JPH0722424B2 - 移動無線通信システム - Google Patents

移動無線通信システム

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JPH0722424B2
JPH0722424B2 JP62234806A JP23480687A JPH0722424B2 JP H0722424 B2 JPH0722424 B2 JP H0722424B2 JP 62234806 A JP62234806 A JP 62234806A JP 23480687 A JP23480687 A JP 23480687A JP H0722424 B2 JPH0722424 B2 JP H0722424B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動無線通信システム、更に詳しく言えばビ
ル構内等の閉域に設置する移動無線電話システムに係
り、特に移動電話機を閉域外に持ち出した場合に、市街
地でサービスしている広域移動無線電話システムと交信
するに好適な移動無線電話システムに関する。
〔従来の技術〕
従来の装置は、特開昭62−136930号公報に記載のよう
に、市街地の広域移動無線電話システムで使用している
無線周波数チャネル帯のうち電話の干渉妨害が少ないも
のを選び、広域システムで使用されている大セルよりも
はるかに小さいセル内において、送信電力も広域システ
ムよりもはるかに微小電力で再利用する方法が提案され
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、小セルを使用する閉域システムが多数
設置された場合における広域システムに及ぼす干渉妨害
について配慮されておらず、広域システムと閉域システ
ムの群が共存する場合の干渉妨害量に問題があった。
すなわち、閉域システムの小セル内で使用する電波は、
その電力が微少であるといえども、閉域システムが多数
設置されて小セル数が増してくるにつれ、広域システム
に及ぽす干渉妨害量が無視できなくなる。
本発明は、この干渉妨害量を一定値に設置し、両システ
ムが共存する方法を具体的に示すことにある。
〔問題を解決するための手段〕
上記目的は、多数の閉域システムが広域システムに及ぼ
す干渉妨害量を、広域システムの同一チャネル干渉量と
同程度以下に設置することにより、両システムの共存が
達成される。広域セルラ移動無線通信システムでは、十
分に離れたセル同志では同一の無線周波数チャネルを再
利用していて、この干渉量Iとセル内の信号強度Sの比
S/Iが最も劣化するセルの境界でも一定値になるように
設計して通話品質が保たれている。
上記目的は、多数の閉域システムで使用している同一周
波数の電波干渉量Jが上記干渉量Iと同程度に設定す
る。たとえば、I=Jの場合、両システムは対等に共存
することになる。この条件は、電子情報通信学会の昭和
62年度総合全国大会予稿集2192,10−70頁に記載されて
いる。
〔作用〕
広域システムの各大セル内に設置された複数の閉域シス
テムから放射する微小電力の電波干渉総量Jを前述の同
一周波数干渉量Iと一定値に保つことによって、両シス
テムが受ける干渉妨害量を互いに痛みわけて共有するこ
とにより、両システムは共存し、かつ、それぞれが独自
に通話可能になる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。閉域
1の内部に設置された有線電話器2に電波で結ばれた移
動電話機3が増設されている。2は閉域交換機4によっ
て閉域内の通話が可能であり、また公衆電話回線網11に
接続されていて外線電話とも通話できる。移動電話機3
は市街地に設置され広域のセルラ移動無線電話網と周波
数チャネル帯f1の電波で通話できる。すなわち、広域シ
ステムでは、閉域1の近傍と内部では、周波数チャネル
帯f1の電波を使用している。本発明は、閉域1の内部空
間を複数の小セルに分割し、それぞれに無線送受信機
(TRX)6を配置し、移動電話機3が広域システム5で
使用している電波のうち干渉妨害の少ない周波数チャネ
ル帯f2,f3,……f6を選んで再利用している。移動電話機
3は閉域移動交換機7と無線チャネル制御器8を介して
内線である2や他の移動交換器3と通話できるばかりで
なく、外線である公衆電話回線網11にもアクセス可能で
ある。以上に述べた構成の閉域システムは、前記特開昭
62−136930号に記載されているものと同様の構成であ
る。
本発明の特徴は、上記のような閉域システムが多数、広
域システムの存在する地域に設置された場合に、多数の
閉域システムから広域システムに及ぼす干渉妨害の総量
Jと広域システムの同一チャネル干渉量Iの比を一定
値、通常は同程度の値(例えばJ=I)に保つ構成要素
を追加した点である、 すなわち、使用チャネル計数器10により、閉域システム
で使用されている周波数チャネル帯f2,f3,……f6のチャ
ネル番号2,3,……6のうち通話中のチャネル番号の使用
数を計数・送信電力をチャネル番号毎に累算(例えば、
ある閉域システムにおいて、2;1(5mW),3;3(15mW),
4;0,5;2(10mW),6;0)し,データ通信回線12を経由し
て、集計器5に伝達する。集計器5は、広域システムの
中で、閉域1の属している大セル内の全ての閉域システ
ムから上記計数データ・累算データを集計(例えば、他
の閉域システムにおいて計数・累算結果が2;0,3;2(10m
W),4;2(10mW),5;1(5mW),6;0ならば、2;1(5mW),
3;5(25mW),4;2(10mW),5;3(15mW),6;0)し、集計
結果を再び計数器10を介して無線チャネル制御器8に伝
達する。無線チャネル制御器8では、集計結果を参照し
て送信電力集計値があらかじめ定められた一定値以下に
なっているチャネル番号の周波数チャネル帯(例えば、
あらかじめ定められた一定値が2;20mW,3;25mW,4;15mW,
5;15mW,6;10mWならば、チャネル番号2,4,6の周波数チャ
ネル帯f2,f4,f6)のみを選択する。なお、特開昭62−13
6930号公報第3頁右上欄の(1)式が示すように、比例
定数、距離が定まれば干渉量から送信電力が一義的に求
まり、このことから、上記一定値が広域システムの同一
チャネル干渉量から算出しうることはいうまでもない。
すなわち、集計器5において送信電力集計値から干渉妨
害の総量Jを算出しても良いのであるが、必ずしも干渉
妨害の総量Jを求める必要はなく、上記のように同一チ
ャネル干渉量Iから周波数チャネル帯毎の送信電力集計
値のとりうる最大値を求めておけば良い。
無線チャネル制御器8が、上記集計結果が先に述べたI
とJの値を越える場合に、そのチャネル番号の再利用を
自律的に実施しない方法を以下に述べる。
周波数チャネル帯f1,f2,……f6の各々は通常複数のチャ
ネル数(例えば16チャネル)が設定されているので、各
TRX6が話中となる場合をほとんどなくすことができる。
すなわち各TRX6の属する小セル内の呼量を実測し、呼損
率が一定値(例えば0.03)にチャネル数を定める。
本発明における使用チャネル計数器10と集計器5の存在
は、広域システムに与える干渉妨害Jを広域システムの
同一チャネル干渉量Iとの関係で一定値(例えばJ=I
で対等)に保ち、両システムを共存させることを目的と
している。反対に、広域システム5が閉域システムに及
ぼす妨害は、閉域システム8の小セル半径を十分に小さ
くし、TRX6からの微小電力でもこの妨害に十分打勝つ半
径を使用する。すなわち、使用チャネル計数器10と集計
器5の使用は、閉域システム自体のためでなく、多数の
閉域システムが広域システムとの共存を保持するために
自律的に抑制している。
自律分散制御の思想によれば、集計器5の存在はどこで
もよい。広域システムの大セル内にある基地局ビル内に
置いたり、大セル内にある多数の閉域システムのうち、
代表者が5を設置し、他の閉域システムのチャネル使用
状況を計数し、伝達してもよい。
閉域システムの数が少いうちは、データ通信回線による
集計を行わずすなわち集計器を省略し、あらかじめ定め
られた干渉妨害量に自己規制を行い、広域システムや周
辺の閉域システムの成長に応じて、この規制量を見直し
たり、集計器5を増設するのも本発明の他の実施例であ
る。
次に、本発明の実施例をより具体的に、第2図、第3
図、第4図、第5図によって述べる。
第2図は、広域システムの大セルと共存する複数の小域
システムの小セルを示している。大セル14はf1波を用い
ている。大セル15は、f1波の干渉妨害がまだ強いので、
閉域システムではf1波を使用しない領域である。あセル
16は、大セル14のf1波による干渉妨害が十分小さくなる
ので、チャネルf1波を、微小電力で再利用している領域
である。実線17は広域システムのクラスタと呼ばれ、ク
ラスタ17内の大セルではf1波を再利用しない。第2図
は、クラスタ内の大セル数=11の場合であり、この値は
クラスタ内で使用するチャネルセット数でもある。閉域
システムでも小セルのクラスタが定義され、第2図はこ
れも広域システムと等しく11としているが、必ずしも等
等しくする必要はない。また大セル15は大セル12の周辺
に6個の例を示したが、大セル15のうち大セル14に近い
部分の半分をこれにあて、合計3個に設定することも可
能である。現実の地形は複雑であり、上記理想化した場
合も変形しなければならない。たとえば、高層ビル内に
閉域システムを設置する場合は、立体的小セル構成法を
検討する必要がある。
第3図は、第2図の条件下で、大セルのf1波電力にP1
25w、小セルf1波電力にP2=5mWの場合に、広域システム
のクラスタ内に対等に共存できる小セル数を示した。参
考までに広域システムの同一チャネル干渉量I1と大セル
14の1個から送信された電波強度S1の比を大セル14と大
セル15との境界上で示した。実線は理想も角セルの場合
であり、破線は理想4角セルで計算している。
第3図には、閉域システムを多数用いる場合の効果が示
されている。すなわと、広域システムの無線1チャネル
は、閉域システムの数百チャネルに相当し、電波の有効
利用が達成されていることを示す。これは、電話トラヒ
ックが有線通信路を経由するか、閉域内に閉じられてい
ることに起因している。対等共存の場合は、第3図の小
セル数が全て通話状態になると、広域システムの信号対
妨害比が3dB劣化する。
第4図は、複数の閉域システムが広域システムと対等に
共存している場合に、閉域システムの信号対妨害比が広
域システムの値と等しくなる条件下で小セルの半径を計
算している。小セルの半径は大セル半径の3〜5%程度
になる。参考までにその総面積比も示している。クラス
タ内のセル数を増すにつれ、干渉比S1/I1すなわち通話
品質が増し、小セルの半径や面積が小さくなる。
第5図に本発明の他の実施例を示す。広域システムに大
セル半径=10kmのセルラ自動車電話を用い、クラスタ内
セル数=75,P1=25W,P2=5mWで計算し、半径=300mの小
セル16を閉域1の内部に2個配置した。ビルの屋内では
電波減衰が激しくなるので、その半径比1/10を採用し、
屋内セル18を89個配置している。小セル18のチャネルと
同じチャネルを再利用する最寄りのセルは520m離れてい
るので、最長1100mの閉域1内では、周波数再利用率
2である。
閉域1内には内線の有線電話が1200回線あり、最繁時30
0erlの呼量がある。外線は60回線で50erlの呼量であ
る。この閉域内に内線電話の1/10〜1/3だけ移動無線電
話を増設した実施例を第1表に示す。
このとき、呼量は30〜100erlとなるので無線チャネル数
をこれに見合って定める必要がある。呼損率を外線電話
並みに約0.03とすれば、36〜110の無線チャネル数が必
要である。閉域1内の周波数再利率を前述の平均2とし
て、第2表に必要チャネル数を示した。移動電話機が屋
外にある確率を1/10に仮定して、チャネル数を定めてい
る。
第5図の各小セルの中心部に第1図のTRX6を設置する。
閉域移動交換器7は、既設の閉域交換機4、すなわち私
設電話交換機に隣接して設置する。使用チャネル計数器
10を交換機7の近く に設置する。閉域1の周辺に、多数の閉域システムが設
置されても、10と集計器5の設置によって、本発明の閉
域システムは、広域システム5と共存可能であり、移動
電話機3は閉域システムと通話できるばかりでなく、広
域システムとも電波を経由して通話可能となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、閉域システムが多数増設されても、広
域システムと同一の無線周波数チャネルを微小電力で再
利用し、同一の移動電話機で再利用する両方のシステム
は、互に干渉妨害を与えずに、共存することができる。
また、広域システムの大セル毎に妨害総量を自律的に分
散して制御しているために、自律分散制御システムの有
する特徴的効果をそなえている。すなわち、いくつかの
閉域システムが故障しても、閉域システム群全体のシス
テムダウンにならないというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す構成図、第2図は広域
システムの大セルと閉域システムの小セルを示す平面
図、第3図は対等に共存する閉域システムの小セル数を
示す計算図、第4図は同上の小セル半径の計算図、第5
図は構内の閉域に2種類の小セル(屋外と屋内)を示し
た平明図である。 1……閉域、2……有線電話器、3……移動電話機、4
……閉域交換機、5……集計器、6……無線送受信機TR
X、7……閉域移動交換機、8……無線チャネル制御
器、10……使用チャネル計数器、11……公衆電話回線
網、12……データ通信回線、14……f1波を用いる大セ
ル、15……8でf1波を用いない大セル、16……f1波を用
いる小セル、17……大セルの単位クラスタ、18……屋内
小セル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の大セルに区分され隣接する各大セル
    ではそれぞれ異なった周波数チャネル帯を用いて移動電
    話機と通信するように周波数帯域の割当てが行われた広
    域システムのいずれかの大セル内に設置された閉域移動
    無線通信システムにおいて、 上記広域システムで使用している周波数チャネル帯のう
    ち電波の干渉妨害が少ない周波数チャネル帯を用いて閉
    域内の移動電話機と通信する複数の閉域システムと、 各閉域システム毎に設けられ、各閉域システムが現在使
    用している周波数チャネル帯の送信電力を累算する手段
    と、 大セル内に位置する全ての閉域システムについて、デー
    タ通信回線を介して上記手段から得られた累算データ
    を、周波数チャネル帯ごとに集計する集計手段とからな
    り、 各閉域システムが、上記集計手段で集計された周波数チ
    ャネル帯ごとの送信電力集計値を参照して、該送信電力
    集計値があらかじめ定められた一定値以下になっている
    無線周波数チャネル帯のみを選択するための手段を備え
    ることを特徴とする閉域移動無線通信システム。
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