JP3848678B2 - 通信システム - Google Patents

Description

（技術分野）
この発明は通信システム、特に排他的ではないが４０ＧＨｚ程度の周波数で動作するマルチチャンネル映像分配システムに関するものである。
本明細書において、“異なる周波数の信号チャネル”とは異なる周波数ではあるが同じ偏波面を有する信号チャネルおよび同じ周波数ではあるが異なる偏波面、例えば垂直または水平偏波面を有する信号チャネルを意味するものである。
（背景技術）
かかる周波数で動作する映像分配システムは、本質的には見通し伝送であり、陸上基地の場合には一定の間隔で中継局を設ける必要である。かかる場合の問題点は、希望波伝送が妨害波伝送より２０ｄＢ電力が大きくなければ、受信機が２つまたはそれ以上の伝送を受信する場所で、符号間干渉（ＩＳＩ）の問題が存在することである。
ＩＳＩの問題を低減する方法は、地理的地域を異なる周波数で動作する送信機で規定される複数のセルに分割することにある。ＩＳＩの問題を避けるため、２つの隣り合ったセルは同じ周波数では動作しない。周波数再利用スキームが電気通信分野で知られており、このスキームでは同じ周波数で動作する２つのセル間の距離を十分大きくして相互干渉が最小になるようにしている。このスキームの欠点は、大きな地理的地域を満足にカバーするためには相対的に多数の異なる周波数チャネルを使用しなければならないということである。
（発明の開示）
この発明の目的は準備せねばならぬ周波数の数を最小にせんとするものである。
本発明によれば、同じ周波数で動作する対角方向に互いに反対向きに配置された信号伝播手段を有する複数対のセルを具える通信システムを提供する。
本発明に係わる通信システムの一実施態様は、複数の方向性信号伝播手段を具え、各方向性伝播手段が１つのセルを規定し、前記セルが複数対の隣接する行として配置され、各行が第１、第２、第３および第４の信号をそれぞれ送信する４つの伝播手段の同じ繰りかえし順序を具え、順次の対の隣接する行における前記４つの伝播手段の繰り返し順序が互いに１セル分だけオフセットされ、且つ各対の隣接する行内における前記セルからなる行列の対角方向に配列された前記伝播手段の対が同じ周波数および同じ偏波面を有する信号を送信することを特徴とする。
本発明に係る通信システムで使用される基地局は、送信手段と、該送信手段に連結された互いにほぼ反対方向に向けられた第１のおよび第２の信号伝播手段とを具えることを特徴とする。
この発明は、方向性信号伝播手段を使用することによって、たった４つの周波数チャンネルを用い、対角方向に隣接するセルを同じ周波数で動作させる場合に、伝播方向を反対にするとともに伝播手段の前後電界比を最小レベル以上にすれば、周波数再使用を実現することができるという認識に基づいている。適切な方向性信号伝播手段は２８ｄＢの前後電界比と９０度で１７ｄＢのサイドローブとを有する６４度ホーンアンテナとすることができる。たった４つの異なる信号チャンネルを使用するだけであるが、４セルの最も近い同じ周波数で同じ方向の繰りかえしは５セル毎になり、妨害信号に対する距離が希望信号に対する距離の５倍になり、１４ｄＢに等しい搬送波電力（Ｃ）対妨害電力（Ｉ）比が得られる。４つの異なる信号チャンネルは、同じ偏波面（例えば垂直または水平）を有する４つの異なる周波数、または、各々が２つのあらかじめ決められた偏波面（例えば垂直と水平）の何れかで送信される２つの異なる周波数とすることができる。後者の場合、ミリ波長で動作する際におけるセルの大きさに依存する雨による減衰効果を考慮して、垂直偏波信号は水平偏波信号より低い電力で送信することができる。
以下添付図面を参照し実施例につき本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係る通信システムで使用する周波数再利用スキームの例を示すチャートである。
図２は本発明に係る通信システムの線図である。
図面中同じ参照符号は対応する特徴を示すのに使用されている。
図１を参照するに、周波数再利用スキームを示すチャートでは各セルは４角形で表示されているが、実際は各セルはほぼ円形である。４つの信号チャンネルＡ，Ｂ，ＣおよびＤが用意されている。チャートは行Ｒ１−Ｒ１２と列Ｖ１−Ｖ１２のマトリクスを具えている。各行は信号チャンネルＡ，Ｂ，ＣおよびＤの繰りかえし順序を具えている。チャートは複数対の隣接する行として考えることができ、各対における偶数番号の行はその前の奇数番号の隣接する行に対して信号チャネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの繰り返し順序が１セル分だけオフセットしている。複数対の隣接する行の交互の対のオフセットは互いに反対向きである。特に、これらのオフセットはＶ１からＶ１２の列によって規定される。図を見れば、列は４列の繰りかえしグループをなし、同じオフセットを有する２つの列はないことがわかる。図示の例では列Ｖ１〜Ｖ４の最初の４つのエントリはＡ，Ｄ，Ｂ，Ｃ；Ｂ，Ａ，Ｃ，Ｄ；Ｃ，Ｂ，Ｄ，ＡおよびＤ，Ｃ，Ａ，Ｂで；これらの順序が下方に繰り返され、列Ｖ５〜Ｖ８およびＶ９〜Ｖ１２においても同様である。干渉を最小にするために、方向性信号伝播手段、例えばホーンアンテナは背中合わせに配置され、その共通点から行および列の直交方向に対し４５度をなす対角方向の通路に沿って外方向に放射するように構成されている。２８ｄＢの前後電界比と９０度で１７ｄＢのサイドローブを有する６４度のホーンアンテナは、同じチャンネル周波数で動作する背中合わせの信号伝播手段からの妨害放射を許容レベルに維持させることができることが確かめられた。
干渉の観点から図１を調べると、行および列方向において、同じ周波数、同じ方向の繰りかえしが５セル毎に発生し、対角方向にもこのくり返しが５セル毎に発生することがわかる。妨害電力（Ｉ）に対する搬送波電力（Ｃ）の比は１４ｄＢに等しく、すなわちＣ／Ｉ＝１４ｄＢである。
図２を参照するに、この図は共通点Ｓ１（図１）を有する行列位置Ｒ１Ｖ１とＲ２Ｖ２に位置するセルに対する通信設備を説明するための図である。送信機ＴｘＡは上述の背中合わせに配置された形の６４度ホーンアンテナによって形成された信号伝播器ＳＰＡ１、ＳＰＡ２にそれぞれ結合されている。
建物１０は信号伝播手段ＳＰＡ２により規定されるセル内に位置するように示されている。無線周波数ダウンコンバータと組み合わされた受信アンテナＡＮＴはその建物の屋根または他の都合のよい位置に置かれ、テレビジョン受信機を具える受信装置Ｒｘに接続されている。受信アンテナＡＮＴは便宜上所要の指向性を維持するように設計されたパッチまたはディッシュアンテナを具え、かかるアンテナは１００ｍｍ〜２００ｍｍの直径を有するものとし得る。
信号チャンネルは、同じ偏波面、例えば垂直または水平の４つの異なる周波数を有する４つの信号チャネル、または各々が２つの偏波面、例えば垂直または水平の２つの異なる周波数を有する４つの信号チャネルを含むことができる。４つの周波数の使用に対する２つの周波数の使用の利点はスペクトルの節約にある。２つの異なる偏波面を有するミリ波周波数で動作するとき考慮する必要がある他の因子は、例えば雨滴の存在による減衰が異なることであり、実効セルサイズへのこの影響を克服するため、垂直偏波信号を発生する送信機は水平偏波信号を発生するものより低い電力で動作される。
以上この発明の開示から他の修正が当業者に明らかであろう。かかる修正は設計、製造およびセルラ方式の通信システムとその部品の使用ですでに知られている他の特徴や、ここで既に説明してきた特徴に代わるかあるいは付加される他の特徴を含むことができる。
（産業上の利用可能性）
マルチチャンネル映像分配システムのようなセルラ型通信システムのための周波数再利用スキーム。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に係る通信システムで使用する周波数再使用計画の例を示すチャートである。
図２は本発明に係る通信システムの線図である。

Claims (9)

1. 複数の方向性無線周波数信号伝播手段を具え、各信号伝播手段が１つのセルを規定する無線通信システムにおいて、前記セルが複数対の隣接する行を具える行列として配列され、各行には、それぞれ第１、第２、第３および第４の周波数チャネルの信号を送信する４つの信号伝播手段が同じ順序で繰りかえし配列され、前記第１、第２、第３および第４の周波数チャネルは互いに異なる周波数及び／又は偏波面を有し、且つ各対の隣接する行における前記４つの信号伝播手段の繰り返し順序が互いに１セル分だけオフセットされ、且つ各対の隣接する行における行列の対角方向に隣接する各対のセルの前記信号伝播手段は前記各対のセルの共通点に前記対角方向に配置され、同じ周波数チャネルの信号を送信することを特徴とする無線通信システム。
2. 各対の隣接する行内の前記対角方向に配置された信号伝播手段の対が隣りの対の隣接する行内の信号伝播手段の対と直交関係にあることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
3. 前記第１および第２の周波数チャネルの信号が第１周波数の直交偏波信号であり、前記第３および第４の周波数チャネルの信号が第２周波数の直交偏波信号であることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
4. 前記直交偏波信号がそれぞれ垂直および水平偏波信号であり、垂直偏波信号が水平偏波信号より低い電力で伝播されることを特徴とする請求項３記載の通信システム。
5. 各信号伝播手段がホーンアンテナを具えることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
6. 各信号伝播手段が２８ｄＢの前後比と９０度で１７ｄＢのサイドロープを有する６４度ホーンアンテナを具えることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
7. 前記第１および第２の周波数チャネルの信号が第１周波数の直交偏波信号であり、前記第３および第４の周波数チャネルの信号が第２周波数の直交偏波信号であることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
8. 前記直交偏波信号がそれぞれ垂直および水平偏波信号であり、垂直偏波信号が水平偏波信号より低い電力で伝播されることを特徴とする請求項７記載の通信システム。
9. 送信手段と、該送信手段に結合された互いに反対向きの第１および第２の信号伝播手段とを具える基地局であって、該第１および第２の信号伝播手段が請求項１に記載された通信システムにおける各対の隣接する行内の対角線方向に配列された前記信号伝播手段の対の１つを構成することを特徴とする基地局。

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