JPH0537449A - 使用周波数割当方法及びセルレイアウト - Google Patents

使用周波数割当方法及びセルレイアウト

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JPH0537449A
JPH0537449A JP3200217A JP20021791A JPH0537449A JP H0537449 A JPH0537449 A JP H0537449A JP 3200217 A JP3200217 A JP 3200217A JP 20021791 A JP20021791 A JP 20021791A JP H0537449 A JPH0537449 A JP H0537449A
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Frank D Benner
デイー．ベンナー フランク
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】セルラーシステムの容量を高め、回線効率の低
下を防ぎ、チャネル干渉を減らす。 【構成】再使用周波数群は第１セルに隣接せず且つその
周りに等辺分布されたセルへ割り当てられる。システム
内の各セルに適用され、第１段セル分割に対して、同じ
セルサイトからのセルのカバレッジを維持しながら、非
隣接セルから被分割セルへ周波数が割り当てられる。一
つのサイトからの３セルの終端放射に対してサイトが配
置されてセルサイト数を低減する９セルに基いた例で
は、各サイトにおいて３つの同一場所に配置されたセル
が隣接チャネル干渉に対して保護を行うような間隔とさ
れた周波数群を使用する。セル間により明確なハンドオ
フが提供されるうえに、セルの同一チャネル干渉が低減
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセルラー電話システムの
セル分割及び周波数割当に関し、且つセルラー電気通信
システムにおける周波数割当の分布に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動電話の概念は電話とほぼ同じ位前か
ら知られているが、移動電話システムが一般公衆により
かなり使用されるようになったのはつい最近のことであ
る。近年になって移動電話が増大したことにより本発明
がなされ、本発明はサービスを提供するのに費用を過大
に増加することなく（加入者もしくはユーザーとも言わ
れる）多数の顧客にサービスを提供するのに使用され
る。顧客数の増加により生じる問題点は次のようであ
る。
【０００３】移動電話システムは移動顧客からの呼びに
対して独立した周波数チャネルを使用する。近くの別の
顧客が同じチャネルを使用するとチャネルに干渉を生じ
てサービスの品質が低下することがある。この干渉は同
一チャネル干渉として知られている。
【０００４】従って、できるだけ多くのチャネルを使用
するのが望ましい。設定数の周波数チャネルしか使用で
きないため、周波数を群として特定サービスエリアに割
当てなければならない。各サービスエリアはセルとして
知られており、ここから“セルラーシステム”という言
葉が生じた。同じ周波数群を有するセルはできるだけ離
して同一チャネル干渉を低減するようにされる。
【０００５】各セルは送信及びコントロール装置が配置
されているセルサイトにより対処される。呼びはセルサ
イトから移動電気通信交換局に対して送受されそこから
電話網へ送られる。各セルサイトの装置はアンテナを含
んでおり、それは方向性もしくは全方向性とすることが
できる。全方向性アンテナは代表的にセル中心に配置さ
れセル全体に放射する。方向性アンテナは代表的にセル
コーナーに配置されてセル全体に放射し、セル終端放射
として知られている。
【０００６】セル形状はアンテナの放射パターン及びセ
ルサイトのローカル条件により決定される。しかしなが
ら六角形パターンとして理想化して分析することがで
き、それは六角形パターンがセルサイトの理想分布に極
めて近似しているためである。
【０００７】このセルラーシステムは１９８９年、ニュ
ーヨーク、マグローヒル社刊、ウィリアム、シー．ワ
イ．の移動セルラー電気通信システムの特に第１、２及
び６章、及びベルシステム技術ジャーナル１９７９年１
月、第１巻、第３部の特に第１５〜４２頁に紹介されて
いる。北米及び世界の他のいくつかの国で使用されてい
るＡＭＰＳシステムでは、Ｋセルの繰返しパターン間で
異なるＫ群の周波数に分割されるように、使用可能な３
３３の周波数がセル間で分割される。Ｋ＝７の一般的な
ケースでは各セルに対しておよそ４５の周波数がある。
【０００８】北米におけるセルラーシステムの正規の開
発はセル当り４５チャネルまでの７セルレイアウトで開
始されている。各セルは代表的にセルの中点から全セル
に対して放射を行う全方向性アンテナを含んでいる。
（半径１２ｋｍの）大型セルでは、ｉ＝０，１，２…１
４及びｊ＝０，１及び２に対して｛３３３＋Ｋ＋７ｊ＋
２１ｉ｝で定義される全周波数を含むようにＫ番目のセ
ルに対して周波数を割り当てることができる。
【０００９】所与のエリアの加入者数が増加すると、ま
すます小さなエリアで周波数の再使用が必要となってく
る。これに適合するにはセル分割が必要となる。通常最
初の分割はセル半径の２：１分割（すなわちセル数の４
倍）である。これを行うと、同じ周波数を使用するセル
からの干渉が問題となる。さらに同一チャネル干渉保護
を行うには、セルをＡ，Ｂ，Ｃセクターにセクター化す
なわち分割される。こうして各セクターは１４チャネル
まで持つようになる。（通常１５番音声チャネルはコン
トロール及びロケートチャネルを供給するために省かれ
る）。セクター化は各セルのほぼ中心にある方向性アン
テナ及びセクターごとの独立したコントロールチャネル
を使用して行われる。アンテナからの放射パターンはで
きるだけ近似させて各セクターの終端放射を行う。
【００１０】この方法の主要な問題点は、 １． 回線効率の低下（チャネル数の増大による電話の
呼びの中断を低減させる統計的改良に関する）。（前記
移動セルラー電気通信システムの付録１．１に示され
た）電話トラフィック表にはトランク群が４４から１４
チャネルに変るとトラフィック処理能力はチャネル当り
およそ３０％低下することが示されている。（通常セク
ター当り１４の音声、コントロール及びロケートチャネ
ルしか使用されない。） ２． セル分割のコストが高い。これは（ａ）．多くの
新たなサイトの必要性、（ｂ）．付加信号及びページン
グチャネル、及び（ｃ）．回線効率低下による音声チャ
ネル数の増加、による。
【００１１】移動車セルラー電話を無線でカバーして周
波数の再使用を行えるようにするために、セルラーシス
テムはＫ小群（Ｋ＝４，７，９もしくは１２，前記移動
セルラー電気通信システムの第２．３図参照）に基いた
周波数再使用によりレイアウトされている。１次周波数
割当の６６６周波数はＡ及びＢバンドに同等に割り当て
られている。通常Ｂバンドは通信委員会によりワイヤラ
イン会社へ割り当てられ、Ａバンドは非ワイヤライン会
社へ割り当てられている。
【００１２】前記公式が標準周波数レイアウトを提供す
る（前記移動セルラー電気通信システムの第２４６頁に
図表が示されている。）最初の２１チャネルがコントロ
ールチャネルに使用され残りのチャネルが音声チャネル
に使用される。この割当により各小群すなわち大きい群
内の４５チャネル（すなわち、グループ１は各小群１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ内の１５の音声チャネルからなってい
る）内に１５の音声チャネルが提供される（最後の３群
には１４の音声チャネルしかない。）Ａ小群は前記公式
のｊ＝０周波数に対応し、Ｂ小群はｊ＝１周波数に対応
しＣ小群はｊ＝２周波数に対応する。従って、セルのセ
クターすなわち部分に割り当てられる全周波数が元々セ
ル内にあり、簡単にセクターもしくはセル間で分割され
ている。
【００１３】図１Ａを参照として、従来の７セルパター
ンにおける１〜７の番号で識別された複数のセルを示
す。各セルはほぼ中央に位置する全指向性アンテナによ
り中央放射される。各セルに対するチャネル割当は図２
の表に従って行われ、ここでＮ＝３３３チャネルは各々
が３つの小群を有する２１群へ分割される、すなわち次
式に従って同等に分割される。｛３３３＋Ｋ＋７ｊ＋２
１ｉ｝但し、ｉ＝０，１，２…１４，ｊ＝０，１，２、
ここにＫはセル番号、ｊは小群番号（０＝Ａ，１＝Ｂ，
２＝Ｃ）を定義する。ここに示す分布において、同じＫ
で識別され従って同じ周波数を割り当てられるセルは最
小２つの介在セルにより分離され、従って同一チャネル
干渉に対する保護策を提供するが、例えばＫ＝１セルに
隣接するセルクラスタ内では使用可能な全周波数が使用
される。
【００１４】図１Ｂも従来のＫ＝７セル分布の第１段の
セル分割を示す。従って、大概のセルはセクターＡ，
Ｂ，Ｃを有して示されており、それに対して図２に示す
周波数小群が割り当てられる。この分布により高い中継
効率が得られ、周波数の正味の再使用が行われ、セクタ
ー化を行わない場合よりも高度の同一周波数干渉に対す
る保護が行われる。
【００１５】このセル分割法では各セルサイトにおいて
各セクターに対して方向性アンテナを使用する必要があ
る。通常セクターは同じ方位とされている、すなわち１
Ａは２Ａ，３Ａ，４Ａ等と同じ方位とされている。セル
分割の第２段も図１Ｃに示されており同じ周波数分布が
小規模で再使用される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ここに開示する本発明
は新しい周波数割当及び一つのセルサイトからの３セル
終端放射により生成される。この手順により７セルセク
ター化の主要な問題点が克服される。すなわち、システ
ム容量は１／３のサイト数により７セルセクタープラン
よりも高くすることができる。トラフィックの指示によ
りオムニパターンが３つの指向性セルへ展開されて方向
性アンテナを必要とする場合にも、回線効率に損失は生
じない。
【００１７】高方向性アンテナ及び高利得アンテナを使
用すれば同一チャネル干渉はさらに低減される。公知の
他の方法を使用することもできる。同一場所に配置され
たセルからの隣接チャネル干渉はサイトにおいて隣接チ
ャネルを回避することにより防止される。
【００１８】従って、本発明の広範な局面において、セ
ルラー電気通信システムの複数のセルに対して周波数を
使用可能とする方法が提供され、該方法は、 （ａ）．使用周波数から取り出した第１の周波数群を第
１のセルに割り当て、 （ｂ）．第１のセルに隣接する各セルに対して第１群及
び第１のセルに隣接する任意他のセルに割り当てられた
任意の群とは異なる周波数群を割り当てて、第１のセル
に隣接する各セルに周波数を割り当てた後は異なる周波
数の少くとも第２群及び第３群は割り当てられないまま
とし、 （ｃ）．第２群からの周波数を第１のセルに隣接せず且
つ第１のセルに隣接するセルに隣接する３つの第２のセ
ルの各々へ割り当て、３つの第２のセルは第１のセルに
対して互いに実質的に等間隔とされており、 （ｄ）．第３群からの周波数を第１セルに隣接せず且つ
第１のセルに隣接するセルに隣接する３つの第３のセル
の各々へ割り当て、３つの第３のセルは第１のセル及び
第２のセルに対して互いに実質的に等間隔とされてい
る、ことからなっている。
【００１９】この工程を繰り返すことにより、セルラー
システムに対する全周波数割当が行われる。工程のステ
ップは必ずしもこの順序で行う必要はない。もう一つの
局面において、本方法は第１群の周波数を第１のセルの
第１の部分へ再割り当てし、
【００２０】第２群の周波数を第１のセルの第２の部分
へ割り当て、第３群の周波数をセルの第３の部分へ割り
当てて、セルの第１、第２及び第３の部分が実質的にセ
ルをカバーするようにする、ことを含んでいる。
【００２１】本発明はもう一つの局面においてセルラー
電気通信システムのセルレイアウトも提供し、Ｋ＝１，
２，…Ｋの順でＫ群の周波数があり第Ｋ群の各周波数は
第Ｋ＋１群の各周波数とは１チャネルだけ異っており、
該レイアウトは、第１群の周波数を割り当てた第１のセ
ルと、第１のセル周りに六角形パターンで分布され複数
群の周波数を割り当てた６つの隣接セルと、中心が正三
角形を形成し第１のセルが正三角形の中心に来るように
６つの隣接セルに対して規則正しく分布され、複数群の
周波数及び第１群の周波数とは異なる第２群の周波数を
割り当てた３つの第２のセルと、中心が正三角形を形成
し第１のセルが正三角形の中心に来るように６つの隣接
セルに対して規則正しく分布され、複数群の周波数及び
第１及び第２群の周波数とは異なる第３群の周波数が割
り当てられ、第２のセルの各対間に配置されている３つ
の第３のセルからなり、第１、第２及び第３の周波数群
の周波数は互いに少くとも３チャネルだけ異っている。
もう一つの局面において本発明は六角形のセルパターン
を有しかつＫ＝１，２，…Ｋの順で少くともＫ＝９群の
１組の異なる周波数を使用することができ、第Ｋ群の各
周波数は第Ｋ＋１群の各周波数から１チャネルだけ異っ
ているセルラー電気通信システムのセルレイアウトを提
供し、該セルレイアウトは、Ｋ＝１群の周波数を割り当
てた第１のセルと、第１のセル周りに順にそれぞれＫ＝
２，３，８，６，５，９群の周波数を割り当てた第１の
セルの隣接セルと、隣接セルの周りに隣接して等間隔で
配置され各々にＫ＝４群の周波数を割り当てた第１組の
３つのセルと、隣接セルの周りに隣接して等間隔で配置
され且つ第１組の３つの等間隔セルの各々の間に等間隔
で配置され、各々にＫ＝７群の周波数を割り当てた第２
組の３つのセルで構成されている。
【００２２】
【実施例】説明は１組の短い定義で始まり、次に
（ａ）．本発明に従った周波数群のレイアウト、
（ｂ）．第１段のセル分割、次に（ｃ）．第２段のセル
分割をセルのインターリービングの検討と一緒に取り扱
う。最後に、本発明の利点について検討し、本発明の実
施について示唆する。
【００２３】本開示において、セルとは所与のアンテナ
が受け持つ地球表面上の領域である。各セルには一群の
異なる周波数が割り当てられ、従ってアンテナは（全方
向性であれ方向性であれ）これらの周波数に同調された
フィルタを有している。異なる周波数とは許容できない
レベルで互いに干渉することのない周波数を意味し、特
定セルに割り当てる周波数の場合には少くとも周波数が
１チャネル好ましくはもっと離されていることを意味
し、隣接セルに割り当てる周波数の場合は周波数が少く
とも同じではないことを意味する。
【００２４】本発明に従った周波数レイアウト 本発明に従った周波数の初期分布の実施例をＫ＝９セル
分布について図３に示し、各セルは１個の全方向性アン
テナにより中央放射される。９セルレイアウトでは周波
数小群は、分布が違っておりさえすれば、Ｋ＝７の場合
と同様に使用することができる。また、この周波数分割
はＫ＝７パターンと同じコントロールチャネルを使用す
る。しかしながら大きい群は異なる小群の組合せからな
っている。すなわち、Ｋ＝７レイアウト（図１及び図２
参照）のグループ１は図３及び図６に示す小群１，８，
１５に対応する１Ａ，１Ｂ，１Ｃからなっており、本発
明のレイアウトのグループ１は小群１及び１０からなっ
ている。従って、Ｂバンド（３３３〜６６６の周波数）
内のチャネル分布に対するＫ＝９パターン内の９セル間
のＮチャネルのチャネル分布はｉ＝０，１，２，…１４
及びｊ＝０及び１に対して｛３３３＋Ｋ＋９ｊ＋２１
ｉ｝となり、ここにＫはセル番号である。
【００２５】信号チャネルは３３４以上３５４以下に番
号付けされる。ベース送信周波数は（８７０＋ｎ×０．
０３０）ＭＨｚであり、移動送信周波数は（８２５＋ｎ
×０．０３０）ＭＨｚであり、ここにｎはシステム当り
２０ＭＨｚの割当に対するチャネル番号である。
【００２６】残りの周波数は、移動電話トラフィックが
稠密な市街地エリア等の、必要な場所で使用できるワイ
ルドカード周波数である。ワイルドカード群は図６のグ
ループ１９，２０，２１である。チャネル割当パターン
はセル当り３０の音声チャネルを考慮している。さら
に、ワイルドカード群はこの数を選定セル内の４４チャ
ネルまで増大するのに使用できる。
【００２７】Ｋ＝９システムが従来システム（Ｋ＝７）
と干渉する必要がある場合には、同じサブグループ及び
コントロールチャネルを使用するのが有利である。例え
ば、（使用チャネルが１５以下の）両システムに対して
コントロールチャネルはコンパチブルであり周波数はサ
ブグループと同じである。全方向性セルを使用するシス
テムを確立するには、（現在３３３である）使用周波数
を第１のセルを選択することによりセルへ割り当て、そ
れに（例えば、Ｋ＝１に属する）第１群の周波数を割り
当て、次に周囲に隣接するセルには後にセル分割中に使
用される周波数群（再使用周波数）を除く異なる周波数
群が割り当てられる。この一見非効率的な周波数の使用
によりセル分離中に利点が生じる。図３に示すように、
第１群の周波数がセル１へ割り当てられ、次に周囲に隣
接するセルの一つにもう一つのグループ（セル２）から
の周波数が割り当てられる。この工程は周囲の各セルに
対して継続して行われるが、後にセル分割に使用される
周波数は除かれ、それは好ましくは同一チャネル干渉を
最少限とする周波数である。従って図３において、グル
ープ４及び７はセル１に隣接するセルには割り当てられ
ず、グループ５及び８はセル２に隣接するセルには割り
当てられず、グループ６及び９はセル３に隣接するセル
には割り当てられない。
【００２８】このレイアウトは同じ場所に配置された３
セルクラスタ及びＫ＝９の異なる周波数群により行わ
れ、クラスタ再使用周波数は９／３＝３である。システ
ムは４のクラスタ再使用周波数、従ってＫ＝１２でも作
動できる。この場合には、第１のセルを取り巻くセルに
は、後に再使用されるグループ５及び９を除く、周波数
群２，３，４，６，７，８が割り当てられる。これらの
各群に割り当てられる周波数は図６に示す周波数群の確
立に使用するのと同じ原理で作られる。
【００２９】周波数割当法はシステム内の全セルに適用
され、その結果Ｋ＝９の場合には図３に示す割当とな
り、Ｋ＝１２の場合には図８に示す割当となる。
【００３０】特定セルＫに対する再使用周波数をＡ，Ｂ
及びＣの文字で示しＫ＝１，２，３（図３及び図８）も
しくはＫ＝１，２，３，４（ｍ＝４の場合の図８）に対
するグループをＫＡ，ＫＢ，ＫＣの文字で識別すると、
任意のセル群ＫＡ，ＫＢ，ＫＣが正三角形を形成し、任
意のセル対ＫＡ及びＫＢ，ＫＢ及びＫＣ，ＫＡ及びＫＣ
間でセルが異なる周波数群を有するような周波数分布と
される。こうしてＫＡに隣接するセル内の再使用周波数
（セルＫＡに対してはＫＢ及びＫＣ）を除き、次に非隣
接セルに再使用周波数を割り当てることにより完全なセ
ル分布が形成される。後にセルを再分割し且つ方向性ア
ンテナを使用する場合には、セルの再使用周波数による
正三角形分布により同じ周波数に対してセル内のアンテ
ナは最大均一距離だけ分離することができる。これを図
３，図４及び図８に示す。図４に示すように、小さなセ
ル内の方向性アンテナの方位によりアンテナ方位の同一
チャネルセル間に７つの六角形セル範囲が生じる。すな
わち、ランダムパターンはある同一チャネルセル間では
大きな距離となるがその他は接近する。
【００３１】このようにして、任意特定セルに隣接する
セルにはその特定セルに割り当てられる周波数とは少く
とも１チャネル分離された周波数が割り当てられる。任
意特定セルから１セル離れたセルの少くとも２つには特
定セルに割り当てられた周波数とは少くとも３チャネル
異なる周波数が割り当てられる。
【００３２】第１段セル分割 本発明の方法の実施例を使用した第１段セル分割を図４
に示し、図３に示したものと同じセル群は太線で示す。
全方向性アンテナを表わす円を有する最初の大きいセル
にはセル番号１〜９を付し、およそ１２ｋｍの有効六角
半径Ｒを有している。これは周波数分類（図６のサブグ
ループ１及び１０，２及び１１，等参照）を除けばＫ＝
７で開始するのと同じである。
【００３３】容量を増大する必要があるため、図４に示
すように必要に応じて方向性セルが付加される。図４に
おいて円内の番号で識別されるハッチングを施していな
いセルは分割する前の大きい（全方向性）セルであり、
ハッチングを施した小さいセルは分割後のセルである。
好ましくは小さい各セルは３台１組の同一場所に配置さ
れた方向性アンテナを使用して終端放射が行われる。
（アンテナ方位と言われる）アンテナからの最大放射方
向を各アンテナについて三角形の頂点で示す。
【００３４】大きい各セルはその一部に非隣接セルの周
波数を割り当てることにより分割され、分割後はいくつ
かのセルに元の周波数群が割り当てられセルの少くとも
一つの部分には非隣接セルからの周波数が割り当てられ
て、同じもしくは本質的に同じセルサイトからのセルの
カバレッジを維持しながら、新しいセルを形成するよう
にされる。好ましくは、周波数割当を引き出す非隣接セ
ルは分割後のセルサイズの少くとも２つの介在セル分だ
け被分割セルから分離され、Ｋ＝９であれば、セルは３
部分へ分割するのが好ましい。
【００３５】図示例において、セル２は２，５，８セル
から周波数が割り当てられる部分すなわちセルへ分割さ
れる。これらのセル（５及び８）は分割前に２セルに隣
接しない２つだけのセルであり、従ってセル分割後のセ
ルサイズの２つの介在セル分だけの最少セル分離が行わ
れる。
【００３６】任意の１セルを６つのセルが取り巻く六角
格子システムでは、Ｋ＝９に基ずく周波数繰返しパター
ンを使用して最適周波数割当を行えるものと考えられ
る。代表的に市街地において電話トラフィックが増大す
ると、さらにセル分割が必要となることがある。この場
合には、次節に詳記するように市街地のコーナーに新し
いセルを設けることができる。
【００３７】第２段セル分割 さらにセル分割を必要とする場合には、本発明の方法の
実施例により２つの既設サイトのほぼ中間に新しいサイ
トを付加し、既設のいずれのサイトでも使用されていな
いセル番号を使用して行われる。
【００３８】すなわち、１，４，７セルの第１のセルサ
イトと２，５，８セルの第２のセルサイト間にセルサイ
トを付加する場合には、図５に示すように新しいサイト
は３，６，９セルを含む。１，４，７及び２，５，８の
セル群は第１及び第２組の３つの同一場所に配置された
終端放射セルであり、それぞれ第１及び第２セルサイト
の方向性アンテナにより放射される。次にセル分割法に
より第１及び第２のセルサイト間のほぼ中間点に第３の
セルサイトが設置され、第３のセルサイトから少くとも
第３のセルへ放射が行われる。
【００３９】Ｋ＝９セル分布に従って、第１及び第２組
のセルには異なる周波数群（１，４，７，２，５，８）
が割り当てられ、セル分割法により第１及び第２組のセ
ル（３，６，９）に割り当てた周波数とは異なる周波数
が第３セルへ割り当てられる。この方法において、好ま
しくは第３のセルサイトでは方向性アンテナを使用して
第３組の同一場所に配置された３つのセルへ終端放射が
行われる。
【００４０】また好ましくは、周波数割当は第１及び第
２組のセルへ割り当てた周波数とは異なる周波数を第３
組のセル内の各セルへ割り当てて行われる。六角形セル
分布に基くセルラーシステムでは、各セルは６つのセル
に取り囲まれ、Ｋ＝９分布では中央セルに非接触で且つ
異なる周波数を割り当てられたセルが常に２つある。一
般的なケースでは、セルがｍ個の異なる部分に再分割さ
れる場合各セルを取り巻くセル数はＫ−ｍよりも多くて
はならない。これによりセル分割のための周波数サブセ
ットを取り出すことができる非隣接セルが少くともｍ−
１個得られる。
【００４１】セルインターリーブ 図４に示す第１段セル分割において、方向性アンテナを
導入すると小さなセルにより旧全方向性セルの境界が拡
張される。このセル拡張、すなわち、方向性アンテナの
フットプリント拡張を行うには、方向性アンテナが図１
に示す従来のセル分布で使用する方向性アンテナよりも
狭いフットプリントを有する必要がある。良く知られて
いるように、狭いフットプリントはアンテナの水平指向
性を高めることにより得られる。
【００４２】アンテナのフットプリントとはそのアンテ
ナの信号が優勢な信号となるエリアであるため、フット
プリントの縁は通常隣接セルに関連して定義される。ハ
ンドオフアルゴリズムにより移動顧客は受信可能な主周
波数を割り当てられるため、アンテナのフットプリント
はそのアンテナが移動顧客により使用されるアンテナと
なるエリアとして定義される。さもなくば、フットプリ
ントの縁は、例えば信号レベルカバレッジが３９ｄＢμ
Ｖコンツールとなる信号レベルにより定義することがで
きる。
【００４３】第１のセルサイトにおける隣接する第１及
び第２アンテナにより形成されるフットプリントの拡張
によりギャップが生じ、隣接セルサイトのアンテナのフ
ットプリントがギャップ内へ拡張されることによりフッ
トプリントのインターリーブが生じる。従って、例え
ば、図４の中央の小さな２セルのフットプリントは小さ
な隣接セル４及び７のフットプリント間へ延在してイン
ターリーブされる。フットプリント側で１０ｄＢ低下す
る６０°アンテナでは、これにより図１のセクター化シ
ステムの場合とはさらに異なるハンドオフが行われる。
【００４４】さらに、顧客が同一場所に配置されたセル
群の縁を周回するような場合には、例えば図４の中心の
小さなセル２及び８の隣接セル６へのハンドオフが生じ
る。これによりハンドオフ数が増大するが、ハンドオフ
は一層明確になる。また、ハンドオフ数はシステムに必
要な総ハンドオフ数を低減することにより補償される。
【００４５】本発明の実施例において、（全て市販され
ている広範な制御装置を必要とする）ハンドオフは一般
的に使用されているセルサイトではなく移動電気通信交
換局によりコントロールすることができる。
【００４６】図７において、理想化された六角形セルを
実際のフットプリントの近似で置換することによりイン
ターリーブは一層明確とされる。図７に示すように、周
波数割当の補充法として適切である場合には第２段セル
分割の前にセルのインターリーブを導入することができ
る。図７において、インターリーブされたセルは３つの
終端放射２，５，８セルを有する２セルを取り巻く濃い
ハッチングを施したセルである。この割当は新たにイン
ターリーブされるセルへ使用周波数を割り当てることに
より容易とされる。
【００４７】フットプリントの狭い高方向性アンテナを
使用することにより横方向に間隔のとられたセルとの干
渉が低減されるがアンテナ方向のセルとの干渉は増大す
る。従って、ここに記載する方法と同様にアンテナ方位
において同様のチャネルは相当離すことが望ましい。
【００４８】本発明を実施するのにさまざまな種類のア
ンテナを使用することができる。１９°の垂直ビーム幅
を有するＫＡＴＨＲＥＩＮアンテナＮｏ．Ａ６３３０６
１もしくは１４°の垂直ビーム幅を有するＤＥＣＩＢＥ
Ｌ ＤＢ８７４アンテナを使用することができる。これ
らのアンテナはさまざまな水平ビーム幅で市販されてお
り、Ｄｅｃｉｂｅｌ製品ではメカニカルチルトも入手で
きる。
【００４９】発明の利点及び実施する際の留意点 本発明の方法を実施する際に考慮すべき点は次の通りで
ある。図４に示すように３セルは一つのセルサイトから
終端放射される。Ｋ＝２，５，８で示すセルについて考
えると、これらのセルは３０°，１５０°及び２７０°
の方位とされた方向性アンテナによりサービスされる。
セルをカバーするにはアンテナの利得は高くなければな
らない（すなわち、０°において＋１６ｄＢ、±３０°
において＋１３ｄＢ、±６０°において＋６ｄＢ）。
【００５０】セルサイト利用率を最大とするために３セ
ルは同一場所に配置されるが、地形や建物の障害により
セルラーパターンを乱すことなくセルをスタンドアロン
方向性セルへ分離することができる。バックローブ放射
により通常１／４Ｒまでの分離を行うのに充分なアンテ
ナ背面放射（フィルイン）を行うことができ、ここにＲ
は（六角形の一辺の長さに等しい）六角形セルの半径で
ある。
【００５１】９セル再使用パターンはセル当り２９の音
声チャネルを考慮しており、混雑したエリアではさらに
セル当り１４までの音声チャネルを考慮している。ワイ
ルドカードを使用するこのパターンにより、９セル再使
用ごとに、セクター化されたＫ＝７パターンを使用する
２１サイトに対するよりも高いトラフィック容量が７サ
イトから得られる。
【００５２】最小同一平面干渉を維持するために、干渉
が予期されるエリアの信号を所定レベルに低減するよう
に基地局アンテナ及び電力を選定しなければならない。
地面（もしくは他の障害物）からの反射点はアンテナ高
さと共に高くなるため、高さの高いアンテナによりセル
内の信号強度を著しく均一にすることができる。
【００５３】本発明により高所を使用することも容易に
なる。例えば丘の一面のセルサイトに全方向性アンテナ
が配置されていてそれを３台１組の同一場所に配置され
る方向性アンテナと置換したい場合には、２台の方向性
アンテナをセルサイトに配置し３台目は丘の頂上に配置
してアンテナ放射パターンのバックローブを使用して介
在エリアをフィルインすることができる。
【００５４】セルラー開発の初期段階では、高利得全方
向性アンテナが使用された。図３においてセルの頂点は
垂直であり、隣接セルの境界が軸を定義すると考えるこ
とができる。しかしながら、方向性放射セルを導入する
と頂点は水平となり軸を３０°回転させたことと同じに
なる。この変化により同じサイトを使用して周波数割当
を変えることなく、セル数は３倍とされる。この変化に
よりシステムはＮセルから３Ｎセルへ変化することがで
き、容量はそれに対応して３倍となる。次の段階は図５
に示すセル分割である。これによりセルは４倍されて１
２セルとなる。
【００５５】本発明のセル分布（図４）を従来のＫ＝７
パターン（図１）と較べると次のようになる。いずれの
場合も、２１の等サイズセルがある。ワイルドカードは
セル２，５，９上に分布される。ワイルドカード群は、
図にＷＣで示すように、図６から１９，２０，２１の小
群へ再分類される。
【００５６】
【表１】
【００５７】前記したことに基いて、サイトが少く、中
継効率が高くコントロールチャネルが少いため、本発明
は従来システムに較べて５０％以下のコストになるもの
と予期される。（注１：ビジィ時間中の２％阻止呼に対
して移動セルラー電気通信システムの第３４及び３５頁
に示されたトラフィック表から求めた。）
【００５８】１セルから別のセルもしくは１セルセクタ
ーから別のセクターへ移動する時にハンドオフが生じ
る。Ｋ＝７パターンではハンドオフ総数は２倍以上にな
るものと思われる。従来のシステムではこの余分なハン
ドオフにより同じサイトのセクター間でハンドオフが必
要となるが、本発明では必要ではない。
【００５９】Ｋ＝７パターンでは１２０°アンテナを必
要とするが、本発明では６０°アンテナでよい。６０°
アンテナはさらに同一平面干渉を保護する。両システム
共慎重にサイトを選定する必要があり、またアンテナチ
ルトを使用して同一チャネル干渉保護を保証する必要が
ある。同一チャネル干渉は両システムにおいて同様と思
われる。両システム共同じサイトからの隣接チャネルを
使用しないため、隣接チャネル干渉は無視できる。
【００６０】各セルをスタンドアロンとすることができ
るため、本発明により柔軟性が得られる。これにより必
要ならば３つの同一場所に配置されたセルを全て分離す
ることができる。方向性セルを導入すると中継効率は急
落しないため、全方向性大型セルから小型方向性セルへ
の遷移はスムーズに行われる。本発明とは対照的に、従
来のＫ＝７パターンセル分割は４４音声チャネル（Ｖ
Ｃ）全方向性セルから１４ＶＣセクター化セルへ変化す
る時の回線効率がセクター化によりおよそ３０％低下す
るために必要とされる。
【００６１】市街地の中心部から郊外エリアへのトラフ
ィック密度の大きな変動に対処するために選定セルに対
してさらにチャネルを付加する必要があるため、ワイル
ドカードが使用する３群の使用周波数を有することが便
利である。サイトにおいて２８チャネルまで付加チャネ
ルを提供できる能力があればセルラーシステムを提供す
る場合に著しい節約となる。
【００６２】従来のＫ＝７システムに較べて本発明を採
用した場合の利点は次の通りである。回線効率：サイト
を増加することなくセルはＲ＝１２ｋｍオムニセルから
３倍のＲ＝６ｋｍ方向性セルへ変化するため、方向性セ
ルを導入しても回線効率は低下しない。セルサイト低
減：前記したように従来パターン（Ｋ＝７）は本発明の
３倍までのセルサイト数を有する。ハンドオフの低減：
各方向性セルは７×３セクターの３倍のエリアをカバー
し本発明ではハンドオフは１／３以下となる。施設コス
ト低減：音声及びコントロールチャネルが（およそ３０
％）低減される他に、プライベートマイクロ波もしくは
光施設を利用すれば少いサイトへ行くコストはセクター
化されたセルへ行く場合に較べて７０％までの低減とな
る。（これはトラフィックがサイト当り３つの方向性セ
ルを指示しない郊外サイトには当てはまらない。）
【００６３】非割当ワイルドカードサブグループを使用
できるため柔軟性が高まる。通常トラフィック密度が最
も高いのは市街地中心部であるため付加チャネルはこれ
らのセルに割り当てられるが、同一チャネル及び隣接チ
ャネル保護が維持される限りこれらのワイルドカード周
波数は他の混雑エリアへ割り当てることができる。
【００６４】同一場所に配置されたセル：本方法ではハ
ンドオフは著しく少いため（サイト制御）サイト間ハン
ドオフは不要である。このハンドオフ制限なしに３つの
同一場所に配置されたセルを分離することができる。こ
の種の分離は地形により一つのサイトから３つのエリア
へサービスできない場合に生じる。
【００６５】中央放射から終端放射への展開：これは垂
直パターンから水平パターンへ変える場合に中央放射セ
ル（図３参照）が各サイトから３つの終端放射セルへ供
給できることを観察して行われる。（垂直パターンはセ
ルの頂点位置を指す。）図３の１２ｋｍに等しいセル半
径で開始すれば、これらの新しいセルのセル半径は６ｋ
ｍとなる。次のセル分割により３ｋｍの小規模セルとな
る。このパターン回転は他のセル方位についても有効で
あることをお判り願いたい（すなわち、オムニセルに対
する水平パターンは終端放射セルにおける垂直パターン
へ変化する。）
【００６６】本発明の実施例について説明してきたが、
本発明は開示した実施例の些細な修正を全て含むものと
する。北米で使用されている既設のシステムについて本
発明を説明してきたが、デジタルシステムを含む周波数
再使用を必要とするいかなるセルラーシステムにも応用
できるものと信じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡはＫ＝７の標準的な従来技術セルレイアウト
を示す線図。Ｂはセル分割を行う前の従来技術の７つの
同一場所に配置されたセルを示す線図。Ｃはセル分割後
の図１Ｂのセルを示す線図。
【図２】従来技術のＫ＝７セル、３セクタープランに対
する周波数割当を示す表を示す図。
【図３】本発明に従ったセルラー９セルパターンを示す
図。
【図４】全指向性セルから終端放射セルへの変換を示す
本発明に従った方法の実施例の応用を示す線図。
【図５】終端放射セルの分割を示す本発明に従った方法
の実施例の第２の応用を示す線図。
【図６】本発明に従ったセルラーパターンに対する周波
数割当を示す表を示す図。
【図７】セルのインターリーブを示すセルラーシステム
の線図。
【図８】Ｋ＝９及びＫ＝１２に対する周波数割当を示す
線図。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｋ群の使用周波数割当方法において、第
    Ｋ群の各周波数が第Ｋ＋１群の各周波数から１チャネル
    だけ異なる、Ｋ＝１，２，…Ｋの順でセルラー電気通信
    システム内の最初の六角形パターン内の複数セルへ周波
    数が番号ずけられており、使用周波数から取り出される
    第１群の周波数が第１セルに割り当てられ、 （ａ）．第１セルに隣接する各セルに対して第１の周波
    数群及び第１セルに隣接する他の任意のセルへ割り当て
    られる任意の周波数群とは異なる周波数群が割り当てら
    れ、第１セルに隣接する各セルに周波数を割り当てた後
    は少くとも第２及び第３の異なる周波数群は割り当てら
    れないままとされ、 （ｂ）．第１セルに隣接せず且つ第１セルに隣接するセ
    ルに隣接する３つの第２セルの各々に対して第２群から
    の周波数を割り当て、３つの第２セルは第１セルに対し
    て互いに実質的に等間隔とされており、 （ｃ）．第１セルに隣接せず且つ第１セルに隣接するセ
    ルに隣接する３つの第３セルの各々に対して第３群から
    の周波数を割り当て、３つの第３セルは第１セル及び第
    ２セルに対して互いに実質的に等間隔とされており、 第１、第２及び第３の周波数群の各周波数は互いに少く
    とも３チャネルだけ異っている、 ことを特徴とする、使用周波数割当方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、さらに、 第１セルの第１部分に対して第１の周波数群を再割り当
    てし、 第１セルの第２部分に対して第２の周波数群を割り当
    て、 セルの第３部分に対して第３群の周波数を割り当てて、
    セルの第１、第２及び第３部分が実質的にセルをカバー
    するようにする、 ことを含む、使用周波数割当方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の方法において、（ａ），
    （ｂ）及び（ｃ）ステップを適用してセルラー電話シス
    テム内の各セルに対する周波数割当を決定する、使用周
    波数割当方法。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の方法において、第１セル
    は最初に全指向性アンテナにより中央放射されさらに第
    １セルに第１、第２及び第３の周波数群を割り当てた後
    に複数の指向性アンテナを使用して同じセルサイトから
    第１セルの第１、第２及び第３部分に終端放射を行うこ
    とを含む、使用周波数割当方法。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の方法において、Ｋ＝９で
    あり第１、第２及び第３の周波数群は互いにそれぞれ３
    チャネルだけ離されている、使用周波数割当方法。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の方法において、Ｋ＝１２
    であり且つ第１、第２及び第３の周波数群は互いにそれ
    ぞれ３チャネル離されている、使用周波数割当方法。
  7. 【請求項７】 請求項２記載の方法において、最初の六
    角形パターン内の隣接セル間の境界が第１組の軸を画定
    し、第１セルの第１、第２及び第３部分間の境界が第２
    組の軸を画定し、第１組の軸は第２組の軸に対して３０
    °とされている、使用周波数割当方法。
  8. 【請求項８】 請求項３記載の方法において、最初の六
    角形パターン内の隣接セル間の境界が第１組の軸を画定
    し、複数の指向性アンテナの各々が第１組の軸に対して
    ３０°に調整されている、使用周波数割当方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の方法において、さらに複
    数の方向性アンテナの少くとも１台の水平指向性を調整
    してそのフットプリントを対象セルの境界を越えて拡張
    する、ことを含む使用周波数割当方法。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載の方法において、さらに
    隣接セル内のアンテナのフットプリントを複数の方向性
    アンテナの中の２台のフットプリント間へ拡張すること
    を含む、使用周波数割当方法。
  11. 【請求項１１】 第Ｋ群の各周波数が第Ｋ＋１群の各周
    波数から１チャネルだけ異っているＫ＝１，２，…Ｋの
    順のＫ周波数群があるセルラー電気通信システムのセル
    レイアウトにおいて、第１セルには第１の周波数群が割
    り当てられ第１セルの周りに六角形パターンで分布され
    ている６つの隣接セルには複数の周波数群が割り当てら
    れ、 中心が正三角形を形成し第１セルが正三角形の中心に来
    るように３つの第２セルが６つの隣接セルに対して規則
    正しく分布され、３つの第２セルには複数の周波数群及
    び第１の周波数群とは異なる第２の周波数群が割り当て
    られ、 中心が正三角形を形成し第１セルが正三角形の中心に来
    るように３つの第３セルが６つの隣接セルに対して規則
    正しく分布され、３つの第３セルには複数の周波数群及
    び第１及び第２の周波数群とは異なる第３の周波数群が
    割り当てられ、第１、第２及び第３の周波数群の周波数
    は互いにそれぞれ少くとも３チャネル異っている、 ことを特徴とするセルラー電気通信システムのセルレイ
    アウト。
  12. 【請求項１２】 請求項１１のセルレイアウトにおい
    て、Ｋ＝９である、セルレイアウト。
  13. 【請求項１３】 請求項１１記載のセルレイアウトにお
    いて、Ｋ＝１２である、セルレイアウト。
  14. 【請求項１４】 請求項１１記載のセルレイアウトにお
    いて、第１セルはさらに３部分へ細分割され２つの部分
    には第２及び第３の周波数群から周波数が割り当てられ
    る、セルレイアウト。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載のセルレイアウトにお
    いて、第１セルの部分はそれぞれ方向性アンテナにより
    終端放射され少くとも一つおきのセルが全方向性アンテ
    ナにより放射される、セルレイアウト。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載のセルレイアウトにお
    いて、方向性アンテナの方位は細分割されない隣接セル
    間の境界により画定される軸から３０°オフセットされ
    ている、セルレイアウト。
  17. 【請求項１７】 六角形セルパターンを有し、第Ｋ群の
    各周波数が第Ｋ＋１群の各周波数から１チャネルだけ異
    っている、Ｋ＝１，２，…Ｋの順の少くともＫ＝９群の
    １組の異なる使用周波数を有し、第１セルにはＫ＝１の
    周波数群が割り当てられるセルラー電気通信システムの
    セルレイアウトにおいて、 第１セルに隣接するセルには第１セル周りを順にＫ＝
    ２，３，８，６，５，９の周波数群が割り当てられ、 隣接セル周りに等間隔で隣接配置された第１組の３つの
    セルの各々にＫ＝４の周波数群が割り当てられ、 隣接セル周りに等間隔で隣接配置され且つ等間隔で配置
    された３つの第１組のセルの各々の間に等間隔で配置さ
    れている３つの第２組のセルの各々にＫ＝７の周波数群
    が割り当てられる、セルラー電気通信システムのセルレ
    イアウト。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載のセルレイアウトにお
    いて、等間隔配置された第２及び第３組のセル間に介在
    するセルは、介在するセルの一つ及び同じ周波数を割り
    当てられた隣接セルの一つ間の距離が最大となるよう
    に、Ｋ＝２，３，８，６，５，９の周波数群が順次割り
    当てられる、セルレイアウト。
  19. 【請求項１９】 使用周波数から取り出される第１の周
    波数群が第１セルに割り当てられる、セルラー電気通信
    システム内の複数セルへ使用周波数を割り当てる方法に
    おいて、 （ａ）．第１セルに隣接する各セルに対して第１の周波
    数群及び第１セルに隣接する他の任意のセルに割り当て
    た任意の周波数群とは異なる周波数群を割り当てて、第
    １セルに隣接する各セルに周波数を割り当てた後は少く
    とも第２及び第３の異なる周波数群は割り当てられない
    ままとし、 （ｂ）．第１セルに隣接せず且つ第１セルに隣接するセ
    ルに隣接する３つの第２セルの各々に第２群からの周波
    数を割り当て、３つの第２セルは互いに第１セルに対し
    て実質的に等間隔に配置され、 （ｃ）．第１セルに隣接せず且つ第１セルに隣接するセ
    ルに隣接する３つの第３セルの各々に第３群からの周波
    数を割り当て、３つの第３セルは互いに第１セル及び第
    ２セルに対して実質的に等間隔に配置されている、 ことを特徴とする、使用周波数割当方法。
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