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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Zuteilung von Funkkanälen
für ein
zellulares Funkkommunikationssystem, in dem jede Basisstation mehrere sektorale
Zonen mit mehreren Antennen versorgt, die jede ein sektorales Richtwirkungsmuster
in einer Horizontalebene haben.
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Mobilkommunikationssysteme, z. B.
Autotelefonsysteme, verwenden denselben Kanal wiederholt in Zonen,
die frei von gegenseitiger Störung
sind, zur effektiven Nutzung von Frequenzen. Es gibt zwei verfügbare Kanalzuteilungsverfahren,
d. h. das feste Kanalzuteilungsverfahren und das dynamische Kanalzuteilungsverfahren.
Gemäß dem festen
Kanalzuteilungsverfahren werden festgelegte Kanäle jeder Zone im Hinblick auf
Störungsbedingungen
fest zugeteilt. Gemäß dem dynamischen
Kanalzuteilungsverfahren werden Kanäle jeder Zone nicht auf feste Weise
zugeteilt, sondern eine Basisstation wählt einen aller Kanäle je Kommunikationsanforderung
aus, mißt
den Träger-Störleistungsabstand
(im folgenden "CIR" genannt) des ausgewählten Kanals
und teilt den ausgewählten
Kanal zu, wenn der gemessene CIR höher als ein vorbestimmter Schwellwert
(im folgenden "CIR-Schwellwert" genannt) ist. Mit
dem dynamischen Kanalzuteilungsverfahren können Kanäle durch einen "Großgruppen"-Effekt wirksam genutzt werden,
der erreicht wird, wenn alle Basisstationen alle Kanäle gemeinsam
benutzen und zuteilen. Da ferner ein Kanal wiederholt verwendet
werden kann, wenn der CIR-Schwellwert erfüllt ist, kann das dynamische
Kanalzuteilungsverfahren einen kürzeren
Abstand der wiederholten Verwendung desselben Kanals als das feste
Kanalzuteilungsverfahren realisieren. Daher hat das dynamische Kanalzuteilungsverfahren
einen höheren
Wirkungsgrad der Frequenznutzung als das feste Kanalzuteilungsverfahren.
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Zonen von Mobilkommunikationssystemen können in
einer Rundstrahl- bzw. allseitig gerichteten Zonenkonfiguration
oder einer sektoralen Zonenkonfiguration angeordnet sein. In der
allseitig gerichteten Zonenkonfiguration hat eine Basisstation eine
Antenne mit einem allseitig gerichteten Richtwirkungsmuster in einer
Horizontalebene, und eine Zone um eine Antenne wird durch eine Basisstation
versorgt. In der sektoralen Zonenkonfiguration hat eine Basisstation mehrere
Antennen mit jeweils einem sektoralen Richtwirkungsmuster in einer
Horizontalebene, und mehrere sektorale Zonen werden durch diese
Basisstation versorgt. Da die Gleichkanalstörung infolge der Antennenrichtwirkung
gering ist und der Abstand zur wiederholten Verwendung desselben
Kanals kürzer
als bei der allseitig gerichteten Zonenkonfiguration ist, hat die
sektorale Zonenkonfiguration einen höheren Wirkungsgrad der Frequenznutzung
als die allseitig gerichtete Zonenkonfiguration.
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Bisher wurde die sektorale Zonenkonfiguration
in Kombination mit dem festen Kanalzuteilungsverfahren verwendet.
Zu Kanalzuteilungsmustern, die für
diese Kombination verfügbar
sind, gehören das
Parallelstrahl-Kanalzuteilungsmuster und das Antiparallelstrahl-Kanalzuteilungsmuster.
Siehe hierzu z. B. "Automobile
Telephone" von Moriji
Kuwabara, Electronic Information Communication Society, 1985, Seiten
79 bis 83. 12(a) der
beigefügten Zeichnungen
zeigt das Parallelstrahl-Kanalzuteilungsmuster.
In 12(a) gibt es drei
Basisstationen A, B, C, und derselbe Kanal wird sektoralen Zonen A1,
C1 derselben Richtung zugeteilt, die durch die in einem bestimmten
Abstand voneinander liegenden Basisstationen A, C versorgt werden. 12(b) der beigefügten Zeichnungen
zeigt das Antiparallelstrahl-Kanalzuteilungsmuster. In 12(b) gibt es drei Basisstationen
A, B, C, und derselbe Kanal wird sektoralen Zonen A1, B1, C1 zugeteilt,
die sich in Gegenrichtungen zu den Richtungen zum festgelegten Bereich
erstrecken.
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Da gemäß dem Parallelstrahl-Kanalzuteilungsmuster
derselbe Kanal in jenen sektoralen Zonen verwendet wird, deren Antennenrichtwirkung
in die gleiche Richtung geht, ist es sehr wahrscheinlich, daß eine größere Störwelle in
der gleichen Richtung wie eine erwünschte Trägerwelle eintrifft. Da in tatsächlichen
Ausbreitungsumgebungen Hauptfaktoren, die Variationen der Mittelwerte
von Träger-
und Störwellen
bestimmen, Geländekonfigurationen
und Objekte in der Richtung sind, in der die Träger- und Störwellen eintreffen, sind die
Träger-
und Störwellen stark
miteinander korreliert, wenn sie in der gleichen Richtung ankommen
(siehe "Propagation
Correlations at 900 MHz" von
V. Graziano, IEEE Trans. on Vehicular Technology VT-27, Nr. 4, November
1978). Ist also im Parallelstrahl-Zuteilungsmuster der Pegel einer Trägerwelle
gering, ist es sehr wahrscheinlich, daß der Pegel einer Störwelle auch
gering ist, was dazu führt,
daß sich
der CIR nicht ohne weiteres senken läßt. Da ferner die Störung in
senkrechter Richtung zur Antennenrichtwirkung klein ist, läßt sich
der CIR nicht ohne weiteres verringern.
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Das Antiparallelstrahl-Kanalzuteilungsmuster
ist vorteilhaft, wenn Bereiche mit starkem Verkehr begrenzt sind,
da der Abstand zur wiederholten Verwendung desselben Kanals lokal
verkürzt
ist.
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Während
die sektorale Zonenkonfiguration beschreibungsgemäß bisher
in Kombination mit dem festen Kanalzuteilungsverfahren zum Einsatz
kam, wurde auch vorgeschlagen, die sektorale Zonenkonfiguration
in Kombination mit dem dynamischen Kanalzuteilungsverfahren für einen
viel höheren
Wirkungsgrad der Frequenznutzung zu verwenden (siehe "Adaptive Channel
Allocation in a TIA IS-54 System" von
H. Andersson, H. Eriksson, A. Fallgren und M. Madfors, 1992 Vehicular
Technology Conference, Seiten 778 bis 781).
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Zur dynamischen Kanalzuteilung in
der allseitig gerichteten Zonenkonfiguration wird ein Kanal aus
allen Kanälen
ausgewählt
und je Basisstation zugeteilt. Zur dynamischen Kanalzuteilung in
der sektoralen Zonenkonfiguration kann es möglich sein, einen Kanal aus
allen Kanälen
auszuwählen
und den ausgewählten
Kanal je sektoraler Zone zuzuteilen. Die Kombination aus der sektoralen
Zonenkonfiguration und dem dynamischen Kanalzuteilungsverfahren würde den
Vorteil verringerter Gleichkanalstörung infolge der sektoralen
Zonenkonfiguration und den Vorteil des dynamischen Kanalzuteilungsverfahrens
erreichen, würde
aber nicht die Vorteile des Parallelstrahl-Kanalzuteilungsmusters und des Antiparallelstrahl-Kanalzuteilungsmusters
realisieren.
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In NORDIC SEMINAR ON DIGITAL LAND MOBILE
RADIO COMMUNICA-TION,
5. Februar 1985, Helsinki, Finnland, Seiten 209 bis 217, XP410558,
STERNVALL 'Calculation
of the Capacity and Co-Channel
Interference in a Cellular System' sind Berechnungsdaten der kumulativen
Wahrscheinlichkeitsverteilung des Kanal-Störabstands (C/I)
für mehrere
Clustergrößen entsprechend
dem Frequenzwiederverwendungsplan in einem zellularen System offenbart,
in dem Funkfrequenzkanäle Zellen
gemäß einem
bestimmten Wiederverwendungsplan zugeteilt werden. Die Kommunikation
erfolgt mit einem C/I von 5,2 dB in 90 % eines Zellenbereichs in
einem System, das dreizellige Wiederverwendungscluster nutzt. Erwartungsgemäß soll sich ein
guter Kommunikationsdienst für
die Kommunikationsanforderungen ergeben, die in 90 % eines Zellenbereichs
auftreten. Das bedeutet, daß die
Kommunikation in 10 % eines Zellenbereichs nicht durchgeführt wird.
In diesem System sind alle Frequenzen gemäß dem dreizelligen Wiederverwendungsplan
in drei Gruppen aufgeteilt, und jede Gruppe von Frequenzen ist einer
der die Cluster bildenden Zellen 1, 2 und 3 zugeordnet. Bei einer
Kommunikationsanforderung über
eine Basisstation einer Zelle wird eine der Frequenzen in der Gruppe,
die der Zelle zugeordnet ist, ohne Prüfung des Trägerpegels und Störpegels
verwendet.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, ein Verfahren zur Zuteilung von Funkkanälen mittels dynamischer Kanalzuteilung
für einen
höheren
Wirkungsgrad der Frequenznutzung auf der Grundlage der Vorteile
des Parallelstrahl-Kanalzuteilungsmusters und des Antiparallelstrahl-Kanalzuteilungsmusters
in einem Mobilkommunikationssystem mit der sektoralen Zonenkonfiguration
bereitzustellen.
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Diese und weitere Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen hervor, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
exemplarisch veranschaulichen.
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1 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind.
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2 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind.
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3 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen.
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4 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen.
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5 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der fünften Ausführungsform angewendet ist,
sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen, die sektoralen Zonen
zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge von Kanaluntergruppen.
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6 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der sechsten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge
von Kanaluntergruppen.
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7 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der siebenten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen.
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8 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der achten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen.
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9 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der neunten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen.
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10 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
das Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß der zehnten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit einer Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen.
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11 ist
ein Ablaufplan eines Kanalzuteilungsalgorithmus für die Verfahren
gemäß der dritten bis
zehnten Ausführungsform;
und
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12(a) und 12(b) sind Darstellungen
zur Veranschaulichung eines Parallel- und Antiparallelstrahl-Kanalzuteilungsmusters
für das
herkömmliche feste
Kanalzuteilungsverfahren in einer sektoralen Zonenkonfiguration.
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1 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind. Das Mobilkommunikationssystem
hat mehrere Basisstationen A, B, C, ..., G in seinem Dienstbereich
sowie mehrere sektorale Zonen A1, A2, A3, B1, B2, B3, ..., G1, G2,
G3, die durch die jeweiligen Basisstationen A, B, C, ..., G versorgt werden.
Im Mobilkommunikationssystem sind 12 Kanäle 1, 2, ..., 12 verfügbar. Die
Basisstation A hat mehrere Antennen mit jeweils einem sektoralen Richtwirkungsmuster
in einer Horizontalebene, wobei die Antennen zu den sektoralen Zonen
A1, A2, A3 gerichtet sind. Die durch die Basisstation B versorgten
sektoralen Zonen B1, B2, B3 sind so angeordnet, daß sie sektorale
Antennenrichtwirkungsrichtungen haben, die im wesentlichen die gleichen
wie in den sektoralen Zonen A1, A2, A3 sind. Auch die durch die Basisstationen
C bis G versorgten sektoralen Zonen sind ähnlich angeordnet.
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Da drei sektorale Zonen A1, A2, A3
zur Basisstation A gehören,
sind die Kanäle
1 bis 12 in drei Gruppen aufgeteilt, die als bevorzugte Zuteilungskanalgruppen
jeder der sektoralen Zonen A1, A2, A3 zugeordnet sind. Zum Beispiel
bilden die Kanäle
1, 4, 7, 10 eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen
Zone A1 zugeordnet ist, die Kanäle
2, 5, 8, 11 bilden eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der
sektoralen Zone A2 zugeordnet ist, und die Kanäle 3, 6, 9, 12 bilden eine
bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone A3 zugeordnet ist.
Da die Richtung der Antennenrichtwirkung in der durch die Basisstation
B versorgten sektoralen Zone B1 im wesentlichen die gleiche wie
in der sektoralen Zone A1 ist, weist die der sektoralen Zone B1
zugeordnete Kanalgruppe zumeist dieselben Kanäle wie jene auf, die der sektoralen
Zone A1 zugeordnet sind. Insbesondere weist die bevorzugte Zuteilungskanalgruppe,
die der sektoralen Zone B1 zugeordnet ist, die Kanäle 1, 4,
7, 10 auf. Ähnlich
weist die der sektoralen Zone B2 zugeordnete bevorzugte Zuteilungskanalgruppe
die Kanäle
2, 5, 8, 11 auf, und die der sektoralen Zone B3 zugeordnete bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe weist die Kanäle 3, 6, 9, 12 auf. Gleichermaßen sind
die bevorzugten Zuteilungskanalgruppen, die jeder der sektoralen
Zonen C1, D1, ..., G1 zugeordnet sind, die gleichen wie die bevorzugte Zuteilungskanalgruppe,
die der sektoralen Zone A1 zugeordnet ist, die bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die jeder der jeweiligen sektoralen Zonen C2, D2, ..., G2 zugeordnet
sind, sind die gleichen wie die bevorzugte Zuteilungskanalgruppe,
die der sektoralen Zone A2 zugeordnet ist, und die bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die jeder der sektoralen Zonen C3, D3, ..., G3 zugeordnet sind,
sind die gleichen wie die bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die
der sektoralen Zone A3 zugeordnet ist.
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Da jene sektoralen Zonen, die im
wesentlichen die gleiche Richtung (festgelegt durch die Antennenrichtwirkung)
haben, dieselben bevorzugten Zuteilungskanäle gemeinsam benutzen, treffen
daher die gewünschten
Träger-
und Hauptstörwellen
im wesentlichen in der gleichen Richtung mit dem Ergebnis ein, daß die gewünschten
Träger-
und Störwellenpegel
stark miteinander korrelieren. Somit wird der CIR mit geringerer
Wahrscheinlichkeit kleiner als der CIR-Schwellwert, was dazu führt, daß das Intervall
zur wiederholten Verwendung desselben Kanals in Richtung der Antennenrichtwirkung
verkürzt
sein kann. Da die Störung
zwischen den Funkwellen in Richtung der Antennenrichtwirkung und
in senkrechter Richtung zu dieser Richtung klein ist, ist es auch möglich, den
Abstand zur wiederholten Verwendung desselben Kanals in dieser Richtung
zu verkürzen. Daher
steigt der Wirkungsgrad der Kanalnutzung. Da die Kanäle in so
viele bevorzugte Zuteilungskanalgruppen wie die Anzahl von sektoralen
Zonen je Basisstation aufgeteilt sind und die Zuteilungskanäle aus den
Kanalgruppen ausgewählt
werden, ist der Aufteilungsverlust größer als in dem Fall, in dem
die bevorzugten Zuteilungskanäle
mit allen sektoralen Zonen A1 bis G3 gemeinsam benutzt werden. Steht aber
eine große
Anzahl von Kanälen
zur Verfügung, ist
der Gesamtwirkungsgrad der Kanalnutzung erhöht, da der oben beschriebene
Vorteil des Parallelstrahl-Kanalzuteilungsmusters größer als
der Nachteil durch den Aufteilungsverlust ist.
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2 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Funkkanalzuteilungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind. Das Mobilkommunikationssystem
hat mehrere Basisstationen A, B, C und mehrere sektorale Zonen A1,
A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3, die durch die jeweiligen Basisstationen
A, B, C versorgt werden. Im Mobilkommunikationssystem sind 12 Kanäle 1, 2,
..., 12 verfügbar.
Die Basisstation A hat mehrere Antennen mit jeweils einem sektoralen Richtwirkungsmuster
in einer Horizontalebene, wobei die Antennen zu jeder der sektoralen
Zonen A1, A2, A3 gerichtet sind. Die durch die Basisstation B versorgten
sektoralen Zonen B1, B2, B3 sind so angeordnet, daß sie sektorale
Antennenrichtwirkungsrichtungen haben, die im wesentlichen die gleichen wie
in den sektoralen Zonen A2, A3, A1 sind. Die durch die Basisstation
C versorgten sektoralen Zonen C1, C2, C3 sind so angeordnet, daß sie sektorale Antennenrichtwirkungsrichtungen
haben, die im wesentlichen die gleichen wie in den sektoralen Zonen A3,
A1, A2 sind. Da drei sektorale Zonen A1, A2, A3 zur Basisstation
A gehören,
sind die Kanäle
1 bis 12 in drei Gruppen aufgeteilt, die als bevorzugte Zuteilungskanalgruppen
jeder der sektoralen Zonen A1, A2, A3 zugeordnet sind. Zum Beispiel
bilden die Kanäle
1, 4, 7, 10 eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen
Zone A1 zugeordnet ist, die Kanäle
2, 5, 8, 11 bilden eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der
sektoralen Zone A2 zugeordnet ist, und die Kanäle 3, 6, 9, 12 bilden eine
bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone A3 zugeordnet
ist.
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Angenommen sei, daß die Richtung
von der Basisstation A zu einem verkehrsstarken Punkt P einen Winkelabstand
von der Antennenrichtwirkungsrichtung der sektoralen Zone A1 mit
einem Winkel α1 hat,
daß die
Richtung von der Basisstation B zum verkehrsstarken Punkt P einen
Winkelabstand von der Antennenrichtwirkungsrichtung der sektoralen Zone
B1 mit einem Winkel β1
hat und daß andere Winkel α2, α3, β2, β3 ähnlich festgelegt
sind. Sind alle sektoralen Zonen rhombusförmig und liegt der Punkt P
innerhalb eines Dreiecks ABC (ohne Einbeziehung seiner Begrenzung),
erfüllen
die o. g. Winkel folgende Ungleichungen:
90° < α1 < 150°
– 30° < α2 < 30°
– 150° < α3 < – 90°
90° < β1 < 150°
– 30° < β2 < 30°
– 150° < β3 < – 90°
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Aus diesen Ungleichungen geht folgendes hervor:
Da die Differenz zwischen den Winkeln α1, β1 kleiner als 60° ist und
beide Differenzen zwischen den Winkeln α1, β2 und zwischen den Winkeln α1, β3 größer als
60° sind,
ist jeder der Winkel β1, β2, β3, dessen
Differenz zum Winkel α1
am kleinsten ist, der Winkel β1.
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Damit also die den sektoralen Zonen
A1 und B1 zugeteilten Kanäle
zumeist dieselben Kanäle
aufweisen können,
wird dieselbe bevorzugte Zuteilungskanalgruppe den sektoralen Zonen
A1 und B1 zugeordnet, die die Kanäle 1, 4, 7, 10 aufweisen. Ähnlich weist
die den sektoralen Zonen A2 und B2 zugeordnete bevorzugte Zuteilungskanalgruppe
die Kanäle 2,
5, 8, 11 auf, und die den sektoralen Zonen A3 und B3 zugeordnete
bevorzugte Zuteilungskanalgruppe weist die Kanäle 3, 6, 9, 12 auf. Gleichermaßen weist die
der sektoralen Zone C1 zugeordnete bevorzugte Zuteilungskanalgruppe
die Kanäle
1, 4, 7, 10 auf, die der sektoralen Zone C2 zugeordnete Zuteilungskanalgruppe
weist die Kanäle
2, 5, 8, 11 auf, und die der sektoralen Zone C3 zugeordnete Kanalgruppe
weist die Kanäle
3, 6, 9, 12 auf.
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Somit benutzen jene sektoralen Zonen
der unterschiedlichen Basisstationen, deren Richtungen einen Winkelabstand
von der Richtung zum verkehrsstarken Bereich von jeder der Basisstationen mit
im wesentlichen ähnlichen
Winkeln haben, dieselbe bevorzugte Zuteilungskanalgruppe gemeinsam.
Insbesondere be nutzen jene sektoralen Zonen, deren Richtungen entgegengesetzt
zum verkehrsstarken Bereich sind, eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe
gemeinsam, und jene sektoralen Zonen, deren Richtungen zum verkehrsstarken
Bereich orientiert sind, benutzen ebenfalls eine weitere bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe gemeinsam. Daher kann in jenen sektoralen
Zonen, deren Richtungen entgegengesetzt zum verkehrsstarken Bereich
sind, derselbe Kanal mit einem kürzeren
Abstand als in den anderen sektoralen Zonen wiederverwendet werden.
Da die Anzahl von Kanälen,
die in jenen sektoralen Zonen verwendet werden können, deren Richtungen entgegengesetzt
zum verkehrsstarken Bereich sind, klein sein kann, kann die Anzahl
von Kanälen,
die in jenen sektoralen Zonen verwendet werden können, deren Richtungen zum
verkehrsstarken Bereich orientiert sind, erhöht sein, was dazu führt, daß der Wirkungsgrad
der Kanalnutzung im verkehrsstarken Bereich verbessert sein kann.
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3 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Verfahren zur Zuteilung von Funkkanälen gemäß einer dritten Ausführungsform
angewendet ist, einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, und die Auswahlreihenfolgen
der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen in den sektoralen Zonen.
Die Zonenkonfiguration des Mobilkommunikationssystems und die bevorzugten
Zuteilungskanalgruppen, die jeder der sektoralen Zonen zugeordnet
sind, d. h. eine Kanalgruppe CHG1 in Zuordnung zu einer sektoralen
Zone X1 (X = A, B, C, ..., G), eine Kanalgruppe CHG2 in Zuordnung
zu einer sektoralen Zone X2 und eine Kanalgruppe CHG3 in Zuordnung
zu einer sektoralen Zone X3, sind mit denen von 1 identisch.
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Anhand von 11 wird im folgenden ein Kanalzuteilungsalgorithmus
für das
Verfahren der dritten Ausführungsform
beschrieben. Als Beispiel wird der Kanalzuteilungsalgorithmus für die sektorale Zone
X1 beschrieben. In 11 ist
eine Kanalgruppe G1 (Gi, i = 1) die Kanalgruppe CHG1 gemäß 3, d. h. sie weist die Kanäle 1, 4,
7, 10 auf, und eine Kanalgruppe G2 ist die Mengensumme der Kanalgruppen
CHG2, CHG3, d. h. die weist die Kanäle 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12
auf. Zuerst wählt
die sektorale Zone X1 einen der Kanäle der Kanalgruppe G1 aus.
Ist der ausgewählte
Kanal zuteilbar, so ist der Kanalzuteilungsalgorithmus beendet.
Ist er nicht zuteilbar, wählt die
sektorale Zone X1 einen weiteren der Kanäle aus der Kanalgruppe G1 aus.
Nachdem alle Kanäle
der Kanalgruppe G1 ausgewählt
sind, wird einer der Kanäle
der Kanalgruppe G2 wiederholt ausgewählt, um einen zuteilbaren Kanal
zu ermitteln. Wird kein zuteilbarer Kanal ermittelt, nachdem alle
Kanäle
der Kanalgruppe G2 ausgewählt
sind, tritt ein Rufverlust auf, und der Kanalzuteilungsalgorithmus
geht zu Ende.
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Gemäß der ersten Ausführungsform
tritt ein Rufverlust auf, wenn es keinen zuteilbaren Kanal in einer
der Kanalgruppen je sektoraler Zone gibt. Gibt es aber gemäß der dritten
Ausführungsform
keinen zuteilbaren Kanal in der Kanalgruppe, die einer sektoralen
Zone zugeordnet ist, wird ein zuteilbarer Kanal in den Kanalgruppen
gesucht, die den anderen sektoralen Zonen zugeordnet sind. Während das Verfahren
also immer noch den Vorteil des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform
durch die bevorzugte Zuteilung eines Kanals aus der jeder sektoralen
Zone zugeordneten Kanalgruppe wahrt, verbessert das Verfahren den
Wirkungsgrad der Kanalnutzung infolge des Großgruppeneffekts, der für eine verringerte
Rufverlustwahrscheinlichkeit wirksam ist, durch gemeinsames Benutzen
von Kanälen
zwischen sektoralen Zonen mit unterschiedlichen Richtungen.
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4 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Verfahren zur Zuteilung von Funkkanälen gemäß einer vierten Ausführungsform
angewendet ist, einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, und die Auswahlreihenfolge der
bevorzugten Zuteilungskanalgruppen in den sektoralen Zonen. Die
Zonenkonfiguration des Mobilkommunikationssystems und die bevorzugten
Zuteilungskanalgruppen, die den jeweiligen sektoralen Zonen zugeordnet
sind, d. h. die Kanalgruppe CHG1 in Zuordnung zur sektoralen Zone
X1 (X = A, B, C), die Kanalgruppe CHG2 in Zuordnung zur sektoralen Zone
X2 und die Kanalgruppe CHG3 in Zuordnung zur sektoralen Zone X3,
sind mit denen von 2 identisch.
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Der Kanalzuteilungsalgorithmus ist
der gleiche wie in der dritten Ausführungsform.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform
tritt ein Rufverlust auf, wenn kein zuteilbarer Kanal in einer der
Kanalgruppen je sektoraler Zone ermittelt wird. Gibt es aber gemäß der vierten
Ausführungsform
keinen zuteilbaren Kanal in der Kanalgruppe, die einer sektoralen
Zone zugeordnet ist, wird ein zuteilbarer Kanal in den Kanalgruppen
gesucht, die den anderen sektoralen Zonen zugeordnet sind. Während das Verfahren
also immer noch den Vorteil des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform
durch die bevorzugte Zuteilung eines Kanals aus der jeder sektoralen
Zone zugeordneten Kanalgruppe wahrt, verbessert das Verfahren den
Wirkungsgrad der Kanalnutzung infolge des Großgruppeneffekts, der eine verringerte
Rufverlustwahrscheinlichkeit bewirkt, indem Kanäle zwischen sektoralen Zonen,
die durch dieselbe Basisstation versorgt werden, gemeinsam benutzt
werden.
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5 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Verfahren zur Zuteilung eines Funkkanals gemäß einer fünften Ausführungsform angewendet ist,
einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen, die sektoralen Zonen
zugeordnet sind, und die Auswahlreihenfolge von Kanälen in den
Kanalgruppen. Die Zonenkonfiguration ist die gleiche wie in 1. Im Mobilkommunikationssystem
sind zehn Kanäle
1, 2, ..., 10 verfügbar.
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Da drei sektorale Zonen zu jeder
Basisstation gehören,
sind die Kanäle
1 bis 10 in drei Gruppen aufgeteilt und als bevorzugte Zuteilungskanalgruppen
jeder sektoralen Zone zugeordnet. Einige Kanäle sind an mehrere Kanalgruppen überlappend
vergeben. Zum Beispiel bilden die Kanäle 1, 4, 7, 8, 10 eine bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone A1 zugeordnet ist,
die Kanäle
2, 5, 7, 9, 10 bilden eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der
sektoralen Zone A2 zugeordnet ist, und die Kanäle 3, 6, 8, 9, 10 bilden eine
bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone A3 zugeordnet ist.
Gemäß dieser
Kanalgruppierung ist jeder der Kanäle 1 bis 6 in nur einer Kanalgruppe
vorhanden, jeder der Kanäle
7 bis 9 ist in zwei Kanalgruppen überlappend vorhanden, der Kanal
10 ist in drei Kanalgruppen überlappend
vorhanden, und die Kanäle werden
in der Reihenfolge von der Untergruppe der Kanäle 1 bis 6, der Untergruppe
der Kanäle
7 bis 9 und der Untergruppe des Kanals 10 ausgewählt.
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Da die Richtung der durch die Basisstation
B versorgten sektoralen Zone B1 im wesentlichen die gleiche wie
die der sektoralen Zone A1 ist, weist die der sektoralen Zone B1
zugeordnete Kanalgruppe zumeist dieselben Kanäle wie jene auf, die der sektoralen
Zone A1 zugeordnet sind. Insbesondere weist die bevorzugte Zuteilungskanalgruppe,
die der sektoralen Zone B1 zugeordnet ist, die Kanäle 1, 4,
7, 8, 10 auf. Ähnlich
weist die der sektoralen Zone B2 zugeordnete bevorzugte Zuteilungskanalgruppe
die Kanäle
2, 5, 7, 9, 10 auf, und die der sektoralen Zone B3 zugeordnete bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe weist die Kanäle 3, 6, 8, 9, 10 auf. Gleichermaßen sind
die bevorzugten Zuteilungskanalgruppen, die jeder der sektoralen
Zonen C1, D1, ..., G1 zugeordnet sind, die gleichen wie die bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone A1 zugeordnet ist, die
bevorzugten Zuteilungskanalgruppen, die jeder der sektoralen Zonen
C2, D2, ..., G2 zugeordnet sind, sind die gleichen wie die bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone A2 zugeordnet ist, und
die bevorzugten Zuteilungskanalgruppen, die jeder der sektoralen
Zonen C3, D3, ..., G3 zugeordnet sind, sind die gleichen wie die
bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone A3 zugeordnet ist.
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Anhand von 11 wird im folgenden ein Kanalzuteilungsalgorithmus
für das
Verfahren gemäß der fünften Ausführungsform
beschrieben. Gemäß der fünften Ausführungsform
sind die Kanäle der
Kanalgruppe, die jeder sektoralen Zone zugeordnet ist, in mehrere
Untergruppen aufgeteilt, die in richtiger Reihenfolge auszuwählen sind.
In der gezeigten fünften
Ausführungsform
gemäß 5 sind die Kanäle der jeder
sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe in drei Untergruppen aufgeteilt.
Für die sektorale
Zone X1 (X = A, B, C, ..., G) weist z. B. die Kanalgruppe G1 in 11 die Untergruppe der Kanäle 1, 4
auf, die Kanalgruppe G2 weist die Untergruppe der Kanäle 7, 8
auf, und die Kanalgruppe G3 weist die Untergruppe des Kanals 10
auf. Zuerst wählt
die sektorale Zone X1 einen der Kanäle aus der Kanalgruppe G1 aus.
Ist der ausgewählte
Kanal zuteilbar, so ist der Kanalzuteilungsalgorithmus beendet.
Ist er nicht zuteilbar, wählt
die sektorale Zone X1 den anderen Kanal der Kanalgruppe G1 aus.
Nachdem alle Kanäle
der Kanalgruppe G1 ausgewählt sind,
wird einer der Kanäle
der Kanalgruppe G2 wiederholt ausgewählt, um einen zuteilbaren Kanal
zu ermitteln. Nachdem alle Kanäle
der Kanalgruppe G2 ausgewählt
sind, wird einer der Kanäle
der Kanalgruppe G3 wiederholt ausgewählt, um einen zuteilbaren Kanal
zu ermitteln. Wird kein zuteilbarer Kanal ermittelt, nachdem alle
Kanäle
der Kanalgruppe G3 ausgewählt
sind, tritt ein Rufverlust auf, und der Kanalzuteilungsalgorithmus
ist beendet.
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Gemäß der ersten Ausführungsform
tritt ein Rufverlust auf, wenn es keinen zuteilbaren Kanal in der
Kanalgruppe gibt, die je sektoraler Zone zugeordnet ist, und gibt
es gemäß der dritten
Ausführungsform
keinen zuteilbaren Kanal in der Kanalgruppe, die einer sektoralen
Zone zugeordnet ist, wird ein zuteilbarer Kanal in den Kanalgruppen
gesucht, die den anderen sektoralen Zonen zugeordnet sind. Ist aber die
Verkehrslast in einer bestimmten sektoralen Zone erhöht, verwendet
die sektorale Zone viele Kanäle, die
den anderen sektoralen Zonen zugeteilt sind. Dadurch kann der Vorteil
des Verfahrens der ersten Ausführungsform
verringert sein, was den Gesamtwirkungsgrad der Kanalnutzung senkt.
Gemäß der fünften Ausführungsform
werden aber einige Kanäle mit
anderen sektoralen Zonen gemeinsam benutzt, und die Kanäle, die
nicht durch andere sektorale Zonen mitbenutzt werden, werden mit
Priorität
ausgewählt.
Das gemeinsame Benutzen einiger Kanäle mit anderen sektoralen Zonen
erhöht
den Großgruppeneffekt,
und die Prioritätsauswahl
jener Kanäle,
die nicht mit anderen sektoralen Zonen gemeinsam benutzt werden,
wahrt wirksam den Vorteil, den das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform
bietet. Da ferner gemeinsam benutzte Kanäle auf bestimmte Kanäle begrenzt
sind, wird auch bei erhöhter
Verkehrslast in einer bestimmten Zone der Vorteil des Verfahrens
gemäß der ersten
Ausführungsform
in einem geringeren Grad geschmälert,
und der Gesamtwirkungsgrad der Kanalnutzung ist erhöht.
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In 6 ist
die Zonenkonfiguration die gleiche wie in 2. Im Mobilkommunikationssystem stehen
zehn Kanäle
1, 2, ..., 10 zur Verfügung.
Da es drei sektorale Zonen je Basisstation gibt, sind die Funkkanäle in drei
Gruppen aufgeteilt. Die Kanalkonfigurationen der Kanalgruppen sind
die gleichen wie in der fünften
Ausführungsform.
Eine identische Kanalgruppe ist den sektoralen Zonen A1, B1, C1
wie in der zweiten Ausführungsform
zugeordnet. In dieser Ausführungsform
ist die Kanalgruppe mit den Kanälen
1, 4, 7, 8, 10 den sektoralen Zonen A1, B1, C1 zugeordnet. Ähnlich ist
die Kanalgruppe mit den Kanälen
2, 5, 7, 9, 10 den sektoralen Zonen A2, B2, C2 zugeordnet, und die
Kanalgruppe mit den Kanälen
3, 6, 8, 9, 10 ist den sekt oralen Zonen A3, B3, C3 zugeordnet. Der
Kanalzuteilungsalgorithmus ist der gleiche wie in der fünften Ausführungsform.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform
tritt ein Rufverlust auf, wenn es keinen zuteilbaren Kanal in der
je sektoraler Zone zugeordneten Kanalgruppe gibt, und gibt es gemäß der vierten
Ausführungsform keinen
zuteilbaren Kanal in der Kanalgruppe, die einer sektoralen Zone
zugeteilt ist, wird ein zuteilbarer Kanal in den Kanalgruppen gesucht,
die den anderen sektoralen Zonen zugeteilt sind. Ist aber die Verkehrslast
in einer bestimmten sektoralen Zone mit Ausnahme eines verkehrsstarken
Bereichs erhöht, verwendet
die sektorale Zone viele Kanäle,
die den anderen sektoralen Zonen zugeteilt sind. Dadurch kann der
Vorteil des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform
verringert sein, was den Gesamtwirkungsgrad der Kanalnutzung senkt.
Gemäß der sechsten
Ausführungsform
werden aber einige Kanäle
gemeinsam mit anderen sektoralen Zonen benutzt, die durch dieselbe
Basisstation versorgt werden, und jene Kanäle, die nicht mit anderen sektoralen
Zonen gemeinsam benutzt werden, werden mit Priorität ausgewählt. Das
gemeinsame Benutzen einiger Kanäle
mit anderen sektoralen Zonen erhöht den
Großgruppeneffekt,
und die Prioritätsauswahl
jener Kanäle,
die nicht mit anderen sektoralen Zonen gemeinsam benutzt werden,
wahrt wirksam den Vorteil, den das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform
bietet. Da ferner gemeinsam benutzte Kanäle auf bestimmte Kanäle begrenzt
sind, wird auch bei erhöhter
Verkehrslast in einer bestimmten Zone mit Ausnahme des verkehrsstarken
Bereichs der Vorteil des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform
in einem geringeren Grad geschmälert, und
der Gesamtwirkungsgrad der Kanalnutzung ist erhöht.
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7 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Verfahren zur Zuteilung eines Funkkanals gemäß einer siebenten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit der Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen in den sektoralen Zonen. Die Zonenkonfiguration
des Mobilkommunikationssystems und die bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, sind mit denen in 1 identisch.
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Anhand von 11 wird im folgenden ein Kanalzuteilungsalgorithmus
für die
Ausführungsform beschrieben.
Als Beispiel wird der Kanalzuteilungsalgorithmus im Hinblick auf
die Sektorale Zone X1 beschrieben. In 11 ist
die Kanalgruppe G1 die Kanalgruppe CHG1 gemäß 7, d. h. die Kanalgruppe G1 weist die
Kanäle
1, 4, 7, 10 auf . In der Ausführungsform
sind die Kanalgruppen G2, G3 die gleichen in jeder sektoralen Zone
X1. Daher ist die Kanalgruppe G2 entweder die Kanalgruppen CHG2
oder die Kanalgruppe CHG3. Ist die Kanalgruppe G2 die Kanalgruppe
CHG2, d. h. weist sie die Kanäle
2, 5, 8, 11 auf, so ist die Kanalgruppe G3 die Kanalgruppe CHG3,
d. h. sie weist die Kanäle
3, 6, 9, 12 auf.
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Zuerst wählt die sektorale Zone X1 einen
der Kanäle
der Kanalgruppe G1 aus. Ist der ausgewählte Kanal zuteilbar, ist der
Kanalzuteilungsalgorithmus beendet. Ist er nicht zuteilbar, wählt die
sektorale Zone X1 einen weiteren der Kanäle aus der Kanalgruppe G1 aus.
Nachdem alle Kanäle
der Kanalgruppe G1 ausgewählt
sind, wird einer der Kanäle
der Kanalgruppe G2 wiederholt ausgewählt, um einen zuteilbaren Kanal
zu ermitteln. Nachdem alle Kanäle der
Kanalgruppe G2 ausgewählt
sind, wird einer der Kanäle
der Kanalgruppe G3 wiederholt ausgewählt, um einen zuteilbaren Kanal
zu ermitteln. Wird kein zuteilbarer Kanal ermittelt, nachdem alle
Kanäle
der Kanalgruppe G3 ausgewählt
sind, tritt ein Rufverlust auf, und der Kanalzuteilungsalgorithmus
geht zu Ende.
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Wird gemäß der dritten Ausführungsform
ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
zugeteilt, kann bei sich voneinander unterscheidenden Auswahlreihenfolgen
der zugeordneten Kanalgruppen zwischen sektoralen Zonen mit der
gleichen Richtung derselbe Kanal durch jene sektoralen Zonen, die
unterschiedliche Richtungen haben, zugeteilt werden. Dadurch ist
der Vorteil des Verfahrens gemäß der ersten
Ausführungsform
verringert. Wird aber gemäß der siebenten
Ausführungsform
die einer weiteren sektoralen Zone zugeordnete Kanalgruppe als bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe verwendet, wird die gleiche Auswahlreihenfolge
bevorzugter Zuteilungskanalgruppen zwischen sektoralen Zonen mit
der gleichen Richtung genutzt. Auch wenn daher ein Kanal aus einer
weiteren Kanalgruppe zugeteilt wird, ist die Wahrscheinlichkeit
erhöht,
daß derselbe
Kanal in sektoralen Zonen mit der gleichen Richtung zugeteilt wird.
Somit wird der Vorteil des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform
erreicht. Zugleich erhält
man den Großgruppeneffekt
für einen
erhöhten
Wirkungsgrad der Kanalnutzung.
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8 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Verfahren zur Zuteilung eines Funkkanals gemäß einer achten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit der Auswahlreihenfolge
der Kanalgruppen in den sektoralen Zonen. Die Zonenkonfiguration
des Mobilkommunikationssystems und die bevorzugten Zuteilungskanalgruppen, die
sektoralen Zonen zugeordnet sind, sind mit denen der zweiten Ausführungsform
von 2 identisch. Der
Kanalzuteilungsalgorithmus ist mit dem Kanalzuteilungsalgorithmus
für das
Verfahren gemäß der siebenten
Ausführungsform
identisch.
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Wird gemäß der vierten Ausführungsform
ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
ausgewählt,
so ist bei zufälliger Auswahlreihenfolge
der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen in Abhängigkeit von der Basisstation
der aus einer weiteren Kanalgruppe ausgewählte Kanal häufig nicht
derselbe wie der wiederholt in einer sektoralen Zone verwendete
Kanal, deren Richtung entgegengesetzt zum verkehrsstarken Bereich
ist. Dadurch ist der Vorteil des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform
verringert. Wird aber gemäß der Ausführungsform
die einer weiteren sektoralen Zone zugeordnete Kanalgruppe ausgewählt, kommt dieselbe
Auswahlreihenfolge der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen zwischen
sektoralen Zonen zum Einsatz, in denen die Unterschiede zwischen
ihren Richtungen und der Richtung zum verkehrsstarken Bereich von
jeder Basisstation einander im wesentlichen ähneln. Auch wenn daher ein
Kanal aus der Kanalgruppe zugeteilt wird, die einer weiteren sektoralen
Zone zugeordnet ist, erhöht
sich die Wahrscheinlichkeit, daß derselbe
Kanal in sektoralen Zonen zugeteilt wird, die die Gegenrichtung
zum verkehrsstarken Bereich haben. Somit wird der Vorteil des Verfahrens
gemäß der zweiten
Ausführungsform
erreicht. Zugleich erhält
man den Großgruppeneffekt
für einen erhöhten Wirkungsgrad
der Kanalnutzung.
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9 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Verfahren zur Zuteilung eines Funkkanals gemäß einer neunten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit den Auswahlreihenfolgen
der Kanalgruppen in den sektoralen Zonen. Das Mobilkommunikationssystem
hat mehrere Basisstationen A, B, C und mehrere sektorale Zonen A1,
A2, ..., A6, B1, B2, ..., B6 und C1, C2, ..., C6, die durch die
jeweiligen Basisstationen A, B, C versorgt werden. Im Mobilkommunikationssystem
sind 18 Kanäle
1, 2, ..., 18 verfügbar.
Die Basisstation A hat mehrere Antennen mit jeweils einem sektoralen Richtwirkungsmuster
in einer Horizontalebene, wobei die Antennen zu den jeweiligen sektoralen
Zonen A1, A2, ..., A6 gerichtet sind. Die durch die Basisstation
B versorgten sektoralen Zonen B1, B2, ..., B6 sind so angeordnet,
daß sie
sektorale Antennenrichtwirkungsmuster haben, deren Richtungen im
wesentlichen die gleichen wie in den sektoralen Zonen A1, A2, ...,
A6 sind. Auch die durch die Basisstationen C versorgten sektoralen
Zonen sind ähnlich
angeordnet.
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Da sechs sektorale Zonen zu jeder
der Basisstationen gehören,
sind die Kanäle
1 bis 18 in sechs Gruppen aufgeteilt, die als bevorzugte Zuteilungskanalgruppen
den sektoralen Zonen zugeordnet sind. Zum Beispiel bilden gemäß 9 die Kanäle 1, 7,
13 eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen Zone
A1 zugeordnet ist, und die Kanäle
2, 8, 14 bilden eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe, die der sektoralen
Zone A2 zugeordnet ist. Da die Richtung der durch die Basisstation
B versorgten sektoralen Zone B1 im wesentlichen die gleiche wie
die der sektoralen Zone A1 ist, weist die der sektoralen Zone B1
zugeteilte Kanalgruppe zumeist die gleichen Kanäle wie jene auf, die der sektoralen Zone
A1 zugeordnet sind. Insbesondere weist die bevorzugte Zuteilungskanalgruppe,
die der sektoralen Zone B1 zugeordnet ist, die Kanäle 1, 7,
13 auf. Ähnlich
sind die den sektoralen Zonen B2, C1, C2 zugeordneten bevorzugten
Zuteilungskanalgruppen die gleichen wie die, die den sektoralen
Zonen A2, A1 bzw. A2 zugeordnet sind.
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Der in 11 gezeigte
Kanalzuteilungsalgorithmus wird im folgenden für das Verfahren gemäß der neunten
Ausführungsform
für die
sektorale Zone X1 exemplarisch beschrieben. In 11 ist die Kanalgruppe G1 die bevorzugten
Zuteilungskanalgruppe CHG1 gemäß 9, d. h. sie weist die Kanäle 1, 7, 13
auf. Die Kanalgruppe G2 ist die bevorzugte Zuteilungskanalgruppe,
die einer sektoralen Zone zugeordnet ist, die den kleinsten Richtungsunterschied von
der sektoralen Zone X1 hat, der die Kanalgruppe CHG1 als bevorzugte
Zuteilungskanalgruppe zugeordnet ist. Da die sektoralen Zonen mit
dem kleinsten Richtungsunterschied von der sektoralen Zone X1 die
sektoralen Zonen X2 und X6 sind, wird die Kanalgruppe CHG2 oder
CHG6 als Kanalgruppe G2 ausgewählt.
In dieser Ausführungsform
dient die Kanalgruppe G2 als Kanalgruppe CHG2, und folglich dient die
Kanalgruppe G3 als Kanalgruppe CHG3. Die Kanalgruppe G4 ist entweder
die Kanalgruppe CHG3 oder CHG5, die als bevorzugte Zuteilungskanalgruppe
der sektoralen Zone X3 oder X5 zugeordnet ist, die den nächst kleinsten
Richtungsunterschied von der Richtung der sektoralen Zone X1 nach
den sektoralen Zonen X2 oder X6 hat. In dieser Ausführungsform
dient die Kanalgruppe G4 als Kanalgruppe CHG3, und folglich dient
die Kanalgruppe G5 als Kanalgruppe CHG5. Eine Kanalgruppe G6 dient
als verbleibende Kanalgruppe CHG4.
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Zuerst wählt die sektorale Zone X1 einen
der Kanäle
der Kanalgruppe G1 aus. Ist der ausgewählte Kanal zuteilbar, so ist
der Kanalzuteilungsalgorithmus beendet. Ist er nicht zuteilbar,
wählt die
sektorale Zone X1 einen weiteren der Kanäle der Kanalgruppe G1 aus.
Nachdem alle Kanäle
der Kanalgruppe G1 ausgewählt
sind, wird einer der Kanäle
der Kanalgruppe G2 wiederholt ausgewählt, um einen zuteilbaren Kanal
zu ermitteln. Nachdem alle Kanäle
der Kanalgruppe G2 ausgewählt
sind, werden Kanäle
der Kanalgruppen G3, G4, G5, G6 nacheinander ausgewählt. Wird
kein zuteilbarer Kanal ermittelt, nachdem alle Kanäle der Kanalgruppe
G6 ausgewählt
sind, tritt ein Rufverlust auf, und der Kanalzuteilungsalgorithmus
geht zu Ende.
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Wird gemäß der dritten Ausführungsform
ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
zugeteilt, wird derselbe Kanal in sektoralen Zonen mit unterschiedlichen
Richtungen zugeteilt, was dazu führt,
daß der
Vorteil der ersten Ausführungsform
verringert ist. Wird gemäß der neunten
Ausführungsform
ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
zugeteilt, so werden Kanäle
nacheinander aus den Kanalgruppen ausgewählt, die den sektoralen Zonen zugeordnet
sind, in denen der Unterschied zwischen ihren Richtungen klein ist,
d. h. aus benachbarten sektoralen Zonen. Auch wenn daher ein Kanal
der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe zugeteilt
wird, ist der Unterschied zwischen den Richtungen der sektoralen
Zonen, die durch die unterschiedlichen Basisstationen versorgt werden, die
denselben Kanal verwenden, minimiert. Da der Unterschied zwischen
den Richtungen, in denen die Träger-
und Störwellen
eintreffen, verringert ist, läßt sich
der gleiche Vorteil wie in der ersten Ausführungsform sowie der Großgruppeneffekt
erhalten, was zu einem erhöhten
Wirkungsgrad der Kanalnutzung führt.
Ist insbesondere die Anzahl von sektoralen Zonen je Basisstation
groß,
wird ein Kanal der Kanalgruppe, die der anderen sektoralen Zone
zugeordnet ist, häufiger
verwendet. Da aber der Winkelunterschied zwischen benachbarten sektoralen
Zonen klein ist, erhält
man einen großen
Vorteil durch Prioritätsverwendung
eines Kanals der Kanalgruppe, die der benachbarten sektoralen Zone
zugeordnet ist.
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10 zeigt
eine Zonenkonfiguration eines Mobilkommunikationssystems, auf das
ein Verfahren zur Zuteilung eines Funkkanals gemäß einer zehnten Ausführungsform
angewendet ist, sowie einen Plan der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen,
die sektoralen Zonen zugeordnet sind, mit den Auswahlreihenfolgen
der Kanalgruppen in den sektoralen Zonen. Das Mobilkommunikationssystem
hat mehrere Basisstationen A, B, C und mehrere sektorale Zonen A1,
A2, ..., A6, B1, B2, ..., B6 und C1, C2, ..., C6, die durch die
jeweiligen Basisstationen A, B, C versorgt werden. Im Mobilkommunikationssystem
sind 18 Kanäle
1, 2, ..., 18 verfügbar.
Die Basisstation A hat mehrere Antennen mit jeweils einem sektoralen Richtwirkungsmuster
in einer Horizontalebene, wobei die Antennen zu jeder der sektoralen
Zonen A1, A2, ..., A6 gerichtet sind. Die durch die Basisstation
B versorgten sektoralen Zonen B1, B2, B3, B4, B5, B6 sind so angeordnet,
daß sie
sektorale Antennenrichtwirkungsmuster haben, deren Richtungen im
wesentlichen die gleichen wie in den sektoralen Zonen A5, A6, A1,
A2, A3 bzw. A4 sind. Die durch die Basisstation C versorgten sektoralen
Zonen C1, C2, C3, C4, C5, C6 sind so angeordnet, daß sie sektorale
Antennenrichtwirkungsmuster haben, deren Richtungen im wesentlichen
die gleichen wie in den sektoralen Zonen A3, A4, A5, A6, A1 bzw.
A2 sind.
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Da sechs sektorale Zonen zu jeder
der Basisstationen gehören,
sind die Kanäle
1 bis 18 in sechs Gruppen aufgeteilt, die als bevorzugte Zuteilungskanalgruppen
jeder der sektoralen Zo nen zugeordnet sind. Zum Beispiel bilden
gemäß 10 die Kanäle 1, 7,
13 eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe CHG1, die der sektoralen
Zone A1 zugeordnet ist, und die Kanäle 2, 8, 14 bilden eine bevorzugte Zuteilungskanalgruppe
CHG1, die der sektoralen Zone A2 zugeordnet ist.
-
Wie in der zweiten Ausführungsform
wird der Winkel von der Richtung einer sektoralen Zone, die als
Referenzrichtung verwendet wird, zur Richtung von der Basisstation
zum Punkt P berücksichtigt.
Da der Unterschied zwischen solchen Winkeln im Hinblick auf eine
sektorale Zone X1 (X = A, B, C) klein ist, enthält die jeder sektoralen Zone
X1 zugeordnete bevorzugte Zuteilungskanalgruppe viele identische
Kanäle.
Da ähnlich
der Unterschied zwischen solchen Winkeln im Hinblick auf die sektoralen
Zonen X2, X3, X4, X5, X6 klein ist, enthalten die diesen sektoralen Zonen
X2, X3, X4, X5, X6 zugeordneten bevorzugten Zuteilungskanalgruppen
ebenfalls viele identische Kanäle.
Insbesondere sind die zur bevorzugten Zuteilung zugeordneten Kanalgruppen
die Kanalgruppe CHG1 für
die sektorale Zone X1 und die Kanalgruppe CHG2 für die sektorale Zone X2.
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Der Kanalzuteilungsalgorithmus für das Verfahren
gemäß der zehnten
Ausführungsform
ist der gleiche wie der Kanalzuteilungsalgorithmus für das Verfahren
gemäß der neunten
Ausführungsform.
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Wird gemäß der vierten Ausführungsform
ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
zugeteilt, so wird derselbe Kanal in sektoralen Zonen zugeteilt,
deren Richtungen zum verkehrsstarken Bereich und von ihm weg orientiert sind,
was dazu führt,
daß sich
der Vorteil der zweiten Ausführungsform
verringert. Wird gemäß der zehnten
Ausführungsform
ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
zugeteilt, so werden die Kanäle
nacheinander aus den Kanalgruppen ausgewählt, die sektoralen Zonen mit
geringem Richtungsunterschied, d. h. benachbarten sektoralen Zonen,
an jeder Basisstation zugeordnet sind. Auch wenn daher ein Kanal
der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe verwendet
wird, wird derselbe Kanal wiederholt in sektoralen Zonen benutzt,
deren Gegenrichtungen zum verkehrsstarken Bereich relativ nahe aneinander
liegen. Ferner werden Kanäle
zwischen sektoralen Zonen gemeinsam benutzt, deren Richtungen der
Antennenrichtwirkung zum verkehrsstarken Bereich relativ eng beieinander
liegen. Folglich läßt sich
der gleiche Vorteil wie in der zweiten Ausführungsform sowie der Großgruppeneffekt
erhalten, was zu einem erhöhten Wirkungsgrad
der Kanalnutzung führt.
Ist insbesondere die Anzahl von sektoralen Zonen je Basisstation groß, wird
ein Kanal der Kanalgruppe, die der anderen sektoralen Zone zugeordnet
ist, häufig
zugeteilt. Da aber der Winkelunterschied benachbarter sektoraler
Zonen klein ist, erhält
man einen großen
Vorteil durch Prioritätsverwendung
eines Kanals der Kanalgruppe, die der benachbarten sektoralen Zone
zugeordnet ist.
-
Die in der zuvor beschriebenen Erfindung dargelegte
erste bis zehnte Ausführungsform
bieten die folgenden Vorteile:
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Gemäß der ersten Ausführungsform
ist der Abstand zur wiederholten Verwendung desselben Kanals in
den sektoralen Zonen mit der gleichen Richtung (festgelegt durch
die Antennenrichtwirkung) verkürzt,
der Abstand zur wiederholten Verwendung desselben Kanals in den
sektoralen Zonen mit der senkrechten Richtung ist ebenfalls verkürzt, und
der Wirkungsgrad der Kanalnutzung steigt, um mehr Verkehr abzuwickeln.
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Da gemäß der zweiten Ausführungsform derselbe
Kanal in den sektoralen Zonen mit Richtungen entgegengesetzt zur
Richtung zum verkehrsstarken Bereich wiederholt verwendet wird,
kann der Abstand zur Wiederverwendung desselben Kanals in diesen
sektoralen Zonen verkürzt
sein. Da die Anzahl von Kanälen,
die in den sektoralen Zonen mit den Richtungen zum verkehrsstarken
Bereich verwendet werden können,
auch erhöht
ist, ist der Wirkungsgrad der Kanalnutzung im verkehrsstarken Bereich
erhöht,
was dazu führt,
daß mehr
Verkehr abgewickelt werden kann.
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Gemäß der dritten Ausführungsform
bleibt der Vorteil der ersten Ausführungsform gewahrt, und der
Wirkungsgrad der Kanalnutzung ist mit dem Ergebnis verbessert, daß mehr Verkehr
infolge des Großgruppeneffekts
abgewickelt werden kann, was zu reduzierter Rufverlustwahrscheinlichkeit
durch gemeinsame Benutzung von Kanälen zwischen sektoralen Zonen
mit unterschiedlichen Richtungen führt.
-
Gemäß der vierten Ausführungsform
bleibt der Vorteil der zweiten Ausführungsform gewahrt, und der
Wirkungsgrad der Kanalnutzung ist mit dem Ergebnis verbessert, daß mehr Verkehr
infolge des Großgruppeneffekts
abgewickelt werden kann, was zu reduzierter Rufverlustwahrscheinlichkeit
durch gemeinsame Be nutzung von Kanälen zwischen unterschiedlichen
sektoralen. Zonen führt,
die zu derselben Basisstation gehören.
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Gemäß der fünften Ausführungsform werden einige der
bevorzugten Zuteilungskanäle
mit einer weiteren sektoralen Zone gemeinsam benutzt, und jene Kanäle, die
nicht mit einer weiteren sektoralen Zone gemeinsam benutzt werden,
werden mit Priorität
ausgewählt,
was den Großgruppeneffekt
steigert. Da der Vorteil der ersten Ausführungsform auch gewahrt bleibt,
ist der Wirkungsgrad der Kanalnutzung verbessert, um mehr Verkehr
abzuwickeln.
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Gemäß der sechsten Ausführungsform
werden einige der bevorzugten Zuteilungskanäle mit einer weiteren sektoralen
Zone gemeinsam benutzt, und jene Kanäle, die nicht mit einer weiteren
sektoralen Zone gemeinsam benutzt werden, werden mit Priorität ausgewählt, wodurch
der Großgruppeneffekt gesteigert
wird. Da der Vorteil der zweiten Ausführungsform auch gewahrt bleibt,
ist der Wirkungsgrad der Kanalnutzung im verkehrsstarken Bereich
verbessert, um mehr Verkehr abzuwickeln.
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Gemäß der siebenten Ausführungsform kommt
die gleiche Auswahlreihenfolge der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen
in jenen sektoralen Zonen zum Einsatz, die die gleichen Richtungen
haben. Auch wenn daher die einer weiteren sektoralen Zone zugeordnete
Kanalgruppe als bevorzugte Zuteilungskanalgruppe ausgewählt wird,
ist die Wahrscheinlichkeit erhöht,
daß derselbe
Kanal in den sektoralen Zonen mit der gleichen Richtung zugeteilt
wird. Damit wird der Vorteil durch das Verfahren gemäß der ersten
Ausführungsform
mit dem Großgruppeneffekt
erreicht, was zu einem erhöhten
Wirkungsgrad der Kanalnutzung führt,
um mehr Verkehr abzuwickeln.
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Gemäß der achten Ausführungsform
kommt die gleiche Auswahlreihenfolge der bevorzugten Zuteilungskanalgruppen
in jenen sektoralen Zonen zum Einsatz, in denen die Unterschiede
zwischen Richtungen der Antennenrichtwirkung und der Richtung zum
verkehrsstarken Bereich einander ähneln. Auch wenn daher ein
Kanal aus der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
ausgewählt wird,
ist die Wahrscheinlichkeit erhöht,
daß derselbe Kanal
in den sektoralen Zonen mit der Gegenrichtung zum verkehrsstarken
Bereich zugeteilt wird. Damit wird der Vorteil des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform
mit dem Großgruppeneffekt
erreicht, was zu einem erhöhten Wirkungsgrad
der Kanalnutzung führt,
um mehr Verkehr abzuwickeln.
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Wird gemäß der neunten Ausführungsform ein
Kanal aus der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
ausgewählt,
werden die Kanäle
nacheinander aus der bevorzugten Zuteilungskanalgruppe ausgewählt, die
der sektoralen Zone mit einem kleinen Richtungsunterschied zugeordnet
ist. Auch wenn daher ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone
zugeordneten Kanalgruppe zugeteilt wird, läßt sich der durch die erste
Ausführungsform
gebotene Vorteil sowie der Großgruppeneffekt
erhalten, was zu einem erhöhten
Wirkungsgrad der Kanalnutzung führt,
um mehr Verkehr abzuwickeln.
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Wird gemäß der zehnten Ausführungsform ein
Kanal aus der einer weiteren sektoralen Zone zugeordneten Kanalgruppe
ausgewählt,
werden die Kanäle
nacheinander aus der bevorzugten Zuteilungskanalgruppe ausgewählt, die
den sektoralen Zonen mit einem kleinen Richtungsunterschied zugeordnet
ist. Auch wenn daher ein Kanal der einer weiteren sektoralen Zone
zugeordneten Kanalgruppe verwendet wird, läßt sich der Vorteil der zweiten
Ausführungsform
und der Großgruppeneffekt
erhalten, was zu einem erhöhten
Wirkungsgrad der Kanalnutzung im verkehrsstarken Bereich führt, um
mehr Verkehr abzuwickeln.
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Während
in den o. g. Ausführungsformen
die Anzahl von sektoralen Zonen je Basisstation drei oder sechs
beträgt
und die Gesamtzahl von Kanälen 10,
12 oder 18 lautet, können
mehr oder weniger sektorale Zonen oder Kanäle zum Einsatz kommen.
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Wenngleich bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung näher
dargestellt und beschrieben wurden, sollte klar sein, daß verschiedene Änderungen
und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang
der beigefügten
Ansprüche
abzuweichen.