DE69401672T2

DE69401672T2 - Mobilfunksystem mit Verkehrsverteilungssteuerung durch Änderung der Zellengrösse

Info

Publication number: DE69401672T2
Application number: DE69401672T
Authority: DE
Inventors: Nobukazu Doi; Takashi Yano
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: CA2118615C; EP0615395B1; CA2118615A1; US5499395A; JPH06268574A; DE69401672D1; EP0615395A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zelluläres, mobiles Kommunikationssystem.

BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK

Bei dem zellulären, mobilen Kommunikationssystem sind Bereiche, in welchen mobile Endeinrichtungen kommunikationsfähig sind, in eine Vielzahl von Zellen unterteilt, die einander angrenzen oder sich gegenseitig teilweige überlagern, wobei eine Vielzahl mobiler Endeinrichtungen, die sich innerhalb einer Zelle befinden, gleichzeitig auf die zugehörige Basisstation zugreifen kann, wobei die Basisstationen auf einer Zelle-Für-Zelle-Basis angeordnet sind, um dadurch eine Kommunikation zwischen den mobilen Endeinrichtungen sowie zwischen den mobilen Endeinrichtungen und den stationären bzw. feststehenden Endeinrichtungen zu ermöglichen. Hinsichtlich der Möglichkeit eines gleichzeitigen Zugriffs einer Anzahl mobiler Endeinrichtungen innerhalb einer vorgegebenen Zelle auf eine Basisstation, die diese Zelle steuert, spielt die Technik zum Vermeiden von Interferenz zwischen den Kommunikationskanälen beim zellulären, mobilen Kommunikationssystem eine sehr wichtige Rolle. Als Kommunikationssysteme, bei denen eine Lösung des Problems der Zwischenkanal-Interferenzen angegangen wurde, sind bislang zum Beispiel folgende Systeme bekannt:
(1) Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff-System (FDMA- System)
(2) Zeitmultiplex-Vielfachzugriff-System (TDMA-System)
(3) Codemultiplex-Vielfachzugriff-System (CDMA-System)
(4) Hybrid-System, das einer Kombination der oben erwähnten Systeme (1) bis (3) entspricht.
Gemäß dem FDMA-System wird ein für eine Kommunikation mit den mobilen Endeinrichtungen verwendetes Frequenzband in eine Vielzahl von Bändern unterteilt, wobei die Basisstation innerhalb einer vorgegebenen Zelle jeweils nutzbare Bänder einer Vielzahl mobiler Endeinrichtungen zuweist, so daß eine Kommunikation ohne Auftreten einer Überlagerung von Spektren erfolgen kann. Hingegen kann gemäß dem TDMA-System eine Vielzahl mobiler Endeinrichtungen eine Kommunikation mit der Basisstation derart durchführen, daß sich Signale in einem gleichen Trägerfrequenzband zeitlich nicht überlappen. Ferner werden beim CDMA-System den mobilen Endeinrichtungen jeweils spezifische Codes zugewiesen, wobei die Senderstation unter Verwendung einer gleichen Trägerfrequenz ein Signal sendet, das mit den darin dispergierten Codes moduliert ist, während die Empfängerstation den gewünschten Kanal durch Erfassen eines Synchronismus mit dem dieser Station zugewiesenen Code bestimmt.
Generell erfährt das in die Luft ausgestrahlte Signal der elektromagnetischen Welle eine Dämpfung mit zunehmender Distanz von der Senderstation, wobei diese Dämpfung annähernd proportional zu einem Potenzexponenten der Distanz ist, und wird im von der Senderstation weit entfernten Bereich von Rauschen überdeckt. Dementsprechend ist es in Bereichen, die ausreichend weit voneinander entfernt sind, möglich, Kommunikationen unter Verwendung elektromagnetischer Wellen einer gleichen Frequenz unäbhängig voneinander durchzuführen. Dies ist das Prinzip einer beim zellulären, mobilen Kommunikationssystem angewandten Zellwiederholung. In diesem Fall hängt die maximale Anzahl der mobilen Endeinrichtungen, die gleichzeitig auf eine Basisstation zugreifen können, nicht von der Größe bzw. dem Bereich der Zelle ab. Unter diesen Umständen wird bei einigen zellulären, mobilen Kommunikationssystemen ein sogenanntes Mikrozellbildungsverfahren zum Verringern des Radius bzw. der Radien der einzelnen Zellen als eines der Verfahren zum Bewältigen des Anstiegs des Verkehrsaufkommens angewandt.
Nebenbei sei erwähnt, daß das Prinzip der Zellwiederholung und das zelluläre, mobile Kommunikationssystem in Y. Okumura und M. Shinshi, "INDOUTSUUSHIN NO KISO (BASIS OF MOBILE COMMUNICATION)", The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan, Seiten 188-217, Mai 1991, genau beschrieben sind.
Eines der Probleme, das bei der praktischen Anwendung des zellulären, mobilen Kommunikationssystems in Erscheinung tritt, wird darin gesehen, daß das Verkehrsaufkommen in jeder Zelle in Abhängigkeit von den Lagen bzw. Orten und Zeitzonen stark variiert. Es können beispielsweise ein durch eine Zelle abgedecktes Wohngebiet und ein Geschäftsgebiet einer anderen Zelle bezüglich des Verkehrs erheblich voneinander abweichen, selbst wenn beide Zellen einen gleichen Bereich bzw. eine gleiche Größe aufweisen. Ferner wird sich der Verkehr in einem um den Bahnhof oder um ein Stadion gelegenen Ort zwischen einer Stoßzeitzone und den anderen Zeitzonen oder zwischen der Ereigniszeitzone und anderen Zeitzonen (oder zwischen einen Sportveranstaltungstag und einem anderen Tag) verschieden entwickeln.
Das bislang bekannte zelluläre, mobile Kommunikationssystem ist jedoch derart gestaltet, daß sich sowohl die Radien als auch die Bereiche der durch die jeweiligen Basisstationen gesteuerten Zellen ausnahmslos gleichen, wobei die Mikrozellbildung (bzw. Zellenkonzentration) mit Bezug auf ein Gebiet erfolgt, in welchem der Verkehr maximal ist. Folglich entsteht unvermeidbar eine Situation, in der die Anzahl von Zellen ungeachtet des tatsächlichen Rufbedarfs in Abhängigkeit von den Orten und/oder Zeitzonen nicht mehr ausreicht oder übermäßig groß wird, was einen Anstieg der Kosten von Diensten und Wartung der Grundeinrichtung infolge eines Anstiegs der Anzahl der Basisstationen und eine Verkomplizierung des Systems infolge einer Ortsregistrierung der mobilen Endeinrichtungen und ähnlichem verursacht, wodurch Problene entstehen.
Ferner ist aus US-A-4 435 850 ein zelluläres, mobiles Kommunikationssystem mit den im ersten Teil von Anspruch 1 enthaltenen Merkmalen bekannt. Dieses Kommunikationssystem ermöglicht eine Anpassung der Zellengröße durch Ändern der Ausgangsleistung der Basisstationen in Reaktion auf das überwachte Verkehrsaufkommen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zelluläres, mobiles Kommunikationssystem zu schaffen, das eine Anpassung der Zellengröße an das überwachte Verkehrsaufkommen ohne Beeinträchtigung der Kommunikationsgüte ermöglicht.
Diese Aufgabe ist durch das zelluläre, mobile Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein zelluläres, mobiles Kommunikationssystem geschaffen, bei dem unter Basisstationen, die örtlich aneinander angrenzen, Sendeleistungspegel von Pilotsignalen relativ zueinander geändert werden, um dadurch die jeweils um die Basisstationen gebildeten Zwischenzellgrenzen in Abhängigkeit von Verkehrszuständen bzw. Verkehrsniveaus zu ändern. Steigt beispielsweise die Anzahl mobiler Stationen bzw. mobiler Endeinrichtungen innerhalb einer gegebenen Zelle auf annähernd ein solches Verkehrsniveau an, daß die Kapazität der entsprechenden Basisstation für die Mehrfachzugriffe bzw. gleichzeitigen Zugriffe darauf nicht mehr verfügbar ist, so werden die Pilotsignal-Sendeleistungen der Basisstation mit der Kontrolle über diese gegebene Zelle und der benachbarten Basisstationen relativ zueinander geändert, um dadurch die Zwischenzellgrenze zu verschieben, so daß der Bereich dieser gegebenen Zelle verringert- (das heißt einer Mikrozellbildung unterzogen) wird. Als Folge der Mikrozellbildung werden die mobilen Stationen bzw. Endeinrichtungen, die sich in der Umgebung der gegebenen, der Mikrozellbildung unterzogenen Zelle befinden, äquivalent in die durch die benachbarten Basisstationen gedeckten Zellen verschoben. So wird die Verkehrslast zwischen bzw. unter den örtlich aneinandergrenzenden Basisstationen ausgeglichen.
Jede der das erfindungsgemäße zelluläre, mobile Kommunikationssystem bildenden Basisstationen umfaßt einen Verstärker mit variabler Verstärkung zum Verstärken eines modulierten Pilotsignals, einen Modulator zum Modulieren von zu sendenden Daten, eine Sendeeinheit zum Kombinieren und Senden der modulierten Daten in Form einer elektromagnetischen Welle in der Luft und eine Verstärkungssteuerschaltung zum Steuern der Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung, wobei die Verstärkungssteuereinrichtung die Sendeleistung des Pilotsignals in Reaktion auf ein ihr in Abhängigkeit von einer Änderung des Verkehrszustands zugeführtes Steuersignal steuert. Hierbei läßt sich das Steuersignal zum Steuern der Sendeleistung des Pilotsignals von einem Verkehrsmonitor erhalten, der in einer Wiederholer- bzw. Relais-Station vorgesehen ist, die dazu dient, eine Vielzahl von Basisstationen an ein Netzwerk anzuschließen, oder, alternativ hierzu, kann das Steuersignal durch Vorsehen des Verkehrsmonitors in jeder Basisstation intern in jeder Basisstation erzeugt werden.
Die Zwischenzellgrenze ist durch die Stärken der elektrischen Felder (Leistungspegel) der von zwei örtlich aneinandergrenzenden Basisstationen ausgesendeten Pilotsignale bestimmt. Solange beispielsweise der Leistungspegel des von einer Basisstation A ausgesendeten Pilotsignals höher ist als der Leistungspegel des von einer anderen, an die Basisstation A angrenzenden Basisstation B ausgesendeten Pilotsignals, kann eine diese Pilotsignale empfangende mobile Endeinrichtung über das Medium der Basisstation A mit anderen Endeinrichtungen kommunizieren, während die mobile Endeinrichtung eine Kommunikation über die Basisstation B ausführt, wenn die oben erwähnte Beziehung der Pilotsignal-Leistungspegel umgekehrt ist. So ist es möglich, durch Verschieben der Zwischenzellgrenze mittels einer relativen Anderung der Sendeleistungen der Pilotsignale der benachbarten Basisstationen gemäß der Erfindung mit dem Zweck, die Steuerung der mobilen Endeinrichtungen innerhalb einer gegebenen Zelle mit hoher Verkehrsintensität dispergierend bzw. distributiv auf die Basisstationen der umliegenden bzw. benachbarten Zellen zu übertragen, die Kommunikationslast auszugleichen, um den Leistungsmerkmalen bzw. Betriebsfähigkeiten der einzelnen Basisstationen zu entsprechen.
Die vorhergehenden und weitere Aufgaben, Vorteile, neuartige Merkmale und die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen genauer erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Zwischenzellgrenze zwischen benachbarten Basisstationen bei einem normalen Betriebsmodus eines zellulären, mobilen Kommunikationssystems gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Zwischenzell-Grenzsteuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Zwischenzell-Grenzsteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Zwischenzell-Grenzsteuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Zellanordnung bzw. ein Zellfeld im normalen Betriebsmodus des zellulären, mobilen Kommunikationssystems gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Zellfeld in demjenigen Zustand darstellt, in welchem die Zwischenzellgrenzen des zellulären, mobilen Kornmunikationssystems gemäß der Erfindung geändert sind;
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Beispiel eines Zellfelds eines zellulären, mobilen Kommunikationssystems darstellt;
Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm, das Anderungen bzw. Modifikationen von Zellen darstellt, die durch Anwenden der Erfindung auf das Kommunikationssystem mit dem in Fig. 7 dargestellten Zellfeld herbeigeführt wurden;
Fig. 9 ist ein schematisches Diagramm, das beispielhaft eine Grundkonfiguration eines zellulären, mobilen Kommunikationssystems gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 10 zeigt eine Verkehrsverwaltungstabelle für die Zwischenzell-Grenzsteuerung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 11 zeigt eine Verkehrsverwaltungstabelle für den Fall, bei dem das System der Zwischenzell-Grenzsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet wird;
Fig. 12 zeigt eine Verkehrsverwaltungstabelle für die Zwischenzell-Grenzsteuerung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 13A ist ein schematisches Schaltbild, das beispielhaft einen Aufbau eines Sendesystems in einer einen Teil eines zellulären, mobilen Kommunikationssystems gemäß der Erfindung bildenden Basisstation darstellt;
Fig. 13B ist ein schematisches Schaltbild, das beispielhaft einen Aufbau eines Empfangssystems in einer einen Teil des zellulären, mobilen Kommunikationssystems gemäß der Erfindung bildenden Basisstation darstellt;
Fig. 14 ist ein schematisches Schaltbild, das einen Aufbau eines Sendesystems in einer Basisstation gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 15 ist ein schematisches Schaltbild, das einen Aufbau eines Sendesystems in einer Basisstation gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Struktur einer Sektorantenne darstellt, die sich bei der Ausführung der Erfindung anwenden läßt; und
Fig. 17 ist ein Diagramm, das die Wirkungsweise eines zellulären, mobilen Kommunikationssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, auf welches das CDMA-System angewandt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten bzw. beispielhaften Ausführungsbeispielen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genau beschrieben.
Was die Figuren 1 bis 4 anbelangt, so richtet sich die Erläuterung zuerst auf erfindungsgemäße Verfahren der Zwischenzell-Grenzsteuerung.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Zwischenzellgrenze (einen Zellrand) in einem Normalmodus bzw. Normalzustand zwischen einer Basisstation A 200 und einer Basisstation B 201, welche Teile eines erfindungsgenäßen zellulären, mobilen Kommunikationssystems bilden, darstellt.
In Fig. 1 ist eine Distanz zwischen den Basisstationen und einer mobilen Endeinrichtung längs der Abszisse zu entnehmen, während eine elektrische Feldstärke bzw. Leistungspegel von Pilotsignalen, die durch die mobile Endeinrichtung empfangen werden, längs der Ordinate zu entnehmen sind, wobei die Kurven RXa 204 und RXb 205 jeweils Empfangs-Leistungspegel-Kennlinien (Feldstärke-Kennlinien) der von den Basisstationen A und B (200 und 201) ausgesendeten Pilotsignale darstellen.
Gewöhnlich sind die Sendeleistungen, mit welcher die Pilotsignale jeweils von den Basisstationen A 200 und B 201 ausgesendet werden, derart eingestellt, daß sie gleich sind, so daß der Leistungspegel des von der Basisstation A ausgesendeten und durch die mobile Endeinrichtung an einem Ort a empfangenen Pilotsignals einen gleichen Pegel P annimmt wie der des an einem Ort b empfangenen Pilotsignals von der Basisstation B.
Bei dem oben erwähnten Zustand liegt die Zwischenzellgrenze zwischen einer Zelle, für deren Steuerung die Basisstation A 200 zuständig ist, und einer durch die Basisstation B 201 gesteuerten Zelle an einem Ort c, an dem die Leistungspegel der von diesen beiden Basisstationen ausgegebenen Pilotsignale gleich sind. Was diese beiden Basisstationen betrifft, so weist ein Radius R 210 der um die Basisstatioii A 200 definierten Zelle einen gleichen Wert auf wie der Radius R 211 der um die Basisstation B 201 definierten Zelle. Generell ist das zelluläre, mobile Kommunikationssystem derart gestaltet, daß eine mobile Endeinrichtung die Pilotsignale einer Vielzahl von Basisstationen empfangen kann, wobei dann, wenn die Intensität des elektrischen Felds bzw. der Leistungspegel des von einer gegebenen Basisstation Y empfangenen Signals höher wird als die Intensität des elektrischen Felds bzw. der Leistungspegel einer Basisstation X, mit welcher die mobile Endeinrichtung bis jetzt verbunden war (das heißt wenn die Zwischenzellgrenze erreicht wird), die Basisstation, mit welcher die mobile Endeinrichtung zu verbinden ist (das heißt die Basisstation, auf welche diese mobile Station zugreifen muß), von der Basisstation X auf die Basisstation Y umgestellt wird.
Fig. 2 stellt ein erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, das auf eine Zwischenzell-Grenzsteuerung für eine Mikrozellbildung in einem zellulären, mobilen Kommunikationssystem ausgerichtet ist.
In Fig. 2 wird angenommen, daß die durch die Basisstation B 201 gedeckte Zelle aufgrund eines Anstiegs des Verkehrsaufkommens der Mikrozellbildung unterworfen ist. In diesem Fall ist die Sendeleistung des von der benachbarten Basisstation A 200 ausgesendeten Pilotsignals erhöht, um dadurch das elektrische Feld bzw. den Leistungspegel für einen Empfang am Ort a ausgehend vom Pegel P auf einen Pegel P' zu verstärken, womit eine Änderung der Kennlinie RXa des Pilotsignal-Empfangsleistungspegels ausgehend von der durch die Kurve 204 dargestellten Kennlinie hin zu der durch eine Kurve 300 dargestellten Kennlinie erfolgt.
Da die Pilotsignal-Leistungspegel RXa und RXb bei deren Empfang an einem Ort C1 für die beiden Basisstationen A und B gleich sind, vergrößert sich der Radius der durch die Basisstation A 200 gedeckten Zelle auf einen Radius X 303, während sich der Radius der Basisstation B 201, wie durch 304 dargestellt, auf einen durch 2R-X gegebenen Deckungsbereich verkleinert (hierbei handelt es sich um eine sogenannte Mikrozellbildung). Dementsprechend werden von den mobilen Endeinrichtungen, die sich bis zu diesem Zeitpunkt innerhalb der durch die Basisstation B gedeckten Zelle befanden, die innerhalb eines zwischen c und C&sub1; definierten Bereichs befindlichen mobilen Endeinrichtungen entsprechend in den Deckungsbereich bzw. die Zelle der Basisstation A verschoben, wodurch der Verkehr innerhalb der durch die Basisstation B gedeckten Zelle gelindert werden kann.
Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Zwischenzell-Grenzsteuerung für eine Mikrozellbildung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In diesen Fall wird ebenfalls angenommen, daß die durch die Basisstation B 201 gedeckte Zelle der Mikrozellbildung unterzogen werden muß. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der Empfangsleistungspegel (die Intensität des elektrischen Felds) am Ort b durch Abschwächen bzw. Senken der Sendeleistung des von der Basisstation B 201 ausgesendeten Pilotsignals ausgehend vom Pegel P auf einen Pegel P" gesenkt ist, wodurch sich die Kennlinie RXb des empfangenen Pilotsignal-Leistungspegels ausgehend von der durch eine gestrichelte Kurve 205 dargestellten Kennlinie zu der durch eine durchgehende Kurve 400 dargestellten Kennlinie verschiebt. Folglich stimmt die Kennlinie RXb des Leistungspegels für das Pilotsignal von der Basisstation B 201 nit der Kennlinie RXa für die Basisstation A 200 am Ort C&sub2; überein, wodurch sich der Radius X 403 der durch die Basisstation A 200 gedeckten Zelle vergrößert, während sich der Radius der durch die Basisstation B 201 gedeckten Zelle, wie durch 404 angezeigt, auf einen durch "2R - X" gegebenen Wert verkleinert (das heißt, es liegt eine Mikrozellbildung der Zelle der Basisstation B 201 vor).
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, das die Zwischenzell-Grenzsteuerung für die Mikrozellbildung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Die Steuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht einer Kombination des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels, die oben beschrieben sind. Genauer wird gemäß der in dritten Ausführungsbeispiel verkörperten Erfindung die Pilotsignal-Sendeleistung der Basisstation B 201, die der Mikrozellbildung unterworfen ist, gegenüber der Sendeleistung in Nornalmodus abgeschwächt (P T P'), während die Pilotsignal-Sendeleistung der Basisstation A 200, die für die Steuerung der beanchbarten Zelle zuständig ist, gegenüber der Pilotsignal-Sendeleistung im Normalmodus erhöht wird (das heißt P T P"). So stimmt die Kennlinie RXb des Empfangsleistungspegels für das von der Basisstation B 201 ausgesendete Pilotsignal mit der Kennlinie RXa der Basisstation A 200 am Ort C&sub3; überein. Dies bedeutet, daß sich der Radius der durch die Basisstation A 200 gedeckten Zelle auf einen Radius X 503 vergrößert, während der Radius der Zelle der Basisstation B 201, wie durch 504 angezeigt, auf einen Radius "2R-X" verkleinert (einer Mikrozellbildung unterzogen) wird.
Fig. 5 stellt eine Zellanordnung bzw. ein Zellfeld des zellulären, mobilen Kommunikationssystems gemäß der Erfindung dar, wobei angenommen wird, daß sich die Pilotsignal-Sendeleistungen der einzelnen Basisstationen im Normalzustand (Normalmodus) befinden. In diesem Zustand sind die Radien bzw. Bereiche der einzelnen benachbarten Zellen 800 (800a- 800g) grundsätzlich einander gleich.
Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Zellfeld darstellt, in welchem durch die Steuerung der Pilotsignal- Sendeleistung eine der Zellen einer Mikrozellbildung unterzogen bzw. verkleinert ist. Genauer ist eine Zelle 800d einer Mikrozellbildung unterzogen, wobei die umliegenden, angrenzenden Zellen 800a bis 800c und 800e bis 800g einer Makrozellbildung unterzogen (vergrößert) sind. Wie aus der Figur ersichtlich, werden durch Mikrozellbilden einer einelnen Zelle 800d die mobilen Endeinrichtungen, die mit der Basisstation verbunden sind, welche für die Steuerung der Zelle 800d zuständig ist, bzw. die mobilen Endeinrichtungen, welche versuchen, auf diese Basisstation zuzugreifen, den peripheren Stationen übergeben, wodurch der Verkehr innerhalb der Zelle 800d gelindert werden kann. In diesem Fall erhöht sich aufgrund der Tatsache, daß eine maximale Anzahl von Zugriffen auf jede Basisstation unveränderlich bleibt, die Anzahl der zulässigen Zugriffe pro Einheitsbereich innerhalb der Zelle 800a, die der Mikrozellbildung unterzogen wurde, in äquivalentem Sinne, was eine normale Verarbeitung der Kommunikationen mit den mobilen Endeinrichtungen selbst in dem Gebiet ermöglicht, in welchem der Verkehr zeitweilig konzentriert ist, wie zum Beispiel in dem Bereich um einen Bahnhof während einer Stoßzeit-Periode.
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Feld von Zellen längs einer Hauptverkehrsstrecke (bzw. eines Highway) 110 als besonderes Anwendungsbeispiel der Erfindung darstellt. In der Figur bezeichnen Bezugszeichen 1101a bis 1101e die über der Hauptverkehrsstrecke 1103 angeordneten Zellen, während Bezugszeichen 1100a bis 1100e und 1102a bis 1102e längs der Hauptverkehrsstrecke 1103 und in deren Nähe angeordnete Zellen bezeichnen. Bezüglich des in Fig. 7 dargestellten Zustands ist angenommen, daß die einzelnen Basisstationen im Normalmodus arbeiten, in welchem die Radien bzw. Bereiche der einzelnen Zellen einander gleich sind.
Fig. 8 stellt hingegen ein Zellfeld dar, bei dem die über der Hauptverkehrsstrecke 1103 liegenden Zellen 1101a bis 1101e gleichmäßig einer Mikrozellbildung unterzogen (das heißt verkleinert) sind. In diesem Zusammenhang ist leicht zu verstehen, daß durch örtliches und/oder wahlweises Mikrozellbilden der über die Hauptverkehrsstrecke 1103 gespannten Zellen 1101a bis 1101e in Abhängigkeit von der Verkehrsdichte bzw. Verkehrsanhäufung der mobilen Endeinrichtungen die Mikrozellen örtlich in diejenigen Bereiche gelegt werden können, in welchen die Kommunikationsbedarfsdichte hoch ist, um dadurch einen erhöhten Kommunikationsbedarf bzw. eine erhöhte Komnunikationslast problemlos zu bewältigen.
Fig. 9 stellt beispielhaft eine Grundkonfiguration eines zellulären, mobilen Kommunikationssystems dar, auf welches die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
In der Figur bezeichnen Bezugszeichen 800a, 800b, 800c etc. die (generell mit 800 bezeichneten) Zellen, die jeweils durch die (generell mit 801 bezeichneten) Basisstationen 801a, 801b, 801c etc. gesteuert werden, und ein Bezugszeichen 803 bezeichnet eine Relaisstation zum Verbinden der oben erwähnten Basisstationen mit einem Netzwerk 804. Die Relaisstation 803 kann einen Austauscher umfassen, wobei die einzelnen Basisstationen 801 über Drahtleitungskanäle bzw. drahtlose Kanäle 802 (das heißt 802a, 802b, 802c etc.) mit der Relaisstation 803 verbunden sind. Im Falle des dargestellten Beispiels ist die Relaisstation 803 als Richtfunkstation ausgeführt, wobei die Kanäle 802 drahtlos realisiert sind.
Fig. 10 bis Fig. 12 stellen beispielhaft Strukturen einer Verkehrsverwaltungstabelle dar, die durch die Relaisstation 803 verwaltet wird. Jede der Verkehrsverwaltungstabellen speichert auf einer Zelle-Für-Zelle-Basis die Anzahl der mobilen Endeinrichtungen, die mit der zu der Zelle gehörenden Basisstation verbunden sind (siehe Spalten "ANZAHL GLEICHZEI- TIGER ZUGRIFFE'), und die Zustände eines Sendemodus-Steuersignals (auch einfach als Modussteuersignal oder noch einfacher als Steuersignal bezeichnet). Ein eine Steuereinheit der Relaisstation bildender Mikroprozessor liefert an die Basisstation, die der Mikrozellbildung unterworfen ist, und/oder an die Basisstation(en) der benachbarten Zelle(n) ein Modussteuersignal, das Änderungen des Sendeleistungspegels entsprechend anweist.
Im Falle der in Fig. 10 dargestellten Verkehrsverwaltungstabelle befindet sich der Verkehr in der Zelle 800a nahe einer maximalen Zugriffsanzahl (zum Beispiel "10"), während die Verkehrswerte in den Zellen 800b und 800c sehr niedrig sind.
Die Relaisstation 803 überwacht und kontrolliert die Verkehrswerte in den Zellen, die jeweils von den Basisstationen 801 gesteuert werden, und bestimmt diejenige Zelle bzw. wählt diejenige Zelle als Gegenstand der Mikrozellbildung aus, in welcher das Verkehrsaufkommen einen vorbestimmten Schwellwert (zum Beispiel "9") erreicht oder überschritten hat. Im Falle des in Fig. 10 dargestellten Beispiels muß die Zelle 800a einer Mikrozellbildung unterzogen werden. Dementsprechend sendet die Relaisstation an die die Zelle 800a steuernde Basisstation 801a ein Steuersignal "-Δ", welches eine Verringerung der Verstärkung der Pilotsignal-Sendeleistung um "Δ" in Dezibel (dB) anweist.
Zur Gewährleistung eines verhältnismäßig stabilen Übergangs des Systembetriebs durch Vermeiden einer sprunghaften Änderung der Zwischenzellgrenze ist es erwünscht, den Wert von "Δ" derart zu wählen, daß dieser klein ist und in einem Bereich zwischen 1 und 2 dB liegt. Im Falle des nun betrachteten Beispiels wird die Steueranordnung gemäß dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Basisstationen 801b und 801c angewendet, die für die Steuerung der Zellen 800b und 800c, in welchen das Verkehrsaufkommen klein ist, zuständig sind, um die Leistungsverstärkung für das zu diesen Stationen gesendete Pilotsignal unverändert (das heißt im aktuellen Zustand) beizubehalten bzw. sie zu stützen. Nebenbei sei erwähnt, daß für die Basisstationen, für welche die aktuellen Zustände beizubehalten sind, im Falle einer angewiesenen Änderung der Verstärkung der Befehl zur Stützung des aktuellen Zustands an die andere Basisstation gesendet werden kann, oder es kann alternativ solange kein Steuersignal geliefert werden, bis die Notwendigkeit einer Änderung der Verstärkung in der entsprechenden Station entsteht.
Fig. 11 stellt eine Struktur der Verkehrsverwaltungstabelle für den Fall dar, in welchem die Steueranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung anzuwenden ist.
In der Figur sendet die Relaisstation 803 das einen Anstieg der Leistungsverstärkung des Pilotsignals anweisende Steuersignal "+Δ" an die für die Steuerung der Zellen 800b und 800c zuständigen Basisstationen 801b und 801c, wobei die Zellen 800b und 800c an die der Mikrozellbildung unterzogene Zelle 800a angrenzen und einer Makrozellbildung zu unterziehen sind. In der Basisstation 801, welche für die Steuerung der Zelle 800a zuständig ist, wird die Leistungsverstärkung für das Pilotsignal unverändert beibehalten. Eine Entscheidung bezüglich der Frage, welche der Zellen 801b und 801c der Makrozellbildung zu unterziehen ist, kann durch Bezugnahme auf eine Zellfeld-Informationstabelle erfolgen, die die Zwischenzell-Ortsbeziehung anzeigt und getrennt von der oben erwähnten Verkehrsverwaltungstabelle erstellt ist.
Fig. 12 zeigt eine Verkehrsverwaltungstabelle für den Steuermodus entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Relaisstation 803 sendet das eine Verringerung der Leistungsverstärkung des Pilotsignals anweisende Steuersignal "-Δ" an die Basisstation 801a, die für die Steuerung der der Mikrozellbildung unterzogenen Zelle 800a zuständig ist, während sie das einen Anstieg der Leistungsverstärkung des Pilotsignals anweisende Steuersignal "+Δ" an die Basisstationen 801b und 801c sendet, welche einer Makrozellbildung zu unterziehen sind.
Fig. 13 stellt beispielhaft einen Aufbau eines Sendeschaltunggssystems einer mit der Zwischenzell-Grenzsteuerfunktion gemäß der Erfindung ausgestatteten Basisstation dar.
In der Figur werden multiplexierte Daten 100, die Signale für eine Vielzahl von Kanälen enthalten, jeweils in ein Steuersignal 106 und in Sendedaten 100a, 100b, 100c, ..., für die den mobilen Endeinrichtungen entsprechenden Kanäle demultiplexiert. Diese Sendedaten werden jeweils über Modulatoren 101a, 101b, 101c, ..., zu Signalen 102a, 102b, 102c, ..., moduliert. Das Pilotsignal P wird durch einen Modulator 101x zu einem Signal 102x moduliert, um anschließend durch einen Verstärker 112 zu einem Signal 112x verstärkt zu werden. Das modulierte Pilotsignal 112x und die Datensignale 102a, 102b, 102c, ..., die zu den jeweiligen mobilen Endeinrichtungen gesendet werden müssen, werden durch einen Addierer 103 zu einem einzigen Signal 104 kombiniert. Das Ausgangssignal 104 der Addierschaltung 103 wird durch einen Verstärker 105 auf ein Signal 109 verstärkt, um anschließend über das Medium einer Antenne 110 in die Luft ausgestrahlt zu werden. An dieser Stelle sei erwähnt, daß aufgrund der Tatsache, daß als Modulationssystem, welches mit den Sendedaten-Modulatoren 101x, 101a, 101b, 101c, ..., arbeitet, jedes der obern erwähnten FO- MA-, TDMA und CDMA-Systeme angewendet werden kann, und daß die Erfindung keinesfalls auf irgendein bestimmtes System beschränkt ist. Ferner sei hinzugefügt, daß die Sendedaten-Modulatoren 101 derart realisiert sein können, daß sie jeweils in der Lage sind, die Leistungsverstärkungen für die zugehörigen Kanäle zu steuern. In diesem Fall kann die Sendeleistung in Übereinstimmung mit der empfangenen Signalstärke (das heißt der Intensität des elektrischen Felds des empfangenen Signals) von der mobilen Endeinrichtung (welche von der Distanz zwischen der Basisstation und der mobilen Endeinrichtung abhängt) gewählt bzw. eingestellt werden.
Das von den multiplexierten Daten mittels des Demultiplexers 111 abgetrennte Steuersignal 106 wird einer Lei stungssteuerschaltung 107 zugeführt, die derart ausgelegt ist, daß sie ein Verstärkungssteuersignal 108 zum Bestimmen der Leistungsverstärkung des Verstärkers 112 erzeugt, der dazu bestimmt ist, das Pilotsignal in Übereinstimmung mit dem eingegebenen Steuersignal zu verstärken. Der Verstärker 112 verstärkt die Leistung des modulierten Pilotsignals 102x mit einem in Abhängigkeit vom oben erwähnten Verstärkungssteuersignal 108 bestimmten Verstärkungsfaktor. Nebenbei sei erwähnt, daß das Steuersignal 106 von der in Fig. 8 dargestellten Relaisstation 803 geliefert werden kann.
Fig. 13B stellt beispielhaft einen Aufbäu eines Empfangsschaltungssystems einer mit der Zwischenzell-Grenzsteuerfunktion gemäß der Erfindung ausgestatteten Basisstation dar.
In der Figur wird ein durch eine Antenne 50 empfangenes Funksignal 501 zuerst einem Eingangsverstärker 502 zugeführt, um es auf ein Signal 503 zu verstärken, dessen Pegel in einem Bereich liegt, in welchem Demodulatoren 504a, 504b, 504c, ..., normal arbeiten können. Das verstärkte Signal 503 wird durch Demodulatoren 504a, 504b, 504c, ..., die jeweils in Entsprechung zu den mobilen Endeinrichtungen vorgesehen sind, in demodulierte Signale umgewandelt. Die demodulierten Signale 505a, 505b, 505c, ..., werden durch einen Multiplexer 506 multiplexiert, um über eine Drahtleitungskommunikation bzw. eine drahtlose Kommunikation als multiplexiertes Datensignal 507 an eine Relaisstation 803 gesendet zu werden. Auf diese Weise wird eine Kommunikation zwischen der mobilen Endeinrichtung und der Relaisstation 803 hergestellt, wodurch über die Relaisstation und eine andere Basisstation bzw. ein Netzwerk eine Sprechkommunikation mit einer anderen mobilen Endeinrichtung oder einer stationären Endeinrichtung erfolgen kann.
Nebenbei sei erwähnt, daß im Falle einer Anpassung einer derartigen Steueranordnung an die Steueranordnung der Basisstation derjenigen Zelle, in welcher der Verkehr angestiegen ist, die Sendeleistung erhöht wird und in jeder Basisstation eine Verkehrs-Überwachungseinrichtung eingebaut sein kann, so daß jede Basisstation, unabhängig von den anderen Stationen, selbst die Mikrozellbildung ausführen und diese wieder Aufheben kann.
Fig. 14 stellt einen Aufbau eines Sendeschaltungssystems einer mit der Zwischenzell-Grenzsteuerfunktion gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestatteten Basisstation dar. In dieser Figur sind Schaltungskomponenten, die gleich den in Fig. 13A dargestellten Schaltungskomponenten oder zu diesen äquivalent sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Gemäß der im vorliegenden Ausführungsbeispiel verkörperten Erfindung ist im Sendesystem der Basisstation eine Monitorschaltung 113 zum Überwachen des Verkehrs auf der Grundlage der multiplexierten Daten installiert, wobei dann, wenn der Verkehr einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, an die Sendeleistungs-Steuerschaltung 107 ein eine Verkleinerung des Verstärkungsfaktors für die Pilotsignal-Sendeleistungsverstärkung anweisendes Steuersignal 106 gesendet wird. Die Wirkungsweisen der anderen Schaltungsbestandteile sind die gleichen wie bei dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 13A beschriebenen System.
Die in Fig. 14 dargestellte Steueranordnung läßt sich mit dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung realisieren (obwohl sie nicht mit den Anordnungen gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel realisiert werden kann), wodurch die Größe der Zelle leicht geändert werden kann, indem die Basisstation, für welche eine hohe Verkehrsdichte erwartet wird, lediglich mit der Funktion zum Bewältigen des erhöhten Verkehrs ausgestattet wird, wobei es keine Notwendigkeit einer Modifikation weder der Relaisstation noch der anderen bestehenden Basisstationen gibt.
Fig. 15 stellt einen Aufbau eines Sendesystems der mit der Zwischenzell-Grenzsteuerfunktion gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestatteten Basisstation dar. In dieser Figur sind Schaltungskomponenten, die gleich den oben beschriebenen Schaltungskomponenten oder zu diesen äquivalent sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und auf deren wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
In Fig. 15 ist eine Hilfs-Empfangsantenne 600 in der Nähe einer Sendeantenne 110 angeordnet, wobei ein durch die Hilfsantenne 600 empfangenes Signal 601 durch einen Verstärker 602 verstärkt und das vom Verstärker 602 ausgegebene Signal 603 einer Meßeinrichtung zur Messung der elektrischen Feldstärke bzw. einer Leistungspegel-Meßeinrichtung 604 zugeführt wird, die derart ausgelegt ist, daß sie durch Bestimmen eines Mittelwerts über eine vorbestimmte Zeitspanne beispielsweise mittels einer Hüllkurven-Erfassungstechnik oder ähnlichem ein empfangenes Leistungspegelsignal 605 ableitet.
Das empfangene Leistungspegelsignal 605 wird anschließend der Leistungssteuerschaltung 107 zugeführt.
Bei der Anordnung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein über die Hilfsantenne 60 empfangenes, zur aktuellen Sendeleistung proportionales Signal mit Blick auf eine Korrektur des Verstärkungssteuersignals 108 zur Leistungssteuerschaltung 107 rückgekoppelt, wodurch die Steuerung der Sendeleistung des von der Antenne 110 ausgesendeten Pilotsignals mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden kann.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß durch Standardisieren der Distanz 606 zwischen der Sendeantenne 110 und der Hilfsantenne 600 in einer Weise, daß die Distanz 606 für sämtliche Basisstationen gleich ist, keine Notwendigkeit entsteht, die Leistungspegel-Meßeinrichtung (Meßeinrichtung zur Messung der elektrischen Feldstärke) 604 und/oder die Leistungssteuerschaltung 107, spezifisch für jede der Basisstationen, zu verwenden. Läßt sich die Distanz 606 zwischen der Sendeantenne 110 und der Hilfs-Empfangsantenne 600 aus irgendeinem Grund nicht standardisieren, so kann die Leistungspegel-Meßeinrichtung 604 bzw. die Leistungssteuerschaltung 107 derart eingestellt werden, daß die zur Rückkopplung der Standard-Zwischenantennendistanz-Anordnung äquivalente Rückkopplung wirksam gemacht wird.
Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Struktur einer Sendeantenne mit Ausrichtungen darstellt, die sich in den Basisstationen beim Ausführen der vorliegenden Erfindung anwenden läßt. Die dargestellte Antenne ist aus einer Vielzahl von Sektorantennen 700, 701, 702, ..., aufgebaut, die jeweils eine Ausrichtung in einer bestimmten Richtung aufweisen, wobei die einzelnen Sektorantennen 700, 701, 702, jeweils eine Kommunikationslast in bestimmten Sektoren a703, b704, c705 tragen. Durch eine derartige Verwendung der Antenne mit einer Vielzahl von Sektorantennen läßt sich die Sendeleistungs-Verstärkungssteuerung für das oben beschriebene Pilotsignal auf einer Sektor-Für-Sektor-Basis ausführen, wodurch eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Zellengröße auf einer Zelle-Für-Zelle-Basis durchgeführt werden kann.
Fig. 17 stellt durch die Basisstation und die mobilen Endeinrichtungen für die Kanaldaten ausgeführte Sendeleistungssteuerungen dar, wobei davon ausgegangen wird, daß das CDMA-Modulationssystem angewendet wird. Es wird ferner aus Gründen der Vereinfachung und Erleichterung der Beschreibung davon ausgegangen, daß das zelluläre, mobile Kommunikationssystem zwei durch Basisstationen A 200 und B 201 gedeckte Zellen umfaßt, wobei an Orten e, f, und g, die zur Basisstation B einen Abstand von R/6, R/2 bzw. 5R/6 aufweisen, jeweils n-Verkehrssituationen 1304, 1305 und 1306 herrschen.
Befindet sich die Sendeleistung des Pilotsignals jeder Basisstation im Normalzustand (das heißt im Normalmodus), so ist die Grenze zwischen den Zellen, die durch die oben erwähnten beiden Stationen gesteuert werden, an einer Stelle bzw. einem Ort c (angezeigt durch eine linke Strichlinie) definiert, der vom Ort a der Basisstation A und vom Ort b der Basisstation B gleich entfernt ist. Es sei nun angenommen, daß sich die Zwischenzellgrenze vom Ort c im Normalmodus in Richtung der Basisstation B zu einem um R/3 verschobenen (durch eine rechte Strichlinie angezeigten) Ort d verschiebt.
Zuerst wir die Sendeleistung der mobilen Endeinrichtung betrachtet. Die Wiederverwendungsverhältnisse FA und FB der Frequenzen für die Basisstationen A und B sind jeweils durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) gegeben, wobei angenommen wird, daß die elektromagnetische Welle eine Dämpfung erfährt, die proportional zum Quadrat der Distanz ist:
wobei A und B jeweils empfangene Leistungen von mobilen Endeinrichtungen darstellen, die innerhalb der Zellen der Basisstationen A und B vorhanden sind. Unter der Annahme, daß A und B unabhängig von den Zwischenzellpositionen der mobilen Endeinrichtungen konstant bleiben, besteht die Bedingung für eine Maximierung der Frequenz-Nutzleistung darin, daß die Frequenz-Wiederverwendungsverhältnisse FA und FB in den Zellen der Basisstationen A und B proportional zum Verkehrsaufkommen gemacht werden. Diese Bedingung ist durch die folgende Gleichung (3) gegeben:
FA/N=FB/2N (Gl. 3)
Durch Auflösen der Gleichungen (1) und (2) nach B/ A der durch die Gleichung (3) gegebenen Bedingung ergibt sich: B/ A=11,24
So lassen sich die Frequenz-Wiederverwendungsverhältnisse FA und FB für die Basisstationen A und B jeweils bestimmen zu "0,43" und "0,85".
Im Zustand des Normalmodus, in welchem sich die Zwischenzellgrenze an einem Punkt c befindet, wird innerhalb der Zelle der Basisstation A keine mobile Endeinrichtung gefunden, während das Verkehrsaufkommen in der Zelle der Basisstation B ein Maximum darstellt. Dementsprechend sind die entsprechenden Frequenz-Wiederverwendungsverhältnisse FA und FB jeweils "0" und "1". Unter der Vorraussetzung, daß die maximale Anzahl der gleichzeitigen Zugriffe bei einem Frequenz- Wiederverwendungsverhältnis von "1" 2,35 N beträgt, kann das 22 % sämtlicher innerhalb der Zelle der Basisstation A gefundener mobiler Endeinrichtungen entsprechende Verkehrsaufkommen nicht für den Ruf im Zustand des Normalmodus verwendet werden (wobei 22 % = (3N 2,35N)/3N x 100).
Hingegen werden durch Verschieben der Zwischenzellgrenze zu einem Punkt bzw. Ort d mittels Durchführen der Sendeleistungssteuerung der Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung N-Verkehrswerte 1306 (N = 2,35 N x 0,43) mit der Basisstation A verbunden, während mit der Basisstation B insgesamt 2N-Verkehrswerte 1304 und 1305 (2N = 2,35 N x 0,85) verbunden sind. So können erfindungsgemäß in der Gesamtsumme 3N- Verkehrswerte zur Verfügung gestellt werden.
Nachfolgend wird die Sendeleistungssteuerung für die Kanaldaten der Basisstation beschrieben. Die Bedingung für eine Maximierung des Frequenz-Wiederverwendungsverhältnisses lautet, das Signal-Rausch-Verhältnis über die einzelnen mobilen Endeinrichtungen konstant zu machen. Unter der Voraussetzung, daß die Sendeleistung der Basisstation B für den Verkehr 1304 "1" ist, ist die Sendeleistung der Basisstation B für den Verkehr 1305 "a", und unter der Voraussetzung, daß die Sendeleistung der Basisstation A für den Verkehr 1306 "b" ist, ist die Bedingung für eine Maximierung der Frequenznutzbarkeit durch die folgende Gleichung (4) gegeben:
Durch Auflösen der obigen Gleichung (4) nach den Variablen a, b und γ ergibt sich:
a = 1,166, b = 3,551 und γ = 0,455,
wobei γ das Signal-Rausch-Verhältnis vor einer Spektrumverengung in der mobilen Endeinrichtung darstellt. Nebenbei sei erwähnt, daß das Signal-Rausch-Verhältnis vor der Spektrumverengung im Zustand des Normalmodus, in welchem sich die Zwischenzellgrenze am Punkt c befindet, 0,333 beträgt. Da das Signal-Rausch-Verhältnis im Verhältnis zur maximalen Anzahl gleichzeitiger Zugriffe steht, kann letzteres durch Anwenden der Erfindung auf etwa 37 % (= (0,45 ÷ 0,333 - 1) x 100) erhöht werden. Wird anstelle des oben beschriebenen CDMA-Systems das FDMA- bzw. TDMA-System als Mehrfachzugriffssystem angewendet, so sollte der Leistungspegel der durch die Basisstation und die mobilen Endeinrichtungen ausgesendeten elektromagnetischen Welle derart gewählt werden, daß eine gewünschte Kommunikationsgüte sowohl für die Basisstation als auch für die mobilen Endeinrichtungen für diejenigen Zellen, in welchen die gleiche Frequenz wiederholt wird, gewährleistet werden kann.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich hervorgeht, wird es erfindungsgemäß möglich, die Größe von Zellen zu ändern, indem die Sendeleistung des von der Basisstation ausgehenden Pilotsignais in Übereinstimmung mit der Verkehrsmenge, die sich in Abhängigkeit von den Orten und Zeitzonen ändert, gesteuert wird, wodurch sich mit einer gegenüber dem Stand der Technik kleineren Anzahl von Zellen der gleiche Kommunikationsbedarf decken läßt.

Claims

1. Zelluläres, mobiles Kommunikationssystem mit

einer mit einem Netzwerk (804) verbundenen Relaisstation (803);

einer Vielzahl von Basisstationen (801), die jeweils über Kommunikationskanäle mit der Relaisstation verbunden sind und Zellen (800) festlegen;

einer Einrichtung (113) zum Überwachen eines Verkehrsaufkommens zwischen mobilen Anschlußstellen, die sich in jeder Zelle befinden, und in der zur Zelle gehörenden Basisstation; und

eine Einrichtung (107, 112) zum Steuern der Grenzen zwischen einer vorgegebenen Zelle (800a) und einer Vielzahl der zu dieser vorgegebenen Zelle benachbarten Zellen (800b, 800c) in Übereinstimmung mit dem überwachten Verkehrsaufkommen;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Steuereinrichtung (107, 112) die Sendeleistung eines Pilotsignals, das von der sich in der vorgegebenen Zelle (800a) befindenden Basisstation (801a) ausgesendet wird, und die Sendeleistung eines Pilotsignals, das von der Basisstation (801b, 801c), die sich in der zu der vorgegebenen Zelle benachbarten Zelle (800b, 800c) befindet, ausgesendet wird, relativ zueinander in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung (113) ändert, wobei die Grenze zwischen benachbarten Zellen auf der Grundlage der Leistungswerte der von benachbarten Basisstationen empfangenen Pilotsignale bestimmt wird.

2. System gemäß Anspruch 1, wobei, wenn das Verkehrsaufkommen in der vorgegebenen Zelle einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, die Überwachungseinrichtung (113) ein Ausgangssignal zu der Steuereinrichtung (107, 112) sendet, und

wobei die Steuereinrichtung (107, 112) die Sendeleistung der Pilotsignale wenigstens einer der benachbarten Basisstationen (801a, 801b, 801c) auf der Grundlage des Ausgangssignals der Überwachungseinrichtung ändert&sub1; so daß die vorgegebene Zelle (800a) verkleinert wird.

3. System gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (107, 112) die Sendeleistung des Pilotsignais der Basisstation (801a) der vorgegebenen Zelle (800a) verringert.

4. System gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (107, 112) die Sendeleistung des Pilotsignals wenigstens einer der Basisstationen (801b, 801c) der zu der vorgegebenen Zelle (800a) benachbarten Zellen (800b, 800c) vergrößert.

5. System gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (107, 112) die Sendeleistung des Pilotsignals der Basisstation (800a) der vorgegebenen Zelle verringert, während sie die Sendeleistung des Pilotsignals wenigstens einer der Basisstationen (801b, 801c) der zu der vorgegebenen Zelle (800a) benachbarten Zellen (800b, 800c) vergrößert.

6. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Überwachungseinrichtung (113) in der Relaisstation (803) und die Steuereinrichtung (107, 112) in jeder Basisstation (801) vorgesehen ist.

7. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jede Basisstation (801)

einen Empfänger und

einen Sender

aufweist,

wobei der Sender

eine erste Modulationseinrichtung (101x) zum Modulieren eines Pilotsignals,

eine variable Verstärkereinrichtung (112) zum Verstärken des modulierten Pilotsignals,

eine Verstärkungs-Steuereinrichtung (107) zum Steuern der Verstärkerleistung der variablen Verstärkereinrichtung in Reaktion auf das Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung (113),

eine Demultiplexer-Einrichtung (111) zum Demultiplexieren multiplexierter Daten, die von der Relaisstation (803) gesendet sind,

eine Vielzahl von zweiten Modulationseinrichtungen (101a,...) zum Modulieren der demultiplexierten Daten,

eine Addiereinrichtung (104) zum Kombinieren der modulierten Daten und des verstärkten Pilotsignals,

eine Verstärkereinrichtung (105) zum Verstärken des Ausgangssignals der Addiereinrichtung, und

eine Sendeeinrichtung (110) zum Senden des verstärkten Signals der Verstärkereinrichtung als elektromagnetische Welle

aufweist.

8. System gemäß Anspruch 7, wobei die Sendeeinrichtung (110) eine Vielzahl von Antennenelementen (700, 701, 702) mit jeweils zueinander unterschiedlichen Ausrichtungen aufweist; und

wobei die Verstärkungs-Steuereinrichtung (107) die Verstärkungssteuerungen jeweils in Übereinstimmung mit der Vielzahl von Antennenelementen vornimmt.

9. System gemäß Anspruch 7, wobei die Basisstation weiter eine Hilfsempfangseinrichtung (600, 602) zum Aufnehmen der Stärke der durch die Sendeeinrichtung (110) gesendeten elektromagnetischen Welle; und

eine Einrichtung (604) zum Rückkoppeln der Aufnahmeausgabe der Hilfsempfangseinrichtung zu der Verstärkungs-Steuereinrichtung (107)

aufweist.