JP2699854B2 - 移動通信システムのチャネル割当て方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動通信システムのチ
ャネル割当て方式に関し、特にダイナミックチャネル割
当てを行う移動通信システムのチャネル割当て方式に関
する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムのチャネル割当て方式
として、チャネルを固定的に割当てずに、各基地局が通
話要求の度に各通話チャネルの希望波対干渉波電力比
（以下、ＣＩＲ）を測定し、その測定値が所定のしきい
値以上であれば割当てを行うダイナミックチャネル割当
て方式がある。

【０００３】このＣＩＲを用いてチャネルを割当てる方
式（以下、ＣＩＲ方式）には、集中制御型と分散制御型
がある。集中制御型は、チャネルを割当てようとする基
地局とそのチャネルを既に使用している他の基地局との
両方でＣＩＲを測定する方式であるが処理が複雑で現実
的ではない。

【０００４】一方の分散制御型は、チャネルを割当てよ
うとする基地局だけでＣＩＲを測定する方式であり、制
御の分散化により負荷を軽減できる。任意のチャネルの
干渉波レベルを測定し、その結果が所定のしきい地未満
であれば空いていると判断し、しきい値以上であれば他
の基地局で使用されていると判断するキャリアセンス方
式を用いて最適な繰り返しパターンの構造を学習するチ
ャネル棲み分け方式が提案されている［古谷、赤岩：
「自律分散チャネル割当て方式の提案」、昭６１信学総
全大、２３１４、１９８６］。このチャネル棲み分け方
式は分散制御であり、ＣＩＲ方式を用いてチャネルを割
当てることができる。チャネル棲み分け方式のチャネル
割当て手順を、チャネル割当て前のチャネル配置の学習
状態と、各移動局の通話要求が生じてからチャネルが割
当てられるまでとに分け、図４を用いて順を追って説明
する。ここで、全通話チャネル数をＮとする。

【０００５】各基地局は常時チャネル割当て要求がある
かどうか監視し（Ｓ４３）、要求がなければ全通話チャ
ネルについて（Ｓ４２，Ｓ４７，Ｓ４８）他局での使用
状況を調べ（Ｓ４４）、干渉波レベルが所定のレベル未
満であればその通話チャネルの優先度を上げ（Ｓ４
５）、以上であれば優先度を下げ（Ｓ４６）、各基地局
毎にチャネル配置の棲み分けを学習する。

【０００６】各移動局から通話要求があれば（Ｓ４３）
優先順位が１、即ち優先度の最も大きいチャネルから順
番に、優先順位Ｎまで（Ｓ４９，Ｓ５２，Ｓ５４）、所
定のＣＩＲしきい値を満足するかどうか調べ（Ｓ５
０）、しきい値を満たすチャネルがあればそのチャネル
を用いて通話を開始し（Ｓ５１）、全通話チャネルとも
しきい値を満足しなければ呼損となる（Ｓ５３）。

【０００７】また、この分散制御型ＣＩＲ方式には、全
局で互いに同一の優先順位に従ってチャネルを選択し、
所定のＣＩＲを満たすチャネルを割当てるＡｕｔｏｎｏ
ｍｏｕｓ Ｒｅｕｓｅ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ方式
（以下ＡＲＰ方式）がある［金井、「自律分散ダイナミ
ックチャネル割当て」、’９１信学会秋季大会、Ｂ−２
５０］。このＡＲＰ方式は、各チャネルは基地局−移動
局間の距離に応じた必要最小限の距離で再利用され、高
い周波数有効利用を実現することができる。

【０００８】このＡＲＰ方式に基づいたチャネル割当て
の手順を図３を用いて解説する。全通話チャネル数をＮ
とし、各通話チャネルの優先順位を予め全局で同一に設
定する。

【０００９】各基地局は常時チャネル割当て要求がある
かどうかを監視し（Ｓ３２）、割当て要求があれば優先
順位が１、即ち優先度の最も大きいチャネルから順番に
優先順位Ｎまで（Ｓ３３，Ｓ３６，Ｓ３８）、所定の所
要ＣＩＲしきい値を満たすかどうか調べ（Ｓ３４）、し
きい値を満たすチャネルがあればそのチャネルを用いて
通話を開始する（Ｓ３５）。全通話チャネルともしきい
を満足しない場合には呼損となる（Ｓ３７）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ＡＲＰ方式の場合、全
局で同一の優先順位に従って優先順位の高いチャネルか
ら順に選択するため、自局で使用されていないだけでな
く、他局でも未使用中の優先順位の高いチャネルを選択
する必要がある。従って、チャネル割当て時には、割当
て不可能な優先順位の高い通話チャネルが多くなり、現
在使用されていない優先順位の低いチャネルを割当てる
確率が高くなる。以上から、希望波対干渉波レベルを調
べる必要のあるチャネルの数も増加し、接続遅延が問題
となる。

【００１１】本発明の移動通信システムのチャネル割当
て方式は、ＡＲＰ方式と同等の収容能力を維持しなが
ら、チャネル割当て時の希望波対干渉波レベル測定回数
の増大を抑えることのできるチャネル割当て方式を提供
することを第一の目的とする。

【００１２】また、上記ＡＲＰ方式は、全基地局で通話
チャネルの優先順位が同一あるため、希望波レベル即ち
基地局−移動局間隔に応じたできるだけ短い距離で同一
通話チャネルが再利用されることになるため、移動局の
基地局からの位置に応じた理想的な通話チャネルの再利
用を行えるが、チャネル割当て時には現在自局または他
局で使用されいる優先順位の高いチャネルが全体的に多
くなり、ＣＩＲ測定回数が増大する。

【００１３】一方のチャネル棲み分け方式は、学習効果
により、ある基地局で頻繁に使用されているチャネルの
優先度は高くなり、その周辺の基地局での同一チャネル
の優先度は低くなり、常時使用される優先順位の高いチ
ャネルは基地局毎に棲み分けられ、常時使用される優先
順位の高いチャネルの数は減少し、希望波対干渉波レベ
ル測定回数は小さい。ところが、ある基地局で優先度が
高く基地局中心部で使われ易い通話チャネルは、周辺基
地局の中心部ならば所要ＣＩＲしきい値を満たし再利用
可能であるが、周辺局ではキャリアセンスにより優先順
位は低くなり、理想的な同一通話チャネルの再利用は行
われなくなる。

【００１４】従って、上記本発明の第１の移動通信シス
テムのチャネル割当て方式は、第１のチャネル群を構成
する複数の通話チャネル数Ｍを大きくすると、ＡＲＰ方
式を使用するチャネル数が増えるためトラフィック収容
能力は増加するがＣＩＲ測定回数も増え、Ｍを小さくす
ると、チャネル棲み分け方式を使用するチャネル数が増
えるためＣＩＲ測定回数は減少するがトラフィック収容
能力は増加しない。

【００１５】そこで、サービスエリア内のトラヒック発
生状況に基づいた収容能力の確保と接続遅延の問題を最
適化するためには、サービスエリア内のトラヒック発生
状況に従って第１のチャネル群の通話チャネル数をＭを
決める必要がある。ところが、上記本発明の第１の移動
通信システムのチャネル割当て方式は、第１のチャネル
群の通話チャネル数を予め定める必要があるため、サー
ビスエリア内のトラヒック発生状況が変化すると、最適
なサービスを提供することができなくなる恐れがある。

【００１６】本発明の移動通信システムのチャネル割当
て方式は、前記第１のチャネル群の通話チャネルの数
を、サービスエリア内のトラヒック発生状況に対して適
応的に定めることのできるチャネル割当て方式を提供す
ることを第二の目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の移動通信
システムのチャネル割当て方式は、全通話チャネルを第
１のチャネル群と第２のチャネル群に分割し、第１のチ
ャネル群の通話チャネルに対しては従来のＡＲＰ方式
を、第２のチャネルの通話チャネルに対しては新たにチ
ャネル棲み分け方式を適用する。

【００１８】即ち、第１のチャネル群の通話チャネルに
対しては全ての基地局で同一に使用される優先順位を定
める一方、第２のチャネル群の通話チャネルに対しては
各々の基地局毎に固有の優先順位を定め、この第２のチ
ャネル群の各々の通話チャネルの干渉波レベルを周期的
に測定し、その干渉波レベルの測定値が所定値未満であ
ればこの通話チャネルの第２のチャネル群内の優先順位
を上げ、その干渉波レベルの測定値が所定値以上であれ
ば当該通話チャネルの当該第２のチャネル群内の優先順
位を下げ、チャネル割当て時には、前記第１のチャネル
群の通話チャネルにおいて、前記優先順位の高い通話チ
ャネルから順番に希望波対干渉波レベルを調べ、その希
望波対干渉波レベルが所定のしきい値以上であった場合
に、前記通話チャネルを割当て、一方前記希望波対干渉
波レベルの所定のしきい値を満たす通話チャネルが存在
しない時には、前記第２のチャネル群の通話チャネルに
おいて、前記優先順位の高い通話チャネルから順番に希
望波対干渉波レベルを調べ、その希望波対干渉波レベル
が所定のしきい値以上であった場合に、前記通話チャネ
ルを割当てることを特徴としている。

【００１９】本発明の第２の移動通信システムのチャネ
ル割当て方式は、前記第１のチャネル群の通話チャネル
の数を、前記チャネル割当て方式を用いた移動通信シス
テムがサービスエリア内の発生呼量を収容するのに必要
最小限の収容能力を持つように、サービスエリア内の呼
の発生状況から適応的に定める。

【００２０】

【作用】本発明の第１の移動通信システムのチャネル割
当て方式では、全通話チャネルを第１のチャネル群と第
２のチャネル群に分割し、第１群の通話チャネルに対し
ては全局で使用する優先順位を同一にし、第２のチャネ
ル群の通話チャネルに対しては各基地局毎に固有の優先
順位を定め、チャネル割当て時には、第１のチャネル群
の通話チャネル、第２のチャネル群の通話チャネルの順
番で選択する。

【００２１】ＡＲＰ方式は第１のチャネル群の通話チャ
ネルに対してのみ適用されるため、全局で常に共通に使
用される優先順位の高いチャネルの数は制限される。

【００２２】また、第２のチャネル群の通話チャネルの
優先順位は、チャネル棲み分け方式により基地局毎に設
定される。チャネル棲み分け方式を用いると、学習効果
により、ある基地局で頻繁に使用されているチャネルの
優先度は高くなり、その周辺の基地局での同一チャネル
の優先度は低くなる。依って、第２のチャネル群の通話
チャネルの中で常時使用される優先順位の高いチャネル
は基地局毎に棲み分けられ、ＡＲＰ方式を用いた場合と
比較して第２のチャネル群の通話チャネルの中で常時使
用される優先順位の高いチャネルの数が減少する。

【００２３】従って、チャネル割当て時には現在自局ま
たは他局で使用されいる優先順位の高いチャネルが全体
的に少なくなり、希望波対干渉波レベル測定回数の増大
を抑え、割当てチャネル決定までの時間を短縮すること
ができる。

【００２４】本発明の第２の移動通信システムのチャネ
ル割当て方式は、第１のチャネル群の通話チャネルの数
を、サービスエリア内の呼の発生状況から適応的に定め
ることにより、上記第１のチャネル割当て方式における
チャネル割当てをサービスエリア内の所要トラヒックに
見合った必要最小限の収容能力を確保しながら、割当て
チャネル決定までの時間を最短にすることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の第１の移動通信システムのチ
ャネル割当て方式の実施例を図面に基づいて説明する。

【００２６】先ず本発明で使用する移動通信システムの
構成を図５に示す。図に示すように、この移動通信シス
テムでは、移動通信システムと一般電話網の間の回線接
続を行う交換局５１は、複数の基地局５３を制御する複
数の回線制御局５２に接続され、各基地局（６３）は任
意の無線ゾーン（６５）に在圏する各移動局（６４）と
無線伝送路により通話を行う。

【００２７】以下、本方式の手順を、チャネル割当て前
のチャネル配置の学習状態と、各移動局の通話要求が生
じてからチャネルが割当てられるまでとに分け、図１を
用いて順を追って説明する。

【００２８】まず、全通話チャネル数をＮとし、第１の
チャネル群の通話チャネルをチャネル１〜チャネルＭ
（Ｍは２以上、且つ、Ｎ−１以下）、第２のチャネル群
の通話チャネルをチャネルＭ＋１〜チャネルＮとする。
また、チャネル１〜Ｍの各通話チャネルの優先度を全局
で同一とする。即ち、チャネル１〜ＭではＡＲＰ方式を
用いる。

【００２９】各基地局は常時チャネル割当て要求がある
かどうか監視し（Ｓ３）、要求がなければチャネルＭ＋
１〜Ｎの通話チャネルについて（Ｓ２，Ｓ７，Ｓ８）他
局での使用状況を調べ（Ｓ４）、干渉波レベルが所定の
レベル未満であればその通話チャネルの優先度を上げ
（Ｓ５）、以上であれば優先度を下げ（Ｓ６）、各基地
局毎にチャネル配置の棲み分けを学習する。

【００３０】各移動局から通話要求があれば（Ｓ３）優
先順位が１、即ち優先度の最も大きいチャネルから順番
に、優先順位Ｎまで（Ｓ９，Ｓ１２，Ｓ１４）、所定の
ＣＩＲしきい値を満足するかどうか調べ（Ｓ１０）、し
きい値を満たすチャネルがあればそのチャネルを用いて
通話を開始し（Ｓ１１）、全通話チャネルともしきい値
を満足しなければ呼損となる（Ｓ１３）。

【００３１】次に、本発明の第２の移動通信システムの
チャネル割当て方式の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００３２】本発明で使用する移動通信システムは前記
第１のチャネル割り当て方式と同様に図５のように構成
される。

【００３３】本方式のチャネル割当てまでの手順は、図
１のＳ２におけるチャネル番号Ｍが変化することを除い
て、図１の手順により行われる。

【００３４】以下、図１のＳ２におけるチャネル番号
Ｍ、第１のチャネル群の通話チャネル数Ｍを任意のサー
ビスエリアに対して自動的に設定する手順を図２を用い
て説明する。ここで、ＴＲaveはサービスエリア内の一
定の単位時間ｔｕの平均トラフィック（ｅｒｌ／ｔｕ）
であり、α及びｔｕはチャネル番号Ｍが頻繁に変化しな
いように定められ、ＴＲ（Ｍ）は上記第１のチャネル割
当て方式においてサービス目標品質とＭから定められる
トラヒック収容能力（ｅｒｌ）、ａはサービスエリア内
の現実のトラヒックに対するマージン（ｅｒｌ）、ｉは
単位時間ｔｕ内にＴＲaveがＴＲ（Ｍ）−ａ以下となる
回数、ｊは単位時間ｔｕ内にＴＲaveがＴＲ（Ｍ）−ａ
以上となる回数である。

【００３５】最初に、第１のチャネル群の通話チャネル
数Ｍを１とし（Ｓ１６）、ｉ、ｊ、ｔを初期化する（Ｓ
１７）。単位時間ｔｕ内にＴＲaveがＴＲ（Ｍ）−ａ以
上となる回数ｊがα以上になるとＭを１つ増加させる
（Ｓ１８、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２
７）。単位時間ｔｕ内にＴＲaveがＴＲ（Ｍ）−ａ以下
となる回数ｉがα以上になるとＭを１つ減少させる（Ｓ
１８、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２６）。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の移動
通信システムのチャネル割当て方式は、全通話チャネル
を、全局で同一に使用される優先順位を有する第１のチ
ャネル群と、各基地局毎に固有の優先順位を有する第２
のチャネル群に分割し、チャネル割当て時には、第１の
チャネル群、第２のチャネル群の順番で通話チャネルを
選択する。

【００３７】従来の全通話チャネルに対してＡＲＰ方式
を用いた場合、優先順位の高いチャネルは無線ゾーン中
心部における無線ゾーン間で再利用されるため、効率が
非常に良く、収容能力向上の主要因となるが、優先順位
の低いチャネルは無線ゾーン周辺部における無線ゾーン
間で再利用されるため、優先順位の高いチャネルほど再
利用効率は向上しない。本発明のチャネル割当て方式
は、ＡＲＰ方式を使用するチャネル数を限定しているも
のの、同一チャネルの再利用が効率の非常に高い第１の
チャネル群の通話チャネルに制限しているため、同一チ
ャネルの再利用が効率の低い第２のチャネル群の通話チ
ャネルでＡＲＰ方式を用いないことによる周波数利用効
率の劣化は少ない。また、第２のチャネル群の通話チャ
ネルでは各基地局毎に優先度を学習するためチャネル配
置の棲み分けが進み効率的な同一チャネル再利用を行え
る。

【００３８】更に、ＡＲＰ方式は第１のチャネル群の通
話チャネルに対してのみ適用されるため、全局で常に共
通に使用される優先順位の高いチャネルの数は制限され
る。更に、第２のチャネル群の通話チャネルの優先順位
は基地局毎に設定されるため、常時使用される優先順位
の高いチャネルは基地局毎に棲み分けられ、ＡＲＰ方式
を用いた場合と比較して常時使用される優先順位の高い
チャネルの数が減少する。従って、チャネル割当て時に
は現在自局または他局で使用されいる優先順位の高いチ
ャネルが全体的に少なくなり、ＣＩＲ測定回数の増大を
抑えられる。

【００３９】以上から、本方式は従来の全通話チャネル
にＡＲＰ方式を適用した場合に近い高収容能力を維持し
ながら、割当てチャネル決定までの時間を短縮すること
ができる。

【００４０】また、本発明の第２の移動通信システムの
チャネル割当て方式は、第１のチャネル群の通話チャネ
ルの数を、サービスエリア内の呼の発生状況から適応的
に定めることにより、第１のチャネル割り当て方式のチ
ャネル割当てをサービスエリア内の所要トラヒックに見
合った収容能力を確保と、割当てチャネル決定までの時
間短縮を常時自動的に最適化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動通信システムのチャネル割当て方
式の第１の実施例の手順を示す図。

【図２】本発明の第２の実施例である第１のチャネル群
の通話チャネル数Ｍを決める手順を示す図。

【図３】従来の移動通信システムのチャネル割当て方式
であるＡＲＰ方式の手順を示す図。

【図４】本発明の一実施例である移動通信システムのチ
ャネル割当て方式において、第２のチャネル群の通話チ
ャネルに適用されるチャネル棲み分け方式の手順を示す
図。

【図５】本発明で使用される移動通信システムの構成を
示す図。

【符号の説明】

５１ 交換局 ５２ 回線制御局 ５３ 基地局 ５４ 移動局 ５５ 無線ゾーン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の無線ゾーンと、これら複数の無線
   ゾーンのうちの各々の無線ゾーン内に配置される基地局
   と、これら各々の無線ゾーン毎に配置されるアンテナ
   と、前記基地局と無線伝送路により接続される複数の移
   動局とを備え、前記基地局間で同一周波数干渉またはタ
   イムスロット干渉のないことを前提として同一周波数ま
   たはタイムスロットを同時に使用するダイナミックチャ
   ネル割当てを行う移動通信システムにおいて、 全通話チャネルは、全ての前記基地局で同一に使用され
   る優先順位を有する複数の通話チャネルで構成される第
   １のチャネル群と、これら各々の基地局毎に固有の優先
   順位を有する第２のチャネル群に分割され、この第２の
   チャネル群の各々の通話チャネルの干渉波レベルを周期
   的に測定し、この干渉波レベルの測定値が所定のしきい
   値未満であればこの通話チャネルの第２のチャネル群内
   の優先順位を上げ、また、前記干渉波レベルの測定値が
   所定のしきい値以上であればこの通話チャネルの第２の
   チャネル群内の優先順位を下げ、 チャネル割当て時には、前記第１のチャネル群の前記優
   先順位の高い通話チャネルから順番に希望波対干渉波レ
   ベルを調べ、その希望波対干渉波レベルが所定のしきい
   値以上であった場合に、前記通話チャネルを割当て、 前記希望波対干渉波レベルの所定のしきい値を満たす通
   話チャネルが存在しない時には、前記第２のチャネル群
   の通話チャネルにおいて、前記優先順位の高い通話チャ
   ネルから順番に希望波対干渉波レベルを調べ、当該希望
   波対干渉波レベルが所定のしきい値以上であった場合
   に、前記通話チャネルを割当てることを特徴とする移動
   通信システムのチャネル割当て方式。
2. 【請求項２】 前記第１のチャネル群の通話チャネルの
   数を、前記チャネル割当て方式を用いた移動通信システ
   ムがサービスエリア内の発生呼量を収容するのに必要最
   小限の収容能力を持つように、サービスエリア内の呼の
   発生状況から適応的に定めることを特徴とする移動通信
   システムのチャネル割当て方式。