JP2974435B2 - 移動通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は発呼専用端末が利用可能
な移動通信システム及び構内無線通信システムに用いら
れる無線基地局アンテナに関する。

【０００３】

【従来の技術】近年、自動車電話のような発着呼が可能
な移動通信システムが用いられている。これに対して、
コストを低減するため、発呼専用端末が利用できる移動
通信システムが提案されている。

【０００４】従来、この種の発呼専用端末が利用可能な
移動通信システムとして、図３２に示すようなものがあ
る。図面において、この移動通信システムは発呼専用携
帯形端末（発呼専用端末）１０１及び電話網１０５に接
続された無線基地局１０２を有し、発呼専用携帯形端末
１０１が着呼可能な端末（図示略す）に対して、その番
号をダイヤルすることにより回線の設定を可能とするも
のである。

【０００５】この移動通信システムにおいては、発呼専
用携帯形端末１０１が電話をかける際、着呼可能な相手
の電話番号に相当する信号を無線基地局１０２に送出す
る。発呼専用携帯形端末１０１より信号を受信した無線
基地局１０２は電話網１０５を介して相手先の端末を呼
び出す。以上の手続きにより発呼専用携帯形端末１０１
から着呼可能な相手に対して回線が設定される。

【０００６】また、図３３に示すように、発呼専用電話
器（発呼専用端末）１１１ａ及びメッセージページャ１
１１ｂよりなる発呼専用携帯形端末１１１と、電話網１
０５に接続された無線基地局１１２、メッセージページ
ャ基地局１１３及び発着呼可能な電話器（発着呼可能な
端末）１１４とを有し、発着呼可能な端末１１４から発
呼専用携帯形端末１１１と回線を設定したい場合、まず
ページャ機能を利用して、発呼専用携帯形端末１１１を
呼び出し、同時にこのとき、発呼専用携帯形端末１１１
に発着呼可能な端末１１４へ電話を欲しい旨をメッセー
ジ等により表示させ、発呼専用携帯形端末１１１からの
発呼によって最終的な回線の設定を行うものがある。

【０００７】即ち、この移動通信システムにおいては、
発着呼可能な端末１１４から携帯形端末１１１に電話を
かける際、発着呼可能な端末１１４が携帯形端末１１１
のメッセージページャ１１１ｂの持つ電話番号をダイヤ
ルする。その際、メッセージとして発着呼可能な端末１
１４の電話番号を送出する。メッセージページャ基地局
１１３はメッセージと共に携帯形端末１１１を呼び出
す。携帯形端末１１１は呼び出し音と同時にメッセージ
表示画面に表示された電話番号を持つ番号に発呼する。
そして、図３２に示す移動通信システムと同様の手続き
を経て発着呼可能な端末１１４から発呼専用携帯形端末
１１１に対して回線が設定される。

【０００８】さらに、移動通信の分野においては、限ら
れた電波資源を有効に活用するため、定められたチャネ
ル数、つまり周波数帯幅の中にできるだけ多くの端末を
収容するため、小ゾーン化による空間的分離を行うこと
による周波数利用効率の向上が図られている。即ち、こ
れはゾーン半径を小さくすることにより周波数繰返し距
離を小さくする方法である。

【０００９】自動車電話システム等の屋外の移動通信シ
ステムにおいて、無線基地局には、水平面内で無指向性
の指向性パタンを持つアンテナが多く用いられる。これ
は無線基地局に対する無線端末の位置が水平面内のあら
ゆる方向であるためである。これを実現するアンテナは
モノポールやダイポールアンテナを垂直に立てたアンテ
ナあるいはその類似のアンテナとなる。セクタ化が行わ
れることもあるが、基本的にはサービスエリアは基地局
を中心とした六角形またはほぼ同心円として運用されて
いる。この種のアンテナは垂直面内の指向性パタンの最
大放射方向が大地に対して水平方向であるアンテナとな
る。実際の置局設計では、電波伝搬の特性が地形等によ
り細かく場所的に変化するので、水平方向から数度程ビ
ームチルトを行ってこのゾーン飛び越しなどの問題に対
処しているところもある。しかしながら、基地局のビー
ムチルトを無線システム全体に行った場合の収容可能ト
ラヒック数について検討されたことはこれまでなかっ
た。

【００１０】屋外の移動通信システムでは、基地局アン
テナ高に対して、移動端末との距離が大きいため、基地
局アンテナの位置に対する移動端末の位置はほぼ水平方
向であり、移動局から見た基地局アンテナの仰角は、ほ
ぼ一定と見なせる。例えばゾーン半径３キロメートルの
場合、無線基地局アンテナ高が５０メートルとして、ゾ
ーン端に位置する無線端末から無線基地局アンテナを見
上げる仰角は約０．９５°である。従って、ゾーン間干
渉、即ちゾーン周辺部における干渉を考慮するに際し
て、無線基地局アンテナの垂直平面内の指向性パタンを
考慮して繰返し距離が検討される必要はなかった。

【００１１】また、家庭用コードレス電話システムにお
いても、無線基地局（親機）アンテナには、最大放射方
向が大地に対して水平方向であるホイップアンテナある
いはモノポールアンテナ等が用いられる。これは水平面
内で無指向性であるパタンが必要であるという理由に加
えて、なるべく簡易な構成でアンテナを実現する要求に
応えるためでもある。

【００１２】しかしながら、家庭用コードレス電話の場
合、通常無線基地局は１台であり、また移動端末は１台
あるいは数台であるため、例えばアパートの内部や一戸
建の家屋内等の単一の一定ゾーンでの使用が原則であ
り、アンテナの指向性により周波数利用効率向上を図る
手法が考慮されていたわけではなかった。

【００１３】ところで、複数の無線基地局で一定の連続
したサービスエリアをカバーする事業所コードレス電話
システム等の構内無線通信システムが実用に供されてい
る。このシステムにおける無線基地局には、自動車電話
システム及び家庭用コードレス電話システムと同様に、
ダイポール、モノポール、ブラウンあるいはホイップ等
のアンテナを垂直方向に位置した最大放射方向が水平方
向である垂直面内の指向性パタンを持つアンテナが利用
され、また、一般的にその設置位置として、天井等の見
通しのよい高所が良いと考えられている。

【００１４】この種のアンテナが利用されている一つの
理由は、水平面内全方向性アンテナとして最も実用化し
易く利用しやすいアンテナであるという点にある。即
ち、この種のアンテナはシステム全体の容量を向上する
という観点から採用されているものではなく、基本的な
アンテナとして使用し易いという観点から採用されてい
るにすぎない。これは構内のゾーン設計に対するアンテ
ナの垂直面内の指向性の影響がこれまで定量的に明らか
にされていなかったことが大きな原因である。

【００１５】しかしながら、このような通信システムに
おいては無線基地局アンテナ高に対してゾーン半径が小
さく、無線基地局アンテナから無線端末を見込む角度の
変化が大きいため、その垂直面内のアンテナ指向性パタ
ンを無視することができない。例えば、ゾーン半径２０
メートルの場合、無線基地局アンテナ高が３メートルと
して、ゾーン端に位置する無線端末から無線基地局アン
テナを見上げる仰角は約８．５３°となる。

【００１６】図３４は送信される電波の最大放射方向が
水平方向であるアンテナ８１の代表的な垂直面内の指向
性パタン８２を示す。このような指向性パタン８２を持
つアンテナ８１を無線基地局アンテナとして用い、天井
等の高所に設置した場合、無線基地局と無線端末との距
離が小さいとき、無線端末の位置は無線基地局アンテナ
８１の真下付近となり、指向性パタン８２のメインビー
ムから大きく外れるため、図３５に示すような垂直面内
の指向性を持たないアンテナ９０に比して受信電界強度
が弱くなる。逆に無線基地局と無線端末との距離が大き
いとき、無線端末の位置は無線基地局アンテナ８１のほ
ぼ水平方向となり、指向性パタン８２のメインビームに
入るため、垂直面内の指向性を持たないアンテナ９０に
比して受信電界強度が強くなる。

【００１７】従って、上記の基地局アンテナ８１を用い
た場合、ゾ−ン半径が小さいとゾーン端に端末が位置し
た場合、自ゾーンの基地局のメインビームから外れてい
るにもかかわらず、逆に同じ周波数を用いる他のゾーン
の基地局のほぼメインビームに位置することになる。こ
のため干渉が大きくなることにより小ゾーン化すること
ができず、周波数利用効率を上げられない。

【００１８】以上述べた点は自明であるが、例えば自動
車電話システム等の屋外の通信システムでは、無線基地
局と無線端末の距離が長く伝搬損が大きいので、限られ
た送信電力のなかで伝搬損を補うために、水平（遠方）
方向での指向性利得の向上によりこれを捕わなければな
らなかったのが現実であった。即ち、アンテナ直下の電
力密度を最大とする様な送信アンテナの指向性パタンは
現実の回線設計では採用することができなかったのが屋
外のシステムの現実であった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の移動通
信システムにおいては、発呼専用携帯形端末１１１と端
末１１４との間の回線の設定は最終的に携帯形端末１１
１からの発呼によって行われるため、端末１１４は発着
呼可能でなければならない。つまり、発呼専用携帯形端
末１１１同士間では回線が設定できないという問題点が
あった。また、構内無線通信システムの無線基地局アン
テナは、その垂直面内の指向性パタンの影響により、ト
ラヒックの増加に伴う周波数利用効率の向上のための小
ゾーン化ができないという問題点があった。さらに、水
平方向に主ビームを持つ無線基地局アンテナでは電波伝
搬特性の変化が発生するとゾーン繰返し数などの重要な
システムパラメータを大きく変更しなければならないと
いう問題点があった。

【００２０】本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、
少なくとも発呼が可能である端末から発呼専用端末に対
して回線が設定できる移動通信システム及びアンテナを
天井等の高所に設置した場合においても、小ゾーン化し
た構内無線通信システムを構築し、周波数の有効利用を
図ることができ、電波伝搬の特性が変化してもゾーン繰
返し数などの重要なシステムパラメータの変更を行わず
にシステム全体が安定に動作する構内無線通信システム
用無線基地局アンテナを提供するものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明の移動通信システムは、少なくとも発呼が
可能な端末と、発呼専用端末とページャとを組み合わ
せ、上記ページャが呼び出しを受けたときに上記発呼専
用端末が自動的に特定の番号をダイヤルする機能を持つ
携帯形端末と、上記携型形端末と送受信を行い既存の電
話網に接続される無線基地局と、上記既存の電話網に接
続され、既存の電話網との間で少なくとも２回線を持つ
中継用端末とを具備する。上記中継用端末は、上記着呼
装置が第１の回線を介して発呼可能端末から発信を受け
たときに、上記第１の回線を保留する回線保留装置と、
第２の回線を介して上記携帯形端末のページャを呼び出
す携帯形端末呼出手段と、携帯形端末のページャを呼び
出した後に自動的に第２の回線を遮断する自動回線遮断
装置と、所定時間内に第２の回線を介して携帯形端末か
らの呼を受信した場合に、受信した呼を前記保留されて
いる第１の回線に接続する回線接続装置とを備える。
また、本発明の携帯用端末は、ページャと、発呼専用端
末と、自動ダイヤル装置とを備え、ページャでページン
グを受けた問い場合に、自動ダイヤル装置によって発呼
専用端末から移動通信システム内の中継用端末に対して
自動的に発呼を行う。これにより、通常の発着呼可能の
携帯用端末と同様の機能と使用感を達成することができ
る。

【００２２】また、複数の無線基地局で一定の連続した
サービスエリアをカバーする構内無線通信システム用無
線基地局アンテナにおいて、天井等の高所に設置され送
信される電波の最大放射方向が床面方向である垂直面内
の指向性パタンを持ち、または天井等の高所に設置され
送信される電波の最大放射方向が水平方向から下方にビ
ームチルトされた垂直面内の指向性パタンを持つもので
ある。

【００２３】

【作用】上記構成においては、発呼可能端末から発呼専
用端末とページャを組み合わせた携帯形端末に回線を設
定したい場合に、発呼可能端末は少なくとも２回線を備
えた中継用端末を呼び出す。この中継用端末は、公衆電
話網自体にはなんの変更を加えることもなく、所望の場
所から通常の手段を用いて既存の電話網に接続されてい
る。呼び出された中継端末は、その回線を保留しつつ、
第２の回線を用いて携帯形端末内のページャを呼び出
す。中継用端末は、ページャ呼び出しの後に第２の回線
を自動的に遮断して、携帯形端末からの発呼を待つ。呼
び出された携帯形端末は直ちに発呼専用端末により、第
２の回線を介して中継用端末との間に回線を設定する。
中継用端末は、所定時間内に携帯形端末からの呼を受信
したならば、携帯形端末との間に設定された回線と先に
保留していた発呼可能端末との間に設定された回線とを
接続する。これにより、発呼可能端末と携帯形端末との
間に回線が設定される。また、携帯用端末は、ページン
グを受けた際に、自動的に移動通信システム内の中継用
端末に対して発呼するので、通常の発着呼可能の携帯用
端末と同様の機能と使用感を達成することができる。

【００２４】また、無線基地局アンテナに最大放射方向
が垂直方向（床方向）であるという垂直平面内の指向性
パタンのアンテナを用いる。これにより、無線基地局ア
ンテナの真下付近がメインビームとなるため、端末が基
地局アンテナから離れるほどメインビームから遠ざかる
ことになる。即ち、基地局アンテナの近くでは、垂直面
内の指向性を持たないアンテナに比して受信電界強度が
強く、逆に遠くになると、垂直面内の指向性を持たない
アンテナに比して受信電界強度が弱くなるという特性と
なる。従って、基地局アンテナの近くでは、受信電界強
度が強く、逆に遠くになると、受信電界強度が弱くなる
という特性になる。これにより、繰返し距離を低く抑え
ることが可能となり、この結果ゾーン半径を小さくする
ことが可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の移動通信システムに係わる実
施例を図１乃至図１８に基づいて詳細に説明する。

【００２６】図１は第１の実施例に係る移動通信システ
ムを示す構成図である。この移動通信システムは携帯形
端末１と、電話網５に接続された無線基地局２、中継用
端末３、発呼可能端末４及びページャ基地局６とから構
成されている。以上の構成要素のうち、電話網５、ペー
ジャ基地局６は既存のページングシステムを構成するも
のである。携帯形端末１は図２に示すように、発呼専用
端末２１、ページャ２２及び自動ダイヤル装置２３より
成っている。無線基地局２は携帯形端末１からの発信を
受信するものである。中継用端末３は少なくとも２本の
回線を持つ発着呼可能な端末であり、図３に示すよう
に、回線保留装置３３、回線接続装置３４及び音声メッ
セージ装置３７が接続された着呼装置３１と、回線接続
装置３４、自動ダイヤル装置３５及び自動回線遮断装置
３６が接続された発着呼装置３２とから成っている。発
呼可能端末４は公衆電話等の少なくとも発呼が可能な端
末である。

【００２７】次に、図１に示す移動通信システムにおい
て、発呼可能端末４から携帯形端末１に対して発呼する
場合の動作について図４により説明する。

【００２８】まず、発呼可能である端末４は電話網を介
して、中継用端末３内の着呼装置３１に発信する。着呼
装置３１は端末４からの発信を受けると、回線保留装置
３３により、その回線を直ちに保留状態にする一方、も
う一つの回線を用いて、自動ダイヤル装置３５、発着呼
装置３２により、ページャ基地局６を介して、携帯形端
末１内のページャ２２を呼び出し、その後自動回線遮断
装置３６により回線を自動的に遮断する。中継用端末よ
り呼び出しを受けた携帯形端末１内のページャ２２は自
動ダイヤル装置２３によって、自動的に発呼専用端末２
１より、無線基地局２、電話網５を介して中継用端末３
に対して発呼する。これにより、携帯形端末１と中継用
端末３の間に回線が設定される。中継用端末３は予め端
末４との回線を保持しているので、回線接続装置３４に
より、携帯形端末１との間に設定された回線を、保留状
態の発呼可能端末４と接続すれば、最終的に携帯形端末
１と端末４との間で回線が設定される。

【００２９】また、図５に示すように、中継用端末３は
ページャで使用しているフレーム周期の所定の倍数の期
間回線を保持した後、携帯形端末１からの発呼がなけれ
ば、音声メッセージ装置３７により、端末４に対して、
携帯形端末１との回線設定ができない旨のメッセージを
自動的に発する。これは携帯形端末１がページャの呼び
出し可能区域外にいるかあるいは携帯形端末１が話中で
あるかあるいはその他の理由により、携帯形端末１から
中継用端末３に対して発呼ができなかった場合に、端末
４に対して、その旨を伝え、回線の保留状態を打ち切る
ためである。

【００３０】以下、表現を簡略化するために、発呼可能
端末４から携帯形端末１に対して回線を設定しようとす
る者を「発呼者」、携帯形端末１保持者を「着呼者」と
呼び換える。

【００３１】図６は第２の実施例を示す。これは携帯形
端末１に着呼用呼び出し音発生装置４４を加えたもので
あり、図７に示すように、携帯形端末１がページングを
受けた時点では鳴動せず、転送接続が終了して初めて着
呼音を鳴動させる機能を備えたものである。即ち、回線
の接続がなされた時点で着呼音を鳴動させるものであ
る。

【００３２】図８は第３の実施例を示す。これは携帯形
端末１がページングを受けたにもかかわらず、何等かの
原因で転送接続ができなかったときのために、その旨を
伝える信号を着呼者に知らしめるべく発する機能を備え
たものである。これは着呼用呼び出し音発生装置４４に
よる着呼音とは異なるタイプの鳴動音等によるものとす
る。さらに、表示装置５５により転送接続できない原因
を着呼用に知らしめるべく表示する機能を備えたもので
ある。

【００３３】次に、第４の実施例は携帯形端末１が複数
のモードを備えたものである。例えば、本発明の自動転
送接続を行うモード（自動転送モード）、自動転送接続
を行わないモード（非自動転送モード）、ページャのみ
独立して使用するモード（ページングモード）等を備え
たものである。

【００３４】図９は第５の実施例を示す。これは携帯形
端末１のモードを中継用端末３が把持する機能を備えた
ものである。このために携帯形端末１がモードを変更し
た場合、携帯形端末１はその事を中継用端末３に伝える
べく、自動ダイヤル装置２３により、中継用端末３に自
動発呼し、モード変更情報を送出する機能を備えたもの
とする。

【００３５】図１０は第６の実施例を示す。これは中継
用端末３があらかじめ任意に定めた一定の時間以内に、
携帯形端末１から信号が発せられない時、自動的に自動
転送モードをやめる機能を備えたものである。これは携
帯形端末１が発呼可能な区域に不在である場合、無駄な
発呼を避けるためである。

【００３６】次に、第７の実施例は着呼者が通話中のと
きのために、携帯形端末１に２回線以上回線を設定でき
る機能を備えたものである。これは回線がＴＤＭＡ方式
の場合には、ハードウェアをなんら変更することなく実
現可能である。

【００３７】図１１は第８の実施例を示す。これは中継
用端末３をオフィス・工場等に設置されたＰＢＸ（構内
交換機）６３とした移動通信システムであり、この場
合、電話網５とは２本以上の回線で接続されたものであ
る。

【００３８】図１２は第９の実施例を示す。これはＰＢ
Ｘ６３にページング専用の回線７７を設け、ペーシング
にはそのページング専用回線７７を用いるものである。

【００３９】図１３は第１０の実施例を示す。これは中
継用ＰＢＸ６３が入退室管理システム８７と連動し、着
呼者が退室すると、自動的に転送モードとなる機能を備
えたものである。

【００４０】次に、第１１の実施例は着呼用の番号にＰ
ＩＤ（Personal ID Number）を用いるものである。

【００４１】次に、第１２の実施例は中継用ＰＢＸ６３
に着呼者の行き先またはその候補が、一つもしくは複数
記憶されており、中継用ＰＢＸ６３は順次そのいずれか
を呼び出すものである。ここで、着呼者の持つ携帯形端
末１のページャ２２には優先順位がついており、優先順
位の高いものから順次呼び出しを行う。この優先順位は
着呼者があらかじめ任意に定めることができる。

【００４２】次に、第１３の実施例は中継用ＰＢＸ６３
が携帯形端末１に対して、自動転送をしたのか、または
中継用ＰＢＸ６３に接続された端末が単純にペーシング
をしたのかを、携帯形端末１において、表示装置５５に
より、表示する機能を備えたものである。または携帯形
端末１が着呼用呼び出し音発生装置４４により、異なっ
た呼び出し音で、その旨を着呼者に対して知らしめる機
能を備えたものである。これは着呼者がその呼び出し音
に対応して、改めて中継用ＰＢＸ６３に接続された端末
に回線を設定するか、あるいは「お待たせしました」等
の着呼調で答えるべきか判断するためである。ただしこ
の実施例においては自動転送されたのか、単純にページ
ングされたのかという情報を伝える必要があるため、ペ
ージングシステムにはメッセージページングシステムを
用いる。このため、ページング基地局６はメッセージペ
ージング基地局となる。

【００４３】次に、第１４の実施例は携帯形端末１が発
呼不可能な区域から発呼可能な区域に移動した場合に、
発呼可能な区域に移動した旨を中継用端末３に知らしめ
るべく自動発呼する機能を備えたものである。

【００４４】図１４は第１５の実施例を示す。これは中
継用端末３の音声メッセージ装置３７が現在呼び出し中
である旨を、発呼者に知らせる機能を備えたものであ
る。

【００４５】図１５は第１６の実施例を示す。これは中
継用端末３の音声メッセージ装置３７が呼び出し中は課
金されている旨を発呼者に知らせる機能を備えたもので
ある。 図１６は第１７の実施例を示す。これは中継用
端末３の音声メッセージ装置３７が発呼者が発呼した端
末がある場所に着呼者は不在である旨と、急ぐ場合は呼
び出すかどうするかという問い合わせを発呼者に伝える
機能を備え、さらに、中継用端末３にそれに対する回答
を発呼者がＤＴＭＦ（Dual Tone Multiple Frequency）
を入力することによって行える機能を持たせたものであ
る。そして、その回答が呼び出して欲しいという場合に
のみ転送接続を行う。

【００４６】図１７は第１８の実施例を示す。これは着
呼者が電話ができない状態にあり、かつその事を中継用
端末３が把持している場合、例えば、携帯形端末１のモ
ードが非自動転送モードである場合、中継用端末３の音
声メッセージ装置３７が折り返し電話をする旨を発呼者
に知らせる機能を備えたものである。

【００４７】図１８は第１９の実施例を示す。これは中
継用端末３に留守番電話機能を持たせることにより、発
呼者が着呼者に対して自動呼び出し転送を行うか、ある
いは留守番電話に音声等のメッセージを記録するかを選
ぶことを可能にしたものである。さらに、中継用端末３
にそれに対する回答を発呼者がＤＴＭＦ(Dual ToneMult
iple Frequency）を入力することによって行える機能を
持たせたものである。そして、その回答がメッセージを
記録するというものであった場合、転送接続を行わな
い。

【００４８】次に、第２０の実施例はページングシステ
ムに広域ページングシステム（ＮＴＴのポケットベル
等）と私設ペーシングシステム（構内ページングシステ
ム等）との２種類用意しておき、ページングは双方１度
に、またはあらかじめ設定した順序で１つづつ、または
どちらか一方を用いるものである。

【００４９】以上の実施例はいずれも公衆電話網と広域
ページングシステムをもとに構成したが、同様のシステ
ムを構内通信網や他の私設網に応用することが可能であ
る。例えば、公衆電話網を専用線とＰＢＸ網で構築され
ている社内専用線網とし、広域ページングシステムは構
内ページングシステムと置き換えてもよい。

【００５０】以下、本発明の構内無線通信システム用無
線基地局アンテナに係わる実施例を図１９乃至図３０に
基づいて詳細に説明する。

【００５１】図１９は第１の実施例に係る無線基地局ア
ンテナ９１の指向性パタン８２を示す図である。同図の
ように、指向性パタン８２は最大放射方向が垂直方向
（床方向）の特性を持つものであり、その垂直面内のパ
タンＰ（θ）は垂直方向をθ＝０°として、次式（１）
となる。

【００５２】 Ｐ（θ）＝ｃｏｓ^a （θ），ａ＞０ （１） このアンテナ９１は最大放射方向である垂直方向から、
θが増えていくにつれて、放射が弱くなり、θ＝９０
°、即ち水平方向への放射は０となる。ここで、ａを仮
に「アンテナ指向性係数」と呼ぶ。

【００５３】このアンテナ９１を用いることにより、最
大放射方向が水平方向であるアンテナを用いた場合に比
べ、大幅に繰返し距離を低減できる。

【００５４】例えば、伝搬定数α＝３．５のとき、高さ
３ｍの天井に上式のアンテナ９１でａ＝１，２，４，８
のものを取り付けた場合のゾーン半径に対する繰返し距
離を図２１に示す。また同条件で天井にアンテナ８１を
取り付けた場合のゾーン半径に対する繰返し距離を図２
０に示す。同図のように、例えばａ＝８の場合、ゾーン
半径が２０ｍのとき、メインビームが水平方向のアンテ
ナを用いた場合の繰返し距離が約９７ｍであるのに対
し、メインビームが垂直方向のアンテナ９１を用いた場
合の繰返し距離は５０ｍとなり、約４８％低減される。

【００５５】次表は上記条件において、最大放射方向が
水平方向のアンテナ及び鉛直方向のアンテナを用いた場
合の伝搬定数αに対するゾーン繰返し距離を示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】これによれば、例えば、ａ＝８の場合、最
大放射方向が水平方向のアンテナは繰返し距離が８５ｍ
から約２３０ｍと大きく変化するのに対して、最大放射
方向が鉛直方向のアンテナは約５０ｍ付近でほとんど変
化しない。

【００６０】また、第２の実施例は最大放射方向が鉛直
方向のアンテナで、かつ次の条件を満たすものである。
即ち、必要なゾーン繰返し距離とゾーン半径の比Ｄ／Ｒ
が次式（２）を満たすものである。

【００６１】 ２．５９≦Ｄ／Ｒ≦９．２３ （２） ただし、減衰定数は２．０、ゾーン半径は２ｍ以上、必
要な長区間平均ＣＩＲは２０ｄＢ、基地局アンテナは高
さ３ｍの天井に設置されているものである。上記条件を
満たすアンテナは、例えば上表に示した最大放射方向が
鉛直方向のアンテナと同じ特性とすることが可能とな
る。

【００６２】図２２は第３の実施例に係る無線基地局ア
ンテナ９２の指向性パタン８２を示す図である。同図の
ように、指向性パタン８２は最大放射方向が水平方向か
ら４５°にビームチルトした特性を持つものであり、そ
の垂直面内のパタンＰ（θ）は垂直方向をθ＝０°とし
て次式（３）となる。

【００６３】 （θ）＝ｃｏｓ^a （θ−φ），ａ＞０ （３） このアンテナ９２は最大放射方向が水平方向であるアン
テナ８１を角度９０°−φだけビームチルトしたもので
ある。φ＝０°のとき、指向性パタン８２は図１９と一
致する。このアンテナ９２を用いることにより、最大放
射方向が水平方向であるアンテナを用いた場合に比べ、
大幅に繰返し距離を低減できる。

【００６４】例えば、伝搬定数α＝３．５のとき、高さ
３ｍの天井に上式のアンテナでａ＝１，２，４，８、φ
＝４５°のものを取り付けた場合の、ゾーン半径に対す
る繰返し距離を図２３に示す。

【００６５】同図によれば、例えばａ＝８の場合、ゾー
ン半径が２０ｍのとき、メインビームが水平方向のアン
テナを用いた場合の繰返し距離が９７ｍであるのに対
し、メインビームが垂直方向のアンテナを用いた場合の
繰返し距離は約８２ｍとなり、約１５％低減される。

【００６６】また、上表において、例えば、ａ＝８の場
合、最大放射方向が水平方向のアンテナは繰返し距離が
８５ｍから約２３０ｍと大きく変化するのに対して、最
大放射方向が水平方向から４５°ビームチルトしたアン
テナは約７４ｍから約１５０ｍと変化は少ない。

【００６７】第４の実施例は最大放射方向が水平方向か
ら４５°ビームチルトしたアンテナで、かつ次の条件を
満たすものである。即ち、必要なゾーン繰返し距離とゾ
ーン半径の比Ｄ／Ｒが次式（４）を満たすものである。

【００６８】 ９．２３≦Ｄ／Ｒ≦１０．８７ （４） ただし、減衰定数は２．０、ゾーン半径は６ｍ以上、必
要な長区間平均ＣＩＲは２０ｄＢ、基地局アンテナは高
さ３ｍの天井に設置されているものである。上記条件を
満たすアンテナは、例えば上表に示した最大放射方向が
水平方向から４５°ビームチルトしたアンテナと同じ特
性とすることが可能となる。

【００６９】最大放射方向が水平方向から４５°ビーム
チルトしたアンテナを用いた場合、最大放射方向が垂直
方向であるアンテナを用いた場合に比して繰返し距離を
大きくとらなければならないが、次に示す効果がある。

【００７０】即ち、φを０°から増やすことにより、必
要な繰返し距離は増加する。言い換えれば他ゾーンから
の干渉量が増える。しかし逆に自ゾーン内でのＣＮＲは
向上する。従ってシステムを設計する場合、必要なＣＮ
Ｒと繰返し距離との兼ね合いを考慮してφを適当な値に
決めることができる。

【００７１】以上の実施例は何れも基地局アンテナに水
平面内全方向性のアンテナを用いるオムニゾーンを仮定
したが、水平面内指向性アンテナを用いて扇型ゾーンを
構成するセクタ化をすることが可能である。

【００７２】また、以上の実施例は何れも移動局アンテ
ナは全方向性（アイソトロピック）と仮定したが、上記
の基地局アンテナの指向性を基地局アンテナと移動局ア
ンテナの合成指向性と置き換えても、本発明の効果を損
なうものではない。

【００７３】図２４は第５の実施例に係る基地局アンテ
ナの構造を示す図である。同図のように、この基地局ア
ンテナは軸モードヘリカルアンテナ８３を用い円偏波で
電波を送受信するものである。

【００７４】図２５は図２４に示した基地局アンテナと
送受信を行うための移動局アンテナの構造を示す図であ
る。同図のように、この移動局アンテナは軸モードヘリ
カルアンテナ８３を用い円偏波で電波を送受信するもの
である。なお、８４は電話器である。

【００７５】図２６（ａ）は基地局アンテナと送受信を
行うための移動局アンテナの構造を示す図である。同図
のように、この移動局アンテナは傾斜型モノポールアン
テナ８５を用いたものである。

【００７６】図２６（ｂ）は基地局アンテナと送受信を
行うための移動局アンテナの構造を示す図である。同図
のように、この移動局アンテナは傾斜型ダイポールアン
テナ８６を用いたものである。図２４に示す基地局アン
テナを図２５または図２６に示す移動局アンテナに組み
合わせて用いることにより、本発明の第１の実施例また
は第２の実施例に記述した特性をもつゾーン構成が可能
である。

【００７７】図２７は第６の実施例に係る基地局アンテ
ナの構造を示す図である。図のように、この基地局アン
テナはビームチルトされたホーンアンテナ８７を用い直
線偏波で電波を送受信するものである。

【００７８】図３１は図２７に示した基地局アンテナと
送受信を行うための移動局アンテナの構造を示す図であ
る。同図のように、この移動局アンテナは垂直モノポー
ルアンテナ２００を用いたものである。なお、この垂直
モノポールアンテナ２００に替えて垂直ダイポールアン
テナを用いても本実施例の効果を損なうものではない。
図２７に示す基地局アンテナと図３１に示す移動局アン
テナとを組み合わせて用いることにより、第３の実施例
または第４の実施例に記述した特性をもつゾーン構成が
可能である。この際、図２８に示すように、図２７のホ
ーンアンテナ８７を、例えば４方向に向けて配置するこ
とによりセクタ化することができる。

【００７９】図２９は本発明の第７の実施例に係る基地
局アンテナと移動局アンテナとの構造を示す図である。
同図のように、基地局アンテナは直下放射型のホーンア
ンテナ８７を用い直線偏波で電波を送受信するものであ
る。また、移動局アンテナは軸モードヘリカルアンテナ
８３を用い円偏波で電波を送受信するものである。図２
９に示す基地局アンテナと移動局アンテナとを組み合わ
せて用いることにより、第１の実施例または第２の実施
例に記述した特性をもつゾーン構成が可能である。 上
述の第５の実施例と第７の実施例において、円偏波を送
受信するために軸モードヘリカルアンテナ８３を仮定し
たが、これに替えて、図３０に示すように、互いに直交
するダイポールアンテナ８９を用いたターンスタイル型
アンテナを用いることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、発呼専用端末が使用可能な移動通信システムにおい
て、既存の電話網にはなんの変更も加えずに、既存の電
話網を利用して発呼可能端末から発呼専用端末とページ
ャを組み合わせた携帯用端末に対して迅速に回線の設定
ができる。また、中継用端末を、オフィス、工場などに
設置したＰＢＸとして構成することも、入退室管理シス
テムと連動させて設置することも可能であり、所望の場
所に簡単に設置することができる。よって、発呼専用端
末とページャを組み合わせた携帯用端末との間に、通常
の発着呼可能端末に接続するような使用感で、迅速に回
線を設定することができる。また携帯用端末は、ページ
ングを受けると自動的に移動通信システム内の中継用端
末に対して発呼を行うので、通常の発着呼可能の携帯用
端末と同様の機能と使用感を達成することができる。

【００８１】また、繰返し距離を低減でき、周波数利用
効率を大幅に上昇させることができるので、限られたチ
ャネル数の中に多数の加入者を収容することができる。
無線システムの設置場所の伝搬特性の変化に対して、ゾ
ーン繰返し数や所要送信電力等のシステムパラメータが
安定であるので、人の移動などによって生ずる不可避的
な伝搬特性の変動に対して、システムの動作が安定でき
る。パーティション・机等の建物内の設備や部屋の構造
の変更に対してもシステムパラメータが安定であるた
め、部屋内部の配置替えや間仕切の変更を行っても、最
初に設けた無線システムを変更なく動作させることがで
きる。システムパラメータが安定であるため、システム
導入前の伝搬測定の予備調査の短縮ができるので、シス
テム設計のための工程数を減らすことができる。システ
ム導入の工期の短縮ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動通信システムの構成図である。

【図２】携帯形端末の構成図である。

【図３】中継用端末の構成図である。

【図４】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図５】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図６】本発明の他の移動通信システムの要部構成図で
ある。

【図７】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図８】本発明の他の移動通信システムの要部構成図で
ある。

【図９】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図１０】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図１１】本発明の他の移動通信システムの要部構成図
である。

【図１２】本発明の他の移動通信システムの要部構成図
である。

【図１３】本発明の他の移動通信システムの要部構成図
である。

【図１４】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図１５】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図１６】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図１７】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図１８】本発明の移動通信システムを説明する図であ
る。

【図１９】本発明の指向性パタンを説明する図である。

【図２０】ゾ−ン半径と繰返し距離との関係図である。

【図２１】ゾ−ン半径と繰返し距離との関係図である。

【図２２】本発明の他の指向性パタンを説明する図であ
る。

【図２３】ゾ−ン半径と繰返し距離との関係図である。

【図２４】基地局アンテナの構造を示す図である。

【図２５】移動局アンテナの構造を示す図である。

【図２６】移動局アンテナの構造を示す図である。

【図２７】基地局アンテナの構造を示す図である。

【図２８】基地局アンテナの構造を示す図である。

【図２９】基地局アンテナと移動局アンテナとの構造を
示す図である。

【図３０】移動局アンテナの構造を示す図である。

【図３１】基地局アンテナの構造を示す図である。

【図３２】従来の移動通信システムの構成図である。

【図３３】従来の移動通信システムの構成図である。

【図３４】従来の指向性パタンを説明する図である。

【図３５】従来の指向性パタンを説明する図である。

【符号の説明】

１ 携帯形端末 ２ 無線基地局 ３ 中継用端末 ４ 発呼可能端末 ５ 電話網 ６ ペ−ジャ基地局 ９１ 基地局アンテナ ８２ 指向性パタン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 康夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 総合研究所内 (56)参考文献 特開 平２−288537（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも発呼が可能な端末と、発呼専
   用端末とページャとを組み合わせ、上記ページャが呼び
   出しを受けたときに上記発呼専用端末が自動的に特定の
   番号をダイヤルする機能を持つ携帯形端末と、上記携型
   形端末と送受信を行い既存の電話網に接続される無線基
   地局と、上記既存の電話網に接続され、既存の電話網と
   の間で少なくとも２回線を持つ中継用端末とを具備し、
   上記中継用端末は、 上記発呼可能な端末から第１の回線を介して呼を受けた
   ときに、上記第１の回線を保留する回線保留装置と、 第２の回線を介して上記携帯形端末のページャを呼び出
   す携帯形端末呼出手段と、 携帯形端末のページャを呼び出した後に自動的に第２の
   回線を遮断する自動回線遮断装置と、 所定時間内に第２の回線を介して携帯形端末からの呼を
   受信した場合に、受信した呼を前記保留されている第１
   の回線に接続する回線接続装置とを備えることを特徴と
   する移動通信システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載の移動通信システム中で使
   用される携帯用端末であって、 ページャと、 発呼専用端末と、 前記ページャがページングを受けた場合に、自動的に前
   記発呼専用端末から移動通信システム中の中継用端末に
   対して発呼する自動ダイヤル装置とを備える携帯用端
   末。