JP2661533B2 - 移動通信システムのチャネル割当方式 - Google Patents
移動通信システムのチャネル割当方式Info
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数のゾーンの各々を対
応する基地局によってそれぞれカバーするセルラー方式
の移動通信システムのチャネル割当方式に関し、特に異
なる水平面内指向性を有するアンテナ(以下、セクタア
ンテナ)を上記基地局の各々にそれぞれ複数個接続して
上記ゾーンを上記セクタアンテナの指向性利得にそれぞ
れ対応する扇形状セル(セクタセル)に分割している移
動通信システムのチャネル割当方式に関する。
応する基地局によってそれぞれカバーするセルラー方式
の移動通信システムのチャネル割当方式に関し、特に異
なる水平面内指向性を有するアンテナ(以下、セクタア
ンテナ)を上記基地局の各々にそれぞれ複数個接続して
上記ゾーンを上記セクタアンテナの指向性利得にそれぞ
れ対応する扇形状セル(セクタセル)に分割している移
動通信システムのチャネル割当方式に関する。
【0002】
【従来の技術】セルラー方式の自動車電話システムのよ
うな移動通信システムは、同一の無線チャネル(チャネ
ル)を互いに干渉妨害の生じないゾーン間で繰り返し利
用している。この移動通信システムにおいて、上記ゾー
ンの構成にはオムニ構成とセクタ構成とがある。オムニ
構成では基地局ごとに1個の水平面内無指向性のアンテ
ナ(オムニアンテナ)を設置しており、このオムニアン
テナが対応する基地局を中心とした一つのゾーンをカバ
ーする。一方、セクタ構成では一つの基地局が複数の扇
形の水平面内指向性を有するセクタアンテナを備えてお
り、上記セクタアンテナの各々がそのアンテナの指向性
利得に対応する扇形状の領域(セクタセル)をそれぞれ
カバーする。セクタ構成では、セクタアンテナの限定さ
れた指向性効果により同一チャネル干渉が少ないのでオ
ムニ構成に比べて同一チャネルの繰り返し距離が短くな
るため、周波数(チャネル)の利用効率が高い。上述の
二つのゾーン構成法については文献(吉川、野村、渡
辺、長津「自動車電話の無線ゾーン構成法」、研究実用
化報告第23管第8号、1974年)に詳述されてい
る。上記移動通信システムは固定または移動可能な複数
の無線端末を上記複数のゾーンにさらに含み、これら無
線端末は属するゾーンの基地局との間の無線チャネル
(通信用チャネル)を介して別の無線端末あるいは公衆
通信網との間で通信する。
うな移動通信システムは、同一の無線チャネル(チャネ
ル)を互いに干渉妨害の生じないゾーン間で繰り返し利
用している。この移動通信システムにおいて、上記ゾー
ンの構成にはオムニ構成とセクタ構成とがある。オムニ
構成では基地局ごとに1個の水平面内無指向性のアンテ
ナ(オムニアンテナ)を設置しており、このオムニアン
テナが対応する基地局を中心とした一つのゾーンをカバ
ーする。一方、セクタ構成では一つの基地局が複数の扇
形の水平面内指向性を有するセクタアンテナを備えてお
り、上記セクタアンテナの各々がそのアンテナの指向性
利得に対応する扇形状の領域(セクタセル)をそれぞれ
カバーする。セクタ構成では、セクタアンテナの限定さ
れた指向性効果により同一チャネル干渉が少ないのでオ
ムニ構成に比べて同一チャネルの繰り返し距離が短くな
るため、周波数(チャネル)の利用効率が高い。上述の
二つのゾーン構成法については文献(吉川、野村、渡
辺、長津「自動車電話の無線ゾーン構成法」、研究実用
化報告第23管第8号、1974年)に詳述されてい
る。上記移動通信システムは固定または移動可能な複数
の無線端末を上記複数のゾーンにさらに含み、これら無
線端末は属するゾーンの基地局との間の無線チャネル
(通信用チャネル)を介して別の無線端末あるいは公衆
通信網との間で通信する。
【0003】また、上述の移動通信システムにおける通
信用チャネルの割当方式には固定チャネル割当方式とダ
イナミックチャネル割当方式とがある。固定チャネル割
当方式ではゾーン相互の干渉条件を考慮して各ゾーンの
使用チャネル(通信用チャネル)を予め固定的に割り当
てている。一方、ダイナミックチャネル割当方式ではチ
ャネルを各ゾーンに固定的に割り当てない。即ち、基地
局が、全チャネルの中から通信要求ごとに順次チャネル
を選択し、通信相手(無線端末の一つ)からの信号の受
信電力(希望波電力)と干渉波電力との比(以下CIR
と略す。)が上り回線(無線端末から送信、基地局が受
信の回線)、下り回線(基地局が送信、無線端末が受信
の回線)ともに所定のしきい値(以下、CIRしきい
値)以上である等の予め定めた割当条件(通信品質)を
満たすと、その条件を満たしたチャネルを通信用チャネ
ルとして割り当てる。このダイナミックチャネル割当方
式は、全チャネルを全基地局で共有する大群化効果によ
り、チャネルを有効に利用できる。この割当方式は、ま
た、CIRしきい値を満たす限り同一チャネルを繰り返
し利用できるので、固定チャネル割当方式に比べて短い
距離で同一チャネルを繰り返し利用でき、チャネルをさ
らに有効利用できる。従って、ダイナミックチャネル割
当方式は、固定チャネル割当方式よりも高い周波数(チ
ャネル)利用効率が得られる。
信用チャネルの割当方式には固定チャネル割当方式とダ
イナミックチャネル割当方式とがある。固定チャネル割
当方式ではゾーン相互の干渉条件を考慮して各ゾーンの
使用チャネル(通信用チャネル)を予め固定的に割り当
てている。一方、ダイナミックチャネル割当方式ではチ
ャネルを各ゾーンに固定的に割り当てない。即ち、基地
局が、全チャネルの中から通信要求ごとに順次チャネル
を選択し、通信相手(無線端末の一つ)からの信号の受
信電力(希望波電力)と干渉波電力との比(以下CIR
と略す。)が上り回線(無線端末から送信、基地局が受
信の回線)、下り回線(基地局が送信、無線端末が受信
の回線)ともに所定のしきい値(以下、CIRしきい
値)以上である等の予め定めた割当条件(通信品質)を
満たすと、その条件を満たしたチャネルを通信用チャネ
ルとして割り当てる。このダイナミックチャネル割当方
式は、全チャネルを全基地局で共有する大群化効果によ
り、チャネルを有効に利用できる。この割当方式は、ま
た、CIRしきい値を満たす限り同一チャネルを繰り返
し利用できるので、固定チャネル割当方式に比べて短い
距離で同一チャネルを繰り返し利用でき、チャネルをさ
らに有効利用できる。従って、ダイナミックチャネル割
当方式は、固定チャネル割当方式よりも高い周波数(チ
ャネル)利用効率が得られる。
【0004】高い周波数(チャネル)利用効率を得るた
め、セクタセル構成とダイナミックチャネル割当を組み
合わせて用いることが考えられている。セクタセル構成
におけるダイナミックチャネル割当方式としては、同じ
方向のセクタセル同士で同じチャネルを優先的に割り当
てる方式がある(特願平5−081101)。実際の伝
搬環境下では、基地局が送信し、無線端末が受信する下
り回線の受信レベルは、無線端末の周囲の地形、地物に
遮られることにより場所的に変動する。この場所的な変
動は、電波の到来方向に存在する地形、地物の影響を強
く受けるため、希望波と干渉波の到来方向の差が小さい
ほど、両者の場所的変動の相関は高いことが知られてい
る。これに関しては文献(V.Graziano,”P
ropagation Correlations a
t 900MHz”,IEEETrans.Veh.T
echnol.VT−27,No.4,Nov.,19
78)に述べられている。したがって下り回線において
希望波と干渉波の到来方向の差が小さい場合には、両者
の場所的な変動は相関が高いため、無線端末が移動した
場合に干渉波が強くなるのに伴って希望波も強くなる確
率が高いため、チャネル割当のためのCIRしきい値が
一定であれば、通話中に下り回線のCIRが小さくなり
干渉劣化が起こる可能性が低い。前述の同じ方向のセク
タセル同士で同じチャネルを優先的に割り当てる方式
は、この効果を利用した方式である。
め、セクタセル構成とダイナミックチャネル割当を組み
合わせて用いることが考えられている。セクタセル構成
におけるダイナミックチャネル割当方式としては、同じ
方向のセクタセル同士で同じチャネルを優先的に割り当
てる方式がある(特願平5−081101)。実際の伝
搬環境下では、基地局が送信し、無線端末が受信する下
り回線の受信レベルは、無線端末の周囲の地形、地物に
遮られることにより場所的に変動する。この場所的な変
動は、電波の到来方向に存在する地形、地物の影響を強
く受けるため、希望波と干渉波の到来方向の差が小さい
ほど、両者の場所的変動の相関は高いことが知られてい
る。これに関しては文献(V.Graziano,”P
ropagation Correlations a
t 900MHz”,IEEETrans.Veh.T
echnol.VT−27,No.4,Nov.,19
78)に述べられている。したがって下り回線において
希望波と干渉波の到来方向の差が小さい場合には、両者
の場所的な変動は相関が高いため、無線端末が移動した
場合に干渉波が強くなるのに伴って希望波も強くなる確
率が高いため、チャネル割当のためのCIRしきい値が
一定であれば、通話中に下り回線のCIRが小さくなり
干渉劣化が起こる可能性が低い。前述の同じ方向のセク
タセル同士で同じチャネルを優先的に割り当てる方式
は、この効果を利用した方式である。
【0005】しかし、同じ方向のセクタセル同士で同じ
チャネルを優先的に割り当てる方式では、下り回線にお
ける希望波の到来方向と干渉波の到来方向との差が小さ
くなるようにチャネルが割り当てられず、希望波と干渉
波の場所的変動の相関による効果が十分に得られないと
いう問題点がある。以下、図3に示す概念図を参照し
て、その例を説明する。
チャネルを優先的に割り当てる方式では、下り回線にお
ける希望波の到来方向と干渉波の到来方向との差が小さ
くなるようにチャネルが割り当てられず、希望波と干渉
波の場所的変動の相関による効果が十分に得られないと
いう問題点がある。以下、図3に示す概念図を参照し
て、その例を説明する。
【0006】図3の移動通信システムはセクタ構成をと
る。第1のゾーンには基地局(BS)11を、第2、第
3のゾーンにはそれぞれ基地局12、13を配置してい
る。この移動通信システムは他にも多くのゾーンを備え
るが、他のゾーンは説明に不要であるので図示を省略し
ている。基地局11には、半値幅角(放射強度が最も大
きい方向を中心として、指向利得が中心方向の指向利得
より3dBだけ小さくなる点をはさむ角度幅)が60°
の水平面指向性を有するセクタアンテナ31(31a,
31b,31c,31d,31e,及び31f)が設置
されている。これらのセクタアンテナ31a,31b,
31c,31d,31e,及び31fは、基地局11の
周囲を上記水平面指向性に対応して6等分したセクタセ
ル41(41a,41b,41c,41d,41e,及
び41f)をそれぞれカバーしている。同様に基地局1
2、基地局13はそれぞれ6つのセクタアンテナ32,
33によって、セクタセル42、43をそれぞれカバー
している。セクタセル41fには無線端末21が、セク
タセル42fには無線端末22が、そしてセクタセル4
3aには無線端末23がそれぞれ位置している。
る。第1のゾーンには基地局(BS)11を、第2、第
3のゾーンにはそれぞれ基地局12、13を配置してい
る。この移動通信システムは他にも多くのゾーンを備え
るが、他のゾーンは説明に不要であるので図示を省略し
ている。基地局11には、半値幅角(放射強度が最も大
きい方向を中心として、指向利得が中心方向の指向利得
より3dBだけ小さくなる点をはさむ角度幅)が60°
の水平面指向性を有するセクタアンテナ31(31a,
31b,31c,31d,31e,及び31f)が設置
されている。これらのセクタアンテナ31a,31b,
31c,31d,31e,及び31fは、基地局11の
周囲を上記水平面指向性に対応して6等分したセクタセ
ル41(41a,41b,41c,41d,41e,及
び41f)をそれぞれカバーしている。同様に基地局1
2、基地局13はそれぞれ6つのセクタアンテナ32,
33によって、セクタセル42、43をそれぞれカバー
している。セクタセル41fには無線端末21が、セク
タセル42fには無線端末22が、そしてセクタセル4
3aには無線端末23がそれぞれ位置している。
【0007】いま、基地局12がチャネルCH2を用い
て無線端末22と、基地局13がチャネルCH3を用い
て無線端末23とそれぞれ通信中であるとき、基地局1
1が無線端末21に対してチャネルを新たに割り当てる
場合を考える。
て無線端末22と、基地局13がチャネルCH3を用い
て無線端末23とそれぞれ通信中であるとき、基地局1
1が無線端末21に対してチャネルを新たに割り当てる
場合を考える。
【0008】まず上り回線については、無線端末22も
無線端末23も共に、無線端末21をカバーするセクタ
アンテナ31fの指向性方向内にないため、チャネルC
H2,CH3ともCIRしきい値を満たすものとする。
一方、下り回線については、無線端末21が、無線端末
22をカバーするセクタアンテナ32fの指向性方向内
にも、無線端末23をカバーするセクタアンテナ33a
の指向性方向内にもないため、CIRしきい値を満た
し、割当可能とする。しかし、セクタアンテナの半値幅
角は60°であるが、その範囲外にもある程度の強さの
電波が放射されるため、無線端末21の下り回線におい
ては、チャネルCH2を使用する場合には基地局12か
らの干渉波が、またチャネルCH3を使用する場合には
基地局13からの干渉波が問題となる可能性がある。し
たがって無線端末の移動によって干渉劣化が発生しにく
いように、下り回線では希望波の到来方向と干渉波の到
来方向との差が小さくなるチャネルを選択することが望
ましい。
無線端末23も共に、無線端末21をカバーするセクタ
アンテナ31fの指向性方向内にないため、チャネルC
H2,CH3ともCIRしきい値を満たすものとする。
一方、下り回線については、無線端末21が、無線端末
22をカバーするセクタアンテナ32fの指向性方向内
にも、無線端末23をカバーするセクタアンテナ33a
の指向性方向内にもないため、CIRしきい値を満た
し、割当可能とする。しかし、セクタアンテナの半値幅
角は60°であるが、その範囲外にもある程度の強さの
電波が放射されるため、無線端末21の下り回線におい
ては、チャネルCH2を使用する場合には基地局12か
らの干渉波が、またチャネルCH3を使用する場合には
基地局13からの干渉波が問題となる可能性がある。し
たがって無線端末の移動によって干渉劣化が発生しにく
いように、下り回線では希望波の到来方向と干渉波の到
来方向との差が小さくなるチャネルを選択することが望
ましい。
【0009】このとき同じ方向のセクタセル同士で同じ
チャネルを優先的に割り当てる方式では、指向性方向が
無線端末21をカバーするセクタアンテナ31fと同じ
であるセクタアンテナ32fが用いているチャネルCH
2を割り当てる可能性が高い。この場合、無線端末21
において下り回線の希望波の到来方向と干渉波の到来方
向との差が小さくなるチャネルはCH3であるが、無線
端末21において希望波の到来方向と干渉波の到来方向
との差が大きくなるチャネルCH2が割り当てられるこ
とになる。
チャネルを優先的に割り当てる方式では、指向性方向が
無線端末21をカバーするセクタアンテナ31fと同じ
であるセクタアンテナ32fが用いているチャネルCH
2を割り当てる可能性が高い。この場合、無線端末21
において下り回線の希望波の到来方向と干渉波の到来方
向との差が小さくなるチャネルはCH3であるが、無線
端末21において希望波の到来方向と干渉波の到来方向
との差が大きくなるチャネルCH2が割り当てられるこ
とになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように、同じ方向
のセクタセル同士で同じチャネルを優先的に割り当てる
従来の方式では、上述した下り回線における希望波と干
渉波の場所的変動の相関による効果が十分に得られない
という問題点がある。
のセクタセル同士で同じチャネルを優先的に割り当てる
従来の方式では、上述した下り回線における希望波と干
渉波の場所的変動の相関による効果が十分に得られない
という問題点がある。
【0011】従って、本発明の目的は上述した従来のチ
ャネル割当方式の問題点を解決し、通話中の干渉劣化が
発生しにくい移動通信システムのチャネル割当方式を提
供することにある。
ャネル割当方式の問題点を解決し、通話中の干渉劣化が
発生しにくい移動通信システムのチャネル割当方式を提
供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の移動通信システ
ムのチャネル割当方式は、複数の無線ゾーンと、前記無
線ゾーンの各々をカバーする複数のセクタセルと、前記
無線ゾーンの各々にそれぞれ配置した基地局と、前記基
地局の受信入力端に接続されこの基地局に属する前記セ
クタセルの各々に対して水平面内指向性をそれぞれ有す
る前記セクタセル対応のセクタアンテナと、前記セクタ
セルのいずれかに位置し複数の無線チャネルのうちの割
り当てられた無線チャネルを通信用チャネルとして前記
基地局と通信する複数の無線端末とを備え、前記基地局
が、前記無線チャネルの各々に対して、当該基地局に属
する全ての前記セクタセルからの干渉波の受信レベルを
測定する手段と、前記無線チャネルの各々に対して、干
渉波の到来方向を推定する干渉波到来方向推定手段と、
自局に属する前記セクタセル内の前記無線端末の一つと
の間に通信要求が生じると、少なくとも1つの前記セク
タアンテナからの希望波の受信レベルを測定する手段
と、前記無線端末から到来する希望波の到来方向を推定
する希望波到来方向推定手段と、前記希望波の到来方向
と前記干渉波の到来方向との水平面内の角度差が180
度に近い前記無線チャネルほど先に選択されるように前
記無線チャネルの選択順序を決定する無線チャネル選択
順序決定手段と、前記無線チャネルの選択順序に従って
所定の通信品質を満足する前記無線チャネルを選択しこ
の選択された無線チャネルを前記通信用チャネルとして
割り当てる無線チャネル割当手段とを備える。
ムのチャネル割当方式は、複数の無線ゾーンと、前記無
線ゾーンの各々をカバーする複数のセクタセルと、前記
無線ゾーンの各々にそれぞれ配置した基地局と、前記基
地局の受信入力端に接続されこの基地局に属する前記セ
クタセルの各々に対して水平面内指向性をそれぞれ有す
る前記セクタセル対応のセクタアンテナと、前記セクタ
セルのいずれかに位置し複数の無線チャネルのうちの割
り当てられた無線チャネルを通信用チャネルとして前記
基地局と通信する複数の無線端末とを備え、前記基地局
が、前記無線チャネルの各々に対して、当該基地局に属
する全ての前記セクタセルからの干渉波の受信レベルを
測定する手段と、前記無線チャネルの各々に対して、干
渉波の到来方向を推定する干渉波到来方向推定手段と、
自局に属する前記セクタセル内の前記無線端末の一つと
の間に通信要求が生じると、少なくとも1つの前記セク
タアンテナからの希望波の受信レベルを測定する手段
と、前記無線端末から到来する希望波の到来方向を推定
する希望波到来方向推定手段と、前記希望波の到来方向
と前記干渉波の到来方向との水平面内の角度差が180
度に近い前記無線チャネルほど先に選択されるように前
記無線チャネルの選択順序を決定する無線チャネル選択
順序決定手段と、前記無線チャネルの選択順序に従って
所定の通信品質を満足する前記無線チャネルを選択しこ
の選択された無線チャネルを前記通信用チャネルとして
割り当てる無線チャネル割当手段とを備える。
【0013】前記移動通信システムのチャネル割当方式
の第一は、前記希望波到来方向推定手段が、前記基地局
に属する全ての前記セクタセルからの希望波レベルのう
ち、最大を受信したセクタアンテナの指向性方向を到来
方向とする構成を採用しても良い。
の第一は、前記希望波到来方向推定手段が、前記基地局
に属する全ての前記セクタセルからの希望波レベルのう
ち、最大を受信したセクタアンテナの指向性方向を到来
方向とする構成を採用しても良い。
【0014】前記移動通信システムのチャネル割当方式
の第二は、前記基地局が、当該基地局の属する全ての前
記セクタセルからセクタアンテナの識別子を有する識別
信号を送信する手段を備え、前記無線端末が、前記識別
信号の受信レベルを測定する手段と、前記受信レベルの
最大を送信するセクタセルの識別子を前記基地局に通知
する手段を備え、前記希望波到来方向推定手段が、前記
無線端末から通知された前記識別子を有するセクタアン
テナの指向性方向を前記希望波到来方向とする構成を採
用しても良い。
の第二は、前記基地局が、当該基地局の属する全ての前
記セクタセルからセクタアンテナの識別子を有する識別
信号を送信する手段を備え、前記無線端末が、前記識別
信号の受信レベルを測定する手段と、前記受信レベルの
最大を送信するセクタセルの識別子を前記基地局に通知
する手段を備え、前記希望波到来方向推定手段が、前記
無線端末から通知された前記識別子を有するセクタアン
テナの指向性方向を前記希望波到来方向とする構成を採
用しても良い。
【0015】前記移動通信システムのチャネル割当方式
の第三は、前記干渉波到来方向推定手段が、前記基地局
に属する全ての前記セクタセルからの干渉波レベルのう
ち、最大を受信したセクタアンテナの指向性方向を最大
を受信したセクタアンテナの指向性方向を到来方向とす
る構成を採用しても良い。
の第三は、前記干渉波到来方向推定手段が、前記基地局
に属する全ての前記セクタセルからの干渉波レベルのう
ち、最大を受信したセクタアンテナの指向性方向を最大
を受信したセクタアンテナの指向性方向を到来方向とす
る構成を採用しても良い。
【0016】
【実施例】次に図面を参照して本発明について説明す
る。
る。
【0017】図1は本発明の実施例のシステム概念図で
ある。第1の実施例は、図1のシステム構成をとる。
ある。第1の実施例は、図1のシステム構成をとる。
【0018】このセルラー方式の移動通信システムは、
基地局(BS)11,12,および13の各々をそれぞ
れ持つ3つのゾーンを備える。基地局11の受信部の入
力端には、半値幅角60°の水平面指向性を有する6つ
のセクタアンテナ31(31a,31b,31c,31
d,31e,及び31f)を接続している。これらのセ
クタアンテナ31a,31b,31c,31d,31
e,及び31fは、基地局11の周囲を上記水平面指向
性に対応して6等分したセクタセル41(41a,41
b,41c,41d,41e,及び41f)をそれぞれ
カバーしている。同様に基地局12、基地局13の受信
部の入力端には、それぞれ同様の6つのセクタアンテナ
32(32a,32b,32c,32d,32e,及び
32f),33(33a,33b,33c,33d,3
3e,及び33f)を接続しており、これらセクタアン
テナ32a,32b,32c,32d,32e,32
f,33a,33b,33c,33d,33e,及び3
3fは、同様に基地局12,13の周囲を6等分したセ
クタセル42(42a,42b,42c,42d,42
e,及び42f)、43(43a,43b,43c,4
3d,43e,及び43f)をそれぞれカバーしてい
る。ここで、各基地局11,12,および13は図示す
る方位に配置されており、構成要素符号に同一の小文字
アルファベット符号を含むセクタアンテナおよびセクタ
セルは対応する基地局を中心として同一方位の指向性お
よびセルを形成している。説明のため、セクタアンテナ
31a,32a,33aの指向性方向は0°、セクタア
ンテナ31b,32b,33bの指向性方向は60°、
セクタアンテナ31c,32c,33cの指向性方向は
120°、セクタアンテナ31d,32d,33dの指
向性方向は180°、セクタアンテナ31e,32e,
33eの指向性方向は240°、セクタアンテナ31
f,32f,33fの指向性方向は300°とする。ま
た、セクタセル41fには無線端末21が、セクタセル
42fには無線端末22が、セクタセル43aには無線
端末23が、そしてセクタセル43fには無線端末24
がそれぞれ位置している。さらに、この移動通信システ
ムは、チャネルCH1ないしCH3の3チャネルの通信
用に使用可能なチャネルおよび接続制御に使用する1つ
の制御チャネルを有する。
基地局(BS)11,12,および13の各々をそれぞ
れ持つ3つのゾーンを備える。基地局11の受信部の入
力端には、半値幅角60°の水平面指向性を有する6つ
のセクタアンテナ31(31a,31b,31c,31
d,31e,及び31f)を接続している。これらのセ
クタアンテナ31a,31b,31c,31d,31
e,及び31fは、基地局11の周囲を上記水平面指向
性に対応して6等分したセクタセル41(41a,41
b,41c,41d,41e,及び41f)をそれぞれ
カバーしている。同様に基地局12、基地局13の受信
部の入力端には、それぞれ同様の6つのセクタアンテナ
32(32a,32b,32c,32d,32e,及び
32f),33(33a,33b,33c,33d,3
3e,及び33f)を接続しており、これらセクタアン
テナ32a,32b,32c,32d,32e,32
f,33a,33b,33c,33d,33e,及び3
3fは、同様に基地局12,13の周囲を6等分したセ
クタセル42(42a,42b,42c,42d,42
e,及び42f)、43(43a,43b,43c,4
3d,43e,及び43f)をそれぞれカバーしてい
る。ここで、各基地局11,12,および13は図示す
る方位に配置されており、構成要素符号に同一の小文字
アルファベット符号を含むセクタアンテナおよびセクタ
セルは対応する基地局を中心として同一方位の指向性お
よびセルを形成している。説明のため、セクタアンテナ
31a,32a,33aの指向性方向は0°、セクタア
ンテナ31b,32b,33bの指向性方向は60°、
セクタアンテナ31c,32c,33cの指向性方向は
120°、セクタアンテナ31d,32d,33dの指
向性方向は180°、セクタアンテナ31e,32e,
33eの指向性方向は240°、セクタアンテナ31
f,32f,33fの指向性方向は300°とする。ま
た、セクタセル41fには無線端末21が、セクタセル
42fには無線端末22が、セクタセル43aには無線
端末23が、そしてセクタセル43fには無線端末24
がそれぞれ位置している。さらに、この移動通信システ
ムは、チャネルCH1ないしCH3の3チャネルの通信
用に使用可能なチャネルおよび接続制御に使用する1つ
の制御チャネルを有する。
【0019】さて、図1に示した移動通信システムで
は、基地局12がチャネルCH2を用いて無線端末22
と、基地局13がチャネルCH3を用いて無線端末2
3、チャネルCH1を用いて無線端末24とそれぞれ通
信中である。このとき、通信要求が基地局11と無線端
末21との間で発生すると、無線端末21は制御チャネ
ルを用いて信号を送信する。それに対して基地局11は
接続された全てのセクタアンテナ31を用いて、無線端
末21からの信号の受信レベル(希望波レベル)を測定
する。基地局11は引き続きチャネルCH1,CH2,
およびCH3の各干渉波レベルも測定する。ここで、セ
クタアンテナ31a,31b,31c,31d,31
e,および31fから基地局11の受信部が受けた希望
波レベルをそれぞれDa,Db,Dc,Dd,De,お
よびDfとする。同様にセクタアンテナ31a,31
b,31c,31d,31e,および31fから基地局
11の受信部が受けたチャネルCH1の干渉波レベルを
それぞれU1a,U1b,U1c,U1d,U1e,お
よびU1fとし、チャネルCH2の干渉波レベルをそれ
ぞれU2a,U2b,U2c,U2d,U2e,および
U2fとし、チャネルCH3の干渉波レベルをそれぞれ
U3a,U3b,U3c,U3d,U3e,およびU3
fとする。
は、基地局12がチャネルCH2を用いて無線端末22
と、基地局13がチャネルCH3を用いて無線端末2
3、チャネルCH1を用いて無線端末24とそれぞれ通
信中である。このとき、通信要求が基地局11と無線端
末21との間で発生すると、無線端末21は制御チャネ
ルを用いて信号を送信する。それに対して基地局11は
接続された全てのセクタアンテナ31を用いて、無線端
末21からの信号の受信レベル(希望波レベル)を測定
する。基地局11は引き続きチャネルCH1,CH2,
およびCH3の各干渉波レベルも測定する。ここで、セ
クタアンテナ31a,31b,31c,31d,31
e,および31fから基地局11の受信部が受けた希望
波レベルをそれぞれDa,Db,Dc,Dd,De,お
よびDfとする。同様にセクタアンテナ31a,31
b,31c,31d,31e,および31fから基地局
11の受信部が受けたチャネルCH1の干渉波レベルを
それぞれU1a,U1b,U1c,U1d,U1e,お
よびU1fとし、チャネルCH2の干渉波レベルをそれ
ぞれU2a,U2b,U2c,U2d,U2e,および
U2fとし、チャネルCH3の干渉波レベルをそれぞれ
U3a,U3b,U3c,U3d,U3e,およびU3
fとする。
【0020】無線端末21は、基地局11のセクタアン
テナ31fの指向性方向内に位置するため、各セクタア
ンテナにより測定される無線端末21からの希望波レベ
ルDa,Db,Dc,Dd,De,およびDfの中で、
Dfが最大となる。従って、希望波の到来方向はセクタ
アンテナ31fの指向性方向である300°と判定され
る。
テナ31fの指向性方向内に位置するため、各セクタア
ンテナにより測定される無線端末21からの希望波レベ
ルDa,Db,Dc,Dd,De,およびDfの中で、
Dfが最大となる。従って、希望波の到来方向はセクタ
アンテナ31fの指向性方向である300°と判定され
る。
【0021】チャネルCH1を使用中の無線端末24は
セクタアンテナ31cの指向性方向内に位置するため、
各セクタアンテナにより測定される無線端末24からの
干渉波レベルU1a,U1b,U1c,U1d,U1
e,およびU1fの中で、U1cが最大となる。従っ
て、チャネルCH1の干渉波の到来方向はセクタアンテ
ナ31cの指向性方向である120°と判定される。
セクタアンテナ31cの指向性方向内に位置するため、
各セクタアンテナにより測定される無線端末24からの
干渉波レベルU1a,U1b,U1c,U1d,U1
e,およびU1fの中で、U1cが最大となる。従っ
て、チャネルCH1の干渉波の到来方向はセクタアンテ
ナ31cの指向性方向である120°と判定される。
【0022】同様にチャネルCH2を使用中の無線端末
22はセクタアンテナ31dの指向性方向内に位置する
ため、各セクタアンテナにより測定される無線端末22
からの干渉波レベルU2a,U2b,U2c,U2d,
U2e,およびU2fの中で、U2dが最大となる。従
って、チャネルCH2の干渉波の到来方向はセクタアン
テナ31dの指向性方向である180°と判定される。
22はセクタアンテナ31dの指向性方向内に位置する
ため、各セクタアンテナにより測定される無線端末22
からの干渉波レベルU2a,U2b,U2c,U2d,
U2e,およびU2fの中で、U2dが最大となる。従
って、チャネルCH2の干渉波の到来方向はセクタアン
テナ31dの指向性方向である180°と判定される。
【0023】また、チャネルCH3を使用中の無線端末
23はセクタアンテナ31cの指向性方向内に位置する
ため、各セクタアンテナにより測定される無線端末23
からの干渉波レベルU3a,U3b,U3c,U3d,
U3e,およびU3fの中で、U3cが最大となる。従
って、チャネルCH3の干渉波の到来方向はセクタアン
テナ31cの指向性方向である120°と判定される。
23はセクタアンテナ31cの指向性方向内に位置する
ため、各セクタアンテナにより測定される無線端末23
からの干渉波レベルU3a,U3b,U3c,U3d,
U3e,およびU3fの中で、U3cが最大となる。従
って、チャネルCH3の干渉波の到来方向はセクタアン
テナ31cの指向性方向である120°と判定される。
【0024】次に基地局11は、希望波の到来方向とチ
ャネルCH1,CH2,およびCH3のそれぞれの干渉
波の到来方向とを用いて、チャネルの選択順序を決定す
る。チャネルCH1,CH2,およびCH3の干渉波の
到来方向は、それぞれ120°、180°、120°で
あり、希望波の到来方向は300°であるので、干渉波
の到来方向と希望波の到来方向との角度の差は、それぞ
れ180°、120°、180°である。本発明では、
干渉波の到来方向と希望波の到来方向との角度の差が1
80°に近いチャネルから順番に選択する。この例では
CH1とCH3の角度差が等しく180°で、CH2の
角度差120°よりも180°に近いため、選択順序は
CH1、CH3、CH2の順番、またはCH3、CH
1、CH2の順番となる。角度差が等しいチャネルがあ
った場合には、その順序は任意に決定することとして、
ここではチャネルの選択順序をCH1、CH3、CH2
の順番とする。
ャネルCH1,CH2,およびCH3のそれぞれの干渉
波の到来方向とを用いて、チャネルの選択順序を決定す
る。チャネルCH1,CH2,およびCH3の干渉波の
到来方向は、それぞれ120°、180°、120°で
あり、希望波の到来方向は300°であるので、干渉波
の到来方向と希望波の到来方向との角度の差は、それぞ
れ180°、120°、180°である。本発明では、
干渉波の到来方向と希望波の到来方向との角度の差が1
80°に近いチャネルから順番に選択する。この例では
CH1とCH3の角度差が等しく180°で、CH2の
角度差120°よりも180°に近いため、選択順序は
CH1、CH3、CH2の順番、またはCH3、CH
1、CH2の順番となる。角度差が等しいチャネルがあ
った場合には、その順序は任意に決定することとして、
ここではチャネルの選択順序をCH1、CH3、CH2
の順番とする。
【0025】上述したように基地局11において希望波
の受信レベルはDfが最大であったので、基地局11は
セクタアンテナ31fを用いて無線端末21と通信を行
うこととする。そして上述の選択順序に従って最初にチ
ャネルCH1を選択し、このチャネルの希望波対干渉波
電力比(CIR)、即ち希望波レベルDfとセクタアン
テナ31fにおける干渉波レベルU1fとの比を計算す
る。これが所定の値以上であれば、基地局11は無線端
末21にチャネルCH1の使用可否の品質の判定を指示
する。無線端末21はこれに対してチャネルCH1の干
渉波レベルを測定し、基地局11からの信号の受信レベ
ルである希望波レベルとその干渉波レベルとの比を計算
する。そしてこれが所定の値以上であるか否かを判定す
る。ここでは基地局13が無線端末21の位置を指向性
方向内にもつセクタアンテナ33fを介してチャネルC
H1を使用しているため、無線端末21における干渉波
レベルが大きく、チャネルCH1が割当不可であるとす
る。このとき、無線端末21はチャネルCH1が使用不
可であることを、基地局11に通知する。
の受信レベルはDfが最大であったので、基地局11は
セクタアンテナ31fを用いて無線端末21と通信を行
うこととする。そして上述の選択順序に従って最初にチ
ャネルCH1を選択し、このチャネルの希望波対干渉波
電力比(CIR)、即ち希望波レベルDfとセクタアン
テナ31fにおける干渉波レベルU1fとの比を計算す
る。これが所定の値以上であれば、基地局11は無線端
末21にチャネルCH1の使用可否の品質の判定を指示
する。無線端末21はこれに対してチャネルCH1の干
渉波レベルを測定し、基地局11からの信号の受信レベ
ルである希望波レベルとその干渉波レベルとの比を計算
する。そしてこれが所定の値以上であるか否かを判定す
る。ここでは基地局13が無線端末21の位置を指向性
方向内にもつセクタアンテナ33fを介してチャネルC
H1を使用しているため、無線端末21における干渉波
レベルが大きく、チャネルCH1が割当不可であるとす
る。このとき、無線端末21はチャネルCH1が使用不
可であることを、基地局11に通知する。
【0026】基地局11は次にチャネルCH3を選択
し、同様に希望波レベルDfとチャネルCH3の干渉波
レベルU3fとの比を計算し、上述の所定の値以上であ
れば、無線端末21がチャネルCH3の使用の可否を判
定する。このとき基地局13は無線端末21の位置を指
向性方向内にもたないセクタアンテナ33aを介してチ
ャネルCH3を使用しているため、無線端末21におけ
る干渉波レベルが小さく、チャネルCH3が使用可能と
する。そうすると無線端末はチャネルCH3が使用可能
であることを基地局11に通知し、チャネルCH3を用
いて基地局11との通信を開始する。
し、同様に希望波レベルDfとチャネルCH3の干渉波
レベルU3fとの比を計算し、上述の所定の値以上であ
れば、無線端末21がチャネルCH3の使用の可否を判
定する。このとき基地局13は無線端末21の位置を指
向性方向内にもたないセクタアンテナ33aを介してチ
ャネルCH3を使用しているため、無線端末21におけ
る干渉波レベルが小さく、チャネルCH3が使用可能と
する。そうすると無線端末はチャネルCH3が使用可能
であることを基地局11に通知し、チャネルCH3を用
いて基地局11との通信を開始する。
【0027】図2は第2の実施例における識別信号報知
の動作を説明する図である。第2の実施例は図1に示す
第1の実施例と同じシステム構成をとる。
の動作を説明する図である。第2の実施例は図1に示す
第1の実施例と同じシステム構成をとる。
【0028】第2の実施例は、希望波の到来方向を推定
する部分だけが第1の実施例と異なるので、図1に示し
た移動通信システムにおいて、通信要求が基地局11と
無線端末21との間で発生した場合の希望波の到来方向
の推定方法を説明する。
する部分だけが第1の実施例と異なるので、図1に示し
た移動通信システムにおいて、通信要求が基地局11と
無線端末21との間で発生した場合の希望波の到来方向
の推定方法を説明する。
【0029】第2の実施例の移動通信システムは、さら
に識別信号報知チャネルを有する。図2の1〜18は識
別信号報知チャネルのスロット番号である。基地局11
は識別信号報知チャネルの1〜6のスロットをそれぞれ
利用して、セクタアンテナ31a,31b,31c,3
1d,31e,及び31fを介して、セクタアンテナご
とに異なる識別子を有する識別信号を報知する。続いて
基地局12は7〜12のスロットを利用して、セクタア
ンテナ32a,32b,32c,32d,32e,及び
32fを介して、基地局13は13〜18のスロットを
利用して、セクタアンテナ33a,33b,33c,3
3d,33e,及び33fを介して、それぞれ識別信号
を報知する。基地局13の報知が終了すると、基地局1
1が再び報知を開始し、以下、これを繰り返す。
に識別信号報知チャネルを有する。図2の1〜18は識
別信号報知チャネルのスロット番号である。基地局11
は識別信号報知チャネルの1〜6のスロットをそれぞれ
利用して、セクタアンテナ31a,31b,31c,3
1d,31e,及び31fを介して、セクタアンテナご
とに異なる識別子を有する識別信号を報知する。続いて
基地局12は7〜12のスロットを利用して、セクタア
ンテナ32a,32b,32c,32d,32e,及び
32fを介して、基地局13は13〜18のスロットを
利用して、セクタアンテナ33a,33b,33c,3
3d,33e,及び33fを介して、それぞれ識別信号
を報知する。基地局13の報知が終了すると、基地局1
1が再び報知を開始し、以下、これを繰り返す。
【0030】いま、基地局11と無線端末21との間で
通信要求が発生すると、無線端末21は識別信号報知チ
ャネルを順番に受信し、その受信レベルを測定する。こ
こで、セクタアンテナ31a,31b,31c,31
d,31e,および31fを介して報知された信号を、
無線端末の受信部が受けた受信レベルをそれぞれS1
a,S1b,S1c,S1d,S1e,およびS1fと
する。同様にセクタアンテナ32、33を介して報知さ
れた信号も受信する。
通信要求が発生すると、無線端末21は識別信号報知チ
ャネルを順番に受信し、その受信レベルを測定する。こ
こで、セクタアンテナ31a,31b,31c,31
d,31e,および31fを介して報知された信号を、
無線端末の受信部が受けた受信レベルをそれぞれS1
a,S1b,S1c,S1d,S1e,およびS1fと
する。同様にセクタアンテナ32、33を介して報知さ
れた信号も受信する。
【0031】無線端末21は、基地局11のセクタアン
テナ31fの指向性方向内に位置するため、受信した信
号のうちセクタアンテナ31fから報知される信号の受
信レベルS1fが最大となる。そこで無線端末21はセ
クタアンテナ31fの識別子を基地局11に通知する。
これを受けた基地局11は、セクタアンテナ31fの指
向性方向が300°であることから、希望波の到来方向
を300°と推定する。以下、干渉波の到来方向の推
定、チャネル選択順序の決定等は第1の実施例と同じで
あるため、省略する。
テナ31fの指向性方向内に位置するため、受信した信
号のうちセクタアンテナ31fから報知される信号の受
信レベルS1fが最大となる。そこで無線端末21はセ
クタアンテナ31fの識別子を基地局11に通知する。
これを受けた基地局11は、セクタアンテナ31fの指
向性方向が300°であることから、希望波の到来方向
を300°と推定する。以下、干渉波の到来方向の推
定、チャネル選択順序の決定等は第1の実施例と同じで
あるため、省略する。
【0032】これらの実施例のように、基地局において
希望波の到来方向と干渉波の到来方向との角度の差が1
80°に近いチャネルを優先的に選択して用いると、無
線端末においては希望波の到来方向と干渉波の到来方向
との角度の差が小さくなる。
希望波の到来方向と干渉波の到来方向との角度の差が1
80°に近いチャネルを優先的に選択して用いると、無
線端末においては希望波の到来方向と干渉波の到来方向
との角度の差が小さくなる。
【0033】移動通信の伝搬環境下では、無線端末が通
信中に移動すると、電波の伝搬路が基地局との間の建物
などに遮られ、その程度が場所によって変化するため、
希望波および干渉波の受信レベルは変動する。この変動
は、無線端末の近くで基地局方向にある建物が最大の要
因となる。従って、希望波と干渉波の到来方向がほぼ同
じ場合には、希望波が建物に遮られるときには希望波も
同じ建物に遮られ、その場所的レベル変動の相関は大き
くなる。このようにして通話中に下り回線のCIRが小
さくなり干渉劣化が起こる可能性が低くなる。
信中に移動すると、電波の伝搬路が基地局との間の建物
などに遮られ、その程度が場所によって変化するため、
希望波および干渉波の受信レベルは変動する。この変動
は、無線端末の近くで基地局方向にある建物が最大の要
因となる。従って、希望波と干渉波の到来方向がほぼ同
じ場合には、希望波が建物に遮られるときには希望波も
同じ建物に遮られ、その場所的レベル変動の相関は大き
くなる。このようにして通話中に下り回線のCIRが小
さくなり干渉劣化が起こる可能性が低くなる。
【0034】以上、実施例をもって本発明を詳細に説明
したが、本発明はこの実施例のみに限定されるものでは
ない。たとえば、実施例では1基地局当たりのセクタセ
ル数は6であるが、このセクタセル数はいくつであって
もよい。また希望波の到来方向の判定および干渉波の到
来方向の判定には、通信に用いるセクタアンテナを介し
て測定した受信レベルの最大を用いているため、到来方
向の推定精度が基地局当たりのセクタセル数によって決
まっているが、これは到来方向推定用に別のアンテナを
用いることにより推定精度を向上させることも可能であ
る。このように到来方向推定用のアンテナを用いても本
発明は支障なく実施することができる。
したが、本発明はこの実施例のみに限定されるものでは
ない。たとえば、実施例では1基地局当たりのセクタセ
ル数は6であるが、このセクタセル数はいくつであって
もよい。また希望波の到来方向の判定および干渉波の到
来方向の判定には、通信に用いるセクタアンテナを介し
て測定した受信レベルの最大を用いているため、到来方
向の推定精度が基地局当たりのセクタセル数によって決
まっているが、これは到来方向推定用に別のアンテナを
用いることにより推定精度を向上させることも可能であ
る。このように到来方向推定用のアンテナを用いても本
発明は支障なく実施することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、セクタ構
成およびダイナミックチャネル割当方式をとる移動通信
システムにおいて、下り回線において希望波と干渉波の
到来方向の角度差が小さいチャネルを優先的に割り当て
ることによって、無線端末の移動に伴う希望波と干渉波
の下り回線の受信レベルの場所的変動の相関を高め、通
信中に品質が劣化する確率を低減することが可能であ
る。
成およびダイナミックチャネル割当方式をとる移動通信
システムにおいて、下り回線において希望波と干渉波の
到来方向の角度差が小さいチャネルを優先的に割り当て
ることによって、無線端末の移動に伴う希望波と干渉波
の下り回線の受信レベルの場所的変動の相関を高め、通
信中に品質が劣化する確率を低減することが可能であ
る。
【図1】本発明の実施例のシステム概念図である。
【図2】第2の実施例における識別信号報知の動作を説
明する図である。
明する図である。
【図3】従来の移動通信システムのシステム概念図であ
る。
る。
11〜13 基地局 21〜24 無線端末 31a〜31f,32a〜32f,33a〜33f
セクタアンテナ 41a〜41f,42a〜42f,43a〜43f
セクタセル
セクタアンテナ 41a〜41f,42a〜42f,43a〜43f
セクタセル
Claims (4)
- 【請求項1】複数の無線ゾーンと、前記無線ゾーンの各
々をカバーする複数のセクタセルと、前記無線ゾーンの
各々にそれぞれ配置した基地局と、前記基地局の受信入
力端に接続されこの基地局に属する前記セクタセルの各
々に対して水平面内指向性をそれぞれ有する前記セクタ
セル対応のセクタアンテナと、前記セクタセルのいずれ
かに位置し複数の無線チャネルのうちの割り当てられた
無線チャネルを通信用チャネルとして前記基地局と通信
する複数の無線端末とを備え、 前記基地局が、前記無線チャネルの各々に対して、当該
基地局に属する全ての前記セクタセルからの干渉波の受
信レベルを測定する手段と、 前記無線チャネルの各々に対して、干渉波の到来方向を
推定する干渉波到来方向推定手段と、自局に属する前記
セクタセル内の前記無線端末の一つとの間に通信要求が
生じると、少なくとも1つの前記セクタアンテナからの
希望波の受信レベルを測定する手段と、前記無線端末か
ら到来する希望波の到来方向を推定する希望波到来方向
推定手段と、前記希望波の到来方向と前記干渉波の到来
方向との水平面内の角度差が180度に近い前記無線チ
ャネルほど先に選択されるように前記無線チャネルの選
択順序を決定する無線チャネル選択順序決定手段と、前
記無線チャネルの選択順序に従って所定の通信品質を満
足する前記無線チャネルを選択しこの選択された無線チ
ャネルを前記通信用チャネルとして割り当てる無線チャ
ネル割当手段とを備えることを特徴とする移動通信シス
テムのチャネル割当方式。 - 【請求項2】前記希望波到来方向推定手段が、前記基地
局に属する全ての前記セクタセルからの希望波レベルの
うち、最大を受信したセクタアンテナの指向性方向を到
来方向とすることを特徴とする請求項1記載の移動通信
システムのチャネル割当方式。 - 【請求項3】前記基地局が、当該基地局の属する全ての
前記セクタセルからセクタアンテナの識別子を有する識
別信号を送信する手段を備え、 前記無線端末が、前記識別信号の受信レベルを測定する
手段と、前記受信レベルの最大を送信するセクタセルの
識別子を前記基地局に通知する手段を備え、前記希望波到来方向推定手段が、 前記無線端末から通知
された前記識別子を有するセクタアンテナの指向性方向
を前記希望波到来方向とすることを特徴とする請求項1
記載の移動通信システムのチャネル割当方式。 - 【請求項4】前記干渉波到来方向推定手段が、前記基地
局に属する全ての前記セクタセルからの干渉波レベルの
うち、最大を受信したセクタアンテナの指向性方向を最
大を受信したセクタアンテナの指向性方向を到来方向と
することを特徴とする請求項1記載の移動通信システム
のチャネル割当方式。
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