JPH04287429A

JPH04287429A - 移動通信セル構成法

Info

Publication number: JPH04287429A
Application number: JP3077055A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kimura; 正弘木村; Shinichi Ichitsubo; 信一市坪
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1992-10-13

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小セル移動通信方式に
おいて、あるセルのトラヒックが大きく変動し、特定の
時間にそのセルの無線チャネルが不足するのを防止する
ために、セルをオーバーラップして構成する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】移動通信方式のサービスエリアについて
の小セルの構成は、例えば文献『進士昌明編集，“移動
通信”，丸善株式会社発行，平成元年９月３０日発行』
の第１３９ページ第１行から第１４８ページ第１行に示
すように周波数の繰り返し利用を可能にするため、複数
のセルで一つのサービスエリアを覆い、一定の距離以上
に離れた関係にあるセル同士で同一の周波数を繰り返し
て使用する方法を採っている。一つのセルには各々のセ
ルのトラヒックに応じた数の無線チャネルが配置される
が、トラヒックが大きく変動する地域が存在するセルで
は、トラヒックが大きく変動し、増加することにより、
所要の無線チャネルが不足し、通話が不可能になること
がある。これを防止するため、従来は、セルの半径を広
げて隣接局とオーバーラップする場所を作ったり、大セ
ルと小セルの二重構成により、トラヒックの増加を吸収
していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図８に示すように小セ
ル方式では、サービスエリアを複数のセル１０１〜１０
７で覆い、各々のセルにはそのセルのトラヒックに応じ
た数Ｅｉの無線チャネルが予め配置されている。トラヒ
ックが変動して、設計値以上のＥｘ人の加入者が同時に
通信しようとすると、Ｅｘ−Ｅｉの加入者には通信を提
供することが出来ず、これらの加入者の呼は呼損となる
。これを解決する方法としては次のものが考えられる。

【０００４】〈第１の方法〉これは、トラヒックが大き
く変動する地域のセルを隣接するセルとオーバーラップ
させる方法である。以下にこの方法を図９を用いて説明
する。例えば、トラヒックが大きく変動する地域を含む
セル１０８（基地局は１１０）、および、セル１０９（
基地局は１１１）が、５つの無線チャネル、また、その
隣接セルが同じく５つの無線チャネルを有する場合を考
える。オーバーラップが無い場合には、トラヒックが変
動して増加しても、各セル当たり５人までの加入者しか
通信出来ない。しかし、オーバーラップが有る場合には
、オーバーラップの場所（図において斜線を施した部分
）にいる加入者は、隣接セルの無線チャネルが空いてい
る場合、それが使用できる。従って、隣接セルで通信し
ている加入者がいない極端な場合には、トラヒックが増
加しても、最高１０人の加入者までが通信することがで
きる。

【０００５】〈第２の方法〉これは、セルを大セルと小
セルの二重構成にする方法である。以下この方法を図１
０を用いて説明する。例えば、４つの小セル１１２〜１
１５があり、各セルが３つの無線チャネルを有している
とする。この場合、どの小セルでも最高３人までの加入
者しか通信できない。今、これら４つの小セルをカバー
する１つの大セル１１６が、３つの無線チャネルを有す
るとする。大セル１１６がある場合は、ある小セルでト
ラヒックが変動して増加しても、他の小セルで同様に増
加しない限りは、その小セルで最高６人までの加入者が
通信出来る。

【０００６】上述したような各方法の内、隣接セルをオ
ーバーラップさせる第１の方法の場合には、セルを隣接
セルとオーバーラップさせるため、片方または双方の基
地局の送信出力を増加させたり、基地局間の距離を通常
よりも小さくする必要がある。そのため、同一周波数繰
り返し局に対して、同一チャネル干渉許容条件（同一周
波数干渉保護比）を満足できなくなり、同一周波数繰り
返し局を変更しなくてはならず、サービスエリア全体の
周波数利用効率が落ちると言う欠点を有していた。また
、セルの二重構成を採る第２の方法では、移動機送信出
力を大セルに合わせるため、増大させなければならない
と言う欠点を有していた。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てトラヒックが増大したとき、従来のようにサービスエ
リア全体の周波数利用効率を低下させることがなく、ま
た、移動機送信出力を増大させる必要のない方法で、加
入者の呼損を極力少なくすることのできる手段を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
問題点は前記特許請求の範囲に記載した手段により解決
することができる。すなわち、本発明は、サービスエリ
アを複数のセルに分割して、各セルに基地局を設置し、
異なるセルで同一チャネルを繰り返して使用する移動通
信方式において、第１のセルの基地局の無線送信信号を
分岐して、第２のセルの特定の場所まで伝送して指向性
アンテナにより送出し、該指向性アンテナで受信される
信号を第１セルまで伝送し、該第１のセルのアンテナで
受信される信号と前記指向性アンテナで受信されて伝送
された信号とを合成するように構成する移動通信セル構
成法である。

【０００９】

【作用】本発明は、上述の手段により、トラヒックが大
きく変動する地域に対して、その地域を含まない他のセ
ルの無線チャネルも利用可能とすることにより、トラヒ
ックの時間的変動に対処するものである。以下本発明の
作用等に関し、実施例に基づいて詳細に説明する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図であって、
通常のセル１及びトラヒックが大きく変動する地域６を
含むセル２に対して、他のセルの飛び地（サテライトセ
ル５）を構成した状態を示している。トラヒックが大き
く変動する地域６に、その地域を含まないセル１の基地
局３（親基地局）の電波を送受信するための基地局７（
予基地局）をセル２の無線基地局４とは別に設置する。親基地局３と予基地局７の間は有線また無線の伝送路８
で接続される。

【００１０】無線回線の品質は、例えば文献『桑原守二
監修、“自動車電話”、電子情報通信学会発行，昭和６
０年８月１日２版発行』の第１６１ページ第１６行から
第１６３ページ第５行に示すように、（１）基地局・移動局双方の受信レベル（Ｄｍ　，Ｄｂ
　（ｄＢｍ）　）（２）受信したい電波（希望波）の受信レベル（Ｄｍ　
，Ｄｂ　（ｄＢｍ）　）と他の同一周波数を利用してい
るセルからの電波（干渉波）の受信レベル（Ｕｍ　，Ｕ
ｂ　（ｄＢｍ）　）の比（同一周波数干渉保護比、Ｄ／
Ｕ（ｄＢ））により決まり、所要の値を満たさなければ
ならない。

【００１１】図２において、セル２５と２６が同一周波
数を繰り返して使用しているとする。基地局２７，２８
の送信出力は、その基地局から最も遠い位置のセル端に
存在する移動機２９，３０の受信レベルＤｍ　（ｄＢｍ
）　がその所要値を満足するように設定される。同様に
、移動機２９，３０の送信出力は、基地局の所要受信レ
ベルＤｂ　（ｄＢｍ）　を満たすように設定される。ま
た、同一周波数繰り返し局までの距離は、これが短けれ
ば短いほど周波数の利用効率は向上するが、同一周波数
繰り返し局への干渉電波が強くなってしまう。

【００１２】そこで、同一周波数繰り返し局までの距離
Ｄは、セル２６のセル端にいる移動機３０の受信レベル
Ｄｍ　（ｄＢｍ）　と、同一周波数繰り返し局２７から
の電波を移動機３０が受ける受信レベルＵｍ　（ｄＢｍ
）との比（Ｄｍ　−Ｕｍ　（ｄＢ））が所要の同一周波
数干渉保護比〔Ｄ／Ｕ〕（ｄＢ）以上になるように設定
される。また、同時に、基地局２８の受信レベルＤｂ　
（ｄＢｍ）　と、同一周波数繰り返し局２７のセル２５
内の移動機２９からの電波（干渉波）の基地局２８での
受信レベルＵｂ　（ｄＢｍ）　との比（Ｄｂ　−Ｕｂ　
（ｄＢ））も同様に同一周波数干渉保護比〔Ｄ／Ｕ〕（
ｄＢ）以上にならなければならない。

【００１３】例えば、移動機の所要受信レベルを１０（
ｄＢｍ）　、同一周波数干渉保護比を２０（ｄＢ）とす
ると、同一周波数繰り返し局からの電波（干渉波）の受
信レベルＵは−１０（ｄＢｍ）　以下にならなければな
らない。したがって、同一周波数繰り返し局までの距離
は、同一周波数繰り返し局からの電波（干渉波）の受信
レベルが−１０（ｄＢｍ）　以下になるように設定して
いる。

【００１４】次に、本発明のセル構成が所要の受信レベ
ルおよび同一周波数干渉保護比を満足させ得ることを説
明する。同一周波数干渉としては、図３〜図６に示すよ
うに、■他の同一周波数を繰り返す基地局からサテライ
トセル内の移動機への干渉■サテライトセル内の移動機
から他の同一周波数を繰り返す基地局への干渉■子基地
局から他の同一周波数を繰り返すセル内の移動機への干
渉■他の同一周波数を繰り返すセル内の移動機から子基
地局への干渉がある。

【００１５】まず、■について説明する。図３に示すよ
うに、サテライトセル３４の子基地局３６から同一周波
数繰り返し局３７までの距離ＤＳ　は、親基地局３８か
ら同一周波数繰り返し局３７までの距離Ｄよりも短くな
る場合があり、このとき同一周波数繰り返し局３７から
の電波（干渉波）Ｕｍ　レベルがサテライトセルを設け
ない場合に比べて強くなる。そこで、所要の同一周波数
干渉保護比〔Ｄ／Ｕ〕（ｄＢ）を満足するために、サテ
ライトセル３４内の移動機３５の所要受信レベルＤを大
きく設定することにより、この干渉を防止する。

【００１６】次に■について説明する。図４に示すよう
に■と同様、サテライトセル３４の子基地局３６から同
一周波数繰り返し局３７までの距離はＤＳ　、親基地局
３８から同一周波数繰り返し局３７までの距離Ｄよりも
短くなるので、サテライトセル３４内の移動機３５から
同一周波数繰り返し局３７への電波（干渉波）Ｕｂ　が
強くなり、干渉が起こる可能性がある。これは次のよう
に防ぐ。サテライトセル３４の端から子基地局３６への
距離ＲＳ　は小セル３３の端から親基地局３９までの距
離Ｒよりも短いので、移動機３５の送信出力Ｐｍ　は低
くてもよい。そこで、サテライトセル３４内の移動機３
５の子基地局３６から受信レベルＤｍ　が大きいときは
移動機３５の送信出力をＰｍ　小さくするように制御（
送信電力制御）する。

【００１７】これによって、サテライトセル３４内の移
動機３５から同一周波数繰り返し局３７に届く電波のレ
ベルＵｂ　が、小セル３１内の移動機４０から同一周波
数繰り返し局３７に届く電波のレベルＵと同じ程度又は
これ以下に減らされて干渉を十分に抑圧することが出来
る。■についても、図５に示すようにサテライトセル４
１の子基地局４２から同一周波数繰り返し局３７までの
距離ＤＳ　が、親基地局３８から同一周波数繰り返し局
３７までの距離Ｄよりも短くなるため、子基地局４２か
ら送出され同一周波数繰り返し局セル３２内の移動機４
４の受ける電波の受信レベルＵｍ　が大きくなり干渉を
起こす可能性がある。これは、指向性アンテナ４３を用
いて、同一周波数を繰り返すセル３２内の移動機４４の
方向への電波の送信レベルを低減させるこにより対処可
能である。

【００１８】このとき、指向性アンテナ４３の主指向方
向にある同一周波数を繰り返すセル（図示せず）への干
渉に対しては効果はない。しかし、サテライトセル４１
が同一周波数を繰り返すセル３２に近いということは、
逆に他の同一周波数を繰り返すセル（図示せず）に対し
ては遠いということであるから、指向性アンテナ４３の
主指向方向への干渉はもともと問題はない。

【００１９】最後に■について考える。図６に示すよう
に■もサテライトセル４１の子基地局４２から同一周波
数繰り返し局３７までの距離Ｄｓ　が、親基地局３８か
ら同一周波数繰り返し局３７までの距離Ｄよりも短くな
るため、子基地局４２が受ける同一周波数を繰り返すセ
ル３２内の移動機４４からの電波の受信レベルＵｓ　が
大きくなり、干渉となる可能性があるものである。これ
は、■の場合と同様に指向性アンテナ４３を用いて、子
基地局４２が同一周波数を繰り返すセル３２内の移動機
４４から受ける電波の受信レベルＵｓを小さくすること
により対処可能である。

【００２０】図７に、無線基地局の構成例を示す。親基
地局３８の送受信装置４８〜５０から、基地局アンテナ
４５の途中に分配器４６（ハイブリット）を通して、子
基地局４２のアンテナ４３へ接続する。分配器４６から
子基地局４２のアンテナ４３の間のケーブル損失で子基
地局４２からの送信出力が小さくなるのを防ぐため、増
幅器５２を挿入する。親基地局３８及び子基地局４２を
このように構成することにより、子基地局４２は増幅器
５２及びアンテナ４３だけの構成となり、極めて簡単な
構成で実施出来る。また制御上は、子基地局は親基地局
の一部とみなせる。したがって、子基地局を設けること
に対して何らの制御上の変更も必要ない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、トラヒ
ックが大きく変動する地域に、その地域を含まないセル
の基地局の電波を送受信することにより、トラヒックが
大きく変動する地域に割り当てる無線チャネルが増やせ
ることに着目したものである。トラヒックが大きく変動
する地域に送出するその地域を含まないセルの基地局（
子基地局）の出力は小さく、また、移動機の送信出力制
御、指向性アンテナを用いることにより、同一周波数を
使用する他のセルに影響を及ぼさず、正規の繰り返しパ
ターンを乱さないようにできる。また、子基地局によっ
てできる小さなセル（サテライトセル）の半径は小さく
、移動機の出力を増大する必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】小セル方式において、基地局・移動局双方が所
要受信レベルおよび同一周波数干渉保護比を満たしてい
ることを説明するための図である。

【図３】同一周波数を繰り返す基地局から、サテライト
セル内の移動機への干渉を説明するための図である。

【図４】サテライトセル内の移動機から、同一周波数を
繰り返す基地局への干渉を説明するための図である。

【図５】子基地局から、同一周波数を繰り返すセル内の
移動機への干渉を説明するための図である。

【図６】同一周波数を繰り返すセル内の移動機から、子
基地局への干渉の様子を説明するための図である。

【図７】実施例の無線基地局の構成の例を示す図である
。

【図８】移動通信における小セル方式を説明する図であ
る。

【図９】隣接局とのオーバーラップについて説明する図
である。

【図１０】大セルと小セルによるセルの二重構成を説明
する図である。

【符号の説明】

１，２，２５，２６，３１〜３３　　　　小セル３，２
７，３８　　　　親基地局４，３９　　　　無線基地局２８，３７　　　　同一周波数繰り返し局２９，３０，
３５，４０，４４　　　　移動機３４，４１　　　　サ
テライトセル３６，４２　　　　子基地局４３　　　　指向性アンテナ４５　　　　親基地局アンテナ４６　　　　分配器４７　　　　アンテナ共用器４８〜５０　　　　無線基地局送受信装置５１　　　　
無線基地局制御装置５２　　　　増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　サービスエリアを複数のセルに分割し
て、各セルに基地局を設置し、異なるセルで同一チャネ
ルを繰り返して使用する移動通信方式において、第１の
セルの基地局の無線送信信号を分岐して、第２のセルの
特定の場所まで伝送して指向性アンテナにより送出し、
該指向性アンテナで受信される信号を第１のセルまで伝
送し、該第１のセルのアンテナで受信される信号と前記
指向性アンテナで受信されて伝送された信号とを合成す
ることを特徴とする移動通信セル構成法。