JP2008109714A - 無線リンクシステムにおけるチャンネル選択 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、固定無線リンクネットワークにおけるチャンネル割り当て方法に係る。就役させられるチャンネルであるべき各無線リンクに対し、周波数帯域の各使用可能なチャンネルにおいて干渉レベルの測定が行なわれる。
【解決手段】この干渉測定の基づき、リンクに対して最良の送信及び受信チャンネルが選択される。その後、無線リンクを就役させることができ，そして就役させるべき次の無線リンクにおいて測定を開始することができる。固定の無線リンクに対して固定のそして予め設定されたチャンネルを使用するのではなく、リンクを就役させるときに、干渉測定結果及び／又は距離測定結果に基づいて、チャンネルが自律的及び自動的に指定される。自動的なチャンネル選択が行えることにより、各無線装置に対して工場で詳細な周波数プランニング及び固定チャンネル設定を行う必要性が排除されるために、就役作業量が減少される。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線リンクシステムの無線リンクにチャンネルを割り当てる方法に係る。

近代的な地上のマイクロ波無線システムは、数百メーターから８０kmまでの距離においてテレコミュニケーション送信リンクとして実現可能な技術的解決策を提供する。このようなシステムは、セルラー及び固定の両テレコミュニケーションネットワークにおいて益々開発されてきている。後者の場合では特にワイヤレスベースのネットワーク、そして前者の場合ではベースステーション相互接続及びベースステーション／ベースステーションコントローラ接続において、無線リンクシステムは、特に、都市エリアで良好な解決策となる。先行権及び許可を得るのに数ヶ月を要するファイバとは異なり、マイクロ波は、直ちに運転に入ることができる。加えて、マイクロ波は、ケーブルを敷設できない困難な地域を経て容易に進行し、そしてマイクロ波は、溝を掘ったり配管を通して引っ張ったりする必要がない。このようなことをするには、数週間又は数ヶ月を要する上に、設置コストを高める。

典型的なマイクロ波無線サイトは、屋内に取り付けられた基本帯域ユニットと、屋内又は屋外に取り付けられた高周波トランシーバと、パラボラアンテナとで構成される。
基本的に、２つの形式の無線リンクネットワークトポロジー、即ちスターネットワーク及びリングネットワークが使用されている。もちろん、リング及びスターの混成ネットワークを配備するのが一般的である。

図１は、スターネットワークの例を示している。これは、中央のハブから拍車又はチェーン状の副次的サイトにサービスする１つ以上のハブサイトを戦略的な位置に含んでいる。ハブサイトは、通常トランクケーブルである送信リンクを経てスイッチに接続される。スターネットワークは、１つの送信リンクが停電すると、多数のサイトに影響を及ぼし、ネットワーク全体の信頼性を低下するという１つの欠点がある。

図２は、リング構造で構成されたネットワークを示す。この構造は、ネットワーク内の全ての適当な点にある程度のルーティング及びグルーミングインテリジェンスを必要とする。リング内の各リンクの容量は、ループの全サイトをサポートするに充分なものでなければならない。

上述したように、無線リンクネットワークは、セルラーテレコミュニケーションネットワークを実現するための１つの解決策を与える。図１及び２を参照すれば、スイッチは、移動交換センターであり、ハブサイトは、ベースステーションコントローラであり、そして副次的なサイトは、ベーストランシーバステーションである。無線リンクの各々は、ポイント／ポイント接続を実行する。

音声、映像又はデータであるメッセージは、しばしば搬送波とも称するマイクロ波信号に変調される。ホップ距離とも称するサイト間の最大距離は、主として、電磁波の伝播特性によって決定される。搬送波周波数が高いほど、自由空間ロス、又は大気による減衰が大きくなり、即ち達成可能な距離が短くなる。しかしながら、これは、周波数再使用距離が短くなることを意味し、即ち干渉のおそれなく同じ周波数で動作するリンク間の距離が短くなることを意味する。いかなる地上無線リンクネットワークにおいても考慮しなければならない干渉には、次の３つの形式がある。１）マルチホップネットワーク内の無線信号が異なるホップの受信器と干渉するときにはシステム内干渉が生じる。２）外部システムが信号に影響するときには外部障害が生じる。３）反射面をもつ何らかの物体からの反射が他の信号を送信信号の経路へそらし、強い信号が弱い信号と干渉するようにする。

無線リンクは、従来、規定された周波数帯域で動作し、この周波数帯域は、更に、周波数チャンネルに分割される。無線チャンネルの使用は、地方当局によって規定され、そして整合されたプランニングをベースとする。従って、無線リンクを確立すべき所定の地域では、無線リンクに対して、所定の全帯域巾、ひいては、所定数のチャンネルしか使用できない。

複数の無線リンク又はいわゆるホップが、規定された無線環境において、所与のエリア内に存在するときには、整合された周波数プランニングをベースとしてチャンネル選択が行なわれる。即ち、特定の無線リンクに対して一度に使用されるべきチャンネルが予め決定される。しかしながら、このような規定された無線環境では、リンクとして使用されるべきチャンネルが変化することがある。換言すれば、無線リンクに対するチャンネルの割り当てを周期的に更新しそして変更することができる。

プランニングにおいて、各無線リンクは変数として表わされ、そのドメインは、使用可能な全周波数のセットである。その目的は、干渉を回避するように無線リンクに周波数を指定することである。プランニングの前に、固定リンクシステムに対してどんな帯域をローカルで使用できるか、そしてどんなローカル「リンクポリシー」であるかを早い機会に決定することが重要である。大半の国内周波数管理当局は、リンクの長さと、等価等方放射電力（ＥＩＰＲ）として表わされた正味出力電力とに関してある形態のリンクポリシーを有している。

しかしながら、テレコミュニケーションにおける最近の開発は、周波数割り当てに関して変化をもたらし、従って、不整合の周波数帯域で無線リンク及び／又はホップを動作する可能性を生み出した。これらの特定の帯域は、帯域内の個々の無線ターミナルに対するワークチャンネルの選択が地方当局によって管理されないという意味で、規定されないままである。むしろ、帯域に関連した一般的な要求に違反しない限りチャンネルを自由に選択することができる。例えば、ヨーロピアン・テレコミュニケーション・スタンダードＥＴＳ３００４０８は、ほぼ５８ＧＨｚの周波数で動作する無線装置に対する最小の性能パラメータを規定し、整合した周波数プランニングを要求していない。この帯域内では、異なるリンク間で帯域巾を効率的に共用することが問題となる。

しかしながら、これは、規定（又は整合）された無線環境内の上述した従来の無線リンクとは異なり、不整合帯域内で動作するシステムが、干渉制限環境において動作することを意味する。即ち、受信信号の信号クオリティは、隣接する無線リンクによって引き起こされる干渉現象により低下する。それ故、使用できる帯域巾を種々のシステム間でいかに効率的に共用するか考えることに関心が高まっている。

不整合の帯域において動作する無線リンクに対する現状の解決策は、各装置を工場で製造する段階で各無線リンク又はホップに固定チャンネルを予め指定することにある。これは、例えば、「マイクロウェーブ・モジュラス・リミテッド」という会社で採用された解決策で、不整合の５８ＧＨｚ帯域に対して無線リンクを形成するものである。

ポイント／ポイントローカルネットワークを確立するのに使用される装置は、固定チャンネル割り当ての原理を使用している。システムの動作中に、以下に述べる種々の問題が生じる。

図３は、公知の不整合リンクシステムの簡単な例、及びそれに関連した問題を示している。その地域内において無線リンク（ホップ）に対して３つのチャンネル（チャンネル番号１、２、３）しか使用できないと仮定する。ここでは、サイト２１及び２２のトランシーバは、工場側でチャンネル１に送信するように構成されており、従って、これらサイト間のホップは、チャンネル１を使用する。サイト２５及び２６のトランシーバは、チャンネル２に送信するように構成され、そしてサイト２３及び２４では、チャンネル３が工場でプリセットされている。

これらの３つのリンクは、チャンネルが異なり即ち周波数が異なるために、互いに障害を生じることなく良好に動作する。

しかし、このエリア内に第４のホップ、即ちサイト２７及び２８を追加で確立すべき場合には、ある問題が生じる。これらサイトの送信器は、工場側で、チャンネルｘで示された特定のチャンネルに送信するように構成され、ｘは、ここに選択された例では、１、２又は３である。その結果、ホップ及びその各固定チャンネルの配置又は構成のために、サイト２７及び２８の送信器に対してどのチャンネル（チャンネル１、２又は３）が選択されたかに関わりなく、「古い」ホップの１つと新しいホップとの間のチャンネル衝突が、図示の状態において生じる確率が非常に高くなる。

この点において「チャンネル衝突」という用語は、おそらく各ホップ間に生じて送信のクオリティを低下させるクロストーク又は干渉現象を意味する。特に、チャンネル衝突は、Ｓ／Ｉの比が所与の衝突スレッシュホールドＴＨｃより低く、即ちＳ／Ｉ＜ＴＨｃである無線リンクに対して生じると定義される。但し、Ｓは信号電力を表わし、そしてＩは、同じ無線環境内の１つ又は多数の他の無線リンクからの干渉電力を表わすものとする。

即ち、図３に概略的に示された例を参照すれば、新たなホップがチャンネル１に送信される場合には、チャンネル１を使用する新たなホップと古いホップとの間にチャンネル衝突が生じるか、或いは新たなホップがチャンネル２に送信される場合には、チヤンネル２を使用する新たなホップと古いホップとの間にチャンネル衝突が生じるか、又は新たなホップがチャンネル３に送信される場合には、チャンネル３を使用する新たなホップと古いホップとの間にチャンネル衝突が生じる。

より正確には、充分に定義されたエリアの無線環境内に所与の数のランダムに配置されたホップがある場合には、各ホップ間にチャンネル衝突が生じる確率が高くなる。これは、ひいては、無線環境の面積（ｋｍ2）当たりの無線リンク（ホップ）数を、達成が所望される値より相当に低い値に甚だしく制限する。

更に、工場で各無線リンクターミナルの動作周波数（チャンネル）を固定することは、チャンネルを全体的に最適に分布させることにならない。又、これは、製造工程に余計な作業を追加することにもなる。更に、ネットワークにおける無線リンク周波数使用のプランニングを複雑化する。

それ故、本発明の目的は、一般に、不整合の周波数帯域で動作する固定無線リンクにチャンネルを割り当てる方法であって、所与のエリアに就役（コミッション）させることのできるリンクの数を大きな係数で増加できると同時に、不整合周波数帯域の上記リスクを軽減できるような方法を提供することである。
各リンクに対する無線チャンネルの割り当ては、自動的に行なわれるのが好ましい。

本発明によれば、就役されたチャンネルであるべき各無線リンクに対し、周波数帯域の各使用可能なチャンネル上で干渉レベルの測定が行われる。これは、チャンネルごとに、検査されているチャンネル周波数に対する各考えられる干渉ソースの作用が自動的に考慮に入れられることを意味する。これらのソースは、同じ又はほぼ同じ周波数を使用している既に就役された無線リンクの送信器、他の無線システムからのソース、等である。干渉測定に基づき、リンクに対する最良の送信及び受信チャンネルが選択される。その後、無線リンクを就役させることができ、そして就役されるべき次の無線リンクにおける測定をスタートすることができる。

１つの実施形態によれば、就役されるべき各無線リンクに対し、使用可能なチャンネルが割り当てられた既に就役された無線リンクの各々からの距離が測定され、そして距離の測定値に基づいて、就役されるべき各無線リンクに割り当てられるべきチャンネル（１つ又は複数）が選択される。

換言すれば、固定の無線リンクに対して固定のそして予め設定されたチャンネルを使用するのに代わって、リンクを就役させるときには、干渉測定結果及び／又は距離測定結果に基づいてチャンネルが自律的に且つ自動的に指定される。

個々のチャンネルを自由に選択できる周波数帯域において、自動チャンネル選択を行えることは、各無線装置に対し工場で詳細な周波数プランニング及び固定のチャンネル設定を行う必要性を排除することにより、就役作業量が減少される。

別の効果は、ここに提案する方法が、ネットワークにおけるチャンネル使用の効率的な分布も確保することである。チャンネル割り当てが固定の周波数設定に基づく場合には、それによりネットワークに得られるチャンネル分布が、最大ホップ密度に関して最適でないことになる。これに対して、自動チャンネル選択は、チャンネル選択が他の無線リンクからの測定された干渉に基づくようなアルゴリズムを使用し、そして非常に多数のホップを所与の領域に設置できるようにする。

従って、不整合の周波数帯域で動作する固定の無線リンクにチャンネルを割り当てる上記方法により、本発明は、所与の無線環境エリアに就役させることのできるリンク（ホップ）の数を大きな係数で増加できるという効果を与える。同時に、この方法は、不整合の周波数帯域のリスクを効率的に著しく減少できるようにする。

図４は、本発明の方法を使用する無線リンクシステムを適用することのできる１つの考えられるテレコミュニケーションシステムを示す図である。このシステムは、ビジター位置レジスタを伴う移動交換センターと、ベースステーションコントローラ４１及び４２と、多数のベーストランシーバステーションＢＴＳとを備えたセルラー移動ネットワークである。この例では、ベースステーションコントローラ４１は、ベースステーションＢＴＳ１、…ＢＴＳ４を制御し、そしてベースステーションコントローラ４２は、ベースステーションＢＴＳ５、…ＢＴＳ８を制御する。あるセルの移動ステーションＭＳは、そのセルのベースステーションを通してネットワークと通信し、ＭＳとＢＴＳとの間に無線通信が形成される。セル４のＭＳは、ＢＴＳ４と通信する。

べースステーション及びそれらのベースステーションコントローラは、同軸ケーブルのような固定のトランクラインと最も頻繁に相互接続される。多くの理由で、同軸ケーブル接続は、常に可能ではない。従って、良い代替方法は、無線リンクを使用することである。この解決策が図４に示されており、ベーストランシーバステーションＢＴＳ１、ＢＴＳ２、ＢＴＳ３及びＢＴＳ４は、無線リンクと相互接続され、その後、ポイント／ポイントチェーンを形成する。このチェーンは、ＢＴＳ１とベースステーションコントローラ４１との間にポイント／ポイント無線リンクを構成しそしてＢＴＳ４とベースステーションコントローラ４１との間に付加的な指定リンクを構成することにより、リングのように閉じることができる。従って、ベースステーションＢＴＳ５、…ＢＴＳ８の各々は、ポイント／ポイント無線リンによってベースステーションコントローラ４２に直結され、スター型のトポロジーを形成する。

不整合の５８ＧＨｚ帯域においてリンクに周波数をいかに割り当てるかについて説明する。この帯域は、１０個のチャンネルに分割されている。新たなリンクＢＴＳ３⇔ＢＴＳ４を就役させるべきであり、そしてこのリンクに使用するためのチャンネル「チャンネルＸ」を割り当てるべきであると仮定する。更に、これは、当該時分割システムＴＤＤであり、従って、各信号に対し異なる時間間隔を使用して、共通の経路を経て、各々異なる情報を表わす２つの信号の同時送信及び受信により二重通信が達成される。換言すれば、二重チャンネルＸは、ここでは、１つの単一の搬送波より成るように定義されるが、異なるタイムスロットに送信及び受信を行うことにより送信チャンネルと受信チャンネルとの間に分離が得られる。搬送波当たりのチャンネルの数は、いかに多くのタイムスロットで１つのフレームを形成するかに依存する。例えば、フレームは、４つのタイムスロットを含み、その１つのタイムスロットは、トラフィックの送信に意図され、１つのタイムスロットは、トラフィックの受信に意図され、そして残りの２つのタイムスロットは、制御情報の送信及び受信に意図される。従って、１つの搬送波が、トラフィック情報に対する１つの二重チャンネルと、制御情報に対する１つの二重チャンネルとを受け入れる。

このシステムは、当然、周波数分割システムＦＤＤでもよく、この場合には、送信チャンネルと受信チャンネルとの間の分離が異なる周波数の使用によって得られる。

図５は、本発明の基礎となる考え方を示す。各受信周波数の干渉レベルは、リンクの一端で測定される（段階５１）と共に、リンクの反対端でも測定される(段階５３)。一端の送信周波数は、他端の受信周波数であることに注意されたい。反対端で測定が行なわれた後に、その測定結果を他方の端へ送信しなければならない。それ故、他方の端が結果を得ることが予想されるのはどのチャンネルであるか知らねばならない。

システムに基づき、測定を異なるやり方で行うことができる。第１に、周波数を常時測定することにより測定を行うことができる。ＦＤＤシステムでは、このやり方を使用しなければならない。第２に、システムがＴＤＤシステムである場合には、同じ周波数が多数のチャンネルに使用されるかどうかに関わりなく測定を常時行うことができ、この場合、電力は異なるタイムスロットにあり、即ちチャンネル間で変化し得る。或いは、各受信タイムスロットに対し又はフレームの所望のタイムスロットのみに対して、フレームの各タイムスロットごとに別々に測定を行うこともできる。実際には、搬送波全体を常時測定する最初に述べた方法が好ましい。

測定結果に基づき、第１の端は、干渉レベルが最も低いあるチャンネルを通信チャンネルとして選択する。次いで、その選択されたチャンネルの反対端に、そのチャンネルの識別情報を送信することにより通知する(段階５２)。全ての受信チャンネルを走査する反対端は、そのあるチャンネルに関する識別情報を受信しそして検出する。ここで、測定結果がそのチャンネルに送信されるべきであることを知り、測定の完了後に、そのチャンネルに結果を送信する(段階５４)。

ここで、両端で行なわれた測定に基づいて、各チャンネルの干渉レベルが分かる。それ故、結果を処理することにより(段階５５)、所定の基準を満足する最良のチャンネル（図４のチャンネルＸ）を見つけることができ、そしてこのリンクの情報搬送チャンネルとして選択することができる(段階５６)。最終的に、そのリンクを就役させることができる(段階５７)。

図６及び７は、本発明に基づいて使用される方法段階を詳細に示す。これらの段階は、２つの部分に分割することができ、第１の部分は、更に別の通信のために共通のチャンネルを見つけたときに終了となり、そして第２の部分は、トラフィックチャンネルを割り当てそしてリンクを就役させるときに終了となる。

就役動作の先ず始めに、マスター及びスレーブのアンテナを機械的に整列しなければならない。アンテナの位置の修正は、無線リンクの正しい性能にとって基本的なことである。リンクの２つのノード間には、明確な送信経路、好ましくは、視線がなければならない。

最初の半分における段階が図６に示されている。いずれかのリンク端は、判断実行部であるためにマスターと命名され、そして反対端は、スレーブと命名される。例えば、図４において、ＢＴＳ３はマスターであり、一方、ＢＴＳ４はスレーブである。マスターは、チャンネル選択プロセスを制御する。マスターの選択及び指示は、ホップを就役させるまでである。

最初に、スレーブノードは、受信モードにセットされる(段階６５)。次いで、マスターノードは、それに使用できる全ての受信チャンネル（即ち、周波数）を走査し、そして各チャンネルの干渉レベルを測定する(段階６１)。測定後に、マスターノードは、受信チャンネルを順次にリストし、干渉が最も低いチャンネルである最良のチャンネルがリストの最上部に入れられる(段階６２)。

明瞭化のために、上記で使用した表現「使用可能なチャンネル」とは、システムの全てのチャンネルを意味するか、或いは検査される１組のチャンネルのみを意味することもできる。ユーザは、何らかの理由で、１つ以上のチャンネルをリンクとしての使用から除外することがあり、それ故、それらチャンネルが検査されないままであるときには、チャンネル指定プロセスが加速する。

従って、マスターノードは、最良の受信チャンネルをリストから選択し、そしてそれに対応する送信チャンネルを選択する(段階６３)。その後、その送信チャンネルにおいてマスター信号を送信し始める(段階６４)。マスター信号は、両方のリンクノードに知られた特定の情報を含む。この情報は、例えば、リンク特有の識別子であるか、或いは就役動作の時間中にリンクの使用に対して指定されたフレーム整列ワードである。

同時に、スレーブノードは、使用可能な全受信チャンネルを走査して、マスターノードにより送信されたマスター信号を見出すように試みている(段階６６)。
従って、マスター信号を見出した後には、当然、マスターノードが特定の情報を送信するチャンネルが分かる。何らかの理由で、マスター信号が見つからない場合には、スレーブノードは、走査を続行する(段階６１０)。マスター信号が見つからない理由は、単に、その信号を搬送するチャンネルがスレーブノードに得られないというものである。マスター信号が見つかった場合には、スレーブノードは、スレーブノードは、それに対応する送信チャンネルにマスター信号を返送する(段階６４)。

マスターは、受信チャンネルを聴取することにより応答を待機している(段階６８)。所定の時間内に応答が検出されない場合には(段階６９)、マスターノードは、その次に最良の送信チャンネルをリストから選択し(段階６３)、その際に、上記プロセスが繰り返される。リストの各チャンネルが確認されそしてスレーブからの応答が検出されない場合には、プロセスがそこで終了する。これは、無線環境が、新たなリンクを就役させられるものでないことを意味する。

正しい応答が検出されたときには、マスターノードは、送信チャンネル及びそれに対応する受信チャンネルを共通のチャンネルとして選択し、これは、本発明方法の更に別の段階で使用される(段階６１３)。このチャンネルは、無線チャンネルに永久的に指定されたチャンネルでもよいし、そうでなくてもよい。

図６に基づいて行なわれた段階の結果は、次の通りである。マスターノードは、各受信チャンネルの干渉レベルを知り、そしてマスター及びスレーブの両ノードは、どんな二重チャンネルが更に別の通信に指定されたかを知る。リンクに固定使用するためのチャンネルを選択できるようにするために、マスターノードは、スレーブノードにより測定された受信チャンネルの干渉レベルを知らねばならない。このプロセスは、以下に説明する。
図７は、段階の第２部分を示す。最初に、スレーブノードは、それ自身の干渉測定を行うための要求を送信する(段階７１)。この要求を搬送する媒体は、以前の部分において指定された共通のチャンネルにサービスする。マスターノードは、その要求を受け取り、そして確認を返送することにより応答する(段階７３)。

それと同時に、マスターノードは、それ自身を受信モードにセットし、そして送信を停止して、搬送波が完全に遮断されるようにする(段階７４)。その結果、搬送波は、スレーブノードにより行なわれる測定に影響しない。共通のチャンネルは、ここでは、一方向である。

確認を受け取った後に、スレーブステーションは、測定を開始する。スレーブステーションは、それに使用できる全ての受信チャンネルを走査しそして各チャンネルの干渉レベルを測定し(段階７５)、そしてそれらの結果をメモリに一時的に記憶する。測定を完了すると、スレーブノードは、測定結果を待機しているマスターノードへ測定結果を送信する(段階７６)。

ＴＤＤシステムにおいては、スレーブノードは、通常、マスターノードと同期され、即ちスレーブは、マスターノードからマスタークロック信号を受信する。

ここで、マスターノードは、所定の時間中だけその送信を停止し、その後、送信を続けなければならない。スレーブは、送信信号を検出すると、その同期を回復することができ、そして測定結果を適切なタイムスロットにおいて送信することができる。ＴＤＤシステムのスレーブノードとは対照的に、ＦＤＤシステムのスレーブノードは、測定を完了した直後に、測定結果を送信することができる。

受信した結果に応答して、マスターノードは、送信モードをリセットし、従って、通信チャンネルを二重モードに戻す(段階７７)。マスターノードは、ここで、リンクに対して最適なチャンネルを選択するのに必要な全ての情報を得る。特殊なソフトウェアで測定結果を処理して送信チャンネル及び受信チャンネルの最良の組み合わせを見出し、これらは、リンクに対する最適なチャンネルを形成する。この処理は、送信及び受信チャンネルの干渉を所与のスレッシュホールド値と別々に比較することをベースとしている。送信チャンネルに対して１つのスレッシュホールド値があり、そして受信チャンネルに対して別のスレッシュホールド値がある。これは、リンクの一方向の情報流が反対方向の情報流より著しく多い場合に効果的である。主たる方向には、低い干渉レベルが必要とされるが、反対方向の接続は、それより高い干渉を許容できる。更に、最良のチャンネルとは、干渉電力が最も低いチャンネルであるか、或いは信号対干渉比Ｓ／Ｉが衝突スレッシュホールドレベルＴＨｃより高いチャンネルである。

或いは又、最良の組み合わせが見つかった後に、ソフトウェアで残りの周波数及びそれらの干渉を処理して、第２の最良の組み合わせを見出すことができる。このように、チャンネルが順次に配列されたチャンネルリストが形成され、最良のチャンネルは、リストの最上部に入れられる(段階７８)。

次いで、ソフトウェアでリストから両方向送信のチャンネルとして使用するのに最良のチャンネルを選択し(段階７９)、そしてそれを予め選択された共通のチャンネルと比較する(段階７１０)。

両チャンネルが同じである場合には、その最良のチャンネルが最適なチャンネルとして選択される。そのリンクが就役させられそして使用準備ができる(段階７１３)。スレーブノードは、所与の時間内にチャンネル変更コマンドが到着しない場合には、既に使用されている共通のチャンネルが更に使用されることを知る。

両チャンネルが異なる場合には、マスターノードが、チャンネルを変更するコマンドをスレーブノードに送る(段階７１１)。このコマンドは、新たなチャンネルに関する情報を含む。その後、チャンネルが就役させられ、そして使用準備ができる。

上記の手順は、新たなリンクを就役させるべきときに、再び繰り返される。

本発明の手順は、リンクシステム全体を就役させるべきときにも適用できる。

本発明の自動チャンネル選択は、リンクごとに実施され、そして既に就役させられたリンクは送信モードに保たれ、構成されているリンクに対する搬送波の影響を考慮に入れることができる。リンクの構成順序は、ランダムに選択することができる。

他の実施形態の説明リンクシステム全体を構成すべきときには、１つ又は多数のチャンネルを、それに対応する数の最初に就役された無線リンクに直接指定することができ、そして残りのリンクを、本発明により干渉測定に基づいて自動的に構成することができる。

更に、チャンネルの干渉は無線リンク間の距離に大きく依存するために、ある場合には、固定の無線リンクに使用されるべき１つ又は多数のチャンネルを距離の測定結果に基づいて選択すれば充分である。従って、干渉の測定を省略し、そして各無線リンクに対するチャンネル割り当てを、例えば、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）を使用することによって得られる結果のような距離の測定結果に基づいて行うことが考えられる。即ち、新たに就役される無線リンクに対するチャンネル（１つ又は複数）の選択は、それ以前に就役させられたリンクの中の最も離れたリンクに使用されたチャンネル（１つ又は複数）を選択することにより行うことができる。或いは又、所与の距離スレッシュホールドＴＨＤより大きな距離において無線リンクに使用されたいずれかのチャンネルを使用してもよい。

図３に示す例を参照し、４つのホップが固定エリアの無線環境に配置されそして使用可能なチャンネルの全数が３であると仮定すれば、距離に基づく方法は、次のように機能する。

就役させられた最初の３つのホップに対し、個別のチャンネル（チャンネル１、チャンネル２及びチャンネル３）が選択される。第４ホップに対して、既存のリンクの最大距離に使用されるチャンネルが選択され、即ち図示された状態では、チャンネル２が選択される。これは、確立されるべき新たな各リンクに対して、遠く離れて使用されるチャンネルが選択される傾向となる。というのは、このようなチャンネルでは、最低の干渉値が測定されると予想されるからである。

しかしながら、単なる距離情報に基づくチャンネル推定では、不適当である。例えば、山岳／丘陵エリアにおける無線環境では、就役されるべき無線リンクと隣接ホップとの間の山々により非常に接近した隣接無線リンクの受信干渉電力が平野環境の場合より小さくなることがある。むしろ、このような場合には、上述した干渉測定結果の評価に基づいてチャンネル指定を行うことができる。更に、両方の方法を組み合わせ、そして指定されるべきチャンネルを両方の測定結果に基づいて選択し、即ち距離及び干渉の測定結果の組み合わせを評価することによりチャンネルを選択することも考えられる。

リンクのランダムネットワークが構築される場合には、同じ周波数を使用するリンクが互いに遠く離れる傾向となる構成にそれ自身自動的に調整される。従って、所与のチャンネル衝突確率に対する容量の改善が相当のものとなる。

図８は、３つのチャンネルしか使用できない場合に達成し得る容量の改善を概略的に示す図である。より詳細には、図８は、面積（ｋｍ2）当たりのホップの数（Ｎ）を、所与の衝突確率値Ｐ（所与の例では、Ｐ＝０．０１）に対し、信号干渉比（Ｓ／Ｉ）要求（ＳＩＲ要求）の関数として示している。

図８に使用されたパラメータとしてのチャンネル衝突確率Ｐの意味は、次の通りである。Ｎ個の無線リンクが所与のエリア内にランダムに設置されたことが前もって分かる場合には、チャンネル衝突確率Ｐは、ランダムな場所に設置された新たなリンク即ち（Ｎ＋１）番目のリンクが、例えば、信号対干渉条件を満足できないために機能しない見込みの尺度である。多数の不整合リンクの大きなネットワークについては、チャンネル衝突確率は、設置後に特別な注意を必要とするリンクの一部分を定義する。好ましくは、この確率は、非常に小さいものでなければならない(通常、せいぜい数％)。というのは、さもなくば、不整合リンクを使用してネットワークを構築することが非常に困難になるからである。
チャンネル衝突確率の観察又は決定は、リンクのネットワークから干渉の統計学的情報を収集することにより直接的に行うことができる。干渉の動的作用は、非常にゆっくりである。というのは、新たなリンクが設置されるときしか状態が変化しないからである。統計学的情報の収集は、自動的に行うこともできるし、手動で行うこともできる。最も簡単な手動の手順は、例えば、リンクを設置する際に得られる欠陥報告をベースとするものである。

ここで、図８に戻ると、下の曲線は、チャンネルのランダム選択に対する状態を示し、そして上の曲線は、本発明の方法により、就役されるべき各リンクに対して、例えば、干渉レベルが最も低いチャンネルが選択されたときの状態を示す。

図８から明らかなように、本発明を用いたときには、チャンネル衝突が生じる不当なリスクを伴うことなく、所与のエリアに比較的高い密度でリンクを設置することができる。より正確に説明するために、ここに示す例において、信号対干渉条件として２０ｄＢのスレッシュホールドがセットされると仮定すると共に、不整合リンクを用いてネットワークを構築するオペレータが、設置された１００個のリンクの１つが直ちに機能しないこと（衝突確率Ｐ＝０．０１であることを意味する）を受け入れようとしていると仮定する。機能しないか又は不満足にしか機能しないリンクは再配置するか、或いは別の送信を使用しなければならない。公知技術によれば(図８の下の曲線)、平方ｋｍ当たり約２個のリンクしか設置できない。しかしながら、本発明によれば(図８の上の曲線)、平方ｋｍ当たり約２０個のリンクを設置することができる。

４つ以上のチャンネルがシステムに使用できるときには、この改善が更に顕著なものとなる。不整合の５８ＧＨｚ帯域のように１０個のチャンネルが使用できる場合には、リンク密度Ｎは、図８に示したものに比して顕著に増加する。

明らかに、本発明によれば、所与のエリアに就役させることのできるリンク又はホップの数は、著しく増加できる(ほぼ１０以上の係数で)。同時に、本発明による方法は、割り当てられた周波数の不整合使用、即ち非制御使用のリスクを下げることができる。しかしながら、更に、このようなリンクが浸透するための現実的な数に基づき、本発明が使用されたときに将来に向かって長年にわたり衝突確率がゼロに非常に接近することが詳細な計算により示されている。

更に、実質的に同じ解決策を使用して、ＣＤＭＡ拡散コードを適応式に選択できることにも注意されたい。従って、このような解決策を採用すると、システムは、干渉測定に基づくコード、例えば、干渉レベルが最も低いコードを常に選択するものとなる。

更に、チャンネルを監視した結果として干渉レベルを判断することは、新たに確立されるべき無線リンクへのチャンネルを指定するときに行なわれるだけではない。この点については、無線環境内即ち固定エリア内でチャンネルを連続的に監視し、そして新たな良好なチャンネルが使用できるときに新たなチャンネルへジャンプすることも考えられる。しかしながら、このようなケースでは、不整合ネットワークにおける衝突又は不良に対して各々適当な対策を講じねばならない。即ち、システムの部分内におけるチャンネルからチャンネルへの不定の変化を防止しなければならない。しかしながら、多くのシステムでは、システムが動作中であるときにチャンネルを変更することは許されないことに注意されたい。

上記説明及び添付図面は、本発明を一例として例示するものに過ぎないことを理解されたい。従って、本発明による方法は、上記以外のシステムにも使用することができる。従って、本発明の好ましい実施形態は、請求の範囲内で種々変更し得るものである。

図１は、スター型の無線リンクネットワークを例示する図である。 図２は、リング構造で構成されたリンクネットワークを示す図である。 図３は、公知の解決策により不整合の周波数帯域で動作する無線環境エリアにおけるホップの構成を例示する図である。 図４は、無線リンクを使用するセルラーネットワークを示す図である。 図５は、本発明の主たる段階を示す図である。 図６は、リンクの両端における段階の第１部分を示すブロック図である。 図７は、リンクの両端における段階の第２部分を示すブロック図である。 図８は、所与の衝突値に対し、信号干渉比（ＳＩＲ）の関数として面積当たりのホップ数に対する作用を示す図で、無線リンクを用いたセルラーネットワークを示す図である。

Claims (19)

1. ある周波数帯域で動作する固定リンクシステムにおいてポイント／ポイント無線リンクにチャンネルを割り当てる方法において、所定数のチャンネルの少なくとも１つを、最初に就役させられた対応する数の無線リンクに割り当て、そして各々の付加的な無線リンクに対して、既に就役させられた無線リンクに割り当てられた各使用可能なチャンネルの干渉を測定し、そして干渉測定に基づいて就役させられるべき無線リンクに割り当てられるチャンネルを選択する、という段階を含むことを特徴とする方法。
2. ある周波数帯域で動作する固定リンクシステムにおいてポイント／ポイント無線リンクにチャンネルを割り当てる方法において、無線リンクの両ノードにおいてそのノードに使用できる各受信チャンネルの干渉レベルを測定し、１つのノードにおいて測定結果をコンパイルし、測定結果を処理し、そして無線リンクに割り当てられるべき最適なチャンネルを選択する、という段階を含むことを特徴とする方法。
3. 上記ノードの一方をマスターノードとして選択すると共に反対のノードをスレーブノードとして選択し、スレーブノードから共通のチャンネルを経てマスターノードへ測定結果を送信し、そしてマスターノードにおいてコンパイル及び処理を実行する、という段階を更に含む請求項２に記載の方法。
4. マスターノードにおいて、測定された受信チャンネル及びそれに対応する送信チャンネルの一方を共通のチャンネル候補として選択し、マスターノードを識別するマスター信号を一時的な共通チャンネル候補に送信する請求項３に記載の方法。
5. スレーブノードにおいて、マスター信号を見出すために使用可能な全ての受信チャンネルを走査し、マスター信号が見つかった後に、共通チャンネル候補を経て応答を返送する請求項４に記載の方法。
6. 応答なしに所定の周期が経過した後に、新たな共通チャンネル候補を選択する請求項４に記載の方法。
7. 所定の周期内に応答を受信した後に、共通のチャンネル候補を共通チャンネルとして選択する請求項４に記載の方法。
8. スレーブノードにおいて、干渉レベル測定を実行する要求を、上記共通チャンネルを経てマスターノードに送る請求項３に記載の方法。
9. マスターノードにおいて、上記要求に対する応答として、確認を送信すると共に、マスターノードからの共通チャンネル搬送波をミューティングする請求項８に記載の方法。
10. スレーブノードにおいて、上記確認に対する応答として、使用可能な各受信チャンネルの干渉レベルの測定を実行し、そして共通のチャンネルを経てマスターノードへ測定結果を送信する請求項９に記載の方法。
11. マスターノードにおいて、両ノードから得られた測定結果を処理し、そして所定の基準を満足する多数の二重チャンネルから最適なチャンネルを選択する請求項２に記載の方法。
12. 上記最適なチャンネルは共通のチャンネルとは異なり、チャンネル変更コマンドがスレーブノードに送られる請求項１１に記載の方法。
13. 干渉電力が最も低いチャンネルを最適なチャンネルとして選択する請求項２又は１１に記載の方法。
14. 干渉電力が所定の干渉スレッシュホールドより低い任意のチャンネルを最適なチャンネルとして選択する請求項２又は１１に記載の方法。
15. 信号干渉比が所定の衝突スレッシュホールドより高い任意のチャンネルを最適なチャンネルとして選択する請求項２又は１１に記載の方法。
16. ある周波数帯域で動作する固定リンクシステムにおいてポイント／ポイント無線リンクにチャンネルを割り当てる方法において、最初に就役させられた多数の無線リンクに所定数のチャンネルを割り当て、そして上記数以上の就役させられるべき付加的な各無線リンク又は所定のチャンネルに対して、使用可能なチャンネルが割り当てられた既に就役させられた無線リンクの各々からの距離を測定し、そして上記距離測定に基づいて就役させられるべき各付加的な無線リンクに割り当てられる少なくとも１つのチャンネルを選択する、という段階を含むことを特徴とする方法。
17. 付加的に就役させられる無線リンクに対する少なくとも１つのチャンネルの選択は、それより前に既に就役させられた無線リンクの中の最も距離のある無線リンクに使用された少なくとも１つのチャンネルを選択することにより行なわれる請求項１６に記載の方法。
18. 付加的に就役させられる無線リンクに対する少なくとも１つのチャンネルの選択は、所定の距離スレッシュホールドより長い距離にある無線リンクのみに使用されたチャンネルのいずれかを選択することにより行なわれる請求項１６に記載の方法。
19. 上記チャンネルの選択及び割り当ては、自動的に行なわれる請求項１ないし１８のいずれかに記載の方法。

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