JPH0779507B2 - セルラ無線電話通信システム - Google Patents

セルラ無線電話通信システム

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JPH0779507B2
JPH0779507B2 JP2512967A JP51296790A JPH0779507B2 JP H0779507 B2 JPH0779507 B2 JP H0779507B2 JP 2512967 A JP2512967 A JP 2512967A JP 51296790 A JP51296790 A JP 51296790A JP H0779507 B2 JPH0779507 B2 JP H0779507B2
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frequency
cell
reuse
cells
communication system
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    • H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
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    • H04W16/24—Cell structures

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、一般的にはセルラ無線電話通信システムに
関し、かつより特定的にはセルラシステムのための非対
称再使用パターンに関する。
発明の背景 現在のセルラ無線電話通信システムにおけるセルは典型
的には、該セルの中央に位置し、各々該セルの60度のセ
クタに放射する、６個の方向性アンテナを含む。複数個
のこれらのセルが組み合わされてセルラ無線電話通信シ
ステムを形成する。大都市の領域をカバーする、このセ
ルラシステムは移動トラフィックが該領域を移動する間
に陸線電話ネットワークと通信することを許容する。
移動トラフィックとセルラシステムとの間の通信はデジ
タルまたはアナログ送信技術を用いて行われる。デジタ
ル的な方法は情報を送信の前にデジタル化する。アナロ
グ送信技術は使用されている一般的な方法であるが、デ
ジタルが今や導入されつつある。デジタル送信によって
送信される信号はアナログ送信された信号よりも、技術
上キャリア対妨害比（C/I）と称される、より低いしき
い値の品質に耐えることができる。C/I性能において失
われるものはコーディング利得によって埋め合わせるこ
とができる。
C/Iは受信された所望のキャリアの信号強度の受信され
た妨害キャリアの信号強度に対する比である。セルラシ
ステムにおいては数多くの物理的要因がC/Iに悪影響を
与え得る。すなわち、建物、地形、アンテナ放射パター
ン、移動トラフィックの送信電力、およびセル内の移動
トラフィックの位置である。
セルの送信機の低い電力のため、同じ都市領域におい
て、同一チャネルセル（co−channel cells）と称され
る、他のセルにおいて同じ周波数が再使用できる。しか
しながら、同一チャネルセルの位置に関し制約がある。
送信機は典型的には低電力であるが、同一チャネルセル
をあまりにも接近して配置することは妨害を生じ得る。
より大きな周波数再使用はより多くの移動トラフィック
にセルラシステムの使用を許容する。
どのチャネルが各セルに割り当てられるべきかという意
味において、対称セルラシステムにおける周波数計画は
シフトパラメータと呼ばれる、２つの整数ｉおよびｊで
始まる。周波数計画は基準セルでスタートしかつセルの
チェインに沿ってｉ個のセルにわたり移動することによ
り確立される。ｉ番目のセルに到達した後、反時計方向
に60度の回転が行われかつｊ個のセルの他の移動が行わ
れる。ｊ番目のセルは安全に同一チャネルセルとなり得
る。周波数計画はまたｉ個のセルの回転の前にｊ個のセ
ルを移動することによりあるいは反時計方向の代わりに
時計方向に60度回転することにより確立することができ
る。最初のセルのすべての可能な同一チャネルセルがレ
イアウトされた後、他の基準セルが選択されかつ上記手
順が繰り返される。この全手順は全都市セルラシステム
の周波数計画を確立するために必要なだけしばしば繰り
返される。
上の手順によりこのようにして確立されたセルはi2＋ij
＋j2個のセルの再使用パターンを形成する。この再使用
パターンにおけるセルの数はセルラ産業の主要な関心事
であるが、それはこの数がセルラ無線電話に対し割り当
てられる周波数スペクトラムからどれだけ多くの異なる
チャネルグループが形成できるかを決定するからであ
る。再使用パターンにおける少ない数のセルはより多く
のチャネルグループを形成できかつより多くのユーザを
収容できることを意味する。
現在、４セル再使用パターンがアナログシステムに対す
る受容可能なC/Iを生み出す最も密度の高い周波数再使
用パターンの１つである（モトローラ社に譲渡された、
グラジアノに対する米国特許第4,128,740号、はそのよ
うな４セル再使用パターンについて述べている）。
グラジアノの特許は周波数再使用はアンテナビームの広
さおよびアンテナ相互の空間的関係の関数であることを
述べている。周波数再使用を増大するためには、アンテ
ナビームは120度から60度に狭くされる。120度のアンテ
ナビームは広い領域をカバーするから、それは60度のア
ンテナビームよりもより多くの同一チャネルセルと干渉
するであろう。第１図に示されるように、狭いアンテナ
ビームはアンテナの放射パターンによってカバーされる
領域を低減する。各々の電力の方向性および同一チャネ
ル妨害の累積的な電力を認識した状態で、ビーム幅を低
減しかつアンテナを空間的にうまく配置することによ
り、より大きな周波数の再使用が許容される。
前記グラジアノの特許に述べられた周波数再使用パター
ンは対称的な再使用パターンである。該対称的なパター
ンは上に述べたセルラ配置手順を用いて得られる。この
構成においては、各々の同一チャネルセルは実質的に他
の同一チャネルセルから等距離にある。対称的な構成に
より、セルのレイアウトが可能な異なる再使用構成の数
において周波数再使用方程式により制限される。
従って、セルラ再使用パターンにおけるセルの数を低減
しそれにより１つの周波数が再使用できる回数を増大す
る必要性が存在する。
発明の概要 本発明によれば、方向性セクタアンテナのアレイで構成
される複数のセルを含むセルラ無線電話通信システムが
提供される。これらのアンテナはセルの中央に配置され
かつ各々セルの60度の領域に放射する。セルの各アンテ
ナはそれに割り当てられた一群の周波数を有しこれはそ
のセル内の他のアンテナに割り当てられた群の周波数と
異なっている。これらの周波数グループは４または16セ
ルの繰り返しパターンにおいてはそれぞれ２または８回
繰り返すことができ、効率的に２セル再使用パターンを
形成する。この発明は非対称であるパターンによる増大
された周波数再使用を認識する。言い換えれば、周波数
は１つの方向で他の方向より近接して繰り返される。
この発明の１つの実施例はそれらが同じ方向に放射する
ように反復周波数群を非対称に配置する。好ましい実施
例はそれらが互いに向かって放射するように交番的な様
式で反復周波数群を非対称に配置する。
この発明はセルの対称的な配置よりも低いC/Iを生成す
るが、より低いC/Iはデジタルセルラ環境においては許
容できる。ゼジタルセルラはより低いC/Iを補償するた
めにコーディング利得を利用する。
図面の簡単な説明 第１図は、アンテナの放射カバレージおよびその４セル
再使用パターンに対する関係を示す従来技術の説明図で
ある。
第２図は、この発明の１つの実施例を使用した周波数再
使用パターンを示す説明図である。
第３図は、この発明の好ましい実施例を使用した周波数
再使用パターンを示す説明図である。
第４図は、この発明の別の実施例の周波数配置を示す説
明図である。
第５図は、この発明の好ましい実施例の周波数配置を示
す説明図である。
第６図は、セクタ共有を使用した好ましい実施例を示す
説明図である。
発明を実施するための最良の形態 セルの非対称配置は従来技術の、セルラ配置規則から離
れることによってのみ可能である。この発明において使
用される配置規則は他の方向より一方の方向においてよ
り接近する同一チャネルセルを配置することにより４ま
たは16セルの反復パターンを生成する。
非対称構成は同一チャネルセルの接近によりより低いC/
Iを生み出す。アナログ送信技術を使用するセルラシス
テムにおいては、より低いC/Iは移動トラフィックに対
し低い品質の信号を生じさせる。しかしながら、デジタ
ルセルラシステムにおいてはコーディング利得の使用に
より、セルラ移動トラフィックに提供されるサービスを
劣化させることなくより低い品質の信号に耐える能力を
有している。コーディング利得はC/Iにおいて失われた
ものに対し埋め合わせをする。
第２図は、本発明の１つの実施例を示す。この構成にお
けるセルは２つのセルの再使用パターンでレイアウトさ
れており、そこでは反復チャネル群（201）が同じ方向
に面している。第３図はこの発明の好ましい実施例を示
す。セルはまた２セル再使用パターン（301）でレイア
ウトされている。しかしながら、１つの列の同一チャネ
ルセル（302）の反復チャネル群は隣接の列の同一チャ
ネルセル（303）の反復チャネル群と反対方向に面して
いる。
いずれの構成においても、同一チャネルセルは非対称パ
ターンに配置されており、この場合同一チャネルセルは
１つの方向で１つのセルによって分離されかつ他の方向
で隣接している。これらは図示された実施例であるが、
他の非対称構成も可能である。
非対称セル構成は周波数再使用のためのセルの位置付け
のための従来技術の方法から離れることによってのみ可
能となる。この発明はそれぞれ、２または８回の周波数
再使用により、反復チャネル群が同じ方向に面するか否
かにより、４または16セルの反復パターンを提供する。
これは実際上２セル再使用パターンを生成する。言い換
えれば、あるセルの周波数パターンが反復する前に４ま
たは16のセルが必要とされるが、その４または16のセル
のパターン内で、ある周波数が２または８回再使用され
る。この概念は第４図および第５図に示されている。
第４図は、別の実施例の周波数計画であり、各周波数が
２回使用される４セル反復パターンを示す。１つの周波
数は１つおきのセルで使用され、２セル反復パターンを
形成する。
第５図は、好ましい実施例の周波数計画であり、各周波
数が８回使用される16セル反復パターンを示す。前記別
の実施例のように、１つの周波数が１つおきのセルで使
用され、２セル再使用パターンを形成している。両方の
実施例において、１つのセルの周波数配置はそのパター
ンにおいては繰り返されない。
なお、第４図および第５図のセル配置では、互いに120
度（或いは60度）で交差する２本の軸（例えば、第４図
の405、406の方向の軸と409の方向の軸）を設定するこ
とによりセルがこれらの軸に沿って隣接して隙間無く配
置されている。また、双方とも少なくとも１つの周波数
が２次元的に一様に再使用されており、数セル単位でみ
ると２セル毎に周波数が繰り返して使用されている。こ
の時の再使用の距離は前述の２軸の方向において、それ
ぞれ２セル、１セル分に相当し互いに異なっている。
この発明を使用するいずれの周波数配置機構にあって
も、周波数は隣接チャネル妨害を最小化するように構成
すべきである。これはシステムにおけるセルの中心を結
ぶ格子（lattice）を確立することにより達成される。
この３軸格子が第４図に示されている。12の周波数の群
が４つの周波数群の各々の３組に分割され、各組は異な
る軸に沿って配置されている。第１の組からの２つの奇
数周波数群は該第１の軸の第１のメンバー（407）に沿
って確立される。第１の周波数群（403）は第３のグル
ープ（404）から反対方向に向いている。格子の次の並
列メンバー（408）は第１の組からの偶数グループの周
波数を含んでいる。この奇数／偶数パターンはセルのシ
ステムにわたり反復された隣接周波数群の入射を低減す
る。
前記ラティスの第２の軸は第２の組の周波数を含んでい
る。この軸におけるラティスの第１のメンバー（405）
は前記組の奇数周波数群を含み、同じ周波数群は同じ方
向を向いている。偶数周波数群はこの軸の次の平行メン
バー（406）に配置されている。再び、同じ周波数は同
じ方向に面している。この奇数／偶数パターンはまたシ
ステム全体にわたり反復される。
第３の軸（409）上の周波数群は最初の２つと同様にし
て配置されている。第３の軸（409）は最後の組の周波
数群を含んでいる。各々の同じ周波数群は同じ方向に面
しておりこのパターンがシステム全体にわたり繰り返さ
れている。
周波数配置の概念が第４図に示されている。周波数群１
および３は第１の軸の第１のメンバーに沿って配置され
ている。グループ２および４は第１の軸の次の平行なメ
ンバーに沿って配置されている。第２の軸はこの軸の第
１のメンバーに沿ってグループ５および７を含み次の平
行なメンバーに沿ってグループ６および８を含んでい
る。第３の軸は最初の２つの軸と同様にして配置された
９〜12のグループを含んでいる。同じ周波数群が同じ方
向に面する奇数／偶数周波数配置がシステム全体にわた
り反復されている。
第５図は、この発明の好ましい実施例のための周波数配
置を示す。周波数グループ配置のこの方法は前記別の実
施例の配置方法と同様であるが、この方法においては、
周波数群は交互のセルにおいて反転されている。言い換
えれば、第１のセルにおける周波数群１は第２のセルに
おける周波数グループ１とは反対方向に面している。
第４図および第５図における周波数構成は各々隣接周波
数（401および501）の発生を生じさせる結果となる。こ
の条件は互いに妨害を与える周波数となり得る。この有
り得る問題を緩和するために、これらの周波数はそのセ
ルの他のセクタにおける信号用チャネルとして使用する
ことができる。言い換えれば、隣接周波数の一方または
他方は単に使用されないようにすることができる。
好ましい実施例における容量は第６図に示されるよう
に、セクタ共有（sector sharing）を用いることにより
増大することができる。セクタ共有においては、周波数
または周波数グループが１つのセル内の少なくとも２つ
のセクタの間で共有される。該周波数は需要を基礎にし
てより多くの周波数を要求するセクタに割り当てられ
る。もしあるセクタの移動トラフィックがそのセクタに
おける周波数の数に対する容量を越えておれば、使用さ
れていない周波数がより低いトラフィックのセクタから
借りられる。
非対称周波数構成を用いることにより、この発明はより
高い周波数の再使用を生成し、かつ、従って、セルラ無
線電話システムにおける増大された移動トラフィック容
量を作り出す。これを達成するために、セルラ周波数を
割り当てるための完全に新しい手順が使用された。対称
周波数配置の従来技術の方法はセルラシステムの将来の
拡張に対する密度の高い十分な周波数再使用を提供する
ことができない。この発明は非対称レイアウトを提供
し、該非対称レイアウトは２セル再使用パターンを生成
する、１つおきのセルにおいて周波数が再使用されるこ
とを許容しかつ従って大都市領域においてより高い周波
数再使用を許容する。
当業者は本発明の精神および範囲から離れることなくこ
の発明に対し種々の修正および変更を行うことができる
ことを認識するであろう。従って、請求の範囲はそのよ
うな実施例に対する特定の限定がない場合には説明され
た実施例そのものに限定されるものと考えるべきではな
いことを理解すべきである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各々複数の周波数を含むセルを複数有する
    セルラ無線電話通信システムであって、前記複数のセル
    は第１および第２の方向に互いに実質的に隣接して配置
    されており、該システムは、 ａ）第１のセルに割り当てられた少なくとも１つの周波
    数であって、該セルに設けられた基地局において狭いビ
    ームで方向性を有した状態で放射されるもの、 ｂ）２セル再使用パターンによる少なくとも１つの周波
    数の２次元的に一様な再使用であって、前記第１の方向
    における再使用の距離は、前記第２の方向における再使
    用の距離と異なるもの、 を具備するセルラ無線電話通信システム。
  2. 【請求項２】前記少なくとも１つの周波数は前記セル内
    に配置された少なくとも１つの60度のセクタに放射する
    請求の範囲第１項に記載のセルラ無線電話通信システ
    ム。
  3. 【請求項３】前記少なくとも１つの周波数は前記セル内
    に配置されたセクタ間で動的に割り当てられる請求の範
    囲第１項に記載のセルラ無線電話通信システム。
  4. 【請求項４】再使用周波数は実質的に同じビーム方向に
    放射する請求の範囲第１項に記載のセルラ無線電話通信
    システム。
  5. 【請求項５】再使用周波数の内の少なくとも１つの周波
    数グループの周波数は実質的に反対のビーム方向に放射
    する請求の範囲第１項に記載のセルラ無線電話通信シス
    テム。
  6. 【請求項６】複数のセルを有するセルラ無線電話通信シ
    ステムであって、前記複数のセルは第１および第２の方
    向に互いに実質的に隣接して配置されており、該システ
    ムは、 ａ）複数の周波数グループであって、該周波数グループ
    の内の少なくとも１つの周波数は前記セル内に配置され
    た60度のセクタに放射するもの、 ｂ）前記周波数グループの内の第１の周波数グループの
    第１の周波数は第２の周波数グループの前記第１の周波
    数と実質的に反対方向に放射し、そして ｃ）２セル再使用パターンによる前記第１の周波数グル
    ープの２次元的に一様な再使用であって、前記第１の方
    向における再使用の距離は、前記第２の方向における再
    使用の距離と異なるもの、 を具備するセルラ無線電話通信システム。
  7. 【請求項７】各々複数の周波数を含むセルを複数有する
    セルラ無線電話通信システムであって、前記複数のセル
    は第１および第２の方向に互いに実質的に隣接して配置
    されており、該システムは、 ａ）第１のセルに割り当てられた少なくとも１つの周波
    数であって、該セルに設けられた基地局において狭いビ
    ームで方向性を有した状態で放射されるもの、そして ｂ）前記少なくとも１つの周波数の非妨害的再使用であ
    って、前記第１のセルについて非対称的な２セル再使用
    パターンによるもの、 を具備するセルラ無線電話通信システム。
  8. 【請求項８】前記少なくとも１つの周波数は前記セル内
    に配置された少なくとも１つの60度のセクタに放射する
    請求の範囲第７項に記載のセルラ無線電話通信システ
    ム。
  9. 【請求項９】再使用周波数の内の少なくとも１つの周波
    数グループの周波数は実質的に反対のビーム方向に放射
    する請求の範囲第７項に記載のセルラ無線電話通信シス
    テム。
JP2512967A 1989-09-05 1990-07-27 セルラ無線電話通信システム Expired - Lifetime JPH0779507B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/402,739 US5073971A (en) 1989-09-05 1989-09-05 Cellular radiotelephone communications system
US402,739 1989-09-05
PCT/US1990/004191 WO1991003911A1 (en) 1989-09-05 1990-07-27 Cellular radiotelephone communications system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04502694A JPH04502694A (ja) 1992-05-14
JPH0779507B2 true JPH0779507B2 (ja) 1995-08-23

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ID=23593121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2512967A Expired - Lifetime JPH0779507B2 (ja) 1989-09-05 1990-07-27 セルラ無線電話通信システム

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US (1) US5073971A (ja)
EP (1) EP0441944A4 (ja)
JP (1) JPH0779507B2 (ja)
KR (1) KR950014805B1 (ja)
AU (1) AU627078B2 (ja)
BR (1) BR9006902A (ja)
CA (1) CA2037906C (ja)
FI (1) FI101582B1 (ja)
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MY (1) MY106479A (ja)
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TR (1) TR27652A (ja)
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