JPH0779508B2 - Improved microcell system for cellular telephone systems - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本件出願は、1990年６月５日にセルラー電話システムの
名称で特許された米国特許第4,932,049の一部継続出願
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This application is a continuation-in-part of US Pat. No. 4,932,049, filed June 5, 1990 under the name of Cellular Telephone System.

本発明は、それぞれ割り当てられた複数の組の送信周波
数を有する複数の隣接したセルに、セルとセルとの間を
移動する移動電話との連続通信を維持するためのハンド
オフ手段が設けられたタイプのセルラー電話システムに
関する。特に、本発明は、システム容量を増大させるに
もかかわらず干渉を防止するようなセルラー電話システ
ムのための改善されたマイクロセル形態に関する。The present invention is of a type in which a plurality of adjacent cells, each having a plurality of assigned sets of transmission frequencies, are provided with handoff means for maintaining continuous communication with a mobile telephone moving between cells. Cellular Phone System. In particular, the present invention relates to improved microcell configurations for cellular telephone systems that prevent interference despite increasing system capacity.

発明の背景 セルとセルの間を通る通路を移動する移動ユニットのよ
うな代表的なセルラー電話システムにおいて、ハンドオ
フが発生する。そのハンドオフ動作は、ハンドオフ命令
を受ける移動電話切り換え局（MTSO）により制御され
る。代表的には、移動電話から受信された信号が、移動
電話がセル境界にあることを表す予め設定された信号の
強さよりも小さくなったときにハンドオフコマンドが発
生される。BACKGROUND OF THE INVENTION Handoffs occur in typical cellular telephone systems, such as mobile units that travel in paths between cells. The handoff operation is controlled by the mobile switching center (MTSO) which receives the handoff command. Typically, the handoff command is issued when the signal received from the mobile telephone falls below a preset signal strength that indicates that the mobile telephone is at a cell boundary.

セルラー電話システムの各セルは、異なる割り当てられ
た送信周波数で動作する。移動電話がセルとセルとの間
を通過するにつれて、ハンドオフ信号は、セルに、移動
電話が通り過ぎつつあるセルにより送信されていた周波
数と異なる周波数で送信を始める状態になっていること
を命令する。移動電話が次の隣接したセルを通るとき同
様な手順が続行される。割り当てられた周波数の組が隣
接セルについて異なり、そのような組み合わせは、セル
が干渉問題が起きない程十分に相互に遠く離れている場
合を除き、繰り返されない。Each cell of the cellular telephone system operates at a different assigned transmission frequency. As the mobile phone passes between cells, a handoff signal directs the cell to be in a state where it will begin transmitting on a frequency different from the frequency transmitted by the passing cell. . A similar procedure continues as the mobile phone traverses the next adjacent cell. The sets of assigned frequencies differ for neighboring cells and such combinations are not repeated unless the cells are sufficiently far from each other that interference problems do not occur.

代表的には、移動電話ユニットは、制御ユニット、トラ
ンシーバ及びアンテナシステムを包含する。各セルサイ
トは、代表的には、制御ユニット、ラジオキャビネッ
ト、電源設備、データ端末およびアンテナを包含する。
MTSOはセルサイトのすべてについて調整を行い、適当な
処理および切り換え手段を包含する。MTSOは標準のハー
ドワイヤード電話システムのための電話会社ゾーン局と
の中継も行う。MSTOと種々のセルサイトとの間の通信リ
ンクは、代表的には、マイクロ波、Ｔキャリヤ、又は光
ファイバであって、セルサイトとMTSOとの間の音声と制
御データの双方を通信する。A mobile telephone unit typically includes a control unit, a transceiver and an antenna system. Each cell site typically includes a control unit, radio cabinet, power supply, data terminal and antenna.
The MTSO coordinates all of the cell sites and includes appropriate processing and switching means. The MTSO also relays with the Telco Zone office for a standard hardwired telephone system. The communication links between the MSTO and the various cell sites, typically microwave, T-carrier, or optical fiber, communicate both voice and control data between the cell sites and the MTSO.

車に乗っているユーザが移動ユニットの受信機を付勢す
ると、受信機がセルに割り当てられた総チャンネルの中
から指定された複数のセットアップチャンネルを走査す
る。代表的には、全部で416個のチャンネルのうち、21
個がセットアップチャンネルである。残りのチャンネル
は通信チャンネルである。受信機が最強のセットアップ
チャンネルを選択すると、ある時間だけオンにロックす
る。各サイトには異なるセットアップチャンネルが割り
当てられる。従って、最強のセットアップチャンネルへ
のロックは通常最も近いセルサイトを選択することを意
味する。このセルフロケーション機構は、アイドル段階
において使用され、ユーザから独立したものである。そ
れは、セルサイトにおける送信にかかる移動ユニットを
探索するための負荷を排除するので大きな利点がある。
セルフロケーション機構の不利な点は、アイドル移動ユ
ニットのロケーション情報は各セルサイトには全く現れ
ないことである。従って、標準の非移動体すなわちラン
ドラインから移動ユニットへのコールがあると、ページ
ング処理はより長い。大部分のコールが移動ユニットに
おいて起きるので、セルフロケーション機構の使用は容
認される。ある遅延（例えば、１分）の後、セルフロケ
ーション手順が繰り返される。When a user in a vehicle activates the mobile unit's receiver, the receiver scans the designated set-up channels out of the total channels assigned to the cell. Typically 21 out of 416 total channels
The individual is the setup channel. The remaining channels are communication channels. When the receiver selects the strongest setup channel, it locks on for a period of time. A different setup channel is assigned to each site. Therefore, locking to the strongest setup channel usually means choosing the closest cell site. This self-location mechanism is used in the idle phase and is user independent. It is of great advantage as it eliminates the burden of searching for mobile units for transmission at the cell site.
The disadvantage of the self-location mechanism is that the location information of idle mobile units does not appear at each cell site at all. Thus, with a standard non-mobile or landline to mobile unit call, the paging process is longer. Use of the self-location mechanism is acceptable as most calls occur at the mobile unit. After a delay (eg, 1 minute), the self-location procedure is repeated.

移動ユニットからコールを行うためには、ユーザはコー
ルされた番号を移動ユニットの最初のレジスタに入れて
その番号が正しいかどうかを検査して“送信”ボタンを
押す。サービスの要求が、上述したセルフロケーション
機構により得られた選択されたセットアップ機構を通し
て送られる。セルサイトが、それを受信し、指向性セル
サイトにおいて音声チャンネルが使用するのに最良な指
向性アンテナを選択する。同時にセルサイトが高速デー
タリンクを介して要求をMTSOに送信する。MTSOは、コー
ルのための適当な音声チャンネルを選択し、セルサイト
は最良の指向性アンテナを通してそれに作用して移動ユ
ニットをリンクする。MTSOは電話会社のゾーン局を通し
てワイヤラインパーティも接続する。To make a call from the mobile unit, the user places the called number in the first register of the mobile unit to check if the number is correct and presses the "send" button. Requests for service are sent through the selected setup mechanism obtained by the self-location mechanism described above. The cell site receives it and selects the best directional antenna for the voice channel to use at the directional cell site. At the same time, the cell site sends a request to the MTSO over the high speed data link. The MTSO selects the appropriate voice channel for the call and the cell site acts on it through the best directional antenna to link the mobile unit. MTSO also connects wireline parties through the telco's zone office.

ランドラインパーティが移動ユニットの番号をダイヤル
すると、電話会社のローカル局が、コールされた番号が
移動ユニットであることを認識して、そのコールをMTSO
に送信する。MTSOはページングメッセージを移動ユニッ
ト番号と適当なサーチアルゴリズムに基づいて、あるセ
ルサイトに送信する。各セルサイトはページをそれ自身
のセットアップチャンネルを通して送信する。移動ユニ
ットは、それ自身の識別を強いセットアップチャンネル
を通して認識し、そこにロックしてセルサイトに応答す
る。移動ユニットは割り当てられた音声チャンネルに切
り換えてユーザ警報を発生するような命令も送信する。When the landline party dials the mobile unit's number, the local office of the telephone company recognizes that the number called is a mobile unit and calls the MTSO.
Send to. The MTSO sends a paging message to a cell site based on the mobile unit number and a suitable search algorithm. Each cell site sends the page through its own setup channel. The mobile unit recognizes its identity through a strong setup channel, locks in there and responds to the cell site. The mobile unit also sends instructions to switch to the assigned voice channel and generate a user alert.

移動ユニットのユーザが送信機をオフにすると、特定の
信号（信号発生トーン）がセルサイトに送られ、双方で
音声チャンネルを解放する。移動ユニットが最強のセッ
トアップチャンネルを通してページの監視を再開する。When the user of the mobile unit turns off the transmitter, a specific signal (signaling tone) is sent to the cell site, releasing the voice channel on both sides. The mobile unit resumes monitoring the page through the strongest setup channel.

コール中は、二つのチャンネルが音声チャンネル上にあ
る。移動ユニットが特定のセルサイトの有効区域から出
ると、受信状態が弱くなる。現在のセルサイトは、音声
チャンネル上の適当な信号、例えば100msのバーストを
介してハンドオフを要求する。システムが、コールを中
断することなく又はユーザに警報を発することなく、コ
ールを新しいセルサイトの新しい周波数チャンネルに切
り換える。ユーザが通信を行っている限りコールが続行
される。ユーザはハンドオフの発生に気付くことはな
い。During a call, two channels are on the voice channel. When the mobile unit leaves the coverage area of a particular cell site, the reception is weak. Current cell sites require handoff via a suitable signal on the voice channel, eg a burst of 100 ms. The system switches the call to a new frequency channel at the new cell site without interrupting the call or alerting the user. The call continues as long as the user is communicating. The user is unaware of the occurrence of the handoff.

ある特定の領域におけるコールトラフィックが増大する
とき、ある特定のセルによってカバーされる領域を減少
させることにより、容量を増大させることができる。例
えば、あるセルを、そのセルの半分の半径を有する４つ
のより小さなセルに分割するならば、トラフィックは、
４倍に増大する。当然のことながら、セルが小さくなれ
ばなるほど、所定の容量のセルラー電話システムにおい
て必要とされるハンドオフはより多くなる。As call traffic in a particular area increases, capacity can be increased by reducing the area covered by a particular cell. For example, if you divide a cell into four smaller cells with a radius of half that cell, the traffic becomes
4 times increase. Of course, the smaller the cell, the more handoff required in a given capacity cellular telephone system.

適切な環境においては、セルサイズを減少させることは
効果のあることであるが、ある特定の問題が生じうる。
セルサイズが、例えば、１マイルより短い半径まで減少
させられるときには、非常にしばしば、信号強度有効到
達範囲が非常に不規則になってしまう。これは、ビルデ
ィングやその他の構造物によって引き起こされ、したが
って、移動ユニットの場所によって大きく変わってくる
ものとなってしまう。信号干渉に関連した他の問題も生
ずる。あるセルラー電話システムにおいては、有効到達
範囲を改善する試みにて、小さな単一セルにおいていく
つかの周波数セットを使用しているが、こうすると、隣
接セルにおいて同じ周波数または隣接周波数を使用する
ことができなくなる。したがって、システムの全容量が
減少してしまう。何故ならば、あるシステムにおいて利
用できるチャンネルの数は、使用される異なる周波数セ
ットの数の逆数に比例しているからである。In the right environment, reducing cell size can be effective, but certain problems can occur.
Very often, when the cell size is reduced, for example, to a radius shorter than a mile, the signal strength coverage becomes very irregular. This is caused by buildings and other structures and, therefore, can vary greatly depending on the location of the mobile unit. Other problems associated with signal interference also occur. In one cellular telephone system, several frequency sets are used in a small single cell in an attempt to improve coverage, which allows neighboring cells to use the same or adjacent frequencies. become unable. Therefore, the total capacity of the system is reduced. This is because the number of channels available in a system is proportional to the reciprocal of the number of different frequency sets used.

1990年６月５日に特許された米国特許第4,932,049号
と、これを基礎にした一部係属出願第432,511号におい
ては、セルラー電話システムを、アンテナセット形態に
よって信号有効視聴範囲の輪郭をより一様なものとし
て、干渉レベルを低下させるようなものとして記述して
いる。これらの出願では、信号の伝播をセル境界内の複
数のゾーンあるいはセクタの実質的に１つに限定するよ
うに配列されまた形成された複数のアンテナセットを含
むようなセルを組み入れ、セルラー電話システムを記述
している。これらのゾーンあるいはセクタは実質的にセ
ルの領域より小さい領域である。（セルに対して割り当
てられた転送周波数セットの）いづれか１つの周波数に
おける転送はゾーンあるいはセクタに制限され、ここで
はそのような１つの周波数が割り当てられた移動電話か
ら最も強い信号が受信されることになる。In U.S. Pat. No. 4,932,049, issued on June 5, 1990, and in some copending applications based on it, No. 432,511, a cellular telephone system is provided with an outline of a signal effective viewing range by an antenna set form. As such, it is described as one that lowers the interference level. These applications incorporate cells that include a plurality of antenna sets arranged and formed to limit signal propagation to substantially one of a plurality of zones or sectors within a cell boundary, a cellular telephone system. Is described. These zones or sectors are areas that are substantially smaller than the area of the cell. Transfers on any one frequency (of the set of transfer frequencies allocated to a cell) are restricted to zones or sectors, where the strongest signal is received from a mobile telephone to which one such frequency is allocated. become.

発明の概要 本発明は、このようなセル形態によって生じた各々の周
波数に対する効果的な放射半径を減少させた点につき重
要な利点を有し、これにより干渉レベルを低下させるも
のである。この転送で発生する所定の移動装置に対する
周波数は、移動装置がそのセルにいる間は変化しないた
め、また伝播半径が効果的に低下されるため、完全に異
なった周波数の再利用パターンを得ることが可能とな
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the significant advantage of reducing the effective radiation radius for each frequency produced by such a cell configuration, thereby reducing interference levels. The frequency generated by this transfer for a given mobile device does not change while the mobile device is in its cell, and because the propagation radius is effectively reduced, it is possible to obtain a completely different frequency reuse pattern. Is possible.

本発明は複数の一連のセルを備え、これらのセルは複数
のクラスタに配列されており、クラスタ内の個々のセル
は、異なるようにして割り当てられた転送周波数セット
を有している。個々の転送周波数はセル内の所定の移動
電話に対して、そのセル内のこれら所定の移動電話の全
ての位置に対して割り当て可能とされている。周波数ハ
ンドオフ手段は、セルからセルへと移動する移動電話と
の連続的な通信を保持ために設けられている。個々のセ
ルには、そのセルの境界内の複数のゾーンの１つに実質
的に信号の伝搬を限定するようにして配列され且つ形成
されたアンテナが設けられている。これらのゾーンは実
質的にセルよりも小さい領域である。所定の移動電話装
置に割り当てられた周波数は、装置がゾーンからゾーン
へ移動するときまでは変化しない。特定のセルに対して
割り当てられた転送周波数セットのいづれか１つの周波
数における転送は、そのような周波数が割り当てられた
移動電話から最も強い信号が受信されるような領域に制
限される。セルクラスタは、周波数再利用パターンを３
とし、セル半径に対する同一チャンネル分離距離の比が
４より小さくなるよう構成されている。The invention comprises a series of cells, which are arranged in clusters, each cell in the cluster having a differently assigned set of transfer frequencies. Individual transfer frequencies can be assigned to a given mobile telephone within a cell and to all the locations of these given mobile telephones within the cell. Frequency handoff means are provided for maintaining continuous communication with mobile telephones moving from cell to cell. Each cell is provided with an antenna arranged and shaped to substantially limit signal propagation to one of a plurality of zones within the boundary of the cell. These zones are areas that are substantially smaller than the cells. The frequency assigned to a given mobile telephone device does not change until the device moves from zone to zone. Transfer on any one of the set of transfer frequencies assigned to a particular cell is limited to the area where the strongest signal is received from the mobile telephone to which such frequency is assigned. The cell cluster has three frequency reuse patterns.
The ratio of the same channel separation distance to the cell radius is smaller than 4.

図面の簡単な説明 第１図は本発明のシステムによるマイクロセル形態の一
実施例を示す略ブロック図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a microcell type according to the system of the present invention.

第２図は本発明の一実施例による電子回路を示す略ブロ
ック図。FIG. 2 is a schematic block diagram showing an electronic circuit according to an embodiment of the present invention.

第３図は本発明の他の実施例を示した略図であり、この
実施例においてセルは３つの別々のアンテナセットを有
している。FIG. 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention, in which the cell has three separate antenna sets.

第４図は本発明の一実施例のスレーブサブサイトの１つ
と関連した電子回路のブロック図。FIG. 4 is a block diagram of electronic circuitry associated with one of the slave subsites of one embodiment of the present invention.

第５図は従来技術におけるセルラー電話システムセル形
態を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a cell configuration of a cellular telephone system in the prior art.

第６図は各々が３つのゾーンに分割されているようなセ
ルを有するセル形態を示した本発明の実施例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the present invention showing a cell configuration having cells each of which is divided into three zones.

第７図は本発明により３つの周波数再利用パターンを利
用したセル形態を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a cell configuration using three frequency reuse patterns according to the present invention.

発明の詳細な説明 第１図は、本発明に従って構成されたセル１を概略的に
示している。セル１の外側境界は、実線の円11によって
示されている。円として示しているが、これらセルは、
セル設計において、しばしば、六角形として表される。
しかしながら、実際には、地勢やビルディングおよびそ
の他の構造物のために、セル１の実際の境界は、不規則
な形状をとりうる。とにかく、実線円11は、移動電話ユ
ニットが図示したセルの支配下から隣接セルの支配下へ
と通過していく軌跡を表そうとしたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 schematically shows a cell 1 constructed according to the invention. The outer boundary of cell 1 is indicated by the solid circle 11. Although shown as circles, these cells
It is often represented in the cell design as a hexagon.
However, in practice, due to terrain, buildings and other structures, the actual boundaries of cell 1 may have an irregular shape. At any rate, the solid circle 11 is intended to represent a locus that the mobile telephone unit passes from under the control of the illustrated cell to under the control of an adjacent cell.

３つの別々のアンテナセット13、15および17がセル11内
に配置されている。アンテナセット13、15および17は、
それぞれ、スレーブサブセット10、16および18に配置さ
れている。そのセル領域内の特定の諸条件によっては、
その他の数のアンテナセットを使用すると有用なことも
あり、第１図において３つのセットを使用しているの
は、単に例示のためだけである。各アンテナセットは、
それぞれ、送信アンテナ13a、15aおよび17aを含んでい
る。また、各アンテナセットは、それぞれ、２つの受信
アンテナ13bおよび13c、15bおよび15c、および17bおよ
び17cを含んでいる。各サブサイトに受信アンテナを二
重に設けたのは、信号を組み合わせることによって、信
号のフェージングを減少させるためのダイバーシチ使用
のためである。さらに、アンテナセット13は、以下に説
明するように、制御信号を送信するための制御チャンネ
ル送信アンテナ13dと、制御信号を受信するための二重
制御チャンネル受信アンテナ13eおよび13fとを含んでい
る。アンテナサブサイト14は、マスターサブサイトと称
され、アンテナサブサイト10、16および18は、スレーブ
サブサイトと称される。第１図に示した特定の実施例で
は、アンテナセット13は、マスターサブサイト14に配置
されているが、このアンテナセット13は、特定の環境に
よっては、セル１内の所望の他の場所に配置されてもよ
いものである。あるセルにおけるサブサイトの位置およ
びサブサイトの数は、「IEEE Transactions of Vehicul
ar Technology,1988年２月」に発表されたリー有効到達
範囲予想モデルによって決定されうる。Three separate antenna sets 13, 15 and 17 are arranged in the cell 11. Antenna sets 13, 15 and 17 are
They are located in slave subsets 10, 16 and 18, respectively. Depending on the specific conditions within that cell area,
It may be useful to use other numbers of antenna sets, and the use of three sets in FIG. 1 is for illustration only. Each antenna set is
Each includes transmit antennas 13a, 15a and 17a. Further, each antenna set includes two receiving antennas 13b and 13c, 15b and 15c, and 17b and 17c, respectively. The dual receive antennas at each subsite are for diversity use to reduce signal fading by combining the signals. Further, the antenna set 13 includes a control channel transmitting antenna 13d for transmitting a control signal and dual control channel receiving antennas 13e and 13f for receiving the control signal, as described below. Antenna subsite 14 is referred to as the master subsite and antenna subsites 10, 16 and 18 are referred to as the slave subsites. In the particular embodiment shown in FIG. 1, the antenna set 13 is located at the master subsite 14, but this antenna set 13 may be located at other desired locations within the cell 1 depending on the particular environment. It may be arranged. The location of subsites and the number of subsites in a given cell are described in "IEEE Transactions of Vehicul
ar Technology, February 1988 ”.

各アンテナセットは、信号を送信及び受信するための独
自の主勢力ゾーンを有する。したがって、サブサイト14
と並存するスレーブサブサイト10にあるアンテナセット
13は、破線13zで示されるゾーンを有する。同様に、ス
レーブサブサイト16にあるアンテナセット15は破線15z
で示す勢力ゾーンを有し、スレーブサブサイト18にある
アンテナセット17は破線17zで示す勢力ゾーンを有す
る。第１図から一定の領域でゾーンが重なりあっている
ことが分かる。勢力ゾーン（すなわち、信号の伝達及び
受信ゾーン）が実質的にセル１の境界線内に限定される
ようにアンテナセットに対し指向性が与えられている。
この指向性は、たとえば、各アンテナセットやサブサイ
トに配設される符号化手段19として示されるような適当
な手段で与えられる。指向性手段19は、所望の指向性及
び適用範囲を与える独立のアンテナまたは他の適当な装
置のためのリフレクタとすることができる。しかし、制
御チャンネルアンテナ13d、13e及び13fはより大きな勢
力ゾーンを有するように設けられている。これは１点鎖
線21で示されており、サークル11で示されるセル１の限
界とほぼ一致するところまで延びている。Each antenna set has its own dominant zone for transmitting and receiving signals. Therefore, subsite 14
Antenna set at slave subsite 10
13 has a zone indicated by a broken line 13z. Similarly, antenna set 15 at slave subsite 16 has dashed line 15z
, And the antenna set 17 at the slave subsite 18 has a power zone indicated by the dashed line 17z. It can be seen from FIG. 1 that the zones overlap in a certain area. Directionality is imparted to the antenna set such that the power zones (ie, signal transmission and reception zones) are substantially confined within the boundaries of cell 1.
This directivity is provided, for example, by a suitable means such as the coding means 19 provided at each antenna set or sub-site. The directional means 19 may be a reflector for an independent antenna or other suitable device that provides the desired directivity and coverage. However, the control channel antennas 13d, 13e and 13f are provided to have a larger influence zone. This is shown by the dash-dotted line 21 and extends almost to the limit of the cell 1 shown by the circle 11.

第２図は、本発明の実施例に係る電子装置の概略ブロッ
クダイヤグラムである。３つのスレーブサブサイト10、
16、18は、マスターサブサイト14に接続されており、こ
れによって制御される。本例では、スレーブサブサイト
10は３つのケーブル43、51及び59を介してマスターサブ
サイト14に接続されている。スレーブサブサイト16は、
３つのケーブル23、25及び27を介してマスターサブサイ
ト14に接続されている。スレーブサブサイト18は、３つ
のケーブル29、31及び33を介してマスターサブサイト14
に接続されている。特に、ケーブル34は、コンバータ82
に接続されており、ケーブル29は、コンバータ83に接続
されており、ケーブル23はコンバータ84に接続されてお
り、ケーブル51は、コンバータ85に接続されており、ケ
ーブル31は、コンバータ86に接続されており、ケーブル
25はコンバータ87に接続されており、ケーブル59はコン
バータ88に接続されており、ケーブル33は、コンバータ
89に接続されており、ケーブル27は、コンバータ90に接
続されている。一般に、ケーブル43、23及び29は、送信
用アンテナ信号を送り一方、ケーブル51、59、25、27、
31及び33は、受信用アンテナ信号を送る。コンバータは
スレーブサブサイトとマスターサブサイトの間で使用さ
れる通信の形式により、周波数においてアップ変調、及
びダウン変調をおこなうことができる。本例では、スレ
ーブサブサイトとマスターサブサイトの間の通信はケー
ブルによって行われるものとして描かれている。このよ
うなケーブルがたとえば、T1キャリアケーブル、光ファ
イバ、等を含むことができることは、当業者に明らかで
ある。たとえば、スレーブサブサイトとマスターサブサ
イトの間のコンバータ対コンバータ動作は（１）800MHz
からマイクロ波まで変調し、つぎに800MHzまで落とすこ
とにより、（２）800MHzから光波まで変調し、つぎに、
800MHzまで落とすことにより、（３）800MHzから14MHz
基準バンドまで落とす変調を行い、つぎに800MHzまで上
げる変調を行うことによってできる。FIG. 2 is a schematic block diagram of an electronic device according to an embodiment of the present invention. 3 slave subsites 10,
16, 18 are connected to and controlled by the master subsite 14. In this example, the slave subsite
10 is connected to the master subsite 14 via three cables 43, 51 and 59. Slave subsite 16
It is connected to the master subsite 14 via three cables 23, 25 and 27. The slave subsite 18 is connected to the master subsite 14 via three cables 29, 31 and 33.
It is connected to the. In particular, the cable 34 is connected to the converter 82.
The cable 29 is connected to the converter 83, the cable 23 is connected to the converter 84, the cable 51 is connected to the converter 85, and the cable 31 is connected to the converter 86. Cable
25 is connected to converter 87, cable 59 is connected to converter 88, cable 33 is connected to converter
The cable 27 is connected to the converter 90. Generally, the cables 43, 23 and 29 carry the antenna signals for transmission while the cables 51, 59, 25, 27,
31 and 33 send receiving antenna signals. The converter can up-modulate and down-modulate in frequency depending on the type of communication used between the slave subsite and the master subsite. In this example, the communication between the slave sub-site and the master sub-site is depicted as being done by cable. It will be apparent to those skilled in the art that such cables can include, for example, T1 carrier cables, fiber optics, and the like. For example, converter-to-converter operation between slave subsite and master subsite is (1) 800MHz
To microwave, then down to 800MHz (2) Modulate from 800MHz to lightwave, then
(3) From 800MHz to 14MHz by dropping to 800MHz
This can be done by performing modulation down to the reference band and then up to 800MHz.

スレーブサブサイトはそれぞれスレーブサブサイト10に
対する信号処理アンサンブル35のような要素を備える。
簡略化しているために第２図には、そのようなアンサン
ブルは図示されていないけれども、ほぼ同一の信号処理
アンサンブルがスレーブサブサイト16、18に設けられて
いることを理解されたい。信号処理アンサンブル35は、
アンテナ13aとケーブル出力43の間に配設されるフィル
タ37、増幅器39及びコンバータ41を備えている。同様
に、フィルタ45、増幅器47及びコンバータ49がアンテナ
13bと出力ケーブル51の間に設けられ、フィルタ53、増
幅器55及びコンバータ57がアンテナ13cと出力ケーブル5
9の間に設けられている。フィルタ、増幅器及びコンバ
ータは必要に応じて信号をフィルター処理し、増幅し、
変調するようになっており、上記の目的のためであるか
ぎり任意の形式とすることができる。Each slave subsite comprises an element, such as a signal processing ensemble 35 for the slave subsite 10.
It should be understood that although no such ensemble is shown in FIG. 2 for simplicity, substantially identical signal processing ensembles are provided at the slave subsites 16, 18. Signal Processing Ensemble 35
A filter 37, an amplifier 39, and a converter 41 arranged between the antenna 13a and the cable output 43 are provided. Similarly, the filter 45, the amplifier 47, and the converter 49 are antennas.
The filter 53, the amplifier 55, and the converter 57, which are provided between the output cable 51 and the output cable 13b, connect the antenna 13c and the output cable 5
It is installed between 9. Filters, amplifiers and converters filter and amplify signals as needed,
It is intended to be modulated and can be of any form as long as it is for the purposes mentioned above.

マスターサブサイト14において、全てのケーブル接続2
3、25、27、29、31、33、43、51及び59はコンバータ82
−90を介してゾーン変換スイッチすなわちゾースイッチ
61に接続されている。また、出力ケーブル25、31及び51
はそれぞれ接続端子65、67及び69を介して走査レシーバ
63に接続されている。マスターサブサイト14の走査レシ
ーバ63は当該セルに割り当てられた特定のセットに振付
られた全てのサブサイト10、16、18及び全ての周波数チ
ャンネルを走査する。走査レシーバ63はつぎに、各周波
数チャンネルに対する全てのサブサイトのなかで最も強
い信号レベルを選びだす。ゾーン交換装置すなわちゾー
ンスイッチ61は所望のサブサイトにそれぞれの周波数に
対する送信信号をリンクし、古い送信装置を切る。受信
信号はまた同じ新たなサブサイトに切り替えられる。All cable connections 2 at master subsite 14
3, 25, 27, 29, 31, 33, 43, 51 and 59 are converters 82
Zone conversion switch or ZO switch via -90
Connected to 61. Also, output cables 25, 31 and 51
Scan receiver via connection terminals 65, 67 and 69 respectively
Connected to 63. The scanning receiver 63 of the master subsite 14 scans all subsites 10, 16, 18 and all frequency channels assigned to the particular set assigned to that cell. Scan receiver 63 then selects the strongest signal level of all subsites for each frequency channel. A zone switch or zone switch 61 links the transmit signals for each frequency to the desired sub-site, turning off the old transmitter. The received signal is also switched to the same new subsite.

サブサイトアンテナと異なり、制御チャンネル信号アン
テナは全体セルをカバーし、当業者に公知の方法でコー
ルをセットアップするのに用いられる。携帯電話システ
ムと同様に一般にそのような処置についての詳細がモー
ビル携帯電話電信システム、著者ウイリアムC.V.リー
（William C.V.Lee），マグローヒル（McGraw−Hil
l）、1989年に記載されている。Unlike sub-site antennas, control channel signal antennas cover the entire cell and are used to set up calls in a manner known to those skilled in the art. More details about such procedures as well as mobile phone systems are generally provided by Mobile Cellular Telephony Systems, authors William CVLee, McGraw-Hil.
l), 1989.

走査受信機63は適当なコネクタ71を介してゾーンスイッ
チ61に出力制御信号を送る。ゾーンスイッチ61は各サブ
サイト間で切り換えを行えるものであれば、どのような
構造でもよく、この切り換えはサブサイトで受信した信
号の強度（この強度は走査受信機63により決定される）
に応じて行われる。マスターサブサイト14はキャリア周
波数モジュール73,75,77を有している。モジュール73は
送信機に割り当てられており、モジュール75,77は受信
機に割り当てられている。各モジュールは割り当てたセ
ットのキャリア周波数を特定のセルに与える。例えば、
395個のボイスチャンネルの一部と21個の制御チャンネ
ルの一つが各セルに割り当てられる。The scanning receiver 63 sends an output control signal to the zone switch 61 via a suitable connector 71. The zone switch 61 may have any structure as long as it can switch between the sub-sites, and this switching is the strength of the signal received at the sub-sites (this strength is determined by the scanning receiver 63).
According to. The master subsite 14 has carrier frequency modules 73, 75, 77. Module 73 is assigned to the transmitter and modules 75 and 77 are assigned to the receiver. Each module provides an assigned set of carrier frequencies to a particular cell. For example,
Part of the 395 voice channels and one of the 21 control channels are assigned to each cell.

モジュール75,77で受信された、アンテナから送られて
きた信号は結合され、コントローラ79に送られる。コン
トローラ79は送信機モジュール73に信号を送る。また、
コントローラ79はどのケーブルをつないで、受信したボ
イス信号をMTSOに送るかを決定する。コントローラ79は
適当な接続手段によりMTSOと接続されている。さらに、
コントローラ79は、三つの制御アンテナ13d,13e,13fで
信号を送信したり、受信したりするトランシーバー81と
接続している。The signals received by the modules 75 and 77 and sent from the antennas are combined and sent to the controller 79. The controller 79 sends a signal to the transmitter module 73. Also,
The controller 79 determines which cable to connect to send the received voice signal to the MTSO. The controller 79 is connected to the MTSO by suitable connecting means. further,
The controller 79 is connected to a transceiver 81 that transmits and receives signals with the three control antennas 13d, 13e and 13f.

コントローラ79はMTSOにより要求されたチャンネルの信
号強度を測定する。最初のコールが特定のセルにある場
合、あるいは、最初のコールがコントローラ79を介して
その特定のセルに送られる場合、コントローラ79はMTSO
により割り当てられた特定の周波数でそのコールに送信
を開始する。割り当てられた周波数は、コントローラ79
により決定された最もノイズレベルの低い周波数であ
る。コールの間に、全てのアンテナセットから受信した
信号強度が所定のレベルを下回った場合には、コントロ
ーラ79はMTSOからのハンドオフ工程を開始する。Controller 79 measures the signal strength of the channel requested by MTSO. If the first call is in a particular cell, or if the first call is routed to that particular cell via controller 79, controller 79
Will start transmitting on that call on the specific frequency assigned by. The assigned frequency is controller 79
It is the frequency with the lowest noise level determined by. If the signal strength received from all antenna sets falls below a predetermined level during the call, the controller 79 initiates the handoff process from the MTSO.

作動時には、割り当てられた周波数f₁でセル内部におい
て動作している移動ユニットがそのセル内部において移
動する。そのセル内部の全てのサブサイトは信号レベル
を受信するが、移動ユニットからのボイス信号を受信す
るとは限らない。受信した信号レベルが最も強いサブサ
イトのみが移動ユニットに信号を送受信し、コールを開
始する。移動ユニットが他のサブサイトが最も強い信号
を受信するように移動する場合には、本システムは送信
機をより弱いサブサイトにおいてスイッチオフし、最も
強い信号を受信しているサブサイトにおいて送信機をス
イッチオンする。２方向性受信機アンテナもコールを受
信するように適切なサブサイトにスイッチされる。しか
しながら、周波数は変化せず、f₁のままである。このた
め、通常の意味でのハンドオフは起こらず、MTSOも関与
しない。このような、新たなハンドオフ負荷はMTSOスイ
ッチ装置には付加されない。全てのサブサイトにより受
信された、移動ユニットからの信号強度が所定のレベル
以下になった場合には、マスターサブサイトからMTSOへ
のハンドオフが必要となる。In operation, a mobile unit operating inside a cell at the assigned frequency f ₁ moves inside that cell. All subsites within the cell receive the signal level, but not necessarily the voice signal from the mobile unit. Only the subsite with the highest received signal level will send and receive signals to and from the mobile unit to initiate the call. If the mobile unit moves so that the other subsite receives the strongest signal, the system switches off the transmitter at the weaker subsite and the transmitter at the subsite receiving the strongest signal. Switch on. The bidirectional receiver antenna is also switched to the appropriate subsite to receive the call. However, the frequency does not change and remains f ₁ . Therefore, no handoff occurs in the normal sense and MTSO is not involved. Such a new handoff load is not added to the MTSO switch device. If the signal strength from the mobile unit received by all subsites falls below a predetermined level, a handoff from the master subsite to the MTSO is required.

本発明に係るセルによって得られる利点は、各セルにお
いて単一のアンテナサイトしか用いられていないセルに
比べて、カバーの一様性を大幅に改良できることであ
る。これは小さなセル、すなわち、１マイル以下の半径
のセルについては特に有益である。各サブサイトにより
カバーされる有効放射領域を小さくすることによって、
各周波数に対する有効放射半径が小さくなるので、結果
的に干渉レベルの低下がもたらされる。これらは全て、
ハンドオフの必要なく、セルそれ自体の内部で行われ
る。セル内で活動しているサブサイトは信号レベルに従
って一方から他方にスイッチするが、送信が行われてい
る周波数はセル内部で変化しない。これは比較的簡単且
つ経済的な方法で行われ、これによりセルサイズを半径
500〜1000フィートにまで小さくすることができる。The advantage obtained with the cells according to the invention is that the coverage uniformity can be significantly improved compared to cells where only a single antenna site is used in each cell. This is especially useful for small cells, i.e. cells with a radius of 1 mile or less. By reducing the effective radiation area covered by each subsite,
The reduced effective radiation radius for each frequency results in reduced interference levels. These are all
It is done inside the cell itself, without the need for handoff. The subsites active in the cell switch from one to the other according to the signal level, but the frequency at which the transmission takes place does not change inside the cell. This is done in a relatively simple and economical way, which reduces the cell size
Can be as small as 500-1000 feet.

第３図は本発明の他の実施例を表す。この実施例では、
第１図の場合と同様、セルは３つの別々のアンテナセッ
ト113,115,117を有している。セルの外周は実線の円111
で示される。第１図の実施例において述べたように、セ
ルは実際には形状が歪んでいることもある。実線111
は、移動電話ユニットが図示したセルの影響下から隣接
のセルの影響下に移行するときの境界を表す。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this example,
As in the case of FIG. 1, the cell has three separate antenna sets 113, 115, 117. The outer circumference of the cell is a solid circle 111
Indicated by. As described in the embodiment of FIG. 1, the cell may actually be distorted in shape. Solid line 111
Represents the boundary when the mobile telephone unit moves from the influence of the illustrated cell to the influence of the adjacent cell.

この実施例では、アンテナセット113はマスターサブサ
イト114に位置しており、アンテナセット115,117は各々
サブサイト116,118に位置している。マスターサブサイ
ト114はスレーブサブサイトの所望の何れか一つにも位
置することが可能である。アンテナセットの数はいくつ
でもよく、第３図における３個は例示的なものにすぎな
い。In this example, antenna set 113 is located at master subsite 114 and antenna sets 115 and 117 are located at subsites 116 and 118, respectively. The master subsite 114 can be located at any one of the slave subsites as desired. Any number of antenna sets may be used, and the three in FIG. 3 are merely exemplary.

各アンテナが１個の送信アンテナと２個の受信アンテナ
を有している第１図の実施例とは異なり、各アンテナセ
ット113,115,117は複数のアンテナサブセットを有して
おり、各サブセットは、第３図の実施例では、各サブサ
イトにおいて３個のサブセットを形成している。各アン
テナサブセットは各々送信アンテナ113a、113a′、113
a″と、115a、115a′、115a″と、117a、117a′、117
a″を有している。各アンテナセットもまた二つの受信
アンテナ113b、113b′、113b″、113c、113c′、113
c″、115b、115b′、115b″、115c、115c′、115c″、1
17b、117b′、117b″、117c、117c′、117c″を各々有
している。各サブセットにおいて受信アンテナを二つ用
いるのは、信号を組み合わせることによる信号のフェー
ジングを減少させるためである。サブサイトの位置、セ
ル内でのサブサイトの数、各サブサイトでのアンテナサ
ブセットの数は、1988年２月に発行された「IEEE Tran
sactions on Vehicular Technology」のリーの範囲
予測（Lee coverage prediction）に基づいて決定す
ることができる。Unlike the embodiment of FIG. 1 in which each antenna has one transmitting antenna and two receiving antennas, each antenna set 113, 115, 117 has a plurality of antenna subsets, each subset being a third antenna. In the illustrated embodiment, each sub-site forms three subsets. Each antenna subset has a respective transmit antenna 113a, 113a ', 113.
a ″, 115a, 115a ′, 115a ″, 117a, 117a ′, 117
Each antenna set also has two receiving antennas 113b, 113b ', 113b ", 113c, 113c', 113.
c ″, 115b, 115b ′, 115b ″, 115c, 115c ′, 115c ″, 1
17b, 117b ', 117b ", 117c, 117c', 117c", respectively. The use of two receive antennas in each subset is to reduce signal fading due to combining the signals. The location of subsites, the number of subsites in the cell, and the number of antenna subsets at each subsite are described in "IEEE Tran", published in February 1988.
It can be determined based on Lee coverage prediction of “sactions on Vehicular Technology”.

セル111は、適当なコントローラ（図示せず）に信号を
送信及び受信する第１図のアンテナセット13で説明した
ように、制御信号を送信及び受信するためのアンテナセ
ット（図示せず）を含む。第１図の場合と同じように、
かかる制御チャンネルアンテナは、鎖線121で示すよう
に、セル111の限界とほぼ同じ範囲の影響ゾーンを有す
るように形成されている。Cell 111 includes an antenna set (not shown) for transmitting and receiving control signals as described for antenna set 13 in FIG. 1 for transmitting and receiving signals to a suitable controller (not shown). . As in the case of Figure 1,
Such a control channel antenna is formed so as to have an influence zone substantially in the same range as the limit of the cell 111, as indicated by a chain line 121.

第１図の実施例と同様に、各アンテナセットは、信号の
送信及び受信のための主影響ゾーンを有する。しかし、
第１図の実施例と違って、第３図の実施例の各アンテナ
セットは、その主影響ゾーンが実質上分離した複数のセ
クターに再分割されている。従って、サブサイト114に
関係する影響ゾーンは、３つのセクター113x、113y、11
3zで構成されている。セクター113xは、アンテナのサブ
セット113a、113b、113cによって作動させられる。セク
ター113yは、アンテナのサブセット113a″、113b″、11
3c″によって作動させられ、セクター113zは、アンテナ
のサブセット113a′、113b′、113c′によって作動させ
られる。第３図の他のサブサイト116及び118は、サブサ
イト114のそれらと同じような符号のセクターによって
構成されている。Similar to the embodiment of FIG. 1, each antenna set has a main zone of influence for transmitting and receiving signals. But,
Unlike the embodiment of FIG. 1, each antenna set of the embodiment of FIG. 3 is subdivided into sectors whose main zones of effect are substantially separated. Therefore, the impact zone associated with sub-site 114 is three sectors 113x, 113y, 11
It is composed of 3z. Sector 113x is operated by a subset of antennas 113a, 113b, 113c. Sector 113y is a subset of antennas 113a ″, 113b ″, 11
3c "and sector 113z is operated by a subset of antennas 113a ', 113b', 113c '. The other subsites 116 and 118 in FIG. It is composed of sectors.

第３図から、アンテナのサブサイトはセル111の周縁部
から内側にずらして配置され且つセクター同士はある区
域で重なっていることが明らかである。アンテナのサブ
セットには、そのサブセットに関係するセクターすなわ
ち信号の送信及び受信のゾーンがその特定のサブサイト
による作動ゾーンの境界の中に実質上あるように制限さ
れる指向性が与えられる。更に、第１図の場合と同様
に、それらのセクターは、実質上セル111の境界中に制
限される。各アンテナセットすなわちサブサイトに配置
された記号（シンボル）手段119で示すような適当な手
段によって指向性が与えられる。第３図に示すように、
指向性手段119は、各セクターを120度の部分に分割する
各サブサイトで反射器を構成している。しかし、無指向
性アンテナを含む、所望の指向性と範囲を与える他の任
意の装置も、本発明の精神及び範囲内で用い得ることを
理解されたい。勿論、各アンテナサブサイトで送信され
た信号の強度も、所望のセクターをカバーするように適
当に調整し得る。It is clear from FIG. 3 that the antenna sub-sites are arranged inwardly offset from the periphery of the cell 111 and the sectors overlap in some areas. The subset of antennas is provided with a directivity that is constrained such that the sectors or transmit and receive zones of the signal associated with that subset are substantially within the boundaries of the operating zone by that particular subsite. Moreover, as in the case of FIG. 1, the sectors are substantially confined to the boundaries of cell 111. The directivity is provided by any suitable means such as that shown by symbol means 119 located at each antenna set or subsite. As shown in FIG.
The directional means 119 constitutes a reflector at each sub-site that divides each sector into 120 degree sections. However, it should be understood that any other device providing the desired directivity and range, including omnidirectional antennas, may be used within the spirit and scope of the invention. Of course, the strength of the signal transmitted at each antenna subsite may also be adjusted appropriately to cover the desired sector.

第４図は、第３図のスレーブサブサイト117の１つに関
係する電子回路のブロック図である。第４図に示された
スレーブサブサイト117は、第２図のスレーブサブサイ
ト18と実質上同じように、本発明のシステムに接続され
る。この点を明確にするため、第４図には、リード29、
31、33が指示されている。リード（ケーブル）29は送信
器アンテナ信号を搬送しており、他のリード（ケーブ
ル）31、33は受信機アンテナ信号を搬送する。マスター
サブサイトの場合には、第４図に示す素子の外に、第２
図で説明した他の素子が組み入れられることを理解され
たい。FIG. 4 is a block diagram of the electronic circuitry associated with one of the slave subsites 117 of FIG. Slave subsite 117 shown in FIG. 4 is connected to the system of the present invention in substantially the same manner as slave subsite 18 in FIG. To clarify this point, the lead 29,
31 and 33 are specified. The lead (cable) 29 carries the transmitter antenna signal and the other leads (cables) 31, 33 carry the receiver antenna signal. In the case of the master subsite, in addition to the element shown in FIG.
It should be understood that other elements described in the figures may be incorporated.

アンテナセットの３つのサブセットは、第３図と同じ符
号で指示されている。各アンテナサブセットは、複数の
セクターサブサイト134、135、136の１つに接続されて
いる。各セクターサブサイトは、コンバータ以外の第２
図の信号処理部35と実質上同じ信号処理部を有する。こ
の点が、スレーブサブサイト136の説明のための第５図
に示されている。フィルタ181と増幅器191がアンテナ11
7a″とケーブル143との間に接続され、フィルタ182と増
幅器192がアンテナ117b″とケーブル151との間に接続さ
れ、更に、フィルタ183と増幅器193がアンテナ117c″と
ケーブル159との間に接続されている。第４図に戻っ
て、適当なケーブル接続部123、125、127、129、131、1
33、143、151、159が、各セクターサブサイトと３×３
ポートのセクタースイッチ161との間を接続している。
更に、ケーブル125、131及び151を経由した受信機信号
がそれぞれ接続165、167及び169を介して走査受信機163
に接続されている。走査受信機163は出力信号を適当な
接続部171を介してセクタースイッチ161に送っている。
セクタースイッチ161は、セクターサブサイト134、135
及び136の間で、走査受信機163によって定められたサブ
サイトで受信中の信号強度に依存してスイッチングする
適当な任意の構成にできる。The three subsets of antenna sets are designated with the same reference numerals as in FIG. Each antenna subset is connected to one of a plurality of sector subsites 134, 135, 136. Each sector sub-site has a second
It has substantially the same signal processing unit as the signal processing unit 35 in the figure. This is shown in FIG. 5 for illustration of slave subsite 136. The filter 181, the amplifier 191, and the antenna 11
7a ″ is connected between the cable 143, the filter 182 and the amplifier 192 are connected between the antenna 117b ″ and the cable 151, and the filter 183 and the amplifier 193 are connected between the antenna 117c ″ and the cable 159. Returning to Figure 4, the appropriate cable connections 123, 125, 127, 129, 131, 1
33,143,151,159 are 3x3 with each sector subsite
It connects to the sector switch 161 of the port.
Further, the receiver signal via cables 125, 131 and 151 is scanned by receiver 163 via connections 165, 167 and 169, respectively.
It is connected to the. The scanning receiver 163 sends the output signal to the sector switch 161 via a suitable connection 171.
The sector switch 161 has sector subsites 134 and 135.
, And 136, there may be any suitable configuration for switching depending on the signal strength being received at the subsite defined by the scanning receiver 163.

従って、本発明は、セルに対して割り当てられたセット
中の各周波数での信号強度に対して２つの弁別レベルを
与える。信号強度の弁別は各アンテナサブサイトで生
じ、そのサブサイトでのアンテナのどのサブサイトが作
動するかを決定する。同時に、どのサブサイトが作動す
るかを決定するためのサブサイト間での弁別もある。従
って、最大強度の信号を受信中のセルのセクターだけ
が、移動ユニットへ信号を送信及び受信し、通話を形成
する。移動ユニットが、送信中以外の特定のセクターで
の受信信号強度が最大になるように移動すると、本発明
のシステムは、弱い側のセクターに関係する送信器をオ
フにし且つ最大強度信号レベルを受信しているセクター
に関係する送信器をオンにするように、動作する。その
特定のセクターに関係する２つのダイバーシティ受信機
アンテナが、また、通話を受信するようにスイッチされ
る。いくつかの状態においては、各セクターでの受信機
は必ずしもオフにしなくてよい。しかし、その周波数
は、移動ユニットのセル全体にわたって同じにされる。
従って、ハンドオフが従来のようには生じないし、MTSO
も含まれない。また、前記のセルの再分割の結果、MTSO
スイッチング装置にはハンドオフ負荷も加わらない。Therefore, the present invention provides two levels of discrimination for the signal strength at each frequency in the set assigned to the cell. Signal strength discrimination occurs at each antenna subsite and determines which subsite of the antenna at that subsite operates. At the same time, there is also discrimination between subsites to determine which subsite operates. Thus, only the sector of the cell that is receiving the strongest signal will send and receive signals to the mobile unit to form the call. When the mobile unit moves to maximize the received signal strength in a particular sector other than transmitting, the system of the present invention turns off the transmitter associated with the weaker sector and receives the maximum strength signal level. It operates to turn on the transmitter associated with the sector in question. The two diversity receiver antennas associated with that particular sector are also switched to receive the call. In some situations, the receiver in each sector does not necessarily have to be turned off. However, its frequency is made the same throughout the cell of the mobile unit.
Therefore, handoff does not occur as before and MTSO
Is not included. Also, as a result of the above-mentioned cell subdivision, MTSO
No handoff load is added to the switching device.

第５図は、従来のシステムのセルの配置を示している。
セルの配置は、周波数の再利用パターンに特徴がある。
ここで、この周波数の再利用パターンは、特定の領域に
おけるＫセルのクラスタであり、各セルが特定の周波数
のセットを使用している。第５図に示すシステムにおい
ては、７つの周波数チャンネルのセット（Ｋ＝７）の周
波数の再利用パターンが用いられている。チャンネルの
各セットは、セル内の一つのセル・サイトから全セルに
渡って作動する。１から７の周波数チャンネルのセット
が、第５図のパターンにより示されるように構成され、
干渉を最小限とするために、同一チャンネルと呼ばれる
同一の周波数のセットを用いたセル間の最大の分離を行
う。これらの同一チャンネルのセルは、第５図において
同一の番号により示されている。同一チャンネルの分離
距離は、同一番号を有するセルの中心からの距離であ
る。FIG. 5 shows the arrangement of cells in a conventional system.
The cell arrangement is characterized by a frequency reuse pattern.
Here, this frequency reuse pattern is a cluster of K cells in a particular region, each cell using a particular set of frequencies. In the system shown in FIG. 5, a frequency reuse pattern of a set of 7 frequency channels (K = 7) is used. Each set of channels operates from one cell site within a cell to all cells. A set of 1 to 7 frequency channels is constructed as shown by the pattern of FIG.
In order to minimize interference, maximum separation between cells using the same set of frequencies called co-channels is performed. These co-channel cells are designated by the same numbers in FIG. The separation distance of the same channel is the distance from the center of the cell having the same number.

政府の規則により、セルラーのボイス・チャンネルに対
して周波数域が割り当てられている。現在米国において
は、セルラー電話システムに対して21の制御チャンネル
と395のボイス・チャンネルが割り当てられている。セ
ル半径（第５図においてＲで示される）により分割され
た同一チャンネルの分離距離（第５図においてＤで示さ
れる）は4.6である。これは必要とされる18dBという搬
送対雑音比に基づいて同一チャンネル間の干渉を防ぐ。
D/Rが4.6であるならば、全域を共有するＫセルのクラス
タである周波数の再利用パターンＫは、７に等しくなる
ことが理解される。この詳細については、W.C.Y.Lee,Mo
bile Cellular Telecommunications Systems,pp.50−5
9,McGraw−Hill（1989）に記載されている。Frequency bands are allocated to cellular voice channels by government regulations. Currently in the United States, 21 control channels and 395 voice channels are assigned to cellular telephone systems. The separation distance (indicated by D in FIG. 5) of the same channel divided by the cell radius (indicated by R in FIG. 5) is 4.6. This prevents co-channel interference based on the required 18 dB carrier-to-noise ratio.
It is understood that if the D / R is 4.6, the frequency reuse pattern K, which is a cluster of K cells sharing the entire area, will be equal to 7. For more information on this, please visit WCYLee, Mo
bile Cellular Telecommunications Systems, pp.50-5
9, McGraw-Hill (1989).

上記の記載より、チャンネル容量Ｍが以下の式により計
算することができる。From the above description, the channel capacity M can be calculated by the following formula.

Ｍ＝Bt/（BcK） 但し、Btはセルラーのボイス・チャンネルに対して割り
当てられた全周波数域、Bcはチャンネルのバンド幅、Ｋ
は上記式を用いた周波数の再利用パターンである。M = Bt / (BcK) where Bt is the total frequency band assigned to the cellular voice channel, Bc is the channel bandwidth, and K is
Is a frequency reuse pattern using the above equation.

割り当てられた11.85の周波数域Bt及び30KHzのチャンネ
ルのバンド幅Bcに対しては、Ｋ＝７の周波数の再利用パ
ターンは、各セル当たりＭ＝56のチャンネルを提供す
る。For the allocated 11.85 frequency band Bt and 30 KHz channel bandwidth Bc, a K = 7 frequency reuse pattern provides M = 56 channels per cell.

移動ユニットが伝送半径R1を有する、すなわち移動ユニ
ットが移動しているゾーンの端から距離R1に伝送可能で
あるとした場合には、同一チャンネルゾーンは、4.6×R
1に等しい距離だけ分離されなければならない。If the mobile unit has a transmission radius R1, that is to say it can transmit at a distance R1 from the end of the zone in which the mobile unit is moving, the co-channel zone is 4.6 × R
Must be separated by a distance equal to 1.

本発明のシステムの実施例によれば、各セルは、複数の
ゾーン若しくはセクタに分割され、このゾーン若しくは
セクタにおいて、ゾーン若しくはセクタの伝送パワー
は、それら自身のみをカバーする。セル自身内では、ハ
ンドオフは、発生しない。このようにしてセル内を移動
する移動ユニットは、それがセル内にいる間は周波数チ
ャンネルを変化させることはないが、アンテナのセット
のゾーン若しくはセクタの範囲に従ってセル内のアンテ
ナのセットを異なるものに切り換える。According to an embodiment of the system of the invention, each cell is divided into a plurality of zones or sectors, in which the transmission power of the zones or sectors covers only themselves. No handoff occurs within the cell itself. A mobile unit moving in a cell in this way does not change its frequency channel while it is in the cell, but differs in the set of antennas in the cell according to the zone or sector range of the set of antennas. Switch to.

第６図は本発明のシステムの実施例を示すもので、各セ
ルが、例えば、３つのゾーンに分割されている。セル20
0は太い実線で示され、３つのゾーン201,202,203を取り
囲んでいる。これらのゾーン201−203は、６角形の形状
で示されているが、これらのゾーンは、非常に不規則な
ものでもよく、また上述したような特定の環境に依存す
るものでもよく、いかなる形状でもよく、さらにいかな
る数のゾーンでもよい。２つの同一チャンネルのゾーン
間の分離距離Dzは、同一チャンネルの干渉減少を表して
おり、一方Dcは、２つの同一チャンネルのセル間の分離
を表している。各ゾーンにおける伝送されるパワーの範
囲が、各セル内でカバーされる範囲より小さいため、ゾ
ーン間の距離を、実質的により小さくすることができ
る。同一チャンネルのゾーン間の干渉を防止するため
に、ゾーン半径Rzに対するゾーン距離Dzは、4.6に等し
くなければならない。しかしながら、同一チャンネルの
ゾーンが4.6に等しくなるように要求されるだけである
ため、同一チャンネルのセルの分離は、比Dc/Rcが3.45
に等しくなるようなものとなることができる。このよう
にして、破線210は、Dc＝3.45×Rcの半径を有する円を
表している。本発明の実施例においては、ほぼ３に等し
い十分な分離の比Dc/Rcを有する円が、作動可能とな
る。これは、破線の円220として示されている。さら
に、干渉無の円が実線230で示されており、この円は、
太い実線で示された全てのクラスタ241,242,243,244,24
5,246を実質的に含まないゾーンとして構成される。FIG. 6 shows an embodiment of the system of the present invention, in which each cell is divided into, for example, three zones. Cell 20
0 is indicated by a thick solid line and surrounds the three zones 201, 202, 203. Although these zones 201-203 are shown as hexagonal in shape, these zones may be very irregular or may be dependent on the particular environment as described above, any shape. However, it may be any number of zones. The separation distance Dz between two co-channel zones represents the co-channel interference reduction, while Dc represents the separation between two co-channel cells. Since the range of transmitted power in each zone is smaller than the range covered in each cell, the distance between zones can be substantially smaller. The zone distance Dz for the zone radius Rz must be equal to 4.6 to prevent interference between zones of the same channel. However, the co-channel cell separation is such that the ratio Dc / Rc is 3.45 because the co-channel zone is only required to be equal to 4.6.
Can be equal to. Thus, the dashed line 210 represents a circle having a radius of Dc = 3.45 x Rc. In an embodiment of the invention, a circle with a sufficient separation ratio Dc / Rc equal to approximately 3 becomes operational. This is shown as a dashed circle 220. Furthermore, the circle without interference is shown by the solid line 230, which is
All clusters 241,242,243,244,24 shown by thick solid lines
It is configured as a zone that does not substantially include 5,246.

D_C/R_C比の新たな値とすることができるため、全体的に
異なるセル形態とすることができる。この新たなセル形
態が第７図に示されている。同一チャンネルセルの分離
は第６図のセル形態ではかなり小さいため、周波数再利
用パターンでのセット数は減少される。このセット数は
D/Rを３に、Ｋを３に設定することにより達成され得
る。上で与えられた周波数チャンネル容量の式を用いれ
ば、第３図に示された従来のシステムに対する56に比
べ、セル当たり131チャンネルのＭとなる。第４図のシ
ステムのチャンネル容量はこれにより、第５図に示され
たシステム容量において2.33というファクタだけ増大す
る。Since it can be a new value of the D _C / R _C ratio, it is possible to have a different cell form as a whole. This new cell configuration is shown in FIG. Since the co-channel cell separation is much smaller in the cell configuration of FIG. 6, the number of sets in the frequency reuse pattern is reduced. The number of this set is
This can be achieved by setting D / R to 3 and K to 3. Using the frequency channel capacity equation given above, there are 131 channels per cell of M, compared to 56 for the conventional system shown in FIG. The channel capacity of the system of FIG. 4 is thereby increased by a factor of 2.33 in the system capacity shown in FIG.

3Rに等しい同一チャンネルの分離であるＤと、従来技術
（W.C.Y.Lee Mobil Celluar Telecommunications Syste
ms,McGraw−Hill（1989）参照）で知られる干渉減少を
計算するための式を用いることにより、第５図のシステ
ム上の第７図のシステムにおいて搬送対干渉比が１〜2d
Bの間で改善される。更に、本発明のシステムにおいて
は、移動ユニットの伝送パワーを第５図のシステムの場
合に比べて減少させることが可能であるため、これによ
り干渉レベルは更に改善される。D, which is the separation of the same channel equal to 3R, and the conventional technology (WCYLee Mobil Celluar Telecommunications Syste
ms, McGraw-Hill (see 1989)), the carrier-to-interference ratio is 1-2 d in the system of FIG. 7 over the system of FIG.
Improved between B. Furthermore, in the system according to the invention, the transmission power of the mobile unit can be reduced compared to the system of FIG. 5, so that the interference level is further improved.

それ故、本発明のシステムは、一般の従来技術によるシ
ステムにおいて、チャンネル容量を実質的に増大させ且
つ干渉レベルを実質的に減少させるものとなっているこ
とは明かである。以上の記述及び添付図面により、本明
細書に示され且つ記述された発明に様々な変形を加え得
ることは、当業者にとって明かてあろうが、これらの変
形は以下の請求項の範囲内にあると考えている。Therefore, it is clear that the system of the present invention substantially increases the channel capacity and substantially reduces the interference level in the general prior art system. From the foregoing description and accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made to the invention shown and described herein, but these modifications are within the scope of the following claims. I think there is.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7605−5Ｋ Ｈ０４Ｂ 7/26 １０８ Ａ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification code Internal reference number FI technical display location 7605-5K H04B 7/26 108 A

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】複数のクラスタに構成された複数の一連の
セルと、但し、前記クラスタの各セルは複数の送信周波
数の１つの割り当てセットを有し、それらの送信周波数
の各々は前記セル内の前記所定の移動電話の全ての位置
について前記セル内の所定の移動電話に割り当て可能と
されており、 セルからセルへ移動する移動電話との連続した通信を、
移動電話が新たなセル中へ移動したときに対応する割り
当セットからの周波数を移動先のセルにぞれぞれ割り当
てることによって保持するような周波数ハンドオフ手段
と、但し、前記セルはそれぞれ複数のアンテナ手段を有
しており、これらのアンテナ手段は各々信号の伝播を前
記セルの境界内の複数の領域のうちの実質的に１つに制
限するよう構成されており、これらの領域はその各々は
前記セルの領域よりも実質的に小さいが、集合的には前
記セルの全ての領域を占有するものであり、 前記セルの全ての領域に対する送信周波数の所定の割り
当てセットのいずれか１つの周波数において、前記アン
テナ手段によってそのような１つの周波数が割り当てら
れた移動電話から最強の信号が受信されているような領
域を除いて、前記アンテナ手段によって送信を終了させ
る手段と、を備え、 周波数再利用パターンを３とし、セル半径に対する同一
チャンネル分離距離の比を４より小さくなるようにして
前記クラスタを構成したことを特徴とするシステム。1. A series of cells arranged in a plurality of clusters, wherein each cell of the cluster has an assigned set of a plurality of transmission frequencies, each of the transmission frequencies being within the cell. All the positions of the predetermined mobile phone of can be assigned to the predetermined mobile phone in the cell, and continuous communication with the mobile phone moving from cell to cell,
Frequency handoff means for retaining the frequency from the corresponding allocation set by allocating to the destination cell respectively when the mobile telephone moves into a new cell, provided that each said cell has a plurality of Antenna means, each of which is configured to limit signal propagation to substantially one of a plurality of regions within the boundaries of the cell, each of which regions is Are substantially smaller than the area of the cell, but collectively occupy the entire area of the cell, any one frequency of the predetermined allocation set of transmission frequencies for the entire area of the cell In the antenna hand, except for the region where the strongest signal is received from the mobile telephone to which such one frequency is assigned by the antenna means. Means for terminating transmission by stages, wherein the frequency reuse pattern is 3, and the ratio of the same channel separation distance to the cell radius is smaller than 4; 【請求項２】請求項１記載のセルラー電話システムにお
いて、アンテナの前記セットの各々は複数のサブセット
を備え、該サブセットの各々が前記アンテナセットに関
連するゾーン内の実質的に別々のセクタに働くシステ
ム。2. The cellular telephone system of claim 1, wherein each of said sets of antennas comprises a plurality of subsets, each of said subsets serving substantially separate sectors within a zone associated with said antenna set. system.