JPH03201727A - セルラーシステムのチャネル配置方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セクタ構成のセルラーシステムのチャネル配
置方式に関する。

（従来の技術） 自動車電話システムのような移動通信システムにおいて
は、サービスエリアを複数のセルに分割し、分割された
セル内をカバーする無線基地局をそれぞれ配置し、干渉
妨害の発生しない無線基地局間で同一周波数を繰返し利
用することにより、周波数の有効利用を図っている。こ
の様な移動通信システムはセルラーシステムと呼ばれて
いる。

セルラーシステムの無線基地局に複数の指向性アンテナ
を配置してセルを更に分割すると、容易にセルサイズが
縮小され、またアンテナ指向性を利用して同一周波数の
繰返し距離が短縮可能なため、周波数利用率をより一層
向上することが出来る。この様に無線基地局に複数の指
向性アンテナを配置してセルを分割した構成は、セクタ
構成と呼ばれている。セクタ構成のセルラーシス・テム
のチャネル配置方式としては、電子通信学会発行「自動
車電話Ｊ（桑原守二監修）第７９頁から第８３頁に記載
されている様に、平行ビーム方式とバックバックビーム
方式とが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 無指向性の基地局アンテナを用いたセル構成においては
、干渉量は同一周波数を用いる干渉層との距離だけに依
存する。従ってクラスタサイズ（繰返しセル数）一定の
下で干渉量を最小にするためには、干渉層を出来るだけ
離して配置する必要がある。セルの形状を正六角形で近
似すると、干渉層との距離を最大にするチャネル配置は
、各基地局から等距離の位置に６局の干渉層を配置した
場合である。

一方、セクタ構成においては、干渉量は干渉層との距離
以外に基地局アンテナの指向性にも依存する。従って基
地局アンテナの指向性を利用して、干渉量を低く抑える
必要がある。しかしながら従来の平行ビーム方式やバッ
クバックビーム方式においては、アンテナ指向性を利用
した干渉除去が十分に行われていない。平行ビーム方式
は、第２図に示す様に無指向性セルと同じく、干渉層と
の距離を最大にしたチャネル配置である。従ってアンテ
ナ指向性のために最小距離にある６干渉局の内の一部の
基地局から強力な干渉を受けてしまう。またバックバッ
クビーム方式は、第３図に示す様にアンテナ指向性を利
用して干渉層との距離を平行ビーム方式より短縮したチ
ャネル配置である。トラフィックが局所的に集中した地
域における周波数利用率を重視したチャネル配置であり
、サービスエリア全体に展開した場合の干渉量は考慮さ
れていない。

このように従来のセクタ構成のチャネル配置方式におい
ては、基地局アンテナの指向性を利用した干渉除去が十
分に行われていないため、全体の干渉量が多いという問
題がある。本発明の目的は、セクタ構成のセルラーシス
テムにおいて干渉量の少ないチャネル配置方式を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本願の発明のチャネル配置方式は、３０’または１５０
°で交わる斜交座標（ｓ、ｔ）において、任意の整数ｉ
１ｊおよび一定の実数Ｒに対して ｓ＝ｖ丁Ｒｉ ｔ＝３Ｒｊ で与えられる斜交座標（ｓ、　ｔ）の位置に無線基地局
を配置し、前記各無線基地局に六つの指向性アンテナを
その最大放射方向がＳ軸の正の方向に対してそれぞれＯ
ｏ、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°
となるように配置することによりモデル化されるセクタ
構成のセルラーシステムのチャネル配置方式であって、
一定の自然数ｎと任意の整数ｊ、におよび一定の実数Ｒ
に対して、斜交座標（ｓ、ｔ）が（Ｖ’Ｎ　Ｒｎｋ、３
Ｒｊ）で与えられる無線基地局の最大放射方向がＳ軸の
正の方向に対してＯｏとなる指向性アンテナによりカバ
ーされるセクタに、同一周波数のチャネルを配置するこ
とを特徴とする。

（作用） この、ようなチャネル配置を３０°で交わる斜交座標の
場合について第４図に示す。第４図において同一周波数
のチャネルが配置されたセクタの基地局間の最小距離は
３Ｒとなるが、十分に鋭い指向性のアンテナを用いれば
これらのセクタ間の干渉を抑えることが出来る。またア
ンテナ指向性の最大利得方向における干渉層との距離は
Ｖ’ＮＲｎとなるが、ｎの値をある程度大きくすること
により干渉を抑えることが出来る。１５０’で交わる斜
交座標の場合のチャネル配置は、第４図をＳ軸を中心に
折返した配置となるため干渉量は同一である。

このように干渉層をアンテナ利得が大きな方向には離し
て、利得が小さな方向には近づけて配置することにより
、基地局アンテナの指向性を十分に利用して干渉量の少
ないセルラーシステムを構築することが出来る。

（実施例） 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のチャネル配置方式において３００で交
わる斜交座標の場合に自然数ｎを４とした場合の実施例
を示す図である。参照数字１ｏ、２ｏはそれぞれ無線基
地局、同一周波数のチャネルが配置されたセクタを示し
ている。この場合の繰返しセクタ数は２４であり、サー
ビスエリア全体をカバーするためには、第２図の平行ビ
ーム方式および第３図のバックバックビーム方式と同様
に異なる周波数のチャネルが最低２４チヤネル必要であ
る。

第１図〜第３図の各チャネル配置方式における干渉量は
、その劣化率により評価出来る。劣化率は、所要品質を
同一周波干渉および熱雑音により満足出来ない確率であ
り、セクタ内のＣＮＲ（希望波対雑音電力比）とＣＩＲ
（希望波対干渉波電力比）の結合密度関数を、所要品質
を満足出来ない範囲に渡って積分することにより求めら
れる。この詳細な方法は、１９８９年電子情報通信学会
秋季全国大会、Ｂ−４９２、第２分冊、第１６２頁、「
アンテナ指向性パタンを考慮したセクタセルの設計］（
金井敏仁）および電子情報通信学会論文誌Ｂ、　Ｖｏｌ
、Ｊ７１−Ｂ、　Ｎｏ、５、第６３３頁〜第６３９頁、
「小ゾーン構成移動通信における厳密な無線回線設計法
」（金井敏仁）に記載されているため、ここでは省略す
る。

以下に示す条件のもとて劣化率を計算する。アンテナ指
向性は、１９８９年電子情報通信学会秋季全国大会、Ｂ
−４９２、第２分冊、第１６２頁、「アンテナ指向性パ
タンを考慮したセクタセルの設計」（金井敏仁著）と同
様に、半値幅６０°の実測パタンを基準にして、半値幅
ｎ０の指向性を与える。またＣを希望波電力、Ｎを雑音
電力、■を干渉波電力としてＣ／（Ｎ　＋　Ｉ）　＜　
１４ｄＢとなる場合を劣化とする。伝搬モデルは、長区
間中央値の距離減衰定数αを３．５、希望波および各干
渉波の短区間中央値は互いに独立に標準偏差σ＝６．０
ｄＢの対数正規分布に従うものとする。

第５図は、送信電力をアンテナ指向性の最大利得方向の
セル境界における長区間平均ＣＮＲが２５ｄＢとなる様
に設定した場合の半値幅に対する劣化率の変化である。

送信電力が同一であるため、劣化率の差は干渉量の差を
示している。第５図は、本発明のチャネル配置方式にお
いて半値幅が５０°以下のアンテナを用いれば、従来の
平行ビーム方式やバックバックビーム方式よりも、干渉
量が少なくなることを示している。例えば半値幅が３０
’の場合、平行ビーム方式の劣化率１１．８％に対して
、本発明のチャネル配置方式の劣化率は７．５％２／３
以下になる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、干渉量の少
ないセクタ構成のセルラーシステムを構築することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のチャネル配置方式の実施例を示す図、
第２図は平行ビーム方式を示す図、第３図はバックバッ
ク方式を示す図、第４図は本発明の詳細な説明するため
の図、第５図は各チャネル配置方式の劣化率を示す図で
ある。 図において、 １０・・・無線基地局、２００９．同一周波数のチャネ
ルが配置されたセクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ３０°または１５０°で交わる斜交座標（ｓ，ｔ）にお
   いて、任意の整数ｉ、ｊおよび一定の実数Ｒに対してｓ
   ＝√３Ｒｉ ｔ＝３Ｒｊ で与えられる斜交座標（ｓ，ｔ）の位置に無線基地局を
   配置し、前記各無線基地局に六つの指向性アンテナをそ
   の最大放射方向がｓ軸の正の方向に対してそれぞれ０°
   、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°と
   なるように配置することによりモデル化されるセクタ構
   成のセルラーシステムのチャネル配置方式であって、一
   定の自然数ｎと任意の整数ｊ、ｋおよび一定の実数Ｒに
   対して、斜交座標（ｓ，ｔ）が（√３Ｒｎｋ，３Ｒｊ）
   で与えられる無線基地局の最大放射方向がｓ軸の正の方
   向に対して０°となる指向性アンテナによりカバーされ
   るセクタに、同一周波数のチャネルを配置することを特
   徴とするチャネル配置方式。