JPH08509111A - 信号の地理的分離及び通信パワー制御を利用してチャンネル相互間の干渉を少なくした無線電話システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 共通の外辺部に於いて、セクター間通信のチャンネル間の干渉を小さくするシステムである。このシステムは、干渉する可能性がある移動通信機（12）の地理的分離を開発し、通信パワー制御を使用するものである。このシステムは周波数ホッピングとＴＤＭＡシステムの結合に於いて、セクターに分けられたアンテナを具え、システム内では、特定のセクター内の各加入者は、セクター内の加入者の地理的位置に基づいて、システム内で時間スロットが割り当てられる。セクター内の通信パワーは、ある特定の時間スロットの間、減少され、セクターの外辺から遠く離れた加入者は、これらのパワーを弱めた時間スロットが割り当てられる。上り回線の使用中は、外辺に近い方に位置する加入者への通信パワーは、自己の信号と、同じ時間スロットを有する異なるセクターの加入者からの信号との間のチャンネル間干渉を少なくするために弱められる。

Description

【発明の詳細な説明】 信号の地理的分離及び通信パワー制御を利用してチャンネル相互間の干渉を少 なくした無線電話システム発明の分野 本発明は、一般にチャンネル間の干渉を小さくするシステム、特に信号の地理 的分離及び通信パワー制御を利用してチャンネル相互間の干渉を少なくする為の 無線電話システムに関する。発明の背景 一般的に、無線電話通信システムの目的は、１地点に位置する源から発生する 情報を、幾分離れた使用者の目的地に通信することにある。無線電話通信システ ムには、一般に３つの基本的要素、通信機、無線通信チャンネルと受信機が含ま れる。 １９９３年６月１日付けで出願された継続中の米国特許出願第08/080,075号、 及び１９９２年１１月３日に出願されたイスラエル特許出願第103,620号に開示 されているような周波数ホッピング多重接続通信システムに於いては、Ｎ個の搬 送周波数の一群は、近隣の基地局に再生されて、Ｎ個以上の相互関連（cross co rrelated）が最小な周波数ホッピング無線通信チャンネルを形成する。 時分割多重通信（”ＴＤＭ”）に於いては、広域チャンネルの用途を、異なる 時間スロットの間、異なる狭域チ ャンネルに割り当てることで、広域チャンネルは数個の狭域チャンネルに細分割 される。これらの狭域チャンネルの各々は、異なる使用者に割り当てられ、多数 の使用者による広域チャンネル源（resources）の同時使用を許す。 時分割多元接続（ＴＤＭＡ）は、個々の加入者がチャンネル源に接続して、動 的となる（becoming active）可能性が低い大人数の場合に用いる技術である。 この技術は、ダイナミックＴＤＭスロット割当てに基づいている。同様に、周波 数分割多元接続（”ＦＤＭＡ”）は、その基礎を成している多重通信技術が周波 数分割多重（”ＦＤＭ”）である接続方式である。 上記の相互関連が最小な周波数ホッピング無線通信チャンネルの各々を、更に 時分割多重方式により分割することが提案されている。このシステムは頻繁に使 用されると、チャンネル間にかなりな干渉が生じることが知られている。 １９９３年５月２７日に発行された国際公開番号ＷＯ93/10601には、多元接続 通信システムであって、第１地理的領域で使用された第１無線通信チャンネルに ついての、相互関連の評価判定が開示されている。このシステムは、一定レベル を越える測定に反応し、使用者を同じ地理的領域内の２番目の無線通信チャンネ ルに切り換える。このシステムでは、このような干渉を小さくするこ とによるチャンネル間の問題については述べていないが、干渉が検出された後の 問題については、対処している。 従って、多元接続通信システムに於けるチャンネル間の干渉を少なくすること が、本発明の目的である。 時分割多元接続通信システムに於けるチャンネル間の干渉を小さくすることも 、本発明の他の目的である。 信号の地理的分離を利用することによる、このようなシステムのチャンネル間 の干渉を小さくする方法を提供することも、本発明の他の目的である。 信号の地理的分離及び通信パワー制御を利用することによる、このようなシス テムに於けるチャンネル間の干渉を小さくする方法を提供することも本発明の目 的である。 周波数ホッピング時分割多元接続通信システムに於いても、チャンネル間の干 渉を小さくすることが、本発明の目的である。発明の簡単な説明 上述の目的は、周波数ホッピングとＴＤＭＡ無線電話システムの結合に於いて 、信号の地理的分離と通信パワー制御により、チャンネル間の干渉を少なくする 為の方法及び装置を提供する本発明により達成される。本発明は複数の地理的領 域に分割されている第１セクターと、同じ数の地理的領域に分割されている隣の 第２セクターを有する。時間スロットが、第１セクター内の異なる地 理的領域の各々に選択的に割り当てられ、同じ時間スロットは第２セクター内の 地理的領域に割り当てられるが、異なる順序で割り当てる。このようにして、１ つのセクター内の特定の地理的領域に位置する全ての使用者には、同じ時間スロ ットが割り当てられる。加えて、各時間領域は、該時間領域に関連して上り回線 と下り回線通信パワーを有する。 本発明は、図に示された或る実施例と関連して次に記載されている。しかし、 それは技術分野に精通した者にとっては、種々の修飾、付加、削除はクレームの 意図又は範囲から離れることなく成されることは明らかであろう。図面の簡単な説明 本発明の本質及び目的を一層十分に理解する為には、以下の詳細な説明及び付 随の図面を参考とされるべきである。 図１は、周波数ホッピング／ＴＤＭＡ無線電話システムの結合に於ける３つの 隣り合うセクターのダイアグラムを図示したものである。チャンネル間の干渉を 小さくするシステムが、本発明に従って作動する。各セクターは、異なる地理的 領域に分割されている。 図２は、図１のセクターを図示し、時間スロット割当て及び異なるセクター間 の通信の重なりを示す。 図３は、基地局と移動受信機を描写し、通信機、基地 局内の受信機、移動受信機内の通信機及び上り回線、下り回線の通信を示す。発明の詳細な説明 図１は、周波数ホッピング／ＴＤＭＡ無線電話システムの結合に於ける３つの セクターのダイアグラムであり、その中で本発明の実施例が作動する。図面には 夫々が他の２つと隣り合う３つのセクターＳ１、Ｓ２、Ｓ３を示し、その中で各 セクターは３つの地理的領域Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ２３ 、Ｚ３１、Ｚ３２及びＺ３３に分けられている。 図２は図１の３つのセクターのダイアグラムであり、異なった地理的領域Ｚ１ １、Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ２３、Ｚ３１、Ｚ３２及びＺ３３を示 しており、これらは対応したＴＤＭ時間フレーム時間スロット割当てＴ１、Ｔ２ 、Ｔ３、異なるアンテナＡ１、Ａ２、Ａ３の通信領域１−１、２−２、３−３、 及び通信領域１−１、２−２、３−３間の通信重なり領域Ｆ1-2、Ｆ1-3及びＦ2- 3を有している。 技術分野に精通した者には明白であるが、各セクターにつき３つ以上のスロッ トと３つ以上の地理的領域を有することは可能である。しかし、説明の簡単の為 、１セクターにつき３つの領域を記載する。 図３は、上り回線通信中及び下り回線通信中の基地局（１０）と移動受信機（ １２）の関係を示すダイアグラムで ある。下り回線通信中は、通信機（１６）は特定のセクターに送るべき信号を発 生することができる。上り回線通信中は、通信機（１４）は移動受信機（１２） から送るべき信号を発生することができる。基地局（１０）はまた、種々の地理 的領域に位置する使用者に時間スロットを割当てることができる。 図２は、各セクターに於ける３つの時間スロット繰り返しパターンについて何 が起こるかということ、及び各セクターに於いて略同じ周波数容量であることを 示している。セクターＳ１は３つの地理的領域Ｚ１１、Ｚ１２及びＺ１３に分割 され、各領域Ｚ１１、Ｚ１２及びＺ１３は、対応する時間スロットＴ１、Ｔ２及 びＴ３により決定される。セクターＳ２及びＳ３は、セクターＳ１のように、夫 々等しい数の地理的領域Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ２３、Ｚ３１、Ｚ３２及びＺ３３に 分割され（この形状では３つ）、各領域Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ２３、Ｚ３１、Ｚ３ ２及びＺ３３は、該領域に関連して対応する時間スロットＴ１、Ｔ２及びＴ３に 基づいて決定される。３つの時間領域の例では、セクターＳ２及びＳ３の時間ス ロットＴ１、Ｔ２及びＴ３の順序は、セクターＳ１内の時間スロットＴ１、Ｔ２ 、Ｔ３の順序によって規定される。 夫々外辺Ｆ1-2及びＦ1-3に沿って位置するセクターＳ２及びＳ３の地理的領域 Ｚ２１及びＺ３１は、セクターＳ１内の中央時間領域（この場合はＴ１）のよう に、同じ 時間領域が割当てられる。夫々セクターＳ２及びＳ３の中央の地理的領域である Ｚ２２及びＺ３３は、セクタＳ２及びＳ３に隣接して位置するセクターＳ１内の 地理的領域のように、同じ時間スロットが割当てられる（即ち、地理的領域Ｚ２ ２は領域Ｚ１２と同様に時間スロットＴ２が割当てられ、領域Ｚ３３は領域Ｚ１ ３と同様に時間スロットＴ３が割当てられる）。 各時間スロットＴ１、Ｔ２及びＴ３中の通信は、上り回線及び下り回線での通 信の為に、それらに関連した通信パワー条件を有する。この図面では、セクター Ｓ１内の時間スロットＴ１内の通信は、それに関連する下り回線通信パワー、即 ちセクターＳ２及びＳ３内の時間スロットＴ１に関連した通信パワーよりも低い 通信パワーを有する。しかし、上り回線通信中の通信パワーは通常である。 セクターＳ１内の時間スロットＴ２及びＴ３での通信は、双方ともそれらに関 連した通常の下り回線通信パワーを有する。しかし時間スロットＴ２及びＴ３で の通信は双方とも、それらに関連した上り回線通信パワーを有し、それらは隣の セクター内で対応する時間スロットに関連する上り回線通信パワーよりも低い。 セクターＳ２に於いては、時間スロットＴ２における通信は、該通信に関連した 一層低い下り回線通信パワーと、通常の上り回線パワーを有する。一方、時間ス ロットＴ１とＴ３に 於ける通信は、該通信に関連する通常の下り回線パワーと、一層低い上り回線パ ワーを有する。セクターＳ３に於いては、時間スロットＴ３に於ける通信は、該 通信に関連する一層低い下り回線通信パワーと、通常の上り回線パワーを有する 。一方、時間スロットＴ１とＴ２に於ける通信は、それらに関連する通常の下り 回線パワーと、一層低い上り回線パワーを有する。この実施例に於いては、各セ クターＳ１、Ｓ２及びＳ３に於ける時間スロットＴ１、Ｔ２及びＴ３は、夫々中 央の地理的領域Ｚ１１、Ｚ２２及びＺ３３内に位置する移動通信機に割当てられ る。 １セクター当り３つの時間スロットを有する実施例に於いては、関連する一層 低い下り回線通信パワーを有する通信を含む時間スロット中の無線チャンネルの 使用が、中央の地理的領域に於ける使用者に割当てられる（即ち、Ｓ１内のＺ１ １内の使用者の一群はＴ１を取得し、Ｓ２内のＺ２２内の使用者の一群はＴ２を 取得し、Ｓ３内のＺ３３内の使用者の一群はＴ３を取得する）。一方、関連する より低い上り回線通信パワーを有する通信を含む時間スロットは、セクターの外 辺の近傍に位置する使用者に割当てられる（即ち、Ｓ１内にてＺ１２又はＺ１３ 内の使用者の一群は、夫々Ｔ２又はＴ３を取得し、Ｓ２内にてＺ２１又はＺ２３ 内の使用者の一群は夫々Ｔ１又はＴ３を取得し、Ｓ３内にてＺ３１又はＺ３２内 の使用 者の一群は夫々Ｔ１又はＴ２を取得する）。この配列は、使用者を地理的に離す ことにより、及び通信パワーを制御することにより、チャンネル間の干渉の可能 性を少なくする。 下り回線使用中に、中央領域の使用者への通信パワーを低下させることで、通 信の重なり領域Ｆ1-2、Ｆ1-3及びＦ2-3が減り、干渉信号のパワー（即ち、セク ターＳ１及びＳ３に於いて時間Ｔ２中、Ｓ２からの信号）は、適切なセクターア ンテナから生じる信号に比べて非常に弱い（即ち、時間Ｔ２中のアンテナＡ１か らの信号は、時間Ｔ２中にセクターＳ１に於いては、セクターＳ１内のアンテナ Ａ２からの信号よりも非常に強い）。このようにして、２つの信号の強さの不均 衡故に、重なり合う信号は、現実の信号に干渉しない。 上り回線使用中のセクターの外辺内に位置する領域内の使用者からの通信パワ ーの低下により、チャンネル間の干渉の機会は一層少ない。何故なら、通信の重 なりが一層少なく、信号の強さの不均衡がより大きいからである。 通信パワーは、いかなる地域からのものでも、受信信号の強さに対する条件に より決定される。通信パワーの増強が要求される地域に所在する加入者の一群は 、通信にチャンネル間の干渉が入らない地域に所在する加入者の一群からの通信 に要求されるレベルよりも、高いパワ ーレベルで通信できる。通信は、他の加入者の為に質を向上する様に、ある加入 者の一群には、質を降格するのではなく、むしろ通信は、問題となる地域に居住 する加入者の一群の為に改善されるべきである。 これまでの記述から明白になった事項から、本発明は前に明らかにした目的に 効果的に到達することが判る。特に、本発明は周波数ホッピング／ＴＤＭＡシス テムの結合に於いて、チャンネル間の干渉を少なくするシステムを提供する。技 術分野に精通した者であれば、図１に示された形状は、チャンネル間の干渉の可 能性を十分且つ効果的に減じることを認識するだろう。 発明の範囲から離れること無く、上記の構成及び前記の作動順序に於いて、変 更がなされることが判るだろう。従って、上記の記述に含まれ、添付の図面に示 された全ての事項は、限定的に考えるのではなく、むしろ例示的と解釈されるべ きである。 以下のクレームは、ここで記載した発明の包括的かつ明確な全ての特徴をカバ ーし、文言上の本発明の範囲の全ての記述は、クレームに含まれるだろう。 発明を記載したので、新規であるとクレームし、特許により保護される箇所は 以下の通りである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中央基地局と、該基地局から外方に放射状に延びる複数に分割された通信セ クターの１つの領域内で操作される移動受信機とを具え、前記基地局は複数の周 波数ホッピング無線チャンネルを、前記した複数の通信セクターの各々に割り当 て、該周波数ホッピング無線チャンネルは、少なくとも第１、第２、第３の時分 割時間スロットを有している無線電話システムに於いて、 前記第１通信セクターの中央部分に位置する第１地理的領域にて、前記基地局 は該第１地理的領域内に所在する第１の使用者群に、第１通信セクターに割り当 てられた無線チャンネルの各々の時分割時間スロットの中の１番目を割り当てる ことができ、 前記第１通信セクターの中の外辺部に位置する第２地理的領域にて、前記基地 局は該第２地理的領域内に所在する第２の使用者群に、第１通信セクターに割り 当てられた無線チャンネルの各々の時分割時間スロットの中の２番目を割り当て ることができ、 前記第２通信セクターの外辺部に位置する第３地理的領域にて、前記基地局は 該第３地理的領域内に所在する第３の使用者群に第２通信セクターに割り当てら れた無線チャンネルの各々の時分割時間スロットの中の１番目を割り当てること ができ、 第１通信セクターをカバーし、第２通信セクターの第３地理的領域にオーバー ラップする第１通信セクターの基地局から通信する為の基地局内の通信機であっ て、基地局からの第１セクタ通信は、第１の下り回線通信パワーを有して、第１ の時分割時間スロット内であり、 第２通信セクターをカバーし、第１通信セクターの第２地理的領域にオーバー ラップする第２通信セクター内の基地局から通信する為の基地局内の通信機であ って、基地局からの第２セクタ送信は、第２の下り回線通信パワーを有して、第 １の時分割時間スロット内であり、前記１番目の下り回線通信パワーは、前記第 ２番目の下り回線通信パワーより小さい無線電話システム。 ２．クレーム１の無線電話システムに於いて、 第１通信セクターの第１地理的領域内の移動受信機から発する上り回線通信の 為に、移動受信機内にある通信機であって、第１の時分割時間スロット内の第１ セクター上り回線通信は、第１の上り回線通信パワーを有し、 第２通信セクターの第３地理的領域内の移動受信機から発する上り回線通信の 為に、移動受信機内にある通信機であって、第１の時分割時間スロット内の第２ セクター上り回線通信は、第２の上り回線通信パワー を有し、第２番目の上り回線パワーは第１番目の上り回線通信パワーより小さい 。 ３．クレーム１の無線電話システムに於いて、 第２通信セクターの中央部分に位置する第４地理的領域にて、前記基地局は該 第４地理的領域内に所在する第４の使用者群に、第２通信セクターに割り当てら れた無線チャンネルの各々の時分割時間スロットの第２番目を割り当てることが でき、 第１通信セクターの第２地理的領域内の移動受信機から発する上り回線通信の 為に、移動受信機内にある通信機であって、第２の時分割時間スロット内の第１ セクター上り回線通信は、第３の上り回線通信パワーを有し、 第２通信セクターの第４地理的領域内の移動受信機から発する上り回線通信の 為に、移動受信機内にある通信機であって、第２の時分割時間スロット内の第２ セクター上り回線通信は、第４の上り回線通信パワーを有し、第３番目の上り回 線通信パワーは、第４番目の上り回線通信パワーより小さい。 ４．クレーム３の無線電話システムに於いて、 第２の時分割時間スロット内の基地局からの第１セクター通信は、第３の下り 回線通信パワーを有し、 第２の時分割時間スロット内の基地局からの第２セクター通信は、第４の下り 回線通信パワーを有し、第 ４番目の下り回線通信パワーは、第３番目の下り回線通信パワーより小さい。 ５．中央基地局と、基地局から外側に放射状に延びる複数の通信セクターに分割 された領域内の複数の移動受信機と、複数の通信セクターの各々に周波数ホッピ ング無線チャンネルを割り当てる基地局とを有し、周波数ホッピング無線チャン ネルを、少なくとも第１、第２、第３の時分割時間スロットに分割する無線電話 システムに於ける無線チャンネル割当て方法に於いて、 第１通信セクターの中央部分に位置する第１地理的領域を定義し、該第１地理 的領域内に所在する第１の使用者群に無線チャンネルの各々の時分割時間スロッ トの第１番目を割り当て、 第１通信セクターの外辺部に位置する第２地理的領域を定義し、該第２地理的 領域内に所在する第２の使用者群に無線チャンネルの各々の時分割時間スロット の第２番目を割り当て、 第２通信セクターの外辺部に位置する第３地理的領域を定義し、該第３地理的 領域内に所在する第３の使用者群に無線チャンネルの各々の時分割時間スロット の第１番目を割り当て、 基地局内の通信機からの第１のセクター信号を、第１通信セクターに通信し、 第１セクター信号は、第１通信セクターをカバーし、第２通信セクターの第３地 理的領域にオーバーラップし、 第１の下り回線通信パワーを、第１の時分割時間スロット内の第１セクター信 号に割り当て、 基地局内の通信機からの第２セクター信号を、第２通信セクターに通信し、第 ２セクター信号は、第２通信セクターをカバーし、第１通信セクターの第２地理 的領域にオーバーラップし、 第２の下り回線通信パワーを、第１の時分割時間スロット内の第２セクター信 号に割り当て、第１の下り回線通信パワーは、第２の下り回線通信パワーより小 さい無線チャンネル割当て方法。 ６．クレーム５の無線電話システムに於ける無線チャンネル割当て方法に於いて 、 第１地理的領域内に所在する移動受信機内の通信機からの第１セクター上り回 線信号を通信し、 第１の上り回線通信パワーを、第１の時分割時間スロット内の第１セクター上 り回線信号に割り当て、 第３地理的領域内に所在する移動受信機内の通信機からの第２セクター上り回 線信号を通信し、 第２の上り回線通信パワーを、第１の時分割時間スロット内の第２セクター上 り回線信号に割り当て、第２の上り回線通信パワーは、第１の上り回線通信パワ ーより小さい。 ７．クレーム５の無線電話システムに於ける無線チャ ンネル割当て方法に於いて、 第２の通信セクターの中央部分に位置する第４地理的領域を定義し、該第４地 理的領域内に所在する第４の使用者群に無線チャンネルの各々の第２の時分割時 間スロットを割り当て、 第２地理的領域内に所在する移動受信機内の通信機からの第１セクター上り回 線信号を通信し、 第３の上り回線通信パワーを、第２の時分割時間スロット内の第１セクター上 り回線信号に割り当て、 第４地理的領域内に所在する移動受信機内の通信機からの第２セクター上り回 線信号を通信し、 第４の上り回線通信パワーを、第２の時分割時間スロット内の第２セクター上 り回線信号に割り当て、第３の上り回線通信パワーは、第４の上り回線通信パワ ーより小さい。 ８．クレーム５の無線電話システムに於いて、 第３の下り回線通信パワーを、第２の時分割時間スロット内の第１セクター信 号に割り当て、 第４の下り回線通信パワーを、第２の時分割時間スロット内の第２セクター信 号に割り当て、第４の下り回線通信パワーは、第３の下り回線通信パワーより小 さい。