JP2002519967A

JP2002519967A - セルラー無線通信ネットワークにおいてパラメータを選択するための方法および装置

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Publication number: JP2002519967A
Application number: JP2000557643A
Authority: JP
Inventors: ティエリ・ビロン
Original assignee: ノーテル・ネットワークス・ソシエテ・アノニム
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2002-07-02
Also published as: DE69902542D1; BR9911581A; FR2780593A1; EP1090515B1; DE69902542T2; US6975869B1; CA2335205A1; WO2000001181A1; CN1314062A; FR2780593B1; EP1090515A1

Abstract

(57)【要約】セル内の移動局を処理する各基地局（１）に対して、セル内の無線チャネル上で実行された測定が、移動局へ割り当てられた無線資源を管理する手続において、１またはいくつかの関連するパラメータと比較された量の値を取得するために使用される。該量の取得された値の統計が保持される。セルに対する関連する各パラメータの値は、統計に従って、測定から取得された量の値の決定された割合が関連パラメータ値よりも高いように適合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、セルラー移動無線通信ネットワークにおいて使用される無線資源の
管理に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】

セルラーネットワークは、異なるセル内に位置する移動局を処理するために、
基地局を具備する。各基地局は、制限された範囲を有し、かつ、ネットワークオ
ペレータに対して利用可能にされた無線資源の一部のみを割り当てられる。これ
らの資源は、ネットワークによって提供される通信容量を最適化するために、他
のセルにおいて再使用される。この再使用は、同じ資源を共有する異なる通信間
における干渉の危険を招く。

【０００３】周波数の使用を最適化するために、かつ、干渉を最小化するために、様々な無
線資源管理手続が、オペレータの選択に依存して、セルラーネットワークのイン
フラ内で適用されることができる。上記手続として、以下が挙げられる。 − 電力制御手続。該手続は、基地局と移動局との間における伝搬コンディシ
ョンが比較的良好であるときに、送信される無線電力を制限する。 − 各セル内における資源割当手続。該手続は、干渉を制限するための、また
は、あるチャネルのより多くの再使用を許可するための、様々な「積み重なった
」戦略に従う。 − 同じセル内における自動チャネル移転手続（セル内移管）。該手続は、干
渉を被っている通信に割り当てられるチャネルを変更する。 − 通信中におけるセル間の自動移転手続（セル間移管）。該手続は、移動端
末が移動しかつセルを変更するときに、通信の連続性を提供する。 − 周波数ホッピング手続。該手続は、干渉の周波数多様性を提供する。 − 動的チャネル割当手続。該手続によって、セル内で使用される周波数の組
が、観測された干渉コンディションまたはトラヒックコンディションに適合され
ることができる。

【０００４】コマンドを決定または確定するために、これらの手続のうちの十分な数の手続
は、基地局または移動局によって測定される量に比較されるパラメータを要求す
る。

【０００５】例えば、電力制御の場合、適用される減衰は、無線リンク上で感知される電力
レベルの増大関数である。比較パラメータは、この増大を特徴つけ、および／ま
たは、減衰がそれ以下には下がらない電力スレッショルドを設定する。一般的に
、セル間移管アルゴリズムもまた、電力スレッショルドを使用する。該アルゴリ
ズムは、移動局の連結セルの変更を、該電力スレッショルドより下に強制する。

【０００６】全体のアレンジを最適化するために、ネットワークオペレータは、セル毎に、
これらの管理パラメータに対して、適切な値を設定しなくてはならない。このこ
とは、多数の困難を生じる。 − 適用される手続およびセルの数が多くなればなるほど、設定されるべきパ
ラメータの数も多くなる。このことは、しばしば、デフォルト値を採用すること
につながる。デフォルト値は、ネットワークの局所的な特徴にはうまく適応しな
い。 − パラメータの選択が必ずしも直感的にわかるというわけではない。このこ
とも、デフォルト値の採用につながる。 − 無線伝搬メカニズムの複雑性によって、たとえ高い経験を有する設置者に
よるものであっても、経験的な選択が不十分にしか適応されない。 − あるパラメータの選択が、隣接セルで行われる選択に対して、または、同
じ手続の他のパラメータまたは他の手続の他のパラメータに対して、しばしば非
常に深い関連性を有する。 − 無線環境が変更されると（追加、または、抑止、または、基地局または単
なるトランシーバーユニットの故障、または、基地局の近くの伝搬コンディショ
ンにおける進行中の変化等）、パラメータの選択は、関連するセルにおいて、ま
たは、多数の隣接セルにおいて、訂正されるべきである。実際には、このことは
、タスクの複雑性によって、一般的には行われていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本発明の目的は、上述された困難性のうちの少なくともいくつかを解消するこ
とである。本発明の他の目的は、セルラーネットワークのインフラで使用される
無線資源管理パラメータに対する値の選択を簡単化することである。他の目的は
、そのような選択をセルの局所的な特徴により良く適用することである。

【０００８】故に、本発明は、少なくとも１つの無線資源管理パラメータの値を選択する方
法を提供する。無線資源管理パラメータは、セルラー無線通信ネットワークの基
地局制御ユニットによって使用される。セル内の移動局を処理する各基地局に対
して、少なくとも１つの量の値が、セル内の無線チャネル上で行われた測定に基
づいて取得される。この量は、移動局に割り当てられる無線資源を管理するため
の手続において、少なくとも１個の関連するパラメータと比較される。本発明に
よると、前記量に対して取得された値の統計が保持される。そして、前記量の取
得された値の決定された割合が関連パラメータの値より大きいような（統計によ
る）方法で、前記関連するパラメータの値がセルに対して適合される。

【０００９】測定から導出された量の統計的な分布によって、本方法は、ネットワークの特
徴を「学習する」。このことは、１または２以上の無線資源管理手続に直接関係
する。これらの手続のパラメータ（例えば、比較スレッショルド）の値を、この
分布に関して定義することは、オペレータのパラメータ設定の仕事を大幅に簡単
化する。

【００１０】上記統計において考慮された上記値の決定された割合による定義は、パラメー
タの絶対値の直接的な選択よりも、しばしば直感的である。

【００１１】例えば、電力制御の場合、「最悪受信コンディションのセルの１０％または２
０％のセルに減衰を負わせないことが望ましい」ということが知られている。故
に、統計の対象を形成する量は、電力レベルであってもよく、または、より一般
的には、チャネル／干渉比に相関する量であってもよい。電力制御に対しては、
この量の最悪値の１０％または２０％に対応するスレッショルドが、採用される
。

【００１２】同じタイプの適合が、移管手続や通信に割り当てられる無線チャネルを選択す
るための手続に伴われるパラメータに対して実行されてもよい。

【００１３】統計に従う量は、ダウンリンク（基地局から移動局へ）および／またはアップ
リンクにおいて、測定された電力レベルまたは品質レベルに基づいて、または、
チャネル／干渉比の評価に基づいて、決定されることができる。同様に、該量は
、基地局と移動局との間における距離に依存してもよい。該距離は、ある信号の
伝搬遅延に基づいて評価される。

【００１４】アップリンク受信品質を改善するために、セルラーネットワークインフラの製
造業者は、信号処理技術の多様性に基づく所定数の方法を考案した。これらの技
術は、一般的に、移動局のレベルでは、使用されることができない。本発明は、
通信の両方向における改善を可能にする。状況に応じて、該改善は、アップリン
クまたはダウンリンクのいずれかにおいて、より大きい。アップリンクでの受信
を改善するために既に利用可能な方法を考慮すると、本発明の実現においてダウ
ンリンクに優先権を与えることは有利である。このことを達成するために、統計
（パラメータの値はこの統計に基づいて決定される）に従う量を取得するために
使用される測定は、好ましくは、移動局によって行われる測定である。

【００１５】ある手続（特に、セル間移管手続）については、「測定から導出された量に対
して取得された値の統計が、自発的にセルにアクセスする各移動局に対する専用
信号送信チャネル上で取得された最初の測定に関連する」ということが賢明であ
る。このことは、「セルへのアクセスまたはセルにおける残留が（自発的ではな
く）人為的な移管手続または他の手続に起因して起こる移動局に関する測定を考
慮することを回避しながら、統計がセルの無線範囲の忠実な反映を提供する」と
いうことを可能にする。

【００１６】本発明の他の特徴は、セルラー無線通信ネットワークの少なくとも１つの基地
局に対する制御ユニットに関する。前記制御ユニットは、前記基地局によって処
理されるセルにおいて、基地局と移動局との間における通信に割り当てられる無
線資源の管理手続を実行するための手段と、これらの手続のうちの少なくとも１
つにおいて使用される少なくとも１つのパラメータの値を、先に定義された選択
方法によって、選択するための手段とを具備する。

【００１７】

【発明の実施の形態】

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して、以下に説明される非限
定的な実施形態において開示される。

【００１８】図１に示されるようなセルラーネットワークのインフラは、基地局（ＢＴＳ）
１，２を具備する。基地局は、ネットワークの地理的なカバーエリア上に分散し
ている。基地局は、該基地局の範囲内に配置された移動局（ＭＳ）３との無線リ
ンクを獲得する。基地局は、アクセスシステムともリンクされている。アクセス
システムは、基地局コントローラ（ＢＳＣ）４と移動局サービススイッチングセ
ンタ（ＭＳＣ）５とを具備する。これらは、固定されたネットワークとのインタ
ーフェースを提供する。各ＢＴＳ１は１つのＢＳＣ４に依存する。しかし、各Ｂ
ＳＣは、いくつかのＢＴＳを監督する。ＢＳＣ４が監督する各ＢＴＳ１に対して
、ＢＳＣ４は、制御ソフトウェアモジュール６を具備する。制御ソフトウェアモ
ジュール６は、このＢＴＳによって処理されるセルに対して、所定数の無線資源
管理手続を実行する。

【００１９】本発明による方法は、以下、基地局１に関して説明される。「本発明による方
法は、類似の方法で、各々の他の基地局２に対しても適用されてもよい」という
ことが理解される。図解的な方法において、図１に描かれた輪郭７は、ＢＴＳ１
によって処理されるセルの限界を示す。この限界を超えると、移動局を処理する
のは、隣接ＢＴＳ２である。

【００２０】セル内においてアクティブである移動局３は、ダウンリンクチャネル上におい
てＢＴＳ１によって発せられる無線信号上で、測定を実行する。これらの測定は
、移動局が通信中でないときにセルに割り当てられたビーコン周波数上において
、または、トラヒックチャネルまたは信号送信チャネル上において、実行される
。加えて、移動局がＢＴＳと通信するときは、後者が、移動局が受信する信号上
で、測定を実行する。

【００２１】ＧＳＭネットワークの特定の場合（以下、該ＧＳＭネットワークは、一例とみ
なされる）、実行される測定は、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Stan
dards Institute ）によって公開された勧告ＧＳＭ０５．０８に記載されている
。該勧告が参照される。これらの測定は以下を具備する。 − 移動局３によって感知されるダウンリンク電力レベル。該レベルは、４８
０ｍｓの周期で平均化され、かつ、量ＲＸＬＥＶ＿ＤＬによって６ビット上に符
号化される。ＲＸＬＥＶ＿ＤＬの値は、測定された電力Ｐのデジベルにつき１単
位だけ、増加させられる（もし、Ｐ＜−１０３ｄＢｍならば、ＲＸＬＥＶ＿ＤＬ
＝０であり、もし、−１０３≦Ｐ＜−１０２ｄＢｍならば、ＲＸＬＥＶ＿ＤＬ＝
１であり、……、もし、Ｐ≧−４１ｄＢｍならば、ＲＸＬＥＶ＿ＤＬ＝６３であ
る）。 − ダウンリンク品質レベル。該レベルは、量ＲＸＱＵＡＬ＿ＤＬによって３
ビット上に符号化される。ＲＸＱＵＡＬ＿ＤＬは、移動局３のチャネルイコライ
ザーまたは重畳デコーダによってダウンリンク上で観測されたビットエラーレー
ト（ＢＥＲ）の評価に基づいて計算される（もし、ＢＥＲ＜０．２％ならば、Ｒ
ＸＱＵＡＬ＿ＤＬ＝０であり、もし、０．２％＜ＢＥＲ＜０．４％ならば、ＲＸ
ＱＵＡＬ＿ＤＬ＝１であり、もし、０．４％＜ＢＥＲ＜０．８％ならば、ＲＸＱ
ＵＡＬ＿ＤＬ＝２であり、もし、０．８％＜ＢＥＲ＜１．６％ならば、ＲＸＱＵ
ＡＬ＿ＤＬ＝３であり、もし、１．６％＜ＢＥＲ＜３．２％ならば、ＲＸＱＵＡ
Ｌ＿ＤＬ＝４であり、もし、３．２％＜ＢＥＲ＜６．４％ならば、ＲＸＱＵＡＬ
＿ＤＬ＝５であり、もし、６．４％＜ＢＥＲ＜１２．８％ならば、ＲＸＱＵＡＬ
＿ＤＬ＝６であり、もし、ＢＥＲ＞１２．８％ならば、ＲＸＱＵＡＬ＿ＤＬ＝７
である）。 − アップリンク電力および品質レベル。該レベルは、ＢＴＳ１によって測定
され、かつ、２つの量ＲＸＬＥＶ＿ＵＬとＲＸＱＵＡＬ＿ＵＬとによって符号化
される。該２つの量は、対応するダウンリンク量ＲＸＬＥＶ＿ＤＬおよびＲＸＱ
ＵＡＬ＿ＤＬと同じ方法で定義される。 − 移動局３が、隣接セルに割り当てられたビーコン周波数上において、他の
ＢＴＳ２から感知する電力レベル。これらのレベルの各々は、量ＲＸＬＥＶ＿Ｄ
Ｌと同じ方法で、量ＲＸＬＥＶ＿ＮＣＥＬＬ（ｎ）によって、６ビット上に符号
化される。 − ＢＴＳと移動局との間における（無線伝播という点における）距離。ＢＴ
Ｓ１は、ＢＴＳによる信号送信に関して、移動局３によって送られた無線信号の
受信遅延に基づいて、該距離を評価する。

【００２２】移動局３によって行われる測定は、無線インターフェース上を、ＭＥＡＳＵＲ
ＥＭＥＮＴ＿ＲＥＰＯＲＴと呼ばれるメッセージ内において送信される。ＢＴＳ
１は、これらの測定を、ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ＿ＲＥＳＵＬＴと呼ばれるメッ
セージ内において、ＢＳＣ４へ再送信する。ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ＿ＲＥＳＵ
ＬＴは、ＢＴＳ１自身が行った測定を添付する。これらの測定の全ては、セル内
で使用される無線資源管理手続において、ＢＳＣ４によって活用される。

【００２３】本発明によれば、これらの測定のうちの少なくとも一部は、また、統計的計算
モジュール１０へ供給される。統計的計算モジュール１０は、該測定に依存する
１またはいくつかの量の異なる可能性の値の発生頻度を分析する。

【００２４】図１に示される例示的なアーキテクチャにおいて、統計的計算モジュール１０
は、ＢＳＣ４内に配置され、かつ、ＢＴＳ１とＢＳＣ４との間におけるインター
フェース（Ａ−ｂｉｓ）上を送信されるＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ＿ＲＥＳＵＬＴ
メッセージを受信する。ＢＳＣは、他のモジュール１１を具備する。モジュール
１１は、ＢＴＳ１を監督するモジュール６によって使用される異なるパラメータ
の適合を、モジュール１０によって保持される統計値の補助を伴って、実行する
。他に、モジュール１０および／またはモジュール１１は、基地局内に配置され
ることも有り得る。

【００２５】ＧＳＭシステムは、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）と時分割多元接続（ＴＤ
ＭＡ）とを組み合わせる。各基地局のビーコン周波数上の各フレーム内のタイム
スロットのうちの１つは、制御チャネル（ＢＣＣＨ）を提供するために使用され
る。他のタイムスロットは、トラヒックチャネルとして割り当てられることがで
きる。ＢＴＳは、一般的に、トラヒックチャネルを提供するために、他の周波数
を提供される。ネットワークにアクセスするために、セル内でアクティブである
移動局は、ＢＣＣＨに関係するランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）上におい
て、アクセス要求を発する。その後、基地局は、専用双方向信号送信チャネル（
ＳＤＣＣＨ）を、アクセス要求に割り当てる。ＳＤＣＣＨ上では、様々な信号送
信要素が交換される。

【００２６】これまで参照された測定は、専用信号送信チャネルが割り当てられると直ちに
、基地局１と移動局３とによって行われる。都合のよいことに、測定（移動局１
０は、該測定に基づいて、統計的計算を行う）は、自発的にセルにアクセスする
各移動局に対するＳＤＣＣＨチャネル上で得られる最初の測定に制限される。こ
のことは、獲得される測定サンプル数を制限する。しかし、このことは、セル内
における有効な無線範囲を良好に示す。実際、そのことは、「セル内または隣接
セル内において適用される移管アルゴリズムの結果によって、統計が影響を及ぼ
される」ということを回避する。

【００２７】モジュール１０は、測定結果に基づいて得られる１または２以上の量の分布関
数を計算する。図２および図４の曲線は、そのようにして計算された分布関数の
一例を示す。これらの図の場合、問題となる量は、量ＲＸＬＥＶである。量ＲＸ
ＬＥＶは、感知された電力レベル（ＲＸＬＥＶ＿ＵＬまたはＲＸＬＥＶ＿ＤＬま
たはこの２つの組合せ）を示す。ある値ＲＸＬＥＶに対する分布関数の値ｆ（Ｒ
ＸＬＥＶ）は、実際に行われた測定から導出される値のうち、よくてもＲＸＬＥ
Ｖに等しい値の観測の確率を示す。微分によって得られる曲線は、該量の確率密
度を示す。

【００２８】図２および図４に示されるような分散関数を取得するために、簡単なカウント
が、測定から得られる値について行われる。

【００２９】モジュール１０は、例えば、分析中の量の存在しうる各値ｘに対して、カウン
タＮ（ｘ）を有する。もし、測定サンプルが値ｙを与えるならば、該測定は、ｘ
≧ｙであるカウンタＮ（ｘ）を１単位だけ増加させる。分布関数は、ｆ（ｘ）＝
Ｎ（ｘ）／Ｎ（ｘ_max）によって与えられる。ここで、ｘ_maxは、ｘのうち存在
しうる最も高い値である。Ｎ（ｘ_max）があるオーバーフロー値に到達すると、
モジュール１０は、全てのカウンタＮ（ｘ）を、再正規化係数で除算する。オー
バーフロー値と再正規化係数とは、統計において考慮されるべきことが意図され
る周期の関数として選択される。

【００３０】モジュール１０は、各値に対する発生カウンタを伴って確率密度を計算するこ
ともでき、かつ、該確率密度に基づいて分布関数を導出することもできる。

【００３１】図２および図４に示されるタイプの曲線は、ある無線資源管理手続において使
用されるスレッショルドを適合的に決定するために、モジュール１１によって使
用される。

【００３２】例えば、ＢＳＣの制御モジュール６は、連続する時間窓において適用されるべ
き減衰を決定するために、以下の帰納的な式を使用する電力制御アルゴリズムを
、該ＢＳＣのＢＴＳ１を伴う通信に対して適用できる。ＴＸＰＷＲ_n＝ｍａｘ｛０，ｋ×（ＲＸＬＥＶＡＶ_n-1＋ＴＸＰＷＲ_n-1−Ｓ _PC ）｝ ……（１）ここで、ＴＸＰＷＲ_nは、最大電力に関する減衰係数である。ＴＸＰＷＲ_nは
、ｄＢで表される。ＴＸＰＷＲ_nは、ｎ番目の時間窓において、アップリンクお
よび／またはダウンリンク内で使用される。ｋは、補償係数であり、０（電力制御無し）と１との間である。ＲＸＬＥＶＡＶ_n-1は、（ｎ−１）番目の時間窓上で平均化される電力レベル
ＲＸＬＥＶの値である。ＲＸＬＥＶＡＶ_n-1は、ｄＢｍまたはＲＸＬＥＶ単位で
表される。Ｓ_PCは、量ＲＸＬＥＶＡＶ_n-1と同じ単位で表されるスレッショルドである。

【００３３】式（１）において、ＲＸＬＥＶ₀＝ＲＸＬＥＶＡＶ_n-1＋ＴＸＰＷＲ_n-1は、
電力制御がない場合に受信された電界強度を示す。アルゴリズムの各くり返しに
おいて（即ち、窓の各平均化の後に）、減衰は再計算される。安定したコンディ
ションの下では、もし、ＲＸＬＥＶ₀≧Ｓ_PCならば、減衰係数はｋ×（ＲＸＬＥ
Ｖ₀−Ｓ_PC）に等しく、もし、ＲＸＬＥＶ₀≦Ｓ_PCならば、減衰係数は０ｄＢに
等しい。この計算は、（ＲＸＬＥＶ＿ＵＬを平均化する）アップリンクに対して
、および、（ＲＸＬＥＶ＿ＤＬを平均化する）ダウンリンクに対して、分離して
実行されることができる。

【００３４】「通信の約２０％のみが最大電力であるとき、即ち、最良の通信の８０％がア
ルゴリズム（ＴＸＰＷＲ＞０）によって強制される電力制限の対象であるとき、
この電力制御アルゴリズムは最適である」ということが経験的に知られる。一般的に、最大電力は、基地局から最も離れた移動局との通信に対して要求さ
れる。該移動局（図１の輪郭７と輪郭８との間に配置された移動局）に対して受
信される電界が最も弱い。これらは、セルの無線電気範囲に対する統計では、約
２０％の最悪ケースである。

【００３５】故に、式（１）のスレッショルドＳ_PCは、図２に示されるように、分布関数ｆ
（ＲＸＬＥＶ）に基づいて定義されることができる。これは分布関数が０．２と
なる値である（図２の例では、Ｓ_PC＝２８、故に、電力は−７５ｄＢｍ）。実際
には、スレッショルドＳ_PCは、一般的に、１０％≦ｆ（Ｓ_PC）≦２０％の範囲内
で選択される。

【００３６】ＢＳＣによって実行される移管アルゴリズムは、同様の方法で適合される多数
のスレッショルドを使用する。

【００３７】例えば、非常に低い電界強度は、一般的に、移管を引き起こす。もし、通信中
に測定されたパラメータＲＸＬＥＶ＿ＤＬまたはＲＸＬＥＶ＿ＵＬがスレッショ
ルドＳ_HO以下になると、ＢＴＳは、セルを変更するために、移動局へ、コマンド
を発する。該変更は、一般的に、感知される電力レベルＲＸＬＥＶ＿ＮＣＥＬＬ
（ｎ）が最も高い隣接セルへの接続に対する。

【００３８】最大電力でない移動局の場合、不十分な電力による強制的な移管を回避するた
めに、「スレッショルドＳ_HOがスレッショルドＳ_PCより小さい」ということは賢
明である。図２の例の場合、スレッショルドＳ_HOは、ｆ（ＲＸＬＥＶ）＝１０％
のようなＲＸＬＥＶの値に対応するように、モジュール１１によって選択される
（Ｓ_HO＝１９、故に、電力は−８４ｄＢｍ）。

【００３９】パラメータＳ_PC，Ｓ_HOの選択は、無線環境において変更が発生すると、モジュ
ール１０およびモジュール１１によって自動的に変更される。上記変更は「新た
な隣接基地局が追加された」という状況を含む。このような適合は、統計の収束
後、新たな値を生成する。

【００４０】モジュール１０によって実行される統計は、確立されている通信へ割り当てら
れるべきチャネルを選択するための手続において、同様に使用されることができ
る。

【００４１】例によると、あるオペレータは「同一中心のセル」タイプの戦略を採用する。
該戦略によると、ＦＤＭＡ周波数は、信号強度に依存する方法で、通信に割り当
てられる。

【００４２】図３は、特定の場合における上記戦略を図示する。この例において、ＢＴＳ１
は、Ｍ＝４個のトランシーバーユニットＴＲＸ１〜ＴＲＸ４を具備する。トラン
シーバーユニットＴＲＸ１〜ＴＲＸ４は、それぞれ、異なる搬送波周波数に関係
する。ユニットＴＲＸ１は、ビーコン周波数に関係する。ユニットＴＲＸ１は、
要求された範囲を保証するために、周波数ホッピングなしに、最大電力で機能す
る。他のユニットＴＲＸ２〜ＴＲＸ４は、トラヒックチャネルに対して使用され
る。これらは、もし、周波数ホッピングがないならば、周波数番号（ＧＳＭ用語
におけるＡＲＦＣＮ）が割り当てられる。もしくは、これらは、ホッピングシー
ケンスの識別番号（ＭＡＩＯ）が割り当てられる。

【００４３】ユニットＴＲＸ４の目的は、最弱電力で（即ち、好ましくは、図３の円Ｃ４に
よって図解的に範囲を定められるエリア内に配置された移動局に対して）送信す
ることである。ユニットＴＲＸ３は、好ましくは、わずかにより高い電力で（円
Ｃ４および円Ｃ３によって図解的に範囲を定められるエリア内に配置された移動
局に対して優先的に）送信する。ユニットＴＲＸ２は、好ましくは、さらにより
高い電力で（円Ｃ３および円Ｃ２によって図解的に範囲を定められるエリア内に
配置された移動局に対して優先的に）送信する。ユニットＴＲＸ１は、ビーコン
周波数上を最大電力で機能して、（円Ｃ２と円Ｃ１との間における）「最悪の」
移動局に対して優先的に処理する。実際には、「ＴＲＸｍユニットに対する優先
的なサービスエリアは円形ではない」ということが明らかである。

【００４４】このタイプの割当戦略は、「周波数の再使用が最適化される」ということを可
能にする。所与の周波数に対してより小さい再使用パターンを採用すればするほ
ど、この周波数上における送信電力もより小さくなる。

【００４５】所与の通信周波数を移動局または所与のトランシーバーユニットＴＲＸｍへ割
り当てることを決定するための１つの可能性は、移動局によって基地局から（ま
たは、基地局によって移動局から、または、基地局と移動局との組合せによって
）検出された電力レベルＲＸＬＥＶを、決定スレッショルドＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃と
比較することである。決定スレッショルドＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は、計算モジュール
１０によって決定される分布関数に基づいて、モジュール１１によって定義され
る。

【００４６】図４は、スレッショルドＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃の決定を図解する。スレッショルド
Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は、それぞれ、分布関数の値２５％と５０％と７５％（示され
た例におけるＳ₁＝３１とＳ₂＝４２とＳ₃＝５０、即ち、それぞれ、−７２ｄＢ
ｍと−６１ｄＢｍと−５３ｄＢｍ）に対応する。チャネルが割り当てられるべき
各移動局に対して、もし、ＲＸＬＥＶ＜Ｓ₁（２５％最悪ケース）ならば、ビー
コン周波数（ユニットＴＲＸ１）が保持される。なぜならば、もし、利用可能な
タイムスロットがこの周波数上に残っているならば、電力は最大であるからであ
る。もし、全てのタイムスロットがユニットＴＲＸ１によって占有されるならば
、アルゴリズムは「タイムスロットがユニットＴＲＸ２，ＴＲＸ３……上で利用
可能であるか否か」ということを判断するよう検索する。もし、Ｓ₁≦ＲＸＬＥ
Ｖ＜Ｓ₂ならば、ユニットＴＲＸ２の周波数が、好んで割り当てられる。もし、
Ｓ₂≦ＲＸＬＥＶ≦Ｓ₃ならば、ユニットＴＲＸ３の周波数が、好んで割り当て
られる。もし、ＲＸＬＥＶ≧Ｓ₃（２５％最良ケース）ならば、ユニットＴＲＸ
４の周波数が、好んで割り当てられる。

【００４７】Ｍ個のトランシーバーユニットを有するＢＴＳの一般的な場合、各スレッショ
ルドＳ_m（１≦ｍ≦Ｍ−１）は、前述の手続において、式１００×ｍ／Ｍ％であ
る割合に基づいて定義される。即ち、ｆ（Ｓ_m）＝１００×ｍ／Ｍ％である。

【００４８】ＴＲＸｍユニットが故障した場合、関係するスレッショルドＳ_mは、容易に修
正される。新たな適切な値を選択するために、統計の収束後、モジュール１１に
対して、数Ｍを１単位だけ減少させることが重要である。

【００４９】この通信チャネル選択戦略は、多数の変形を有することができる。

【００５０】該変形のうちの１つでは、２つの再使用パターンのみが使用される。一方は、
ビーコン周波数に対する再使用パターンであり、他方は、サイズがより小さい、
他の周波数に対する再使用パターンである。言い換えると、（ｆ（Ｓ₁）＝１０
０／Ｍ％を伴う）スレッショルドＳ₁のみが、「各セル（２≦ｍ≦Ｍを伴うユニ
ットＴＲＸｍ）において、ビーコン周波数（ユニットＴＲＸ１）上または他の周
波数上のいずれにおいて、移動局が通信するか」ということを決定するために使
用される。

【００５１】先行する技術に対して、割り当てられるべき周波数を選択するためのこの手続
は、「最も高いエネルギーを有する送信を最も少なく再使用される周波数に優先
的にとどめる」という優位性を有する。

【００５２】そのような手続は、割り当てられる周波数を単純に考慮することによって、Ｔ
ＲＸｍユニットの如何にかかわらず、明確に適用されることができる。

【００５３】更に、割り当てられるチャネル選択の戦略は、ＦＤＭＡ周波数のみならず、Ｔ
ＤＭＡタイムスロットにも適用されることができる。

【００５４】図５は、このことを示す。下部は、所与の搬送波周波数上のＴＤＭＡフレーム
の８個のタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７への分割を示し、かつ、上部は、これら
のタイムスロット上における送信電力ＰＷの望ましい大略を図示する。

【００５５】この例において、タイムスロットＴＳｉの割当手続は、偶数ランクｉのタイム
スロットを比較的高いエネルギーの通信（基地局から離れた移動局）に割り当て
、かつ、奇数ランクｉのタイムスロットをより低いエネルギーの通信（近い移動
局）に割り当てることを試みる。このタイプの割当戦略は、もし、隣接セルから
なる集団において実行されるならば、「平均相互チャネル干渉レベルが減少され
る」ということを可能にする。もし、基地局が同期されているならば、同じ周波
数を使用して、隣接セルに対して、偶数番号のタイムスロットの役割と奇数番号
のタイムスロットの役割とを入れ替えることが可能である。それによって、２つ
のセルにおいて最もエネルギーの高い通信の間における干渉が回避されることが
できる。非同期ネットワークの場合、本手続は、最も高い電力の送信の平均期間
を制限することによって、相互チャネル干渉の平均レベルを減少する。

【００５６】そのようなタイムスロット割当手続を実行するために、移動局によってＢＴＳ
から（または、ＢＴＳによって移動局から、または、ＢＴＳと移動局との組合せ
によって）感知される電力レベルは、スレッショルドＳ_TSと比較される。このこ
とは（利用可能な）奇数タイムスロットまたは偶数タイムスロット上における優
先的な割当を可能にする。このスレッショルドＳ_TSは、都合のよいことに、関連
して測定された量の分布関数の補助を伴って定義される（当該例では、ｆ（Ｓ_TS ）＝５０％）。

【００５７】「各セルに対する計算モジュールによって保持される統計は、該セルに関して
大域的であることができ、または、該セル内で使用される資源の異なる副ユニッ
トまたは異なる副部品に関して区別されることができる」ということが注意され
る。

【００５８】例えば、図３に示されるＢＴＳ１の場合、モジュールは、一方では、処理され
ているセルに対する大域的統計を保持し、かつ、他方では、異なるトランシーバ
ーユニットＴＲＸ１〜ＴＲＸ４に割り当てられた移動局に関して行われた測定に
基づいて個々に確立されたＭ個の同様の統計を保持する。大域的統計は、周波数
選択スレッショルドＳ₁〜Ｓ₃を（図４を参照して開示されたように）定義するた
めに機能する。それによって、（図５を参照して説明された）タイムスロット割
当手続によって要求されるスレッショルドＳ_TSを選択するために、トランシーバ
ーユニットに関するＭ個の統計が使用されることができる。

【００５９】前述の例において、モジュール１０によって保持される統計に従属する量は、
移動局または基地局によって行われた電界強度測定ＲＸＬＥＶから導出される。
メッセージＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ＿ＲＥＳＵＬＴ（ＲＸＱＵＡＬ，ＤＩＳＴＡ
ＮＣＥなど）において報告される他の測定からこれらの量を導出することが可能
である。問題となる量は、また、１または２以上の方向の通信において行われた
１または２以上のこれら異なる測定の組合せであることもできる。該量の正確な
選択は、手続の最適化に対して適切と判断されるものに依存する。該手続のパラ
メータは、本発明によって適合される。

【００６０】加えて、同じ無線資源管理手続が、また、モジュール１０によって保持される
異なる量の統計を要求できる。例えば、あるセル内移管アルゴリズムは、「もし
、通信において、比較的高いＲＸＬＥＶと比較的低いＲＸＱＵＥＬとが、同時に
生じたならば（伝搬は良好であるが、同じチャネル上に干渉の起こりうる場合）
、この通信に割り当てられるチャネルは変更されることができる」ということを
提供する。モジュール１０によって計算されるこれらの量の分布関数の補助を伴
って定義されるべきＲＸＬＥＶ上およびＲＸＱＵＡＬ上の対応するスレッショル
ドを予見することができる。

【００６１】多数の無線資源管理手続において使用されるべき興味深い量は、チャネル／干
渉比である。もし、この比が利用可能ならば、都合のよいことに、該比の統計を
保持することができ、かつ、これまで説明された各々の手続においてＲＸＬＥＶ
量の代わりに該比を使用することができる。

【００６２】チャネル／干渉比は、直接的には測定できず、または、仮に測定できたとして
も非常な困難を伴う。アップリンクにおいて、基地局は、受信された無線信号の
分析の様々な既知の技術によって、チャネル／干渉比を評価できる。ダウンリン
クにおいて、基地局によって送信された信号の移動局による受信レベルと一群の
隣接セルの基地局によってビーコン周波数上にて送信された信号の同じ移動局に
よる受信レベルとの間における比較に基づく評価方法が、フランス特許出願９７
１１４６７号において提案されている。

【００６３】この方法では、ダウンリンクチャネル／干渉比ＣＩＲが、ダウンリンク感知電
力レベル（この値はＲＸＬＥＶ＿ＤＬによって示される）と隣接セルから測定さ
れる電力レベル（この値はＲＸＬＥＶ＿ＮＣＥＬＬ（Ｎ）によって示される）の
合計との比率によって評価される。もし適切ならば、電力制御を考慮するために
、測定値ＲＸＬＥＶ＿ＤＬは、訂正されなくてはならない。本ケースでは、統計
は、電力制御が適用されないＳＤＣＣＨチャネル上で要求される第１測定に関す
るので、この訂正は有用ではない。

【００６４】チャネル／干渉比ＣＩＲの評価は、メッセージＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ＿ＲＥ
ＳＵＬＴにおいて受信された測定に基づいて、モジュール１０によって実行され
ることができる。メッセージＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ＿ＲＥＳＵＬＴは、「ＢＴ
Ｓ１がＢＣＣＨチャネル上において移動局へ信号送信するか否か」ということを
監視されるべき周波数のリストの中で、隣接セルから移動局によって最も高いエ
ネルギーを伴って受信された６個のビーコン周波数に関する多くとも６個のＲＸ
ＬＥＶ＿ＮＣＥＬＬ（ｎ）測定を含む。

【数１】ここで、電力は、Ｐ＿ＤＬ＝１０^RXLEV_DL/10とＰ＿ＮＣＥＬＬ（ｎ）＝１０ ^{RXLEV_NCELL(n)/10} とによって与えられる。ｇ（ｎ）は重み付け係数であり、ト
ラヒックチャネルの再使用パターンにおける隣接セルのカラー（colours ）に依
存する。もし、隣接セルｎが移動局の処理セルと同じカラーのセルであるならば
、ｇ（ｎ）＝１である。そうでなければ、係数ｇ（ｎ）は、隣接チャネルの保護
を考慮する。隣接チャネルは、ＧＳＭにおいて少なくとも１８ｄＢ、即ち、ｇ（
ｎ）＝０．０１６である。

【００６５】このＣＩＲ評価は、移動局の無線電気特性における特徴であり、負荷をかけら
れた際のネットワークの実際の動作を示す。再使用パターンが小さくなればなる
ほど、かつ、負荷が大きくなればなるほど、ＣＩＲ評価はより信頼性を増す。こ
のことを考慮するために、「ネットワークが局所的に負荷をかけられる環境（即
ち、ピークタイム）において、モジュール１０のみがＣＩＲ量の統計を評価する
」ということを提供することができる。

【００６６】図６および図７のグラフは、本発明による方法によって得られたゲインを評価
するために実行されたシミュレーションの結果を示す。シミュレートされた例に
おいて、ＧＳＭタイプのセルラーネットワークは、全方向アンテナを有する基地
局を電力制御無しでかつ７０％のトラヒック負荷で使用し、かつ、トラヒックチ
ャネルに対して３個のセルの再使用パターンを使用し、かつ、ＢＣＣＨチャネル
に対して１２個のセル（セル毎に４個の搬送波）を使用する。参照曲線Ａは、「
搬送波がランダムに割り当てられる」という場合に対応する。この場合、本発明
は適用されていない。他の曲線Ｂ，Ｃ，Ｄに対しては、通信の２５％（この通信
に対しては、コンディションが最悪である）が、好ましくは、ＢＣＣＨ周波数上
において実行される（１２個のパターンのうちの１個のパターンにおいて再使用
される）ように、周波数チャネルが割り当てられる。他の周波数チャネルは、他
の搬送波上のチャネルにランダムに割り当てられる（３個のパターンのうちの１
個のパターンにおいて再使用される）。該曲線は、図６に対するアップリンクと
図７に対するダウンリンクとにおいて、比率Ｅｂ／Ｎ０（ノイズ電力上における
ビット毎のエネルギー）とバイナリエラーレートＢＥＲとの間における依存状態
を示す。

【００６７】曲線Ｂは、「割り当てられるべき周波数上で決定するために使用される量、お
よび対応するスレッショルドＳ₁を定義するために処理する統計の量は、電力レ
ベルＲＸＬＥＶ＿ＵＬである」という場合に対応する。曲線Ｃについては、この
量は、信号／干渉比ＣＩＲである。信号／干渉比ＣＩＲは、式（２）によって、
ダウンリンク上で評価される。曲線Ｄは、ダウンリンク信号に関して、アップリ
ンク受信遅延に基づいて、ＢＴＳによって評価される距離である。実質的なゲイ
ンは「本発明の実行によって達成される」ということが注目される。これらのゲ
インは、両方の通信方向において同一ではなく、かつ、使用される量に依存する
。このことは、「異なる最適化戦略がネットワーク個々の特徴に依存して使用さ
れるべきである」ということを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】セルラー無線ネットワークへのアクセスシステムの概要図である
。

【図２】測定された電力レベルの分散関数の一例を示すグラフであり、か
つ、電力制御および移管手続における該関数の活用を図解するグラフである。

【図３】割り当てられた無線チャネルの選択のための特定の手続が適用さ
れるセルの概要図である。

【図４】図２のグラフと同様のグラフであり、図３のセルに適用される手
続で使用されるスレッショルドの決定を図解する。

【図５】チャネル割当の選択のための他の手続を図解する図である。

【図６】アップリンクおよびダウンリンクでの受信における改善を示すグ
ラフであり、割り当てられた無線チャネルの選択の手続に本発明を適用すること
によって得られる。

【図７】アップリンクおよびダウンリンクでの受信における改善を示すグ
ラフであり、割り当てられた無線チャネルの選択の手続に本発明を適用すること
によって得られる。

【符号の説明】

１，２……基地局３……移動局４……基地局コントローラ５……移動局サービススイッチングセンタ

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年７月２７日（２０００．７．２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１９

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの無線資源管理パラメータ（Ｓ_PC，Ｓ_HO，Ｓ ₁ ，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ_TS）の値を選択する方法であって、無線資源管理パラメータは、セルラー無線通信ネットワークの基地局制御ユニ
ット（４）によって使用され、セル内の移動局（３）を処理する各基地局（１）に対して、少なくとも１つの量（ＲＸＬＥＶ，ＲＸＱＵＡＬ，ＤＩＳＴＡＮＣＥ，ＣＩＲ
）の値が、セル内の無線チャネル上で行われた測定に基づいて取得され、前記量は、移動局に割り当てられる無線資源を管理するための手続において、
少なくとも１個の関連するパラメータと比較され、前記量に対して取得された値の統計が保持され、前記関連するパラメータの値が、統計による方法で、セルに対して適合され、前記統計による方法では、前記量の取得された値の決定された割合が、関連す
るパラメータの値より大きいことを特徴する方法。
【請求項２】セル内の無線チャネル上の前記測定は、基地局（１）と移動局（３）との間における少なくとも１つの方向において送
信された無線信号の受信レベル（ＲＸＬＥＶ）の測定を具備することを特徴する請求項１記載の方法。
【請求項３】セル内の無線チャネル上で行われる前記測定は、基地局（１）と移動局（３）との間における少なくとも１つの方向において送
信された無線信号の受信の品質測定（ＲＸＱＵＡＬ）を具備することを特徴する請求項１または請求項２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】前記量の取得は、基地局（１）または移動局（３）におけるチャネル／干渉比（ＣＩＲ）を評価
することを具備することを特徴する請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】前記測定は、移動局（３）によって行われることを特徴する請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】移動局におけるチャネル／干渉比（ＣＩＲ）の評価は、基地局（１）によって送信された信号の移動局（３）による受信レベル（ＲＸ
ＬＥＶＤＬ）と１組の隣接セルの基地局によってビーコン周波数上を送信され
る信号の同じ移動局による受信レベル（ＲＸＬＥＶＮＣＥＬＬ（ｎ））との間
における比較を具備することを特徴する請求項４または請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】前記量（ＣＩＲ）は、基地局（１）によって送信された前記
信号の受信のレベル（ＲＸＬＥＶＤＬ）と隣接セルの基地局によってビーコン
周波数上を送信される信号の受信レベル（ＲＸＬＥＶＮＣＥＬＬ（ｎ））の合
計との間における比率であることを特徴する請求項６記載の方法。
【請求項８】前記合計は、ネットワークの周波数再使用パターンにおける
隣接セルのカラーの関数として重み付けられることを特徴する請求項７記載の方法。
【請求項９】セル内の無線チャネル上で行われる前記測定は、移動局（３）によって送信された信号の基地局（１）による受信遅延の測定を具備することを特徴する請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】前記量（ＲＸＬＥＶ，ＲＸＱＵＡＬ，ＤＩＳＴＡＮＣＥ，
ＣＩＲ）の取得された値の統計は、自発的にセルにアクセスする各移動局（３）
に対する専用信号送信チャネル（ＳＤＣＣＨ）上で取得される最初の測定に基づ
くことを特徴する請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】前記量は、基地局（１）と移動局（３）との間における通
信に割り当てられた無線チャネル上を送信される電力の制御手続において、関連
するパラメータ（Ｓ_PC）と比較されることを特徴する請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】電力制御手続は、前記量の取得される値が第１の関連する
パラメータ（Ｓ_PC）の選択された値よりも小さい移動局のみが電力制限に従うこ
とができる、というものであり、前記決定された割合は、第１パラメータ（Ｓ_PC）の適合に対して、１０〜２０
％であることを特徴する請求項１１記載の方法。
【請求項１３】前記量は、更に、セル間移管手続において、第２の関連す
るパラメータ（Ｓ_HO）と比較され、移管手続は、前記量の取得された値が第２の関連するパラメータの選択された
値よりも大きい移動局（３）のみがセル間移管に従う、というものであり、第２パラメータ（Ｓ_HO）の適合に対する前記決定された割合は、第１パラメー
タ（Ｓ_PC）の適合に対する前記決定された割合よりも低いことを特徴する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】前記量は、基地局と移動局との間における通信に割り当て
られた無線チャネルに対する選択手続において、少なくとも１つの関連するパラ
メータ（Ｓ₁〜Ｓ₃，Ｓ_TS）と比較されることを特徴する請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】基地局は、Ｍ個のトランシーバーユニット（ＴＲＸ１〜Ｔ
ＲＸ４）を具備し、トランシーバーユニットのうちの１つは、ビーコン周波数上で送信し、無線チャネル選択手続は、ビーコン周波数上のチャネルを、前記量に対して取
得された値が関連パラメータ（Ｓ₁）よりも低い移動局（３）へ優先的に割り当
て、関連パラメータの適合は、式１００／Ｍ％である決定された割合を使用することを特徴する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】基地局は、Ｍ個のトランシーバーユニット（ＴＲＸ１〜Ｔ
ＲＸ４）を具備し、無線チャネル選択手続が、前記移動局に対する前記量の取得された値とＭ−１
個の関連するパラメータ（Ｓ₁〜Ｓ₃）との間における比較に基づいて、移動局
（３）へ割り当てられたチャネルを分配し、該パラメータの適合は、１≦ｍ≦Ｍ−１について式１００×ｍ／Ｍ％である個
々の決定された割合を使用することを特徴する請求項１４記載の方法。
【請求項１７】前記量は、セル間移管手続またはセル内移管手続において
、関連するパラメータ（Ｓ_HO）と比較されることを特徴する請求項１から請求項１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】基地局（１）は、複数のトランシーバーユニット（ＴＲＸ
１〜ＴＲＸ４）を具備し、前記量に対して取得された値に対する統計が、各々のトランシーバーユニット
に対して個別に保持され、関連するパラメータ（Ｓ_TS）の値を、異なるトランシーバーユニットについて
、個別に選択するために、無線資源管理手続の少なくとも一部が、各々のトラン
シーバーユニットに対して実行されることを特徴する請求項１から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】セルラー無線通信ネットワークの少なくとも１つの基地局
（１）に対する制御ユニットであって、前記制御ユニットは、前記基地局によって処理されるセルにおいて、基地局と移動局（３）との間に
おける通信に割り当てられる無線資源の管理手続を実行するための手段（６）を具備し、少なくとも１つの前記手続において使用される少なくとも１つのパラメータ（
Ｓ_PC，Ｓ_HO，Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ_TS）の値を、請求項１から請求項１８のいず
れかに記載の選択方法によって、選択するための手段（１０，１１）によって特徴つけられ、前記手続では、基地局と移動局との間の無線チャネル上のセル内で行われた測
定から取得された量（ＲＸＬＥＶ，ＲＸＱＵＡＬ，ＤＩＳＴＡＮＣＥ，ＣＩＲ）
の値が、前記パラメータと比較され、選択手段（１０，１１）は、前記量の取得された値の統計を保持し、かつ、該統計に基づいて、前記量の取得された値の決定された割合が関連パラメータ
の値よりも大きいように、前記パラメータの値を適合させることを特徴する制御ユニット。