(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間した複数の低電力セルノード送信局を備え、各送信局は、セルを規定する領域内で受信される信号群を送信し、隣接したセルは互いに重複するように配置された低電力多機能セルラテレビジョン系において、
各送信局が、当該送信局を通る対称軸線について対称な第１セクタ上に一つの偏波で均一に偏波された信号群、および前記対称軸線について対称な第２セクタ上に前記一つの偏波とは異なる偏波で均一に偏波された信号群を放射し、所定局の前記第１および第２セクタ上に放射される信号群は、同数のそれぞれの周波数を有し、前記第１及び第２セクタを合わせて当該セルをほぼ３６０度覆い、隣接したセル内にあり、かつ前記軸線にほぼ沿って整列した局は、前記一つの偏波で同じ向きに信号群を放射し、隣接したセル内にあり、かつ前記軸線にほぼ直交して整列した局は、前記一つの偏波で互いに逆向きに信号群を放射し、前記セルの第１群内の送信局は、所定帯域の少なくとも９０％を占める第１の数の個別チャネルから成る信号群を送信し、前記セルの第１群に隣接した前記セルの第２群内の送信局は、前記所定帯域の少なくとも９０％を占める第２の数の個別チャネルから成る信号群を送信し、前記セルの第２群内の送信局の前記チャネルの搬送波周波数は、前記セルの第１群内の送信局の前記チャネルの搬送波周波数とは異なることを特徴とする低電力多機能セルラテレビジョン系。
【請求項２】
前記セルの第２群内の送信局のチャネルの搬送波周波数は、前記セルの第１群内の送信局のチャネルの搬送波周波数のほぼ中間にあることを特徴とする請求項１に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項３】
前記一つの偏波が水平偏波であり、前記一つの偏波とは異なる偏波が垂直偏波であることを特徴とする請求項１に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項４】
互いに隣接する第１及び第２セルを規定するそれぞれのサービス領域内で受信されるそれぞれの信号を送信する少なくとも第１及び第２送信局を備えた多機能セルラテレビジョン系において、
前記第１送信局は、一つの帯域のほぼ全体を占める第１の数の個別チャネルから成り、かつ前記第１送信局を通る第１対称軸線について対称な第１セクタ上に均一に偏波された信号群、及び前記第１の数のチャネルから成り、かつ前記第１対象軸線について対称な第２セクタ上に均一に偏波された信号群を放射し、前記第２セクタにおける偏波は前記第１セクタにおける偏波とは異なり、前記第１及び第２セクタを合わせて前記第１セルをほぼ全方向に亘って覆い、
前記第２送信局は、前記帯域のほぼ全体を占める第２の数の個別チャネルから成り、かつ前記第２送信局を通る第２対称軸線について対称な第３セクタ上に均一に偏波された信号群を一つの偏波で送信し、そして前記第２の数のチャネルから成り、かつ前記第２対象軸線について対称な第４セクタ上に均一に偏波された信号群を前記一つの偏波とは異なる偏波で放射し、前記第３及び第４セクタを合わせて前記第２セルをほぼ全方向に亘って覆い、
前記第２の数のチャネルは、前記第１の数のチャネルとは異なる周波数を有することを特徴とする低電力多機能セルラテレビジョン系。
【請求項５】
前記一つの偏波が水平偏波であり、前記一つの偏波とは異なる偏波が垂直偏波であることを特徴とする請求項４に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項６】
前記第１の数のチャネルが前記帯域の少なくとも９０％を占め、前記第２の数のチャネルが前記帯域の少なくとも９０％を占め、前記第１送信局のチャネルの中心周波数は、前記第２送信局のチャネルの中心周波数とは異なることを特徴とする請求項４に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項７】
前記第１の数の個別チャネルが、各チャネルの帯域幅の１０％未満の搬送波周波数分離帯によって離間された複数の周波数変調テレビジョン・チャネルから成り、前記複数の周波数変調テレビジョン・チャネルが、約１ＧＨｚを超えない帯域幅を有する２７乃至３０ＧＨｚの帯域内にあり、
前記第１送信局のチャネルの中心周波数が、前記第２送信局のチャネルの中心周波数のほぼ中間にあることを特徴とする請求項４に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項８】
各送信局のセクタが分割線で離間され、ほぼ一列に整列した送信局が１つおきに、前記列上の隣接した送信局を結ぶそれぞれの線の一方の側に傾斜した分割線を有し、前記列上の他の１つおきの送信局が、隣接した送信局を結ぶそれぞれの線の他方の側に傾斜した分割線を有することを特徴とする請求項４に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項９】
互いに離間したそれぞれのノードに配置された複数のセルノード送信局を備えた、信号群を送信する低電力多機能セルラテレビジョンシステムであって、前記送信局の各々が、それぞれのセルを規定する領域内で受信されるそれぞれの信号を送信し、隣接する前記セルは互いに重複するように配置された低電力多機能セルラテレビジョン系において、
第１送信局が、前記第１送信局を通る第１対称軸線について対称な第１セクタ上に均一に偏波された一つの帯域のほぼ全体を占める第１の数の個別チャネルから成る信号群、及び前記第１対象軸線について対称な第２セクタ上に均一に偏波された前記第１の数のチャネルから成る信号群を放射し、前記第２セクタにおける偏波は前記第１セクタにおける偏波とは異なり、前記第１及び第２セクタを合わせて前記第１セルをほぼ全方向に亘って覆い、
第２送信局が、前記帯域のほぼ全体を占める第２の数の個別チャネルから成り、かつ前記第２送信局を通る第２対称軸線について対称な第３セクタ上に均一に偏波された信号群を一つの偏波で送信し、そして前記第２の数のチャネルから成り、かつ前記第２対象軸線について対称な第４セクタ上に均一に偏波された信号群を前記一つの偏波とは異なる偏波で放射し、前記第３及び第４セクタを合わせて前記第２セルをほぼ全方向に亘って覆い、
複数の前記ノードが一直線に配列され、前記複数のノードに対応する各送信局を通るそれぞれの対象軸線が、互いにほぼ平行かつ前記直線にほぼ平行に整列され、これにより、前記対応する各送信局からそれぞれに隣接する送信局に向けて放射されるそれぞれの信号が同じ偏波を有し、
前記第２の数のチャネルのチャネル周波数は、前記第１の数のチャネルのチャネル周波数とは異なることを特徴とする低電力多機能セルラテレビジョン系。
【請求項１０】
前記第１の数の個別チャネルが、前記帯域全体の端から連続した少なくとも９８％の部分を占め、前記第２の数の個別チャネルが、前記帯域全体の他の端から連続した少なくとも９８％を占め、前記第１の数の個別チャネルの中心周波数が、前記第２の数の個別チャネルの中心周波数のほぼ中間にあることを特徴とする請求項４に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項１１】
前記信号が、前記チャネルの各々の帯域幅の２０％未満の搬送波周波数分離帯によって離間された複数のＦＭテレビジョン・チャネルを備え、隣接した前記セルの一方の送信局のチャネルの中心周波数が、隣接した前記セルの他方の送信局の中心周波数のほぼ中間にあることを特徴とする請求項４に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項１２】
前記第１および第２セクタの各々が、ほぼ１８０度であることを特徴とする請求項４に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項１３】
前記第１の数の個別チャネルが、前記帯域全体の少なくとも９０％を占め、前記第２の数の個別チャネルが、前記帯域全体の少なくとも９０％を占め、前記第２セルの送信局のチャネルの中心周波数が、前記第１セルの送信局のチャネルの中心周波数とは異なることを特徴とする請求項９に記載のセルラテレビジョン系。
【請求項１４】
第２の数の前記ノードが一直線に配列され、前記第２の数のノードに対応する各送信局を通るそれぞれの対象軸線が、互いにほぼ平行かつ前記直線にほぼ平行に整列され、これにより、隣接する送信局どうしが互いに向けて放射するそれぞれの信号が同じ偏波を有し、
前記第１及び第２の数の前記ノードが、高密度に実装されたアレイの形に配列されていることを特徴とする請求項９に記載のセルラテレビジョン系。
【発明の詳細な説明】
本発明は、低電力、一点多点間、多機能セルラテレビジョン系、特に、超高周波数で送信するセルラテレビジョン系に関するものである。
米国特許第４，７４７，１６０号に記載された局在化マイクロ波分配系は、対応する多数のセル群内で低電力で動作する多数の送信局を含んでいる。各送信局は、概略全方向送信アンテナを有している。各加入者受信局は、送信アンテナ群中の一つのみからのテレビジョン信号を受信するように指向した指向性受信アンテナをそれぞれ有している。
従来のこの種の系では、各セルは、すべて、同一もしくは多数の周波数および同一偏波でセルラ送信機からの信号を受信する。セル群が各セルの中心を囲む方形格子パターンをなして配置されている場合に、その格子線の一つの近くに位置する加入者のアンテナは、自分のセル送信機と加入者アンテナが面している方向の隣接セルの送信機との両方に対面することになる。したがって、加入者アンテナは、遠くの送信機からの弱い妨害信号を受ける。しかしながら、上述の米国特許によれば、隣接セル送信機からの信号は、加入者自身のセルの送信機とは反対に、水平の替わりの垂直などに偏波されている。これは、遠隔送信機からの信号に対する弁別を著しく改善するので、ゴースト信号は問題ではない。しかしながら、地形その他の考慮によりほぼ方形の格子パターンの使用が妨げられた場合には、この装置の利点は低減する。遠隔通信信号の分配に対する他の試みは、ＦＣＣ所蔵文書に記載されたゼロックス・テレコンミュニケーション・ネットワーク（ＸＴＥＮ）により例示される。この文書の図７に示すように、４セクタ分アンテナから各セル毎に信号が放射され、各セクタは、セルの１／４を覆い、それぞれ異なる周波数で放射する。送信装置は、直線列をなして配置され、ある列の送信装置は、隣の列の２隣接送信装置から等間隔となるように隣接列が整列されている。ある列の送信装置は、すべて、一方の側の２セクタ分ではある偏波を放射し、他の側では他の偏波を放射する。偏波選択のパターンは、次の列の隣接送信装置による妨害からは周波数ダイバーシティで加入者を保護し、第２列の送信装置による一方の側の妨害からは偏波ダイバーシティで加入者を保護するようにしてある。この方式は、この方式に用いられる周波数スペクトルの１／４しか各加入者がアクセスしない、という不利を受けることになる。
本発明の目的は、通信に割当てられたほぼ全帯域を各加入者がアクセスし得るとともに、隣接セルの送信機による妨害を最小にする局所多点分配系を提供することにある。
本発明の他の目的は、自分に割当てられたセルの送信装置からの信号と隣接セルからの信号とを放射信号の偏波に基づいて弁別するのに適した指向性のみを有する受信アンテナを加入者がもち得るようにすることにある。
本発明による、１２ＧＨｚ以上のマイクロ波周波数に特に有用なセルラ送信局は、第１の周波数帯域の多数の周波数で、送信局からの対称軸の周りの全円の一部を覆う第１のセクタに亘って均一に偏波された信号と、前記第１の多数の周波数で、前記対称軸の周りの全円の残部を平衡して覆う第２のセクタに亘って異なった偏波で均一に偏波された信号とを放射し、第１および第２の２セクタがセルをほぼ全方向に亘ってともに覆うようにしたことを特徴としている。異なる偏波を有する２セクタアンテナを利用するこのセル送信装置は、柱の頂上に設ける必要がないアンテナ装置から水平面内に極めて平坦な全方向信号強度を提供するが、垂直面内では非対称のパターンを有し、水平面より上の無駄な高角度では放射電力が少なく、同時に、比較的低いビルディング内の近隣の加入者は強い信号を受けるように水平面より下には十分な電力を放射するようにするのが比較的容易である。以下の説明および請求範囲で用いるように用語を簡単にするために、送信機なる語は、本発明にはアンテナ部分の位置および方向のみが重要であるが、この装置にアンテナ部分を含めることを意味する。
二つのセクタは、等しいのが好ましく、それぞれ、ほぼ１８０度とわずかの重なりとを覆い、２セクタ間の分割線上の受信機は、セクタの大部分に比べて信号強度は低減されるが、いずれの偏波も受け得ることになる。周知の１８０度セクタアンテナを用いれば、分割線上の信号強度はほぼ３ｄＢ低減する。好適な実施例では、水平面上の放射は、典型的には、ほぼ５度を超えない。
各加入者アンテナのビーム受信角が５度など比較的狭い場合に、加入者アンテナの調整のわずかな誤りを許すと、１／５程度の加入者アンテナのビーム受信角内に隣接セルラ送信機が入り込むことになる。したがって、少なくとも幾らかの加入者が、自分のセルラ送信機から、反射や蔭のために減衰した信号を受信する場合には、隣接セル信号に対する弁別の改善は、かなりの数の人々に利益をもたらすであろう。
テレビジョン乃至データの信号など広帯域信号を広い領域に散在している多くの顧客に伝送する系は、ほぼ全領域に良好な受信を提供するように構成配置したセル集団内にほぼ等間隔に位置した上述したような多数の送信機を含んでいる。かかる集合配置は、都合よく、ほぼ直線状に配置された多数の送信機の系列に基づいており、各系列を規定する線は互いに平行しているので、各送信機間の対称線や分割線の角度関係は、衝突もしくはかなりの量の実験を伴うことなく決められる。一様でない地形、自然や人工の障害、ある場所の使用を許可すべき当局者や地主の拒否などが後述する正常パターンからのかなりのずれを起こすことはあり得るが、本発明の原理は、スペクトルを有効に利用して低額の投資で全セル領域を提供するのになお利用し得ることは明らかである。
密集配置を提供する第１の好適実施例では、第１、第２および第３の送信機系列が、互いに平行なほぼ直線状に配置され、各線の配置は互いにほぼ等間隔であり、所定偏波の信号放射に対する対称軸は、上述した配列線に平行であるのが一般である。かかる系列の第１における隣接送信装置は、同じ偏波で相互に向けた信号を送信するので、第１系列の対称線の近くに位置した第１グループの全加入者は、それぞれ、直近の送信機に向けた受信アンテナを有して、その系列の次の送信機からの信号の偏波とは異なる偏波の直近送信装置からの信号をそれぞれ受信する。
この好適な構成配置において、第２系列の送信機は、第１系列に隣接してはいるが、横の整列からは十分に外してあり、第１系列の送信機から第２系列の最も近い送信機への線は、偏波の２方向間の区分割線に対して加入者アンテナのビーム角の半分より大きい、好ましくは、ビーム角のほぼ全体より大きい角度だけ傾斜している。第３系列の送信機は、第１系列とは反対側で第２系列に隣接しているが、横の整列からは十分に外してあり、第３系列の送信機から第２系列の最も近い送信機への線は、偏波の２方向間の各分割線に関して、加入者アンテナのビーム角の半分より大きい、好ましくは、ビーム角のほぼ全体より大きい角度だけ傾斜している。
この好適な構成配置では、対称線の近くに位置する（アンテナが直近とその次との両方の送信機の方に向いている）顧客は、その次の送信機による妨害からは、偏波ダイバーシティによって保護される。分割線の近くに位置する顧客は、上述した送信機がそれぞれの受信アンテナのビーム角の外になるので、隣接系列の送信機による妨害から保護されており、これらの顧客の半分は、さらに、偏波の違いによって保護される。隣接系列の送信機からの妨害を経験する唯一の顧客は、そのアンテナ・ビームが近隣の送信機アンテナと次の系列の送信機アンテナとの両方を含んでいる顧客であり、かかる顧客の半分は、偏波ダイバーシティを行なっている。送信信号が周波数変調されている場合には、距離の差が、偏波ダイバーシティと結び付いて、反射の効果にも拘らず、受信セットに、高い信号対ノイズ比を有する復調信号を提供し得るようにさせる。かかる反射は、受信信号における多通路歪みの原因とはなるが、大きいビルディングや直視伝送の障害物によって生ずる「電波陰影」が生ずる場合に受信を可能にもする。
第２の好適実施例では、送信アンテナが、偏波ダイバーシティとともに、上述したのと同様の線形系列集合に構成配置されている。隣接セルからの信号に対する付加的弁別を提供するために、各系列における交互の送信機が、帯域内の多数の第１搬送波周波数で送信し、他の送信機は、その第１搬送波周波数に間挿された帯域内の多数の第２搬送波周波数で送信する。各個別の送信機は、あらゆる方向の送信に、それぞれ自分の周波数の組を用いるので、一つの送信機と一組の変調器とで足り、二つのセクタアンテナからの送信を変えるのは偏波分離器のみである。隣接系列の送信機は、同じ方角に放射した同じ偏波を有する各系列から一つずつの一対の隣接送信機は異なった組合わせの搬送波周波数で送信し、同じ方角に放射した逆の偏波を有する各系列から一つずつの一対の隣接送信機は同じ組合わせの搬送波周波数で送信するようにして選択した搬送波周波数の組合わせを有している。
この第２の実施例の送信機によっては、少なくとも偏波ダイバーシティや２受信信号間の搬送波周波数差がなければ、直近の送信機から近くで直接に送信した信号、および、その直近の送信機に隣接した送信機から少し離れて直接に送信した信号は、加入者が受信し得ない。
第１および第２の好適実施例では、密集送信機群を横にずらすことにより、任意の加入者と直近送信機との距離を最小にしている。しかしながら、ある状況では、送信機群をほぼ直角の行列集団に配置するのが好適である。この状況では、上述のように配置すると、偏波対称線が（ほぼ直線上の送信機の系列である）行もしくは列に平行である場合に、ある送信機からの放射の分割線が隣接した２送信局の近くを通過することになる。
第３の好適実施例においては、ほぼ直線をなして配置した第１系列の交互の送信機が、その直線の一方の側に、加入者アンテナのビーム角の半分に少なくとも等しいが、４５度より小さく、好ましくはビーム角のほぼ全体より大きい角度だけ傾斜したセクタ分割線を有している。その系列の他の送信機は、加入者アンテナのビーム角の半分に少なくとも等しいが、４５度より小さく、望ましくは、ビーム角のほぼ全体よりは大きい角度だけ、その直線の他の側に傾斜したセクタ分割線を有している。ある系列の送信機は、すべて、同じ側に応じ偏波を放射する。
この形の配列集合を用いれば、その系列を通る直線の近傍に位置する加入者は、そのアンテナが近傍の送信装置と次の送信機とからの信号群を受信するので、それらの信号群の偏波ダイバーシティにより妨害から保護される。近傍の送信機が放射した２偏波間の分割線に近接して位置する加入者は、次の送信機が受信アンテナの受入れパターンの一方の側に外れているので、最良の近傍信号を提供する送信機に対して設定することができる。第１系列の受信アンテナにほぼ直角に整列された第２の隣接系列中の送信機群は、同様に第２系列に規定するほぼ直線状の線に向けて傾斜したセクタ分割線を有して、同じ偏波を同じ側に放射する。異なった系列で互いに横に隣接した一対の送信機は、相互に向けて同じ偏波を放射する。したがって、一つの系列中の分割線の一方の側の加入者は、直近の送信機を超えたばかりの系列による妨害から偏波ダイバーシティによって保護される。分割線の近くに位置する加入者は、最も近い妨害局でも十分遠くに離れているので、保護されている。横に隣接した２送信局の対称線は、これが隣接した系列中の装置間の妨害を最小にさせるが、それぞれの直線に沿った個別の分離間隔の２倍は離間しているので、同じ側に傾斜しているのが好適である。分割線の傾斜がすべて同じ値であると、一方の側に傾斜した分割線がすべてほぼ平行になるので、系を設計して設置する際に簡単になるので便利であるが、これは必要事項ではない。
ほぼ直線をなしてノード送信機群を設置するのが可能ではない場合には、傾斜により、セルの境界からノードまでの分割線を受信アンテナのビーム角の少なくとも半分だけ、好ましくはビーム角全部だけ、そのノードから次のノードまでの線から一般的方向に傾斜させたときに、傾斜の利点が最も得られる。この特別の実施例においては、一方は選択した度数だけ１８０度より大きく、他方は同じ度数だけ１８０度より小さい不等のビーム角を有するパターンのセクタアンテナを提供するのが経済的である場合に適用可能な本発明の面により、分割線が近隣のノードに向わないようにセクタ角を選択することによって妨害を最小にする。
第２の実施例と同様に、第４の実施例では、系列中の交互の送信の帯域内の同数の搬送波周波数を用い、系列名の残余の送信機が残余の間挿された搬送波周波数を用い得るようにする。線をなして連続するノードが交互の側に所定の偏波を放射するとともに、セクタが互いに対向する２ノードが異なった偏波を放射する。この実施例では、隣接ノードから加入者アンテナに直線放射された妨害信号は、つねに、加入者自身のノードから受信した信号とは異なる搬送波周波数もしくは異なる偏波を有している。
他の配列パターンが特殊な方向からの妨害に対する特殊な保護を提供することになるので、送信機の環境を最良になし得ないことが多い実際の状況においては、偏波ダイバーシティ用セクタを有する送信機を用いたかかるパターンの組合わせが、加入者の受信を改良する問題に対する経済的な解答になり得る。
図１に示すセル系は、直線１５、２５、３５および４５上に配置したノード１１〜１４、２１〜２４、３１〜３４および４１〜４４の送信機により構成したセル集団１０で構成されている。各送信機のアンテナ系は、送信機を配置した直線１５〜４５に平行な対称軸の周りに対称の約１８０度の広さのセクタに亘って一偏波を有し、逆の方向に約１８０度の広さの他のセクタに亘って異なる偏波を有する信号を放射するので、かかる２セクタがセル全体に亘りほぼ均一なカバー領域を提供することになる。
直線１５に沿った隣接ノードは、相互に向けて同一偏波を送信するので、偏波を好んで垂直および水平にすると、セクタ１１Ｖおよび１３Ｖに亘り、ノード１１および１３がノード１２および１４に向けて垂直偏波信号を放射し、セクタ１２Ｖおよび１４Ｖに亘り、ノード１２および１４がノード１１および１３に向けて垂直偏波信号を放射し、さらに、セクタ１２Ｈおよび１３Ｈに亘り、ノード１２および１３が相互に向けて水平偏波信号を放射する。同様に、隣接線２５に沿ったノード２１〜２４が偏波信号を放射し、相互に対向したセクタ対２１Ｖと２２Ｖ、２２Ｈと２３Ｈ、２３Ｖと２４Ｖが、それぞれ、垂直、水平および垂直に偏波した信号を放射する。ノード３１〜３４のセクタ構成配置はノード１１〜１４と同様であり、ノード４１〜４４のセクタ構成配置はノード２１〜２４と同様である。
この実施例においては、セル３１Ｃの境界およびそのセルのノード３２から遠い側で対称線に近く位置する加入者６１が、ノード３１の送信機からのかなり強い水平偏波信号と、ノード３２からの弱い垂直偏波信号とを受信するので、この加入者のアンテナおよび受信機は、妨害信号に対する高度の弁別を容易に達成することができる。
さらに、２セクタ間の分割線３１Ｄに沿いセル３１Ｃの境界の近くに位置し、その受信アンテナが約５度のビーム幅すなわち捕捉角を有する加入者６２は、アンテナの捕捉角内で最も近い他のノードであるノード１１からセル半径の４倍以上離れている。したがって、分割線に沿って放射される信号が、セクタの大部分に亘って放射される信号より、典型的には約３ｄＢ少ないとしても、ノード１１からの信号は、ノード３１の送信機からの信号と比較して１２ｄＢ減衰している。
近接送信信号と遠隔送信信号との最小弁別が得られる相対位置は、ノード２２と３２とを通る直線に沿い、ノード２２に対向するセル３２の境界上の位置６３にある加入者によって例示される。この位置はノード３２よりノード４３に近いが、解析の目的で、遮蔽によってノード３２の信号の方がより強く、より頼りになるものと仮定する。この加入者は、両方のノード送信機から水平偏波信号を受信する。図１に示すように、ノード２２は、加入者６３からセル半径の３倍よりわずかに少ない距離にあるので、ノード２２からの信号は、ノード３２からの信号より約９ｄＢだけ弱い。
約５度のアンテナ・ビーム幅から得られる利点は、セル４２内の分割線に近接した位置６４によって示してある。ノード２２を除き、最も近い他のノードは、位置６４とノード４２との間の線から約７度離れている。各セルにおいては、約５度広さの２セクタ部分が、位置６３について前述した妨害を蒙り得ることになり、他の２個の匹敵する対角線が、ローカルノードと隣接ノードとの間で異なる偏波を有している。したがって、かかる控え目なレベルの潜在的な妨害は、約３％の加入者に影響を与え得ることになる。
系の複雑さをある程度犠牲にすれば、送信機と受信機は十分に同一ではないので、位置６３型の妨害は、本発明による系の第２実施例によって大いに低減することができる。図１につき前述した偏波ダイバーシティに加えて、線１５、２５、３５および４５などの直線に沿った隣接セルは、相互間挿（インターリーブ）した搬送波周波数で送信する。一つの送信機が送信する一組のチャネルは、任意のガード・バンドを含めて、帯域の少なくとも９０％、好ましくはほぼ９８％を占める。例えば、１ＧＨｚ帯域は、隣接チャネル間のガード・バンドを含め、ほぼ９９１ＭＨｚを占め、最低の約９ＭＨｚを残す上側５０チャネルに分割され、さらに、隣接チャネル間のガード・バンドを含め、ほぼ９９１ＭＨｚを占め、最高の約９ＭＨｚを残す下側５０チャネルに分割される。
図２に示すような、ノード１１１、１１３、１３１および１３３は、図に示すように上側の第１の方向に、参照記号Ｖ２で示すような上側チャネルを用いて垂直偏波信号を送信するとともに、反対の第２の方向に、参照記号Ｈ２で示すような同じ上側チャネルを用いて水平偏波信号を送信する。この２線上の他のノードは、参照記号Ｈ１およびＶ１で示すような下側チャネル群を用いて送信する。１２１および１２３のような他の２線上のノード群は、第１の方向に垂直偏波信号を送信する場合には、参照記号Ｖ１で示すような下側チャネルを用い、第２の方向に垂直偏波信号を受信する場合には、参照記号Ｖ２で示すような上側チャネルを用いる。また、セルのかかる２セクタは、同じ周波数で送信される。
この実施例では、ローカルセルおよび隣接セルから有意の信号をアンテナが受信する加入者は、距離の差のみならず、少なくとも偏波の相違、もしくは、搬送波周波数の相違をもっているので、妨害信号に対する弁別力は極めて高度である。
図１および２によって見られるように、「密集」パターンは、２セル内に納まる小領域およびその一方のセルには納まらない極めて小さい領域のみを有している。障害、反射等による信号伝搬の不均一性の故に、かかる領域内の加入者は、ほとんど常に、セル間地帯を囲む３セルの一つから信頼し得る信号を受信することができ、最も近いノードからの距離は、図１について妨害を説明した距離よりはるかに小さい。しかしながら、ノード群を密集集団に配列するのは、経費がかかり、もしくは、不可能である場合が多い。
方形ノードパターンを有する他の実施例を図３に示す。
ノード群は、各列２１５、２２５、２３５、２４５および各行２７１〜２７４に配置してある。各セルは、その中心に、図１のものと同じ送信機を備えたノードを有している。前述した実施例とは異なり、セクタアンテナの対称線は互いに平行ではない。寧ろ、対称線は、それぞれ傾斜しているので、分割線２１１Ｄ〜２１４Ｄ、２２１Ｄ〜２４４Ｄは列に対して４５度よ小さい角度だけ傾斜しているが、種々の傾斜角度αは、それぞれのノードとその列中の隣接ノードとの間の線から、受信アンテナのビーム角に等しい量だけ大きくなっている。図３に示すように、列が比較的真直である場合には、順次の分割線２１Ｄ〜２１４Ｄは、交互の方向に、列の線から傾斜しており、行中の順次の分割線は、それぞれの列の線からそれぞれ同じ方向に傾斜している。
ある列中の送信機は、すべて列の線の同じ一方の側に第１の偏波を放射し、ある行中の隣接セルは、同じ偏波を相互に向けて放射する。したがって、セル２１１Ｄ〜２１４Ｄは、すべて、垂直偏波信号をセル２２１Ｄ〜２２４Ｄに向けて放射することになる。
この構成配置によれば、同じ行のノード２１１、２２１および２３１を通る直線上の位置２６１にある加入者は、所望のセルノード２１１からの水平偏波信号とほぼ３ 1/2セル半径離れたノード２３１からの極めて弱い水平偏波信号と隣接ノード２２１からの弱い垂直偏波信号とを受信する。受信されるべきセルの分割線に近い位置にある加入者は、ある角度に向けたアンテナをもっているので、その列の次のセルのノードは、アンテナのビーム角すなわち捕捉角の外にあることになる。したがって、その列の次のセルからは、反射した妨害信号のみが受信され得ることになる。例えば、位置２６２においては、ノード２１１からの反射された強い水平偏波信号が存在しない限り、加入者のアンテナをノード２１２からの最良偏波信号に対して調整することができる。自分のノードと次の列の対角線上の隣接ノードとを通る直線上の、例えば位置２６３にある加入者は、自分のノードに対して対角線上のノードから逆の偏波信号を受信する。
位置２６５のような列の線に沿った加入者は、自分のノード２１１およびアンテナの捕捉角内にある遠隔ノード２１２からの逆の偏波信号を受信する。
図４に示す他の実施例は、偏波と周波数との両方のダイバーシティを利用したものであり、実際の構成配置をきちんと並べた行および列から著しくずらす必要がある場合に極めて有用である。図３の実施例におけるように、分割線が列３１５、３２５、３３５および３４５を規定し、セル群も各行３７１〜３７４に示されている。各ノード送信機は、それぞれの組合わせの周波数を全方向に送信し、あるセクタに亘って一つの偏波を放射するとともに、他のセクタに亘って異なった偏波を放射する。
他の実施例とは異なり、相互に対向したセクタを有する隣接ノードは、相互に向けて異なった偏波を送信するとともに、異なった周波数を用いる。分割線が一般に一線をなすセル群は、交互の周波数の列を形成する。好ましくは、第２実施例におけるように、１ＧＨｚの帯域が、隣接チャネル間のガード・バンドを含め、不使用の最低約９ＭＨｚを残して帯域の９９％を占める上側５０チャネルに分割されるとともに、隣接チャネル間のガード・バンドを含め、不使用の最高約９ＭＨｚを残して帯域の９９％を占める下側５０チャネルに分割される。
かかる構成配置の結果として、ノード３１１および３１３は、２偏波をＶ２およびＨ２と呼び、水平１８０度のセクタをノード３２１および３２３にそれぞれ向け、上側チャネル群を用いて送信する。ノード３２１および３２３は、垂直１８０度のセクタをノード３２１および３２３に向け、Ｖ１およびＨ１と称する下側チャネルに亘ってそれぞれ送信する。ノード３１２および３１４は、ノード３２１および３２３と同じ下側チャネルに亘るが、偏波の方向を逆にして送信するので、いずれの場合にも、一つの偏波による一つのチャネル・セットが他の偏波による他のチャネル・セットに向って放射されることになる。列３３５および３４５は同じパターンに従うので、列に沿って順次のノードが第１の偏波の方向を逆転させ、チャネル・セットを交替させる。
このパターンは、ノードの位置が図示の正確な方形パターンからなり変化していても、同じ方向に真直にもしくは対角線状に隣接するノードを有するノード送信機を指向した任意の加入者アンテナが、ローカルノード送信と隣接ノードからの送信との間に周波数もしくは偏波の相違を呈する、という利益をもたらす。
図５は、本発明による送信機を示す。変調・増幅ユニット４０１は、マストもしくはタワー４１０に搭載したアンテナ４０７、４０８までそれぞれ延在する２本の偏極導波管４０３、４０４に結合した出力端を有している。アンテナ４０７は、平面図では、１８０度セクタの大部分に対しほぼ均一であり、分割線４１２に沿った方向で３ｄＢ低下する垂直偏波信号を放射する。アンテナ４０８は、平面図では、反対方向の１８０度セクタの大部分に対しほぼ均一であり、分割線４１２に沿った方向で３ｄＢ低下する水平偏波信号を放射する。垂直平面内では、放射電力が水平線以上で急速に低下し、寧ろ、水平線より５度以上では放射電力が低下し、水平線より５度乃至１０度以下では放射電力が急速に低下する。
本発明により動作するこれらの実施例からの変形を多数工夫し得ることは、伝送技術の当業者には明らかであろう。異なった偏波には、円偏波も含まれる。送信は、二つ、三つ、もしくは、それより多い周波数帯域に分割することができ、二つのセクタを加えると全円になる限り、少なくとも二つのセクタアンテナに亘って分割することができ、さらに、所定ノードから種々の方向への送信は、一つの帯域もしくは帯域の組合わせですべて行なわれ、それぞれ同じ周波数の組合わせが用いられる。２７ＧＨｚから３０ＧＨｚまでの帯域での動作には、両方のアンテナへの出力を供給するのに単一の走行波管を用いることができる。政府の割当て、異なった波長に対する装置の相対的経費、他の帯域における伝送特性、特に雨等の気象効果に関する伝送特性および伝送信号の等級の相違に要する帯域幅によっては、他の周波数帯域を用いることができる。
障害、規制その他の原因で、サイズの異なるセルを不規則なパターンをなして並べ、形状や方向が不規則になったセルの集団配置系の設計が強いられる場合には、なるべく、最も近い他のノードへの直線に対して放射分割線を傾斜させ、アンテナ系が二、三の送信アンテナを有する加入者がその分割線上もしくは近傍には位置しないようにするのが望ましい。
図１は、密集格子パターンを有するＬＭＤＳ（局在化マイクロ波分配系）セル集団の平面図である。
図２は、相互間挿周波数ダイバーシティも有する図１と同様のＬＭＤＳセル集団の平面図である。
図３は、方形格子パターンを有するＬＭＤＳセル集団の平面図である。
図４は、方形格子パターンおよび相互間挿周波数ダイバーシティを有する他のＬＭＤＳセル集団の平面図である。
図５は、本発明による送信機の模式的部分斜視図である。
【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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