KR950014805B1 - 셀방식 무선전화 통신 시스템 - Google Patents

셀방식 무선전화 통신 시스템 Download PDF

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KR950014805B1 KR1019910700446A KR910700446A KR950014805B1 KR 950014805 B1 KR950014805 B1 KR 950014805B1 KR 1019910700446 A KR1019910700446 A KR 1019910700446A KR 910700446 A KR910700446 A KR 910700446A KR 950014805 B1 KR950014805 B1 KR 950014805B1
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
셀방식 무선전화 통신 시스템
[도면의 간단한 설명]
제1도는 안테나의 방사범위(radiation coverage) 및 4개의 셀 재사용 패턴과의 관계를 종래 기술의 도면.
제2도는 본 발명의 일 실시예를 이용한 주파수 재사용 패턴을 나타내는 도면.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시예를 이용한 주파수 재사용 패턴을 나타내는 도면.
제4도는 본 발명의 일실시예에 있어서 주파수의 배치를 나타내는 도면.
제5도는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 주파수의 배치를 나타내는 도면.
제6도는 섹터 분할을 사용하는 바람직한 실시예를 나타내는 도면.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 분야]
본 발명은 셀방식 무선전화 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 셀방식 시스템용의 재사용 패턴(asymmetrical reuse patterns)에 관한 것이다.
[발명의 배경]
본 셀방식 무선전화 통신 시스템의 셀은 일반적으로 셀의 중심에 위치하여 각각 그 셀의 60°섹터로 방사하는 6개의 지향성 안테나(directional antennas)를 포함한다. 다수의 이러한 셀들은 셀방식 무선전화 통신 시스템을 형성하기 위하여 결합된다. 도시지역을 커버하는 이러한 셀방식 시스템으로 이동통화(mobile traffic)가 그 지역에 이동하는 동안 지상 통신선 전화망 상에서 통신이 가능케 된다.
이러한 이동 통화와 셀방식 시스템간의 통신은 디지탈 또는 아날로그 전송 기술을 사용하여 이루어진다. 디지탈 방법은 전송 이전에 정보를 디지탈화한다. 아날로그 전송기술은 일반적으로 통용되는 방법이며, 디지탈은 이제서 도입되고 있다. 디지탈전송에 의해 전송된 신호는 아날로그 전송 신호에 비하여 종래 기술에서 캐리어 대 간섭비(C/I)로 언급되는 질의 한계값(threshold)을 보다 낮게 허용할 수 있는 C/I 이행으로 손실되는 것은 코딩 이득으로 보상될 수 있다.
C/I는 수신된 원하는 캐리어의 신호 세기 대 수신된 간섭 캐리어의 신호 세기의 비율이다. 셀방식 시스템에 있어서 다수의 물리적 요소가 C/I에 영향을 미치게 되는데, 빌딩, 지형, 안테나 방사 패턴, 이동 통화 전송력 및, 셀내의 이동 통화 위치등이 그 물리적 요소로서 영향을 미치게 된다.
셀 송신기(cell's transmitters)의 낮은 전력으로 인해, 동일한 주파수가 동일 도시지역에서 공통 채널 셀(co-channel cells)로 언급되는 다른 셀에서 재사용 될 수 있다. 그러나, 공통 채널 셀의 위치상에서는 제한이 있게 된다. 통상적으로, 비록 송신기가 낮은 전력 일지라도, 공통 채널 셀들을 너무 근접하게 할 경우에는 상호 간섭이 야기된다. 주파수 재사용이 많아짐에 따라 보다 많은 이동 통화가 셀방식 시스템을 이용할 수 있게 된다.
채널들이 각각의 셀에 지정되어야 한다는 점에서 대칭적인 셀방식 시스템에서의 주파수 플랜(frequency plan)은 시프트 파라미터(shift parameters)라고 불리워지는 두개의 정수 i 및 j로부터 시작된다. 주파수 플랜은 기준 셀에서 시작하여 셀의 연쇄(Chain)를 따라 i셀 상에서의 이동을 설정(established)된다. i번째 셀에 도달한 후, 반시계 방향으로 60°의 회전이 이루어지고, j셀들에 대한 또다른 이동이 행해진다. j번째 셀을 안전하게 공통 채널셀이 될수 있다. 주파수 플랜은 또한 i셀을 호회전하기 전에 j셀을 이동함으로써 또는 반시계 방향 대신 시계방향으로 60°회전함으로써 성취될 수 있다. 초기 셀의 모든 가능한 공통 채널셀이 설계된후, 또다른 기준셀이 선택되어 절차가 반복된다. 이런 전체적인 절차는 전 도시에 대한 셀방식 시스템의 주파수 플랜을 설정하는데 필요한 만큼 자주 반복된다.
상기 절차로 설정된 셀들을 i2+ij+j2셀들의 재사용 패턴(reuse pattern)을 형성한다. 재사용 패턴내의 셀수는 셀방식 산업에 있어서 유력한 관심사가 되는데, 이는 이러한 수가 얼마나 많은 상이한 채널군들이 셀방식 무선전화에 할당된 주파수 스펙트럼으로부터 형성될 수 있는가를 결정하기 때문이다. 재사용 패턴내의 적은 수의 셀은 많은 채널 그룹이 형성될 수 있고, 많은 사용자를 수용함을 의미한다.
현재에는, 4개의 셀 재사용 패턴이 아날로그 시스템에 대해서 허용가능한 C/I를 산출하는 가장 조밀한 주파수 재사용 패턴중의 하나이다(모토로라사에 양도된 그라지아노의 미합중국 특허 번호 제4,128,740 호는 그와 같은 4개의 셀 재사용패턴을 설명한다.
그라지아노는 주파수 재사용이 안테나 빔폭 및 서로간 안테나의 공간 관계의 함수임을 보여주며, 주파수 재사용을 증가시키기 위하여, 안테나 빔은 120°에서 60°로 좁아진다. 120°의 안테나 빔은 광범위한 지역을 커버하기 때문에, 120°의 안테나 빔은 60°의 안테나빔 보다 공통채널셀을 더 간섭하게 된다. 제1도에 도시한 바와같이 보다 좁은 안테나 빔은 안테나 방사 패턴에 의해서 커버된 지역을 축소한다. 각각의 전력 지향성(power directivity)과 공통채널 간섭자들의 누적전력이 인식되는 동안 빔폭(beam width)을 감소하여 안테나를 공간 분리함으로써 보다 많은 주파 재사용을 허용한다.
그라지아노가 설명한 주파수 재사용 패턴은 대칭적인 재사용 패턴이다. 이러한 대칭 패턴은 상기 설명된 셀방식 배치절차를 사용하여 얻어지게 된다. 이러한 구성에 있어서, 각각의 공통채널 셀을 다른 공통채널 셀과 등거리에 있게 된다. 대칭적인 구성으로 인해, 셀 배치는 상이한 재사용 구성의 가능한 수가 주파수 재사용 균동화에 의해 제한된다.
그러므로, 셀방식 재사용 패턴에 있어서 셀의 수를 감소할 필요가 있게 되며, 그에 따라 주파수가 재사용 될 수 있는 횟수가 증가하게 된다.
[발명의 요약]
본 발명에 따르면, 지향성의 섹터 안테나 배열로 구성된 다수셀을 포함하는 셀방식 무선전화 통신 시스템이 제공된다. 이들 안테나들은 셀 중심에 위치하며, 각 안테나는 셀의 60°에 대한 지역으로 방사한다. 셀내의 각각의 안테나는 그 셀내의 다른 안테나에 할당된 주파수 그룹과는 상이한 할당된 주파수 그룹을 갖는다. 이 주파수 그룹들 각각은 두개의 셀 재사용 패턴을 효율적으로 형성하는 4 또는 16셀 반복패턴으로 2 또는 8회 반복될 수 있다. 본 발명은 비대칭인 패턴을 통해 증가된 주파수 재사용을 허용한다. 다시말해서, 주파수들은 또다른 방향에서 보다는 한 방향에서 보다 근접하게 반복될 수 있게 된다.
본 발명의 한 실시예에서는 반복 주파수 그룹을 비대칭적으로 위치시켜, 이들이 동일한 방향으로 방사하게 된다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예는 교호의 형태로 반복 주파수 그룹을 비대칭적으로 위치시켜 이들이 서로를 향해 방사하게 된다.
본 발명은 대칭 위치지정된 셀에서 보다는 낮은 C/I를 발생할 수도 있지만, 디지탈 세방식 환경에서는 그러한 낮은 C/I가 허용될 수 있게 된다. 디지탈 셀방식은 보다낮은 C/I를 보상하기 위해 코딩 이득을 사용할 수 있다.
[발명을 실행하기 위한 최적 모드]
셀의 비대칭 위치 지정(asymmetrical positioning)은 종래 기술의 셀방식 위치 지정 규칙과 유리됨으로써만이 가능하다. 본 발명에서 사용된 위치 지정 규칙은 또다른 방향에서 보다는 한 방향에서 보다 근접하게 공통채널 셀을 위치시킴으로써 4 또는 16셀의 반복 패턴을 창출한다.
비대칭적인 구성은 공통 채널셀들의 근접함에 의해 낮은 C/I를 산출한다. 아날로그 전송 기술을 이용하는 셀방식 시스템에서는, 낮은 C/I로 인하여 이동 차량에 낮은 품질의 신호를 야기하게 된다. 그러나, 디지탈 셀방식 시스템은 코딩이득(coding gain)의 사용으로 셀방식 이동 통화에 제공되는 서비스를 저하시키지 않고서 낮은 품질의 신호를 허용할 수 있게 된다. 코딩 이득은 C/I에서 손실되는 것을 보상한다.
제2도는 본 발명의 한 실시예를 도시한다. 이러한 구성의 셀들은 두개의 셀 재사용 패턴으로 배치되며, 여기에서 반복 채널 그룹(201)은 동일 방향을 지향한다. 제3도는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하며, 이 셀들 또한 두개의 셀재사용 패턴(301)으로 배치된다. 그러나, 한 열의 공통채널셀(302)의 반복 채널군은 인접열의 공통 채널 셀(303)의 반복 채널 그룹과 반대 방향으로 향하고 있다.
양쪽 모든 구성에 있어서, 공통 채널 셀들은 비대칭 패턴으로 배치된다. 이 경우에 있어서, 공통 채널 셀들은 한 방향에 있어서는 한 셀을 사이에 두고 분리되어 있으며, 다른 방향으로는 인접하고 있다. 이들 설명된 실시예외에, 다른 비대칭 구성이 가능할 수 있다.
주파수 재사용을 위한 셀들의 위치지정에 대한 종래기술 방법으로부터 유리됨으로써만이 비대칭 셀 구성이 가능하게 되는데, 본 발명은 반복 채널 그룹이 동일 방향으로 지향하는지의 여부에 따라서, 주파수가 각각 2 또는 8회 재사용되는 4 또는 16셀들의 반복 패턴을 제공한다. 이것은 사실상 2셀재사용 패턴을 산출한다. 다시말해 셀의 주파수 패턴이 반복되기저에 4 또는 16셀이 요구된다면, 4 또는 16셀 패턴내에서 주파수는 2회 또는 8회 재사용된다. 이러한 개념이 제4도 및 5도에 예증된다.
주파수 플랜의 한 실시예인 제4도는 각각의 주파수가 2회 사용되는 4셀 반복 패턴을 도시한다. 주파수는 2셀 반복 패턴을 산출하며 한 셀씩 걸러서 재사용된다.
주파수 플랜의 바람직한 실시예인 제5도는 각각의 주파수가 8회 사용되는 16셀 반복 패턴을 도시한다. 상기 한 실시예에서와 같이, 주파수는 2셀 재사용 패턴을 산출하고 한셀씩 걸러 재사용된다. 양쪽 모든 실시예에서, 한 셀의 주파수 배치는 패턴으로 반복되지 않는다.
본 발명을 활용하는 임의 주파수 배치 체계에서, 주파수는 인접 채널 간섭을 최소화 하도록 구성되어야 한다. 이는 시스템에서 셀의 중심을 접속하는 격자(lattice)를 설정함으로써 완성된다. 이러한 3축 격자가 제4도에 예증된다. 12개의 주파수 그룹들은 4개의 주파수 그룹의 3세트로 각각 분할되며, 각각의 세트는 상이한 축을 따라 위치가 정해진다. 제1세트의 2개의 기수 주파수 그룹은 제1축의 제1멤버(407)를 따라서 설정되어 있으며, 주파수의 제1그룹(403)은 제3그룹(404)과 반대방향을 향하고 있다. 격자의 다음 평행 멤버(408)는 제1세트의 주파수의 우수 그룹을 포함한다. 이러한 기수/우수 패턴은 인접 주파수 그룹의 영향(incidence)을 줄이기 위해 셀의 시스템 전반을 통해 반복된다.
격자의 제2축은 제2주파수 세트를 포함한다. 이 축상의 격자의 제1멤버(405)는 제2세트의 기수 주파수 그룹을 포함하며, 동일한 주파수 그룹은 동일한 방향을 향한다. 우수 주파수 그룹은 이축의 다음 평행 멤버(406)상에서 위치되며, 동일 주파수는 동일 방향을 향하게 된다. 이러한 기수/우수 패턴은 또한 시스템을 통해 반복된다.
제3축(409)상의 주파수 그룹은 상기에서와 같은 동일 방식으로 위치가 정해진다. 제3축(409)은 주파수 그룹의 최종 세트를 포함하게 된다. 각각의 동일 주파수 그룹은 시스템 전반을 통해 반복되는 패턴으로 동일방향을 향하게 된다.
이러한 주파수 위치지정 개념이 제4도에 예증되어, 주파수 그룹(1 및 3)은 제1축의 제1멤버를 따라서 위치가 정해진다. 그룹(2 및 4)는 제1축의 다음 평행 멤버를 따라서 위치가 정해진다. 제2축은 그 축의 제1멤버를 따라 그룹(5 및 7)을 포함하고 다음 평행 멤버를 따라 주파수 그룹(6 및 8)을 포함한다. 제3축은 상기의 두 축과 동일한 방식으로 위치된 그룹(9 내지 12)을 포함한다. 유사한 주파수 그룹을 동일방향으로 향하게 하는 가수/우수 주파수 위치 지정은 시스템 전체에 걸쳐 반복된다.
제5도는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 주파수 배치를 도시한다. 이러한 주파수 그룹 배치방법은 대체 실시예 배치 방법과 유사하나, 이 방법에 있어서, 주파수 그룹들은 교호셀에서 뒤집어(flip)진다. 다시말해서, 제1셀의 주파수그룹(1)은 제2셀의 주파수 그룹(1)으로부터 반대 방향을 향한다.
제4도 및 5도의 주파수 구성은 인접 주파수(401 및 501)의 발생을 초래하게 된다. 이러한 상황은 서로간에 주파수 간섭비 있게 될 수 있다. 이러한 문제를 완화하기 위하여, 상기 주파수들은 그 셀의 다른 셀턱에서 신호 전송 채널로서 이용될 수 있다. 그렇지 않으면, 이접 주파수중의 어는 한쪽 주파수는 단순히 사용될 수 없다.
바람직한 실시예의 용량은 제6도에 예증된 바와같이 섹터 분할을 사용함으로써 증가될 수 있다. 섹터 분할에 있어서, 주파수 또는 주파수 그룹은 셀내의 최소 2섹터 사이에서 분할된다. 주파수는 요구에 따라서 보다 많은 주파수를 요청하는 섹터에 할당된다. 한 섹터에서의 이동 통화가 그 섹터에서의 주파수 수에 대한 용량을 초과하게 된다면, 보다적은 통화가 이루어지는 섹터들로부터 사용되지 않은 주파수를 차용할 수 있다.
대칭 주파수 배치의 종래 기술방법이 셀방식 시스템의 미래 확장에 대한 주파수의 조밀한 재사용을 제공하지 못하는데 반하여, 본 발명은 비대칭 주파수 형태를 사용함으로써, 보다 높은 주파수 재사용과, 셀방식 무선전화기 시스템에서의 증가된 이동 통신 용량을 창출한다. 이를 성취하기 위해, 셀방식 주파수를 할당하기 위한 완전히 셀운 절차가 사용된다. 본 발명은 주파수가 한 셀씩 걸러 재사용되는 2셀 재사용 패턴 비대칭 배치를 제공하여, 도시지역에 있어서 보다 높은 주파수 재사용을 야기시킨다.
본 발명이 속하는 기술분야에서의 숙련가들은 각종 수정 및 변화가 본 발명의 사상 및 범주와 유리됨이 없이 본 발명에서 행해질 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 특허청구범위는 실시예와 관련된 특정한 제한이 없으므로 상기 설명된 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 셀방식 통신 시스템에 있어서, 셀의 60°섹터로 방사하는 제1주파수 그룹(302)의 제1주파수를 포함하는 다수의 주파수 그룹으로서, 제1주파수 그룹(302)의 제1주파수는 제2주파수 그룹(303)의 제1주파수에 대해 반대편 방향으로 방사하게 되는, 다수의 주파수 그룹과 ; 제1방향에서의 재사용 거리가 제2방향에서의 재사용거리보다 짧은 2셀 재사용 패턴에 의한 제1주파수 그룹의 균일한 재사용으로 구성되어 지는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
  2. 셀의 여섯개의 60°섹터로 방사하게 되는 셀의 중심에 위치된 다수의 안테나를 구비하는 다수 셀을 갖는 셀방식 통신 시스템에서 통신 채널을 지정하는 방법으로서, 셀내 다수 안테나의 각각의 안테나에 다른 통신 채널을 제공하는 단계를 구비하는 상기 방법에 있어서, 통신 채널의 활용을 증가시키기 위하여, 비대칭적으로 위치된 셀중의 제1셀이 제1방향에서의 재사용 거리가 제2방향에서의 재사용 거리보다 짧은 거리를 두고 제2반복 셀로부터 위치되는 2셀 재사용 패턴으로 다르게 비대칭적으로 위치된 셀들에 통신 채널을 반복하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 채널 지정 방법.
  3. 셀방식 통신 시스템에 있어서, 주파수 그룹의 각각의 주파수가 협대역 빔의 지향성 방식으로 사용되어 셀로 지정되어지는 적어도 한 주파수 그룹과 ; 제1방향에서의 재사용 거리가 제2방향에서의 재사용 거리보다 짧은 2셀 재사용 패턴에 의한 상기 적어도 한 주파수 그룹의 균일한 재사용으로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 한 주파수 그룹의 각각의 주파수는 셀에서 적어도 하나의 60°섹터로 방사되는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
  5. 제3항 또는 제11항에 있어서, 상기 적어도 한 주파수 그룹의 적어도 하나의 주파수는 셀의 섹터사이에서 동적 할당되는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 재사용된 제1주파수 그룹의 제1주파수는 반대편 방향으로 방사되는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 셀은 적어도 하나의 소정의 주파수 그룹으로 지정되는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
  8. 셀방식 통신 시스템에 있어서, 협대역 빔의 지향성 방식으로 사용되어 셀로 지정되어지는 적어도 하나의 주파수와 ; 제1방향에서의 재사용 거리가 제2방향에서의 재사용 거리보다 짧은 셀 재사용 패턴으로, 처음의 사용에 대해 비대칭적으로 적어도 하나의 주파수의 비간섭 재사용으로 구성되는 셀방식 통신 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 주파수는 셀의 적어도 하나의 60°섹터로 방사되는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 재사용된 제1주파수 그룹의 제1주파수는 반대편 방향으로 방사되는 것을 특징으로 하는 셀방식 통신 시스템.
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