JPH05503616A - セルラー電話システム用扇形走査機能付ゾーンマイクロセル - 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】 発明の名称 セルラー電話システム用扇形走査機能付ゾーンマイクロセル本件出願は、１９９ ０年６月５日にセルラー電話システムの名称で特許された米国特許第４．９３２ ．０４９の一部継続出願である。

発明の分野 本発明は、それぞれ割り当てられた複数の組の送信周波数を有する複数の隣接し たセルに、セルとセルとの間を移動する移動電話との連続通信を維持するための ハンドオフ手段が設けられたセルラー電話システムに関する。特に、本発明はセ ルラー電話システム用扇形走査機能付ゾーンマイクロセルに関する。

発明の背景 セルとセルの間を通る通路を移動する移動ユニットのような代表的なセルラー電 話システムにおいて、ハンドオフが発生する。そのハンドオフ動作は、ハンドオ フ命令を受ける移動電話切り換え局（ＭＴＳＯ）により制御される。代表的には 、移動電話から受信された信号が、移動電話がセル境界にあることを表す予め設 定された信号の強さよりも小さくなったときにハンドオフコマンドが発生される 。

セルラー電話システムの各セルは、異なる割り当てられた送信周波数で動作する 。移動電話がセルとセルとの間を通過するにつれて、ハンドオフ信号は、セルに 、移動電話が通り過ぎつつあるセルにより送信されていた周波数と異なる周波数 で送信を始める状態になっていることを命令する。移動電話が次の隣接したセル を通るとき同様な手順が続行される。割り当てられた周波数の組が隣接セルにつ いて異なり、そのような組み合わせは、セルが干渉問題が起きない程十分に相・ 互に遠く離れている場合を除き、繰り返されない。

代表的には、移動電話ユニットは、制御ユニｙｈ、トランシーバ及びアンテナシ ステムを包含する。各セルサイトは、代表的には、制御ユニット、ラジオキャビ ネット、電源設備、データ端末およびアンテナを包含する。ＭＴＳＯはセルサイ トのすべてについて調整を行い、適当な処理および切り換え手段を包含する。

ＭＴＳＯは標準のハードワイヤード電話システムのための電話会社ゾーン局との 中継も行う。ＭＳＴＯと種々のセルサイトとの間の通信リンクは、代表的には、 マイクロ波、Ｔキャリヤ、又は光ファイバであって、セルサイトとＭＴＳＯとの 間の音声と制御データの双方を通信する。

車に乗っているユーザが移動ユニットの受信機を付勢すると、受信機がセルに割 り当てられた総チャンネルの中から指定された複数のセットアツプチャンネルを 走査する。代表的には、全部で４１６個のチャンネルのうち、２１個がセットア ツプチャンネルである。残りのチャンネルは通信チャンネルである。受信機が最 強のセットアツプチャンネルを選択すると、ある時間だけオンにロックする。

各サイトには異なるセットアツプチャンネルが割り当てられる。従って、最強の セントアップチャンネルへのロックは通常量も近いセルサイトを選択することを 意味する。このセルフロケーション機構は、アイドル段階において使用され、ユ ーザから独立したものである。それは、セルサイトにおける送信にかかる移動ユ ニットを探索するための負荷を排除するので大きな利点がある。セルフロケーシ ョン機構の不利な点は、アイドル移動ユニットのロケーション情報は各セルサイ トには全く現れないことである。従って、標準の非移動体すなわちランドライン から移動ユニットへのコールがあると、ページング処理はより長い。大部分のコ ールが移動ユニットにおいて起きるので、セルフロケーション機構の使用は容認 される。ある遅延（例えば、１分）の後、セルフロケーション手順が繰り返され る。

移動ユニットからコールを行うためには、ユーザはコールされた番号を移動ユニ ットの最初のレジスタに入れてその番号が正しいかどうかを検査して“送信”ボ タンを押す。サービスの要求が、上述したセルフロケーション機構により得られ た選択されたセットアツプ機構を通して送られる。セルサイトが、それを受信し 、指向性セルサイトにおいて音声チャンネルが使用するのに最良な指向性アンテ ナを選択する。同時にセルサイトが高速データリンクを介して要求をＭＴＳＯに 送信する。ＭＴＳＯは、コールのための適当な音声チャンネルを選択し、セルサ イトは最良の指向性アンテナを通してそれに作用して移動ユニットをリンクする 。ＭＴＳＯは電話会社のゾーン局を通してワイヤラインパーティも接続する。

ランドラインパーティか移動ユニットの番号をダイヤルすると、電話会社のロー カル局か、コールされた番号が移動ユニットであることを認識して、そのコール をＭＴＳＯに送信する。ＭＴＳＯはベーノングメッセージを移動ユニット番号と 適当なサーチアルゴリズムに基づいて、あるセルサイトに送信する。各セルサイ トはページをそれ自身のセットアツプチャンネルを通して送信する。移動ユニッ トは、それ自身の識別を強いセットアツプチャンネルを通して認識し、そこにロ ックしてセルサイトに応答する。移動ユニットは割り当てられた音声チャンネル に切り換えてユーザ警報を発生するような命令も送信する。

移動ユニットのユーザか送信機をオフにすると、特定の信号（信号発生トーン） がセルサイトに送られ、双方で音声チャンネルを解放する。移動ユニットが最強 のセットアンプチャンネルを通してページの監視を再開する。

コール中は、二つのチャンネルが音声チャンネル上にある。移動ユニットが特定 のセルサイトの有効区域から出ると、受信状態が弱くなる。現在のセルサイトは 、音声チャンネル上の適当な信号、例えば＋００　ｍｓのバーストを介してハン トオフを要求する。システムが、コールを中断することなく又はユーザに警報を 発することなく、コールを新しいセルサイトの新しい周波数チャンネルに切り換 える。

ユーザが通話を行っている限りコールが続行される。ユーザはハンドオフの発生 に気付くことはない。

ある特定の領域におけるコールトラフィックが増大するとき、ある特定のセルに よってカバーされる領域を減少させることにより、容量を増大させることができ る。例えば、あるセルを、そのセルの半分の半径を有する４つのより小さなセル に分割するならば、トラフィックは、４倍に増大する。当然のことながら、セル が小さくなればなるほど、所定の容量のセルラー電話システムにおいて必要とさ れるハントオフはより多くなる。

適切な環境においては、セルサイズを減少させることは効果のあることであるが 、ある特定の問題が生じうる。セルサイズが、例えば、１マイルより短い半径ま で減少させられるときには、非常にしばしば、信号強度有効到達範囲が非常に不 規則になってしまう。これは、ビルディングやその他の構造物によって引き起こ され、したがって、移動ユニットの場所によって大きく変わってくるものとなっ てしまう。信号干渉に関連した他の問題も生ずる。あるセルラー電話システムに おいては、有効到達範囲を改善する試みにて、小さな単一セルにおいていくつか の周波数セットを使用しているが、こうすると、隣接セルにおいて同じ周波数ま たは隣接周波数を使用することができなくなる。したがって、システムの全容量 が減少してしまう。何故ならば、あるシステムにおいて利用できるチャンネルの 数は、使用される異なる周波数セットの数の逆数に比例しているからである。

発明の概要 セクタ走査を行ない、より一様な信号有効到達範囲、より低い干渉レベルおよび 比較的に簡単且つ経済的な構造を与えるゾーン化したマイクロセルシステムが提 供される。本システムは、複数のアンテナセットを含んでいる。各アンテナセッ トは、それぞれ、１つのセルの周辺内にそれぞれ適当に配置され且つそのセルの 信号の送受信をそのセルの境界を有する１つのゾーンに実質的に制限するように 方向付けされた送信および受信手段を有している。そのセルのために割り当てら れた送信周波数のセットにおける各周波数で各アンテナセットによって受信され る信号の強度が監視される。そのセルのために割り当てられた送信周波数のセン トにおける各周波数について、送信は、そのような各周波数での最も強い信号を 受信するそのセル内の選択されたアンテナセットに限定されている。これにより 、各周波数での送信は、その選択されたアンテナセットに関連したゾーンに限定 される。

本発明の一実施例においては、複数のアンテナセットの各々は、複数のアンテナ サブセットに分けられる。各アンテナサブセットは、信号の送受信をその関連し たアンテナセットによってカバーされるゾーンの境界内のセクタに実質的に制限 するように配置され、方向付けられた送信および受信手段を有している。そのセ ルに対して割り当てられた送信周波数のセットにおける各周波数での各アンテナ セントの各アンテナサブセットによって受信される信号の強度が監視される。

そのセルのための送信サービス周波数は、この実施例においては、そのような各 周波数での最も強い受信信号を有するセル内の選択されたアンテナサブセントに 限定される。これにより、そのような周波数での送信は、その選択されたアンテ ナサブセットに関連したセクタに限定される。ノ１ラドオフが生じないように、 同じ周波数でのコールは、セル内のゾーンからゾーンへ切り換えられる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明のシステムによるマイクロセル構造の実施例を示す概略図であ る。

第２図は、本発明の実施例の電子系統を示すブロック図である。

第３図は、するのセルが３つの別々のアンテナセットを含んでいるような本発明 の別の実施例を示す概略図である。

第４図は、本発明の実施例におけるスレーブサブサイトの１つに関連した電子系 統を示すブロック図である。

第５図は、１つのスレーブサイトの信号処理部を示す概略図である。

発明の詳細な説明 第１図は、本発明に従って構成されたセル１を概略的に示している。セル１の外 側境界は、実線の円ＩＩによって示されている。円として示しているが、これら セルは、セル設計において、しばしば、六角形として表される。しかしながら、 実際には、地勢やビルディングおよびその他の構造物のために、セルｌの実際の 境界は、不規則な形状をとりうる。とにかく、実線円１１は、移動電話ユニット が図示したセルの支配下から隣接セルの支配下へと通過していく軌跡を表そうと したものである。

３つの別々のアンテナセット１３、！５および１７がセル１１内に配置されてい る。アンテナセット１３．１５および１７は、それぞれ、スレーブサブセット１ ０．１６および１８に配置されている。その七ノ４域内の特定の諸条件によって は、その他の数のアンテナセットを使用すると有用なこともあり、第１図におい て３つのセットを使用しているのは、単に例示のためだけである。各アンテナセ ットは、それぞれ、送信アンテナＪ３ａ、１５ａおよび１７ａを含んでいる。

また、各アンテナセットは、それぞれ、２つの受信アンテナ１３ｂおよび１３ｃ 、１５ｂおよび１５ｃ、および＋７ｂおよび１７ｃを含んでいる。各サブサイト に受信アンテナを二重に設けたのは、信号を組み合わせることによって、信号の フェージングを減少させるためのダイバーシチ使用のためである。さらに、アン テナセット１３は、以下に説明するように、制御信号を送信するための制御チャ ンネル送信アンテナ１３ｄと、制御信号を受信するための二重制御チャンネル受 信アンテナ＋３ｅおよび１３ｆとを含んでいる。アンテナサブサイト１４は、マ スターサブサイトと称され、アンテナサブサイトｌ０１１６および１８は、スレ ーブサブサイトと称される。第１図に示した特定の実施例では、アンテナセット １３は、マスターサブサイ［４に配置されているが、このアンテナセット１３は 、特定の環境によっては、セル１内の所望の他の場所に配置されてもよいもので ある。あるセルにおけるサブサイトの位置およびサブサイトの数は、ｒｌＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、１９８８年２月」に発表されたり一有効到達範囲予想モデルによって決定され うる。

各アンテナセットは、信号を送信及び受信するための独自の主勢力ゾーンを有す る。したがって、サブサイト１４と並存するスレーブサブサイト１０にあるアン テナセット１３は、破線１３ｚで示されるゾーンを有する。同様に、スレーブサ ブサイト１６にあるアンテナセット１５は破線１５ｚで示す勢力ゾーンを有し、 スレーブサブサイト１８にあるアンテナセット１７は破線１７ｚで示す勢力ゾー ンを有する。第１図から一定の領域でゾーンが重なりあっていることが分かる。

勢力ゾーン（すなわち、信号の伝達及び受信ゾーン）が実質的にセルｌの境界線 内に限定されるようにアンテナセットに対し指向性が与えられている。この指向 性は、たとえば、各アンテナセットやサブサイトに配設される符号化手段１９と して示されるような適当な手段で与えられる。指向性手段１９は、所望の指向性 及び適用範囲を与える独立のアンテナまたは他の適当な装置のためのりフレフタ とすることができる。しかし、制御チャンネルアンテナ１３ｄ、１３ｅ及び１３ ｆはより大きな勢力ゾーンを有するように設けられている。これは１点鎖線２１ で示されており、サークル１１で示されるセルｌの限界とほぼ一致するところま で延びている。

第２図は、本発明の実施例に係る電子装置の概略ブロックダイヤグラムである。

３つのスレーブサブサイト１ｏ、１６．１８は、マスターサブサイト１４に接続 されており、これによって制御される。本例では、スレーブサブサイト１ｏは３ つのケーブル４３．５１及び５９を介してマスターサブサイト１４に接続されて いる。スレーブサブサイト１６は、３つのケーブル２３．２５及び２７を介して マスターサブサイト１４に接続されている。スレーブサブサイト１８は、３つの ケーブル２９．３１及び３３を介してマスターサブサイト１４に接続されている 。特に、ケーブル４３は、コンバータ８２に接続されており、ケーブル２９は、 コンバータ８３に接続されており、ケーブル２３はコンバータ８４に接続されて おり、ケーブル５１は、コンバータ８５に接続されており、ケーブル３Ｉは、コ ンバータ８６に接続されており、ケーブル２５はコンバータ８７に接続されてお り、ケーブル５９はコンバータ８８に接続されており、ケーブル３３は、コンバ ータ８９に接続されており、ケーブル２７は、コンバータ９ｏに接続されている 。

一般に、ケーブル４３．２３及び２９は、送信用アンテナ信号を送り一方、ケー ブル５１．５９．２５．２７．３１及び３３は、受信用アンテナ信号を送る。コ ンバータはスレーブサブサイトとマスターサブサイトの間で使用される通信の形 式により、周波数においてアップ変調、及びダウン変調をおこなうことができる 。

本例では、スレーブサブサイトとマスターサブサイトの間の通信はケーブルによ って行われるものとして描かれている。このようなケーブルがたとえば、ＴＩキ ャリアケーブル、光ファイバ、等を含むことができることは、当業者に明らかで ある。たとえば、スレーブサブサイトとマスターサブサイトの開のコンバータ対 コンバータ動作は（１）８００ＭＨｚがらマイクロ波まで変調し、つぎに８００ ＭＨｚまで落とすことにより、（２）８００ＭＨｚがら光波まで変調し、つぎに 、８００、ＭＨｚまで落とすことにより、　（３）８００ＭＨｚから１４ＭＨｚ 基準バンドまで落とす変調を行い、つぎに８００ＭＨｚまで上げる変調を行うこ とによってできる。もし一つのスレーブサブサイトがマスターサブサイトと並存 する場合には、コンバータはなくしてもよい。

スレーブサブサイトはそれぞれスレーブサブサイトＩＯに対する信号処理アンサ ンプル３５のような要素を備える。簡略化しているために第２図には、そのよう なアンサンプルは図示されていないけれども、はぼ同一の信号処理アンサンプル がスレーブサブサイト１６．１８に設けられていることを理屏されたい。信号処 理アンサンプル３５は、アンテナ１３ａとケーブル出力４３の間に配設されるフ ィルタ３７、増幅器３９及びコンバータ４１を備えている。同様に、フィルタ４ ５、増幅器４７及びコンバータ４９がアンテナ１３ｂと出カケーブル５１の間に 設けられ、フィルタ５３、増幅器５５及びコンバータ５７がアンテナ＋３ｃと出 カケーブル５９の間に設けられている。フィルタ、増幅器及びコンバータは必要 に応じて信号をフィルター処理し、増幅し、変調するようになっており、上記の 目的のためであるかぎり任意の形式とすることができる。

マスターサブサイト１４において、全てのケーブル接続２３．２５．２７．２９ ．３１．３３．４３．５１及び５９はコンバータ８２−９０を介してゾーン交換 スイッチすなわちゾーンスイッチ６１に接続されている。また、出カケーブル２ ５．３Ｉ及び５Ｉはそれぞれ接続端子６５．６７及び６９を介して走査レシーバ ６３に接続されている。マスターサブサイト１４の走査レシーバ６３は当該セル に割り当てられた特定のセットに振付られた全てのサブサイト１０．１６、Ｉ８ 及び全ての周波数チャンネルを走査する。走査レシーバ６３はつぎに、各周波数 チャンネルに対する全てのサブサイトのなかで最も強い信号レベルを選びだす。

ゾーン交換装置すなわちゾーンスイッチ６１は所望のサブサイトにそれぞれの周 波数に対する送信信号をリンクし、古い送信装置を切る。受信信号はまた同じ新 たなサブサイトに切り替えられる。

サブサイトアンテナと異なり、制御チャンネル信号アンテナは全体セルをカバー し、当業者に公知の方法でコールをセットアツプするのに用いられる。携帯電話 システムと同様に一般にそのような処置についての詳細がモービル携帯電話電信 システム、著者ウィリアムＣ，Ｖ、リ−（Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｃ，Ｖ、　Ｌｅｅ） 　、　？グローヒル（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉ　Ｉ　Ｉ　）、１９８９年に記載され ている。

走査受信機６３は適当なコネクタ７１を介してゾーンスイッチ６１に出力制御信 号を送る。ゾーンスイッチ６１は各サブサイト間で切り換えを行えるものであれ ば、どのような構造でもよく、この切り換えはサブサイトで受信した信号の強度 （この強度は走査受信機６３により決定される）に応じて行われる。マスターサ ブサイト１４はキャリア周波数モノニール７３，７５．７７を有している。モジ ュール７３は送信機に割り当てられており、モジュール７５．７７は受信機に割 り当てられている。各モジュールは割り当てたセットのキャリア周波数を特定の セルに与える。例えば、３９５個のボイスチャンネルの一部と２１個の制御チャ ンネルの一つが各セルに割り当てられる。

モジュール７５，７７で受信された、アンテナから送られてきた信号は結合され 、コントローラ７９に送られる。コントローラ７９は送信機モジュール７３に信 号を送る。また、コントローラ７９はどのケーブルをつないで、受信したボイス 信号をＭＴＳＯに送るかを決定する。コントローラ７９は適当な接続手段により Ｎ汀ＳＯと接続されている。さらに、コントローラ７９は、三つの制御アンチ＋ Ｉ３ｄ、１３ｅ、＋３ｆで信号を送信したり、受信したりするトランシーバ−８ Ｉと接続している。

コントローラ７９はＭＴＳＯにより要求されたチャンネルの信号強度を測定する 。最初のコールが特定のセルにある場合、あるいは、最初のコールがコントロー ラ７９を介してその特定のセルに送られる場合、コントローラ７９はＭＴＳＯに より割り当てられた特定の周波数でそのコールに送信を開始する。割り当てられ た周波数は、コントローラ７９により決定された最もノイズレベルの低い周波数 である。コールの間に、全てのアンテナセットから受信した信号強度が所定のレ ベルを下回った場合には、コントローラ７９はＭＴＳＯからのハンドオフ工程を 開始する。

作動時には、割り当てられた周波数ｆ、でセル内部において作動している移動ユ ニットがそのセル内部において移動する。そのセル内部の全てのサブサイトは信 号レベルを受信するが、移動ユニットからのボイス信号を受信するとは限らない 。受信した信号レベルが最も強いサブサイトのみが移動ユニクトに信号を送受信 し、コールを開始する。移動ユニットが他のサブサイトが最も強い信号を受信す るように移動する場合には、本システムは送信機をより弱いサブサイトにおいて スイッチオフし、最も強い信号を受信でいるサブサイトにおいて送信機をスイッ チオンする。２方向性受信機アンテナもコールを受信するように適切なサブサイ トにスイッチされる。しかしながら、周波数は変化せず、ｆ、のままである。

このため、通常の意味でのハンドオフは起こらず、ＭＴＳＯも関与しない。この ように、新たなハントオフ負荷はＭＴＳＯスイッチ装置には付加されない。全て のサブサイトにより受信された、移動ユニットからの信号強度が所定のレベル以 下になった場合には、マスターサブサイトからＭＴＳＯへのハンドオフが必要と なる。

本発明に係るセルによって得られる利点は、各セルにおいて単一のアンテナサイ トしか用いられていないセルに比べて、カバーの均一性を大幅に改良できること である。これは小さなセル、すなわち、１マイル以下の半径のセルについては特 に有益である。各サブサイトによりカバーされる有効放射領域を小さくすること によって、各周波数に対する有効放射半径が小さくなるので、結果的に干渉レベ ルの低下がもたらされる。これらは全て、ハンドオフの必要な（、セルそれ自体 の内部で行われる。セル内で活動しているサブサイトは信号レベルに従って一方 から他方にスイッチするが、送信が行われている周波数はセル内部で変化しない 。これは比較的簡単で経済的なやり方で行われ、これによって、セルの大きさも 半径５００〜１０００フイートにまで小さくすることができる。

第３図は本発明の他の実施例を表している。この実施例では、第１図の場合と同 様に、セルは３個の別々のアンテナセット１１３，１１５，１１７を有している 。セルの外周は実線の円Ｉｌｌで示される。第１図の実施例において述べたよう に、セルは実際には形状が歪んでいることもある。実線１１１は、移動電話ユニ ットが図示したセルの影響下から隣接のセルの影響下に移行するときの境界を表 す。

この実施例では、アンテナセット１１３はマスターサブサイト１１４に位置して おり、アンテナセット１１５．１１７は各々サブサイト１１６，１１８に位置し ている。マスターサブサイト１１４はスレーブサブサイトの所望の何れか一つに も位置することか可能である。アンテナセットの数はいくつでもよく、第３図に おける３個は例示的なものにすぎない。

各アンテナが１個の送信アンテナと２個の受信アンテナを有している第１図の実 施例とは異なり、各アンテナセット１１３，１１５，１１７は複数のアンテナサ ブセットを有しており、各サブセットは、第３図の実施例では、各サブサイトに おいて３個のサブセットを形成している。各アンテナサブセットは各々送信アン テナ１１３ａ、１１３ａ’、１１３ａ’と、１１５ａ、ｌ１５ａ’、１１５ａ’ と、１Ｉ７ａ、ｌ１７ａ’、ｌ１７ａ’を有している。各アンテナセットもまた 二つの受信アンテナｌｌ３ｂ、１１３ｂ’−１１３ｂ’、１１３ｃ、ｌｌ３ｃ’ 、ｌｌ３ｃ’、１１５ｂ、１１５ｂ′、１１５ｂ’、１１５ｃ、ｌ１５ｃ’、１ １５ｃ’、ｌｌ７ｂ、１１７ｂ’、１１７ｂ’、１１７ｃ、１１７ｃ’、１１７ ｃ’を各々有している。各サブセットにおいて受信アンテナを二つ用いるのは、 信号を組み合わせることによる信号のフェージングを減少させるためである。サ ブサイトの位置、セル内でのサブサイトの数、各サブサイトでのアンテナサブセ ットの数は、１９８８年２月に発行されたｒｌＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｓ　ｏｎ　Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」のり一の範囲予測（Ｌ ｅｅ　ｃｏｖｅｒａｇｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）に基づいて決定することがで きる。

セルＩＩＩは、適当なコントローラ（図示せず）に信号を送信及び受信する第１ 図のアンテナセット１３で説明したように、制御信号を送信及び受信するための アンテナセット（図示せず）を含む。第１図の場合と同じように、かかる制御チ ャンネルアンテナは、鎖線１２１で示すように、セルＩＩＩの限界とほぼ同じ範 囲の影響ゾーンを有するように形成されている。

第１図の実施例と同様に、各アンテナセントは、信号の送信及び受信のだめの主 影響ゾーンを有する。しかし、第１図の実施例と違って、第３図の実施例の各ア ンテナセットは、その主影響ゾーンが実質上分離した複数のセクターに再分割さ れている。従って、サブサイト！１４に関係する影響ゾーンは、３つのセクター １１３ｘ、１１３３’、ＪＩ３ｚで構成されている。セクター１１３ｘは、アン テナのサブセット１１３ａ、１１．３ｂ、］　１３ｃによって作動させられる。

セクター１１３ｙは、アンテナのサブセット１．１３ａ’、］１３ｂ’、１１３ ｃ’によって作動させられ、セクター１１３２は、アンテナのサブセットｌｌ３ ａ’、１］３ｂ’、ｌｌ３ｃ’によって作動させられる。第３図の他のサブサイ ト１１６及び＋１８は、サブサイト＋１４のそれらと同じような符号のセクター によって構成されている。

第３図から、アンテナのサブサイトはセルＩＩＩの周縁部から内側にずらして配 置され且つセクター同士はある区域で重なっていることが明らかである。アン、 テナのサブセットには、そのサブセットに関係するセクターすなわち信号の送信 及び受信のゾーンがその特定のサブサイトによる作動ゾーンの境界の中に実質上 あるように制限される指向性が与えられる。更に、第１図の場合と同様に、それ らのセクターは、実質上セルＩｌｌの境界中に制限される。各アンテナセットす なわちサブサイトに配置された記号（シンボル）手段＋１９で示すような適当な 手段によって指向性が与えられる。第３図に示すように、指向性手段１１９は、 各セクターを１２０度の部分に分割する各サブサイトで反射器を構成している。

しかし、無指向性アンテナを含む、所望の指向性と範囲を与える他の任意の装置 も、本発明の精神及び範囲内で用い得ることを理解されたい。勿論、各アンテナ サブサイトで送信された信号の強度も、所望のセクターをカバーするように適当 に調整し得る。

第４図は、第３図のスレーブサブサイト１１７の１つに関係する電子回路のブロ ック図である。第４図に示されたスレーブサブサイト１１７は、第２図のスレー ブサブサイト１８と実質上同じように、本発明のシステムに接続される。この点 を明確にするため、第４図には、リード２９．３１．３３が指示されている。

リード（ケーブル）２９は送信器アンテナ信号を搬送しており、他のリード（ケ ーブル）３１．３３は受信機アンテナ信号を搬送する。マスターサブサイトの場 合には、第４図に示す素子の外に、第２図で説明した他の素子が組み入れられる ことを理解されたい。

アンテナセットの３つのサブセットは、第３図と同じ符号で指示されている。

各アンテナサブセットは、複数のセクターサブサイト１３４．１３５．１３６の １つに接続されている。各セクターサブサイトは、コンバータ以外の第２図の信 号処理部３５と実質上同じ信号処理部を有する。この点が、スレーブサブサイト １３６の説明のための第５図に示されている。フィルタ１８１と増幅器１９１が アンテナ１１７ａ’とケーブル＋４３との間に接続され、フィルタ１８２と増幅 器１９２がアンテナｌｌ７ｂ″とケーブル１５１との間に接続され、更に、フィ ルタ＋８３と増幅器１９３がアンテナｌｌ７ｃ’とケーブル１５９との間に接続 されている。第４図に戻って、適当なケーブル接続部１２３．１２５、！２７、 ＋２９．１３１．１３３．１４３．１５１１５９が、各セクターサブサイトと３ ×３ポートのセクタースイッチ１６１との間を接続している。更に、ケーブル１ ２５．１３＋及び１５１を経由した受信機信号がそれぞれ接続１６５、＋６７及 び１６９を介して走査受信機１６３に接続されている。走査受信機１６３は出力 信号を適当な接続部１７１を介してセクタースイッチ１６］に送っている。セク タースイッチ１６１は、セクターサブサイト１３４．１３５及び１３６の間で、 走査受信１ｉ１１６３によって定められたサブサイトで受信中の信号強度に依存 してスイッチングする適当な任意の構成にできる。

従って、本発明は、セルに対して割り当てられたセット中の各周波数での信号強 度に対して２つの弁別レベルを与える。信号強度の弁別は各アンテナサブサイト で生じ、そのサブサイトでのアンテナのどのサブサイトが作動するかを決定する 。同時に、どのサブサイトが作動するかを決定するためのサブサイト間での弁別 もある。従って、最大強度の信号を受信中のセルのセクターだけが、移動ユニッ トへ信号を送信及び受信し、通話を形成する。移動ユニットが、送信中以外の特 定のセクターでの受信信号強度が最大になるように移動すると、本発明のシステ ムは、弱い側のセクターに関係する送信器をオフにし且つ最大強度信号レベルを 受信しているセクターに関係する送信器をオンにするように、動作する。その特 定のセクターに関係する２つのダイパーシティ受信機アンテナが、また、通話を 受信するようにスイフチされる。いくつかの状態においては、各セクターでの受 信機は必ずしもオフにしなくてよい。しかし、その周波数は、移動ユニットのセ ル全体にわたって同じにされる。従って、ハンドオフが従来のようには生じない し、ＭＴＳＯも含まれない。また、前記のセルの再分割の結果、ＭＴＳＯスイッ チング装置にはハンドオフ負荷も加わらない。

本発明に従って、セルをサブサイトゾーン、更にサブセットセクタに分割するこ とにより、個々のセルにおいて単一のアンテナサイトだけを利用するようなシス テム上で有効視聴範囲の均一化という重要な改善がなされる。このことは、小さ なセル、つまり１マイル以下の半径であるようなセルにおいて特に有用である。

なぜなら、個々のゾーン及びセクタの個々のサブサイトによって力／＜−される 効果的な放射領域を減少させることにより、個々の周波数に対する効果的な放射 半径が減少され、妨害レベルも連続的に減少するからである。これは全て、セル 内においてハンドオフを必要とすることなく実行される。転送が発生する周波数 はセルにおいて変化することはないが、セル内で動作中のサブサイトは信号レベ ルに従って一方から他方に切り換わる。これは比較的簡単にしかも経済的な方法 で実行され、これによりセルのサイズを半径５００〜１０００フイートと同じ位 置さなものまで減少させることができる。

以上の記述及び添付図面により、当業者は、本発明に更に様々な変形を加えるこ とができるであろう。このような変形は本願の請求項の範囲内にあると考えてい る。

！− 浄ｌＦ（内容に変更なし） ＦＩＧ、　２ 浄ＩＦＣ内容に変更なし） 手続補正書（方式）　し ５．２．２２ 平成　年　月　日

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．セルラー電話システムにおいて、それぞれ異なった割当て送信周波数セット を有する隣接する複数のセルは、セルからセルへ移動する移動電話と連続的に通 信を行うハンドオフ手段、一つのセルは複数のアンテナセットを有し、各アンテ ナセットは位置が定められており、前記セルの境界内のゾーンに実質的に信号の 伝播と受信を制限するために指向性を有する送受信手段を有し、前記セルに割当 られた送信周波数セットの各周波数で前記アンテナセットの各々によって受信さ れた信号強度を監視するための手段を含む制御手段、及び前記セルに割当られた 送信周波数セットの各周波数において、各周波数で最も強い受信信号を有する前 記セルの選択されたアンテナセットに送信を制限する手段を有し、これにより選 択されたアンテナセットに関係したゾーンヘの周波数で送信を限定することを特 徴とするセル。
2. ２．前記監視手段は割当てられた周波数セットの各周波数に対する各々の前記ア ンテナ手段において信号の強度を決定するための周波数走査受信機手段を有する 請求項１に記載のセル。
3. ３．前記制御手段は前記監視手段によって決定された前記アンテナセットの全て において信号強度が予め決められたレベル以下にあるとき、ハンドオフ信号を発 生するための手段を有する請求項２に記載のセル。
4. ４．前記アンテナセットの数が少なくとも２つである請求項１に記載のセル。
5. ５．前記制御手段は前記アンテナセットの一つに位置する制御信号アンテナから なるセルをセットアップする手段を有し、前記制御信号アンテナは前記セルにお ける前記アンテナセットの他のものから移動電話へ、及び前記セルにおける移動 電話から前記アンテナセットの他のものへ信号の伝播と受信を制限するように形 成されている請求項１に記載のセル。
6. ６．前記アンテナセットの各々は一つの送信アンテナと二つの受信アンテナから なる請求項１に記載のセル。
7. ７．前記複数のアンテナセットの各々は複数のサブセットに分けられており、各 々のサブセットは適当な位置に置かれ且つ関係したアンテナセットによってサー ビスされるゾーンの境界内のセクターに実質的に信号の伝播と受信を制限するよ うに指向性を有する送受信手段を有しており、ここにおいて、前記制御手段は前 記セルヘの割当られた送信周波数セットの各周波数における各々の前記アンテナ セットの各前記サブセットによって受信された信号強度を監視する手段を有し、 且つ前記制限手段は前記セルの割当られた周波数のセットの各周波数において、 各周波数で最も強い受信信号を有する前記セルの選択されたアンテナサブセット に送信を制限するように作動し、これにより選択されたアンテナサブセットに関 係したセクターにこの周波数で送信を限定する請求項１に記載のセル。
8. ８．前記複数のアンテナセットは前記セルの境界から実質的に離れた位置に置か れている請求項７に記載のセル。
9. ９．隣接する複数のセルを有するセルラー電話システムであって、前記セルの各 々は異なった割当て送信周波数セットを有し、前記セルはセルからセルへ移動す る移動電話と連続した通信をするためのハンドオフ手段を有し、少なくとも前記 セルの一つは複数のアンテナセットを有するセル、各アンテナセットは位置が定 められており、前記セルの境界内のゾーンに実質的に信号の伝播と受信を制限す るために指向性を有する送受信手段を有し、前記セルに割当られた送信周波数セ ットの各周波数で前記アンテナセットの各々によって受信された信号強度を監視 するための手段を含む制御手段、及び前記セルに割当られた送信周波数セットの 各周波数において、各周波数で最も強い受信信号を有する前記セルの選択された アンテナセットに送信を制限する手段を有し、これにより選択されたアンテナセ ットに関係したゾーンヘの周波数で送信を限定することを特徴とするシステム。
10. １０．前記監視手段は割当てられた周波数セットの各周波数に対する各々の前記 アンテナ手段において信号の強度を決定するための周波数走査受信機手段を有す る請求項９に記載のシステム。
11. １１．前記制御手段は前記監視手段によって決定された前記アンテナセットの全 てにおいて信号強度が予め決められたレベル以下にあるとき、ハンドオフ信号を 発生するための手段を有する請求項１０に記載のシステム。
12. １２．前記アンテナセットの数が少なくとも２つである請求項９に記載のシステ ム。
13. １３．前記制御手段は前記アンテナセットの一つに位置する制御信号アンテナか らなるセルをセットアップする手段を有し、前記制御信号アンテナは前記セルに おける前記アンテナセットの他のものから移動電話へ、及び前記セルにおける移 動電話から前記アンテナセットの他のものへ信号の伝播と受信を制限するように 形成されている請求項９に記載のシステム。
14. １４．前記アンテナセットの各々は一つの送信アンテナと二つの受信アンテナか らなる請求項９に記載のシステム。
15. １５．前記アンテナの複数の組の各々が分離した部分位置に位置しており、前記 制御手段及び前記規制手段か単一の前記部分位置に設置されている請求項９記載 のシステム。
16. １６．部分位置を相互接続するケーブル手段を含む請求項１５記載のシステム。
17. １７．前記制御手段が、前記走査受信機手段によって使用されないことが決めら れ且つ最低の干渉レベルを有する前記周波数の一つを、前記スイッチ機構に知ら せる請求項１０記載のシステム。
18. １８．前記複数のアンテナの組の各々が、複数からなる部分組に分割され、各部 分組が、関連するアンテナの組によって受信される領域の境界内のセクタに、信 号の伝搬及び受信を実質的に制限する様に方向付けられた送信受信手段を有して 設置されており、前記制御手段が、前記セルに対する送信周波数の指定された組 の内の各周波数において、前記アンテナの組の各々の前記部分組の各々によって 受信された信号の強度をモニタするための手段を含み、前記規制手段が、送信を 、前記セルに対する送信周波数の指定された組の内の各周波数における、各当該 周波数で最も強い受信信号を有する前記セル内の選択されたアンテナの部分組へ の送信に限る様作動し、これによって選択されたアンテナの部分組と関連するセ クタヘの当該周波数での送信に制限する請求項１０記載のシステム。
19. １９．前記複数のアンテナの組の各々が、前記セルの境界からかなり離れた位置 に設置されている請求項１８記載のシステム。
20. ２０．送信周波数の異なって取り合わされた組を有する一連の複数のセルに、セ ルからセルへ移動する自動車電話と通信を維持するためのハンドオフ手段か設け られ、一つのセルは複数のアンテナの組を有しており、前記セクタの各々は前記 セルの所定の部分を専有しており、各アンテナの組は、前記セル内の分離した複 数の連続セクタの対応するセクタ内に実質的に信号の伝搬及び受信を制限する様 に方向づけて構成された送信受信手段、各々が前記セクタの対応するものと関連 しており、前記セルに対する送信周波数の指定された組の内の各周波数で、各対 応するセクタ内の前記受信手段によって受信された信号の強度を監視するための 複数の走査手段、及び前記セルに対する送信周波数の指定された組の内の各周波 数において、各当該周波数で最強の受信信号を有する前記セル内のアンテナの組 への送信に限るための手段を有し、これによって、送信している移動電話が位置 している場所内の前記セルの一つの領域の実質的にセクタ内のみで所定の周波数 での送信が生じるセルラー電話シテスム。