JPS5823777B2 - 陸上移動無線基地局送信アンテナ共用方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、自動車電話方式などの陸上移動通信
方式の無線基地局において１基のアンテナを送信無線周
波数可変の多数の送信機で共用する送信アンテナ共用方
式に関するものである。

例えば公衆移動通信としての自動車電話方式の如き陸上
移動通信方式では、限られた無線周波数帯域を有効に使
用して広い地域に多数の加入者を収容するだめに、与え
られた無線周波帯域を技術的に可能な限り狭帯域化した
無線チャネルに分割し、広い地域のサービスエリアを移
動局の送信電力で充分に通信可能な複数の小無線ゾーン
で構成し、各無線ゾーン毎に１局ずつ設置された無線基
地局に、その無線ゾーンの通信トラヒックに見合う複数
の無線チャネルを固定的に割当て、各無線チャネル毎に
送信および受信装置を設ける方式が有効である。

また、各無線ゾーンに固定的に割当てられた無線チャネ
ルは、電波伝搬上の干渉妨害を生じない距離だけ離れた
無線ゾーンに繰り返し配置し、無線周波数を有効に使用
するのが普通である。

このような陸上移動通信方式において、各無線基地局の
各送信および受信装置に各々１基ずつのアンテナを設置
することは、アンテナ相互間の干渉妨害、無線基地局の
鉄塔および敷地面積、経済性等の条件からほとんど実行
不可能であり、従来より周知のとおり送信アンテナ共用
、受信アンテナ共用、送受信アンテナ共用の諸装置が種
々開発されて来ている。

中でもアンテナ、給電線、送信アンテナ共用部を含む送
信アンテナ共用装置は共用することによって生する共用
損失や同一のアンテナに共用できる隣接チャネル間隔と
共用チャネル数の制約、すなわち周波数配置上の融通性
の制限があり、自動車電話方式などの陸上移動通信方式
の無線回線設計や置局・施設設計上の重要な条件となっ
ている。

まだ、各無線ゾーンへ割当てる無線チャネルは、以下の
説明で明らかなように、主として、この送信アンテナ共
用装置の設計条件によって定められ、全周波数帯域の中
から任意に割当てることはできない。

第１図は従来の無線基地局送信アンテナ共用装置の構成
を示すもので、１００は４群共用アンテナ方式を用いた
アンテナ、１１１〜１１４は東西南北４方向に方位角９
０度ずつの指向性を持つアンテナ面、１２１〜１２４は
４群アンテナ共用方式を実施するだめの９０度位相パイ
グリッド回路、２００は給電線、３００はアンテナ共用
部、３１０は送受信アンテナ共用部、３１１はアンテナ
共用部３００と給電線２００を接続するコネクタ、３１
２はサーキュレータ、３１３はダミーロード付きサーキ
ュレータ、３１４は送信用帯域通過フィルタ、３１５は
整合器、３１６は受信用帯域通過フィルタ、３１７はア
ンテナ共用部を受信系の装置に接続するコネクタ、３２
０は送信アンテナ共用部、３２１は複数のキャビティ共
振器を１出力回路に接続するだめのジャンクションボッ
クス、３２２はキャビティ共振器又はその他の構成によ
る帯域通過フィルタ、３２３はダミーロード付きサーキ
ュレータ、３２４はアンテナ共用部３００を各送信機に
接続するだめのコネクタ、４００は送信機群、４０１は
固定チャネル送信の送信機又は多チャネル切替機能付き
送信機である。

本発明は第１図の構成のうち、送信アンテナ共用部３２
０に関するものである。

従来、送信アンテナ共用部は、共用することによる電力
損失（共用損失）を少くし経済化を図るだめ、各送信機
毎にキャビティ共振器など通過損失が少く選択度のよい
帯域通過フィルタと分岐回路（ジャンクションボックス
）で構成するのが有効な方式の１つである。

このとき、共用損失、１送信共用装置当りの共用チャネ
ル数、送信共用装置内の最狭隣接チャネル間隔及びシス
テム全体に与えられた帯域幅の間に一定の関係があるた
め、共用チャネル数や隣接チャネル間隔を任意に選択す
ることはできず、無線回線設計上の制約条件となる。

またこの方式を用いる場合、各送信機およびそれに対応
するキャビティ共振器の無線周波数は送信アンテナ共用
装置を設計した段階で決定され後にそれを追加変更しよ
うとしても各送信機とそれに対応するキャビティ共振器
単独では容易にはできず、無線基地局全体さらには全地
域の全無線周波数に変更が波及し、実際上不可能である
。

従って、自動車電話方式など陸上移動通信において、本
方式を適用した場合には、次のような欠点を有していた
。

［）各無線ゾーン毎のトラヒック、所要無線チャネル数
をかなり遠い将来まで精度よく推定しなければならない
。

１１）例えば、自動車無線電話方式など特定陸上移動通
信方式への無線電話の最終的な割当周波数帯域幅を導入
当初に精度よく決定しておかなければ効果的な無線チャ
ネル配置を行なえない○１ｉｉ）仮にｉ） 、 ｉｉ）
が実行できても、トラヒックの地域的な日変動、時間変
動など短時間変動に追従して各無線ゾーン毎の無線周波
数を追加・削減など変更することはできない。

従来これらの欠点を以下の方法により解決しようとして
きた。

即ち、第１図において、送信アンテナ共用部３２０の帯
域通過フィルタ３２２０周波数通過帯域幅を従来の１無
線チャネル分から拡大して複数の無線チャネル分を通過
帯域とし、帯域通過フィルタ３２２に接続される送信機
４０１の送信周波数を帯域通過フィルタ３２２の通過帯
域幅に相当する無線チャネル内で切替えられるように構
成し、無線チャネル配置としては、各無線基地局の送信
アンテナ共用部３２０の帯域フィルタがカバーする通過
帯域のうちから電波伝搬上池の無線ゾーンと電波干渉を
生じない任意の無線チャネルを選択して使用することに
より、無線ゾーンに固定的に無線チャネルを割当てるの
ではなく、複数の無線ゾーンを単位としてトラヒックと
無線チャネル数を推定しておけばよいなど、無線チャネ
ル配置上の融通性を高めている。

まだ、送信アンテナ共用部を複数の無線ゾーンで同−設
計の装置、即ち、送信アンテナ共用部の帯域通過フィル
タの通過帯域幅および共振周波数などの設定が同じ装置
とすることにより、複数の無線ゾーンで同一の複数の無
線チャネルを割当て共用して使用することが可能となる
。

また、同一無線チャネルを割当てだエリアでは、移動局
が任意の無線ゾーンで通信を開始し、通信をしたまま隣
接の無線ゾーンへ移動していく場合、移動局が号初の無
線ゾーンで使用していた無線チャネルを次の無線ゾーン
でも使用することができるので、移動局側の多チヤネル
切替機能を大幅に削減することが可能となり、例えば自
動車電話方式などシステム全体の経済性を大幅に向上し
うるなどの利点がある一方、次に示すような欠点がある
。

第１図に示す帯域通過フィルタ３２２の通過帯域および
中心周波数の配置例を第２図に示す。

第２図は、送信アンテナ共用部において、各帯域通過フ
ィルタがカバーすべき周波数が、システム全体に与えら
れた周波数帯域幅を８００ ＭＨｚ帯に２５．６ＭＨｚ
（１無線チヤネル帯域２５ＫＨｚで１０２４チヤネル相
当）、アンテナ１基の共用群数を４、各アンテナ共用部
の共用帯域通過フィルタ数を８とした条件で定まる場合
の無線チャネル配置例である。

第２図において、第１行目はシステム全体に与えられた
チャネル番号、第２行目は各帯域通過フィルタのカバー
すべき周波数と除去すべき最近接の周波数であり、Ｔ
ｘ １〜Ｔｘ３□は１帯域通過フィルタのカバーすべき
送信帯域を示す。

第２図では、各アンテナの群毎に帯域通過フィルタのカ
バーすべき周波数帯域を変えて、システム全体に割当て
られた全無線チャネルを送信可能としているが、第２図
から明らかなように全無線チャネルが使用できるために
は、送信アンテナ共用部の帯域通過フィルタならびにそ
れに接続される送信機を全て、すなわち本図では３２台
用意する必要がある。

一般に、無線基地局に設備される送信機台数と送信アン
ブナ共用数は、その無線ゾーンの通信トラヒックによっ
て決定されるのが普通であり、例えば、自動車電話方式
などの移動無線方式の導入初期又は同一複数無線チャネ
ルを割当てられた無線ゾーンにおいて、トラヒックの不
均一が生じた場合、トラヒックの少ない無線ゾーンの無
線基地局では必ずしも第２図に示しだ周波数帯域をカバ
ーするだけの設備をする必要がなく、無線チャネルの使
用に制限を受は同一無線チャネルを割当てられたエリア
でも、移動局が任意の無線ゾーンで通信を開始し、通信
をしたまま隣接の無線シー／へ移動していく場合、移動
局が最初の無線ゾーンで使用していた無線チャネルを次
の無線ゾーンでも使用することができない場合が生ずる
などの欠点があった。

なお、第２図では全無線チャネルをカバーする無線チャ
ネル配置であるが、この外にアンアナ各群毎に周波数帯
域を重複するように定めだ場合なども考えられるが、同
様の欠点を有している。

まだ、第２図でアンテナの共用群数および共用帯域通過
フィルタ数などが通信トラヒックによって変わることが
考えられるが、いずれの場合も同様の欠点がある。

さらに、無線ゾーン毎に通信トラヒックによって、送信
アンテナ共用部の共用数並びに通過帯域などを可変にす
ることも考えられる７５へこの場合には前述のｒ） 、
１ｒ） 、 １ｉｉ） と同様の欠点が再び生ずる
。

本発明は、こり、■欠点を解決するため、無線ゾーンの
通信トラヒックに従って送信機および送信アンテナ共用
部の帯域通過フィルタ数を順次増設が可能でしかも所要
の周波数帯域で送信可能な送信アンテナ共用装置をジャ
ンクションボックス、サーキュレータ、帯域通過フィル
タで構成したことを特徴とする陸上移動無線基地局送信
アンテナ共用方式を提供するものである。

以下本発明の詳細な説明する。

第３図は、本発明の実施例であって送信アンテナ共用部
についてのみ記述した。

第３図において、５０１はサーキュレータであり、第１
図における整合器３１５との共用も可能である。

５０２は複数の帯域通過フィルタを１出力回路に接続す
るだめのジャンクションボックス、５０３はキャビティ
共振器などの帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、５０４はダ
ミーロード付きサーキュレータでありアイソレータとし
て働く。

５０５ば、アンテナ共用部を各送信機に接続するだめの
コネクタである。

なお、コネクタ５０５には多チャネル切替機能付き送信
機が接続される。

次に、第２図の無線チャネル配置を例にとって、本発明
の周波数帯域カバーと増設方法について述べる。

第２図において、ＴＸ１〜Ｔ ｘ ｇのアンテナ１群の
送信アンテナ共用を考えると、第３図において１台の送
信機を設備する場合には、サーキュレータ５０１から直
接接続されているアイソレータ５０４、コネクタ５０５
を介して全無線チャネルを切替可能な送信機を接続する
ことにより第２図のＴ ｘ １〜Ｔｘ３までの送信帯域
をカバーすることができる。

さらに２台の送信機を設備する場合には、前記の構成に
さらにジャンクションボックス５０２、帯域通過フィル
タ５０３、アイソレータ５０４、コネクタ５０５を一式
設備し、帯域通過フィルタ５０３は第２図のＴＸ１〜Ｔ
ｘ３のうちから１つを選択しく例えばＴｘｌ を選ぶ
）、中心周波数および通過帯域幅を決定することにより
、帯域通過フィルタ５０３に接続される送信機では、Ｔ
Ｘｌの周波数帯域が送信可能となり、まだサーキュレー
タ５０１から直接接続されている送信機でばＴ ｘ ２
〜Ｔｘ３の周波数帯域で送信することになり、この送信
機からＴ ｘ １の周波数帯域内にある無線チャネルを
送信してもサーキュレータ５０１、ジャンクションボッ
クス５０２、帯域通過フィルタ５０３を経て、アイソレ
ータ５０４などに吸収され、アンテナまで到達しない。

さらに、３台、４台・・・と送信機を増設するには第３
図において１台の送信機を前述のサーキュレータ５０１
に直接接続し、残りの送信機は帯域通過フィルタ５０３
と接続し、その通過帯域幅および中心周波数は第２図の
Ｔｘｌ ＋ ＴＸ２ 、・・・と順次カバーする。

それに従って、前述のサーキュレータ５０１に直接接続
した送信機では、Ｔｘ２〜ＴＸ８．ＴＸ３〜ＴＸ８゜・
・・、と順次カバーする周波数帯域を減少させ、第２図
において、最終的に８台の送信機を接続させる場合には
、第１図の構成と同様になり、サーキュレータ５０１に
接続されていた送信機の代りにダミーを接続することに
なる。

また、これとは異なって、帯域通過フィルタ５０３に接
続する送信機を７台とし、Ｔｘ１〜Ｔｘ７までの周波数
帯域をカハーシ、残りの１台の送信機はサーキュレータ
５０１に直接接続し、Ｔ ｘ Ｂ の周波数帯域を゛カ
バーする構成としても、本発明は適用可能である。

従って、このような構成とすることにより、第１図で示
しだ利点を、トラヒックの少ない無線基地局でも充分生
かすことが可能であり、無線チャネル配置上の融通性を
高めることができる。

なお、本発明での実施例および説明では送信アンテナ共
用数および無線チャネル配置を第２図に限定しているが
、無線チャネル配置方法としては、アンテナ各群毎に周
波数帯域を重複するように定めたり、まだアンテナの共
用群数および送信アンテナ共用数・帯域通過フィルタ幅
など通信トラヒ。

ツクによって設計値が変わることなども考えられる力瓢
いずれの場合も本発明は適用可能である。

以上説明したように、本発明によれば送信アンテナ共用
部をサーキュレータ、ジャンクションボックス、帯域通
過レイルタなどで第３図のように１構成することにより
、無線ゾーン内の通信トラヒックが少ない場合でも送信
機などの基地局設備を通信トラヒックに従って順次増設
が可能で、かつ、無線ゾーンに割当てられた所要の周波
数帯域（例えば第２図の場合など）で送信可能な送信ア
ンテナ共用方式を実現することにより、無線チャネル配
置の融通性の向上、送信アンテナ系の設計の簡易化が実
現できる。

また、同一無線チャネルが割当てられているエリアでは
、そのエリア内に通信トラヒックの少ない無線ゾーンが
存在しても、移動局が任意の無線ゾーンで通信を開始し
、通信をしたまま隣接の無線ゾーンへ移動していく場合
、移動局が最初の無線ゾーンで使用していた無線チャネ
ルを次の無線ゾーンでも使用することができるので、移
動局側の多チヤネル切替機能を大幅に削減することが可
能となり、例えば自動車電話方式などシステム全体の経
済性を大幅に向上しうるなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の送信アンテナ共用系を含む無線基地局ア
ンテナ共用装置の構成図、第２図は無線チャネル配置の
例を説明する図、第３図は本発明の送信アンテナ共用部
の実施例の構成図である。 １００・・・・・・アンテナ、１１１〜１１４・・・・
・・アンテナ面、１２１〜１２４・・・・・・ハイブリ
ッド回路、２００・・・・・・給電線、３００・・・・
・・アンテナ共用部、３１０・・・・・・送受信アンテ
ナ共用部、３１１・・・・・・コネクタ、３１２・・・
・・・サーキュレータ、３１３・・・・・・ダミーロー
ド付サーキュレータ、３１４・・・・・・送信用帯域通
過フィルタ、３１５・・・・・・整合器、３１６・・・
・・・受信用帯域通過フィルタ、３１７・・・・・・コ
ネクタ、３２０・・・・・送信アンテナ共用部、３２１
・・・・・・ジャンクションボックス、３２２・・・・
・・帯域通過フィルタ、３２３・・・・・・ダミーロー
ド付サーキュレータ、３２４・・・・・・コネクタ、４
００・・・・・・送信機群、４０１・・・・・・多チャ
ネル切替機能付き送信機、５０１・・・・・・サーキュ
レータ、５０２・・・・・・ジャンクションボックス、
５０３・・・・・・帯域通過フィルタ、５０４・・・・
・・アイソレータ、５０５・・・・・・コネクタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無線基地局にその無線ゾーンの通信トラヒックに見
   合う複数の送受信機を設けるとともに該送受信機に多チ
   ヤネル切替機能をもたせ、各送信機に接続される送信ア
   ンテナ共用部の複数の帯域通過フィルタの周波数通過帯
   域内から電波伝搬上池の無線ゾーンと電波干渉を生じな
   い任意の無線チャネルを選択して使用する陸上移動無線
   方式において、前記複数の帯域通過フィルタの各出力を
   １出力回路に接続するだめのジャンクションボックスの
   出力とアンテナとの間にさらにサーキュレータを配置し
   、該サーキュレータにフィルタを介しないで送信機を接
   続することを特徴とする陸上移動無線基地局送信アンテ
   ナ共用方式。