JPH05276084A - 無線通信システム - Google Patents
無線通信システムInfo
- Publication number
- JPH05276084A JPH05276084A JP4278793A JP27879392A JPH05276084A JP H05276084 A JPH05276084 A JP H05276084A JP 4278793 A JP4278793 A JP 4278793A JP 27879392 A JP27879392 A JP 27879392A JP H05276084 A JPH05276084 A JP H05276084A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base station
- antenna
- mobile station
- station
- phased array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
- H04W16/24—Cell structures
- H04W16/28—Cell structures using beam steering
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
- H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
- H04B7/2603—Arrangements for wireless physical layer control
- H04B7/2609—Arrangements for range control, e.g. by using remote antennas
Abstract
(57)【要約】
【目的】 公知のシステムよりも使用可能周波数をより
効率的に利用し得る無線通信システムを提供する。 【構成】 該無線通信システムは、共に指向性アンテナ
システムを有する少なくとも1つの基地局FS1,FS
2,...FSNと少なくとも1つの移動局MS,MS
1,MS2,MS3,...MSNとを含み、指向性ア
ンテナシステムが少なくとも1つのビームを有する少な
くとも1つのフェーズドアレーからなる。
効率的に利用し得る無線通信システムを提供する。 【構成】 該無線通信システムは、共に指向性アンテナ
システムを有する少なくとも1つの基地局FS1,FS
2,...FSNと少なくとも1つの移動局MS,MS
1,MS2,MS3,...MSNとを含み、指向性ア
ンテナシステムが少なくとも1つのビームを有する少な
くとも1つのフェーズドアレーからなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は請求項1に記載の無線通
信システム、及びこれに関連する請求項2及び請求項3
に記載の局(ステーション)に関する。
信システム、及びこれに関連する請求項2及び請求項3
に記載の局(ステーション)に関する。
【0002】
【従来の技術】このようなシステム及びこのような局は
ヨーロッパ特許第0 352 787号に開示されてい
る。同特許に示されている指向性アンテナシステムは、
6つのセクタの各々に設けられた放射素子からなる。
ヨーロッパ特許第0 352 787号に開示されてい
る。同特許に示されている指向性アンテナシステムは、
6つのセクタの各々に設けられた放射素子からなる。
【0003】公共移動無線網が受け持つエリアはしばし
ばセルに分割されている。これらのセルの各々は基地局
を含み、基地局は例えばTDMA技術によって移動局と
通信する。隣接するセルは異なる周波数を使用してい
る。しかしながら、ある規則が守られ、またヨーロッパ
特許第359 535号に記載の如きいわゆるセクタア
ンテナが使用されるならば、ある程度離れたセルは同一
周波数を使用してもよい。このようなセクタアンテナ
は、このようなセル無線電話網の移動ユニットにおいて
も知られている(ヨーロッパ特許第352 787
号)。
ばセルに分割されている。これらのセルの各々は基地局
を含み、基地局は例えばTDMA技術によって移動局と
通信する。隣接するセルは異なる周波数を使用してい
る。しかしながら、ある規則が守られ、またヨーロッパ
特許第359 535号に記載の如きいわゆるセクタア
ンテナが使用されるならば、ある程度離れたセルは同一
周波数を使用してもよい。このようなセクタアンテナ
は、このようなセル無線電話網の移動ユニットにおいて
も知られている(ヨーロッパ特許第352 787
号)。
【0004】
【課題を解決するための手段】公知のシステムよりも使
用可能周波数をより効率的に利用し得る通信システムを
提供することが本発明の目的である。この目的は、請求
項1に記載の特徴を兼ね備え且つ請求項2に記載の固定
局と、請求項3に記載の移動局とを備えた通信システム
によって達成される。この通信システムはフェーズドア
レーアンテナを使用している。このフェーズドアレーア
ンテナが電子制御装置と協働することによって、これら
の局が広範囲のアンテナビームを電子走査することを可
能にする。
用可能周波数をより効率的に利用し得る通信システムを
提供することが本発明の目的である。この目的は、請求
項1に記載の特徴を兼ね備え且つ請求項2に記載の固定
局と、請求項3に記載の移動局とを備えた通信システム
によって達成される。この通信システムはフェーズドア
レーアンテナを使用している。このフェーズドアレーア
ンテナが電子制御装置と協働することによって、これら
の局が広範囲のアンテナビームを電子走査することを可
能にする。
【0005】このようなアンテナの利点は、基地局が例
えば遠く離れた(角距離の大きい)2つの移動局と同一
周波数で通信することができ、しかもTDMAが使用さ
れるならば同一チャネル上で通信でき、2つの通話は互
いに干渉しないことである。他の利点は、指向性の高い
アンテナパターンが使用される通話が無指向性パターン
よりも大きい送信パワーを必要としないことである。従
って、出力の小さい送信器を基地局と移動局とで用いる
ことができる。
えば遠く離れた(角距離の大きい)2つの移動局と同一
周波数で通信することができ、しかもTDMAが使用さ
れるならば同一チャネル上で通信でき、2つの通話は互
いに干渉しないことである。他の利点は、指向性の高い
アンテナパターンが使用される通話が無指向性パターン
よりも大きい送信パワーを必要としないことである。従
って、出力の小さい送信器を基地局と移動局とで用いる
ことができる。
【0006】更には、指向性の高いアンテナを使用する
ことによってマルチパスが抑制されるか、又は完全に排
除される。このアンテナを使用すると、チャネル干渉の
確率も低下する。
ことによってマルチパスが抑制されるか、又は完全に排
除される。このアンテナを使用すると、チャネル干渉の
確率も低下する。
【0007】本発明の他の特徴は従属クレームに規定さ
れている。
れている。
【0008】
【実施例】これから添付図面を参照して本発明の一実施
例を説明する。
例を説明する。
【0009】セルが規則的な六角形であるようなシステ
ムの一部分を図1に示す。1つのエリアが規則的な六角
形でカバーされるならば、個々のセル(六角形)はオー
バラップしない。3つのセルに基地局と移動局とが示さ
れている。1つのセルは基地局FS1を含み、第2のセ
ルは基地局FS2を含み、他のセルは基地局FSNを含
んでいる。これらのセル内には、数が絶えず変化する移
動局がある。2つの移動局間の通話の開始及び処理は本
発明の範囲外であって、ここでは説明しない。例えばG
SMの仕様書は無線システムの信号・伝送チャネルの設
計について詳細に説明している。基地局FS1、FS2
及びFSNは指向性アンテナを備えている。これらは従
来型のフェーズドアレーであり、これらのフェーズドア
レーは電子制御装置を使用して走査用ペンシルビームを
発生させる。信号を移動局MS1に送信するときに、こ
のようなアンテナを備えた基地局、例えば基地局FS1
はそのビームを移動局MS1に直接向けることができ
る。他方では、同様にフェーズドアレーアンテナを備え
ている移動局がそのビームを基地局に直接向けることが
できる。移動局の場合には、ビームトラッキングが実施
されねばならない。即ちビームは基地局に向けられたま
までなければならない。これも、同様に公知の電子手段
によって達成される。
ムの一部分を図1に示す。1つのエリアが規則的な六角
形でカバーされるならば、個々のセル(六角形)はオー
バラップしない。3つのセルに基地局と移動局とが示さ
れている。1つのセルは基地局FS1を含み、第2のセ
ルは基地局FS2を含み、他のセルは基地局FSNを含
んでいる。これらのセル内には、数が絶えず変化する移
動局がある。2つの移動局間の通話の開始及び処理は本
発明の範囲外であって、ここでは説明しない。例えばG
SMの仕様書は無線システムの信号・伝送チャネルの設
計について詳細に説明している。基地局FS1、FS2
及びFSNは指向性アンテナを備えている。これらは従
来型のフェーズドアレーであり、これらのフェーズドア
レーは電子制御装置を使用して走査用ペンシルビームを
発生させる。信号を移動局MS1に送信するときに、こ
のようなアンテナを備えた基地局、例えば基地局FS1
はそのビームを移動局MS1に直接向けることができ
る。他方では、同様にフェーズドアレーアンテナを備え
ている移動局がそのビームを基地局に直接向けることが
できる。移動局の場合には、ビームトラッキングが実施
されねばならない。即ちビームは基地局に向けられたま
までなければならない。これも、同様に公知の電子手段
によって達成される。
【0010】図2はフェーズドアレーアンテナのブロッ
ク図を示している。N個の放射素子をS1,S2,S
3,...,SNで示す。これらはそれぞれ移相器φ1
〜φNを通じて網NWに接続されている。網は無線周波
数源HFから無線周波エネルギの供給を受ける。網N
W、例えばButlerマトリックスでは、高周波エネ
ルギが個々の放射素子S1〜SNに配分される。移相器
φ1〜φNによって、アンテナビームが走査される。こ
れらは解像度が4ビット又は6ビットの従来型電子制御
式移相器である。図2には、放射素子の空間配置につい
ての情報は提供されていない。このような配置の一例を
図3に示す。
ク図を示している。N個の放射素子をS1,S2,S
3,...,SNで示す。これらはそれぞれ移相器φ1
〜φNを通じて網NWに接続されている。網は無線周波
数源HFから無線周波エネルギの供給を受ける。網N
W、例えばButlerマトリックスでは、高周波エネ
ルギが個々の放射素子S1〜SNに配分される。移相器
φ1〜φNによって、アンテナビームが走査される。こ
れらは解像度が4ビット又は6ビットの従来型電子制御
式移相器である。図2には、放射素子の空間配置につい
ての情報は提供されていない。このような配置の一例を
図3に示す。
【0011】図3Aは、放射素子が直線上に配置されて
いるフェーズドアレーアンテナを示している。図2の部
分に対応する部分を示すために同一の参照符号を使用す
る。フェーズドアレーの放射素子は図3Bに示すよう
に、平面アレーとすることもできる。短波については、
スロット導波管アレーが知られている。
いるフェーズドアレーアンテナを示している。図2の部
分に対応する部分を示すために同一の参照符号を使用す
る。フェーズドアレーの放射素子は図3Bに示すよう
に、平面アレーとすることもできる。短波については、
スロット導波管アレーが知られている。
【0012】指向性の高いアンテナでは、基地局と移動
局との間で通話を開始することが困難である。通話を開
始するには、基地局FSと移動局MSとが共に全方向性
パターンを放射する必要がある。これは2つの方法によ
って実施され得る。第1の方法では、基地局FSと移動
局MSとは、フェーズドアレーを備えており、単に接続
を確立することを受け持つ全方向性アンテナを備えるこ
とができる。第2の方法では、使用されるフェーズドア
レーの設計が適切ならば、アレー自体は、移相器を適切
に調節することによって全方向性放射に切り換えること
ができる。
局との間で通話を開始することが困難である。通話を開
始するには、基地局FSと移動局MSとが共に全方向性
パターンを放射する必要がある。これは2つの方法によ
って実施され得る。第1の方法では、基地局FSと移動
局MSとは、フェーズドアレーを備えており、単に接続
を確立することを受け持つ全方向性アンテナを備えるこ
とができる。第2の方法では、使用されるフェーズドア
レーの設計が適切ならば、アレー自体は、移相器を適切
に調節することによって全方向性放射に切り換えること
ができる。
【0013】図3A及び図3Bに示す直線アレーは、基
地局で使用するのに特に適している。この場合、例えば
3つ又は6つのこのようなアレーがアンテナマストの周
りに等しく配分され且つそれぞれが1つのセクタをカバ
ーしなければならない。
地局で使用するのに特に適している。この場合、例えば
3つ又は6つのこのようなアレーがアンテナマストの周
りに等しく配分され且つそれぞれが1つのセクタをカバ
ーしなければならない。
【0014】円形アレーは基地局及び移動局の両方に適
している。このアレーでは複数の同様の放射素子が円上
に等間隔で配置されている。放射素子を流れる電流の位
相に応じて、このような円形アレーは全方向性アンテナ
として又は最大放射の方向の調節が可能な指向性アンテ
ナとして作用する。アンテナの指向性は実在の又は有効
な放射素子の数に依存する。
している。このアレーでは複数の同様の放射素子が円上
に等間隔で配置されている。放射素子を流れる電流の位
相に応じて、このような円形アレーは全方向性アンテナ
として又は最大放射の方向の調節が可能な指向性アンテ
ナとして作用する。アンテナの指向性は実在の又は有効
な放射素子の数に依存する。
【0015】このようなアレーアンテナは更に、特に大
半の将来の移動無線網で計画されているディジタル伝送
で、方向探知用(direction−findin
g)アンテナとして簡単に使用され得る。種々の放射素
子(又は少なくとも3つの放射素子)への個々のパルス
の到着時間を測定することによって、受信信号の通過時
間差と入射角度とが決定され得る。
半の将来の移動無線網で計画されているディジタル伝送
で、方向探知用(direction−findin
g)アンテナとして簡単に使用され得る。種々の放射素
子(又は少なくとも3つの放射素子)への個々のパルス
の到着時間を測定することによって、受信信号の通過時
間差と入射角度とが決定され得る。
【0016】このようなアンテナアレー、及びこのよう
なアンテナアレーを全方向性アンテナ、指向性アンテナ
又は方向探知用アンテナとして使用することは当業者に
は公知である。これについては既に例えばH. Mei
nke及びF.W. Grundlachによる定評の
ある著書の第3版“Taschenbuch derH
ochfrequenztechnik”(1968
年)の第H部(Antennen)の第29章(Pei
lantennen)〜第32章(Kreisgrup
penantennen−Richt−strahle
r)(575〜587ページ)に記載されている。それ
以後提起された改善案は主に、ディジタル調整式移相器
と、方向探知用データの電算機による評価とに関する。
これも当業者には公知である。
なアンテナアレーを全方向性アンテナ、指向性アンテナ
又は方向探知用アンテナとして使用することは当業者に
は公知である。これについては既に例えばH. Mei
nke及びF.W. Grundlachによる定評の
ある著書の第3版“Taschenbuch derH
ochfrequenztechnik”(1968
年)の第H部(Antennen)の第29章(Pei
lantennen)〜第32章(Kreisgrup
penantennen−Richt−strahle
r)(575〜587ページ)に記載されている。それ
以後提起された改善案は主に、ディジタル調整式移相器
と、方向探知用データの電算機による評価とに関する。
これも当業者には公知である。
【0017】接続を確立するには、少なくとも一方の側
からの全方向性放射が必要である。この放射は検出さ
れ、且つその方向は他方の側で決定され得る。このと
き、応答は、指向性放射で与えられ得る。この指向性放
射の方向は第1の側で決定されねばならない。通話中
に、方向探知は両側で連続的に繰り返され且つアンテナ
が放射する方向を修正するために使用される。移動局が
他の基地局のエリアの境界を横断するときにも、同一の
方法が使用され得る(チャネル切り換え)。この場合、
新たな方向を予め決定することが可能であり、方向の他
に距離が知られているならばこの方向は信号によって交
換することができる。基地局と移動局との間の距離はし
ばしば他の根拠によって決定される。従って、移動局の
正確な位置決定はいつでも可能であり、このデータか
ら、移動局と他の基地局との間の接続を確立するために
最大放射の方向が決定される。
からの全方向性放射が必要である。この放射は検出さ
れ、且つその方向は他方の側で決定され得る。このと
き、応答は、指向性放射で与えられ得る。この指向性放
射の方向は第1の側で決定されねばならない。通話中
に、方向探知は両側で連続的に繰り返され且つアンテナ
が放射する方向を修正するために使用される。移動局が
他の基地局のエリアの境界を横断するときにも、同一の
方法が使用され得る(チャネル切り換え)。この場合、
新たな方向を予め決定することが可能であり、方向の他
に距離が知られているならばこの方向は信号によって交
換することができる。基地局と移動局との間の距離はし
ばしば他の根拠によって決定される。従って、移動局の
正確な位置決定はいつでも可能であり、このデータか
ら、移動局と他の基地局との間の接続を確立するために
最大放射の方向が決定される。
【0018】フェーズドアレーアンテナを備えた前記通
信システムでは、通信がアナログ式であるかディジタル
式であるか、またTDMAが使用されるかFDMAが使
用されるか又はCDMAが使用されるかということには
無関係である。これら3種の方法の各々によって、フェ
ーズドアレーを使用することができる。このようなアレ
ーを使用すれば更に、基地局はいかなる干渉も引き起こ
さずに同一周波数の搬送波のビームを異なる移動局に向
けることができる。このようにして、全方向性アンテナ
のみが使用される場合に比べ、通信に使用される周波数
範囲を有効に利用することができる。
信システムでは、通信がアナログ式であるかディジタル
式であるか、またTDMAが使用されるかFDMAが使
用されるか又はCDMAが使用されるかということには
無関係である。これら3種の方法の各々によって、フェ
ーズドアレーを使用することができる。このようなアレ
ーを使用すれば更に、基地局はいかなる干渉も引き起こ
さずに同一周波数の搬送波のビームを異なる移動局に向
けることができる。このようにして、全方向性アンテナ
のみが使用される場合に比べ、通信に使用される周波数
範囲を有効に利用することができる。
【0019】基地局と移動局との両方が調節可能な指向
性パターンを備えたアンテナシステムを有するならば、
これは勿論有利である。しかしながら一方の側にのみこ
のようなシステムを備えることも、固定式指向性パター
ンを備えたアンテナシステムに比べて有利である。
性パターンを備えたアンテナシステムを有するならば、
これは勿論有利である。しかしながら一方の側にのみこ
のようなシステムを備えることも、固定式指向性パター
ンを備えたアンテナシステムに比べて有利である。
【図1】セル通信システムの基本構成を示す図である。
【図2】フェーズドアレーアンテナの主要素子を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図3A】フェーズドアレーアンテナの第1の配置を示
す図である。
す図である。
【図3B】フェーズドアレーアンテナの第2の配置を示
す図である。
す図である。
FS1,FS2,FSN 基地局 MS,MS1,MS2,MS3,MSN 移動局 NW 網 S1,S2,S3,SN 放射素子 φ1,φN 移相器
Claims (5)
- 【請求項1】 共に指向性アンテナシステムを有する少
なくとも1つの基地局と少なくとも1つの移動局とを含
む無線通信システムであって、指向性アンテナシステム
が少なくとも1つのビームを有する少なくとも1つのフ
ェーズドアレーからなることを特徴とする無線通信シス
テム。 - 【請求項2】 指向性アンテナシステムを含む無線通信
システム用の基地局であって、指向性アンテナシステム
が少なくとも1つのビームを有する少なくとも1つのフ
ェーズドアレーからなることを特徴とする基地局。 - 【請求項3】 指向性アンテナシステムを含む無線通信
システム用の移動局であって、指向性アンテナシステム
が少なくとも1つのビームを有する少なくとも1つのフ
ェーズドアレーからなることを特徴とする移動局。 - 【請求項4】 受信中に、フェーズドアレーの放射素子
の位相値及び振幅値が絶えず測定され、これらの測定値
からそれぞれの他の局の方向が決定され、送信のため
に、決定された方向にビームが移動されることを特徴と
する請求項2又は3に記載の局。 - 【請求項5】 更に全方向性アンテナが備えられている
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の局。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914134357 DE4134357A1 (de) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | Nachrichtenuebertragungssystem |
DE4134357.3 | 1991-10-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05276084A true JPH05276084A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=6442880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4278793A Pending JPH05276084A (ja) | 1991-10-17 | 1992-10-16 | 無線通信システム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0540387A2 (ja) |
JP (1) | JPH05276084A (ja) |
CA (1) | CA2080731A1 (ja) |
DE (1) | DE4134357A1 (ja) |
FI (1) | FI924652A (ja) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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GB2281009B (en) * | 1993-08-12 | 1998-04-08 | Northern Telecom Ltd | Base station antenna arrangement |
GB2281008B (en) * | 1993-08-12 | 1998-04-08 | Northern Telecom Ltd | Base station antenna arrangement |
EP0647979B1 (en) * | 1993-08-12 | 2002-10-23 | Nortel Networks Limited | Base station antenna arrangement |
GB2281007B (en) * | 1993-08-12 | 1998-04-15 | Northern Telecom Ltd | Base station antenna arrangement |
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JP2556279B2 (ja) * | 1993-12-14 | 1996-11-20 | 日本電気株式会社 | 移動通信システムの無線回線制御方式 |
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FI950093A (fi) * | 1995-01-09 | 1996-07-10 | Nokia Telecommunications Oy | Tukiasema ja menetelmä lähetystehon ohjaamiseksi haluttuun suuntaan |
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JP3204111B2 (ja) * | 1996-08-28 | 2001-09-04 | 松下電器産業株式会社 | 指向性制御アンテナ装置 |
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