JP2002152813A - 移動通信システムにおけるタイムスロット割り当て方法および移動通信システムにおけるタイムスロット割り当て装置 - Google Patents

移動通信システムにおけるタイムスロット割り当て方法および移動通信システムにおけるタイムスロット割り当て装置

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JP2002152813A
JP2002152813A JP2000342551A JP2000342551A JP2002152813A JP 2002152813 A JP2002152813 A JP 2002152813A JP 2000342551 A JP2000342551 A JP 2000342551A JP 2000342551 A JP2000342551 A JP 2000342551A JP 2002152813 A JP2002152813 A JP 2002152813A
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Mayu Yamada
麻由 山田
Toshiyuki Futakata
敏之 二方
Seiiku Bun
盛郁 文
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NTT Docomo Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動通信システムにおいて、隣接基地局下の
移動機からの干渉を最小限に留める。 【解決手段】 タイムスロット管理部５０１は、タイム
スロット割り当て要求に応じて、割り当て済みタイムス
ロットデータベース５０３に格納された空きタイムスロ
ットと、優先順位データベース５０２に格納されたタイ
ムスロット割り当ての優先順位の表とを比較し、比較の
結果に基づいて、タイムスロットを割り当てる。割り当
て終了後、新たな空きタイムスロットを示すフレームの
状態の表を、割り当て済みタイムスロットデータベース
５０３に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、TDMA／TDD方式を
用いる無線通信方式を採用した移動通信システムにおけ
るタイムスロット割り当て方法および移動通信システム
におけるタイムスロット割り当て装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】TDD（Time Division Duplex）方式と
は、１つの周波数帯域において、伝送する資源としての
ビット列を一定周期で時分割し、上り／下りに割り当て
ることにより、上り回線と下り回線を実現するアクセス
方式である。このTDD方式は、TDMA（Time Division Mul
tiple Access）、CDMA（Code Division Multiple Acces
s）等の多重化方式において一般に用いられている。
【０００３】現在、ＩＴＵ（国際電気通信連合）で標準
規格が作成されているIMT-2000 CDMA TDD方式（アクセ
ス方式はCDMA／TDMA／TDD）等では、トラヒック等の状
況に応じて適応的に変更する方式が検討されている。以
下、IMT-2000 CDMA TDD方式を例に従来の技術について
説明する。
【０００４】図1は、IMT-2000 CDMA TDD方式のフレーム
構成例を示す。図中のDL１０１は、下り回線に割り当て
たタイムスロットを、UL１０２は上り回線に割り当てた
タイムスロットを示す。従来は、あらかじめ上り／下り
に割り当てるフレーム内のタイムスロット数とその位置
をそれぞれ設定する。
【０００５】図１に示す例の場合、上り／下りに割り当
てるタイムスロット数、は上りが7個、下りが8個であ
る。そして、それぞれの位置はフレーム内の前半部と後
半部とで分けられ、切り替え場所(Switching Point。以
下、「SP」という)は1箇所である。なお、図１に示す例
では、SPの数は1であるが、必ずしも１に限られるもの
ではない。
【０００６】そして、割り当て要求が発生した際、上り
／下りの該当タイムスロット数に空きがあれば、適宜タ
イムスロット内の干渉レベル等を考慮し、要求に応じて
タイムスロットの割り当てを行なう。
【０００７】TDD方式では、上り／下り回線に同一周波
数を使用しているので、隣接するエリア（ここでいうエ
リアとは、タイムスロット割り当てを行なう範囲の最小
の単位を示す）において上り回線と下り回線を同時に割
り当てた場合には、当エリアからの下り希望波より、隣
のエリアにある移動機からの干渉波の方が大きくなり、
干渉を受けている移動機においてはそのタイムスロット
の品質が劣化するという問題がある。
【０００８】図２は、隣接するエリアにおける干渉波の
影響を説明する図である。この例では、タイムスロット
割り当てを行なう範囲の最小単位は、１基地局配下とす
る。図２（ａ）は、隣接するエリア間で共通する割り当
てタイムスロット数と位置を使用している場合を示し、
図２（ｂ）は、隣接エリア間で異なるタイムスロット数
と位置を使用している場合を示す。
【０００９】図２（ａ）において、移動機２０１につい
て着目すると、基地局２０２から送信される希望波に対
し、基地局２０４から送信される信号が干渉波となる。
【００１０】図２（ｂ）に示す例では、基地局２０２下
のエリアが上り、基地局２０４下のエリアが下りを同時
に割り当ててしまった場合であり、移動機２０１に着目
すると、基地局２０２から送信される希望波に対し、移
動機２０３から送信される干渉波が移動機２０１に与え
る影響が大きくなる。
【００１１】このために、上り／下りの割り当てタイム
スロット数及びその位置をエリア単位で変更せず、シス
テム単位で変更している。ここでいうシステム単位と
は、１つの無線ネットワーク制御装置の配下にある、複
数の基地局装置で構成されるシステムだけではなく、複
数の無線ネットワーク制御装置の配下にある複数の基地
局装置によって構成されるシステムをも含んでいる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タイムスロット割り当てにおいては、上り／下りに割り
当てるタイムスロット数がシステム固有に決まっていた
ために、例えばあるエリアにおいて下りのトラヒックが
著しく増大したとき、上りの割り当てタイムスロット数
に空きがあったとしても、それを割り当てることができ
ないという問題があった。
【００１３】また、一つのエリアの上り／下りトラヒッ
クの非対称性に対応させるには、システム全体のタイム
スロット構成を変更する必要があるという問題があっ
た。
【００１４】さらに、上り／下り回線をそれぞれ基地局
ごとに変更すれば、隣接エリアの移動機からの干渉によ
る品質の劣化が起こり得るという問題があった。そこ
で、本発明の目的は、隣接エリアの移動機からの干渉を
最小限に留めることができる移動通信システムにおける
タイムスロット割り当て方法および移動通信システムに
おけるタイムスロット割り当て装置を提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、１つの周波数帯域のフレ
ームを時分割で区切ったタイムスロットを、上り回線と
下り回線とに割り当てるTDMA／TDD方式を用いた移動通
信システムにおけるタイムスロット割り当て方法であっ
て、前記フレーム内に含まれる全ての前記タイムスロッ
トに、上りまたは下り回線の優先順位を付与する第１ス
テップと、前記上りまたは下り回線からタイムスロット
割り当て要求を受信する第２ステップと、該第２ステッ
プにおいて受信したタイムスロット割り当て要求に応じ
て、前記第１ステップにおいて付与された前記優先順位
に基づき、前記フレーム内の前記タイムスロットを割り
当てる第３ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１６】したがって、エリア単位でトラヒック、干
渉などの状況に応じてタイムスロットの割り当てが可能
となり、周波数の利用効率を上げることが可能となる。
【００１７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のタイムスロット割り当て方法において、前記第
１ステップは、前記フレーム内に含まれる複数の前記タ
イムスロットに、同一の優先順位を付与することを特徴
とする。
【００１８】したがって、上り／下り回線に割り当てる
タイムスロット数に上限／下限がシステム上定められて
いる場合においても、周波数の利用効率を上げることが
できる。
【００１９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載のタイムスロット割り当て方法におい
て、前記第３ステップは、前記フレーム内の空の前記タ
イムスロットと、前記第１ステップにおいて付与された
前記優先順位との比較を行ない、該比較の結果に基づき
前記フレーム内の前記タイムスロットを割り当てること
を特徴とする。
【００２０】したがって、システム単位で上り／下りの
タイムスロット数を変更することなく、エリア単位でタ
イムスロット割り当てが可能となる。
【００２１】また、請求項４に記載の発明は、１つの周
波数帯域のフレームを時分割で区切ったタイムスロット
を、上り回線と下り回線とに割り当てるTDMA／TDD方式
を用いた移動通信システムにおけるタイムスロット割り
当て装置であって、前記フレーム内に含まれる全ての前
記タイムスロットに、上りまたは下り回線の優先順位を
記憶する第１の記憶手段と、前記上りまたは下り回線か
らタイムスロット割り当て要求を受信する受信手段と、
該受信手段によって受信したタイムスロット割り当て要
求に応じて、前記第１の記憶手段に記憶した前記優先順
位に基づき、前記フレーム内の前記タイムスロットを割
り当てる割り当て手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載のタイムスロット割り当て装置において、前記記
憶手段は、前記フレーム内に含まれる複数の前記タイム
スロットに、同一の優先順位を付与することを特徴とす
る。
【００２３】さらに、請求項６に記載の発明は、請求項
４または５に記載のタイムスロット割り当て装置におい
て、前記割り当て手段は、前記フレーム内の空の前記タ
イムスロットと、前記記憶手段に記憶した前記優先順位
との比較を行なう手段と、該比較手段による比較の結果
に基づいて、前記フレーム内の前記タイムスロットを割
り当てる割り当て手段とを備えたことを特徴とする。
【００２４】本発明では、割り当てるタイムスロット数
を、トラヒックの状況に合わせてエリアごとに適応的に
決定する。
【００２５】具体的には、割り当てるタイムスロット数
をあらかじめ決めるのではなく、タイムスロットに割り
当ての優先順位を付与し、それに従ってタイムスロット
を割り当てていく。
【００２６】そして、優先順位は複数のタイムスロット
にまたがることも可能とする。これにより、トラヒック
の状況に合わせて適応的に上り／下りのタイムスロット
数が可変となる。また、隣接エリアの移動機からの干渉
が起こる可能性のあるタイムスロットは、優先順位を低
く設定することにより、干渉を最小限に留めることがで
きる。
【００２７】したがって、トラヒックが著しく増大した
時に、タイムスロットをエリア単位で割り当てることに
より、要求トラヒックに応じた上り／下り回線へのタイ
ムスロット割り当てが可能となり、周波数を無駄なく使
用することができる。また、隣接エリアの移動機からの
干渉を最小限に留めることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。本実施形態では、
CDMA方式(CDMA／TDMA)を例に説明するが、アクセス方式
はTDMAの場合でも、あるいはCDMAの場合でも有効であ
る。
【００２９】図３および図４は、TDDのフレーム構成に
おける、各タイムスロットに付与されたそれぞれ優先順
位の一例をそれぞれ示す。ここでは、１フレームのタイ
ムスロットが15個の場合のTDDを例に説明する。
【００３０】図３および図４は共に、タイムスロット中
のアルファベット「Ｕ」が上りを、「Ｄ」が下りをそれ
ぞれ表しており、その後の数字が優先順位を表してい
る。これらは、上り／下りのSPを１箇所のみ持たせる場
合のフレーム構成の例である。
【００３１】図３に示す例では、上りをタイムスロット
番号＃１から＃１５へ昇順に、下りをタイムスロット番
号＃１５から＃１へ降順に優先順位を付与している。一
方、図４に示す例では、ランダムに優先順位を付与して
ある。フレーム内の各タイムスロットに付与された優先
順位は、システムに共通な場合だけでなく、システム内
のエリア毎に固有の場合も有り得る。
【００３２】図５は、本実施形態に係るタイムスロット
割り当て装置の機能ブロック図を示す。このタイムスロ
ット割り当て装置５００は、基地局の一部として実現で
きるだけでなく、基地局の上位の制御装置の一部として
実現することも可能である。
【００３３】図５に示すように、タイムスロット割り当
て装置５００は、タイムスロット管理部５０１と、タイ
ムスロット管理部５０１によって参照される優先順位デ
ータベース５０２および割り当て可能タイムスロットデ
ータベース５０３とを備えている。優先順位データベー
ス５０２には、タイムスロット割り当ての優先順位を示
す表が予め格納されている。また、割り当て可能タイム
スロットデータベース５０３には、一定時間毎に、およ
びタイムスロット割り当て処理の終了の度に、現在のフ
レームの状態、すなわちフレーム内の空きタイムスロッ
トを示す表が格納される。
【００３４】上りあるいは下りから送信される信号によ
ってタイムスロット割り当て要求が生じた場合、タイム
スロット管理部５０１は、割り当て可能タイムスロット
データベース５０３に格納された現在の空きタイムスロ
ットと、優先順位データベース５０２に予め格納され
た、図３または図４によって示される内容を有する優先
順位の表とを比較し、上り／下りそれぞれの割り当て可
能なタイムスロットを決定する。そして、割り当て可能
タイムスロットデータベース５０３に格納された表の中
で、まだ割り当てが行なわれておらず、かつ優先順位が
上位の該当タイムスロットから割り当てていく。
【００３５】図６は、タイムスロット割り当て装置にお
いて行なわれる処理手順を具体的に示す。いま、タイム
スロット割り当て装置５００の優先順位データベース５
０２には、図６（ａ）に示す優先順位についての表が格
納されている。一方、割り当て可能タイムスロットデー
タベース５０３に格納されている現在のフレームの状態
は、図６（ｂ）に示すように上り回線に４スロット割り
当てられており、スロット番号＃１、＃２、＃６および
＃８が割り当て済みとなっている。
【００３６】タイムスロット管理部５０１が下り回線に
対する３スロットのタイムスロット割り当て要求を受け
ると、図６（ａ）に示す優先順位の表と図６（ｂ）の空
きタイムスロットとを比較し、割り当て済みのタイムス
ロットを除いて次に割り当てるタイムスロットの優先順
位を決定する。この比較処理の結果、決定される優先順
位を図６（ｃ）に示す。例えば、上り回線については、
優先順位５から１５はそれぞれ優先順位１から１１とな
る。下り回線についても同様の手続により比較処理が行
われる。
【００３７】タイムスロット管理部５０１は、上記比較
処理の結果、優先順位が上位のタイムスロット、すなわ
ちタイムスロット番号＃３、＃１３および＃１１のタイ
ムスロットを下り回線に割り当てる。
【００３８】最後に、タイムスロット管理部５０１は、
現在のフレームの状態を示す表をタイムスロット割り当
てデータベース５０３に格納する。ここで格納される表
の内容を、図６（ｄ）に示す。
【００３９】このように、あるエリアで下りタイムスロ
ットの要求が多くなった場合、図５の例に示すタイムス
ロット割り当て装置５００によって、下り割り当て可能
タイムスロット表において優先順位が下位のものまで順
に割り当てることにより、下りタイムスロット数を増や
すことができる。
【００４０】したがって、エリア間でトラヒック量の上
下の非対称性に差がある場合に、システム単位で上り／
下りのタイムスロット数を変更することなく、エリア単
位でタイムスロット割り当てが可能となる。これによ
り、トラヒック、干渉等の状況に応じてタイムスロット
の割り当てが可能となり、結果として周波数を効率的に
利用することが可能となる。
【００４１】また、隣接エリアの移動機からの干渉が起
こる可能性のあるタイムスロットは、優先順位を低く設
定することにより、干渉を最小限に留めることができ
る。
【００４２】（第２実施形態）本実施形態では、上述の
実施形態とは異なり、上り／下りの割り当てタイムスロ
ット数に上限／下限がシステム上定められている場合に
優先順位を付与する例について説明する。以下、タイム
スロット数が１５個の場合におけるTDDを例に説明す
る。
【００４３】図７は、TDDのフレーム構成における、各
タイムスロットに付与された優先順位の一例を示す。図
７に示す例では、システム上定められているタイムスロ
ットの下限数を上り３スロット、下り８スロットとし、
これをそれぞれ上り／下りの優先順位の最も高いグルー
プとする。そして、他のタイムスロットにはそれぞれ優
先順位をランダムに付与している。
【００４４】図８は、TDDのフレーム構成における、各
タイムスロットに付与された優先順位の他の例を示す。
図８に示す例では、図７と同様に、タイムスロットの下
限数を上り３スロット、下り７スロットとし、これをそ
れぞれ上り／下りの優先順位の最も高いグループとす
る。そして、他のタイムスロットにも上り／下りそれぞ
れ非対称なグループ分けをして、優先順位を付与してい
る。なお、各グループに含まれるタイムスロットは必ず
しも連続している必要はない。
【００４５】図７および図８の例に示す優先順位の付与
においては、システム上予め定められている下限数のタ
イムスロットを優先順位が最も高いグループとし、それ
以外のタイムスロットは低い優先順位を付与する。つま
り、優先順位がもっとも高いグループはそれぞれ上り／
下り回線専用のタイムスロットとみなし、他のタイムス
ロットについては上述の実施形態と同様に、優先順位を
付与する。
【００４６】本実施形態に係る優先順位の付与に基づく
タイムスロットの割り当てには、図５の例に示すタイム
スロット割り当て装置５００を使用することができる。
すなわち、図７または図８によって示される内容を有す
る優先順位の表を、上述の実施形態と同様に図５で示す
タイムスロット割り当て装置５００中の優先順位データ
ベース５０２に格納する。以下の処理は、上述の実施形
態と同様である。
【００４７】このような処理を行なうことにより、上り
／下りの割り当てタイムスロット数に上限／下限がシス
テム上定められている場合においても、上述の実施形態
と同様の効果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エリア単位でトラヒック、干渉等の状況に応じてタイム
スロットの割り当てが可能となり、周波数の利用効率を
上げることができる。
【００４９】また、隣接エリアの移動機からの干渉が起
こる可能性のあるタイムスロットは、優先順位を低く設
定することにより、干渉を最小限に留めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のTDDのフレーム構成を説明するための図
である。
【図２】隣接するエリアにおける干渉波の影響を説明す
るための図である。
【図３】TDDのフレーム構成における、各タイムスロッ
トに付与されたそれぞれ優先順位の一例を示す図であ
る。
【図４】TDDのフレーム構成における、各タイムスロッ
トに付与されたそれぞれ優先順位の一例を示す図であ
る。
【図５】本発明が適用されたタイムスロット割り当て装
置の機能ブロック図である。
【図６】図６はタイムスロット割り当て装置において行
なわれる比較処理の作成手順を具体的に示す図で、
（ａ）は優先順位についての表を、（ｂ）は現在のフレ
ームを、（ｃ）は比較処理の結果、決定される優先順位
を、（ｄ）は割り当て可能タイムスロットデータベース
に格納されるフレームの状態を示す。
【図７】TDDのフレーム構成における、各タイムスロッ
トに付与された優先順位の一例を示す。
【図８】TDDのフレーム構成における、各タイムスロッ
トに付与された優先順位の一例を示す。
【符号の説明】
１０１ タイムスロット（下り回線） １０２ タイムスロット（上り回線） ２０１、２０３ 移動機 ２０２、２０４ 基地局 ５００ タイムスロット割り当て装置 ５０１ タイムスロット管理部 ５０２ 優先順位データベース ５０３ 割り当て可能タイムスロットデータベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 文 盛郁 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 Ｆターム(参考） 5K028 AA11 BB06 CC02 CC05 EE08 HH00 KK12 LL12 RR02 5K067 AA03 AA11 CC04 EE02 EE10 EE16 EE71 GG11 HH22 HH23 JJ17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １つの周波数帯域のフレームを時分割で
    区切ったタイムスロットを、上り回線と下り回線とに割
    り当てるTDMA／TDD方式を用いた移動通信システムにお
    けるタイムスロット割り当て方法であって、 前記フレーム内に含まれる全ての前記タイムスロット
    に、上りまたは下り回線の優先順位を付与する第１ステ
    ップと、 前記上りまたは下り回線からタイムスロット割り当て要
    求を受信する第２ステップと、 該第２ステップにおいて受信したタイムスロット割り当
    て要求に応じて、前記第１ステップにおいて付与された
    前記優先順位に基づき、前記フレーム内の前記タイムス
    ロットを割り当てる第３ステップとを備えたことを特徴
    とする移動通信システムにおけるタイムスロット割り当
    て方法。
  2. 【請求項２】 前記第１ステップは、前記フレーム内に
    含まれる複数の前記タイムスロットに、同一の優先順位
    を付与することを特徴とする請求項１に記載のタイムス
    ロット割り当て方法。
  3. 【請求項３】 前記第３ステップは、前記フレーム内の
    空の前記タイムスロットと、前記第１ステップにおいて
    付与された前記優先順位との比較を行ない、該比較の結
    果に基づき前記フレーム内の前記タイムスロットを割り
    当てることを特徴とする請求項１または２に記載のタイ
    ムスロット割り当て方法。
  4. 【請求項４】 １つの周波数帯域のフレームを時分割で
    区切ったタイムスロットを、上り回線と下り回線とに割
    り当てるTDMA／TDD方式を用いた移動通信システムにお
    けるタイムスロット割り当て装置であって、 前記フレーム内に含まれる全ての前記タイムスロット
    に、上りまたは下り回線の優先順位を記憶する第１の記
    憶手段と、 前記上りまたは下り回線からタイムスロット割り当て要
    求を受信する受信手段と、 該受信手段によって受信したタイムスロット割り当て要
    求に応じて、前記第１の記憶手段に記憶した前記優先順
    位に基づき、前記フレーム内の前記タイムスロットを割
    り当てる割り当て手段とを備えたことを特徴とする移動
    通信システムにおけるタイムスロット割り当て装置。
  5. 【請求項５】 前記記憶手段は、前記フレーム内に含ま
    れる複数の前記タイムスロットに、同一の優先順位を付
    与することを特徴とする請求項４に記載のタイムスロッ
    ト割り当て装置。
  6. 【請求項６】 前記割り当て手段は、 前記フレーム内の空の前記タイムスロットと、前記記憶
    手段に記憶した前記優先順位との比較を行なう手段と、 該比較手段による比較の結果に基づいて、前記フレーム
    内の前記タイムスロットを割り当てる割り当て手段とを
    備えたことを特徴とする請求項４または５に記載のタイ
    ムスロット割り当て装置。
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