JPH04503740A - 区画地域電話方式 - 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】 １■出 本発明は、複数の隣接する区画地域が、それぞれ、−組の異なる割当て伝送周波 数を有し、区画から区画へ移動する移動電話器と連続的に通信を維持する手ばな れ（ｈａｎｄｏｆｆ）装置を備えているタイプの区画地域電話方式に関する。具 体的には、本発明は、この種の電話装置の干渉を低減しまた装置の能力を増大す る、改良された区画地域構成に関する。

又里Ω且呈 通常の区画地域電話方式においては、移動装置が、一つの区画からほかの区画へ 通過する通路を移動するとき、手ばなれが発生する０手ばなれ動作は、手ばなれ 命令あるいは指示を受信する移動電話切換え局（ＭＴＳＯ）により制御される。

移動電話から受信した信号が、事前選択された信号強度以下に低下し、従って、 移動電話が区画の境界にあることを示す場合、手ばなれ命令が一般に発令される 。

区画電話方式内の各区画は、−組の異なる割当て伝送周波数により作動する。移 動電話が一つの区画からほかの区画へ通るとき、手ばなれ信号は、移動電話が入 ろうとしている区画に、移動電話が離脱している区画により伝送されていた周波 数と異なる周波数で伝送し始めることを指示する。同様な手順が、移動電話が次 の隣接区画へ入るときに、行われる。数組の割当て周波数は、隣接区画とは異な り、この組は、干渉問題が発生しいように相互に十分に離れている区画を除いて 、繰り返えされない。

移動電話装置は、一般に、制御装置、トランシーバ−１及びアンテナ装置とより 成っている。各区画地域は、通常、制御装置、無線機、電源設備、データ端末装 置、及びアンテナを備えている。

まな、ＭＴＳＯは、すべての区画地域との調整を行い、適切な処理と切換え装置 を備えている。Ｍ　Ｔ　Ｓ　Ｏは、標準的有線電話装置の電話会社の地域局とも 接続している。ＭＴＳＯと多数の区画地域との間の通信連結は、−Ｓに、マイク ロ波、電話搬送波、あるいはオプチカルファイバーであり、音声と制′４ｎデー タとを区画地域とＭＴＳＯとの間で搬送する。

自動車内の使用者が、移動電話装置の受話器を作動すると、受話器は、区画地域 に割当てられた全チャンネルのなかから指定された、複数の設定チャンネルを調 べる。一般に、全体で４１６チヤンネルから２１の設定チャンネルが割当てられ ている（残りは、通信チャンネルである）０次に、受話器は、最も強い設定チャ ンネルを選ぶため、少しの間追跡する。各地域は異なるチャンネルを割当てられ ている。従って、最強の設定チャンネルを追跡することは、通常、最も近い区画 地域を選択することを意味する。このチャンネルの自己選択は、休止段階で使用 され、使用者から独立して行われる。その選択法には、移動装置を位置決めする 区画地域側の伝送上の負担を削除するので、有利である。チャンネルの自己選択 法の不利な点は、休止中の移動装置の位置の情報が、各区画地域側に現われない ことである。従って、呼出しが、標準の非移動つまり陸上通信線から移動装置へ 発信する場合、呼出し過程が、より長くなる。高い割合いの呼出しが、移動装置 で発信されるので、自己選択法を使用することは、適切である０例えば、１分間 程度過ぎると、自己選択手順が繰り返される。

移動装置から呼出しをするため、使用者は、呼出し番号を移動装置内の発信レジ スタに投入して、番号が正しいことを確認するために点検し、“送り”ボタンを 押す６通話の要請が、上述のように自己選択手順から得られ、選定された設定チ ャンネルへ送られる０区画地域側は、それを受信して、方向上の区画地域で、音 声チャンネルを使用する上で最も良い指向性のアンテナを選定する。同時に、区 画地域側は、要求をＭＴＳＯへ高速度データ中継線を経由して送る。ＭＴＳＯは 、通話に適切な音声チャンネルを選択し、区画地域側は、それにもとづいて最良 の指向性アンテナにより動作して、移動装置に連結する。また、ＭＴＳＯは、電 話線の相手を電話会社の地域局を経由して接続する。

地上電話線の通信者が、移動装置の番号を回すと、電話会社の地域局は、その呼 出された番号が移動電話であることを確認し、呼出しをＭＴＳＯへ回送する。Ｍ ＴＳＯは、その呼出メツセージを移動装置番号と適切な探索アルゴリズムとに基 ずいて数個所の区画地域へ送る。各区画地域は、呼出しを地域の設定チャンネル へ送る。移動装置は、強力な設定チャンネルに自分の呼出しであることを認め、 それを追って、その区画地域へ応答する。また、移動装置は、指示に従って、割 当てられた音声チャンネルに同調して、使用者通報を発信する。

移動装置の使用者が、送信器を切ると、特定の信号（信号音）が、区画地域と両 者へ音声チャンネルと関係なく送られる。移動装置は、最強の設定チャンネルに より呼出しの聴取を再開する。

通話中、二人の通話は、音声チャンネルで行われている。移動装置が、特定の区 画地域の通達範囲から移動すると、受信が弱くなる。そのときの区画地域側は、 音声チャンネルの適切な信号、例えば、１００ミリ秒間のバースト音により、手 ばなれを要求する。そのシステムは、通話を妨害することも、あるいは、使用者 に警報を与えることもなく、通話は、新しい区画地域の新しい周波数のチャンネ ルへ切換える０通話は、使用者が話している間、続く、使用者は、手ばなれが行 われることに気がつかない。

特定地域の通話量が増加すると、通話能力は、特定区画地域の通達範囲を減少す ることにより、増大することが出来る。例えば、一つの区画地域が、最初の半径 の１／４の半径を有する４つの小さい区画に分割されると、通話量は、４倍に増 加する。当然、区画が小さくなると、与えられた能力の区画地域電話システムに 必要な手ばなれは増加する。

適切な環境において、区画が小さくなることは有利であるが、いくつかの問題が 起る。

非常に頻繁に、区画の大きさが、例えば、１マイルよりも小さい半径に小さくな ると、信号強度の通達範囲が、非常に不規則になる。これは、ビル及びほかの構 造物により発生する。従って、これは、移動装置の位置に大きく左右されるよう になる。ほかの問題は、信号の干渉に関連して起る。いくつかの区画地域システ ムでは、通話能力を増大しようとして、小さい単−区画内の数組の周波数が採用 されたが、これには、近くの区画地域と同一周波数、あるいは、隣接周波数を再 使用することの制限が、必要とされる。しかし、全体の通話能力が低下する。

光１漫１詐 本発明により、改良された区画地域構成によって、一層均一な信号通信範囲、低 下した干渉レベル、及び比較的に単純で経済的な構造が導入される。この改良さ れた区画地域は、それぞれが地域の周囲か、あるいは、見つけられるならば、ほ かの適切な場所に配置された複数のアンテナ装置より成り、また、信号の伝播と 受信を区画の境界内にほぼ制約するように、指向性が制限された送信と受信の装 置を有している０区画に割当てられた一組の伝送周波数の各周波数で、各アンテ ナ装置により受信された信号強度は、絶えず監視されている。区画内の各アンテ ナ装置による通達通話領域は、区画の伝送周波数の割当てられた組の各周波数に 関して、各周波数の最強信号を受信した区画内のアンテナ装置により限定される 。

図面の簡単な説明 図１は、本発明に使用された区画地域の代表的配置を示す図である。

図２は、本発明によるアンテナ装置の相互結線を示す図である。

生ｌユ■用旦呈説所 図１に関し、本発明により構成された区画が図示されている。

区画の外側境界は、実線の円１１により外形が形成されている。

円として示されているが、区画は設計図では六角形として表されることがしばし ばある。しかし、実際には、地形及びビルとほかの構造物の存在により、区画１ １の実際の境界は、不規則な形状をなしている。どの場合でも、実線１１は、移 動電話装置が、図示の区画の影響から隣接区画の影響へ通過する位置を表すもの である。

三つの分離したアンテナ装置１３．１５．１７は、区画１１内に′配置されてい る。アンテナ装置１３は、地区１４に配置されているが、アンテナ装置１５と１ ７は、地区１６と１８に配置されている０区画地域内の特定の条件により、ほか の番号のアンテナ装置も有用に使用され、図」で三つのアンテナ装置が使用され ているのは、単に図示するためのものである。各アンテナ装置は、それぞれ、送 信アンテナ１３ａ、１５ａ、１７ａを有している。

また、各アンテナ装置は、２基の受信アンテナ１３ｂと１３Ｃ１］、　５　ｂと ｉｓｃ、１７ｂと１７Ｃを備えている。各地区に一対の受信アンテナがあるのは 、信号の結合により信号のフェージングを低減して、最良受信状態で受信するた めにある。そのほかに、アンテナ装置１３は、以降に説明するように、制御信号 を送る制御送信アンテナ１３ｄと、制御■信号を受信する一対の制御受信アンテ ナ１３ｅと１３１とを備えている。アンテナ地区１４は、主地区と呼ばれ、アン テナ地区１６と１８は、従属地区と言う。区画地域内の地区の位置と地区の数と の決定は、１９８８年２月の車輌技術に関するアイ・イー・イー・イー（ＩＥＥ Ｅ）会報に発表されたり一氏（Ｌｅｅ）の通達範囲予測モデルに基ずいている。

各アンテナ装置には、信号を送受信する際に主に影響を及ぼすそれ自身のゾーン がある。このようにして、主地区１４のアンテナ装Ｗ１３は、点線１３２により 示されたゾーンを存する。同様に、従属地区】６のアンテナ装置１５は、点線１ ５Ｚにより指定された影響ゾーンを有し、従属地区１８のアンテナ装置１７は、 点線１７Ｚにより指定された影響ゾーンを有する。ゾーンがいくつかの領域で重 なっていることが、図１かられかる。影響ゾーン、すなわち、信号の伝播と受信 のゾーンが、区画１１の境界内にほぼあるように回定されるように、指向性がア ンテナ装置に与えられている。このような指向性は、各アンテナ装置つまり地区 に配置された象徴的装置１９として示され適切な装置により備えられている。指 向性装置１９は、各独立したアンテナ用の反射体、あるいは、所望の指向性と伝 達範囲を有するほかのすべての適切な構造物である。しかし、制御アンテナ装置 １３ｄ、１３ｄ、１３ｆは、より大きい影響ゾーンを有するように、制約されて おり、これは、一点鎖線２１により示され、区画１１の範囲とほぼ同じように広 がっている。

具体的には図２に関し、図１の区画に関連した電子装置の構成図である。二つの 従属地区１６と１８は、それぞれ、主地区１４に接続し、それにより制御される ０図示の実施例において、従属地区１６は、三本のケーブル２３．２５．２７を 経由して、主地区１４へ接続している。従属地区１８は、ケーブル２９．３１． ３３を経由して、主地区１４へ接続している。各ケーブルに割りつけられた信号 の個有の特性は、以降に説明する。しかし、一般に、ケーブル２３と２９は、送 信アンテナの信号を送り、ケーブル２５．２７．３１．３３は、受信アンテナの 信号を送る。図の実施例は、ケーブルを経由している従属地区と主地区との間の 通信を示している。この種のケーブルには、例えば、電話搬送線（Ｔｌ　ｃａｒ ｒｉｅｒ　ｃａｂｌｅｓ）、オブティカファイバ、あるいは、これに類するもの などがある。ケーブルは、マイクロウェブに置換えられる。

主地区１４と二つの従属地区１６と１８は、信号処理部を儂えている。主地区１ ４の信号処理部３５は、図２に示されている。

従属地区１６と１８の信号処理部は示されていない、しかし、従属地区１６と１ ８は、いずれも、主地区１４の信号処理部３５と同一の信号処理部を有するもの である。

信号処理部３５は、フィルター３７、増幅器３９、及び変換器４１より成り、こ れらは、上述の順で送信アンテナ１３ａをケーブル出力４３へ接続している。同 様なフィルター４５、増幅器４７、変換器４９は、アンテナ１３ｂをケーブル出 力５１へ接続している。フィルター５３、増幅器５５、変換器４９の同様な配置 は、アンテナ］、　３　ｃをケーブル出力５９へ接続している。

主地区１４において、ケーブル接続２３．２５．２７．２９．３１．３３．４３ ．５１、及び５９は、ゾーン変換、つまり、ゾーンスイッチ６１で終端している 。そのほかに、接続は、各出カケーブル２５．３１．５１から、走査受信器６３ へ接ｖｔ６５．６７．６９を経由して行われている。走査受信器６３は、出力制 鍵信号を、適切な接続部７１を経てゾーンスイッチ６１へ送る。

ゾーンスイッチは、走査受信器６３により測定されているように各地区で受信さ れた信号の強度に従って、各地区１４．１６．１８の間の切換えを行う通切な構 造をなしている。さらに、主地区１４ば、搬送周波数モジエール７３．７５．７ ７を有している。

モジュール７３は、送信器へ割りつけられており、モジュール７５と７７は、受 信器へ割りつけられる。各モジュールは、個々の区画に対し割当てられた一組の 搬送周波数を備えている０例えば、、３９５の音声チャンネルの一部と２１の設 定チャンネルの一部は、一つの独立した区画地域に割当てられている。

モジエール７５と７７で受信されたアンテナからの信号は、結合されて、制御器 ７９へ伝送される。また、制御器は、信号を受信器モジュールへも送る。制御器 は、ケーブル２３．２５．２７のどれが、受信された音声信号をＭＴＳＯへ送る ように接続されているかを調べて決定する制御器は、適切な接続を経由して、Ｍ ＴＳＯへ接続している。さらに、制御器は、三つの制御アンテナ１３ｄ、１３ｅ 、１３ｆの信号を送信受信するトランシーバ８１へ接続している。制御器７９は 、ＭＴＳＯに要求されたチャンネルの信号強度を測定する。最初の通話がこの特 定の区画地域内にあるか、あるいは、その通話が制御器を通りこの特定区画地域 へ手ばなれされる場合には、制御器は、ＭＴＳＯによりその通話に割当てられた 特定周波数で送信を始める。割当てられた周波数は、制御器により測定されたよ うに最低ノイズレベルの周波数である。通話中に、アンテナ装置１３．１５．１ ７のすべてから受信した信号強度が、事前選定レベルより低い場合、制御器は、 ほかの区画地域へ通話を手ばなしするように、手ばなれ処理をＭＴＳＯから始め る。

上、述のシステムが動作しているとき、区画地域で割当周波数ｆ、で作動してい る移動装置は、一般に、区画地域内を移動する。

区画地域内のすべての地区が、移動装置がら、音声信号でなく信号レベル（強度 ）を受信するが、受信した信号レベルが最大である地区だけが、移動装置へ信号 を送信し受信して、通話を形成する。現在送信している地区以外のほかの地区の 受信信号強度が最大になるように、移動装置が移動すると、システムは作動して 、弱い地区の送信器をオフに切換え、より強い信号レベルが受信されている地区 の送信器をオンに切換える。２基のダイパーシティ−受信アンテナも、通話を受 信するために、適切な地区へ切換えられる。しかし、周波数は変わらず、ｆｌの ままである。従って、手ばなれは、従来のような考えでは起らず、ＭＴＳＯは含 まれていない。結果として、手ばなれ負荷が、ほかに、ＭＴＳＯスイッチング装 置へ加わることがない。

図２において、三個の増幅器３９．４７．５３は、フィルター３７．４５．５３ から人力へそれぞれ送られた信号を増大する。

次に、これらの信号は、変換器４１．４９．５７へ送られ−４これの変換器は、 光学的周波数＾、この周波数を変換するか、あるいは振幅変調しくこの場合、オ プティカルファイバはケーブル接続、に使用される）、または、電話搬送線に通 過するために、周波数をベース帯域へ変換して低くする。また、変換器は、マイ クロウェーブチャンネルが使用されている場合、マイクロ波に変換する。

フィルター、増幅器、変換器は、上述の目的に連合した、どのタイプでもよい。

主地区の走査受信器６３は、地区１４．１６．１８と、その区画地域へ割当てら れた個々の組のすべての周波数チャンネルを調べる０次に、受信器６３は、各周 波数チャンネルのすべての地区の間から、最強の信号レベルを選ぶ。ゾーン変換 器つまりゾーンスイッチ６１は、各周波数の伝送信号を所望の地区へ送り、これ までの地区の送信器を作動停止する。受信信号は、また、同じ新しい地区へ切換 えられる。

地区アンテナと異なり、制御信号アンテナは、区画地域の全体を通達範囲として おり、本技術分野の専門家には知られている従来の方法で、通知を形成している 。この種の手順に関し、また一般に区画地域電話システムに関するほかの研究成 果は、マグロウヒル出版会社、ニューヨーク、セントルイス、サンフランシス、 出版図書、ウィリアム、シー・ワイ、シー（Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｃ，Ｙ、　Ｌｅｅ ）著“移動区画通信方式“に記載されている。

本発明による区画設計から生まれる利点には、各区画地域内に単一のアンテナ地 点だけが設置されている区画に対して、通達範囲の均一性が著しく改善されるこ とがある。これは、小さい区画地域、すなわち、半径が１マイルより小さい区画 に関しでは、特に有利になる。各地区により通達される有効放射範囲を小さくす るごとにより、各周波数の有効放射半径が減少するので、その結果、干渉レベル も低下する。これは、すべて、区画地域内で手ばなれを行う必要もなく、達成さ れた０区画内の能動的地区が、信号レベルに従って、一つの地区からほかの地区 に切換わるとしても、送信が行われる周波数は、区画地域では変わらない。これ は、比較的簡単で経済的方法で達成され、区画の大きさを半径でｓ　ｏ　ｏ＝ｉ 　ｏ　ｏ　ｏフィート程度に小さくすることが出来る。

本発明の多様な修正は、ここに図示しまた説明したことのほかに、前述の説明と 付属図面から、本技術の専門家には明らかである。かような修正は、添付請求の 範囲から逸脱するものではない。

ＦＩＧＵＲＥ／ 手続補正書（方式）

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．異なる割当てられた一組の送信周波数をそれぞれ有する複数の隣接した区画 地域が、区画から区画へ移動する移動電話と連続的通信を維持する手ばなれ手段 を備えて配置されている区画地域電話方式において、区画地域が複数のアンテナ 装置を有し、各アンテナ装置が、信号の伝播と受信を前記区画地域の境界内にほ ぼ限定するように、配置されまた指向性を制約された送信と受信の手段を有し、 制御手段が、前記区画用の割当てられた送信周波数の組のうちの各周波数におい て前記の各アンテナ装置により受信された信号強度を監視する手段と、前記区画 用の割当てられた送信周波数の組のうちの各周波数においてこの各周波数で受信 された最強の信号を有する前記区画内のアンテナ装置に送信を制約する手段とよ り成ることを特徴とする前記区画地域電話方式。
2. ２．前記監視手段が、前記の各アンテナ手段における信号の強度を割当てられた 組の各周波数に関し測定する周波数走査受信手段より成ることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の区画地域。
3. ３．前記制御手段が、前記監視手段により測定された前記アンテナ装置のすべて における信号の強度が所定のレベルより低くなる場合、手ばなれ信号を発生する 手段より成ることを特徴とする請求の範囲第２項記載の区画地域。
4. ４．前記アンテナ装置の数が三つ以上であることを特徴とする請求の範囲第１項 記載の区画地域。
5. ５．前記制御手段が、通話を形成する手段より成り、また前記アンテナ装置の一 つに配置された制御信号アンテナを有し、前記制御信号アンテナが、信号の伝播 と受信を前記区画地域内の前記アンテナ装置のそのほかの装置へ、及びからに限 定するように制約されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の区画地域 。
6. ６．前記の各アンテナ装置が、一つの送信アンテナと二つの受信アンテナとより 構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の区画地域。
7. ７．複数の隣接した区画地域より成る区画地域方式にして、前記の各区画地域が 異なる割当てられた一組の送信周波数を有し、前記区画地域が、区画から区画へ 移動する移動電話との連続的通信を維持する手ばなれ手段を備えて配置されてお り、前記区画地域の少なくとも一つが、複数のアンテナ装置を有する区画より成 り、各アンテナ装置が、信号の伝播と受信を前記区画の境界内にほぼ限定するよ うに配置されまた指向性を制約された送信と受信の手段を有し、制御手段が、前 記区画用に割当てられた送信周波数の各周波数において受信された信号の強度を 監視する手段と、前記区画用に割当てられた送信周波数の組の各周波数において 、この各周波数で受信された最強の信号を有する前記区画のアンテナ装置に送信 を制約する手段とより成ることを特徴とする前記区画地域電話方式。
8. ８．前記監視手段が、前記の各アンテナ手段の信号の強度を割当てられた組の各 周波数に関して測定する周波数走査受信手段より成ることを特徴とする請求の範 囲第７項記載の方式。
9. ９．前記制御手段が、前記監視手段により測定された前記アンテナ装置のすべて における信号強度が所定のレベルより低くなる場合、手ばなれ信号を発生する手 段より成ることを特徴とする請求の範囲第８項記載の方式。
10. １０．前記アンテナ装置の数が、三つ以上であることを特徴とする請求の範囲第 ７項記載の方式。
11. １１．前記制御手段が、通話を形成する手段より成り、また、前記アンテナ装置 の一つに配置された制御信号アンテナを有し、前記制御信号アンテナが、前記区 画内のそのほかの前記アンテナ装置との間の信号の伝播と受信とに限定するよう に制約されていることを特徴とする請求の範囲第７項記載の方式。
12. １２．前記の各アンテナ装置が、一つの送信アンテナと二つの受信アンテナとよ り構成されていることを特徴とする請求の範囲第７項記載の方式。
13. １３．前記の各アンテナ装置が分離した地区に配置されており、前記制御手段と 前記制約手段が前記地区のうちの一つの地区に配置されていることを特徴とする 請求の範囲第７項記載の方式。
14. １４．地区を相互に接続しているケーブル手段より成ることを特徴とする請求の 範囲第１３項記載の方式。
15. １５．移動電話切換え局より成り、前記制御手段が、現在使用されていないで、 前記走査受信手段が測定した前記周波数の一つが最低干渉レベルにあることを、 前記切換え局へ知らせることを特徴とする請求の範囲第８項記載の方式。