JPH09214421A - Control system for antenna directivity characteristic of radio base station in mobile radio system - Google Patents

Control system for antenna directivity characteristic of radio base station in mobile radio system

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JPH09214421A
JPH09214421A JP8056628A JP5662896A JPH09214421A JP H09214421 A JPH09214421 A JP H09214421A JP 8056628 A JP8056628 A JP 8056628A JP 5662896 A JP5662896 A JP 5662896A JP H09214421 A JPH09214421 A JP H09214421A
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antenna
mobile
control
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Sadao Ito
貞男 伊藤
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce transmission power and radio wave interference and to improve the effective utilization of frequencies by controlling an antenna provided in a base station so as to direct the antenna in a direction giving a higher radio signal level sent from a mobile radio equipment. SOLUTION: A composite antenna 10 provided to a radio base station 1 has two kinds of functions (operations). The one is a function of sending/ receiving a control signal to/from mobile radio equipments 100 (100-1-100-p) in existence in an optional position in a service area under the control at all times and of confirming and tracing the current position of the mobile radio equipments 100, and the other function is a function of using only part of a composite antenna for the communication with an optional mobile radio equipment 100 so as to prevent, radiation of undesired radio waves for the use of the other parts. In order to provide the functions above, the antenna is made up of plural basic antennas each having the identical characteristic so as to be in use through optional combinations under the control of a control section 14, the basic antennas have a narrow beam characteristic as the horizontal planer directivity and a tile angle control circuit 11 controls each tilt angle.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は小ゾーンを用いた移動通
信システムの無線基地局アンテナ指向特性の制御に関す
る。詳しくは複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービ
スエリアを構成する各無線基地局と、無線基地局と交信
するため各移動無線機との間の通信を実行するための移
動通信制御局とこれと伝送路により結合されている電話
網に含まれている電話機とを有するシステムがあり、無
線基地局と移動無線機との間で行う無線通信において、
無線基地局に具備されているアンテナの指向特性を無線
基地局の管理するサービスエリア内の移動無線機の移動
にともなって追跡・制御する技術に関する。 【0002】 【従来の技術】従来小ゾーンを用いた移動通信システム
の無線基地局に具備されているアンテナの指向特性を制
御する技術としては、移動無線に特有な多重波伝搬を少
なくする方法が知られている。これは、無線基地局に設
けられた指向性アンテナの指向性を移動無線機からの信
号にもとづき制御することにより、移動無線機から複数
の伝搬経路をへて無線基地局に到達する電波を主伝搬経
路のみに限定するものである(参考文献1:特開平3−
254228)。また、技術的には上記と同様である
が、無線基地局と移動無線機との交信中はパイロット信
号を相互に送受信して無線基地局の第二の指向性アンテ
ナの指向性を移動無線機へ向けるよう調整し、移動無線
通信システムの通信装置からの無線信号が送信アンテナ
から360°全方位に発射され、電界強度が全方位にわ
たるため生じる不要電波の氾濫、電子機器類への妨害、
第3者による通信の傍受等を防止するための方法も知ら
れている(参考文献2:特開平5−206918)。さ
らに無線基地局アンテナ主指向ビームの地表となす角度
を下方に向け(ビームチルト)、隣接サービスエリアへ
の電波の漏洩を減少させ、電波干渉を軽減する方法も実
用されている(参考文献3:昭和59年度電子通信学会
総合全国大会No.2452)。さらに、このビームチ
ルト技術を自サービスエリアにおいて半径方向へ帯状に
きめ細かく使用し、周波数の有効利用度の向上を図る提
案もされている(参考文献4:電子情報通信学会信学技
報A・P92−85)。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】一般に移動無線システ
ムの通信は、次のように伝送媒体として空間を使用する
ため多重波伝搬の影響を受ける。例えば、自動車電話の
場合、自動車に搭載された移動無線機から無線基地局あ
て送信されてきた電波が無線基地局のアンテナで受信さ
れるまでには、複数の伝搬経路をへて到達することにな
る。すなわち、移動無線機が無線基地局アンテナから見
通せる場合は少なく、一般には建物等地形・地物の影響
を受けこれらで反射・回折等の影響を受け伝搬経路が時
々刻々変化する。しかも、この伝搬経路は唯一ではな
く、複数存在するのが常である。これは多重波伝搬と言
われる現象でる。また、移動無線機が無線基地局アンテ
ナから見通せる場合でも反射・回折等の影響を受けた伝
搬経路が存在し、これらは上記と同様の多重波伝搬が発
生する。これらの電波は伝搬経路が異なるとその有する
位相が異なることになる。 【0004】したがって、上記のような多重波伝搬の影
響を受けた無線信号が無線基地局に到達し、無線基地局
のアンテナで受信され受信機へ導かれた場合、位相の異
なる信号が相加されることになるので、総合の信号の強
さは時々刻々変化することになる。また、移動無線シス
テムの通信で無線基地局の送信アンテナとして指向性を
有せず360°全方位に発射された場合、電界強度は全
方位にわたるが、相手の移動無線機は特定の方向にしか
存在しないため、無線基地局からの電波は特定の方向に
発射された電波しか有効に使用されず、その他の方向の
電波は不要電波となり他の通信に対する妨害となるほ
か、第3者による通信の傍受等の可能性を増大させてい
た。さらに無線基地局アンテナ主指向ビームが地表とな
す角度が適切でないと、隣接する無線ゾーンへの電波漏
洩が大きくなり、電波干渉の増大の可能性があった。上
記の技術的諸問題に対しての従来の対処策は既にのべた
方策が行われて来たが、依然として以下のような技術的
問題があった。 【0005】第一の無線基地局に設けられた指向性アン
テナの主指向性を移動無線機へ向ける対処策であるが、
移動無線機が高速で移動した場合、無線基地局への電波
の伝搬経路が急速に変化し、したがって到来方向は急速
に変化し、アンテナの主指向性の追尾が不可能となる危
険がある。次に、二つの異なる伝搬経路を経て無線基地
局に到来した信号の有する電力がほとんど等しい場合、
このいずれかにアンテナの主指向性を向ける結果、有効
な信号電力が半減すると言う無駄が生じた。さらに無線
システムで使用される変調方式によっては、例えば最近
有力になってきたCDMAを用いたシステムでは、受信
波として、多重波伝搬した複数の信号は有害ではなく、
むしろ信号のエネルギーの有効活用のため有用である場
合がある。或いは、現用の移動通信システムで使用され
ている狭帯域時分割多重システムでも、受信後の信号処
理により多重波伝搬した複数の信号は必ずしも有害では
ないようになってきている。 【0006】第二の無線基地局と移動無線機との交信中
にパイロット信号を相互に送受信して無線基地局の通信
用指向性アンテナの指向性を移動無線機へ向けるよう調
整する技術は、その指向性を駆動モータにより移動させ
るものである。これは、通信対象が特定している場合に
は有効であるが、公衆移動無線システムのように1つの
無線基地局がその管理するサービスエリア内の多数の移
動無線機が存在し、発着呼している複数の移動無線機に
対し適用するにはコスト高となり実用困難である。ま
た、無線基地局の通信用指向性アンテナの指向性を移動
無線機へ向けると言っても移動無線機と無線基地局との
相対位置により変化するアンテナの主ビームのチルト角
まで制御することまでは明らかにされていない。 【0007】第三の無線基地局アンテナのビームチルト
技術であるが、これは基地局アンテナの垂直面内指向性
を俯角方向に電気的にまたは機械的に傾斜させる技術で
ある。傾斜させる方法としては、アンテナ本体を機械的
に傾斜させる方法、アンテナは直立させたまま各素子の
給電位相を位相器等を用いて調整することにより、ビー
ム波面を傾斜させる方法等がある。この技術は最近開発
されたものであり、適用対象がサービスエリア内の全移
動無線機に対し行われる場合、あるいはサービスエリア
を半径方向に対し帯状に複数個に分割し、そのエリア内
に存在する移動無線機に対し行われる場合であり、特定
の移動無線機に対して行うと言う木目の細かな方法は未
開発であった。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は小ゾーンを用い
た移動無線システムの無線基地局において、その管理す
るサービスエリア内の夫々の移動無線機と効率的な交信
をするため、下記の構成を有する複合アンテナを設け
た。すなわち複合アンテナを構成するアンテナは、その
総合特性として360°全方位に発射(もしくは受信)
される無指向性や、120゜の方位に発射(もしくは受
信)される指向性を有するものがあるが、いずれもその
構成するアンテナの有する指向性を角度別に複数個に分
割可能とし、それぞれシャープな指向性を有する複数個
の基本アンテナ(それらはほぼ同一の特性を有する)か
ら構成した。ついで、複合アンテナは、無線基地局に装
備され通信を行う送受信無線機やその制御を行う制御装
置と制御信号の授受を行うインタフェース部を有するよ
うに構成した。この制御装置からの情報によりアンテナ
のチルト角制御を可能とした。また、上記の複合アンテ
ナの動作を適用するシステムに応じて動作させるため、
時分割多重システムの場合には時分割的動作、アナログ
システムの場合には周波数分割的動作を行わせる事にし
た。さらに無線基地局とインタフェースを有する移動通
信制御局、これと伝送路により結合されている電話網
(40)に含まれている電話機とで移動通信網を構成し
た。 【0009】 【作用】無線基地局に具備された本発明による複合アン
テナは2種類の作用(機能)を有する。すなわち、上述
に説明したようなアンテナの時分割的使用(時分割多重
しシステムの場合)により、次の作用(機能)を有する
ことになる。まず、所管するサービスエリアの任意の場
所に存在する移動無線機に対し、制御信号を常時送受信
可能であると共に移動無線機の現在位置を確認・追跡可
能となった。それはアンテナを構成する全ての基本アン
テナを使用することにより全サービスエリアをカバーす
るに必要な360度無指向アンテナや120度内指向性
を有するアンテナを構成可能であり、かつ移動無線機か
ら送られてきた信号を基本アンテナ単位で識別可能なた
め、無線基地局からみた移動無線機の方角(無線基地局
からみた位置、正確には電波の到来角)を認識する事が
できることになる。この移動無線機の位置情報を制御部
へ送信し処理することより、次の作用(機能)に活用す
ることが可能となる。すなわち、移動無線機と基地局と
の通信(通話)に際して、上述の移動無線機の位置情報
を用いて、交信に必要とする部分アンテナのみを使用
し、他の部分アンテナの使用による不必要な電波の放射
を防止する作用である。また、この制御装置からの情報
によりアンテナのチルト角制御を可能とした。 【0010】上記をさらに詳しく説明すると以下のよう
になる。無線基地局に設けられた複合アンテナは同一特
性を有する複数個の狭ビーム指向性を有する基本アンテ
ナから構成され、各基本アンテナは同一の水平面内指向
性を有しており、これらを総合することで360度無指
向アンテナや120度内指向性を有するアンテナを構成
可能となっている。また、基本アンテナはチルト角制御
が可能となるよう構成され、それぞれ無線基地局内の各
無線機へ接続されている。そして、時分割的使用(時分
割多重システムの場合)によりこれらの無線機はその管
理するサービスエリア内に存在する各移動無線機に対
し、制御信号を常時送受信可能である。 【0011】また、無線基地局の制御部は移動無線機に
対し、無線基地局に具備されている検索用無線機、ある
いは通信用無線機からの無線制御信号をアンテナから送
信するのに、その基本アンテナのすべて、或いは1部を
使用して送信可能なように制御可能であり、逆に移動無
線機から送信されてきた制御信号の受信は基本アンテナ
のすべて、もしくは一部を使用して受信出来、かつその
受信信号レベルを常時比較可能なように構成されてい
る。その結果、制御部では複数の基本アンテナのそれぞ
れで受信した制御信号レベルが他に比べて高かった1つ
または複数の基本アンテナの示す方向をその移動無線機
の存在する方向と定め、これら以外の基本アンテナは通
信に使用しないように除外する。また使用すべきと決定
した1つまたは複数の基本アンテナについてはそれぞれ
チルト角制御量を決定し、指示する。複合アンテナで
は、この指示を受けて複合アンテナで使用すべき1つま
たは複数の基本アンテナを選択し、選択した基本アンテ
ナに適応すべき各チルト角制御を実行し、移動無線機と
通信を行うとになる。さらに、移動無線機のサービスエ
リア内移動にともない、無線基地局で使用に適する基本
アンテナは時々刻々変化することが予想されるが、これ
に対しては移動無線機からの制御信号を常時受信してい
る前記複合アンテナの制御チャネルにより、移動無線機
の現在位置が推定可能で、この情報を複合アンテナヘ教
示し、複合アンテナではこれを活用するため常に移動無
線機との交信が良好に実施可能となる。 【0012】さらに、無線基地局と移動無線機との通話
移行後においても、制御部では移動無線機の移動にとも
ない使用すべき基本アンテナの変更の要否、選択した基
本アンテナに対するチルト角制御情報とを複合アンテナ
ヘ指示を続け、複合アンテナではこの指示に従うため移
動無線機と無線基地局に具備されている通信用無線機と
の交信は常に良好に保たれる。以上述べたような理由に
より、本発明を適用したシステムは移動無線機と無線基
地局との交信が良好となるが、交信が良好となる理由は
他にも存在する。以下これらを説明する。まず、妨害電
波を受ける確率の減少である。それは、移動無線機から
送信された無線信号は複数の伝搬経路をへて無線基地局
へ到達するが、そのうち到来角度の異なる無線信号の
内、電力の大きな信号は複数個に限られる結果、上記の
ような複合アンテナの使用する基本アンテナ数は通常2
〜3となるからである。従って、無線基地局では他の方
向から入来する妨害電波を遮断することが可能となる。 【0013】また、移動無線機からの信号は無線基地局
内の複合アンテナの各基本アンテナのいずれか(複数を
含む)で常時受信可能なように設定されている。なぜな
らば、複合アンテナの基本アンテナの全てをもって無線
基地局の管理するサービスエリア内の全エリアをカバー
するように設定されているからである。従って、制御部
の制御により、各基本アンテナの受信信号の選択は瞬時
に変更可能である。上記の状態は移動無線システムのよ
うに移動無線機が高速で移動した場合における通信の連
続に極めて効果的である。すなわち、前述の移動無線機
が高速で移動した場合、電波の到来方向が急速に変化
し、アンテナの主指向性の追尾が不可能となる危険性を
大きく減少させることが出来る。 【0014】第三に無線基地局内の複合アンテナの各基
本アンテナの主指向ビームの地表となす角度(チルト
角)の制御をサービスエリア内の各移動無線機に対し夫
々下方へ向けて行うことにより、通信に要する無線信号
電力は従来よりも小電力で交信が良好に実行可能となっ
た。また、自己のサービスエリア以外へ漏洩する無線信
号が減少し、他通話者に対する電波干渉が減少させるこ
とが可能となった。第四に構成するアンテナを機械的に
可動させる基本を除去したから制御が簡単容易となっ
た。なお、上記の説明は移動無線システムが時分割多重
システムの場合であったが、本発明はアナログシステム
の場合も同様に適用可能である。アナログシステムの場
合は時分割多重システムのように多重化されていないか
ら、周波数分割法で本発明を適用すればよい。すなわ
ち、アナログシステムの場合制御用の無線チャンネルと
通話用の無線チャンネルとは別の周波数を使用されてい
るから、上記の制御信号と通話信号の時間分割使用を周
波数分割使用に変更すればよいことになる。 【0015】 【実施例】以下本発明を時分割デジタル多重移動通信シ
ステムに適応した実施例を用いて説明する。アナログシ
ステムについては簡略化した形で適応が可能である。図
1はシステム構成を示す。図1において左方に多数の移
動無線機100−1100−2、・・・及び移動無線機
100−p(以下特に混乱を生じない場合は移動無線機
100で代表させる)が存在し、その右隣に破線で囲ま
れた無線基地局1が描かれている。移動無線機100と
無線基地局1とは無線により結合されている。無線基地
局1もシステム内には数多く存在する(図11参照)
が、特に必要がないので1局だけ描き、あとは省略して
いる。無線基地局1の右隣に移動通信制御局30、さら
にその右隣に電話網40があり、これら3者間は通常有
線で結合されている。 【0016】以下、図1を示すシステム構成の各部を説
明する。まず無線基地局1に関し説明する。無線基地局
1は移動無線機100との信号の授受、および移動通信
制御局30との信号の授受を効率的に行うことであり、
以下詳細に説明する。第一に移動無線機100と信号の
送受信を行う複合アンテナ10について説明する。複合
アンテナ10は多数のアンテナで構成されている。これ
らのアンテナは同一の特性を有するので、以下基本アン
テナA、A、・・・、A(以下特に混乱を生じな
い場合は基本アンテナAで代表させる)と称することに
する。基本アンテナAは夫々シャープな指向特性(送受
信される電波は垂直の偏波面)を有する。これらの具体
的構成を図2に示す。図2は複合アンテナ10の平面図
で、N=12の場合である。同図は無線基地局のサービ
スエリアがオムニゾーン(無線基地局を中心に円形)の
場合に使用される。図2では12個の基本アンテナAと
してそれぞれ、コーナアンテナ群を用いて作成された場
合で、コーナアンテナ群を各6個ずつ(図では見えない
が)、上下2段構成となっている。したがって、コーナ
アンテナの数は全体で6×12=72個となる。実際の
使用に際しては上下2段のアンテナを垂直に設置するこ
とになるが、同図の場合、これを1段ずつ切り離した場
合を示している。また、使用する電波の偏波面は垂直偏
波であり、電界は紙面に垂直でアンテナの主ビーム方向
はビームチルトのない場合は紙面と並行となる。 【0017】図2(a)または(b)で60度の角度を
なす6本の太線はコーナアンテナの金属反射板を示す。
また、○印は励振素子を、コーナアンテナの中央で大き
く外部へ広がり、金属反射板付近で内部へ収束(金属反
射板で利得は0となる)している点線は各コーナアンテ
ナ群の指向特性を示す。コーナアンテナ群を構成するコ
ーナアンテナの数は4〜8個等が使用される。そして各
コーナアンテナはチルト角制御回路11と結ばれてい
る。実際に図2(a)と図2(b)に示すコーナアンテ
ナ群の上下2段の垂直設置に際しては、上段と下段のコ
ーナアンテナ構成の相対位置を30度ずらせて設置させ
ているため、これら房状のコーナアンテナの指向特性
は、上下2段の総合アンテナとして見たとき、各コーナ
アンテナのヌル点(利得0の点)は除去され、良好なオ
ムニ特性が得られることになる。なお、無線基地局のサ
ービスエリアがオムニゾーンではなく、扇形ゾーン(無
線基地局を中心にした円を部分的に切り取った形のゾー
ン、セクターと呼ばれる)の場合には図2のコーナアン
テナの一部、例えば4個が使用される。以上の説明は複
合アンテナ10の機能として移動無線機100からの信
号を受信する場合であったが、逆に後述の検索用無線機
13や通信用無線機15から移動無線機100あての信
号を送出する機能を有していることは当然である。 【0018】次に複合アンテナ10とチルト角制御回路
11との結合について図3により説明する。本発明にお
けるチルト角制御回路11の機能は、複合アンテナ10
の有する垂直面内指向特性に関し、その主ビーム(実際
には各基本アンテナの有する主ビーム)の方向を通信す
る移動無線機へ向けることである。これは主ビームの方
向の地表とのなす角度を所要の角度に制御することであ
り、この角度の制御は通常は地表へ傾けられる。したが
って無線信号をチルト角制御されたアンテナへ印加する
ことは通常の制御されていないアンテナへの印加の場合
に比較して無線基地局のサービスエリア外へ漏洩する電
力が減少し、他の通信への干渉妨害の防止に極めて有効
である。また、無効な電力を削減できるから省電力化が
可能となる。逆に、移動無線機より送信されてきた無線
信号の受信に際しても、主ビームの方向が移動無線機へ
向けられているため、他の方向から来る妨害電波の受信
を減少させる効果が得られ、これまた他の通信からの干
渉妨害の防止に極めて有効で受信品質の向上に効果的で
ある。 【0019】さて、図3の上方の破線に囲まれた中に複
合アンテナ10、下方の破線に囲まれた中にチルト角制
御回路11が描かれている。複合アンテナ10は、右方
から順に基本アンテナA、A、・・・、Aから構
成されていることを示している。各基本アンテナはさら
に複数のコーナアンテナ群から形成されており、図の場
合各々W個のコーナアンテナ群から形成されている。例
えば、基本アンテナAはコーナアンテナ群a11,a
12、・・・aw1から形成されている。また、チルト
角制御回路11も破線で囲まれているが、チルト角制御
回路11とアンテナとの結合はコーナアンテナ単位に細
分化されているのに対し、無線機側の結合は検索用無線
機13の場合は基本アンテナ単位に、また、通信用無線
機の場合は複数の基本アンテナが1個の通信用無線機1
5と結合されることになる。そして前者のアンテナとの
結合は常時成されてるのに対し、後者の無線機との結合
は後述するように、ある時間には検索用無線機13と、
他の時間には通信用無線機15と言うように時分割して
結合される。 【0020】以下検索用無線機13と結合されている場
合を説明する。図3はこのような場合で、チルト角制御
回路11が右下方から順に検索用無線機13の検索用送
受信部13−1、13−2、・・・13−Nと接続され
ている。そして、チルト角制御回路11において、例え
ば検索用送受信部13−1と接続されている回路はチル
ト角制御回路11内でそれぞれW個に分割され、可変位
相器φ11、φ12、・・・、φw1(以下可変位相器
φと略称する場合がある)と接続されている。そして、
右方から入力される制御部14よりの制御信号により可
変位相器φ11,φ12、・・・φw1を通過する信号
のそれぞれの給電位相が制御され、各コーナアンテナ群
11.a12、・・・aw1のそれぞれのアンテナ特
性が変化する。その結果分割アンテナAとしてのチル
ト角の制御が可能となる。上記と同様な事が他のコーナ
アンテナ群a21、a22、・・・、a2w等において
も行われるので、各基本アンテナA、A、・・・、
におけるチルト角が互いに他と独立して所望の値に
制御されることになる。通信用無線機がチルト角制御回
路11と結合されている場合も、上記と同様に複合アン
テナのチルト角の制御が可能となる。なお、上記の説明
は複合アンテナを送信アンテナとしてチルト角制御を行
う場合であったが、逆に複合アンテナを受信アンテナと
してチルト角制御を行う場合も同様であり、信号の流れ
の説明を逆にすればよい。 【0021】次にチルト角制御回路11とスイッチ回路
12との接続方法について図4により説明する。スイッ
チ回路12は図4に示す太い破線でかこまれた部分であ
り、制御・通話信号切替スイッチ部SWと下左方にある
スイッチマトリックス部Sとから構成される。以下、チ
ルト角制御回路11からスイッチ回路12への入力信号
の場合を説明する。図4の上方からのチルト角制御回路
11の出力は、まず制御・通話信号切替スイッチ部SW
に入力される。制御・通話信号切替スイッチ部SWは切
替スイッチSW、SW、SW、・・・SWから
構成されている。制御・通話信号切替スイッチ部SW
(以下切替スイッチ)の機能は名前のごとく、移動無線
機100からの信号を制御信号と通話信号とに切り分け
るものである。これらの信号は時分割的に送信されて来
ており、それぞれ制御・通話タイムスロットに収容され
ている。 【0022】一方制御部14ではすでに移動無線機10
0から送られてきた制御あるいは通信信号から、タイミ
ング信号を検知しており、制御・通話タイムスロットは
分離可能な状態になっている。タイミング信号の検知法
には種々の方法があるが、たとえば無線基地局1の動作
開始時にスイッチ回路12の制御・通話信号切替部SW
の状態を端子2をオンの状態に固定しておき、移動無線
機100からの制御信号を受信可能な状態にしておく方
法でタイミングを把握し、以後は自無線基地局内に具備
されている正確なクロック発生器でタイミングを維持さ
せる。あるいは、移動通信制御局30からタイミング情
報を送信してもらう等の方法がある。さて、上記のよう
に制御部14では制御・通話タイムスロットは分離可能
な状態になっているから、複合アンテナの各基本アンテ
ナA、A、A、・・・Aで各々独立に受信され
た制御信号は、それぞれ切替スイッチ部SWのSW
SW、SW、・・・SWの各端子2へ、通話信号
の場合はそれぞれ端子1へ、それぞれタイムスロット毎
に接続可能となる。ただし、切替スイッチSW、SW
、SW、・・・SWの動作は制御部14からの制
御信号により、すべての切替スイッチが端子1、もしく
は端子2へ同時に切り換えられるように構成されてい
る。 【0023】まず移動無線機100からの信号が制御信
号の場合をさらに説明する。この場合は各基本アンテナ
からの出力は切替スイッチの各端子2へ接続され、図2
下右に示した検索用無線機13の検索用送受信部13−
1、13−2、・・・13−Nへ送られる。次に移動無
線機100からの信号が通話信号の場合を説明する。こ
の場合は各基本アンテナからの出力は切替スイッチの各
端子1へ接続され、図2下左に示したスイッチマトリッ
クス部Sへ送られる。スイッチマトリックス部SにはM
個のスイツチS11,S21、・・・、SM・・
・、S1M、S2M、・・・、SMMが具備されてお
り、N個の基本アンテナからのあらゆる組合わせ出力は
制御部14からの制御信号によるスイッチのオン・オフ
動作により、通信用無線機11に具備されているM個の
通信用無線機15−1、13−2、・・・13−Mのど
の通信用無線機へも接続が可能なように構成されてい
る。図4のスイッチマトリックス部Sで入出力線の各交
点にそれぞれスイッチが設置されており、白い三角形は
オフ、黒い三角形はオンの状態を示す。図4の状態はス
イッチS11、S21およびS31がオンの状態である
から、基本アンテナA1、A2およびA3からの受信信
号が通信用無線機13−1へ入力されることを示してい
る。以上の説明はスイッチ回路12の機能としてチルト
角制御回路11からの信号を受信する場合であったが、
逆に後述の検索用無線機13や通信用無線機15から移
動無線機100あての信号を送出する機能をも有してい
ることは当然である。 【0024】次に検索用無線機13と制御部14の機能
を図5により説明する。移動無線機100から送信され
た制御信号はN個の検索用送受信部13−1、13−
2、・・・13−Nへ入力される。ここでは受信信号レ
ベルや受信品質を検出し、それぞれ制御部14へ送信す
る。これらのN個の信号を受信した制御部14では制御
信号レベルや品質を比較する。その結果、例えば一定の
受信品質を送信してきた検索用送受信部を13−1、1
3−2、13−3、13−4とすると、これらの信号を
受信した基本アンテナのビームチルト角を前述したよう
な方法により変化させ、移動無線機100からの無線信
号を一層良好に受信出来るように調整させる。そして、
再び移動無線機100からの制御信号の受信結果を検索
用無線機13から連絡させる。その結果、検索用無線機
13からの受信信号を得た制御部14ではその品質を再
度比較し、例えば上位3位以上の高い受信レベルを得た
基本アンテナがA、A、及びAとすると、移動無
線機100の現在位置を基本アンテナA、A、及び
の有する主ビームの方向と判断する。ただしこの判
断は移動無線機100の現実的な位置が基本アンテナA
、A、及びAの有する主ビーム方向にあるという
のではなく、移動無線機100と無線基地局1との間に
ある建物や地形・地物の影響による電波の反射や回折の
ため電波伝搬経路が無線基地局1から移動無線機100
を直視した場合の経路と異なる経路が存在すると言うこ
とであり、無線基地局1で受信した場合、基本アンテナ
、A、及びAでの受信が他の基本アンテナに比
べて高いという意味である。 【0025】上記は移動無線機100の現在位置から無
線基地局1への電波到来方向の厳密な説明であるが、以
下では単に「移動無線機100の現在位置は基本アンテ
ナA、A、及びAの方向、或いはさらに簡単に
「Aが最も良好に受信した場合はAの方向」として
移動無線機100と無線基地局1との位置関係を説明す
る。以上の結果、基本アンテナA、A、及びA
移動無線機100と交信に使用するアンテナと決定し、
この情報を基地局変復調装置25へ送信する。この情報
を受信した基地局変復調装置25では各通信用無線機の
使用状況を調査し、移動無線機100と対向して通信さ
せる通信用無線機として例えば通信用無線機15−1と
決定し、移動通信制御局30へ発呼信号を送信すると共
に制御部14へ連絡する。制御部14ではスイッチ回路
12のマトリックススイッチSのスイッチや制御・通話
信号切替部SWを動作させ、通信用無線機15−1の信
号が基本アンテナA、A、及びAへ送信可能で、
かつチルト角制御がなされている状態になるよう制御信
号をスイッチ回路12、チルト角制御回路11へ送信す
る。この結果、無線基地局1からの信号は移動無線機1
00へ送信される。また、移動無線機100からの信号
も上記の制御部14の動作で通信用無線機15−1へ伝
送されることが可能となる。さらに移動通信制御局30
や電話網40等の動作により、無線基地局1、移動通信
制御局30や電話網40等を介して移動無線機100と
電話網40内の電話機との通信が可能となる。 【0026】移動通信システムでは移動無線機或いは携
帯無線機の位置は通信中においても当然移動する。した
がって、移動無線機と無線基地局との相対位置は変化
し、これにつれて移動無線機から無線基地局へ到達する
電波伝搬経路も変化することになる。そこで本発明にお
いては、移動無線機100の移動に無関係に制御信号の
タイムスロットにおいては複合アンテナの全ての基本ア
ンテナを用いて、移動無線機からの制御信号を常時受信
し、上記で説明した方法により常に移動無線機からの送
受信が良好に行えるように検索を継続する。 【0027】つぎに基地局変復調装置25に関し図6に
より説明する。図6の右方には制御部14や、通信用無
線機15とインタフェースを有する無線系信号送受信部
78があり、信号の授受を行う。前者の制御部14とは
制御信号の授受を行い、これと協力して移動無線機10
0の現在位置の方角の情報を得て、使用すべき通信用無
線機15の決定等を行う。また、後者の通信用無線機1
5とは制御・通信信号の授受を行い、移動通信制御局3
0と協力して通信が終了するまで良好な通信を可能とす
るための一連の信号処理動作を行う。まず、無線基地局
1の各回路動作は図6に示されている、クロック発生器
71から発生されたクロック信号を受けたタイミング発
生回路70からのタイミング信号により時間的なずれを
生じない様に調整を受ける。なお、システム内に多数の
無線基地局が存在する場合のタイミングの決定は移動通
信制御局30に内臓された(図示せず)タイミング発生
回路で行われるが、本発明の動作説明に関係しないので
ここでは省略する。 【0028】さて、無線系信号送受信部78で受信した
信号は上記のタイミング発生回路70からのタイミング
信号によりタイミングが調整されて動作する復合化回路
63で復調される。さらに、デコーダ61でデコードさ
れた後、有線系信号送受信部60へ送られる。有線系信
号送受信部60は移動通信制御局30とインタフェース
を有しており、上記のデコードされた信号は移動通信制
御局30へ送られる。一方有線系信号送受信部60へ入
来した移動通信制御局30からの信号はコーダ62へ入
力されコード化される。その後、符号化回路64で変調
されるが、これらの動作はタイミング発生回路70から
のタイミング信号により動作を調整される。その後、無
線系信号送受信部78へ送られ、さらに通信用無線機1
5へ送られる。一方移動無線機100宛に送るため、移
動通信制御局30から有線系信号送受信部60へ入来し
た通話信号(一部制御信号を含む)はコーダ62へ入力
されコード化される。その後、符号化回路64で変調さ
れるが、これらの動作はタイミング発生回路70からの
タイミング信号により動作を調整される。その後、無線
系信号送受信部78へ送られ、さらに通信用無線機15
へ送られる。なお、通信用無線機15は対向して移動無
線機100と通信するのに必要な機能が具備されている
が、移動無線機100と公知の同様の公知デジタル移動
通信システムで使用されているのと同様であり、詳細な
説明は省略する。さらに移動通信制御局30や電話網4
0についても公知であるので詳細な説明は省略する。た
だ、これらの機器の本発明において重要となるシステム
うちの信号の伝送手順については別に説明する。 【0029】以下本発明によるシステム動作を図7、図
8及び図9により説明する。同図は移動無線機100か
らの発呼動作の流れ図を示している。まず、図7に示す
様にシステム内に具備されている移動無線機100、制
御部14、基地局変復調装置25、通信用無線機15−
1、移動通信制御局30を含む図1のすべての機器群が
動作開始中とする。移動無線機100では発呼用の制御
チャネルの自移動無線機100に与えられたタイムスロ
ットを用いて発呼用制御信号を無線基地局1あて送信す
る(ステップS101)。この信号は無線基地局1の複
合アンテナ10で受信されるが、実際には、受信信号は
移動無線機の所在する方向別に基本アンテナA
、・・・、Aで分割受信される。これら分割受信
信号は夫々、検索用無線機13の検索用送受信部11−
1、11−2、・・・、11−Nへ伝えられる(ステッ
プS102)。各検索用送受信部では受信信号の内容、
及び受信レベルを調査し制御部14へ送信する。制御部
14ではこれらの信号を分析し、信号レベルが基本アン
テナAからの信号が最も高く、ついでアンテナA
、さらにアンテナAである場合、一応この4個の
基本アンテナの主ビーム方向に発呼してきた移動無線機
100が存在するものとし、基本アンテナA〜A
ビームチルト角を夫々変化させ、移動無線機100から
の無線信号を一層良好に受信出来るように調整する(ス
テップS103)。 【0030】以上の調整の結果でも、信号レベルが基本
アンテナAからの信号が最も高く、ついでアンテナA
、さらにアンテナAであることが判明した場合は、
移動無線機100はこれら3つのアンテナの主ビーム方
向に存在するものと見なし、基地局変復調装置25へ連
絡する(ステップS104)。基地局変復調装置25で
はこの信号を受信し、自無線基地局内で使用可能な通信
用無線機15を調べたところ、通信用無線機15−1が
あいている(新しく通信可能)状態であることを認識す
る(正確には移動通信制御局30で使用すべき無線チャ
ネルの決定を行う事になるが、本発明の動作説明に影響
しないのでここでは基地局変復調装置25で代表させ
る)ので、15−1を使用することにし、制御部14へ
連絡する(ステップS105)。この信号を受信した制
御部14ではスイッチ回路12に対し、複合アンテナ1
0の各基本アンテナA、A、及びAと通信用無線
機15−1との結線をオンにして、通信用無線機15−
1の出力が基本アンテナA、A、及びAへ導かれ
る様に接続する(ステップS106)。 【0031】以上の動作により通信用無線機15−1は
移動無線機100よりの発呼用制御信号を受信し、移動
無線機100あて応答信号を送信する(ステップS10
7)。この信号は移動無線機100により受信され、ダ
イヤル信号が送信される(ステップS108)。このダ
イヤル信号は通信用無線機15−1により受信され、基
地局変復調装置25へ転送される(ステップS10
9)。基地局変復調装置25ではこの信号を受信し(ス
テップS110)、移動通信制御局30へダイヤル信号
を転送する(ステップS111)。移動通信制御局30
ではこの信号を受信して、電話網40へダイヤル信号を
転送し、網内の着呼先電話機へ呼出し信号を送信すると
共に、呼出し信号を基地局変復調装置25へ送信する
(ステップS112、以下図8)。基地局変復調装置2
5ではこれを通信用無線機15−1へ転送し(ステップ
S113)、通信用無線機15−1ではこれを移動無線
機100あて応答信号を送信する(ステップS11
4)。移動無線機100ではこの信号を受けると呼出し
音が鳴動するので、受話器をハングアップする(ステッ
プS115)。移動無線機100と着呼先電話機との双
方共受話器をハングアップすると通話が開始される(ス
テップS116)。 【0032】さて、移動無線機100と着呼先電話機と
が通話継続中であり、基地局変復調装置25と通信用無
線機15−1とは双方の信号の中継動作中であるとき
も、検索用無線機13の各検索用送受信部11−1、1
1−2、・・・、11−Nはそれぞれ、基本アンテナA
、A、及びAから得られる移動無線機100の信
号レベルを測定中であり、これらの測定された信号レベ
ルは制御部14へ送信される(ステップS117)。そ
の結果、信号レベルの順位に変更がなければ従来の状態
が継続されるが、順位に変更が発生した場合、例えば基
本アンテナAからの信号が最も高く、ついでアンテナ
、には変化はないがアンテナAよりもAからの
受信レベルが高い事が判明した場合は、ただちにその旨
基地局変復調装置25へ連絡する(ステップS118)
と共に、基地局変復調装置25と協力して、複合アンテ
ナ10の内使用すべき各基本アンテナをA、A、及
びAに変更すべくスイッチ回路12に対し制御信号を
送信する。この結果、複合アンテナ10の各基本アンテ
ナA、A、及びAと通信用無線機15−1とが接
続される(ステップS119、以下図9)。なお、この
場合も前述のビームチルト角制御は当然実行される。上
記と同様の監視は移動無線機100と無線基地局1とが
通信を終了するまで継続することになる。 【0033】終話は移動無線機100が受話器をハング
オンする事により行われる。この時移動無線機100か
ら終話信号が送信される(ステップS120)。この信
号は無線機15−1により受信され、基地局変復調装置
25へ送られる(ステップS121)。基地局変復調装
置25ではこれを移動通信制御局30へ転送し(ステッ
プS122)、移動通信制御局30では信号を受信する
が(ステップS123)、さらに電話網40へ再転送
し、網内の着呼先電話機を収容している交換機の着呼先
電話機との結線を開放する。以上で移動無線機100よ
りの発呼動作は終了する。 【0034】次に移動無線機100着呼の場合を説明す
る。電話網40に収容されている電話機からの発呼信号
は移動通信制御局30へ送られ、移動通信制御局30で
相手先の移動無線機100の現在位置を確認し、通信さ
せる無線基地局1を特定し、さらに、使用可能な無線チ
ャネル番号、タイムスロットの情報を含め、無線基地局
1の基地局変復調装置25へ発呼制御信号を送信する。
この信号を受信した基地局変復調装置25では制御部1
4へ連絡する。この連絡を受けた制御部14では、検索
用無線機13にふくまれているすべての検索用送受信部
13−1、13−2、・・・13−Nを動作させて、こ
れらの出力を各基本アンテナA、A、・・・及びA
へ導き、スイッチ回路12、チルト角制御回路11を
介して移動無線機100あて着呼制御信号を送出する。
この際はチルト角制御回路は特に動作させず標準状態に
固定させておく。この着呼制御信号を受信した移動無線
機100では自移動無線機100に与えられたタイムス
ロットを用いて、着呼応答用の制御信号を送信する。こ
の着呼応答制御信号は無線基地局1の複合アンテナ10
で受信される。これらの受信信号は前述の様に移動無線
機100の所在する方向別に基本アンテナA、Λ
・・・、Aで分割受信され、スイッチ回路12を介し
て夫々、検索用無線機13の検索用送受信部11−1、
検索用送受信部11−2、・・・、11−Nへ伝えられ
る。各検索用送受信部では受信信号の内容、及び受信レ
ベルを調査し制御部14へ送信する。制御部14ではこ
れらの信号を分析し、信号レベルが基本アンテナA
らの信号が最も高く、ついでアンテナAとA、さら
にアンテナAである場合、一応この4個の基本アンテ
ナの主ビーム方向に着発応答してきた移動無線機100
が存在するものとし、基本アンテナA〜Aのビーム
チルト角を夫々変化させ、移動無線機100からの無線
信号を一層良好に受信出来るように調整する。 【0035】以上の調整の結果でも、信号レベルが基本
アンテナAからの信号が最も高く、ついでアンテナA
、さらにアンテナAであることが判明した場合は、
移動無線機100はアンテナAの主ビーム方向に存在
するものと見なし以下の動作に移行する。制御部14で
は基地局変復調装置25からの連絡により、通信用無線
機13−2があいている(新しく通信可能)状態である
ことを認識するので、スイッチ回路12に対し、複合ア
ンテナ10の各基本アンテナA、A、及びAと通
信用無線機13−2との結線をオンにして、通信用無線
機13−2の出力が基本アンテナA、A、及びA
へ導かれる様にする。それ以後の動作は移動無線機10
0からの発呼の場合のステップS107(図7参照)同
様に継続され、移動無線機100と無線基地局との通信
が終了すると共に動作が停止される。なお、上記のシス
テム例では複合アンテナ10の内、使用する基本アンテ
ナ数を3個とした場合であったが、3以外の数、例えば
2でも4でも可能であることは当然である。 【0036】上記のシステム動作は1つの無線搬送波に
1つの通話(電話)信号しかのせられていない場合(S
CPCシステム)、或いは1つの無線搬送波に多数の通
話(電話)信号が時分割多重にのせられている場合(T
DMAシステム)のいずれの場合でも動作可能である
が、以下後者の場合についてさらに具体的に本発明の動
作を説明する。 【0037】システム例として1つの無線搬送波に4個
の通話信号が時分割多重可能な場合をとる。図10はP
DCシステム(デジタルセルラーシステム)の無線チャ
ネル(チャネル番号1)内の信号フレーム構成の1例を
示す。図10の1フレーム(20ms)には通信に使用
する4個のタイムスロット(S〜S)と制御信号に
使用する1個のタイムスロット(C)を含んでおり、
現在通話タイムスロット番号1〜3の各スロット(S
〜S)はすでに説明した発呼、もしくは着呼動作が完
了し、移動無線機100−1〜100−3と電話網40
内の電話機とそれぞれ通話状態にあるとする。 【0038】図11は本発明を適用したシステムの動作
を説明するための図で中央の○印が無線基地局1を示
し、正6角形が各無線基地局の占めるサービスエリアを
示す。無線基地局1から外部へ向けて描かれている長い
楕円は無線チャネル1の電波を用いて、通信用アンテナ
20の一部から放射される電波の主ビームを表してお
り、この内3つのビームが3台の自動車に向けられその
中に搭載されている移動無線機100−1、100−2
及び100−3と交信中であることを示している。他の
2つのビームは別の番号の無線チャネルを用いて他の移
動無線機100と交信中であるが、移動無線機100は
図では省略されている。また、同図では無線基地局1を
取り巻く他の無線基地局がそれぞれ、移動無線機と交信
している様子も描かれている。この時、無線基地局1の
サービスエリア内に存在する移動無線機100−4から
新たに発呼制御信号が無線チャネル1の制御信号用タイ
ムスロットを使用して無線基地局1へ送られて来たとす
る。無線基地局1では、この信号を移動通信制御局30
へ転送し、無線チャネルの使用法について指示を仰いだ
ところ、空いている無線チャネル1の通話タイムスロッ
ト番号4(S)を指示されたとする。そこで、これを
使用してこの発呼を受け付けたとする。 【0039】本発明における上記の動作を以下説明す
る。まず移動無線機100−4からの発呼制御信号の送
信は無線チャネル1の制御信号用タイムスロット
(C)を使用して行われるが、この制御信号用タイム
スロットが他の通信に使用されている時には送信されな
いから、他の通信と干渉を引き起こす事はない。移動無
線機100−4からの発呼制御信号の受信は複合アンテ
ナ10で受信され、検索用無線機13へ送られるが、こ
れらのタイミングはすべて図10の制御信号用タイムス
ロット内でのみ行われ、他の時間には全く行われないか
ら、これまた、他の通信と干渉を引き起こす事はない。
以下、複合アンテナ10に対する送受信電波ビームの検
索・追尾は各タイムスロットS及びCごとに行わ
れ、また、スイッチ回路12、基地局変復調装置25、
通信用無線機15、移動通信制御局30等の各動作もタ
イムスロットS及びCに同期して実行されるから他
の通信と干渉を引き起こす事はない。 【0040】一方現在通信中の移動無線機100−1〜
100−3と無線基地局1との通信にかかわる諸動作は
すべて無線チャネル1の各タイムスロット(S
)、と空きを確認して行われる制御信号用のタイム
スロット(C)を使用して実行されるから、これま
た、移動無線機100−4と無線基地局1との通信にか
かわる諸動作に影響を与える事は全くない。また、無線
基地局1の他の無線チャネル(番号1以外の2、3、・
・・、等)を用いて他の移動無線機100−5、100
−6、・・・等と通信中のものには、使用する周波数が
異なるから無線干渉を起こす事はない。なお、SCPC
システムの場合は上記の無線チャネル1の各タイムスロ
ット(S〜C)を夫々別の無線チャネルに乗せられ
た信号と考えれば良い。 【0041】次に本発明による無線基地局1の有するア
ンテナの主ビームの方向と移動無線機100の移動速度
との関係を説明する。すなわち、上記のような移動無線
機100の位置検索や発呼動作中においても移動無線機
100は移動しているから、無線基地局1を中心にして
半径方向にどの程度移動するのか、もしも半径方向に関
する移動が大きいとアンテナの主ビームの方向と異なる
方向へ移動するのではないかと言う問題に対し説明す
る。移動無線機100を搭載した自動車が無線基地局1
から500メートルの円周と接する高速道路上を時速9
6kmで移動中とする。発呼動作に必要な制御信号の所
要送受信を1秒とすると、1秒間に自動車の移動した距
離は 96km×(10/3600)=36m。 となる。一方、無線基地局1から自動車の移動した36
mを見た角度は (36/500)×(360/2π)=4.13
(度)。 一方、すでに図2で説明したように、本発明で適用する
指向性アンテナは主ビーム幅が30度以上あるから、主
ビームの方向から完全に外れてしまう心配はない。さら
に、本発明を適用するシステムでは複数の基本アンテナ
を使用する上、時分割多重システムの信号1フレーム
(例えば20ms)もしくは数フレームごとに絶えず各
基本アンテナで受信する信号レベルを測定しているか
ら、この点からも上記の心配は全くない。 【0042】さらに、本発明では信号1フレームに含ま
れる制御信号のタイムスロットのレベルを検索用送受信
機11−1等で測定し、この結果を通話信号のタイムス
ロットのレベルでも同一の状態と仮定しているが、信号
1フレームの時間が、例えば20msのように移動無線
機100の移動速度に比較して極めて短いからこの仮定
も何等の問題がない。以上により、本発明によるシステ
ム動作はSCPC、或いはTDMAいずれでも良好に動
作する事が明らかになった。 【0043】最後に本発明の適用により移動通信システ
ム内で場所を違えて繰返し使用する同一無線チャネルの
協調距離を減少させることにより、周波数有効利用度の
向上が可能であることを説明する。それはすでに説明し
たように無線基地局で移動無線機向けに使用する電波が
従来システムと異なり、移動無線機の存在する方向のみ
に限定使用すること、及び無線基地局で具備されている
アンテナを使用するときはその主指向性が下方に向けら
れ、その下方に向けられる角度が従来以上に大きいこ
と、無線基地局から移動無線機あてに送信される無線信
号の有する電力が従来システムに比較して逓減されてい
ること、等により、同一無線チャネルを使用する距離
(協調距離)を減少させても干渉の発生確率が増加しな
いためである。その結果、同一無線チャネルの使用頻度
を増加させた分だけ周波数の有効利用度が増大する。 【0044】 【発明の効果】本発明を適用した移動通信システムで
は、次のような効果を実現させることが可能となった。
まず、無線基地局で移動無線機と通信を行うために使用
電波が有効に使用可能となった点である。無線基地局の
有するアンテナシステムの内、移動無線機の存在する方
向から有効に飛来する信号を受信可能なアンテナ(基本
アンテナ)のみに使用を限定することが出来、他の方向
から入来する妨害電波を遮断することが可能となるの
で、移動無線機からの送信電力は従来必要としていた値
よりも少ない電力でも同一品質を維持する事が可能とな
った。同様に無線基地局からの送信電力についても、移
動無線機の存在する方向へ有効に伝搬可能なアンテナ
(基本アンテナ)のみに使用を限定することができるの
で、従来必要としていた値よりも少ない電力でも同一品
質を維持する事が可能となった。また、上記のようなア
ンテナの使用では使用するアンテナ数は通常2〜3とな
るから、複数の伝搬経路をへて無線基地局へ到達した無
線信号の内、電力の大きな複数個の信号をすべて基本ア
ンテナで選択受信し、無線基地局内の無線受信部へ導く
ことが可能であり、この結果、前述の移動無線機が高速
で移動した場合、電波の到来方向が急速に変化し、アン
テナの主指向性の追尾が不可能となる危険性を大きく減
少させることが出来る。第三に同一システム内の他の通
信に及ぼす電波干渉を少なくした点である。これは第一
に説明したように、無線基地局から送信する電波を無駄
な方向へ発射するのを防止可能となったことによる。さ
らに自己のサービスエリア以外へ漏洩する無線信号が減
少し、他通話者に対する電波干渉を減少させることが可
能となった。以上の結果、同一無線チャネルを使用する
距離(協調距離)を減少させても干渉の発生確率が増加
せず、同一無線チャネルの使用頻度の増加が可能となり
周波数の有効利用度が大きく向上するのを期待できるゆ
え、本発明の効果はきわめて大きいと思われる。
Detailed Description of the Invention [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to mobile communication using small zones.
Control of the directional pattern of the radio base station antenna of the communication system
You. For details, cover each zone and service.
Communicates with each wireless base station that makes up the area
In order to perform communication with each mobile wireless device.
A mobile communication control station and a telephone connected to it by a transmission line
There is a system with a telephone included in the network,
In the radio communication between the line base station and the mobile radio,
The directional characteristics of the antenna provided in the wireless base station
Mobile radio movement within the service area managed by the base station
It is related to the technology of tracking and controlling. [0002] 2. Description of the Related Art Conventional mobile communication systems using small zones
Control the directional characteristics of the antennas installed in
As a technology for controlling, it is possible to reduce the multiple wave propagation peculiar to mobile radio.
It is known how to get rid of it. This is a wireless base station
The directivity of the stripped directional antenna is transmitted from the mobile radio.
Control from multiple mobile radios
The main propagation of the radio wave that reaches the wireless base station via the
It is limited to the road only (Reference 1: Japanese Patent Laid-Open No. 3-
254228). Also, it is technically similar to the above.
However, during communication between the wireless base station and mobile
Signals to and from each other to transmit and receive the second directional antenna of the radio base station.
Adjust the directivity of the antenna to the mobile radio
Radio signal from the communication device of the communication system is transmitted by the antenna
It is emitted from 360 ° in all directions and the electric field strength is in all directions.
Flooding of unnecessary radio waves caused by knocking, interference with electronic devices,
Know how to prevent communication interception by a third party
(Reference 2: Japanese Patent Laid-Open No. 5-206918). Sa
Angle of the radio base station antenna main pointing beam with the ground surface
To the adjacent service area (beam tilt)
The method of reducing the radio wave leakage and reducing the radio wave interference is also practical.
Used (Reference 3: 1984 IEICE
General National Convention No. 2452). Furthermore, this beam
Belt technology in the service area in the radial direction
Proposal to improve efficiency of frequency utilization
Proposals have also been made (Reference 4: IEICE Technical Report)
Report A, P92-85). [0003] Generally, a mobile radio system is used.
Communication uses space as a transmission medium as follows:
Therefore, it is affected by multiple wave propagation. For example, on a car phone
In this case, the mobile radio installed in the
The radio waves transmitted by the
Until it is reached, it will have to travel through multiple propagation paths.
You. That is, the mobile radio is viewed from the radio base station antenna.
There are few cases where it can be passed, and in general, the effect of topography and features such as buildings
Therefore, the propagation path is affected by reflection / diffraction etc.
It changes every moment. Moreover, this propagation path is not unique
There are usually multiple. This is called multipath propagation
It is a phenomenon to be seen. In addition, the mobile radio is
Even if you can see through, the transmission is affected by reflection and diffraction.
There are transport routes, and these carry the same multi-wave propagation as above.
Live. These radio waves have different propagation paths
The phases will be different. Therefore, the shadow of the multiple wave propagation as described above
The affected radio signal reaches the radio base station,
Phase difference when received by the antenna of
The signal strength of the total signal is
It will change from moment to moment. Also, mobile radio system
Directivity as a transmitting antenna of a wireless base station in communication
If not fired in all directions at 360 °, the electric field strength is
Across the azimuth, but the other party's mobile radio is only in a specific direction
Since it does not exist, the radio wave from the radio base station is directed in a specific direction.
Only the emitted radio waves are used effectively,
Radio waves become unnecessary radio waves and may interfere with other communications.
Or the possibility of interception of communication by a third party is increasing.
Was. Furthermore, the main pointing beam of the radio base station antenna is not
If the angle is not appropriate, radio wave leakage to the adjacent wireless zone
There was a possibility of increased leakage and increased radio wave interference. Up
The conventional countermeasures against the technical problems mentioned above have already been mentioned.
Measures have been taken, but the following technical
There was a problem. A directivity antenna provided in the first radio base station.
It is a measure to direct the main directivity of Tena to the mobile radio,
When the mobile radio moves at high speed, radio waves to the radio base station
The propagation path of the
Change, and it becomes impossible to track the main directivity of the antenna.
There is a steep. Next, the radio base via two different propagation paths
If the signals arriving at the station have almost equal power,
Effective as a result of directing the main directivity of the antenna to either of these
There was a waste of half the signal power. More wireless
Depending on the modulation scheme used in the system, for example,
In the system using CDMA, which has become popular,
As a wave, multiple signals that have propagated multiple waves are not harmful,
Rather, when it is useful for effective use of signal energy
There is a match. Or used in the current mobile communication system
Even in the narrowband time division multiplexing system, the signal processing after reception is performed.
By reason, multiple signals propagated by multiple waves are not always harmful.
It's starting to disappear. During communication between the second radio base station and the mobile radio
Wireless base station communication by mutually transmitting and receiving pilot signals
For directivity of the directional antenna for mobile phones to the mobile radio
The technology for adjusting the directivity is to move its directivity with a drive motor.
Things. This is when the communication target is specified
Is effective, but like a public mobile radio system
A large number of moves within the service area controlled by the radio base station.
There are multiple mobile radios that are
On the other hand, it is costly and practically difficult to apply. Ma
Move the directivity of the directional antenna for communication of the wireless base station
Even if you say to the radio, the mobile radio and the radio base station
Tilt angle of the main beam of the antenna that changes depending on the relative position
It has not been revealed until the control. Beam tilt of the third radio base station antenna
This is a technique, but this is the vertical in-plane directivity of the base station antenna.
With the technology to tilt electrically or mechanically in the depression direction
is there. As a method of tilting, the antenna body is mechanically
Method of inclining to each, antenna of each element while standing upright
By adjusting the feeding phase using a phase shifter, etc.
There is a method of inclining the wave front. This technology was recently developed
It has been applied and is applicable to all transfers within the service area.
If it is for a mobile radio or service area
Is divided into multiple strips in the radial direction, and within that area
Specific to existing mobile radios in
There is no detailed method to say that it will be done for mobile wireless devices of
It was development. [0008] The present invention uses a small zone.
Management in the wireless base station of the mobile wireless system
Efficient communication with each mobile radio in the service area
In order to achieve
Was. That is, the antenna that constitutes the composite antenna is
Fired (or received) in all 360 ° directions as a general characteristic
Is omnidirectional, or fires (or receives
Some have a directivity that is believed to be
Dividing the directivity of the constituent antennas into multiple angles
Dividable, each with sharp directivity
Basic antennas (they have almost the same characteristics)
It consisted. Then, the composite antenna is installed in the radio base station.
A transmitter / receiver for communication and a control device for controlling it.
It has an interface part that exchanges control signals with the storage device.
Configured as Antenna from information from this controller
The tilt angle can be controlled. Also, the above composite ante
In order to operate according to the system to which the operation of
Time division operation, analog in case of time division multiplex system
In the case of a system, we decided to operate in frequency division
Was. In addition, the mobile communication interfaced with the radio base station
Transmission control station, telephone network connected to it by transmission line
A mobile communication network is constructed with the telephone included in (40).
Was. [0009] The composite antenna according to the present invention provided in the radio base station.
Tena has two types of actions (functions). That is, the above
Time-divisional use of antennas as described in (Time-division multiplexing
The following functions (functions)
Will be. First, any place in the service area under the jurisdiction
Control signals are constantly transmitted and received to and from mobile radio devices existing in the area
Possible to check and track the current position of mobile radio
Noh. It is all the basic antennas that make up the antenna.
Cover all service area by using Tena
360 degree omnidirectional antenna and 120 degree directivity required for
An antenna with a
The signals sent from the
The direction of the mobile radio from the perspective of the radio base station (radio base station
It is possible to recognize the position from which it is seen, to be precise, the angle of arrival of radio waves)
You can do it. The position information of this mobile radio is controlled by the control unit.
Utilized for the next action (function) by sending to and processing
It becomes possible. That is, the mobile radio and the base station
Location information of the above-mentioned mobile wireless device when communicating (calling)
Using only the partial antennas required for communication
However, unnecessary radiation of radio waves due to the use of other partial antennas
Is the action of preventing. Also, information from this controller
This enables the tilt angle control of the antenna. The above will be described in more detail as follows.
become. The composite antenna provided in the radio base station has the same special characteristics.
Basic antenna with multiple narrow beam directivities
Each basic antenna is oriented in the same horizontal plane.
It has the ability to handle 360 degrees without adding fingers.
Oriented antennas and antennas with directivity within 120 degrees
It is possible. Also, the basic antenna has tilt angle control
It is configured to enable each of the
It is connected to the radio. And time-divisional use (hours and minutes
In the case of split multiplex system), these radios are
For each mobile radio in the service area
However, the control signal can always be transmitted and received. Further, the control unit of the radio base station is
On the other hand, there is a search radio equipped in the radio base station.
Or send the radio control signal from the communication radio from the antenna.
To trust, you can use all or part of the basic antenna
Controllable so that it can be transmitted using
The control signal transmitted from the line machine is received by the basic antenna.
Can be received using all or part of
It is configured so that the received signal levels can be constantly compared.
You. As a result, the control unit has multiple basic antennas.
The control signal level received by this was higher than the other one
Or, the direction indicated by multiple basic antennas is changed to the mobile radio
, And the basic antennas other than these are
Exclude it from being used for communication. Decide to use again
For one or more basic antennas
Determine and instruct the tilt angle control amount. With composite antenna
Is the one that should be used in the composite antenna in response to this instruction.
Or select multiple basic antennas and select the selected basic antenna.
Each tilt angle control that should be adapted to the mobile radio
You will communicate. In addition, mobile radio service
Basic suitable for use in wireless base stations due to movement inside the rear
The antenna is expected to change from moment to moment, but this
, The control signal from the mobile radio is always received.
The control channel of the composite antenna
It is possible to estimate the current position of
As shown in the figure, the composite antenna does not always move because it utilizes this.
Communication with the line machine can be carried out satisfactorily. Furthermore, a call between the radio base station and the mobile radio device
Even after the transition, the control unit is
There is no need to change the basic antenna to use, the selected base
Combined antenna with tilt angle control information for this antenna
F. Continue to give instructions and move to the composite antenna to follow these instructions.
A mobile radio and a communication radio provided in a radio base station,
Communication is always kept good. For the reasons mentioned above
Therefore, a system to which the present invention is applied is a mobile radio and a radio base.
Communication with the ground station is good, but the reason for good communication is
There are others. These will be described below. First, jamming
It is the reduction of the probability of receiving waves. From the mobile radio
The transmitted radio signal goes through multiple propagation paths to the radio base station.
Of the wireless signals with different angles of arrival.
Among them, the signal with high power is limited to multiple,
The number of basic antennas used by such a composite antenna is usually 2
It is because it becomes ~ 3. Therefore, in the wireless base station,
It is possible to block the interfering radio waves coming from the direction. The signal from the mobile radio is transmitted to the radio base station.
One of each of the basic antennas (multiple
It is set to be able to receive at all times. Why
Radio with all basic antennas
Covers all areas within the service area managed by the base station
This is because it is set to do. Therefore, the control unit
With the control of, the selection of the reception signal of each basic antenna is instantaneous.
Can be changed to. The above conditions are for mobile radio systems.
As described above, when the mobile radio moves at high speed,
It is extremely effective to continue. That is, the above-mentioned mobile wireless device
The direction of arrival of radio waves changes rapidly when the
However, there is a risk that the main directivity of the antenna cannot be tracked.
It can be greatly reduced. Third, each group of the composite antenna in the radio base station
The angle between the main pointing beam of this antenna and the ground surface (tilt
Control for each mobile radio in the service area
Wireless signals required for communication
Power consumption is lower than before, and communication can be performed satisfactorily.
Was. In addition, wireless communication leaked to areas other than your own service area
Signal to reduce interference with other parties.
And it became possible. Fourth, mechanically configure the antenna
Since the basics for moving are removed, control is simple and easy.
Was. In the above explanation, the mobile radio system is time division multiplexed.
As for the system, the present invention is an analog system.
The same applies to the case of. Place of analog system
If it is not multiplexed like a time division multiplex system
The present invention may be applied by the frequency division method. Sand
In the case of an analog system, with a control wireless channel
A frequency different from the radio channel used for calling is used.
Therefore, the above-mentioned time division use of control signal and call signal is used.
It is sufficient to change to the wave number division use. [0015] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to a time division digital multiplex mobile communication system.
A description will be given using an example adapted to a stem. Analog
The stem can be adapted in a simplified form. Figure
Reference numeral 1 indicates a system configuration. In Figure 1, a large number of shifts to the left
Mobile radios 100-1100-2, ... And mobile radios
100-p (hereinafter, mobile radio device unless otherwise confusing
(Represented by 100) exists and is surrounded by a broken line to the right of
The wireless base station 1 is shown. With mobile radio 100
The wireless base station 1 is wirelessly coupled. Radio base
There are many stations 1 in the system (see Fig. 11).
However, there is no particular need, so draw only one station and omit the rest.
I have. The mobile communication control station 30 and the
There is a telephone network 40 on the right next to it.
It is connected by lines. Hereinafter, each part of the system configuration shown in FIG. 1 will be explained.
I will tell. First, the wireless base station 1 will be described. Wireless base station
Reference numeral 1 denotes transmission / reception of signals to / from the mobile wireless device 100 and mobile communication
To efficiently exchange signals with the control station 30,
This will be described in detail below. First of all,
The composite antenna 10 that transmits and receives will be described. composite
The antenna 10 is composed of many antennas. this
Since their antennas have the same characteristics,
Tena A1, A2・ ・ ・, AN(Be careful not to cause confusion
If it is not, the basic antenna A is used as a representative)
I do. Each of the basic antennas A has a sharp directional characteristic (transmission / reception
The transmitted radio wave has a vertical polarization plane. These concrete
The physical structure is shown in FIG. FIG. 2 is a plan view of the composite antenna 10.
Then, N = 12. The figure shows the service of the wireless base station
The area is the Omni Zone (circular centered around the wireless base station)
Used in case. In FIG. 2, 12 basic antennas A and
Then, if each is created using a group of corner antennas,
6 corner antenna groups each (not visible in the figure)
However, it has an upper and lower two-stage configuration. Therefore, the corner
The total number of antennas is 6 × 12 = 72. Real
When using it, install the upper and lower antennas vertically.
However, in the case of the same figure, when this is separated step by step
It shows the result. Also, the polarization plane of the radio waves used is vertically polarized.
Wave, the electric field is perpendicular to the plane of the paper and is the main beam direction of the antenna
Is parallel to the paper surface when there is no beam tilt. In FIG. 2 (a) or (b), an angle of 60 degrees is set.
The six thick lines formed indicate the metal reflectors of the corner antenna.
In addition, the ○ mark indicates that the excitation element is large in the center of the corner antenna.
Spread to the outside and converge to the inside near the metal reflector (metal
The gain is 0 on the striking plate.)
The directional characteristics of the na group are shown. The corner antennas
The number of antennas used is 4 to 8. And each
The corner antenna is connected to the tilt angle control circuit 11.
You. The corner ante shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b)
For vertical installation of the upper and lower two stages of the na group,
Install the antenna with the relative position of the antenna configuration shifted by 30 degrees.
Directional characteristics of these tufted corner antennas
When viewed as a two-stage integrated antenna, each corner
The null point (point of gain 0) of the antenna is removed,
Muni characteristics will be obtained. Note that the wireless base station
Service area is not an omni zone, but a fan-shaped zone (no
A circle with the line base station as the center
(Or sector)), the corner an
A part of the tena is used, for example, four pieces. The above explanation is complex
As a function of the combined antenna 10, a signal from the mobile wireless device 100 is received.
However, on the contrary, the search radio described later
13 and communication radio 15 to mobile radio 100
Of course, it has the function to send out the signal. Next, the composite antenna 10 and the tilt angle control circuit
The connection with 11 will be described with reference to FIG. In the present invention
The function of the tilt angle control circuit 11 is as follows:
The vertical in-plane directional characteristics of the
The main beam of each basic antenna)
The mobile radio. This is the main beam
By controlling the angle formed with the surface of the opposite direction to the required angle
The control of this angle is usually tilted to the surface. But
Apply a wireless signal to an antenna with tilt angle control
That is the case of application to a normal uncontrolled antenna
Compared to, the electric power leaking out of the service area of the wireless base station
Power is reduced, and it is extremely effective in preventing interference with other communications
It is. In addition, it is possible to reduce power consumption because it is possible to reduce invalid power.
It becomes possible. On the contrary, the radio transmitted from the mobile radio
When receiving signals, the direction of the main beam goes to the mobile radio
Since it is aimed, reception of jamming waves coming from other directions
Has the effect of reducing the
It is extremely effective in preventing interference and effective in improving reception quality.
is there. Now, in the area surrounded by the broken line in the upper part of FIG.
Combined antenna 10, tilt angle control in the area surrounded by the broken line below
The control circuit 11 is drawn. Composite antenna 10 is on the right
Basic antenna A in order1, A2・ ・ ・, ANFrom
It is shown that it is being done. Each basic antenna is
Is formed from multiple corner antenna groups, and
Each of them is formed of W corner antenna groups. An example
For example, basic antenna A1Is a corner antenna group a11, A
12... aw1Are formed from. Also tilt
The angle control circuit 11 is also surrounded by a broken line, but tilt angle control
The connection between the circuit 11 and the antenna is fine for each corner antenna.
It is differentiated, but the connection on the radio side is the search radio
In the case of machine 13, the basic antenna unit
In the case of a radio, a communication radio with one basic antenna 1
Will be combined with 5. And with the former antenna
The connection is always made, while the connection with the latter radio is made.
As will be described later, at a certain time, with the search radio 13,
At other times, it is time-shared like the communication radio 15.
Be combined. In the following, when connected to the search radio 13,
I will explain the case. FIG. 3 shows the tilt angle control in such a case.
The circuit 11 sends the search radios 13 for search from the lower right.
Connected to the receivers 13-1, 13-2, ... 13-N
ing. Then, in the tilt angle control circuit 11, for example,
For example, the circuit connected to the search transmitter / receiver 13-1 is chilled.
The variable angle control circuit 11 is divided into W parts and
Phaser φ11, Φ12, ..., φw1(Hereinafter variable phase shifter
(sometimes abbreviated as φ)). And
Possible by a control signal from the control unit 14 input from the right side
Phase shifter φ11, Φ12, Φw1Signal passing through
Each feeding phase is controlled and each corner antenna group
a11. a12... aw1Each antenna features
Sex changes. As a result, the split antenna A1Chill as
It becomes possible to control the angle. Similar to above
Antenna group a21, A22, ..., a2wEtc.
Also, each basic antenna A1, A2, ...,
ANTilt angle at a desired value independent of each other
Will be controlled. The communication radio is used for tilt angle control
Even if it is connected to the path 11, the compound amp
The tilt angle of the tenor can be controlled. Note that the above description
Performs tilt angle control using the composite antenna as the transmitting antenna.
However, on the contrary, the composite antenna and the receiving antenna
The same applies when performing tilt angle control by
You can reverse the explanation of. Next, the tilt angle control circuit 11 and the switch circuit
A connection method with 12 will be described with reference to FIG. Switch
H circuit 12 is a portion surrounded by a thick broken line shown in FIG.
It is located on the lower left side of the control / call signal selector switch SW.
And a switch matrix section S. Below,
Input signal from the tilt angle control circuit 11 to the switch circuit 12
The case will be described. Tilt angle control circuit from above in FIG.
The output of 11 is the control / call signal switch SW
Is input to Switch off the control / call signal switch
Replacement switch SW1, SW2, SW3, ... SWNFrom
It is configured. Control / call signal selector switch SW
The function of (the following switch) is like the name, mobile radio
Separate the signal from the machine 100 into a control signal and a call signal
Things. These signals are transmitted in a time division manner.
Are housed in control / call time slots, respectively.
ing. On the other hand, in the control unit 14, the mobile radio 10 has already been
From the control or communication signal sent from
Is detected and the control / call time slot is
It is in a separable state. Timing signal detection method
There are various methods, but for example, the operation of the radio base station 1
Control of the switch circuit 12 at the time of start-up / SW switching unit SW
Is fixed to the state where terminal 2 is turned on,
To keep the control signal from machine 100 ready
The timing is grasped according to the law, and thereafter it is equipped in the own wireless base station.
Maintains timing with an accurate clock generator that is
Let Alternatively, the timing information from the mobile communication control station 30
There is a method such as getting the information sent. Well, as above
The control unit 14 can separate control / call time slots
The basic antenna of the composite antenna is
Na A1, A2, A3, ... ANReceived independently by
The control signals are the SW of the changeover switch unit SW.1,
SW2, SW3, ... SWNCall signal to each terminal 2 of
In the case of each, to each terminal 1, each time slot
Can be connected to. However, changeover switch SW1, SW
2, SW3, ... SWNIs controlled by the control unit 14.
Depending on the signal, all changeover switches are in terminal 1 or
Is configured to switch to terminal 2 simultaneously
You. First, the signal from the mobile radio 100 is a control signal.
The case of issue will be further explained. In this case, each basic antenna
The output from is connected to each terminal 2 of the changeover switch.
Search transmitter / receiver 13 of the search radio 13 shown on the lower right
1, 13-2, ..., 13-N. No move next
A case where the signal from the line machine 100 is a call signal will be described. This
In the case of, the output from each basic antenna is
It is connected to terminal 1 and shown in the lower left of Fig. 2.
Sent to the box section S. The switch matrix section S has M
2Switch S11, S21, ..., SM1・ ・
., S1M, S2M, ..., SMMIs equipped with
And any combined output from N basic antennas
ON / OFF of the switch by the control signal from the control unit 14
Depending on the operation, the M
Communication radios 15-1, 13-2, ... 13-M throat
Is configured to connect to other communication radios.
You. In the switch matrix section S of FIG.
A switch is installed at each point, and the white triangle
Off, black triangle indicates on. The state in Figure 4 is
Switch S11, S21And S31Is on
From the basic antennas A1, A2 and A3
Signal is input to the communication radio 13-1.
You. In the above description, the function of the switch circuit 12 is tilt.
In the case of receiving the signal from the angle control circuit 11,
On the contrary, it is moved from the search radio 13 and the communication radio 15 described later.
It also has the function of sending signals to the mobile radio 100.
It goes without saying. Next, the functions of the search radio 13 and the control unit 14
Will be described with reference to FIG. Sent from mobile radio 100
The control signals are N search transmitting / receiving units 13-1, 13-
2, ... 13-N is input. Here, the received signal level
Bell and reception quality are detected and transmitted to the control unit 14 respectively.
You. The control unit 14 receiving these N signals controls
Compare signal levels and quality. As a result, for example
The search transmitting / receiving unit that has transmitted the reception quality is 13-1, 1
3-2, 13-3, 13-4, these signals
The beam tilt angle of the received basic antenna is as described above.
Wireless communication from the mobile radio 100.
Adjust to receive signals better. And
Search again for the reception result of the control signal from the mobile wireless device 100.
The wireless device 13 will contact you. As a result, the search radio
The control unit 14 which has received the received signal from the
Compared with each other, for example, a high reception level higher than the top three was obtained.
Basic antenna is A1, A2, And A3Then, no movement
The current position of the wire machine 100 is the basic antenna A1, A2,as well as
A3Judge as the direction of the main beam of. However, this judgment
The actual position of the mobile wireless device 100 is the basic antenna A.
1, A2, And A3Is in the main beam direction of
Not between the mobile radio 100 and the radio base station 1.
Reflection or diffraction of radio waves due to the influence of a certain building, terrain or feature
Therefore, the radio wave propagation path is from the wireless base station 1 to the mobile wireless device 100.
It is said that there is a route different from the route when looking directly at
And, when received by the wireless base station 1, the basic antenna
A1, A2, And A3Reception at the base station is higher than other basic antennas
It means high in all. The above is nothing from the current position of the mobile radio 100.
A strict explanation of the arrival direction of radio waves to the line base station 1,
Below, simply “The current position of the mobile radio 100 is the basic
Na A1, A2, And A3Direction, or even easier
"A1Is best received by A1As the direction of
A positional relationship between the mobile wireless device 100 and the wireless base station 1 will be described.
You. As a result, the basic antenna A1, A2, And A3To
Determined as the antenna used for communication with the mobile radio 100,
This information is transmitted to the base station modulator / demodulator 25. This information
The base station modem 25 that has received the
The usage status is investigated, and communication is performed facing the mobile wireless device 100.
As a communication wireless device for communication, for example, a communication wireless device 15-1
The decision is made and the call signal is transmitted to the mobile communication control station 30.
To the control unit 14. In the control unit 14, a switch circuit
12 matrix switches S switches and controls / calls
The signal switching unit SW is operated to receive the signal from the communication wireless device 15-1.
No. is the basic antenna A1, A2, And A3Can be sent to
In addition, the control signal is set so that the tilt angle is controlled.
Signal to the switch circuit 12 and the tilt angle control circuit 11
You. As a result, the signal from the wireless base station 1 is transmitted to the mobile wireless device 1
Sent to 00. In addition, the signal from the mobile radio 100
Is also transmitted to the communication radio 15-1 by the operation of the control unit 14 described above.
Can be sent. Further, the mobile communication control station 30
Wireless base station 1, mobile communication
With the mobile radio 100 via the control station 30, the telephone network 40, etc.
It becomes possible to communicate with a telephone in the telephone network 40. In a mobile communication system, a mobile radio or a mobile
The position of the band wireless device naturally moves during communication. did
Therefore, the relative position between the mobile radio and the radio base station changes.
And the mobile radio reaches the radio base station accordingly.
The radio wave propagation path will also change. Therefore, in the present invention
The control signal of the mobile radio 100 is independent of the movement of the mobile radio 100.
In the time slot, all basic antennas of the composite antenna are
The control signal from the mobile radio is always received using the antenna.
However, using the method described above, the
Continue the search to ensure good reception. Next, the base station modulator / demodulator 25 is shown in FIG.
A more detailed description will be given. On the right side of FIG. 6, the control unit 14 and communication
Wireless signal transmitter / receiver having interface with line machine 15
There is 78, and exchanges signals. What is the former control unit 14?
Control signals are transmitted and received, and in cooperation with this, the mobile radio 10
No information for communication should be obtained by obtaining information on the direction of the current position of 0.
The line machine 15 is determined. In addition, the latter communication radio 1
5 exchanges control / communication signals with the mobile communication control station 3
Cooperate with 0 to enable good communication until the communication ends
A series of signal processing operations for First, the wireless base station
The operation of each circuit of No. 1 is shown in FIG.
The timing signal received from the clock signal generated from 71
The timing signal from the raw circuit 70 causes a time lag.
Get adjustments to prevent it from happening. In addition, a large number of
When there is a wireless base station, the timing is determined by mobile communication.
Timing generation (not shown) built in the signal control station 30
Although it is performed in the circuit, it does not relate to the operation description of the present invention.
It is omitted here. Now, the signal is received by the radio signal transmitter / receiver 78.
The signal is the timing from the above timing generation circuit 70.
Decoding circuit that operates with timing adjusted by signals
It is demodulated at 63. Furthermore, it is decoded by the decoder 61.
Then, it is sent to the wired signal transmitting / receiving unit 60. Wired communication
The signal transmitting / receiving unit 60 interfaces with the mobile communication control station 30.
And the decoded signal above is
It is sent to your office 30. On the other hand, enter the wired signal transmitter / receiver 60
The incoming signal from the mobile communication control station 30 enters the coder 62.
Forced and coded. After that, it is modulated by the encoding circuit 64.
However, these operations are performed by the timing generation circuit 70.
The operation is adjusted by the timing signal. Then nothing
The signal is sent to the line signal transmitter / receiver 78, and the communication radio 1
Sent to 5. On the other hand, since it is sent to the mobile wireless device 100,
From the mobile communication control station 30 to the wired signal transmitting / receiving unit 60
Call signal (including some control signals) is input to the coder 62
And coded. After that, it is modulated by the encoding circuit 64.
However, these operations are performed by the timing generation circuit 70.
The operation is adjusted by the timing signal. Then wireless
It is sent to the system signal transmitter / receiver 78, and the communication radio 15
Sent to Note that the communication radio 15 does not move in the opposite direction.
The functions necessary for communicating with the line machine 100 are provided.
However, the same known digital movement as the mobile radio 100 is known.
Similar to that used in communication systems,
Description is omitted. Furthermore, the mobile communication control station 30 and the telephone network 4
Since 0 is also known, detailed description thereof will be omitted. Was
The system that is important in the present invention of these devices
The procedure for transmitting the signal will be described separately. The system operation according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
8 and FIG. 9. Is the figure a mobile radio device 100?
3 shows a flow chart of the calling operation. First, shown in FIG.
The mobile radio 100 installed in the system
Control unit 14, base station modulator / demodulator 25, communication radio 15-
1. All the device groups in FIG. 1 including the mobile communication control station 30
It is assumed that the operation is starting. The mobile radio 100 has control for calling.
Time slot given to the mobile radio 100 of the channel
To send a call control signal to the wireless base station 1
(Step S101). This signal is transmitted by the radio base station 1
Although it is received by the combined antenna 10, the received signal is actually
Basic antenna A for each direction of mobile radio1,
A2・ ・ ・, ANReceived in pieces. These divided reception
The signals are respectively the search transmitter / receiver 11- of the search radio 13.
1, 11-2, ..., 11-N (step
S102). The contents of the received signal at each search transceiver
Also, the reception level is investigated and transmitted to the control unit 14. Control unit
14 analyzes these signals and determines that the signal level is
Tena A1The signal from is the highest, followed by antenna A2When
A3, And antenna A4If, then these four
Mobile radio calling in the direction of the main beam of the basic antenna
Assuming that 100 exists, the basic antenna A1~ A4of
The beam tilt angle is changed, and the
Adjust so that the wireless signal of
(Step S103). Even with the above adjustment results, the signal level is basically
Antenna A1The signal from is the highest, followed by antenna A
2, And antenna A3If found to be
The mobile radio 100 has main beam directions of these three antennas.
It is assumed that it exists in the direction of
(Step S104). With the base station modem 25
Communication that can be used within its own radio base station by receiving this signal
When the radio 15 for communication is investigated, the radio 15-1 for communication is
Recognize that it is open (new communication is possible)
(To be precise, the wireless channel to be used by the mobile communication control station 30
Although it will determine the channel, it affects the operation explanation of the present invention.
Since it is not done here, the base station modulator / demodulator 25 is used as a representative
Therefore, the controller 15-1 is used and the controller 14 is used.
Contact (step S105). The control that received this signal
In the control section 14, the composite antenna 1
0 for each basic antenna A1, A2, And A3And wireless for communication
The communication wireless device 15-
The output of 1 is the basic antenna A1, A2, And A3Be guided to
Connection is performed (step S106). By the above operation, the communication radio 15-1
When receiving a call control signal from the mobile wireless device 100,
A response signal is transmitted to the wireless device 100 (step S10).
7). This signal is received by the mobile radio 100 and
The ear signal is transmitted (step S108). This da
The ear signal is received by the communication radio 15-1 and
The data is transferred to the ground station modulator / demodulator 25 (step S10).
9). The base station modulator / demodulator 25 receives this signal (see
(Step S110), dial signal to mobile communication control station 30
Is transferred (step S111). Mobile communication control station 30
Then, receive this signal and send a dial signal to the telephone network 40.
Transfer and send a ringing signal to the called telephone in the network
Both send a call signal to the base station modulator / demodulator 25.
(Step S112, hereinafter FIG. 8). Base station modem 2
In step 5, this is transferred to the communication radio 15-1 (step
S113), the communication wireless device 15-1 sets this to the mobile wireless device.
A response signal is transmitted to the machine 100 (step S11).
4). When the mobile radio 100 receives this signal, it calls.
Hang up the handset (step
S115). The mobile radio 100 and the called telephone
If you hang up the two-way receiver, the call will start.
(Step S116). Now, the mobile radio 100 and the called telephone
Communication is ongoing and there is no communication for communication with the base station modem 25.
When the line machine 15-1 is in the relay operation of both signals
Also, the search transmitter / receiver units 11-1 and 1 of the search wireless device 13
1-2, ..., 11-N are the basic antennas A, respectively.
1, A2, And A3Of the mobile radio 100 obtained from
Signal level is being measured, and these measured signal levels are
Is transmitted to the control unit 14 (step S117). So
As a result, if there is no change in the order of the signal level, the conventional state
However, if there is a change in ranking,
This antenna A1The signal from is the highest, followed by the antenna
A2, Does not change, but antenna A3Than A4from
If it is found that the reception level is high, immediately
Contact the base station modem 25 (step S118)
Together with the base station modem 25,
Each basic antenna that should be used1, A2,
And A4Control signal to switch circuit 12 to change to
Send. As a result, each basic antenna of the composite antenna 10
Na A1, A2, And A4And the communication radio 15-1
(Step S119, hereinafter FIG. 9). Note that this
Also in this case, the beam tilt angle control described above is naturally executed. Up
The same monitoring as described above is performed by the mobile wireless device 100 and the wireless base station 1.
It will continue until the communication is completed. At the end of the call, the mobile radio 100 hangs up the handset.
It is done by turning on. Mobile radio 100 at this time
The end signal is transmitted (step S120). This message
Signal is received by the wireless device 15-1 and the base station modulator / demodulator
25 (step S121). Base station modulation / demodulation equipment
In step 25, this is transferred to the mobile communication control station 30 (step
(S122), the mobile communication control station 30 receives the signal.
(Step S123), and further retransfer to the telephone network 40
The destination of the exchange that accommodates the destination telephone in the network
Open the connection with the telephone. This is the mobile radio 100
The call origination operation ends. Next, the case where the mobile wireless device 100 receives an incoming call will be described.
You. Calling signal from a telephone housed in the telephone network 40
Is sent to the mobile communication control station 30, and the mobile communication control station 30
Confirm the current location of the mobile radio 100 of the other party, and
Wireless base station 1 to
Radio base station including channel number and time slot information
The call control signal is transmitted to the base station modulation / demodulation device 25 of No. 1.
In the base station modulation / demodulation device 25 that receives this signal, the control unit 1
Contact 4. Upon receipt of this notification, the control unit 14 searches
All search transmitters / receivers included in the wireless device 13
13-1, 13-2, ... 13-N is operated,
The output of these is the basic antenna A1, A2, ... and A
NSwitch circuit 12 and tilt angle control circuit 11
An incoming call control signal is sent to the mobile wireless device 100 via the same.
At this time, the tilt angle control circuit is not operated and the standard condition is restored.
Keep it fixed. Mobile radio receiving this incoming control signal
In the device 100, the time assigned to the mobile wireless device 100
A control signal for incoming call response is transmitted using the lot. This
The incoming call response control signal of is the composite antenna 10 of the radio base station 1.
Will be received at. These received signals are transmitted by the mobile radio as described above.
Antenna A according to the direction in which the machine 100 is located1, Λ2,
... ANAre received separately by way of the switch circuit 12.
The search transmitter / receiver 11-1 of the search wireless device 13,
It is transmitted to the search transmitter / receiver 11-2, ..., 11-N.
You. The contents of the received signal and the received
The bell is investigated and transmitted to the control unit 14. In the control unit 14,
These signals are analyzed and the signal level is the basic antenna A1Or
Signal is the highest, followed by antenna A2And A3And more
Antenna A4If so, the four basic ante
Mobile radio 100 that has arrived and responded in the main beam direction
And the basic antenna A1~ A4Beam of
The tilt angle is changed, and the radio from the mobile radio 100
Adjust for better signal reception. Even with the above adjustment results, the signal level is basically
Antenna A1The signal from is the highest, followed by antenna A
2, And antenna A3If found to be
Mobile radio 100 has antenna A1Exists in the main beam direction of
It is assumed that it does and moves to the following operation. In the control unit 14
Is communicated by the base station modulator / demodulator 25.
Machine 13-2 is open (newly communicable)
Since it recognizes that,
Each basic antenna A of antenna 101, A2, And A3And
The connection with the credit radio 13-2 is turned on, and the communication radio
The output of machine 13-2 is the basic antenna A1, A2, And A3
To be guided to. The operation thereafter is the mobile radio 10
Step S107 when calling from 0 (see FIG. 7)
Communication between the mobile wireless device 100 and the wireless base station
Ends and the operation is stopped. In addition, the above system
In the system example, the basic antenna used in the composite antenna 10
In the case where the number of na is set to 3, a number other than 3, for example,
Of course, 2 or 4 is possible. The above system operation is performed on one radio carrier.
When only one call (telephone) signal is placed (S
CPC system), or multiple channels on one wireless carrier.
When the talk (telephone) signal is time-division multiplexed (T
It is possible to operate in any case of the DMA system).
However, the operation of the present invention will be described more specifically in the latter case.
Explain the work. As an example of a system, four are provided on one wireless carrier.
It is assumed that the call signal of is capable of time division multiplexing. Figure 10 is P
Wireless system of DC system (digital cellular system)
Example of signal frame structure in channel (channel number 1)
Show. Used for communication in 1 frame (20 ms) of FIG.
4 time slots (S1~ S4) And control signals
One time slot (C1)
Each slot of the current call time slot number 1 to 3 (S1
~ S3) Indicates that the calling or receiving operation already described is completed.
Mobile radios 100-1 to 100-3 and telephone network 40.
Suppose you are in a call with each of the phones inside. FIG. 11 shows the operation of the system to which the present invention is applied.
In the figure for explaining, the circle in the center indicates the wireless base station 1.
However, the regular hexagon defines the service area occupied by each wireless base station.
Show. Long drawn from the wireless base station 1 to the outside
The ellipse is a communication antenna using the radio wave of wireless channel 1.
It represents the main beam of radio waves emitted from a part of 20
Of which three beams are directed to three cars
Mobile radios 100-1 and 100-2 installed inside
And 100-3 are being communicated. other
The two beams use another numbered radio channel
The mobile radio 100 is in communication with the mobile radio 100.
It is omitted in the figure. Also, in the figure, the wireless base station 1
Each other surrounding wireless base station communicates with the mobile wireless device.
It is also depicted how they are doing. At this time, the wireless base station 1
From the mobile wireless device 100-4 existing in the service area
A new call control signal is a tie for the control signal of wireless channel 1.
Suppose that it has been sent to the wireless base station 1 using a mobile slot.
You. The radio base station 1 sends this signal to the mobile communication control station 30.
And asked for instructions on how to use the wireless channel.
By the way, the call time slot of the vacant wireless channel 1
Number 4 (S4) Is instructed. So this
It is assumed that the call is accepted by using the call. The above operation of the present invention will be described below.
You. First, the call control signal is transmitted from the mobile wireless device 100-4.
The signal is the time slot for the control signal of radio channel 1.
(C1) Is used for this control signal
Not sent when the slot is used for other communication
Therefore, it does not cause interference with other communications. No movement
Reception of the call control signal from the line machine 100-4 is performed by the composite antenna.
It is received by the router 10 and sent to the search radio 13,
All of these timings are for control signal times shown in FIG.
Is it only done within the lot and not at any other time?
This also does not cause any interference with other communications.
Hereinafter, the transmission / reception radio wave beam detection for the composite antenna 10 will be described.
Searching and tracking is each time slot S4And C1Done every
In addition, the switch circuit 12, the base station modulator / demodulator 25,
Each operation of the communication radio 15, the mobile communication control station 30, etc.
Im Slots S4And C1Because it is executed in synchronization with
It does not cause any interference with the communication. On the other hand, the mobile radios 100-1 to 100-1 currently in communication
Various operations related to communication between 100-3 and the wireless base station 1
All time slots (S1~
S3), And the time for the control signal, which is performed by checking the availability
Slot (C1) Is used to execute
For communication between the mobile wireless device 100-4 and the wireless base station 1.
It does not affect the actions that change. Also wireless
Other radio channels of the base station 1 (2, 3 other than the number 1, ...
.., etc.) for other mobile radio devices 100-5, 100
-6, ..., etc. are in communication, the frequency to be used is
Because they are different, they do not cause radio interference. In addition, SCPC
In the case of the system, each time slot of the above radio channel 1
(S1~ C1) On different radio channels
You can think of it as a signal. Next, the wireless base station 1 according to the present invention has
Direction of main beam of antenna and moving speed of mobile radio 100
Will be described. That is, mobile radio as described above
Mobile radio even during location search and call origination of mobile device 100
Since 100 is moving, centering on the wireless base station 1
How much to move in the radial direction,
If the movement is large, the direction of the main beam of the antenna will differ
Explain the problem of moving in the direction
You. A vehicle equipped with the mobile radio 100 is a radio base station 1
9 hours per hour on the highway that touches the circumference of 500 meters
It is assumed to be moving at 6 km. Location of control signals required for calling operation
If the required transmission and reception is 1 second, the distance traveled by the car in 1 second
Separation 96km × (10/3600) = 36m. Becomes On the other hand, a car moved from the radio base station 1
The angle to see m (36/500) × (360 / 2π) = 4.13
(Every time). On the other hand, as already described in FIG. 2, the present invention is applied.
Since the directional antenna has a main beam width of 30 degrees or more,
There is no need to worry that it will be completely out of the beam direction. Further
In addition, in the system to which the present invention is applied, a plurality of basic antennas are used.
1 frame of signal for time division multiplexing system
(Eg 20 ms) or every few frames constantly
Is the signal level received by the basic antenna being measured?
Also from this point, there is no such concern. Further, in the present invention, the signal is included in one frame.
Send and receive for searching the level of control signal time slot
11-1 etc., and the result is the time of the call signal.
Assuming the same condition at the lot level, but the signal
Mobile radio such as 20 ms for one frame time
This assumption because it is extremely short compared to the moving speed of the aircraft 100
There is no problem. From the above, the system according to the present invention is
It works well with either SCPC or TDMA.
It became clear to make. Finally, by applying the present invention, a mobile communication system
Of the same wireless channel that is repeatedly used in different locations
By reducing the coordination distance, the effective frequency utilization
Explain that improvement is possible. It already explained
The radio waves used by the wireless base station for mobile radio
Unlike the conventional system, only the direction in which the mobile radio exists
Limited to, and equipped with radio base stations
When using an antenna, the main directivity should be
And the angle directed downwards is larger than before.
And the radio signal transmitted from the radio base station to the mobile radio device.
The power of the signal is reduced compared to the conventional system.
Distance to use the same wireless channel
Even if the (cooperative distance) is decreased, the probability of occurrence of interference does not increase.
This is because As a result, the frequency of use of the same radio channel
The effective utilization of the frequency increases by the amount of increasing. [0044] In the mobile communication system to which the present invention is applied,
Has made it possible to achieve the following effects.
First used by the wireless base station to communicate with the mobile radio
This is the point where radio waves can be used effectively. Wireless base station
One of the antenna systems that have a mobile radio
Antenna that can receive signals effectively coming from the direction (Basic
The antenna can be used only for other directions.
It will be possible to block the interfering radio waves coming from
Therefore, the transmission power from the mobile wireless device is the value that was previously required.
It is possible to maintain the same quality with less power.
Was. Similarly, the transmission power from the wireless base station
An antenna that can effectively propagate in the direction in which a mobile radio device exists
Can be limited to (basic antenna) only
The same product with less power than the value conventionally required
It is possible to maintain the quality. In addition,
When using an antenna, the number of antennas used is usually 2-3.
Therefore, it is possible to reach the wireless base station via multiple propagation paths.
Of the line signals, multiple high-power signals are all
Selective reception by the antenna and lead to the wireless reception unit in the wireless base station
As a result, the above-mentioned mobile radio is fast
If you move in the direction of
Significantly reduces the risk of being unable to track Tena's main orientation
Can be reduced. Third, other communication in the same system
The point is that the radio wave interference that affects the signal is reduced. This is the first
As described above, the radio waves transmitted from the wireless base station are wasted.
Because it is possible to prevent firing in any direction. Sa
Wireless signals that leak to areas other than their own service area
Can slightly reduce radio wave interference to other callers
Noh. As a result, the same radio channel is used
The probability of interference increases even if the distance (cooperative distance) is reduced
Without increasing the frequency of use of the same wireless channel
It can be expected that the effective utilization of frequency will be greatly improved.
However, the effect of the present invention seems to be extremely large.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明によるシステム構成の一実施例を示す図
である。 【図2】本発明のアンテナの特性を示す図である。 【図3】 【図1】のシステム構成の一部を示す図である。 【図4】 【図1】のシステム構成の一部を示す他の図である。 【図5】 【図1】のシステム構成の一部を示す他の図である。 【図6】 【図1】のシステム構成の一部を示す他の図である。 【図7】本発明によるシステムの動作の流れを示すフロ
ーチャートである。 【図8】図7と共に本発明によるシステムの動作の流れ
を示すフローチャートである。 【図9】図9と共に本発明によるシステムの動作の流れ
を示すフローチャートである。 【図10】本発明によるシステムに適用されるフレーム
構成の1例を示す図である。 【図11】本発明によるシステムの動作を説明するため
の図である。 【符号の説明】 1 無線基地局 10 複合アンテナ 11 チルト角制御回路 12 スイッチ回路 13 検索用送受信部 15、15−1、15−1、・・・15−M 通信用
無線機 25 基地局変復調装置 30 移動通信制御局 40 電話網 60 有線系信号送受信部 61 デコーダ 62 コーダ 63 復合化回路 64 符号化回路 70 タイミング発生回路 71 クロック発生器 75 基地局制御部 78 無線系信号送受信部 100、100−1、100−2、・・・15−p 移
動無線機
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing characteristics of the antenna of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a part of the system configuration of FIG. 1; FIG. 4 is another diagram showing a part of the system configuration of FIG. 1; FIG. 5 is another diagram showing a part of the system configuration of FIG. 1; FIG. 6 is another diagram showing a part of the system configuration of FIG. 1; FIG. 7 is a flowchart showing a flow of operations of the system according to the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing the operation flow of the system according to the present invention together with FIG. 7. 9 is a flowchart showing the flow of operations of the system according to the present invention together with FIG. 9. FIG. 10 is a diagram showing an example of a frame structure applied to a system according to the present invention. FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the system according to the present invention. [Description of Reference Signs] 1 radio base station 10 composite antenna 11 tilt angle control circuit 12 switch circuit 13 search transmitting / receiving unit 15, 15-1, 15-1, ... 15-M communication radio 25 base station modulator / demodulator 30 Mobile Communication Control Station 40 Telephone Network 60 Wired Signal Transmitter / Receiver 61 Decoder 62 Coder 63 Decoding Circuit 64 Encoding Circuit 70 Timing Generator 71 Clock Generator 75 Base Station Controller 78 Wireless System Signal Transmitter / Receiver 100, 100-1 , 100-2, ... 15-p mobile radio

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数のゾーンをそれぞれカバーしてサー
ビスエリアを構成する各無線基地局(1)と、ゾーンを
横切って前記無線基地局と交信するための無線チャネル
を用いた各移動無線機(100)との間の通信を管理す
るための移動通信制御局(30)と、前記移動通信制御
局と伝送路により結合されている電話網(40)に含ま
れている電話機とがあり、前記無線基地局と前記移動無
線機との間で行う無線移動通信のために前記無線基地局
に具備されている複合アンテナは複数の同一特性を有す
る基本アンテナから構成され、水平面内指向特性として
狭ビーム特性を有し、前記無線基地局に具備されている
制御部の制御により任意の組合わせで使用が可能であ
り、かつそれぞれチルト角制御が可能であるように構成
されているとき、 前記移動無線機と前記無線基地局との通信においては前
記制御部は通信に適する前記基本アンテナの1つまたは
複数を特定し、かつ前記各基本アンテナのチルト角制御
量を決定し、それぞれその制御の実行により前記無線基
地局に具備された無線機により前記移動無線機との良好
な通信を行うことを可能とする移動通信システムにおけ
る無線基地局アンテナ指向特性の制御システム。 【請求項2】 前記 【請求項1】の前記無線基地局と前記移動無線機との交
信中において、前記移動無線機のサービスエリヤ内移動
にともない、使用中の基本アンテナの変更、チルト角の
変更をする必要が生じたことを前記制御部で見出した場
合は、 【請求項1】項記載の制御を実行する事を可能とする移
動通信システムにおける無線基地局アンテナ指向特性の
制御システム。 【請求項3】 前記 【請求項1】の前記無線基地局と前記移動無線機との交
信中において、前記移動無線機のサービスエリヤ内移動
にともない、前記移動無線機と前記無線基地局の相対距
離の変化により、前記無線基地局で使用に適する1つま
たは複数の基本アンテナの各主指向性のチルト角変更を
行う必要が生じたことを前記制御部で見出した場合は、 【請求項1】項記載の制御を時々刻々に実行可能とする
移動通信システムにおける無線基地局アンテナ指向特性
の制御システム。 【請求項4】 前記 【請求項1】による前記無線基地局で使用する前記基本
アンテナの使用を前記移動無線機の存在する方向のみに
限定可能なこと、及び前記 【請求項3】の前記基本アンテナのチルト角制御により
無線基地局アンテナの主指向性が平均的に下方に向けら
れること、等により、 送信に必要な無線電力の低減を可能とする移動通信シス
テムにおける無線基地局アンテナ指向特性の制御システ
ム。 【請求項5】 前記 【請求項1】による前記無線基地局で使用する前記基本
アンテナの使用を前記移動無線機の存在する方向のみに
限定可能なこと、及び前記 【請求項3】の前記基本アンテナのチルト角制御により
無線基地局アンテナの主指向性が平均的に下方に向けら
れること、等により、 前記無線基地局の有するサービスエリア外に存在する隣
接サービスエリアへの電波の漏洩を減少させ、電波干渉
の軽減を可能とする移動通信システムにおける無線基地
局アンテナ指向特性の制御システム。 【請求項6】 前記 【請求項1】による前記無線基地局で使用する前記基本
アンテナの使用を前記移動無線機の存在する方向のみに
限定可能なこと、及び前記 【請求項3】の前記基本アンテナのチルト角制御により
無線基地局アンテナの主指向性が平均的に下方に向けら
れること、等により、 システムの有する周波数有効利用度の向上を可能とする
移動通信システムにおける無線基地局アンテナ指向特性
の制御システム。 【請求項7】 前記 【請求項1】による前記無線基地局で使用する前記基本
アンテナの使用を前記移動無線機の存在する方向のみに
限定可能なこと、及び前記 【請求項3】の前記基本アンテナのチルト角制御により
無線基地局アンテナの主指向性が平均的に下方に向けら
れること、等により、 システム内で繰返し使用する同一無線チャネルの協調距
離を減少させ、周波数有効利用度の向上を可能とする移
動通信システムにおける無線基地局アンテナ指向特性の
制御システム。
Claim: What is claimed is: 1. A radio base station (1) for covering a plurality of zones and forming a service area, and a radio channel for communicating with the radio base station across the zones. It is included in a mobile communication control station (30) for managing communication with each mobile radio device (100) and a telephone network (40) connected to the mobile communication control station by a transmission line. There is a telephone set, and a composite antenna included in the wireless base station for wireless mobile communication performed between the wireless base station and the mobile wireless device is composed of a plurality of basic antennas having the same characteristics, and a horizontal plane. It has a narrow beam characteristic as an inward directivity characteristic, can be used in any combination under the control of the control unit provided in the radio base station, and can be controlled in tilt angles respectively. In the communication between the mobile wireless device and the wireless base station, the control unit specifies one or more of the basic antennas suitable for communication, and determines the tilt angle control amount of each of the basic antennas. A control system of a radio base station antenna directivity characteristic in a mobile communication system, which enables a radio provided in the radio base station to perform good communication with the mobile radio by executing the respective controls. 2. During communication between the radio base station of claim 1 and the mobile radio, as the mobile radio moves within the service area, the basic antenna in use is changed and the tilt angle is changed. A control system of a radio base station antenna directivity characteristic in a mobile communication system, which enables the control according to claim 1 to be found when it is found that the control unit needs to be changed. 3. The mobile radio device and the radio base station are moved relative to each other as the mobile radio device moves within the service area during communication between the radio base station and the mobile radio device according to claim 1. When the control unit finds that it is necessary to change the tilt angle of each main directivity of one or more basic antennas suitable for use in the radio base station due to a change in distance, A control system of a radio base station antenna directivity characteristic in a mobile communication system capable of executing the control described in the above section every moment. 4. The use of the basic antenna used by the radio base station according to claim 1 can be limited only to the direction in which the mobile radio device is present, and the base of claim 3 By controlling the tilt angle of the antenna, the main directivity of the radio base station antenna is directed downward on average, and so on. Control system. 5. The use of the basic antenna used by the radio base station according to claim 1 can be limited only to a direction in which the mobile radio device is present, and the base of claim 3 By controlling the tilt angle of the antenna, the main directivity of the radio base station antenna is directed downward on average, and so on, to reduce the leakage of radio waves to the adjacent service area existing outside the service area of the radio base station. , A control system of directivity characteristics of a radio base station antenna in a mobile communication system capable of reducing radio wave interference. 6. The use of the basic antenna used by the radio base station according to claim 1 can be limited only to a direction in which the mobile radio device is present, and the base of claim 3 The directivity of the radio base station antenna in a mobile communication system that enables the effective frequency utilization of the system to be improved by, for example, the main directivity of the radio base station antenna being directed downward on average by controlling the tilt angle of the antenna. Control system. 7. The use of the basic antenna used by the radio base station according to claim 1 can be limited only to the direction in which the mobile radio device is present, and the base of claim 3 By controlling the tilt angle of the antenna, the main directivity of the radio base station antenna is directed downward on average, and so on, which reduces the cooperative distance of the same radio channel repeatedly used in the system and improves the effective frequency utilization. A control system for the directivity of a radio base station antenna in a mobile communication system that enables the control.
JP8056628A 1996-02-08 1996-02-08 Control system for antenna directivity characteristic of radio base station in mobile radio system Pending JPH09214421A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000074414A1 (en) * 1999-05-31 2000-12-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Radio base station
SG85124A1 (en) * 1998-07-28 2001-12-19 Koninkl Philips Electronics Nv Communication apparatus, mobile radio equipment, base station and power control method
KR100349660B1 (en) * 1999-12-24 2002-08-22 한국전자통신연구원 Apparatus and its Method for transmitting Packet uing smart antenna in variable processing gain packet CDMA systems
US7831280B2 (en) 2002-09-09 2010-11-09 Interdigital Technology Corporation Reducing the effect of signal interference in null areas caused by overlapping antenna patterns
CN113612548A (en) * 2021-08-09 2021-11-05 成都卡莱博尔信息技术股份有限公司 Aerial communication-based antenna power control method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG85124A1 (en) * 1998-07-28 2001-12-19 Koninkl Philips Electronics Nv Communication apparatus, mobile radio equipment, base station and power control method
WO2000074414A1 (en) * 1999-05-31 2000-12-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Radio base station
US7075909B1 (en) 1999-05-31 2006-07-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Radio spectrum management apparatus for base stations
KR100349660B1 (en) * 1999-12-24 2002-08-22 한국전자통신연구원 Apparatus and its Method for transmitting Packet uing smart antenna in variable processing gain packet CDMA systems
US7831280B2 (en) 2002-09-09 2010-11-09 Interdigital Technology Corporation Reducing the effect of signal interference in null areas caused by overlapping antenna patterns
CN113612548A (en) * 2021-08-09 2021-11-05 成都卡莱博尔信息技术股份有限公司 Aerial communication-based antenna power control method
CN113612548B (en) * 2021-08-09 2022-04-15 成都卡莱博尔信息技术股份有限公司 Aerial communication-based antenna power control method

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