JP2006129194A - 移動通信システムおよび同システムにおけるチャネル配置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基地局間の干渉を回避したチャネル割当て制御を行い、リソースの有効活用をはかる。
【解決手段】 ピコセルでサービスエリアを構築した環境に下にあって、移動局１のそれぞれにおいて作成される受信可能基地局リストに基づき集中管理局装置３が基地局２間の干渉が無い、もしくは最小となるようなチャネルの配置を計算し、そのチャネル配置を各基地局２に対して指示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動局に対するサービスエリアが基地局間でオーバラップする環境下において、集中管理局が前記それぞれの基地局に対し異なったチャネルの配置を行う、移動通信システムおよび同システムにおけるチャネル配置方法に関する。

基地局が密に置局された、いわゆる、ピコセルでサービスエリアを構築した環境下における移動通信システムの構成例が図９に示されている。図９中、符号１は移動局装置、符号２は基地局装置、符号３は集中管理局装置であり、移動局に対するサービスエリアが基地局間でオーバラップしている。このため、異なった周波数チャネルを各基地局装置２に割当てないと干渉が生じ、良好にサービスを提供できないといった問題がある。このため従来から、基地局２間の干渉を回避するためのリソース割当て制御に関する技術が多数開発され、出願されている。

例えば、他局の下り送信信号を受信して当該受信した下り送信信号の受信強度を測定するとともに、他局の上り受信信号を受信し、当該受信した上り受信信号の受信強度も併せて測定する手段と、他局の下り送信信号の自局での信号受信強度の情報と他局の上り受信信号での自局での信号受信強度の情報との両方の情報を基に当該送受信に用いているチャネルが干渉無く使用可能か否かを判断し、当該判断結果を基に干渉の無いチャネルをアサインする手段とを有するチャネルアサイン型基地局およびチャネルアサイン方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０００−３５０２５４号公報

上記した特許文献１に開示された技術によれば、基地局において他基地局の下りチャネルまたは他局のサービスエリア内に存在する移動局からの上りチャネルの信号強度を測定し干渉の測定を行い、使用チャネルを割り当てる。
一般に、基地局はビルの屋上など伝搬環境の良い場所に設置され、かつ送信電力も大きいため、他局の下りチャネルの電波は正確に観測できる。一方、移動局は複雑な伝搬環境下にあるため、常に最良の状態で上りチャネルの信号強度を観測できるとは限らない。従って、下りチャネルに対しては干渉を少なくチャネルを割当てできる確率は高いが、上りチャネルに関しては移動局の伝搬環境に応じて上り信号が受信できない場合も多く、干渉を回避したチャネル割当てができるとは限らない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ピコセルでサービスエリアを構築した環境に下にあって、移動局において受信可能な基地局をリスト化することで、集中管理局が当該リストを元に干渉を回避したチャネル配置を行い、リソースの有効活用をはかった、移動通信システムおよび同システムにおけるチャネル配置方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明は、移動局に対するサービスエリアが基地局間でオーバラップする環境下において、集中管理局が前記それぞれの基地局に対し異なった周波数チャネルの配置を行う移動通信システムであって、複数の基地局から送信される基地局間の識別子を含んだ報知情報を受信する手段と、前記報知情報の受信結果を元に受信信号強度の高い順に受信可能な基地局リストを作成する手段と、前記作成されたリストを前記基地局に送信する手段とを備える移動局装置と、基地局の識別子を含んだ報知情報を受信受信する手段と、複数の前記移動局装置から送信されるリストを受信する手段と、前記リストを前記集中管理局に送信する手段とを備える基地局装置と、複数の前記基地局装置から送信されるリストを受信する手段と、前記リストに基づき基地局間の干渉状態を把握し、当該干渉が無いもしくは最小となる周波数チャネルの配置を計算する手段と、前記計算された周波数チャネルの配置を前記それぞれの基地局に指示する手段とを備える集中管理局装置と、を具備することを特徴とする。

また、本発明において、前記集中管理局装置は、少なくとも、前記干渉の有無、前記受信信号強度に基づき統計処理もしくは所定の演算式を実行することで前記干渉が最小となるチャネル配置を計算することを特徴とする。

また、本発明は、移動局に対するサービスエリアが基地局間でオーバラップする環境下において、集中管理局が前記それぞれの基地局に対し異なった周波数チャネルの配置を行う移動通信システムにおけるチャネル配置方法であって、移動局装置において、複数の基地局から送信される基地局の識別子を含んだ報知情報を受信し、前記報知情報の受信結果を元に受信信号強度の高い順に受信可能な基地局リストを作成し、当該作成されたリストを前記基地局に送信するステップを実行し、基地局装置において、前記基地局の識別子を含んだ報知情報を受信し、複数の前記移動局装置から送信されるリストを受信し、当該リストを前記集中管理局に送信するステップを実行し、集中管理局装置において、複数の前記基地局装置から送信されるリストを受信し、当該リストに基づき基地局間の干渉状態を把握し、当該干渉が無いもしくは最小となる周波数チャネルの配置を計算して当該計算されたチャネルの配置を前記それぞれの基地局に指示するステップを実行することを特徴とする。

本発明によれば、ピコセルでサービスエリアを構築した環境に下にあって、移動局のそれぞれにおいて作成される受信可能基地局リストに基づき集中管理局装置が基地局間の干渉が最小となるようなチャネルの配置を計算し、そのチャネル配置を各基地局に指示することで、移動通信システムにおける基地局へのチャネル配置を最適に実施することができ、このことにより、基地局間の干渉が回避され、かつ、リソースの有効活用がはかれ、移動通信システムを効率的に運用可能となる。

図１は、本発明における移動通信システムの接続構成の一例を示す図である。図１において、符号１は移動局、符号２は基地局、符号３は集中管理局である。移動局装置１、基地局装置２、集中管理局装置３として、例えば、管理サーバのそれぞれが接続される。なお、基地局装置（Ａ〜Ｄ）と集中管理局装置３間は図示せぬルータにより接続されている。図から明らかなように、基地局装置（Ａ〜Ｄ）においてサービスエリアがオーバラップしていることがわかる。詳細は後述する。

図２は移動局装置、図３は基地局装置、図４は集中管理局装置の内部構成につき、当該機能を実現するに必要な各機能を展開して示したブロック図である。

図２において、移動局装置１（＃１〜＃６）のそれぞれは、報知情報受信部１１と、受信信号強度計測部１２と、基地局リスト生成部１３と、基地局リスト送信部１４で構成される。
報知情報受信部１１は、複数の基地局装置Ａ〜Ｄから送信される基地局の識別子を含んだ報知情報（パイロット信号）を受信して基地局リスト生成部１３へ供給する。また、受信信号強度計測部１２は、複数の基地局装置２（Ａ〜Ｄ）から送信される報知情報に関してその受信信号強度を計測して基地局リスト生成部１３へ供給する。これら信号を受信した基地局リスト生成部１３は、受信信号強度の高い順に受信可能な基地局のリストを生成して基地局装置２（Ａ〜Ｄ）へ供給する機能を持つ。そして、基地局リスト送信部１４は、基地局リスト生成部１３で生成されたリストを所定のタイミングで基地局装置２（Ａ〜Ｄ）に送信する機能を持つ。

図３において、基地局装置２（Ａ〜Ｄ）のそれぞれは、基地局リスト受信部２１と、基地局リスト送信部２２と、周波数チャネル配置指示受信部２３と、送信周波数チャネル変更部２４で構成される。
基地局リスト受信部２１は、複数の移動局装置１（＃１〜＃６）から送信される基地局リストを受信して基地局リスト送信部２２へ供給し、基地局リスト送信部２２では、受信した基地局リストを集中管理局装置５に送信する機能を持つ。また、周波数チャネル配置指示受信部２３は、後述する集中管理局装置５から送信される最適チャネル配置指示信号を受信して送信周波数チャネル変更部２４を起動し、当該送信周波数チャネル変更部２４において最適なチャネル配置によるサービスエリアの再構成が実行される。

図４において、集中管理局装置５は、基地局リスト受信部３１と、エリア干渉マップ作成部３２と、最適周波数チャネル配置計算部３３と、周波数チャネル配置指示送信部３４で構成される。
基地局リスト受信部３１は、複数の基地局装置２（Ａ〜Ｄ）から送信される基地局リストを受信してエリア干渉マップ作成部３２へ供給する。エリア干渉マップ作成部３２は、例えば、図５にその一例が示されるテーブル（詳細は後述する）を作成して最適周波数チャンネル配置計算部３３へ供給する。最適周波数チャンネル配置計算部３３は、作成されたエリア干渉マップに基づき基地局２（Ａ〜Ｄ）間の干渉状態を把握し、当該干渉が無しもしくは最小となるチャネルの配置を計算する機能を持つ。なお、計算は、干渉の有無、受信信号強度に基づき統計処理もしくは方程式を演算することにより求められる。また、周波数チャネル配置指示送信部３４は、計算されたチャネルの配置をそれぞれの基地局装置２（Ａ〜Ｄ）に指示する機能を持つ。

図５、図６は、本発明実施形態の動作を説明するために引用した図であり、干渉マップの一例、動作シーケンスのそれぞれを示す。
以下、図５、図６を参照しながら、図１〜図４に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。

図６において、まず、移動局装置１（＃１〜＃６の報知情報受信部１１で複数の基地局装置２（Ａ〜Ｄ）から送出される基地局識別信号（識別子）を含む報知情報（パイロットチャネル）を受信し（Ｓ６１）、一方、受信信号強度計測部１２ではその受信強度を計測する。
これら信号は基地局リスト生成部１３へ供給され、基地局リスト生成部１３では、受信した報知信号から受信強度順にアクセス可能な基地局リストを作成する。ここでは、基地局Ａ、Ｂ、Ｃの順とする。そしてそのアクセス可能基地局リストを、基地局リスト送信部１４を介して基地局装置２（Ａ〜Ｄ）へ送信する（Ｓ６２）。一方、基地局装置２（Ａ〜Ｄ）には、他の移動局装置１からも作成されたアクセス可能な基地局リストが送信されており、ここでは、基地局Ｂ、Ａ、Ｄの順とする。

アクセス可能基地局リストを受信した基地局装置２（Ａ〜Ｄ）は、複数の移動局装置１（＃１〜＃６）が作成したアクセス可能基地局リストを、基地局リスト受信部２１を介して受信し、基地局リスト送信部２２を介して集中管理局装置３へ報告する（Ｓ６３）。他の基地局装置２（Ａ〜Ｄ）も同様である。
アクセス可能基地局リストを、基地局リスト受信部３１を介して受信した集中管理局装置３は、エリア干渉マップ作成部３２において、複数の基地局装置２（Ａ〜Ｄ）から転送されたアクセス可能基地局リストから基地局間の干渉マップを作成する。そして、最適周波数チャネル配置計算部３３でそのアクセス可能基地局リストに基づき基地局間の干渉状態を把握し、当該干渉が無いように周波数チャネルを割当てる（Ｓ６４）。例えば、複数の移動局装置（ＳＳ１他）から基地局Ａ、基地局Ｂがアクセス可能基地局リストとして報告されている場合、基地局ＡとＢは干渉状態にあると考え、基地局ＡとＢには異なるチャネルを割り当てる。

図５に、移動局装置１（毎、干渉となる基地局の組合せと、割り当てられる周波数チャネルの一例が示されている。
ここでは、移動局装置１（＃２）は、基地局Ａ、Ｂで干渉があり、移動局装置１（＃３）は基地局Ｂ、Ｃで、移動局装置１（＃４）は基地局Ｂ、Ｃ、Ｄで、移動局装置１（＃５）は、基地局Ｃ、Ｄで、移動局装置１（＃６）は基地局Ｃ、Ｄで干渉していることを示している。この中で、移動局と干渉基地局との対応関係をエリア干渉マップといい、エリア干渉マップ作成部３２にて受信したアクセス可能基地局リストからテーブル構造で記憶装置上に作成されるものとする。
最適周波数チャネル配置計算部３３は、上記したエリア干渉マップから基地局間の干渉状態を把握し、当該干渉が無いもしくは最小となるチャネルの配置を計算するために、干渉の有無、受信信号強度に基づき統計処理を行い、もしくは所定の演算式を実行することで干渉が最小となるチャネル配置を計算する。

例えば、移動局装置１（＃２）については、基地局Ａ、Ｂが受信可能基地局として報告されているため、基地局Ｂについては基地局Ａに割り当てられた周波数ｆ２とは異なる周波数ｆ１を割り当てる。また、移動局装置１（＃３）については基地局Ｂ、Ｃが干渉基地局として報告されているため、基地局Ｃに対し、基地局Ｂと干渉しない、基地局Ａと同じ周波数ｆ１を割り当てる。但し、周波数ｆ１は、基地局ＡとＣの間で時間的にシェアして使用することとする。また、移動局装置１（＃４）は、基地局Ｂ、Ｃ、Ｄが干渉基地局として報告されているため、基地局Ｄに対し、基地局Ｂ、Ｃと干渉しない周波数ｆ３を割り当てる。ここでは、本来４種類の周波数リソースを用いるところを３種類で済み、従って、周波数リソースの有効活用がはかれる。
以上のようにして最適ＣＨ配置計算部３３でＣＨ割り当て計算がなされた後、ＣＨ配置指示送信部３４は、そのチャネルの配置をそれぞれの基地局装置（Ａ〜Ｄ）に指示するために送信する。各基地局装置２（Ａ〜Ｄ）は、その周波数チャネル配置指示を周波数チャネル配置指示受信部２３で受信し、送信周波数チャネル変更部２４を起動してサービスエリアの再構成を実施する。

図７に、周波数チャネル配置の判定アルゴリズムがフローチャートで、その際に用いられるメモリ（ａ：周波数チャネル表、ｂ：周波数チャネル配置メモリ、ｃ：判定メモリ）のデータ構造の一例が図８に示されている。
ななお、図８（ａ）〜（ｃ）に示すメモリは、集中管理局装置３の最適チャネル配置計算部３３において参照され、更新されるメモリである。
具体的に、最適チャネル配置計算部３３は、まず、作成されたエリア干渉マップを参照して干渉基地局の組合わせを判定する（Ｓ７１）。ここで干渉がないと判定された場合（Ｓ７１“１”）、図８（ｂ）に示す周波数チャネルメモリ（図８ｂ）を参照して周波数チャネルが既に配置されているか否かを判定する。周波数チャネル配置メモリには、基地局毎に配置された周波数チャネルが記録されている。ここで、未配置の場合は（Ｓ７２“未”）、別途設けられる周波数チャネル表（図８ａ）のポインタが示す周波数チャネルを選択して割当てる（Ｓ７３）。続いて当該ポインタを更新（＋１）し（Ｓ７４）、周波数チャネルの配置結果を周波数チャネル配置メモリ（図８ｂ）に記録する（Ｓ７５）。なお、既配置の場合は（Ｓ７２“既”）、変化がないものとして何もしない。

一方、干渉となる基地局の組合せが２以上の場合は（Ｓ７１“２以上”）、上記同様、周波数チャネル配置メモリを参照して既配置か否かを判定する（Ｓ７６）。ここで、未配置の場合は（Ｓ７６“未”）、現在有効となっているポインタ以下の値で判定メモリ（図８ｃ）に登録されていない周波数チャネルを探す（Ｓ７７）。そして、探し出されたポインタで示す周波数チャネルを割当てる（Ｓ７８）。そして、その割当て結果を周波数チャネル配置メモリに記録する（Ｓ７９）。
なお、既に周波数配置がなされていた場合（Ｓ７６“既”）、判定メモリに、リスト（基地局Ａに周波数チャネルｆ１を割当て、基地局Ｂに周波数チャネルＦ２を割当て）を追加してＳ７６の処理に戻る。

以上説明したように本発明によれば、移動局装置にて基地局装置から得られる受信信号強度リストを作成し、その情報を集中管理局装置に報告することで、集中管理局装置においてエリア干渉マップを作成し最適周波数チャネル配置を計算することで、基地局が密に置局された環境（ピコセル環境）でも基地局間で干渉無く周波数チャネルの割り当てが可能となり、移動通信システムを効率的に運用することができる。

本発明に係る移動通信システムの接続構成の一例を示す図である。 本発明実施形態に係わる移動局装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。 本発明実施形態に係わる基地局装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。 本発明実施形態に係わる集中管理局装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。 本発明実施形態に係わるエリア干渉マップおよびチャネル割当てマップの一例を示す図である。 本発明実施形態に係わる動作シーケンス図である。 本発明実施形態に係わる周波数チャネル判定アルゴリズムをフローチャートで示した図である。 図７に示す周波数チャネル判定アルゴリズムにおいて使用される各種メモリのデータ構造の一例を示す図である。 ピコセルでサービスエリアを構築した環境下における移動通信システムの構成の一例を示す図である。

符号の説明

１…移動局（ＳＳ）、２…基地局（ＢＳ）、３…集中管理局（ＣＳ）、１１…報知情報受信部、１２…受信信号強度計測部、１３…基地局リスト生成部、１４…基地局リスト送信部、２１…基地局リスト受信部、２２…基地局リスト送信部、２３…周波数チャネル配置指示受信部、２４…送信周波数チャネル変更部、３１…基地局リスト受信部、３２…エリア干渉マップ作成部、３３…最適周波数チャネル配置計算部、３４…周波数チャネル配置指示送信部

Claims (3)

1. 移動局に対するサービスエリアが基地局間でオーバラップする環境下において、集中管理局が前記それぞれの基地局に対し異なった周波数チャネルの配置を行う移動通信システムであって、
   複数の基地局から送信される基地局間の識別子を含んだ報知情報を受信する手段と、前記報知情報の受信結果を元に受信信号強度の高い順に受信可能な基地局リストを作成する手段と、前記作成されたリストを前記基地局に送信する手段とを備える移動局装置と、
   基地局の識別子を含んだ報知情報を受信する手段と、複数の前記移動局装置から送信されるリストを受信する手段と、前記リストを前記集中管理局に送信する手段とを備える基地局装置と、
   複数の前記基地局装置から送信されるリストを受信する手段と、前記リストに基づき基地局間の干渉状態を把握し、当該干渉が無いもしくは最小となる周波数チャネルの配置を計算する手段と、前記計算された周波数チャネルの配置を前記それぞれの基地局に指示する手段とを備える集中管理局装置と、
   を具備することを特徴とする移動通信システム。
2. 前記集中管理局装置は、
   少なくとも、前記干渉の有無、前記受信信号強度に基づき統計処理もしくは所定の演算式を実行することで前記干渉が最小となるチャネル配置を計算することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
3. 移動局に対するサービスエリアが基地局間でオーバラップする環境下において、集中管理局が前記それぞれの基地局に対し異なった周波数チャネルの配置を行う移動通信システムにおけるチャネル配置方法であって、
   移動局装置において、複数の基地局から送信される基地局の識別子を含んだ報知情報を受信し、前記報知情報の受信結果を元に受信信号強度の高い順に受信可能な基地局リストを作成し、当該作成されたリストを前記基地局に送信するステップを実行し、
   基地局装置において、前記基地局の識別子を含んだ報知情報を受信し、複数の前記移動局装置から送信されるリストを受信し、当該リストを前記集中管理局に送信するステップを実行し、
   集中管理局装置において、複数の前記基地局装置から送信されるリストを受信し、当該リストに基づき基地局間の干渉状態を把握し、当該干渉が無いもしくは最小となる周波数チャネルの配置を計算して当該計算されたチャネルの配置を前記それぞれの基地局に指示するステップを実行することを特徴とする移動通信システムにおけるチャネル配置方法。
   
   

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