
れ得る処理時間を拘束する。本発明は、各CSEの必要に
基づきハンドオフが必要かどうかを決定することにより
基地局コントローラおよび受信機による周期的な信号強
度または品質の測定の必要性を除去するものである。こ
れにより、周期的な信号強度または品質の測定のために
必要とされた処理時間が節約される。
第４図は、セルの１個のセクターに利用できる方向性
アンテナの典型的な水平パターンを示す。アンテナの水
平パターンは伝統的に極座標グラフでえがかれ、所定仰
角におけるアンテナ周りの位置は角度θＨにより表わさ
れ、かつ受信または送信信号の強度は極グラフの原点を
中心とするベクトルの先端で表わされる。このアンテナ
パターンはアンテナが信号を受信できる、あるいはアン
テナが信号を送信できる領域と同等視することができ
る。従って、アンテナビームの境界はアンテナで受信さ
れる、あるいはアンテナから送信される一定の信号強度
の大きさを表わすアンテナパターンの境界である。セル
ラー加入者装置208がセクターのアンテナパターン内で
移動するに応じて、ボーアサイトまたは最大アンテナゲ
インの点からのその方位角θＨはボーアサイト（θＨ＝
０）で見られる最大信号強度からいくらか減衰した信号
強度を示す。本発明は、方向性アンテナのボーアサイト
からの偏移角に基づく信号強度のこの変化を、１つのセ
クターの方向性アンテナから受信される信号の強度と関
連する全方向性アンテナから受信される信号の強度とを
比較することにより、利用する。
アンテナの典型的な水平パターンを示す。アンテナの水
平パターンは伝統的に極座標グラフでえがかれ、所定仰
角におけるアンテナ周りの位置は角度θＨにより表わさ
れ、かつ受信または送信信号の強度は極グラフの原点を
中心とするベクトルの先端で表わされる。このアンテナ
パターンはアンテナが信号を受信できる、あるいはアン
テナが信号を送信できる領域と同等視することができ
る。従って、アンテナビームの境界はアンテナで受信さ
れる、あるいはアンテナから送信される一定の信号強度
の大きさを表わすアンテナパターンの境界である。セル
ラー加入者装置208がセクターのアンテナパターン内で
移動するに応じて、ボーアサイトまたは最大アンテナゲ
インの点からのその方位角θＨはボーアサイト（θＨ＝
０）で見られる最大信号強度からいくらか減衰した信号
強度を示す。本発明は、方向性アンテナのボーアサイト
からの偏移角に基づく信号強度のこの変化を、１つのセ
クターの方向性アンテナから受信される信号の強度と関
連する全方向性アンテナから受信される信号の強度とを
比較することにより、利用する。
先に述べたように、直面する問題はCSEが動作してい
るセルまたはセクターを十分に画定できるよう信号強度
または品質を測定すること、および予めハンドオフが必
要であることを決定することにある。従来の信号強度ま
たは品質の測定方法は無線信号経路に対する障害物（建
物、丘、車両、人間、その他）により生ずるようなある
いは反射面（建物、丘、その他）からの無線信号の反射
により生ずるような無線信号電界の変動の影響を受け
た。障害物のない期待される無線経路は１つの建物によ
って遮えぎられるかもしれないし、一方第２の無線経路
が第２の建物からの反射によって作られるかもしれな
い。従って、CSEのハンドオフはさもなければハンドオ
フを要求すべきではない場所において障害物による低い
信号品質を有するCSEに対して指示されるかもしれな
い。同様に、信号の反射または他の構成的干渉はさもな
ければCSEが他のセルまたはセクターにハンドオフされ
るべきである場所において極めて高い信号品質を生ずる
かもしれない。
るセルまたはセクターを十分に画定できるよう信号強度
または品質を測定すること、および予めハンドオフが必
要であることを決定することにある。従来の信号強度ま
たは品質の測定方法は無線信号経路に対する障害物（建
物、丘、車両、人間、その他）により生ずるようなある
いは反射面（建物、丘、その他）からの無線信号の反射
により生ずるような無線信号電界の変動の影響を受け
た。障害物のない期待される無線経路は１つの建物によ
って遮えぎられるかもしれないし、一方第２の無線経路
が第２の建物からの反射によって作られるかもしれな
い。従って、CSEのハンドオフはさもなければハンドオ
フを要求すべきではない場所において障害物による低い
信号品質を有するCSEに対して指示されるかもしれな
い。同様に、信号の反射または他の構成的干渉はさもな
ければCSEが他のセルまたはセクターにハンドオフされ
るべきである場所において極めて高い信号品質を生ずる
かもしれない。
従って、無線電界の動揺（Ｐ）はセクターおよびセル
（およびセルまたはセクター内のホール）の間で非常に
不明確な境界を生ずることになり、不本意にハンドオフ
およびハンドオフ要求の数を増加させる。本発明は、信
号強度または品質の比較測定により境界をより明確に画
定しセルの境界の不明確さを解決する。
（およびセルまたはセクター内のホール）の間で非常に
不明確な境界を生ずることになり、不本意にハンドオフ
およびハンドオフ要求の数を増加させる。本発明は、信
号強度または品質の比較測定により境界をより明確に画
定しセルの境界の不明確さを解決する。
第５図を参照すると、２つのアンテナ、すなわち全方
向性アンテナ501および方向性アンテナ503のアンテナパ
ターンが信号強度の極座標で画かれている。もし、全方
向性および方向性アンテナが完全に相関あるものとすれ
ば、一方で受信される信号は他方で受信される信号に追
従する。従って、唯一の相違は第５図に示されるように
アンテナ利得である。実際には２つの別個のアンテナか
ら完全な相関（correlation）を達成することは困難で
ある。ただし、２つのアンテナからの信号の間で0.7よ
り大きい相関があれば本発明の好ましい実施例に対して
は十分である。全方向性アンテナが示されているが、方
向性特性を有するアンテナも使用できる。そのように広
いビーム幅のアンテナは一般に主方向性アンテナの方向
性アンテナパターンのビーム幅を包含する垂直および水
平パターンを持たねばならない。
向性アンテナ501および方向性アンテナ503のアンテナパ
ターンが信号強度の極座標で画かれている。もし、全方
向性および方向性アンテナが完全に相関あるものとすれ
ば、一方で受信される信号は他方で受信される信号に追
従する。従って、唯一の相違は第５図に示されるように
アンテナ利得である。実際には２つの別個のアンテナか
ら完全な相関（correlation）を達成することは困難で
ある。ただし、２つのアンテナからの信号の間で0.7よ
り大きい相関があれば本発明の好ましい実施例に対して
は十分である。全方向性アンテナが示されているが、方
向性特性を有するアンテナも使用できる。そのように広
いビーム幅のアンテナは一般に主方向性アンテナの方向
性アンテナパターンのビーム幅を包含する垂直および水
平パターンを持たねばならない。
CSEが方向性アンテナのボーアサイト（θＨ＝０）か
ら移動するに応じて、受信信号の強度または品質はアン
テナパターンに応じて減少する。全方向性（あるいは広
いビーム幅の）アンテナに対するボーアサイト（θＨ＝
０）からの角度のこの同じ変化は受信信号の強度または
品質に本質的に変化を生じない。いずれのアンテナから
の半径方向の距離ｄの変化および動揺する電界Ｐの変化
は（アンテナ間の相関のため）双方のアンテナで受信さ
れる信号に等しい変化を生ずる。従って、方向性アンテ
ナによって受信される信号（SD）はボーアサイトからの
水平角（θＨ）ボーアサイトからの垂直角（θＶ）、ア
ンテナからの距離（ｄ）、そして電界の動揺（Ｐ）の関
数である。
ら移動するに応じて、受信信号の強度または品質はアン
テナパターンに応じて減少する。全方向性（あるいは広
いビーム幅の）アンテナに対するボーアサイト（θＨ＝
０）からの角度のこの同じ変化は受信信号の強度または
品質に本質的に変化を生じない。いずれのアンテナから
の半径方向の距離ｄの変化および動揺する電界Ｐの変化
は（アンテナ間の相関のため）双方のアンテナで受信さ
れる信号に等しい変化を生ずる。従って、方向性アンテ
ナによって受信される信号（SD）はボーアサイトからの
水平角（θＨ）ボーアサイトからの垂直角（θＶ）、ア
ンテナからの距離（ｄ）、そして電界の動揺（Ｐ）の関
数である。
SD＝ｆ（θH,θV,d,p） 同様にして、全方向性アンテナから受信される信号
（SO）は距離（ｄ）、ボーアサイトからの垂直角（θ
Ｖ）、および電界の変動（Ｐ）の関数である。
（SO）は距離（ｄ）、ボーアサイトからの垂直角（θ
Ｖ）、および電界の変動（Ｐ）の関数である。
SO＝ｆ（d,θV,p） アンテナが完全に相関している場合には、２つのアン
テナで受信された信号は定数（ｋ）により比例的関係に
あり、この定数は全方向性（広ビーム幅）アンテナパタ
ーンの予め選択されたビーム境界値に設定される。
テナで受信された信号は定数（ｋ）により比例的関係に
あり、この定数は全方向性（広ビーム幅）アンテナパタ
ーンの予め選択されたビーム境界値に設定される。
SD|θH,θV,d＝kSO 従って、全方向性（広ビーム幅）アンテナから受信さ
れた信号が方向性アンテナから受信された信号と比較さ
れると、比例定数ｋを確立することができかつ方向性ア
ンテナのビームの境界を決定に影響を与える電界の動揺
の効果を受けることなく決定できる。好ましい実施例に
おいては、この比較は単一の受信機構成でなされる。さ
らに、本発明の好ましい実施例においては、ｋは３〜7d
Bの間に調整されるが、しかしこれらは単に公称値であ
りシステム設計者の要求に合うように選択することがで
きる。
れた信号が方向性アンテナから受信された信号と比較さ
れると、比例定数ｋを確立することができかつ方向性ア
ンテナのビームの境界を決定に影響を与える電界の動揺
の効果を受けることなく決定できる。好ましい実施例に
おいては、この比較は単一の受信機構成でなされる。さ
らに、本発明の好ましい実施例においては、ｋは３〜7d
Bの間に調整されるが、しかしこれらは単に公称値であ
りシステム設計者の要求に合うように選択することがで
きる。
比例定数ｋを変えることにより、異なる方向性アンテ
ナのビーム境界を画定することができる。この効果はセ
クター化されたセルラーシステムの設計者に特別の干渉
または地形上の必要を満すため特定の方向性アンテナに
よってカバーされるセクターの大きさおよび角度を変え
ることを可能ならしめる。第５図の点線で示された方向
性アンテナパターン505および507はサービス領域の角度
および範囲の増加および減少を示している。
ナのビーム境界を画定することができる。この効果はセ
クター化されたセルラーシステムの設計者に特別の干渉
または地形上の必要を満すため特定の方向性アンテナに
よってカバーされるセクターの大きさおよび角度を変え
ることを可能ならしめる。第５図の点線で示された方向
性アンテナパターン505および507はサービス領域の角度
および範囲の増加および減少を示している。
もし、方向性アンテナおよび広ビームアンテナが完全
に一緒に置かれず、垂直方向セパレーションｈによって
分離されておれば、干渉計効果（interferometer effec
t）が生じる方向性ビーム内の幾つかの場所が発生す
る。この効果は第６図を参照することにより最もよく理
解できる。垂直方向の角度θＶが変化すると、アンテナ
の垂直方向のセパレーションｈのため経路長の差Δｌが
生ずる。経路長の差Δｌは幾何学的に次の様に計算でき
る。
に一緒に置かれず、垂直方向セパレーションｈによって
分離されておれば、干渉計効果（interferometer effec
t）が生じる方向性ビーム内の幾つかの場所が発生す
る。この効果は第６図を参照することにより最もよく理
解できる。垂直方向の角度θＶが変化すると、アンテナ
の垂直方向のセパレーションｈのため経路長の差Δｌが
生ずる。経路長の差Δｌは幾何学的に次の様に計算でき
る。
Δｌ＝h sinθＶ 位相差Ψは経路長の差から次のように計算できる。
ΔΨＶ＝（1/k）（２πΔｌ） ＝（1/k）（２πh sinθＶ） 第8A図および第8B図に示されるように、変調器915に
よって単一のベクトルの位相角の変化として導入される
変調を考察すると、方向性アンテナ801からの信号ベク
トルと広ビームアンテナの信号ベクトル803の間の位相
角Ψは垂直方向の角度θＶが変化するに応じて変化す
る。従って、ボーアサイト（θＶ＝０）においてΨ＝π
/2と仮定すると、得られるペクトルＲは第8A図に示され
るように大部分振幅変調成分を含んでいる。θＶの他の
角度では、広ビームアンテナの信号ベクトルは第8B図に
示されるように加えられ、その結果得られるベクトルＲ
において主として位相変調が生ずる。
よって単一のベクトルの位相角の変化として導入される
変調を考察すると、方向性アンテナ801からの信号ベク
トルと広ビームアンテナの信号ベクトル803の間の位相
角Ψは垂直方向の角度θＶが変化するに応じて変化す
る。従って、ボーアサイト（θＶ＝０）においてΨ＝π
/2と仮定すると、得られるペクトルＲは第8A図に示され
るように大部分振幅変調成分を含んでいる。θＶの他の
角度では、広ビームアンテナの信号ベクトルは第8B図に
示されるように加えられ、その結果得られるベクトルＲ
において主として位相変調が生ずる。
位相シフタ919によって導入される位相シフトは選択
された垂直方向の角度θＶにおいて最大構成的干渉（広
ビームアンテナの信号振幅）に合わせることができる。
好ましい実施例においては、この選択された角度はセル
の中心に対応する。従って、全位相差は ΔΨＴ＝Φ＋ｎΨＶ＝ｎπ/2 ここで、広ビームアンテナ信号の位相変調における最
大値に対してはｎ＝1,3,5,……であり、かつ広ビームア
ンテナ信号の振幅の最大値に対してはｎ＝2,4,6,……で
ある。
された垂直方向の角度θＶにおいて最大構成的干渉（広
ビームアンテナの信号振幅）に合わせることができる。
好ましい実施例においては、この選択された角度はセル
の中心に対応する。従って、全位相差は ΔΨＴ＝Φ＋ｎΨＶ＝ｎπ/2 ここで、広ビームアンテナ信号の位相変調における最
大値に対してはｎ＝1,3,5,……であり、かつ広ビームア
ンテナ信号の振幅の最大値に対してはｎ＝2,4,6,……で
ある。
干渉計効果の結果は第７図に示されている。位相およ
び振幅の最大および最少は、θＶの異なる値に対応す
る、セルの中心からの距離ｄの異なる値で生ずる。位相
（φ1,φ２）および振幅（A1）の構成的干渉のクレスト
（crests）がθＨおよびｄの異なる値に対して図示され
ている。本発明は位相の最大値は振幅の最少値で生じ、
振幅の最大値は位相の最少値で生ずるという事実を干渉
計効果の打消しのために旨く使用している。
び振幅の最大および最少は、θＶの異なる値に対応す
る、セルの中心からの距離ｄの異なる値で生ずる。位相
（φ1,φ２）および振幅（A1）の構成的干渉のクレスト
（crests）がθＨおよびｄの異なる値に対して図示され
ている。本発明は位相の最大値は振幅の最少値で生じ、
振幅の最大値は位相の最少値で生ずるという事実を干渉
計効果の打消しのために旨く使用している。
次に第９図を参照すると、アンテナ信号比較回路の無
線周波部分の好ましい実施例がブロック図形式で示され
ている。CSE208（第２図）から受信された信号は従来通
り方向性セクターアンテナ901で受信され、かつ多重カ
プラー307を介してCSE208が送信のため割当てられてい
るチャネルを受信するために同調された受信機903に結
合される。受信機903は先に基地局トランシーバ203とし
て示した固定局装置のより大きいグループの一部であ
る。CSE208からの同じ信号は（セルの信号用アンテナで
もよい）広帯域アンテナ905で受信され、かつ従来通り
の方向性カプラー907を介してバンドパス・プリセレク
タ・フィルタ909に結合される。好ましい実施例におい
ては、共通固定局受信周波数に亘り動作するプリセレク
タ909は約20メガヘルツの通過帯域を提供し、帯域内の
全ての所望の受信信号を通過させかつこの帯域外の信号
を排除する。従来通りの位相変調器915が発振器917から
のベースバンド周波数（ML）をCSE208から受信された信
号を含みアンテナ905で受信された各信号に与えるため
に使用できる。なお、変調器909は振幅変調器であって
もよいことは当業者には明らかであろう。この複合信号
は可変移相器919に結合され、該移送器は広ビーム幅ア
ンテナで受信された信号の位相を調節する。増幅器921
で増幅された後、複合信号は分配器923により受信機903
への信号の分割を含め、固定局トランシーバ203の各受
信機に分配される。可変減衰器925がここで使用され従
来通りのカプラ927を介して受信機903に結合される信号
のレベルを調整する。この調整は、アンテナ905および9
01の水平および垂直ゲインの差に加え比例定数ｋを確定
する。
線周波部分の好ましい実施例がブロック図形式で示され
ている。CSE208（第２図）から受信された信号は従来通
り方向性セクターアンテナ901で受信され、かつ多重カ
プラー307を介してCSE208が送信のため割当てられてい
るチャネルを受信するために同調された受信機903に結
合される。受信機903は先に基地局トランシーバ203とし
て示した固定局装置のより大きいグループの一部であ
る。CSE208からの同じ信号は（セルの信号用アンテナで
もよい）広帯域アンテナ905で受信され、かつ従来通り
の方向性カプラー907を介してバンドパス・プリセレク
タ・フィルタ909に結合される。好ましい実施例におい
ては、共通固定局受信周波数に亘り動作するプリセレク
タ909は約20メガヘルツの通過帯域を提供し、帯域内の
全ての所望の受信信号を通過させかつこの帯域外の信号
を排除する。従来通りの位相変調器915が発振器917から
のベースバンド周波数（ML）をCSE208から受信された信
号を含みアンテナ905で受信された各信号に与えるため
に使用できる。なお、変調器909は振幅変調器であって
もよいことは当業者には明らかであろう。この複合信号
は可変移相器919に結合され、該移送器は広ビーム幅ア
ンテナで受信された信号の位相を調節する。増幅器921
で増幅された後、複合信号は分配器923により受信機903
への信号の分割を含め、固定局トランシーバ203の各受
信機に分配される。可変減衰器925がここで使用され従
来通りのカプラ927を介して受信機903に結合される信号
のレベルを調整する。この調整は、アンテナ905および9
01の水平および垂直ゲインの差に加え比例定数ｋを確定
する。
受信機903は、広ビーム幅アンテナ信号の振幅変調分
に比例するMLの受信信号強度表示器（RSSI）の出力、お
よび広ビーム幅アンテナ信号の位相変調分に比例するML
の大きさを有する復調器出力を生成する。受信機903の
復調器出力はCSE208の送信機を変調する信号、SAT（伝
統的なセルラーシステムにおいてCSE送信の存在を表示
しかつ同一チャネル妨害（cochannel interference）を
減少するために使用される、監視用オーディオトーン）
信号、および発振器917からのローカル変調信号を含
む。SAT信号およびローカル変調信号（ML）は第10図に
おいてそれぞれE1およびEMの大きさを有する信号1001お
よび信号1003として示されている。受信機復調出力信号
はローカル変調信号（ML）を伝統的な信号２乗回路1007
および伝統的な加算回路1009に通過させるフィルタ1005
に印加される。受信機903のRSSI信号は周波数MLに同調
された伝統的なフィルタ1011を介して伝統的な信号振幅
２乗器1013および伝統的な信号加算器1009に結合され、
その後ML検知器1015に提供される。このようにして、干
渉計効果が除去された変調信号MLが方向性アンテナのビ
ーム境界を決定するために検知される。複合信号MLの振
幅は振幅検波のような一般に知られた技術の１つにより
検波器1015によって決定される。検波された振幅は伝統
的なしきい値検出器1017に結合され、該検出器1017はML
の振幅が予め定められたレベルより高くなったときハン
ドオフ処理装置にハンドオフ必要信号を通知する。MLの
振幅は広ビーム幅アンテナにより受信された信号に対す
る方向性アンテナにより受信された信号の比に関連す
る。従って、方向性アンテナの信号と広ビーム幅アンテ
ナの信号の比がしきい値検出器のMLの振幅レベルの検出
によって検知された所定の比例定数ｋと等しくなればハ
ンドオフ処理を始めることができる。
に比例するMLの受信信号強度表示器（RSSI）の出力、お
よび広ビーム幅アンテナ信号の位相変調分に比例するML
の大きさを有する復調器出力を生成する。受信機903の
復調器出力はCSE208の送信機を変調する信号、SAT（伝
統的なセルラーシステムにおいてCSE送信の存在を表示
しかつ同一チャネル妨害（cochannel interference）を
減少するために使用される、監視用オーディオトーン）
信号、および発振器917からのローカル変調信号を含
む。SAT信号およびローカル変調信号（ML）は第10図に
おいてそれぞれE1およびEMの大きさを有する信号1001お
よび信号1003として示されている。受信機復調出力信号
はローカル変調信号（ML）を伝統的な信号２乗回路1007
および伝統的な加算回路1009に通過させるフィルタ1005
に印加される。受信機903のRSSI信号は周波数MLに同調
された伝統的なフィルタ1011を介して伝統的な信号振幅
２乗器1013および伝統的な信号加算器1009に結合され、
その後ML検知器1015に提供される。このようにして、干
渉計効果が除去された変調信号MLが方向性アンテナのビ
ーム境界を決定するために検知される。複合信号MLの振
幅は振幅検波のような一般に知られた技術の１つにより
検波器1015によって決定される。検波された振幅は伝統
的なしきい値検出器1017に結合され、該検出器1017はML
の振幅が予め定められたレベルより高くなったときハン
ドオフ処理装置にハンドオフ必要信号を通知する。MLの
振幅は広ビーム幅アンテナにより受信された信号に対す
る方向性アンテナにより受信された信号の比に関連す
る。従って、方向性アンテナの信号と広ビーム幅アンテ
ナの信号の比がしきい値検出器のMLの振幅レベルの検出
によって検知された所定の比例定数ｋと等しくなればハ
ンドオフ処理を始めることができる。
方向性アンテナビームに対する制御の増強は第11図に
示されるようにして実現できる。本発明のこの実施例に
おいては、方向性アンテナのビームは小さな角度αだけ
傾けられており、それによりセルの最大範囲が第12図に
示されるように垂直ビーム幅θＶの上部により（第12
図）のポイント1201）制限されている。このようにし
て、隣接するセルに対する干渉が減少される。
示されるようにして実現できる。本発明のこの実施例に
おいては、方向性アンテナのビームは小さな角度αだけ
傾けられており、それによりセルの最大範囲が第12図に
示されるように垂直ビーム幅θＶの上部により（第12
図）のポイント1201）制限されている。このようにし
て、隣接するセルに対する干渉が減少される。
第11図に示されるように、主方向性アンテナ901およ
び広ビーム幅アンテナ1101は垂直から角度αだけ傾けら
れており、それにより主方向性アンテナの垂直ビーム幅
のボーアサイトが水平より下るようにされている。本発
明においては、角度αは０度と７度との間でよいが、勿
論より大きな角度を用いることもできる。機械的な傾斜
として図式的に示されているが、同じ効果は一般に知ら
れている電子的ビーム傾斜技術によって実現することも
できる。さらに広ビーム幅アンテナも傾けて示されてい
る。これも便宜的なものに過ぎず、広ビーム幅アンテナ
の垂直ビーム幅を主方向性アンテナ901の垂直ビーム幅
を包含するに十分広く、従ってこのような広ビーム幅ア
ンテナ1101の下方への傾斜を不要とすることができる。
び広ビーム幅アンテナ1101は垂直から角度αだけ傾けら
れており、それにより主方向性アンテナの垂直ビーム幅
のボーアサイトが水平より下るようにされている。本発
明においては、角度αは０度と７度との間でよいが、勿
論より大きな角度を用いることもできる。機械的な傾斜
として図式的に示されているが、同じ効果は一般に知ら
れている電子的ビーム傾斜技術によって実現することも
できる。さらに広ビーム幅アンテナも傾けて示されてい
る。これも便宜的なものに過ぎず、広ビーム幅アンテナ
の垂直ビーム幅を主方向性アンテナ901の垂直ビーム幅
を包含するに十分広く、従ってこのような広ビーム幅ア
ンテナ1101の下方への傾斜を不要とすることができる。
以上のように、アンテナビームの境界検知器が示され
かつ説明された。セクター化されたセルラーシステムに
おいては、にせの（spurious）ハンドオフ処理を減少さ
せるために固定局の方向性アンテナビームを画定するこ
とが重要である。これは本発明において、方向性アンテ
ナの受信信号強度を相関ある広ビーム幅アンテナの受信
信号強度と比較することにより達成される。両信号が相
関しているため、両信号間の大きさの差は本質的にアン
テナパターンの差にのみ関係する。もし一定の振幅差の
要素値（factor）が選択されると、方向性アンテナのビ
ーム幅は選択された定数によって画定される。
かつ説明された。セクター化されたセルラーシステムに
おいては、にせの（spurious）ハンドオフ処理を減少さ
せるために固定局の方向性アンテナビームを画定するこ
とが重要である。これは本発明において、方向性アンテ
ナの受信信号強度を相関ある広ビーム幅アンテナの受信
信号強度と比較することにより達成される。両信号が相
関しているため、両信号間の大きさの差は本質的にアン
テナパターンの差にのみ関係する。もし一定の振幅差の
要素値（factor）が選択されると、方向性アンテナのビ
ーム幅は選択された定数によって画定される。
信号強度差の要素値の測定が広ビーム幅アンテナから
受信された信号におけるローカル変調信号を位相変調し
かつ変調された信号を主方向性アンテナからの信号と結
合することにより達成される。干渉計効果がアンテナ間
で生ずるかも知れないから、変調されていないローカル
変調信号の検出の前に振幅変調および位相変調が結合さ
れる。変調されていないローカル変調信号のレベルが
（所望の差の要素値によって決定される）所定のしきい
値を超えると、ハンドオフの必要性が指示される。従っ
て、本発明の特定の実施例が示されかつ記述されたが、
本発明の真の精神および範囲に関連しない変形は当業者
がなし得るから、本発明はそれに限定されるものでなな
い。従って、本発明の請求の範囲によって本発明および
全てのこのような変形が含まれるものである。
受信された信号におけるローカル変調信号を位相変調し
かつ変調された信号を主方向性アンテナからの信号と結
合することにより達成される。干渉計効果がアンテナ間
で生ずるかも知れないから、変調されていないローカル
変調信号の検出の前に振幅変調および位相変調が結合さ
れる。変調されていないローカル変調信号のレベルが
（所望の差の要素値によって決定される）所定のしきい
値を超えると、ハンドオフの必要性が指示される。従っ
て、本発明の特定の実施例が示されかつ記述されたが、
本発明の真の精神および範囲に関連しない変形は当業者
がなし得るから、本発明はそれに限定されるものでなな
い。従って、本発明の請求の範囲によって本発明および
全てのこのような変形が含まれるものである。
第１図は、本発明を適用することができる従来のセクタ
ー化された中心放射３セルパターンを示す概略図であ
る。 第２図は、第１図のセルラーシステムに利用できかつ本
発明を適用できる装置を示すブロック図である。 第３図は、セクター化されたセルラーシステムにおける
装置の配置を示すブロック図である。 第４図は、本発明に使用できる方向性アンテナビームを
示す極座標グラフである。 第５図は、全方向性アンテナビームの極座標グラフに重
ねられた方向性アンテナビームを示す極座標グラフであ
る。 第６図は、干渉計効果がどのようにして生ずるかを説明
するための方向性および広ビームアンテナシステムに対
する無線信号放射を示す説明図である。 第７図は、干渉計効果によって生ずる位相および振幅変
調の最大および最少値を示す極座標および直線座標で示
されるグラフである。 第8A図および第8B図は、主方向性アンテナと広ビームア
ンテナ信号の間の位相がそれぞれπ/2および０である場
合の信号変調ベクトルを示す説明図である。 第９図は、広ビーム幅アンテナ信号を変調しかつその信
号を主方向性アンテナ信号に結合する本発明の回路を示
すブロック図である。 第10図は、本発明において２つのアンテナ間の信号の大
きさの差を検出する回路を示すブロック図である。 第11図は、主方向性アンテナのビーム幅が下方に傾斜し
ている場合の第９図に代る回路を示すブロック図であ
る。 第12図は、第11図の下方傾斜アンテナの垂直ビーム幅を
示す説明図である。 101,102,103;中心局、 201;セルラー電話交換機、 202,203,204;基地トランシーバ、 205,206,207;基地局コントローラ、 208,209,210;セルラー加入者装置、 300;トランシーバ、 301;デュプレクサ、 303;送信機、305;受信機、 307;受信機多重結合器、 901;方向性セクターアンテナ、 905;広ビーム幅アンテナ、 907;方向性結合器、 909;帯域プリセレクタフィルタ、 915;位相変調器、917;発振器、 919;位相器、921;増幅器、 923;分配器、925;可変減衰器、 927;結合器、903;受信機。
ー化された中心放射３セルパターンを示す概略図であ
る。 第２図は、第１図のセルラーシステムに利用できかつ本
発明を適用できる装置を示すブロック図である。 第３図は、セクター化されたセルラーシステムにおける
装置の配置を示すブロック図である。 第４図は、本発明に使用できる方向性アンテナビームを
示す極座標グラフである。 第５図は、全方向性アンテナビームの極座標グラフに重
ねられた方向性アンテナビームを示す極座標グラフであ
る。 第６図は、干渉計効果がどのようにして生ずるかを説明
するための方向性および広ビームアンテナシステムに対
する無線信号放射を示す説明図である。 第７図は、干渉計効果によって生ずる位相および振幅変
調の最大および最少値を示す極座標および直線座標で示
されるグラフである。 第8A図および第8B図は、主方向性アンテナと広ビームア
ンテナ信号の間の位相がそれぞれπ/2および０である場
合の信号変調ベクトルを示す説明図である。 第９図は、広ビーム幅アンテナ信号を変調しかつその信
号を主方向性アンテナ信号に結合する本発明の回路を示
すブロック図である。 第10図は、本発明において２つのアンテナ間の信号の大
きさの差を検出する回路を示すブロック図である。 第11図は、主方向性アンテナのビーム幅が下方に傾斜し
ている場合の第９図に代る回路を示すブロック図であ
る。 第12図は、第11図の下方傾斜アンテナの垂直ビーム幅を
示す説明図である。 101,102,103;中心局、 201;セルラー電話交換機、 202,203,204;基地トランシーバ、 205,206,207;基地局コントローラ、 208,209,210;セルラー加入者装置、 300;トランシーバ、 301;デュプレクサ、 303;送信機、305;受信機、 307;受信機多重結合器、 901;方向性セクターアンテナ、 905;広ビーム幅アンテナ、 907;方向性結合器、 909;帯域プリセレクタフィルタ、 915;位相変調器、917;発振器、 919;位相器、921;増幅器、 923;分配器、925;可変減衰器、 927;結合器、903;受信機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38
Claims (3)
- 【請求項１】セクタ化されたセルのためのセルラー無線
電話システムのアンテナビーム境界ハンドオフ検出装置
であって、 ビーム境界で画定される無線カバレージの第１の地理的
領域から第１の無線信号を受ける少なくとも１つの方向
性アンテナ、 前記第１の地理的領域の少なくとも一部を含む無線カバ
レージの第２の地理的領域から第２の無線信号を受信す
る広ビームアンテナであって、前記第２の無線信号は前
記方向性アンテナおよび前記広ビームアンテナにおいて
前記第１の無線信号に対し高い相関を有するもの、 前記第１の無線信号の大きさを前記第２の無線信号の大
きさと比較する手段、および 前記比較手段に応答して、前記第２の無線信号の大きさ
が前記第１の無線信号の大きさの所定の割合を越える場
合に出力信号を発生することにより前記ビーム境界を決
定する手段、 を具備することを特徴とするセクタ化されたセルのため
のセルラー無線電話システムのアンテナビーム境界ハン
ドオフ検出装置。 - 【請求項２】複数のセルを使用するセルラー無線電話シ
ステムのためのアンテナビーム境界検知装置であって、 第１のアンテナおよび第２のアンテナを具備するアンテ
ナアレイであって、前記アンテナの内の一方は他方のも
のより所定の垂直距離だけ上に配置され、前記第１のア
ンテナはビーム境界によって画定される無線カバレージ
の第１の地理的領域から第１の無線信号を受信するよう
構成されかつ前記第２のアンテナは前記第１の地理的領
域の少なくとも一部を含む無線カバレージの第２の地理
的領域から第２の無線信号を受信するよう構成され、前
記第２の無線信号は前記方向性アンテナおよび前記広ビ
ームアンテナにおいて前記第１の無線信号に対し高い相
関を有するもの、 前記第２の無線信号をローカル変調信号で変調する手
段、 前記変調された第２の無線信号の位相をシフトする手
段、 前記変調されかつ位相シフトされた第２の無線信号およ
び前記第１の無線信号を組み合わせる手段、 前記組み合わされた第１および第２の無線信号を位相お
よび振幅復調して前記ローカル変調信号を回復する手
段、 前記位相および振幅復調する手段からの前記ローカル変
調信号の回復された振幅を検出する手段、および 前記検出された振幅を所定のしきい値と比較する手段、 を具備することを特徴とする複数のセルを使用するセル
ラー無線電話システムのためのアンテナビーム境界検知
装置。 - 【請求項３】複数のセルを使用するセルラー無線電話シ
ステムにおけるアンテナビーム境界の検出方法であっ
て、 ビーム境界によって画定される無線カバレージの第１の
地理的領域を有する第１のアンテナによって第１の無線
信号を受信する段階、 前記第１の地理的領域の少なくとも一部を含む無線カバ
レージの第２の地理的領域を有する第２のアンテナによ
って第２の無線信号を受信する段階であって、該第２の
無線信号は前記方向性アンテナおよび前記広ビームアン
テナにおいて前記第１の無線信号に対し高い相関を有す
るもの、 前記第１の無線信号の大きさを前記第２の無線信号の大
きさと比較する段階、そして 前記比較する段階に応じて、前記第１の無線信号の大き
さと前記第２の無線信号の大きさとの間に所定の大きさ
の関係が存在する場合に出力信号を発生することによっ
て前記ビーム境界を検出する段階、 を具備することを特徴とする複数のセルを用いたセルラ
ー無線電話システムにおけるアンテナビーム境界の検出
方法。
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|---|---|
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1989
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