JPH03201726A - セルラーシステムのチャネル配置方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、セクタ構成のセルラーシステムのチャネル配
置方式に関する。

（従来の技術） 自動車電話システムのような移動通信システムにおいて
は、サービスエリアを複数のセルに分割し、分割された
セル内をカバーする無線基地局をそれぞれ配置し、干渉
妨害の発生しない無線基地局間で同一周波数を繰返し利
用することにより、周波数の有効利用を図っている。こ
の様な移動通信システムはセルラーシステムと呼ばれて
いる。

セルラーシステムの無線基地局に複数の指向性アンテナ
を配置してセルを更に分割すると、容易にセルサイズが
縮小され、またアンテナ指向性を利用して同一周波数の
繰返し距離が短縮可能なため、周波数利用率をより一層
向上することが出来る。この様に無線基地局に複数の指
向性アンテナを配置してセルを分割した構成は、セクタ
構成と呼ばれている。セクタ構成のセルラーシステムの
チャネル配置方式としては、電子通信学会発行「自動車
電話」（桑原守二監修）第７９頁から第８３頁に記載さ
れている様に、平行ビーム方式とバックバックビーム方
式とが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 無指向性の基地局アンテナを用いたセル構成においては
、干渉量は同一周波数を用いる干渉層との距離だけに依
存する。従ってクラスタサイズ（繰返しセル数）一定の
下で干渉量を最小にするためには、干渉層を出来るだけ
離して配置する必要がある。セルの形状を正六角形で近
似すると、干渉層との距離を最大にするチャネル配置は
、各基地局から等距離の位置に６局の干渉層を配置した
場合である。

一方、セクタ構成においては、干渉量は干渉層との距離
以外に基地局アンテナの指向性にも依存する。従って基
地局アンテナの指向性を利用して、干渉量を低く抑える
必要がある。しがしながら従来の平行ビーム方式やバッ
クバックビーム方式においては、アンテナ指向性を利用
した干渉除去が十分に行われていない。平行ビーム方式
は、第２図に示す様に無指向性セルと同じく、干渉層と
の距離を最大にしたチャネル配置である。従ってアンテ
ナ指向性のために最小距離にある６干渉局の内の一部の
基地局から強力な干渉を受けてしまう。またバックバッ
クビーム方式は、第３図に示す様にアンテナ指向性を利
用して干渉層との距離を平行ビーム方式より短縮したチ
ャネル配置である。トラフィックが局所的に集中した地
域における周波数利用率を重視したチャネル配置であり
、サービスエリア全体に展開した場合の干渉量は考慮さ
れていない。

このように従来のセクタ構成のチャネル配置方式におい
ては、基地局アンテナの指向性を利用した干渉除去が十
分に行われていないため、全体の干渉量が多いという問
題がある。本発明の目的は、セクタ構成のセルラーシス
テムにおいて干渉量の少ないチャネル配置方式を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本願の発明のチャネル配置方式は、無線基地局を、任意
の整数ｉ、ｊおよび一定の実数Ｒに対してｙ＝３Ｒｊ／
２ で与えられる直交座標（Ｘ、ｙ）の位置に配置し、前記
各無線基地局に六つの指向性アンテナをその最大放射方
向がＸ軸の正の方向に対してそれぞれ０°、６０°、１
２００．１８０°、２４０°、３００°となるように配
置することによりモデル化されるセクタ構成のセルラー
システムのチャネル配置方式であって、一定の自然数ｎ
と任意の整数ｊ、におよび一定の実数Ｒに対して、直交
座標が（ｖ丁Ｒｎｋ、３Ｒｊ　／　２）（ｊが偶数の場
合）で与えられる無線基地局の最大放射方向がＸ軸の正
の方向に対してＯｏとなる指向性アンテナによりカバー
されるセクタと、直交座標が （ｖ’ＴＲ（２ｎｋ＋１）／２，３Ｒｊ／２）（ｊが奇
数の場合）で与えられる無線基地局の最大放射方向がＸ
軸の正の方向に対して１８００となる指向性アンテナに
よりカバーされるセクタとに、同一周波数のチャネルを
配置することを特徴とする。

（作用） このようなチャネル配置を第４図に示す。第４図におい
て同一周波数のチャネルが配置されたセクタの基地局間
の最小距離はａとなるが、十分に鋭い指向性のアンテナ
を用いればこれらのセクタ間の干渉を抑えることが出来
る。またアンテナ指向性の最大利得方向における干渉層
との距離はｖ’？ｆｉｎとなるが、ｎの値をある程度大
きくすることにより干渉を抑えることが出来る。

このように干渉層をアンテナ利得が大きな方向には離し
て、利得が小さな方向には近づけて配置することにより
、基地局アンテナの指向性を十分に利用して干渉量の少
ないセルラーシステムを構築することが出来る。

（実施例） 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のチャネル配置方式において自然数ｎを
４とした場合の実施例を示す図である。参照数字１０．
２０はそれぞれ無線基地局、同一周波数のチャネルが配
置されたセクタを示している。この場合の繰返しセクタ
数は２４であり、サービスエリア全体をカバーするため
には、第２図の平行ビーム方式および第３図のバックバ
ックビーム方式と同様に異なる１周波数のチャネルが最
低２４チヤネル必要である。

第１図〜第３図の各チャネル配置方式における干渉量は
、その劣化率により評価出来る。劣化率は、所要品質を
同一周波干渉および熱雑音により満足出来ない確率であ
り、セクタ内のＣＮＲ（希望波対雑音電力比）とＣＩＲ
（希望波対干渉波電力比）の結合密度関数を、所要品質
を満足出来ない範囲に渡って積分することにより求めら
れる。この詳細な方法は、１９８９年電子情報通信学会
秋季全国大会、Ｂ−４９２、第２分冊、第１６２頁、「
アンテナ指向性バタンを考慮したセクタセルの設計」（
金井敏仁著）および電子情報通信学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ
、　Ｊ７１−Ｂ、　Ｎｏ、５、第６３３頁〜第６３９頁
、「小ゾーン構成移動通信における厳密な無線回線設計
法Ｊ（金井敏仁著）に記載されているため、ここでは省
略する。

以下に示す条件のもとで劣化率を計算する。アンテナ指
向性は、１９８９年電子情報通信学会秋季全国大会、Ｂ
−４９２、第２分冊、第１６２頁、「アンテナ指向性バ
タンを考慮したセクタセルの設計］（金井敏仁著）と同
様に、半値幅６０’の実測バタンを基準にして、半値幅
ｎ０の指向性を与える。またＣを希望波電力、Ｎを雑音
電力、■を干渉波電力としてＣＩ（Ｎ＋■）＜１４ｄＢ
となる場合を劣化とする。伝搬モデルは、長区間中央値
の距離減衰定数αを３．５、希望波および各干渉波の短
区間中央値は互いに独立に標準偏差σ＝　６．０ｄＢの
対数正規分布に従うものとする。

第５図は、送信電力をアンテナ指向性の最大利得方向の
セル境界における長区間平均ＣＮＲが２５ｄＢとなる様
に設定した場合の半値幅に対する劣化率の変化である。

送信電力が同一であるため、劣化率の差は干渉量の差を
示している。第５図は、本発明のチャネル配置方式にお
いて半値幅が５００以下のアンテナを用いれば、従来の
平行ビーム方式やバックバックビーム方式よりも、干渉
量が少なくなることを示している。例えば半値幅が３０
’の場合、平行ビーム方式の劣化率１１．８％に対して
、本発明のチャネル配置方式の劣化率は６．５％と３７
５以下になる。また本発明のチャネル配置方式において
半値幅が５０°以上のアンテナを用いると、最小距離に
あるセクタ間の干渉が無視出来なくなり干渉量は急激に
増加する。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、干渉量の少
ないセクタ構成のセルラーシステムを構築することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のチャネル配置方式の実施例を示す図、
第２図は平行ビーム方式を示す図、第３図はバックバッ
ク方式を示す図、第４図は本発明の詳細な説明するため
の図、第５図は各チャネル配置方式の劣化率を示す図で
ある。 図において、 １０・・・無線基地局、２０・・・同一周波数のチャネ
ルが配置されたセクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 無線基地局を、任意の整数ｉ、ｊおよび一定の実数Ｒに
   対して ▲数式、化学式、表等があります▼ ｙ＝３Ｒｊ／２ で与えられる直交座標（ｘ，ｙ）の位置に配置し、前記
   各無線基地局に六つの指向性アンテナをその最大放射方
   向がｘ軸の正の方向に対してそれぞれ０°、６０°、１
   ２０°、１８０°、２４０°、３００°となるように配
   置することによりモデル化されるセクタ構成のセルラー
   システムのチャネル配置方式であって、 一定の自然数ｎと任意の整数ｊ、ｋおよび一定の実数Ｒ
   に対して、直交座標が（√３Ｒｎｋ，３Ｒｊ／２）（ｊ
   が偶数の場合）で与えられる無線基地局の最大放射方向
   がｘ軸の正の方向に対して０°となる指向性アンテナに
   よりカバーされるセクタと、直交座標が （√３Ｒ（２ｎｋ＋１）／２，３Ｒｊ／２）（ｊが奇数
   の場合）で与えられる無線基地局の最大放射方向がｘ軸
   の正の方向に対して１８０°となる指向性アンテナによ
   りカバーされるセクタとに、同一周波数のチャネルを配
   置することを特徴とするチャネル配置方式。