JP2002502574A

JP2002502574A - セルラー無線通信ネットワークにおけるダイナミック・チャネル割当方法

Info

Publication number: JP2002502574A
Application number: JP50171799A
Authority: JP
Inventors: ヴェリエ，ダヴィド; プラ，パトリック
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 2002-01-22
Anticipated expiration: 2018-06-02
Also published as: CN1265255A; DE69825892T2; DE69825892D1; US6606499B1; ES2226145T3; CN1130102C; JP4149524B2; CA2292738C; CA2292738A1; EP0986928B1; EP0986928A1; FR2764464B1; FR2764464A1; WO1998056204A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、それぞれのネットワーク基地局のために、ダイナミック・チャネル割当（ＤＣＡ(dynamic channel assignment)）方法によって管理されるそれぞれの物理チャネルが、周期的に測定されるこの物理チャネル上を介在する通信に関係する無線パラメータに基づいて計算される特定の優先順位インデックスと関連付けられる、方法に関する。新たな通信チャネルの割当のためには、あいていてかつアクセス可能な最も高い優先順位を持つ物理チャネルが先に与えられる。優先順位インデックスは、現行通信の、あいていてかつ最高優先順位のチャネルに向かう動的転送のために、更に使用することができる。これにより、セル間の通過帯域の分配が通信の品質同様に最適化される。

Description

【発明の詳細な説明】セルラー無線通信ネットワークにおけるダイナミック・チャネル割当方法本発明は、ＧＳＭ−タイプ・ネットワークのようなセルラー無線通信ネットワークのためのダイナミック・チャネル割当（ＤＣＡ(the dynamic channel alloc ation)）に関する。干渉適応の（interference-adapted）ＤＣＡ体系とトラフィック適応の（traf fic-adapted）ＤＣＡ体系との間には相違が生じている。干渉適応の体系は、受信される無線信号の質を考慮すると共に、最もノイズが少ないと考えられるチャネルを動的に割り当てる。トラフィック適応の体系は、隣接するセル内で２つの同一チャネルが割り当てられないことを保証するために、各々のセルにおいてどのチャネルが使用されるかという認識に基づいている。それらは、いかなる無線品質規準にもよらないが、ネットワーク内部の異なるチャネル割当ユニットの間で交換されるべき情報を必要とする。干渉適応ＤＣＡアルゴリズムの分野において、今までに提案されたアルゴリズムは、パケットモード通信のための無線リンク上にチャネルを割り当てるように計画されている（M.FRULLONE et al:"Dynamic Channel Allocation for ATDMA", Proc.of the Race Summit,Lisbon,November 1995,pages 299-203参照）。これは、ＧＳＭのような回線モードにおける通信をサポートするネットワークにとっては好適ではない。トラフィック適応のＤＣＡアルゴリズムはどうかといえば、行われてきた研究が基本的に理論上のものとなっている。これらのメカニズムがネットワーク内部における無線リソースを割り当てる異なる要素間で信号を送る大規模な交換を必要とするという事実のために、それらは、そのような交換が容易でない現在のセルラーネットワークに特によく適合しているわけではない。このため、現在、それらはほとんど関心を寄せられる対象とはなっていない。最近、モバイル・ネットワークのオペレータは、ネットワークの異なるセルの間で割り当てられるべき物理チャネルを分配する手段としての、チャネル計画の技術を適用している。ここにいう“計画”（“planning”）の語は、それぞれのセルがそれ自身の物理チャネルのリストを割り当てられ、チャネルが割り当てられる時にはそのリストからチャネルが選択されることを意味するものである。システムの大部分において、チャネル計画は、周波数計画に対して簡略化されている。そのような技術の利点は、隣接する２つのセルに対してチャネルが割り当てられることがないことを保証できる点であり、これは、隣接するセルにおいて割り当てられる２つのチャネル間での干渉のおそれを軽減する。このことは、ネットワークにおいて割り当てられるそれぞれのチャネル上に一定の無線品質を確保する。しかし、周波数計画は、次のような不利な点を有している。１）その実行に細心の注意を要する。セルラーのサービス範囲のトポロジーがより不規則（異なるセルサイズ、非対称のパターン、…）であればあるほど、計画をすることがより困難になる。マイクロセルと“アンブレラ”（“um brella”）マクロセルとを有するマルチセルラー・ネットワークの構想は、それぞれが周波数計画を要するいくつかのサービス範囲のレベルを導入するため、あらゆる周波数計画での試みをより困難にする。これは、また、それぞれのセルに割り当てられる周波数の数を制限する結果も招く（それによってトラフィックを制限する）。２）周波数計画は、ネットワークのトポロジーを変更することを容易にしない。例えば、基地局がネットワークに加えられあるいはネットワークから退くそれぞれの時に、ネットワークの重要な部分に亘って新たな周波数計画が必要とされる。この点は、現在ではより一層複雑になってきており、オペレータは、彼らの常用する基礎上のセルラー工学を変更すること（マイクロセルゾーンを既存のネットワーク内に統合すること）を求められている。３）周波数計画は、システムに対し、融通性のある手法で移動にリソースを割り当てることを許容しない。セルにより割り当てられるリソースの数が固定（かつ制限）される観点からすれば、システムは、利用可能なリソースの不足により、ローカルなトラフィックピークを吸収することができない。周波数計画は、マクロ−セルラー環境（簡単かつ規則的なセルのコンフィギュレーション、均等的なトラフィック配分）における興味深い解決策を残すかもしれないが、それは、他のタイプの環境（マイクロ−セルラー、“アンブレラ”セル、トラフィックピーク、…）に転用したときにはそれほどではない。携帯電話の成功により移動通信トラフィックにおいて現在見られる急激な増大は、それらのネットワークの密度を増大させることをオペレータに強要するに至った。そのため、彼らは、今、セルラー・コンフィギュレーションのあらゆるタイプ（マクロセル、マイクロセル、アンブレラのセル、全方向性アンテナ、方向性アンテナ、…）を組み合わせることを強制されており、かつ、それに応じて周波数計画よりも融通性のあるチャネル割当のためのメカニズムを必要としている。ＷＯ９６／３１０７５は、セルラー無線ネットワークのための動的にチャネルを割り当てる方法を開示している。その方法においては、“統計的な先取権”（ “statistical preferences”）、すなわち、優先順位が、同一セル内部の異なる周波数チャネルに割り当てられる。どの周波数チャネルが使用されるべきかの選択は、それらの“統計的な先取権”に基づいている。“統計的な先取権”を決定するプロセスは、チャネルが使用されていない時に取得される、それらのチャネルの特性の測定値に基づいている。この文献ＷＯ９６／３１０７５において開示されているＤＣＡメカニズムは、通信の間に取得される無線測定値を利用していない。同一のものがＵＳ−Ａ−５，５０７，００８に開示されているメカニズムに適用されている。後者の文献によれば、呼か確立される時に、セルの基地局は、予定されたチャネルがあまり多くの干渉を受け易いものではないことをチェックする。チャネル対干渉の比（ＣＩＲ(the channel-to-interferer ratio)）があまりにも低い場合には、基地局は、すべてのセルに共通の一般的なリストにおける次のチャネルへ次々と移動させる。ＧＢ−Ａ−２，２６６，４３３は、それぞれのセルのためにいくつかの周波数リストが保持される別のＤＣＡメカニズムを開示している。その基地局は、周波数のリストを選択するために、移動局によって返された信号の伝送損失を測定する。チャネルは、品質規準を基準としてそのリストから選択される。この品質規準は、特にチャネル対干渉の比に基づくものであってもよい。それらの周波数リストは、先のチャネル選択の試行が関わった間にエンカウントされた成功に応じつつアップデートされる。ここでも再び、通信の間に取得される無線測定値は全く利用されていない。本発明の目的は、事前の周波数計画を必要とせず、かつ、それ故にオペレータを上述した強制から解放する、通信専用の無線リソースを割り当てるための効率的な技術を提案することである。その方法は、また、ネットワークがある一定の状況下のトラフィックピークを吸収することを可能にすることも意図している。このため本発明は、セルラー無線ネットワークにおいてチャネルを動的に割り当てる方法を提案する。その方法においては、移動局と地理的に分散された基地局との間の回線モードにおける通信専用の論理チャネルを形成するために、物理チャネルの組が前記ネットワークにおいて使用され、それぞれの論理チャネルは物理チャネルに属している。そしてその方法においては、基地局と移動局との間で論理チャネル上に確立されたそれぞれの通信のために、前記論理チャネル上の前記通信の状況を表す無線パラメータが周期的に測定される。本発明によれば、その方法は、次のステップを具備し、それぞれの基地局のために実行される。すなわち、 −前記組のそれぞれの物理チャネルに対して、それぞれの優先順位インデックスを関連付け、 −前記基地局によっていずれの移動局との通信にも使用されていない物理チャネルの第１のリストと、少なくとも、前記基地局といずれかの移動局との間で現在行われている通信に専用されている少なくとも一つのアクティブ論理チャネルをそれぞれが有する話中物理チャネルの第２のリストとを保持し、 −第２のリストの物理チャネルと関連付けられた優先順位インデックスを、第２のリストの当該物理チャネルに属する論理チャネル上で行われている通信に関して測定された無線パラメータに基づいてアップデートし、及び、 −移動局との通信を確立する時に、当該通信のために、その優先順位インデックスが最大である物理チャネルに属する、アクセス可能でかつアクティブでない論理チャネルを選択する。このＤＣＡメカニズムの結果、サービスにネットワークを置く前に、移動通信に割り当てることのできる無線リソースをセル間に分配するためにそのセル間の周波数の割当を計画する必要はもはやなくなる。オペレータがいずれかの周波数計画を請け負う必要がもはやないという事実は、ネットワークの配置においてより多くの融通性がもたらされることを意味する。例えば、セルの異なるレイヤの間及び同一レイヤ内のセルの間で無線スペクトルを占有するいかなる必要性ももはやなくなるので、マクロ−セルラーのネットワークにおけるマイクロ−セルラーレイヤの統合は極めて容易化されることになる。前記方法は、チャネルがセル間で自動的に計画されることを許容する。それは、システムが迅速かつ自動的に安定したコンフィギュレーションに収束することを確保する。そのコンフィギュレーションにおいては、無線リソースがセル間に正しく分配される（いかなるチャネルも２つの隣接するセル間でオーバーラップしない。）。更に、このＤＣＡ方法は、セル間のチャネルの分配をどのようにして適切に変更するかを認識しているので、ネットワークにおいて生ずるであろう様々な変更（トポロジーにおける変更、トラフィックバリエーション）に関して非常に対応が早い。従って、本発明により提案されるＤＣＡ方法は、ＧＳＭ或いは同様のネットワークにおいて使用されるコンフィギュレーションのすべてのタイプと共に使用することができる。本発明は、ＧＳＭタイプのネットワークの現行の信号送信プロトコルに対する変更を何等必要としないという利点を有している。本発明を適用するためには、そのＤＣＡ方法をＢＳＣ（基地局コントローラ（base station controllers））のレベルにおいて実行することで十分となっている。ＤＣＡメカニズムの利点の一つは何等の周波数計画（ＦＣＡ(frequency plann ing)）も必要とされないことであるが、本発明により提案されるＤＣＡメカニズムはそれにも拘わらず周波数計画と両立しないものではない。ＧＳＭのオペレータは、周波数計画をも利用するネットワークにおいて、このＤＣＡメカニズムを適用することができる。実際に、それぞれのセルのために、そのＤＣＡアルゴリズムがリソースを使用することになる無線スペクトルの範囲を特定することができる。これは、その方法に従った物理チャネルの組を適切に選択することによって簡単に行われるものとしてもよい。その上、本発明は、すべてのタイプのＦＣＡ／ＤＣＡの組合せを許容し、ネットワークの配置において多大な融通性をもたらす。本発明に基づく方法のより好ましい実施方法は、それぞれの基地局のために、前記第１及び第２のリストからのチャネルの優先順位インデックスを比較し、第２のリストからの話中物理チャネルに属している論理チャネルから、第１のリストからの物理チャネルに属しているアクセス可能な論理チャネルであってその優先順位インデックスが第２のリストからの前記話中物理チャネルのそれよりも高い論理チャネルへの、ハンドオーバー（handover）をトリガするステップをさらに具備する。これは、安定したコンフィギュレーションへのＤＣＡアルゴリズムの収束速度を改良する。しかし、その重要な利点は、使用されるチャネル上での通信品質の最適化を可能とすることである。すなわち、あるセルが隣接するセルによって既に使用されているチャネルを使用しようとした場合、それは、直ちに干渉の存在を検出すると共に、ハンドオーバーの手順によって別のチャネルを選出する（自動的なセルラー内部の通信の転送）。本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。その詳細な説明は、例として示されるものであり、かつ、いかなる点においても限定的なものではなく、次の添付図面の参照を伴う。 −図１は、本発明を実施するセルラー無線ネットワークのダイヤグラムである。 −図２は、図１に例示されたネットワークにおけるそれぞれの基地局のために蓄積されるデータを示す。 −図３から６は、本発明に基づく方法において適用可能な手順を例示しているフローチャートである。図１は、セルラー無線電話ネットワークの７つの基地局（ＢＴＳ(base statio ns)）１０−１６を示している。それぞれの基地局１０−１６によって収容される区域は、図１において、セルＣ０−Ｃ６として指し示されており、かつ、六角形の形に形式化されて示されている。この詳細な説明では終始セルラーネットワークがＧＳＭタイプのネットワークであるものと仮定するが、これは、その開示の範囲を限定するものではない。このタイプのネットワークにおいては、それぞれの基地局は、基地局コントローラ（ＢＳＣ(base station controller)）として指し示されている機能ユニットと接続されており、それぞれのＢＳＣが１つ又は２つ以上の基地局を制御することができる。それ故に、図１に示されたケースにおいては、ＢＳＣ２０が基地局１０、１４、１５と関連付けられている。それぞれのＢＳＣは、移動交換局（ＭＳＣ(mobile switching centre)）２１と接続されている。この移動交換局２１は、特に公衆電話交換網（public switc hed telephone network）とのインターフェースとして動作するものである。ＧＳＭシステムは、周波数分割（ＦＤＭＡ）及び時分割（ＴＤＭＡ）の多重アクセスのメカニズムを使用する。このため、それぞれの物理的な無線通信チャネルは、キャリア周波数と、ＴＤＭＡフレーム（ＧＳＭのケースにおいてはフレーム毎に８スロット）においてそのチャネルの時間位置を置いてあるタイムスロットのインデックスとにより、識別される。音声又はデータを送信するのに最も頻繁に利用される論理トラフィック・チャネル（ＴＣＨ(logical traffic channels)）は、最大限の物理チャネルを使用する。ところが、専用チャネルのある一定のタイプは、物理チャネルのほんのわずかな部分しか使わない。例えばこれは、同じ物理チャネル上の一対によって多重化させることのできるハーフ−レートのトラフィック・チャネルを用いる場合である。ＳＤＣＣＨ（Stand-alone Dedicated Control Channel（独立専用コントロールチャネル））と呼ばれる論理信号送信チャネルは、呼制御メッセージと、移動性管理メッセージと、無線リソース管理メッセージとを搬送するのに用いられる。ＳＤＣＣＨチャネルは、呼を確立する時にモバイル（a mobile）に対して割り当てられる最初のチャネルである。それは、その後、音声若しくはデータの転送サービスの場合に、その関連する信号送信チャネル（ＳＡＣＣＨ：Slow Ass ociated Control Channel）を伴う、ＴＣＨチャネルに道をあけるために、リリースされる。一定のサービスのためには、ＳＤＣＣＨチャネルは、それにも拘わらず維持されていてもよい。これは、ショートメッセージ送信サービスを特に伴う場合ということになる。ＳＤＣＣＨチャネルの個数Ｍが同じ物理チャネル上に多重化されることとしてもよい（Ｍ＝４又は８）。以下の説明は、フル−レートのＴＣＨチャネルとＳＤＣＣＨ／４のチャネルとを引用することによってのみ示されている。これらは、稼動されているネットワークにおいて最もよく使用されている（Ｍ＝４）。記載されている手順は、問題なく、ハーフ−レートＴＣＨ（Ｍ＝２）、ＳＤＣＣＨ／８（Ｍ＝８）…のような論理チャネルの他のタイプに拡張してもよいことに注意されたい。移動局と基地局は、それぞれの専用通信チャネルのための、その通信の状況を表す無線パラメータ、特に、移動局若しくは基地局により受信されるパワーレベル又は移動局若しくは基地局により受信される信号の品質を、測定する。これらの測定は、ＧＳＭの推奨基準０５．０８（Draft pr ETS 300 578，2nd edition ，March 1995，European Telecommunications Standards Institute）において詳細に記載されており、これを参照することとしてもよい。その測定値は、ＳＡＣＣＨのマルチフレーム（４８０ｍｓ）によって決定される時間間隔で取得される。通信の各方向に対し、パラメータＲＸＬＥＶは、４８０ｍｓの期間を通じて受信されるサンプルのフィールド・レベルの平均値である。それぞれのＲＸＬＥＶの値は、６ビットを越えるデシベルによってデシベルにコード化され、ＲＸＬＥＶ値＝０が−１１０ｄＢｍよりも少ないパワーに対応し、かつ、ＲＸＬＥＶ値＝６３が４８ｄＢｍよりも大きいパワーに対応する。通信の各方向に対し、品質パラメータＲＸＱＵＡＬは、４８０ｍｓの期間を通じてチャネル上で受信されるビット誤り率から得られ、ビタビ（Viterbi）チャネル等化器及び／又はビタビコンボルーションデコーダにおいて使用される計量（metr ics）を基準として評価される。それぞれのＲＸＱＵＡＬの値は、観測された２進誤り率が入ることになる値の範囲（それぞれ、０％−０．２％／０．２％−０．４％／０．４％−０．８％／０．８％−１．６％／１．６％−３．２％／３．２％−６．４％／６．４％−１２．８％／１２．８％−１００％）により、０から７までにコード化される。ＲＸＱＵＡＬ＝４から上では、無線リンクの品質が不足しているということができる。ダウンリンク上で移動局により取得される測定値は、ＧＳＭの用語においてME ASUREMENT_REPORTと呼ばれているメッセージに組み込まれる。無線リンクを制御するための手順の一部として、基地局は、MEASUREMENT_RESULTと呼ばれているメッセージの中で、それらの測定値をそのＢＳＣへ送信する。そのMEASUREMENT_RE SULTと呼ばれているメッセージの中に、基地局は、また、アップリンク上で取得した測定値をも含める。これらの測定値はＢＳＣのレベルで処理され、それは無線リンク上の制御機能を実施する。本発明は、ＢＳＣによって受信されるこれらの測定サンプルをダイナミック・チャネル割当のプロセスの一部として処理することを提案する。このプロセスは、ＢＳＣのレベルで完全に実施することとしてもよく、このことは、ＧＳＭプロトコルに対するいかなる特別な修正をも全く必要としないことを意味する。それぞれのＢＳＣ２０は、それが制御する各基地局１０、１４、１５のためのチャネルのリストを内に含んでいるメモリ２２に接続されている（図１）。各基地局のためのそれらのリストＬ１、Ｌ２、Ｌ３の構造は、図２に例示されている。第１のリストＬ１は、問題の時点で話中でない物理チャネル、すなわち、基地局によっていかなる移動局との通信にも使用されていない物理チャネルを包含している。前記リストＬ１を管理するために、メモリ２２は、ＤＣＡメカニズムによって収容されるチャネルの組における物理チャネルの数Ｎと少なくとも等しい長さの、３つのテーブルＦ１、Ｔ１、Ｐ１を包含している。Ｎ１が問題の時点での非話中チャネルの数だとすれば、それらチャネルｉ（１≦ｉ≦Ｎ１）のそれぞれは、通信周波数Ｆ１（ｉ）上のタイムスロットＴ１（ｉ）（１≦Ｔ１（ｉ）≦８）に対応すると共に、優先順位インデックスＰ１（ｉ）に関連付けられる。これら３つのテーブルは、優先順位インデックスＰ１（ｉ）が小さくなっていく願序で配列されている。第２のリストＬ２は、問題の時点で、基地局と移動局との間において、トラフィック・チャネルＴＣＨとして使用されている物理チャネルを包含している。前記リストＬ２を処理するために、メモリ２２は、ＤＣＡメカニズムによって収容されるチャネルの組における物理チャネルの数Ｎと少なくとも等しい長さの、３つのテーブルＦ２、Ｔ２、Ｐ２を包含している。Ｎ２が問題の時点でアクティブ論理チャネルＴＣＨをサポートする物理チャネルの数だとすれば、それらチャネルｊ（１≦ｊ≦Ｎ２）のそれぞれは、通信周波数Ｆ２（ｊ）上のタイムスロットＴ２（ｊ）（１≦Ｔ２（ｊ）≦８）に対応すると共に、優先順位インデックスＰ２（ｊ）に関連付けられる。これら３つのテーブルは、優先順位インデックスＰ２（ｊ）が小さくなっていく順序で配列されている。第３のリストＬ３は、問題の時点で１つ又は２つ以上の論理チャネルＳＤＣＣＨをサポートする物理チャネルを包含している。前記リストＬ３を管理するために、メモリ２２は、ＤＣＡメカニズムによって収容されるチャネルの組における物理チャネルの数Ｎと少なくとも等しい長さの、５つのテーブルＦ３、Ｔ３、ＮＢ、ＬＯＣ、Ｐ３を包含している。Ｎ３が問題の時点での少なくとも一つのアクティブチャネルＳＤＣＣＨをサポートする物理チャネルの数だとすれば、それらチャネルｋ（１≦ｋ≦Ｎ３）のそれぞれは、通信周波数Ｆ３（ｋ）上のタイムスロットＴ３（ｋ）（１≦Ｔ３（ｋ）≦８）に対応すると共に、優先順位インデックスＰ３（ｋ）に関連付けられる。ＮＢ（ｋ）は、リストＬ３上のｋ番目の物理チャネルによってサポートされる論理チャネルＳＤＣＣＨの数を示し（１≦ＮＢ（ｋ）≦Ｍ）、かつ、ＬＯＣ（ｋ）が物理チャネル上のこれらのチャネルＳＤＣＣＨの位置に配置される。このため、ＬＯＣ（ｋ）は、アクティブＳＤＣＣＨチャネルがリストＬ３におけるｋ番目の物理チャネルのｍ番目の論理チャネルの位置（１≦ｍ≦Ｍ）を占有している場合にはＬＯＣ（ｋ，ｍ）＝１であり、かつ、それ以外の場合にはＬＯＣ（ｋ，ｍ）＝０であるような、４ビットのＬＯＣ（ｋ，ｍ）からなる。これら５つのテーブルＦ３、Ｔ３、ＮＢ、ＬＯＣ、Ｐ３は、優先順位インデックスＰ３（ｋ）が小さくなっていく順序で配列されている。ＤＣＡ方法によって処理される物理チャネルのそれぞれは、３つのリストＬ１、Ｌ２、Ｌ３のうちの一つに属すると共に、そのためにそれぞれの優先順位インデックスＰ１（ｉ）、Ｐ２（ｊ）又はＰ３（ｋ）と関連付けられている。これらの優先順位インデックスは、問題のチャネル上で無線通信が行われる間に計算されかつアップデートされる。すなわち、問題となっているチャネルである限り、リストＬ２内か又はリストＬ３内にある。図３から６を参照しつつ、リストＬ１、Ｌ２、Ｌ３を管理し、かつ、通信にチャネルを動的に割り当てるための、本発明により実施される手順を、見ていくことにする。ＧＳＭネットワークにおいて、ＳＤＣＣＨチャネルを割り当てるのにどのような方法が使用されるかについての選出は、製造業者に委ねられている。その後半が次にくるであろうＴＣＨチャネルによってその後使用されることになるという事実を見越して、完全にあいている物理チャネル上にＳＤＣＣＨチャネルを割り当てることの方を好む者もいる。この場合において、本方法は、リストＬ１から最大の優先順位インデックスを有するアクセス可能な物理チャネルを選択する。 “アクセス可能な物理チャネル”（“Accessible physical channel”）とは、基地局の送信機−受信機ユニット（ＴＲＸ(transmitter-receiver unit)）に割り当てることができる物理チャネルのことを指す。リストＬ１からのあいている物理チャネルＦ１（ｉ）、Ｔ１（ｉ）は、例えば、基地局のすべてのＴＲＸがタイムスロットＴ１（ｉ）上で既に話中である場合には、アクセス不可能である。ショートメッセージサービスのケースにおいては、上に概説されたオプションは、メッセージ送信の継続期間中を通じてただ一つのＳＤＣＣＨチャネルのために最大限の物理チャネルを使用せずに残しておく、すなわち、帯域幅が最適化されない、という不利な点を有している。新たな論理チャネルＳＤＣＣＨを割り当てる時のより好ましいオプションは、その実行モードの一つが図３に例示されており、少なくとも一つのあいているＳＤＣＣＨの構成要素を有するリストＬ３からの物理チャネルに先立って与えられるべきものである。そのようなチャネルが利用可能でない場合には、あいていてかつアクセス可能な最高の優先順位を有する物理チャネルがリストＬ１から選択されることになる。図３に戻ると、リストＬ３内の物理チャネルの間からＳＤＣＣＨチャネルを見つけ出すために使用される検索ループが、ステップ３０でｋ＝１とする初期設定によって開始する。このインデックスｋは、ｋ≦Ｎ３かつＮＢ（ｋ）＝Ｍ（連続する比較３２及び３３）の場合に、ステップ３１で１単位だけインクリメントされる。比較３３でチャネルｋが少なくとも一つのあいているＳＤＣＣＨ構成要素を有すること（ＮＢ（ｋ）＜Ｍ）が判明すれば、ＢＳＣは、ループ３４−３６においてそのような構成要素の位置ｍを決定する（ＬＯＣ（ｋ，ｍ）＝０）。物理チャネルＦ３（ｋ）、Ｔ３（ｋ）の位置ｍに対応するアクティブでない論理チャネルは、その後ステップ３７において、割り当てようとするＳＤＣＣＨチャネルになるものとして選択される。リストＬ３は、その後、物理チャネル上で占有されるＳＤＣＣＨ構成要素の数ＮＢ（ｋ）を１単位だけ増加すると共に、ＬＯＣ（ｋ，ｍ）＝１とすることにより、簡単に３８でアップデートされる。ＢＳＣは、その後、論理チャネルをサポートしている物理チャネルの優先願位インデックスを管理する手順に進む。その手順は以下に説明する。割当がされるべきＳＤＣＣＨチャネルをサポートするのに使用することができるリストＬ３内の物理チャネルがないことを、比較３２が示す場合（Ｋ＞Ｎ３）、ＢＳＣは、あいていてかつアクセス可能な、最も高い優先順位を持つ物理チャネルを検索する。その検索ループは、ステップ４０でｉ＝１とすることによって初期設定される。このインデックスｉは、ｉ≦Ｎ１であり、かつ、タイムスロットＴ１（ｉ）がアクセス可能でない場合に（連続するテスト４２及び４３）、ステップ４１で１単位だけインクリメントされる。比較４２がｉ＞Ｎ１を示す場合、利用可能な無線リソースがないため、チャネル割当は失敗となる。正常な状況の下では、テスト４３では、あいていてかつ利用可能なチャネルｉの位置を正確に指摘する。このテスト４３は、単に、テストされたチャネルとして既に割り当てられかつ同一のタイムスロットインデックスを有する物理チャネルの数が、基地局のＴＲＸの数よりも少ないことをチェックすることであってもよい。この物理チャネルＦ１（ｉ）、Ｔ１（ｉ）の任意の論理チャネル（例えばランク１のもの）は、その後、ＳＤＣＣＨチャネルとして、ステップ４４で選択される。ＢＳＣは、その後、リストＬ１及びＬ３をアップデートする。ステップ４５において、それは、ちょうど今選択された論理チャネルをサポートする物理チャネルをリストＬ３内に挿入し（ここではＮＢ＝１かつＬＯＣ＝１０００）、リストＬ３の長さＮ３を１単位だけ増加し、及び、このリストを優先準位インデックスＰ３が減少する順序で再配列する。ステップ４６では、ちょうど今選択されたリストＬ１からのｉ番目のチャネルがこのリストから削除され、その長さＮ１が１単位だけ減少され、及び、優先準位インデックスＰ１が減少する順序でその要素が再配列される。ＢＳＣは、その後、ちょうど今割り当てられた物理チャネルの優先順位インデックスを管理する手順に進む。トラフィック・チャネルＴＣＨの割当の手順に関して、ＧＳＭ基準は、オペレータにある程度自由な範囲を与えている。従って、ＴＣＨチャネルは、無線リソースを求める最初の要求において割り当てられることとしてもよく（“Very Ear ly Assignment”方法）、或いは、ＳＤＣＣＨチャネルが確立されるまで発生しないこととしてもよい。無線リソースを最適化するために、オペレータは、通常、ＳＤＣＣＨチャネルを割当て、そしてその後にＴＣＨチャネルを割当てる方を好む。後者のケースでは、通信のために割り当てられるＴＣＨチャネルは、ＳＤＣＣＨチャネルによって既に占有されていた物理チャネルであっても、あいている物理チャネルであってもよい。図４に例示されたＴＣＨチャネルを割り当てる手順は、これらの異なる状況を考慮することを許容する。第１のステップ５０は、要求されたＴＣＨチャネルを接続するためにＳＤＣＣＨチャネルが前に割り当てられたかどうかを審査することにある。ＴＣＨチャネルがＳＤＣＣＨチャネルの割当に先行されることなく割り当てられてもよい状況は、概して２つある。すなわち、 −オペレータが“Very Early Assignment”方法を利用している場合、又は、 −ＴＣＨの確立が２つのＴＣＨチャネル間でのハンドオーバー（ＨＯ(handove r)）に応答するものである場合。ＳＤＣＣＨチャネルが全く割り当てられなかったときは、ＢＳＣは、最も高い優先順位インデックスを有するリストＬ１からのアクセス可能な物理チャネルを識別するために、図３を参照して上述したのと同様にループ４０−４３を実行することになる。そのようなどのチャネルも利用可能でない場合には、ＴＣＨチャネルの割当は失敗することになる。あいていてかつアクセス可能な最高の優先順位を持つチャネルであるとして識別された、リストＬ１におけるｉ番目の物理チャネルは、その後ステップ５１で選択され、それからステップ５２でリストＬ１から削除される。最終的に、ステップ５３において、その選択された物理チャネルがリストＬ２内に挿入され、このリストＬ２をＢＳＣが優先準位インデックスＰ２の順に再配列し、かつ、このリスト内の要素の数Ｎ２が１単位だけ増加される。ちょうど今選択されたチャネルの優先順位インデックスは、その後、以下に述べる手順に基づいて管理される。ＴＣＨチャネルを確立するのに先立ってＳＤＣＣＨチャネルが割り当てられたことを初期テスト５０が示す場合には、比較５５の間、前に割り当てられたＳＤＣＣＨチャネルをサポートするリストＬ３内のｋ番目の物理チャネルのアクティブＳＤＣＣＨ要素の数ＮＢ（ｋ）が１と等しいか又は１と異なるかどうかについて、チェックが行われる。それが１と異なる場合、この数ＮＢ（ｋ）は、ＳＤＣＣＨチャネルの閉鎖のため、ステップ５６で単純に１単位だけ減少され、かつ、ＢＳＣは、その後、あいていてかつアクセス可能な最高の優先順位を持つ物理チャネルを割り当てるために、上述したステップ４０−４３及び５１−５３の処理へ進む。リストＬ３内のｋ番目の物理チャネルが予め割り当てられたＳＤＣＣＨチャネルのみからなっていたことを、比較５５が示す場合（ＮＢ（ｋ）＝１）には、ＢＳＣは、ループ４０−４３と同様にループ６０−６３を実行し、最も高い優先願位インデックスＰ１（ｉ）を有する、リストＬ１内のアクセス可能なチャネルを識別する。リストＬ１内にそのようなチャネルがない場合（比較６２においてｉ＞Ｎ１）、或いは、この最大の優先順位インデックスＰ１（ｉ）がＳＤＣＣＨチャネルをサポートした物理チャネルの優先順位インデックスＰ３（ｋ）よりも高くない場合（比較６４においてＰ３（ｋ）≧Ｐ１（ｉ））には、ＢＳＣは、その後、ＴＣＨチャネルとして、リストＬ３内のｋ番目の物理チャネルをステップ６５で選択することになる。続くステップ６６において、それは、ちょうど選択されたチャネルをリストＬ３から削除し、リストＬ３内の話中チャネルの数Ｎ３を１単位だけ減少させ、及び、優先準位インデックスＰ３が減少していく順序でこのリストを再配列する。ステップ５３において、ＢＳＣは、ちょうど今選択されたチャネルをその中に挿入することにより、最終的にリストＬ２をアップデートする。比較６４がＰ３（ｋ）＜Ｐ１（ｉ）であることを示す場合には、リストＬ１からのｉ番目のチャネルであって、その優先順位インデックスがＳＤＣＣＨの物理チャネルのそれよりも高いものを割り当てることがより好ましい。ＢＳＣは、その後、ステップ６６に等しいステップ６７において、リストＬ１からｉ番目のチャネルを選択すると共にリストＬ１及びＬ２をアップデートするステップ５１から５３へ進むよりも前に、リストＬ３からｋ番目のチャネルを削除する。図５は、リストＬ２内のｊ番目の物理チャネルの優先順位インデックスＰ２（ｊ）を管理するための手順を示すフローチャートであり、その物理チャネル上で移動局と基地局との間の通信が行われる。この手順は、ＴＣＨチャネル（リストＬ２）との関係で例示されているが、ＳＤＣＣＨチャネル（リストＬ３）のケースに直接置き換えることができることに注意されたい。上述したように、優先順位インデックスは、論理チャネルのアップリンク及びダウンリンク上で周期的に取得される無線測定値に基づいてアップデートされる。チャネルの品質Ｑ（ｔ）は、すべてのｎ個の測定値サンプル、すなわち、すべてのｎ個のＳＡＣＣＨマルチフレームを評価される。図５のブロック７０内に例示されるように、品質Ｑ（ｔ）は、ＲＸＬＥＶ_n，ＲＸＱＵＡＬ_nによって示されている、最新のｎ個の測定値サンプルに含まれるフィールド・レベルＲＸＬＥＶ及び品質パラメータＲＸＱＵＡＬに関係する平均値に基づくものでもよい。平均されるＲＸＬＥＶ及びＲＸＱＵＡＬの値は、アップリンク、ダウンリンク又は通信の２方向における交互において測定されるものであってもよい。個数ｎが４に等しいと、例えば、それは、ほぼ２秒ごとの優先順位インデックスのアップデートに対応する。品質値Ｑ（ｔ）を計算するのに用いることとしてもよい関数ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，ＲＸＱＵＡＬ_n）の例としては、次のようなものがある。ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，０）＝＋３ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，１）＝＋３ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，２）＝＋３−２．（ＲＸＬＥＶ_n／６３）ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，３）＝＋１−（ＲＸＬＥＶ_n／６３）ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，４）＝−１−２．（ＲＸＬＥＶ_n／６３）ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，５）＝−５−２．（ＲＸＬＥＶ_n／６３）ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，６）＝−９−３．（ＲＸＬＥＶ_n／６３）ｆ（ＲＸＬＥＶ_n，７）＝−１２次のステップ７１において、ＢＳＣは、最新の計算された品質値を基準として、又は、より広く最新のｑ個の計算された品質値を基準として、チャネルの優先順位インデックスＰ２（ｊ）をアップデートする。新たな優先順位インデックスＰ２（ｊ）は、例えば、最新のｑ個の計算された品質値の平均値に等しい。アップデート関数ｇは、図５のブロック７１内に示されるように、ｇ［ｐ２（ｊ），Ｑ（ｔ），…，Ｑ（ｔ−ｑ）］＝ｐ２（ｊ）＋［Ｑ（ｔ）−Ｑ（ｔ−ｑ）］／ｑであり、すべての物理チャネルの優先順位インデックスは、ＤＣＡプロセスの開始時において０に初期設定される。７１で優先順位インデックスＰ２（ｊ）をアップデートした後、リストＬ２は、ステップ７２で優先順位の小さい順に再配列される。ｎ個の新たな測定値サンプルが得られる前にチャネルＦ２（ｊ）、Ｔ２（ｊ）がリリースされた場合（テスト７５及び７６）には、優先順位インデックスＰ２（ｊ）をアップデートすることはできない。これは、そのリリースされたチャネルをリストＬ２からリストＬ１へシフトすることにより、ＢＳＣがステップ７７及び７８でリストＬ１及びＬ２をアップデートするケースとなる（ＳＤＣＣＨ論理チャネルがリリースされ、その物理チャネルが１つ又は２つ以上の他のＳＤＣＣＨチャネルを有するという状況においては、数ＮＢ（ｋ）の単なる減少とＬＯＣ（ｋ）の対応ビットを反転することとにより、ステップ７７と７８が交換される。）。図６は、ＤＣＡメカニズムを最適化するための手順を示すフローチャートである。この手順は、原則として最も信頼性のある最高の優先順位によって物理チャネルの使用を最適化するために、セル相互間のハンドオーバーをトリガすることを予定したものである。この手順は、２つの主要な動作を制御する。すなわち、 −論理チャネルがリリースされた時に、それが占有した物理チャネルが、同じタイプの論理チャネルによって現在使用されている物理チャネルの優先順位より高い優先順位を有する場合、ＢＳＣは、この後者の論理チャネルをそのリリースされた優先順位の高いチャネルにするセルラー相互間のハンドオーバーをトリガする。 −物理チャネルの品質の重大な低下がある場合、前記手順は、それがサポートする論理チャネルのそれぞれに対し、使用されている物理チャネルの優先順位が論理チャネルをサポートすることの可能な別の物理チャネルの優先順位よりも低くなるとすぐに、別の物理チャネルへのセルラー相互間のハンドオーバーを開始する。セルラー相互間ハンドオーバーのトリガに応答して実行される処理は、上述したＧＳＭ推奨基準０５．０８において詳細に記述されており、ここでは詳細には説明しない。最適化の手順は、トラフィック・チャネルのために、かつ、その上ＳＤＣＣＨチャネルのために、使用されることとしてもよい。しかしながら、ＳＤＣＣＨチャネルの使用法の持続期間が一般に短いために、及び、それらのチャネルのいくつかを同一物理チャネル上に多重化することができるために、その最適化の手順は、トラフィック・チャネルのみに適用する方がより望ましいと思われる。これは、ＳＤＣＣＨチャネルの多数のセルラー相互間のハンドオーバーを回避することになる。時刻機構は、最適化の手順が規則的な時間間隔のみ（周期Ｔ）で実行されるようにするために使用される。この周期の終わりに、すなわち、タイミング・ステップ７９の終わりに、リストＬ１及びＬ２の物理チャネルの整理された優先順位インデックスを有しているテーブルＰ１及びＰ２は、作業用メモリ内に保存される（ステップ８０）。これにより、最適化の手順では、図５を参照して述べられた手順を実行するときに行われるアップデートによって混乱しないように、固定されたリストを使用することになる。ステップ８０でのこの優先順位インデックスの固定がシステムに廃れたデータを用いて作業をさせ得る事態を避けるために、周期Ｔは、数十ミリ秒（例えばＴ＝２０ｍｓ）に制限してもよい。優先順位インデックスＰ１、Ｐ２を保存した後に、リストＬ１に対するポインタ・インデックスｉは、ステップ８１でゼロに初期化される。続くステップ８２においては、このインデックスｉが１単位だけインクリメントされると共に、リストＬ２に対するポインタ・インデックスｊがこのリストの長さＮ２に初期化される。リストＬ１内のｉ番目のチャネルの優先順位インデックスとリストＬ２内のｊ番目のチャネルの優先順位インデックスは、ステップ８３で比較される。Ｐ１（ｉ）＞Ｐ２（ｊ）＋Δである場合、タイムスロットＴ１（ｉ）がＴＲＸのうちの一つにアクセス可能であることをテスト８４が示すことを条件として、ＢＳＣは、スロットＴ２（ｊ）の可能なリリースを考慮しつつ、ステップ８５においてチャネルＦ２（ｊ）、Ｔ２（ｊ）のチャネルＦ１（ｉ）、Ｔ１（ｉ）へのセルラー相互間ハンドオーバーをトリガする。ハンドオーバーをトリガした後、ステップ８６において、ＢＳＣは、そのハンドオーバーに関わったチャネルを置き換えること及び優先順位が小さくなる順にそのリストを再ソートすることにより、リストＬ１及びＬ２をアップデートする。マージンΔは０に等しくてもよい。それは、また、わずかな品質増加しか与えないハンドオーバーをトリガすることを回避するに望ましいものであれば、０より大きくてもよい。比較８３がＰ１（ｉ）≦Ｐ２（ｊ）＋Δであることを示す場合には、ステップ８８において、第２のリストＬ２に対するポインタ・インデックスｊがこのリストの長さＮ２と比較される。ｊ＝Ｎ２であれば、その後、リストＬ１は、使用されておりかつ低い優先順位インデックスを有する物理チャネルからのハンドオーバーをトリガする価値のあるものとするのに充分な高い優先順位を持つ物理チャネルを、包含しない。これは、最適化の手順がタイミング・ステップ７９に戻ることによって終了することになるケースである。比較８８がｊ＜Ｎ２であることを示す場合には、ＢＳＣは、ステップ８２へ戻り、リストＬ１上の次のチャネルがセルラー相互間のハンドオーバーのためのよい候補になるかどうかをチェックする。リストＬ１内のｉ番目のあいている物理チャネルがリストＬ２のｊ番目のチャネル上で現在進行中の通信を受信するためにアクセス可能でないことを、テスト８４が示す場合には、リストＬ２に対するポインタ・インデックスｊは、ステップ８９で１と比較される。ｊ＞１であれば、このインデックスは、ＢＳＣが新たな比較８３を実行する前に、ステップ９０で１単位だけ減少される。比較８９がｊ＝１であることを示す場合には、ステップ９１において、リストＬ１に対するポインタ・インデックスｉがこのリストの長さＮ１と比較される。ｉ＝Ｎ１であれば、それは、リストＬ１の初めから終わりまでのスキャンでアクセス可能な充分高い優先順位を持つチャネルがいずれも判明せず、かつ、最適化の手順が終了したためであり、タイミング・ステップ７９へ戻る。比較９１がｉ＜Ｎ１であることを示す場合には、ＢＳＣは、リストＬ１上の次のチャネルをテストするために、ステップ８２へ戻る。図６は、それぞれの周期Ｔのみの間にただ一度のセルラー相互間ハンドオーバーを許容し、これは通常充分であり、比較的低いＴの値が与えられることに注意されたい。しかし、この周期中の比較８３の規準に応じて、チャネル対の間のいくつかのハンドオーバーをトリガすることは可能である。上述した最適化の方法は、実施することが比較的容易である。大多数のケースにおいては、ＢＳＣが８０−８３、８８、７９のルートか又は８０−８６、７９のルートのいずれかに沿ってフローチャートの流れを実行することになるので、なお一層、実施することは容易となる。発明によって提案される方法において優先順位インデックスが割り当てられる物理チャネルの概念を規定するに当たっては、ある程度自由な範囲があることに注意されたい。上に示された詳細な説明においては、ＧＳＭシステムのＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ構造に対して最も相応しい物理チャネルの概念を引用した。すなわち、物理チャネルは、キャリア周波数Ｆ１（ｉ）、Ｆ２（ｊ）、Ｆ３（ｋ）に対応すると共に、タイムスロット番号Ｔ１（ｉ）、Ｔ２（ｊ）、Ｔ３（ｋ）に対応するという事実を引用した。ハーフ−レートのＧＳＭシステムのケースにおいては、例えば、半分の容量の物理チャネルを、優先順位インデックスを管理する手段とみなすことが考えられる。多くの他の規約もまた可能である。

Claims

【特許請求の範囲】１．セルラー無線ネットワークにおいてチャネルを動的に割り当てる方法であって、移動局（ＭＳ）と地理的に分散された基地局（１０−１６）との間の回線モードにおける通信専用の論理チャネルを形成するために、物理チャネルの組を前記ネットワークにおいて使用し、それぞれの論理チャネルは物理チャネルに属し、基地局と移動局との間で論理チャネル上に確立されたそれぞれの通信のために、前記論理チャネル上の前記通信の状況を表す無線パラメータを周期的に測定し、それぞれの基地局のために実行する方法において、前記組のそれぞれの物理チャネルに対して、それぞれの優先順位インデックス（Ｐ１（ｉ）、Ｐ２（ｊ）、Ｐ３（ｋ））を関連付けるステップと、前記基地局によっていずれの移動局との通信にも使用されていない物理チャネルの第１のリスト（Ｌ１）と、少なくとも、前記基地局といずれかの移動局との間で現在行われている通信に専用されている少なくとも一つのアクティブ論理チャネルをそれぞれが有する、話中物理チャネルの第２のリスト（Ｌ２、Ｌ３）とを、保持するステップと、前記第２のリスト（Ｌ２、Ｌ３）の物理チャネルと関連付けられた優先順位インデックスを、前記第２のリストの当該物理チャネルに属する論理チャネル上で行われている通信に関して測定された前記無線パラメータに基づいて、アップデートするステップと、移動局との通信を確立する時に、当該通信のために、その優先順位インデックスが最大である物理チャネルに属する、アクセス可能でかつアクティブでない論理チャネルを、選択するステップとを具備することを特徴とする方法。２．請求項１記載の方法において、それぞれの基地局のために、前記第２のリストからの話中物理チャネルに属している論理チャネルから、前記第１のリストからの物理チャネルに属しているアクセス可能な論理チャネルであってその優先順位インデックスが前記第２のリストからの当該話中物理チャネルのそれよりも高い論理チャネルへの、ハンドオーバーをトリガするために、前記第１及び第２のリスト（Ｌ１、Ｌ２）からのチャネルの優先順位インデックス（Ｐ１（ｉ）、Ｐ２（ｊ））を比較するステップを更に具備する方法。３．請求項１又は２記載の方法において、それぞれのリストの物理チャネルは、前記優先順位インデックスが減少していく順序で整列されている方法。