JPH07501914A - セル式無線システム - 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】 セル式無線システム 定叫９分野 本発明は、システム内を漂遊する複数の移動無線ステーションと、複数のベース ステーションとを具備し、各ベースステーションは、少な（とも１つの無線送信 器及び無線受信器を備え、更に、所定の無線カバーエリアをもつアンテナ手段と 、その所定の無線カバーエリア内で移動無線ス戸−ションと無線接続を確立する １つ以］４の割り当てられた無線チャンネルとを備え、少な（とも隣接する無線 カバーエリアをもつベースステーションは、その割り当てられた無線チャンネル かＷなるようなセル式無線システムに係る。

先行縁μＬ セル式移動無線ネットワークにおいては、ネットワークによってカバーされる地 域か無線セルに分割され、その各々が少なくとも１つのベースステーションを６ する。各ベースステーションにはある数の周波数（無線チャンネル）が割り当て られ、これらのチャンネルは、複数のＴＭＤＡ　（時分割マルチプルアクセス） トラフィックチャンネルによって分担される。セルのサイズ及び分布と、それら に使用できる無線チャンネルの数は、典型的に、［−記エリアにおけるトラフィ ック容量の需要によって決定される。しかしなから、セル式移動無線ネットワー クは、トラフィック容量の需要が、例えば、１［１の特定の時刻に、非常に高い レヘルまで一時的に１〕昇するようなセル又は広いエリアを含むことがある。セ ル内の無線チャンネルの数がこの瞬時最人容Ｇ１需四にノ、（ついてセットされ る場合には、無線チャンネルの数が増大し、従って、ベースステーションにおけ る無線装置の１１１及びコストも甚だしいものとなる。史に、この種の解決策は 、ネットワークにおいて高周波の効率的な使用を生じない。一方、無線チャンネ ルの数及びベースステーションの装置か最大トラフィックに）、（ついてセット されない場合には、このようなエリアではピーク時において失敗となる通話試み の回数が非常に高くなる。

発明の要旨 本発明の］−１的は、この問題を克服することである１゜これは、本発明によれ は、１１Ｊのうちの時６＋Ｉ　Ｘはその地域のトラフィック負荷の変化に基づい て自動的に又は遠隔制御によって指向することのできるアンテナ手段（ＡＮＴＩ 、４４）を含む少なくとも１つのベースステーションをμ備したセル式無線シス テムによって達成される。

本発明の基本的な考え方によれは、−１−記載なくとも１つのベースステーショ ンは、そのアンテナを、トラフィック需要に基づいて機械的に指向し直し、即ち その容ｒｔｔ　＜無線及び／又はトラフィックチャンネル）の一部又は全部を、 トラフィック容はの需要が一時的に増加した無線セルのエリアへ指向するという ものである。本発明の効果は、１１１−の無線セルにおけるチャンネルの数をそ の無線セルにおける瞬時最大容量需要に基づいてセットする必要かなく、複数の 隣接無線セルにおける１２均最人容量需要にＪ＆づいてセットできることである 。もし必要であれば、ｒｌｌ−セルのトラフィック容量は、隣接セルの容量の一 部分をそこに向けることによって増加することができ、これにより、ネットワー クの容量を地域的に効率よく制御できると共に、ベースステーションの装置及び 周波数／トラフィックチャンネルの高い利用度を得ることかできる。又、本発明 では、全ネットワークにおける無線チャンネルの効率的な利用か達成される。

指向可能なアンテナを有するこの種のベースステーションは、いわゆる余計なベ ースステーションであって、実際にそれ自身のセルをもたず１１つ複数のセルの 周囲エリアに配置されてトラフィック容はを選択的に増加させるものである。

ベースステーションは、アンテナを機械的に回転させることによりアンテナを指 向し直すための駆動手段を備えているのか好都合である。これは、システムの制 御センターから自動的に行うこともてきるし、或いはオペレータにより手動で遠 隔制御することもできる。

図面の簡１１１な説明 以−１ζ、添付図面を繋照して、本発明の好ましい実施例を３１細に説明する。

図１は、本発明のプロセスか適用されるセル式移動無線ネットワークの概略図で ある。

図２は、本発明によるベースステーションの送信器区分及び受信器区分のブロッ ク図である。

図３は、ベースステーションＢＴＳ５におけるアンテナの放射パターンの指向性 を制御する幾つかの方法を示す図である。

Ｊｊｆ−１諌い実施例の詳細な説１１１本発明は、ヨーロピアン移動電話システ ムＧＳＭ（グループ・スペシャル・モービル）のようなデジタル移動電話又は移 動無線システムや、ノルディック移動電話システムＮＭＴのようなアナログ移動 電話又は無線システムにおいて移動無線ネットワークのトラフィック容量を地域 的に制御するのに適用される。本発明の２．Ｎ本釣な考え方については、アナロ グシステムとデジタルシステムは同一であるか、す１１型的なアナログ移動無線 システムでは、１つの周波数即ち無線チャンネルが１つのトラフィックチャンネ ルを構成し、一方、典型的なデジタル移動無線システムでは、多数の通常は８個 のトラフィックチャンネルかＴＤＭＡの原理で各無線チャンネルに対して時分割 マルチプレクスされ、即ち１つの無線チャンネルにおいてベースステーションと 移動ステーションとの間に８個までの同時接続がなされるので、トラフィック容 量はもっと高くなる。ＧＳＭ及びＮＭＴ移動電話システムの基本的な構成及び動 作は、当業者に良（知られており、各システムの仕様によって非常に１１：、確 に定められる。

移動無線ネットワークは、ＭＳＣエリア、即ち１つの移動交換センターＭＳＣ（ 移動交換機）によりサービスが提供されるエリアを１つ以上備えている。このＭ ＳＣエリアは、１＝つ以上の位置エリアで構成され、これらは複数の無線セルに よってカバーされるエリアである。セルは、システムの最小の地域エリアであっ て、１つ以上の固定の無線トランシーバ又はペーストランシーバステーションよ り成り、そして所定の無線チャンネルを使用するものである。

図１は、本発明か適用されるセル式移動無線ネットワークのＭＳＣエリア又は位 置エリアの実施例である。セル式移動無線ネットワークによってカバーされる地 域エリアは、木質的に連続した仕方で、より小さい無線エリア、即ち無線セルＣ ３Ｉ、Ｃ３２、Ｃ３３及びＣ３４に分割され、隣接する無線エリアは互いに制限 するか又は周囲領域が重畳する。従って、各無線セルＣ３ＩないしＣ３４には少 なくとも１つの固定の無線ステーション即ちベースステーション＋３ＴＳ１ない し１３ＴＳ４が配置され、これらベースステーションは、それに割り当てられた 無線チャンネル、即ち送信及び受信周波数の対（例えば、４５ＭＨｚの二重イン ターバル）を経て、その無線セルＣ３ＩないしＣ３４に現在配置されているかく は漂遊している移動無線ＭＳと接続を確立することができる。通常は、割り当− Ｃられる無線チャンネルは、少なくとも隣接する無線セルにおいてＷなる。又、 各ベースステーションＢＴＳは、移動交換機ＭＳＣとの信号及びトラフイ・ツク チャンネルリンクもイｆしており、移動交換機は、そのＭＳＣエリア内の１つ以 上のベースステーションの動作を制御する。簡単化のために、図１の実施例では 、全てのベースステーションＢＴＳ１ないし１３Ｔｓ４は、共通の移動交換機Ｍ ＳＣを有するものと仮定する。

セル式移動無線ネットワークの各ベースステーションＢＴＳＩないしＢＴＳ　４ は、典型的に、少なくとも１つの無線送信器及び１つの受信器を備えており、図 ２の実施例では、２つの無線送信器２１及び２２と、２つの無線受信器３３及び ３４がアンテナユニットＡＮＴ１に接続されている。アンテナユニットＡＮＴ　 １の無線カバー域のサイズ及び形状（無線パターン）は、ベースステーションの 無線セルのサイズ及び形状を決定する。アンテナユニットＡＮＴ１は、送信及び 受信のための個別のアンテナで構成されてもよい。

ベースステーソヨンの送信区分においては、無線送信器２１及び２２が合成器２ ４に直結され、この合成器は、無線送信器２１及び２２の無線周波数送信信号を 合成しそしてその合成した（；ＮＶ−をアンテナユニットＡＮＴ１へ供給する。

ベースステーションの受信区分においては、アンテナユニットＡＮＴ１が分配増 幅ユニット３２を経て無線受イ、ｉ器３３及び３４に接続される。

通常は、ベースステーションＢＴＳは、１つの無指向性アンテナの放射パターン 又は１つ以Ｉ〕の指向性アンテナの放射パターンによって決定された固定のカバ ーエリアをイｒＬでいる。ベースステーションの全ての無線チャンネルは、Ｌア ンテナユニットＡＮＴ１のカバーエリア内にあり、即ちベースステーションの無 線セルの移動無線に使用できるものである。

しかしながら、例えば、無線セルＣ８のトラフィックがセルのベースステーショ ンＢＴＳ４の容ｊ１ｔを　時的に越えるような状態か生じる。例えば、セルＣ８ ４によってカバーされたエリアは、都市への１：υ人［−１である自動小道の端 を含み、午前７時ないし８時半の間には交通渋滞が生じる。これに対応的に、別 の無線セルＣ３Ｉによってカバーされたエリアは、例えば、上梁及びオフィスエ リアを含み、８時゛トないし１６時の間にほとんどの電話トラフィックか生じる 。セルＣ８２は、スポーツ競技場を含むエリア又は博覧会エリアをカバーするも ので、イベントか組織されたときに電話トラフィックの容量需要が高（なる。

ベースステーションＢＴＳにおける無線チャンネルの数がピーク時間を鑑みて決 定される場合には、無線チャンネルの利用度は、システムレベルでは低いもので ある。

本発明のシステムは、トラフィック負荷の地域変動に基づいて、最もトラフィッ ク容量を現在必要としている近傍のエリアにアンテナ（単数又は複数）を指向で きるような少なくとも１つのベースステーションを具備する。図１の実施例では 、セルＣ８１、Ｃ３２及びＣ３４がそれらの付近にベースステーションＢＴＳ５ を有しており、このベースステーションは、異なる時間にセルの電話トラフィッ クの負荷ピークを補償及び排除するように必要に応じて方向１．２及び３に指向 することのできる放射パターンをもつアンテナを備えている。

図３は、ベースステーションＢＴＳ５におけるアンテナの放射パターンの指向性 を制御する幾つかの考えられる方法を説明するものである。ベースステーション ＢＴＳ５は、その基本的な構造はベースステーションＢＴＳＩないしＢＴＳ　４ と同じであるが、それに加えて、機械的な駆動手段４３を備えており、この駆動 手段は、フレーム４５（マスト）に連結されていて、指向性アンテナユニット４ ４　（通常は、送信及び受信のための異なるアンテナを含む）を回転することに より、このアンテナユニットを指向し直すものである。この駆動手段は、例えば 、ステップ・パイ・ステップ制御可能な電気モータ４３であり、アンテナユニッ ト４４を少なくとも水・「面内で回転し、好ましくは垂直面内でも回転する。垂 直方向の指向性は、例えば、アンテナユニットが高い位置に配置されているとき に好都合である。というのは、アンテナを垂直甲面において隣接エリアに向けて 傾斜させることにより、ぞの低いレベルにある隣接エリアにアンテナユニットを 指向できるからである。、又、アンテナを垂直甲面において回転させることによ りアンテナローブ（放射パターン）の長さに影響を１ｊえることができる。

アンテナ回転１段４３は、多数の仕方で制御することかでき、そのあるものか図 ３に示されている。１１１の異なる時刻に応じたアンテナ４４０指向性及びそれ に対応する回転手段４３の制御動作は、自動的であり且つ特定のタイマーユニツ ト４２に永久的にプログラムすることかできる。これにより、ベースステーソヨ ンＢＴＳ５のアンテナは、１０の時刻及び／又は週の曜［Ｊに基づいて自動的に 再指向することができ、例えば、午前７時から８時゛１（まではベースステーシ ョンＢＴＳ５のアンテナは方向１（自動＋ｌｊ道）をとり、８時半から１６時ま では方向２（オフィス及び工業エリア）をとり、そしてスポーツ競技場でイベン トか開催されるときには、ｈ゛向３とるようにすることができる。

或いは又、アンテナ４４の回転手段」３は、無線システムの制御センター４１か ら手動の遠隔制御によって制御されてもよいし、或いは時刻及びネットワークの 負荷に基ついてｉｌＴプログラムすることによって制御されてもよい。

更に、無線システムは、個別の容量制御ユニットＯＭＣＲＮを備え、これは、時 刻及び／又はシステムの負荷に基づいて、例えば、ベースステーションＢＴＳ５ のアンテナ回転ユニット４３を制御することにより、チャンネル容量を負荷のか かったエリアに自動的に指向する。システムは、システム全体に対して１つのＯ ＭＣＲＮユニットを備えてもよいし、或いは多数のＯＭＣＲユニツトを備えてい て、その各々がシステムの一部分を制御するようにしてもよい。又、ＯＭＣＲＮ ユニットは、アンテナの指向性が無線ネットワーク内のどこかに及ぼす作用をち 慮することもてきる。叉、ＯＭＣＲＮユニット又はそれに対応する動作は、移動 交換機ＭＳＣｉＳＣ体計−れてもよい。例えば、移動交換機ＭＳＣ（又はネット ワーク内の別のエレメント）は、ベースステーションＢＴＳＩの過負荷を検出し た際に、容【社制御ユニットＯＭＣＲＮにアラームを発生し、これにより、ＯＭ ＣＲＮは、ベースステーションの回転手段４３に、アンテナ４４を方向２に回転 するように命令する。

以−にの説明は、本発明をｌｉに解説するものに過ぎない。本発明の無線システ ムは、その細部において、本発明の請求の範囲内で変更し得るものである。

ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３ 平成　年　月　日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．システム内を漂遊する複数の移動無線ステーションと、複数のベースステー ション（ＢＴＳ１−ＢＴＳ４）とを具備し、各ベースステーションは、少なくと も１つの無線送信器（２１，２２）及び無線受信器（３３，３４）を備え、更に 、所定の無線カバーエリア（ＣＳ１−ＣＳ２）をもつアンテナ手段（ＡＮＴ１） と、その所定の無線カバーエリア（ＣＳ１−ＣＳ４）内で移動無線ステーション （ＭＳ）と無線接続を確立する１つ以上の割り当てられた無線チャンネルとを備 え、少なくとも隣接する無線カバーエリアをもつベースステーションは、その割 り当てられた無線チャンネルが異なるようなセル式無線システムにおいて、１日 のうちの時刻又はその地域のトラフィック負荷の変化に基づいて自動的に又は遠 隔制御によりアンテナ手段の放射パターンを再指向する手段（４３）をもつ指向 性アンテナ手段（ＡＮＴＩ，４４）を備えた少なくとも１つのベースステーショ ン（ＢＴＳ５）を具備することを特徴とするセル式システム。
2. ２．上記少なくとも１つのベースステーション（ＢＴＳ５）は、アンテナ手段（ ４４）を機械的に回転することにより再指向するための駆動手段（４３）を備え た請求項１に記載のセル式無線システム。
3. ３．アンテナ手段は、１日の時刻及び／又は週の曜日に応答して自動的に指向で きる請求項１又は２に記載のセル式無線システム。
4. ４．アンテナ手段は、最もトラフィック容量を現在要求している近傍エリアへ自 動的又は手動で指向できる請求項１又は２に記載のセル式無線システム。
5. ５．システム内の要素によって発生された過負荷アラームに基づいてアンテナ手 段（４４）を再指向するための手段（ＯＭＣＲＮ）を備えた請求項１又は２に記 載のセル式無線システム。
6. ６．上記システムは、デジタルセル式無線システムであり、そして各々の無線チ ャンネルは、榎数のＴＤＭＡトラフィックチャンネルタイムスロットより成る請 求項１ないし５のいずれかに記載のセル式無線システム。
7. ７．上記システムは、アナログセル式無線システムである請求項１ないし５のい ずれかに記載のセル式無線システム。