JPH09261144A

JPH09261144A - Ｐｈｓ用中継システム

Info

Publication number: JPH09261144A
Application number: JP7072896A
Authority: JP
Inventors: Toshio Abiko; 利夫安彦; Kazuhiro Honda; 和博本田; Masayuki Matsuo; 昌行松尾; Minoru Kanda; 実神田; Isao Shimada; 勲島田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】基地局の設置コスト及びランニングコストを低
減したＰＨＳ用中継システムを提供する。【解決手段】ＰＨＳは、都心部４１では主に昼間使用さ
れ、住宅地区４２では主に夜間使用されている。基地局
１は都心部４１に設置されており、都心部４１内のＰＨ
Ｓ端末３の電波を加入者線に中継している。一方、住宅
地区４２にはリピータ２が設置されており、リピータ２
は都心部４１の基地局１から送信された電波を受信し
て、住宅地区４２内のＰＨＳ端末３に再送信している。
また、リピータ２は住宅地区４２内のＰＨＳ端末３から
送信された電波を受信して、都心部４１の基地局１へ再
送信している。このように、住宅地区４２内のＰＨＳ端
末３は、リピータ２及び都心部４１の基地局１を介して
加入者線に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナル・ハン
ディフォン・システム（以下、ＰＨＳと略す）に用いる
ＰＨＳ用中継システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＰＨＳでは、広範囲の通話サービ
スエリアを確保するために、半径１００〜３００ｍの小
さなマイクロセルをカバーする基地局を多数設置してい
た。ＰＨＳでは、基地局の電波が携帯電話に比べて小さ
いので、各基地局のカバーする範囲が狭くなっている。
したがって、ＰＨＳ端末の送信電力も携帯電話に比べて
１０ｍＷと低く設定されており、ＰＨＳ端末の小型化、
電池の長寿命化を図ることができた。

【０００３】ＰＨＳは、図９に示すように、通話サービ
スエリアを多数のマイクロセル４に区分けし、各マイク
ロセル４にＰＨＳ端末３との間で電波を送受信する基地
局１が設置されている。各基地局１は、加入者線８を介
して、ＰＨＳ用接続装置５及び市内交換機６にそれぞれ
接続され、さらに市外交換機７を介して全国の公衆回線
網に接続されている。このように、ＰＨＳでは、ＮＴＴ
等の既存の公衆回線網を利用しているので、新たに専用
回線を設置する必要がなく、設備の設置に必要なコスト
を低減することができた。ここで、基地局１とＰＨＳ端
末３との間の無線通信は、（財）電波システム開発セン
ターによって制定されたRCR STD-28によって行われてい
る。また、基地局１は、ＰＨＳ接続装置５、市内交換機
６及び各ＰＨＳ業者の共通信号網１０を介してＰＨＳサ
ービス制御局９に接続されており、ＰＨＳサービス制御
局９は、表１に示すネットワーク管理を行っている。

【０００４】

【表１】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のＰＨＳの使
用形態としては、主として、従来の携帯電話のように用
いる公衆形使用形態、事務所等で内線電話として用いる
自営形使用形態、一般住宅等でアナログコードレス電話
機のように用いる家庭形使用形態の３つの使用形態があ
る。公衆形使用形態の場合、ユーザーは、主として、昼
間は都心部でビジネス用途に、夜間は住宅地区で個人用
途にＰＨＳを用いている。したがって、図８（ａ）に示
すように、都心部では午前８時頃から午後８時頃までの
昼間に通話量が多くなり、午後８時以降の夜間は通話量
が激減している（図８のＡ）。一方、住宅地区では午後
８時頃から午前２時頃までの夜間に通話量が多くなり、
午後８時迄の昼間は通話量が少ない（図８のＢ）。この
ように、都心部と住宅地区とでは通話量の多い時間帯が
異なっている。例えば、首都圏の場合、図８（ｂ）に示
すように、新宿等の都心部４１と立川や日野等の住宅地
区４２とは約２０ｋｍ程度離れており、都心部４１と住
宅地区４２の両方のエリアを通話サービスエリアとする
ためには、両方のエリアに基地局１を夫々設置する必要
がある。

【０００６】しかしながら、トラヒック量の多い時間帯
が異なる都心部４１と住宅地区４２にそれぞれ基地局１
を設けた場合、両方のエリアで基地局１の設置コストが
発生するという問題点があった。また、都心部４１の基
地局１では夜間、住宅地区４２の基地局１では昼間、ト
ラヒック量が少なくなっており、都心部４１及び住宅地
区４２に夫々基地局１を設置するのは効率的でないとい
う問題点もあった。さらに、基地局１は、加入者線８を
介してＰＨＳ用接続装置５に接続されているので、両方
のエリアに基地局１を設置した場合、両方のエリアで加
入者線８の使用料金が必要になり、ランニングコストが
高くなるという問題点もあった。

【０００７】また、ＰＨＳ端末３は、１．９ＧＨｚ帯の
電波を使用して基地局３と通信しており、ＰＨＳ端末３
の電波同士の干渉等によって通話品質が悪化するという
問題点があった。さらに、基地局１の動作が正常か否か
をユーザが容易に判別できないため、ユーザが安心して
通話を行えないという問題点もあった。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、請求項１の発明の目的は、基地局の設置コスト
を低減するとともに、ランニングコストを低減したＰＨ
Ｓ用中継システムを提供することにある。請求項２の発
明の目的は、長距離の通信を可能にし、安定した通話が
行えるＰＨＳ用中継システムを提供することにある。

【０００９】請求項３の発明の目的は、動作確認が容易
に行えるＰＨＳ用中継システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、ＰＨＳ端末との間で電波を送
受信して公衆回線に接続する基地局が設けられた第１の
エリアとトラヒック量の多い時間帯が異なる第２のエリ
アに、第２のエリア内のＰＨＳ端末から受信した電波を
基地局に再送信するとともに、基地局から受信した電波
を第２のエリア内のＰＨＳ端末に再送信するリピータを
設けているので、第２のエリア内のＰＨＳ端末は、リピ
ータ及び第１のエリア内の基地局を介して公衆回線に接
続することができる。

【００１１】請求項２の発明では、請求項１の発明に於
いて、リピータがミリ波等の直線性の強い電波を用いて
基地局と送受信しているので、リピータと基地局との間
の通信に使用する電波とＰＨＳ端末の電波とが干渉する
のを防止できる。請求項３の発明では、請求項１の発明
に於いて、リピータを、リピータの動作確認兼防犯用の
電灯が設置されたポールに取り付けているので、電灯を
点灯させることにより、リピータの動作が正常か否かを
知らせることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。（実施形態１）本実施形態のＰＨＳ用中継システムは、
図１に示すように、ＰＨＳが主に昼間使用される第１の
エリアとしての都心部４１と、ＰＨＳが主に夜間使用さ
れる第２のエリアとしての住宅地区４２に用いられてい
る。都心部４１には、ビルの屋上等の比較的見通しの良
い場所に基地局１とそのアンテナ１１が設置されてい
る。一方、住宅地区４２には、住宅地区４２内のＰＨＳ
端末３と都心部４１の基地局１とを無線中継するリピー
タ２が設置されている。リピータ２は、都心部４１内に
設けられた基地局１から受信した電波を住宅地区４２内
のＰＨＳ端末３に再送信するとともに、住宅地区４２内
のＰＨＳ端末３から受信した電波を都心部４１の基地局
１に再送信している。

【００１３】ここで、リピータ２は、図２に示すよう
に、都心部４１の基地局１との間で電波を送受信するた
めの高感度のアンテナ２１と、住宅地区４２内のＰＨＳ
端末３との間で電波を送受信するためのダイバシティア
ンテナ２７と、アンテナ２１或いはダイバシティアンテ
ナ２７で受信した電波を相手側に再送信する制御ブロッ
ク２６とから構成されている。

【００１４】ところで、都心部４１の基地局１との間で
電波を送受信するために、リピータ２のアンテナ２１は
高感度のものが必要となる。一般的に、基地局１の送信
出力は高出力で、例えば５００ｍＷクラスの出力で電波
を送信している。また、基地局１とリピータ２との距離
は見通しで２０〜４０ｋｍ程度である。従って、リピー
タ２のアンテナ２１は、１０ｄＢ〜２０ｄＢ程度の指向
特性の鋭い八木アンテナなどのアンテナが使用され、基
地局１の方向に向けて設置されている。

【００１５】また、住宅地区４２内のＰＨＳ端末３との
間で電波を送受信するためのダイバシティアンテナ２７
は、基本的に無指向性のオムニ指向性アンテナ、例え
ば、コリニアアンテナが使用されており、リピータ２を
中心として半径１００〜２００ｍ程度の範囲で通信する
ことができる。ここで、住宅地区４２内のＰＨＳ端末３
からリピータ２に送られる電波は、反射等の発生によっ
て電波のレベルが非常に不安定になっている。したがっ
て、ダイバシティアンテナ２７は２本のアンテナによる
ダイバシティ方式を採用しており、リピータ２とＰＨＳ
端末３間の通話の信頼性を向上させている。なお、都心
部４１の基地局１とリピータ２との間は見通しが良く、
電波伝播は安定しているので、基地局１との通信に用い
るアンテナ２１にはダイバシティ方式を採用していな
い。

【００１６】一方、制御ブロック２６は、都心部４１の
基地局１或いは住宅地区４２内のＰＨＳ端末３から受信
した電波を相手側に再送信するタイミングを制御するタ
イミング制御部２５と、タイミング制御部２５のタイミ
ングに基づいて基地局１との間で送信／受信を切り替え
る第１のスイッチ２２ａと、タイミング制御部２５のタ
イミングに基づいてＰＨＳ端末３との間で送信／受信を
切り替える第２のスイッチ２２ｂと、基地局１が送信し
た電波をアンテナ２１及び第１のスイッチ２２ａを介し
て受信する第１の受信器２３ａと、第１の受信器２３ａ
が受信した電波をタイミング制御部２５のタイミングに
基づいて第２のスイッチ２２ｂ及びダイバシティアンテ
ナ２７を介してＰＨＳ端末３に再送信する第１の送信器
２４ａと、ＰＨＳ端末３が送信した電波をダイバシティ
アンテナ２７及び第２のスイッチ２２ｂを介して受信す
る第２の受信器２３ｂと、第２の受信器２３ｂが受信し
た電波をタイミング制御部２５のタイミングに基づいて
第１のスイッチ２２ａ及びアンテナ２１を介して基地局
１に再送信する第２の送信器２４ｂとから構成されてい
る。

【００１７】ところで、ＰＨＳでは、無線伝送方式とし
てＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access ）／ＴＤ
Ｄ方式（Time Division Duplex）を採用しており、図１
０に示すように、１つの電波キャリア上のディジタル信
号を５ｍｓ毎のフレームに分割している。さらに、１つ
のフレームを８スロットに分割して、下り（基地局１→
ＰＨＳ端末３）にスロットＴ１〜Ｔ４の４スロット、上
り（ＰＨＳ端末３→基地局１）にスロットＲ１〜Ｒ４の
４スロットを割り当てている。このうち上り，下りのス
ロットＴ１，Ｒ１は制御チャネルであり、他のスロット
Ｔ２〜Ｔ４，Ｒ２〜Ｒ４は通信チャネルとして構成され
ている。なお、ＰＨＳの無線伝送方式の主要諸元を表２
に示す。

【００１８】

【表２】

【００１９】また、基地局１は、図３に示すように、ア
ンテナ１１と、アンテナ１１を介してＰＨＳ端末３との
間で無線通信を行う無線部１２と、加入者線７との間で
信号を送受信するディジタル網インターフェイス１３と
を備えており、ＰＨＳ端末３と加入者線７とをＴＤＭＡ
／ＴＤＤ処理を行って中継している。ここで、基地局１
又はＰＨＳ端末３とリピータ２間の信号の送受信のタイ
ミングを図４（ａ）〜（ｄ）に示す。リピータ２のタイ
ミング制御部２５は、基地局１又はＰＨＳ端末３から受
信した電波を相手側へ再送信する際のタイミングを制御
しており、５ｍＳのフレーム毎に４個の送信スロットと
４個の受信スロットが設定されている。図４（ａ）に示
すように、都心部４１の基地局１が、送信スロットＡで
住宅地区４２内のＰＨＳ端末３へ電波を送信すると、リ
ピータ２はその電波を受信して、図４（ｂ）に示すよう
に、送信スロットＡＡで基地局１から受信した電波をＰ
ＨＳ端末３へ再送信する。リピータ２から送信スロット
ＡＡで再送信された電波を受信したＰＨＳ端末３はリピ
ータ２へ返信し、図４（ｃ）に示すように、リピータ２
は受信スロットＢでＰＨＳ端末３から返信された電波を
受信する。そして、リピータ２はＰＨＳ端末３から返信
された電波を次のスロットで基地局１へ再送信し、図４
（ｄ）に示すように、基地局１はその電波を受信スロッ
トＢＢで受信している。このように、基地局１とＰＨＳ
端末３とをリピータ２を介して中継することにより、制
御チャンネルについて、５ｍＳのずれが発生するが、非
常に短い時間であるので実用上問題はない。また回線の
ネットワーク上でエコーが発生する可能性があるので、
基地局１にはエコーキャンセルの機能が設けられてい
る。

【００２０】上述のように、住宅地区４２内のＰＨＳ端
末３は、住宅地区４２内のリピータ２及び都心部４１の
基地局１を介して、公衆回線網に接続されているので、
都心部４１と住宅地区４２に別々に基地局１を設置する
必要がなく、基地局１の設置コストを低減することがで
きる。また、都心部４１のみに基地局１を設置すればよ
いので、基地局１とＰＨＳ用接続装置とを接続する加入
者線の回線数を減らすことができ、加入者線の使用料金
などのランニングコストを低減することができる。

【００２１】また、ＮＴＴ等の既存の公衆回線網を利用
したＰＨＳでは、上述したように、各ＰＨＳ業者の共通
線信号網１０を設けているが、図５に示すように、この
共通線信号網１０に基地局１を設置して、住宅地区４２
内のＰＨＳ端末３を、リピータ２及び基地局１を介して
共通線信号網１０に接続してもよい。ここで、ＰＨＳサ
ービス制御局９は、加入者情報データベース（ＳＣＰ）
やネットワーク管理システム（ＮＭＳ）等の機能を有し
ており、表１に示すようなネットワーク管理を行ってい
る。

【００２２】さらに、リピータ２は、基地局１及びＰＨ
Ｓ端末３と無線で通信しているので、その設置場所は商
用電源が確保できる場所であれば何処でも良く、住宅地
区４２の中で利用効果の高い場所に設置することができ
る。また、基地局１とＰＨＳ接続装置間の加入者線が不
要ないので、リピータ２を設置するだけで、通話サービ
スエリアを容易に拡大することができる。

【００２３】また、基地局１との通信に使用するリピー
タ２のアンテナ２１は指向性の高いアンテナなので、都
心部４１に設置された複数の基地局１の中から特定の基
地局１を予め選択して通信を行っている。したがって、
都心部４１の複数の基地局１の内、比較的トラヒックの
少ない基地局１を選択することにより、都心部４１全体
の基地局１のトラヒックのバランスをとることができ
る。

【００２４】尚、本実施形態のＰＨＳ用中継システムを
適用する通話サービスエリアは、都心部４１や住宅地区
４２に限定する趣旨のものではなく、都心部４１や住宅
地区４２以外の通話サービスエリアに適用しても良い。（実施形態２）本実施形態のＰＨＳ用中継システムは、
図６に示すように、基地局１とリピータ２との間の通信
に、ＰＨＳで通常用いられている１．９ＧＨｚ帯の電波
を用いずに、約３８ＧＨｚのミリ波を使用している。こ
こで、都心部４１と住宅地区４２との間は２０ｋｍ程度
離れているので、都心部４１の基地局１と住宅地区４２
のリピータ２との間で通信を行うためには、２３ｄＢｍ
程度の送信出力で、直径６０ｃｍ程度のカセグレン形の
アンテナを用いればよい。したがって、本実施形態で
は、基地局１のアンテナ１１とリピータ２のアンテナ３
０に、それぞれ直径６０ｃｍ程度のカセグレンアンテナ
を使用している。

【００２５】このＰＨＳ中継システムでは、基地局１と
リピータ２間の通信に約３８ＧＨｚのミリ波を使用して
いるので、長距離の通信を行うことができるとともに、
通常のＰＨＳの伝送速度３８４ｋＨｚよりも速い２Ｍｂ
ｐｓ以上の伝送速度で伝送することができる。また、Ｐ
ＨＳ端末３が使用する１．９ＧＨｚの電波と干渉するこ
とがなく、安定した通信を行うことができる。

【００２６】尚、アンテナ以外のＰＨＳ中継システムの
構成は、実施形態１と同様であるので、その説明は省略
する。また、ミリ波以外の直線性が強く、長距離伝送が
可能な電波を基地局１とリピータ２間の通信に用いても
良い。（実施形態３）本実施形態のＰＨＳ用中継システムは、
図７に示すように、基地局及びＰＨＳ端末へ信号を再送
信する送信部２４を備えたリピータ２と、屋外の照度を
検出する照度検出部３１と、リピータ２の動作確認用と
防犯用とを兼ねて点灯される照明灯３７と、送信部２４
及び照度検出部３１の出力をモニタして照明灯３４をオ
ン／オフ制御する照明制御部３４とを備えており、図１
に示すように、リピータ２は照明灯３７が配設されたポ
ール３８に取り付けられている。

【００２７】照度検出部３１は、太陽電池３２と、太陽
電池３２の出力電圧としきい値Ａとを比較するコンパレ
ータ３３とを備えており、外部光による太陽電池３２の
出力値がしきい値Ａを下回ると、出力電圧がハイレベル
となる。照明制御部３２は、照度検出部３１の出力電圧
をモニタするとともに、リピータ２の例えば送信部２４
の出力レベルをモニタして、照度が所定値以下になり、
送信部の出力レベルが正常であれば、リレー３５をオン
して、照明灯３７を商用電源３６で点灯させている。し
たがって、リピータ２の動作確認用と防犯用とを兼ねて
照明灯３４を夜間点灯させることができるので、リピー
タ２の動作確認が容易に行えるとともに、防犯にも役立
てることができる。

【００２８】尚、照明灯３４以外のＰＨＳ中継システム
の構成は、実施形態１又は２と同様であるので、その説
明は省略する。

【００２９】

【発明の効果】上述したように、請求項１の発明は、Ｐ
ＨＳ端末との間で電波を送受信して公衆回線に接続する
基地局が設けられた第１のエリアとトラヒック量の多い
時間帯が異なる第２のエリアに、第２のエリア内のＰＨ
Ｓ端末から受信した電波を基地局に再送信するととも
に、基地局から受信した電波を第２のエリア内のＰＨＳ
端末に再送信するリピータを設けており、第２のエリア
内のＰＨＳ端末は、リピータ及び第１のエリア内の基地
局を介して公衆回線に接続することができるので、第１
のエリアのみに基地局を設置すればよく、基地局の設置
コストを低減できるという効果がある。また、第１のエ
リアのみに基地局を設置しているので、基地局とＰＨＳ
用接続装置を接続する加入者線は第１のエリアのみでよ
く、加入者線の使用料金、すなわち、ランニングコスト
を低減できるという効果もある。

【００３０】請求項２の発明は、リピータがミリ波等の
直線性の強い電波を用いて基地局と送受信しているの
で、長距離の通信を行うことができるという効果があ
る。また、ＰＨＳ端末が使用する１．９ＧＨｚ帯以外の
電波をリピータと基地局との通信に使用しているので、
電波の干渉を低減し、安定した通信が行えるという効果
もある。

【００３１】請求項３の発明は、リピータを、リピータ
の動作確認兼防犯用の電灯が設置されたポールに取り付
けており、電灯を点灯させることにより、リピータの動
作が正常か否かを知らせることができるので、リピータ
の動作確認が容易に行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１のＰＨＳ用中継システムを示す概略
構成図である。

【図２】同上のリピータを示すブロック図である。

【図３】同上の基地局を示すブロック図である。

【図４】同上の動作を示す波形図である。

【図５】同上のワイヤレスネットワークを示す概略構成
図である。

【図６】実施形態２のＰＨＳ用中継システムを示す概略
構成図である。

【図７】実施形態３のＰＨＳ用中継システムを示すブロ
ック図である。

【図８】実施形態１乃至３を用いる都心部及び住宅地区
を示し、（ａ）は時間とトラヒック量の関係を示す図、
（ｂ）は位置関係を示す地図である。

【図９】従来のＰＨＳの概略構成図である。

【図１０】同上のＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を示す波形図で
ある。

【符号の説明】

１基地局２リピータ３ＰＨＳ端末４１都心部４２住宅地区

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神田実大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者島田勲大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＰＨＳ端末との間で電波を送受信して公衆
回線に接続する基地局が設けられた第１のエリアとトラ
ヒック量の多い時間帯が異なる第２のエリアに、前記第
２のエリア内のＰＨＳ端末から受信した電波を前記基地
局に再送信するとともに、前記基地局から受信した電波
を前記第２のエリア内のＰＨＳ端末に再送信するリピー
タを設けたことを特徴とするＰＨＳ用中継システム。
【請求項２】前記リピータが、ミリ波等の直線性の強い
電波を用いて前記基地局と送受信することを特徴とする
請求項１記載のＰＨＳ用中継システム。
【請求項３】前記リピータを、前記リピータの動作確認
兼防犯用の電灯が設置されたポールに取り付けて成るこ
とを特徴とする請求項１記載のＰＨＳ用中継システム。