(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した無線通信システムにおいて、
基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、
隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数を設定し、
基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定した配置とし、周波数Ｆ２とＦ３との差を周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した無線通信システムにおいて、
基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、
同一のセル内では隣接するセクタに異なる通信周波数を設定し、
直交方向で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数設定が鏡面関係で、当該直交方向の間で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数設定が左右反転の鏡面関係として、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数を設定し、
基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定した配置とし、周波数Ｆ２とＦ３との差を周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した無線通信システムにおいて、
基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを地磁気方向を基準とした４つの方向へ指向するセクタに分割し、
同一のセル内では全てのセクタに異なる通信周波数を設定し、
直交方向で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数設定が鏡面関係で、当該直交方向間で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数設定が左右反転の鏡面関係として、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数を設定し、
基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定した配置とし、周波数Ｆ２とＦ３との差を周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した無線通信システムにおいて、
基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、
隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数及び偏波方式を設定し、
基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定した配置とし、周波数Ｆ２とＦ３との差を周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した無線通信システムにおいて、
基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、
直交方向で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数及び偏波方式の設定が鏡面関係で、当該直交方向の間で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数及び偏波方式の設定が左右反転の鏡面関係として、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数及び偏波方式を設定し、
基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定した配置とし、周波数Ｆ２とＦ３との差を周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した無線通信システムにおいて、
基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを地磁気方向を基準とした４つの方向へ指向するセクタに分割し、
直交方向で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数及び偏波方式の設定が鏡面関係で、当該直交方向間で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数及び偏波方式の設定が左右反転の鏡面関係として、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数及び偏波方式を設定し、
基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定した配置とし、周波数Ｆ２とＦ３との差を周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
各セルを構成する基地局に同一の偏波方式を設定し、更に、当該基地局とは異なる偏波方式を設定した基地局を当該セル配置に重ねて配置して偏波形式を異ならせた多重セル配置としたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信システムにおいて、
同一のセルを構成する一方の基地局の４つのセクタの通信周波数配置を時計回りに互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４に設定し、他方の基地局のセクタの通信周波数配置を時計回りにＦ２、Ｆ４、Ｆ１、Ｆ３に設定したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の無線通信システムにおいて、
基地局と指向性アンテナによって無線通信を行う固体端末局をセクタ内に配置し、当該固定端末局の通信周波数及び通信偏波方式を当該セクタに設定された通信周波数及び通信偏波方式と同一に設定したことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信エリアを複数の基地局を配置することにより複数のセルに分割し、複数のセルで同一の周波数を繰り返して用いることを可能ならしめる無線通信システムに関し、これにより、例えば、準ミリ波帯やミリ波帯の限られた周波数帯域を有効利用した加入者系無線アクセスシステムのＰ−ＭＰシステムを実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＷＬＬ（wireless local loop）あるいはＦＷＡ（Fixed wireless access）などと称せられる無線通信を用いた加入者系無線アクセスシステムが知られている。加入者系無線アクセスシステムは、図８に示すように、電気通信事業者が設置する基地局１と複数の利用者宅地側にそれぞれ設置される加入者局２とを無線通信で接続するものであり、基地局１と加入者局２とが無線通信することで、異なる加入者局２に接続されたＬＡＮ３の間でデータ通信することができ、また、基地局１に接続された公衆通信網などのバックボーンネットワーク４を介して更に他の加入者ＬＡＮとデータ通信することができる。
基地局１は多数の加入者局２を収容しており、このような一対多方向方式の無線設備はＰ−ＭＰ（Point−Multi Point）システムと呼ばれている。
【０００３】
このような基地局１を複数分散配置することにより、一定の地域を全面的にカバーして多数の加入者局２にサービスを提供することができるが、限られた周波数資源を有効に利用するため、同一の通信周波数を繰り返して使用しなければならない。
このような周波数の繰り返し使用は、自動車や携帯電話等に見られる移動通信の分野では昔から行われていたが、干渉を防止するため同一周波数を隣接の基地局で用いることはできなかった。
【０００４】
前記Ｐ−ＭＰシステムは準ミリ波帯やミリ波帯といった高い通信周波数を使用し、高利得なアンテナを用いて見通し内の無線通信を行うもので、この標準規格はＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ５９で定められている。この標準規格によれば、通信周波数は２６ＧＨｚ帯あるいは３８ＧＨｚ帯を用い、加入者局には２０ｄＢｉ以上の高利得アンテナを用いなければならないことが定められている。
【０００５】
このような事情から、基地局１のアンテナ６にパラボラアンテナやセクタアンテナなどの指向性アンテナを用いて周波数の繰り返し使用及び高利得を実現していた。
複数のパラボラアンテナを基地局に設けて、これらパラボラアンテナを互いに異なる方向へ向けて水平面の全方位を複数のセクタに分割し、セクタ分割により周波数の繰り返し使用を実現するとともに高利得を実現していた。また、セクタアンテナは、例えば図９に示すように、円盤状のアンテナ基板１０を遮蔽板１１により４つのセクタＡ〜Ｄに分割し、各セクタＡ〜Ｄにアンテナ素子１２を設けて各セクタＡ〜Ｄをそれぞれ指向性アンテナに構成した構造であり、セクタＡ〜Ｄにより水平面の全方位を４分割し、セクタ分割により周波数の繰り返し使用を実現するとともに高利得を実現していた。
【０００６】
そして、加入者系無線アクセスシステムでは、このような基地局１の各セクタに収容される固定加入者局２においても指向性アンテナ７を用いて、通信周波数の繰り返し使用によるセクタ間での干渉を防止している。
ここで、基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより広い領域を複数のセルによりカバーする無線通信システムにおけるセルの構成法として、特開平１０―４２３５２号公報に記載された発明が知られている。
【０００７】
この発明は図１０に示すようなものであり、同図において、Ｂ１〜Ｂ４は基地局で、各基地局の通信サービスエリア（セル）を便宜上六角形で示し、Ｆ１〜Ｆ３は各アンテナ（セクタ）の使用周波数（チャネル）を示している。すなわち、この発明では、セル内のセクタｍ個（ｍは２以上の正数）毎に同一の周波数となるように設定して、セクタ間での干渉を防止しようとするものである
【０００８】
ここで、この発明のような構成とすると、Ｃ１は基地局Ｂ２のＦ２チャネルを使用するセクタに属する加入者局のひとつであるが、経路を図１０中に矢印で示すように、この加入者局Ｃ１が同一チャネルによる干渉を受けるあるいは与える可能性のある最も近接した基地局はＢ４である。このような構成とすると、同一チャネル干渉は1セルの間隔を離して起こり得るが、この程度の干渉であれば所期の通信品質を維持することができ実用上の支障は生じない。
【０００９】
しかしながら、実際の基地局の配置は机上検討の通りには行かないことも多く、周囲の環境や設置場所の確保など諸般の事情に左右されることがあり、セル間での干渉が生じてしまう。図１１は基地局Ｂ３の設置位置が正規の場所からずれて配置された場合の例を示しており、基地局Ｂ３のＦ２チャネルを使用するセクタに属する加入者局Ｃ２は隣接する基地局Ｂ２のＦ２チャネルを使用するセクタとの間で干渉を生じる可能性がある。
また、このような六角形で構成されるセル配置は最低でも３つないとセルの面展開を行うことができなかった。また、使用できるチャネルが４つあったとしても、この４つのチャネルを効率的に使用することは難しいことが予想される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、隣接セルとの間の干渉を防止し、また、使用する通信周波数が最低２つ以上あれば実現可能なセル配置構造を有する無線通信システムを提供することを目的としている。
特に、本発明は、従来のセルラーシステムでは採用されていいない4セクター構成により加入者系無線アクセスシステムに最適なセル配置を提供することを目的としている。
なお、本発明の更なる目的は以下の説明において明らかなところである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信システムは、基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した通信システムであり、基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数を設定している。
【００１２】
すなわち、隣接する４つのセルを捉えてみると、これらセルの隣接するセクタでは各セルの基地局は水平面内で放射内方へ指向性を有している。そして、これら隣接セクタ内に固定加入者局をセクタ内の基地局への指向性をもって設置すると、当該固定加入者局は自己が属する基地局方向への指向性を呈するが他の隣接セクタの基地局に対して背を向ける（すなわち、隣接セクタの基地局と固定加入者局とはその指向性が対向することがない）こととなり、当該固定加入者局の無線通信に隣接セクタの基地局との関係の干渉が生じることがない。
【００１３】
また、本発明に係る無線通信システムは、基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した通信システムであり、基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、同一のセル内では隣接するセクタに異なる通信周波数を設定し、直交方向で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数設定が鏡面関係で、当該直交方向の間で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数設定が左右反転の鏡面関係として、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数を設定している。
また、本発明に係る無線通信システムは、上記基地局のセルを地磁気方向を基準とした４つの方向へ指向するセクタに分割している。
【００１４】
例えば、後述する図１に示すように、基地局Ｂ５のセルをそれぞれ北西、北東、南東、南西を指向する４つのセクタに分割し、それぞれのセルに通信周波数Ｆ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を設定した場合、当該基地局Ｂ５に隣接する８つのセルを捉えてみると、南北及び東西方向で隣接する４つのセルＢ２、Ｂ８、Ｂ４、Ｂ６では、セルＢ５に対して鏡面関係のセクタ周波数設定とし、当該直交方向の間の方向で隣接する４つのセルＢ１、Ｂ３、Ｂ９、Ｂ７では、セルＢ５に対して左右反転の鏡面関係のセクタ周波数設定とすると、セルに隣接する８つのセルとの間で隣接するセクタに同一の通信周波数を設定することができる。
なお、この配置の基準となる直交方向は地磁気の方向を基準として設定するのが好ましく、このようにすれば設置作業において、遠隔の隣接する基地局の位置を予め把握せずとも、作業者は磁石をもって隣接する基地局の位置関係を把握することができ、広大なエリア内でも上記のような周波数設定を行うセル配置及びセクタ分割を行うことができる。
【００１５】
また、本発明に係る無線通信システムは、基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した通信システムであり、基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数及び偏波方式を設定している。
すなわち、同一の通信周波数でも偏波方式を違えることにより干渉を防止することができるが、本発明では、上記のように隣接するセルの隣接するセクタ間ではセクタ内の固定加入者局は他のセクタの基地局と指向性が対向することがないので（加入者局が２０ｄＢｉ以上の高利得アンテナを用いる場合は特に）、隣接するセル間の隣接するセクタに同一の通信周波数及び偏波方式を設定している。
【００１６】
また、本発明に係る無線通信システムは、基地局を略中心として当該基地局による通信サービス領域をセルとして形成し、複数の基地局を分散配置することにより複数のセルを形成した通信システムであり、基地局に指向性アンテナを用いることにより当該基地局のセルを４つのセクタに分割し、同一のセル内では隣接するセクタに通信周波数と偏波方式との少なくともいずれか一方を異ならせて設定し、直交方向で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数及び偏波方式の設定が鏡面関係で、当該直交方向の間で隣接する他のセルとは各セクタの通信周波数及び偏波方式の設定が左右反転の鏡面関係として、隣接するセル間では隣接するセクタに同一の通信周波数及び偏波方式を設定している。すなわち、同一セルの隣接セクタ間では同一の通信周波数でも垂直偏波と水平偏波、右旋円偏波と左旋円偏波などといったように偏波方式を違えることにより干渉を防止することができ、隣接セルの隣接セクタ間では上記のように指向性が対向することがないので同一の通信周波数及び偏波方式を設定することができる。
また、本発明に係る無線通信システムは、上記基地局のセルを地磁気方向を基準とした４つの方向へ指向するセクタに分割している。
【００１７】
例えば、後述する図５に示すように、基地局Ｂ５のセルをそれぞれ北西、北東、南東、南西を指向する４つのセクタに分割し、それぞれのセルに通信周波数及び偏波方式（Ｖ：垂直偏波、Ｈ：水平偏波）をＦ１Ｖ、Ｆ２Ｖ、Ｆ１Ｈ、Ｆ２Ｈを設定した場合、当該基地局Ｂ５に隣接する８つのセルを捉えてみると、南北及び東西方向で隣接する４つのセルＢ２、Ｂ８、Ｂ４、Ｂ６では、セルＢ５に対して鏡面関係のセクタ周波数及び偏波方式の設定とし、当該直交方向の間の方向で隣接する４つのセルＢ１、Ｂ３、Ｂ９、Ｂ７では、セルＢ５に対して左右反転の鏡面関係のセクタ周波数及び偏波方式の設定とすると、セルに隣接する８つのセルとの間で隣接するセクタに同一の通信周波数及び偏波方式を設定することができる。しかも、偏波方式を組み合わせることにより、使用する周波数を半減させることができ、周波数資源をより有効に活用することができる。
なお、この配置の基準となる直交方向は地磁気の方向を基準として設定するのが好ましく、このようにすれば設置作業において、遠隔の隣接する基地局の位置を予め把握せずとも、作業者は磁石をもって隣接する基地局の位置関係を把握することができ、広大なエリア内でも上記のような周波数及び偏波方式の設定を行うセル配置及びセクタ分割を行うことができる。
【００１８】
更に、本発明に係る無線通信システムでは、上記のような各無線通信システムで、  各セルを構成する基地局に同一の偏波方式を設定し、更に、当該基地局とは異なる偏波方式を設定した基地局を当該セル配置に重ねて配置して偏波形式を異ならせた多重セル配置として、同一のエリア内に２つの基地局を配置して、干渉を生じさせることなくそれぞれの基地局による通信サービスを提供するようにしている。その具体的な構成の好ましい一例として、同一のセルを構成する一方の基地局の４つのセクタの通信周波数配置を時計回りに互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４に設定し、他方の基地局のセクタの通信周波数配置を時計回りにＦ２、Ｆ４、Ｆ１、Ｆ３に設定している。
【００１９】
更に、本発明に係る無線通信システムでは、基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数であるＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定した配置とし、周波数Ｆ２とＦ３との差をを周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定している。
同一のセルの隣接セクタ間では干渉を防止するためにできるだけ通信周波数の差が大きいことが望ましいことから、分割されたセクタに対して襷がけ形式で通信周波数を割り当てるのが好ましく、Ｆ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回り又は反時計回りに設定することとなる。しかしながら、同一のセルを構成する基地局のセクタを４分割すると、Ｆ２とＦ３が割り当てられるセクタが隣接することとなるので、これら周波数間を他のものより大きく設定し、同一セル内の隣接セクタ間での干渉を防止する。
【００２０】
なお、本発明に係る無線通信システムは、勿論指向性アンテナを有しない移動局への通信サービスを行うために用いることもできるが、上記のように加入者系無線アクセスシステムを構成するために固定端末局を収容するシステムに用いるのが好ましく、この場合には、基地局と指向線アンテナによって無線通信を行う固体端末局をセクタ内に配置し、当該固定端末局の通信周波数及び通信偏波方式を当該セクタに設定された通信周波数及び通信偏波方式と同一に設定すればよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る無線通信システムを実施例に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の第１実施例に係る基地局のサービスエリアとセクタごとの使用周波数を示す平面図である。図において、Ｂ１〜Ｂ９は基地局、Ｆ１〜Ｆ４は互いに異なる通信周波数を示す。
なお、同図では、各セクターの位置関係を説明する都合上、東西南北を用いて説明するが、実際の配置がこれらの方向となっていなくてもよい。
【００２２】
基地局Ｂ５のセルにおいて、基地局に備えられた指向性アンテナの方向を調整して、４つのセクタを北西、北東、南東、南西方向を向くように配置し、使用する周波数をそれぞれＦ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４に設定する。
そして、基地局Ｂ５のセルの東西方向の隣接セルではセクタの東側と西側の周波数を入れ替えて設定する。すなわち、基地局Ｂ４とＢ６のセルのセクタ配置は、基地局Ｂ５セルにおいてＦ１とＦ３を入れ替え、また、Ｆ４とＦ２を入れ替えて、鏡面関係とする。また、基地局Ｂ５のセルの南北方向の隣接セルではセクタの北方向と南方向の周波数を入れ替えて設定する。すなわち、基地局Ｂ２とＢ８のセルのセクタ配置は、基地局Ｂ５セルにおいてＦ１とＦ４を入れ替え、また、Ｆ２とＦ３を入れ替えて、鏡面関係とする。
【００２３】
このルールに従い各セルを配置していくと、図１中の点線の円で示すように、隣接するセルの隣接するセクタは同一の周波数を使用することになり、各セクタ内に設定された固定端末局はそれぞれの基地局に指向して、他の基地局との干渉が生じない状態となる。
なお、更に言えば、当該ルールによると、基地局Ｂ５のセルの北東、北西、南東、南西方向の隣接セルでは、基地局Ｂ５のセクタとは左右反転の鏡面関係に周波数を設定することとなる。
【００２４】
加入者系無線アクセスシステムにおいては固定加入者局が２０ｄＢ以上のアンテナを使用することがＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ５９で義務づけられており、通常パラボラアンテナ等の指向性アンテナを使用する。このような高利得のアンテナは狭ビームを有しており、隣接する４つのセクタで同一の周波数を使用していても干渉とはならない。例えば、基地局Ｂ５のセルの周波数Ｆ１を使用するセクタに属する固定加入者局は、基地局Ｂ５の方向を向くため、隣接する基地局Ｂ１、Ｂ２およびＢ４のセルのＦ１を使用するセクタとの間で干渉を引き起こすことはない。
【００２５】
ここで、 図２には、上記の配置設定において、他のセル（基地局）との干渉の発生可能性を示してある。
同図中のＣ１は基地局Ｂ１のセルのＦ２チャネルを使用するセクタに属する加入者局であり、この加入者局Ｃ１が同一チャネルによる干渉を受けるあるいは与える可能性のある最も近接したセクタは、経路を図中に矢印で示すように、基地局Ｂ３のセルのＦ２チャネルを使用するセクタである。
【００２６】
このように図１に示すセル配置によれば同一チャネルの干渉は１セルの間隔を離して起こり得るが、隣接するセルとの間での干渉は生じないので、１セルの間隔を隔てていることもあって、実用上において干渉は問題とならない。
また、実際の基地局の配置は机上検討の通りには行かないことも多く、周囲の環境や設置場所の確保など諸般の事情に左右されることがある。図３には、基地局の配置を正規の場所からずらして配置した場合の例を示してあるが、この場合にも、隣接の基地局との間で同一チャネル干渉を起こす可能性はなく、せいぜい１セルの間隔を隔てたセルとの干渉が理論上の可能性があるだけである。
【００２７】
なお、例えば加入者系無線アクセスシステムは準ミリ波やミリ波を使用して見通し通信を行うため、固定加入者局のアンテナと基地局のアンテナが見通せる関係でなければならないが、加入者局の設置後に周囲の環境の変化、特に新しい建造物の建築などによって、見通しでなくなる可能性は十分考えられる。
これに対して、本例では、加入者局の周囲に存在する他の３つの基地局も同じ周波数を使用しているので、加入者局のアンテナの方向を変えることで、使用する通信周波数を変更することなく他のいずれかの基地局と通信を行える可能性が十分にあり、このような加入者局のアンテナの方向調整という簡単な作業で周囲環境の変化に対応して通信接続を維持することもできる。
【００２８】
図４は、本発明の第２実施例に係る基地局のサービスエリアとセクタごとの使用周波数を示す平面図である。図において、Ｂ１〜Ｂ９は基地局、Ｆ１〜Ｆ４は互いに異なる通信周波数を示す。
なお、各セクタの位置関係を説明する都合上、東西南北を用いて説明するが、実際の配置がこれらの方向となっていなくともよい。
【００２９】
本例では、基地局Ｂ５のセルにおいて、その指向性アンテナの方向を設定して４つのセクタを北、東、南、西方向を向くように配置し、各セクタの通信に使用する周波数をそれぞれ、Ｆ１、Ｆ４、Ｆ２、Ｆ３とする。
そして、基地局Ｂ５セルの東西方向の隣接セルではセクタの東側と西側の周波数を入れ替える。すなわち、基地局Ｂ４とＢ６のセルのセクタ配置は、基地局Ｂ５セルにおいてＦ３とＦ４を入れ替えた鏡面関係とする。また、基地局Ｂ５セルの南北方向の隣接セルではセクタの北方向と南方向の周波数を入れ替える。すなわち、基地局Ｂ２とＢ８のセルのセクタ配置は、基地局Ｂ５セルにおいてＦ１とＦ２を入れ替えた鏡面関係とする。
【００３０】
このルールに従い各セルを配置していくと、図４中の点線の円で示すように、隣接するセルの隣接するセクタは同一の周波数を使用することになり、各セクタ内に設定された固定端末局はそれぞれの基地局に指向して、他の基地局との干渉が生じない状態となる。
なお、更に言えば、当該ルールによると、基地局Ｂ５のセルの北東、北西、南東、南西方向の隣接セルでは、基地局Ｂ５のセクタとは左右反転の鏡面関係に周波数を設定することとなる。
【００３１】
図５は、本発明の第３実施例に係る基地局のサービスエリアとセクタごとの使用周波数及び偏波方式を示す平面図である。図において、Ｂ１〜Ｂ９は基地局、Ｆ１、Ｆ２は互いに異なる通信周波数を示し、Ｖは垂直偏波、Ｈは水平偏波を使用することを示す。
なお、各セクタの位置関係を説明する都合上、東西南北を用いて説明するが、実際の配置がこれらの方向となっていなくともよい。
【００３２】
基地局Ｂ５のセルにおいて、その指向性アンテナの方向を設定して４つのセクタを北西、北東、南東、南西方向を向くように配置し、使用する周波数及び偏波方式をそれぞれ、Ｆ１Ｖ、Ｆ２Ｖ、Ｆ１Ｈ、Ｆ２Ｈに設定する。第１実施例と同様に、東西方向の隣接セルではセクタの東側と西側を入れ替え、南北方向の隣接セルではセクタの北方向と南方向を入れ替えて、鏡面関係としている。
【００３３】
このルールに従い各セルを配置していくと、図５中の点線の円で示すように、隣接するセルの隣接するセクタは同一の周波数及び同一の偏波方式を使用することになり、各セクタ内に設定された固定端末局はそれぞれの基地局に指向して、他の基地局との干渉が生じない状態となる。
更に言えば、当該ルールによると、基地局Ｂ５のセルの北東、北西、南東、南西方向の隣接セルでは、基地局Ｂ５のセクタとは左右反転の鏡面関係に周波数及び偏波方式を設定することとなる。
なお、本実施例においては垂直偏波と水平偏波を使用したが、右旋円偏波と左旋円偏波を用いてもよい。
【００３４】
図６は、本発明の第４実施例に係る基地局のサービスエリアとセクタごとの使用周波数及び偏波方式を示す平面図である。図において、Ｂ１〜Ｂ９は基地局、Ｆ１〜Ｆ４は互いに異なる通信周波数を示し、Ｖは垂直偏波、Ｈは水平偏波を使用することを示す。
なお、各セクタの位置関係を説明する都合上、東西南北を用いて説明するが、実際の配置がこれらの方向となっていなくともよい。
【００３５】
図６において、垂直偏波Ｖにのみ着目すれば、第1実施例（図１）と全く同じ配置となっている。
さて、本発明の第１実施例に基づいて既にセルの面展開を行っていることを想定し、この既設の基地局では、４つのセクタで垂直偏波Ｖを使用しているものとする。
既にサービスを行っている前記セルに基地局を増設する場合、新たに増設する基地局の位置は既設の基地局の位置と同じ位置とする。なお、図６には新たな基地局の記号を示していない。
【００３６】
新たな基地局では既設の基地局とは異なる水平偏波Ｈを使用するものに設定して既設の基地局との干渉を防止し、更に、本例では、既設のセクタとは時計回りに２セクタずつ使用周波数をずらして隣接しないように（更に言えば、指向性が反対となるように）し、周波数の面でも同一セクタ内で干渉が生じないようにしている。
【００３７】
このようにセクタの使用周波数と偏波方式が設定されたセルに対して、その隣接するセルでは第１実施例と同様なルールでセクタの周波数及び偏波方式を設定し、図６中の点線の円で示すように、隣接するセルの隣接するセクタは同一の周波数及び同一の偏波方式を使用するようにして、各セクタ内に設定された固定端末局はそれぞれの基地局に指向して、他の基地局との干渉が生じない状態とする。
更に言えば、当該ルールによると、基地局Ｂ５のセルの北、東、南、西方向の隣接セルでは、基地局Ｂ５のセクタとは鏡面関係に周波数及び偏波方式を設定し、基地局Ｂ５のセルの北東、北西、南東、南西方向の隣接セルでは、基地局Ｂ５のセクタとは左右反転の鏡面関係に周波数及び偏波方式を設定することとなる。
【００３８】
なお、既設のサービスエリアに基地局を増設するのではなく、初めから２つの基地局を同一エリアに配置した場合においても本実施例の結果と何ら変わりはないことは言うまでもない。
また、上記した各実施例の説明では、２つあるいは４つの周波数のみを用いてセル配置を面展開する方法について説明しているが、より多くの周波数を用いることができる場合には、本発明の実施例と組み合わせることによって同一チャネル干渉の生じる間隔をさらに大きくすることが可能であることは言うまでもない。
【００３９】
図７は、本発明の第５実施例に係る基地局のセクタごとの通信周波数の設定方法を説明する図である。なお、本例では、基地局の４つのセクタの通信周波数配置をＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４又はＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の関係にある互いに異なる周波数Ｆ１、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ４を時計回りに配置した図１の構成を用いて説明するが、これら周波数配置が反時計回りに設定されたものでも同様である。
【００４０】
同一セルの隣接セクタ間ではＩＲＦ（干渉軽減係数）が大きく取れるのが望ましく、このため隣接セクタ間の通信周波数は可能な限り差を大きくするのが望ましい。図１において、通信周波数Ｆ１〜Ｆ４の間にＦ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４の関係があるとすれば、Ｆ２とＦ３の周波数が設定されるセクタが隣接してしまうこととなる。勿論、これらセクタ間でＩＲＦが十分取れる場合には問題とならないが、周波数資源を極力有効利用することができる割り当て構造を以下に説明する。
【００４１】
ＡＲＩＢ―ＳＴＤ―Ｔ５９によれば、通信周波数は使用周波数帯域を幾つかに分割したブロック単位で割り当てられる。そこで、本例では、図７（ａ）に示すように、一つのブロックに２チャネル配置し、互いに離れたブロック１とブロック４とを用いて、ブロック１にＦ１とＦ２を配置し、ブロック４にＦ３とＦ４を配置して、同図（ｂ）に示すように、周波数Ｆ２とＦ３との差を周波数Ｆ１とＦ２との差及びＦ３とＦ４の差より大きく設定している。
これにより、Ｆ２とＦ３が割り当てられる隣接セクタにおいても十分大きなＩＲＦ得られ、同一セル内の隣接セクタ間での干渉も防止される。
なお、ブロック内に５チャネル以上配置できる場合には、図７（ｃ）に示すように、Ｆ２とＦ３との間に予備チャネルを設ければよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る無線通信システムによれば、隣接セルの隣接セクタで同一周波数更には同一の偏波方式となる独特のセル配置によって、最低２つのチャネルのみでセルの面展開が可能となる無線通信システムのセル配置法を提供することができる。
また、本発明に係る無線通信システムは、基地局の位置が多少ずれた場合であっても同一チャネル干渉が隣接セルとの間で生じないという優れた特徴を有する無線通信システムのセル配置法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係る基地局のセル配置を示す図である。
【図２】  本発明の第１実施例に係る干渉防止効果を説明する図である。
【図３】  本発明の第１実施例に係る配置ずれの影響を説明する図である。
【図４】  本発明の第２実施例に係る基地局のセル配置を示す図である。
【図５】  本発明の第３実施例に係る基地局のセル配置を示す図である。
【図６】  本発明の第４実施例に係る基地局のセル配置を示す図である。
【図７】  本発明の第５実施例に係る通信周波数設定を説明する図である。
【図８】  加入者系無線アクセスシステムの一例を示す図である。
【図９】  セクタアンテナの構造を説明する図である。
【図１０】  従来の基地局のセル配置を示す図である。
【図１１】  従来の基地局のセル配置による不具合を説明する図である。
【符号の説明】
Ｂ１〜Ｂ９：基地局、  Ｃ１、Ｃ２：加入者局、
Ｆ１〜Ｆ４：通信周波数、  Ｖ、Ｈ：偏波方式、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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