JP3056119B2 - Ｐｃｓシステムのための周波数自動割り当て方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣＳシステムの
周波数自動割り当て方法に関し、更に詳細には、ＰＣＳ
システムの多数の無線基地局に対して周波数を一斉に割
り当てる場合に、割り当て周波数の片寄りや未使用周波
数の出現を防ぐことのできる周波数自動割り当て方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）とは、狭帯域Ｐ
ＣＳと広帯域ＰＣＳとに大別される。狭帯域ＰＣＳは、
９００ＭＨｚ帯の５０／１２．５ｋＨｚ幅の無線チャネ
ルを利用するパーソナル移動通信サービスで、高度ペー
ジングや双方向ページング、移動メッセージ通信、片方
向及び双方向の電子メールなどが考えられている。ま
た、広帯域ＰＣＳは１９００ＭＨｚ帯を利用する双方向
のパーソナル移動通信サービスで、デジタル化されたセ
ルラ方式の移動電話を始めとして、無線ＰＢＸ、デジタ
ル業務用移動無線、パケット移動通信、無線ＬＡＮなど
が含まれる。

【０００３】ＰＣＳシステムの一つとして自動車電話シ
ステムのような移動通信システムでは、限られた利用可
能周波数を有効に利用するために、互いに干渉妨害が発
生しないゾーン間で同一チャネル（同一周波数帯域）を
割り当て、繰り返し利用している。ところで、移動体通
信システムの周波数割り当て方式には、固定チャネル割
り当て方式とダイナミックチャネル割り当て方式とがあ
る。固定チャネル割り当て方式は、干渉波を考慮して各
無線基地局に使用周波数を固定的に割り当てる方式であ
る。一方、ダイナミックチャネル割り当て方式は、無線
基地局に周波数を固定的に割り当てる代わりに、無線交
換局が通信毎に割り当て可能な全周波数の中から周波数
を選択して割り当て、無線基地局にて希望波対干渉波電
力比を測定し、希望波対干渉波電力比の測定値が予め定
めたしきい値に達していれば、割り当てる方式であっ
て、周波数利用効率が高い。

【０００４】ダイナミックチャネル割り当て方式の一例
が、特開平６−２７６１３８号公報に記載されている。
公報に開示されているダイナミックチャネル割り当て方
式は、扇形ゾーン構成の無線通信システムにおけるダイ
ナミックチャネル割り当て方式であって、無線基地局
Ａ、Ｂ、Ｃは、図６に示すように、水平面内指向性を有
するアンテナにより各々複数の扇形ゾーンＡ１、Ａ２、
Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・・、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３
をカバーする。無線チャネル１〜１２は、無線基地局当
たりの扇形ゾーンの数のグループＸ１、Ｘ２、Ｘ３にグ
ループ分けされる。通信要求が発生すると、方向が同じ
全ての扇形ゾーンＡ１、Ｂ１、・・・・、Ｇ１では同じ
チャネルグループＸ１からチャネルを選択し、希望波対
干渉波電力比が一定値以上であれば、希望波を割り当
る。これにより、チャネルの利用効率向上を実現すると
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のダイナミックチャネル割り当て方式には、次のような
問題点があった。第１には、サービス開始時に、全無線
基地局が、無線基地局への周波数割り当て処理を一斉に
行うので、使用周波数の片寄りや、使用されない周波数
が出現する可能性が高く、チャネルの利用効率の向上が
難しいということである。第２には、同一周波数を再割
り当てする時には、前に割り当てた無線基地局からの距
離を考慮せずに、順次に、使用可能周波数を割り当てる
ことになるので、周波数自動割り当て処理時に、無線基
地局が、都度、希望波対干渉波電力比を求めるという電
波品質の無駄な測定処理が多発することである。

【０００６】そこで、本発明の目的は、ＰＣＳシステム
の無線基地局に周波数を自動的に割り当てるに際し、電
波品質の無駄な測定処理を必要することなく、高い有効
利用率で周波数を自動的に割り当てる方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るＰＣＳシステムの周波数自動割り当て
方法は、無線交換局のサービスエリアを複数のエリアに
グループ分けする第１のステップと、第１のステップで
グループ分けしたエリア毎に、サービスエリア内の無線
基地局をグループ分けする第２のステップと、周波数を
割り当てる無線基地局を決定する第３のステップと、周
波数を無線基地局に割り当てる際に、使用可能な各周波
数毎に再利用可能距離を決定する第４のステップと、再
利用可能距離に基づいて、干渉波の影響が所定値以下に
なるという条件で、無線基地局に周波数を割り当てる第
５のステップとを有することを特徴としている。

【０００８】本発明で、再利用可能距離とは、サービス
エリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互い
に干渉し合わない距離を言う。干渉波の影響が所定値以
下になるとは、例えば希望波対干渉波電力比が所定の値
以上になることを言う。本発明方法では、サービス開始
時における無線基地局への周波数自動割り当ての際、使
用可能な各周波数について再利用可能距離を管理するテ
ーブルを用いて、周波数の干渉状況を把握しながら無線
基地局に周波数を割り当てることにより、電波品質の無
駄な測定処理を必要することなく、高い有効利用率で周
波数を自動的に割り当てている。

【０００９】好ましい実施態様では、設置無線基地局を
エリア毎にグループ分けし（図２参照）、この中から順
次周波数を割り当てる無線基地局を決定する。周波数を
無線基地局に割り当てる際には、使用可能な各周波数毎
に再利用可能距離を管理するテーブル（図３参照）を用
いて、干渉波の状況を把握しながら無線基地局に周波数
を割り当てる。更に説明すると、無線交換局は、サービ
スエリア内の設置無線基地局をエリア毎にグループ分け
し、その中から次に割り当てるエリアを決定している。
また、無線基地局に周波数を割り当てる際には、使用可
能な各周波数の再利用可能距離を管理するテーブル（図
３参照）をチェックし、再利用可能距離が割り当て可能
であると判断した周波数を無線基地局に割り当てる。こ
のため、サービスエリア内における割り当て周波数の片
寄り及び、使用されない周波数の出現を防ぐことができ
る。また、割り当てた周波数の干渉波チェック時に強干
渉波を受ける可能性を低減でき、全無線基地局への周波
数割り当てに要する処理時間も短縮できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、本発
明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係る周波数自動割り当て方法
の実施の形態の一つの例である。図１は、本発明に係る
周波数自動割り当て方法を適用する、無線交換局、サー
ビスエリアに配置された無線基地局、及び、無線基地局
がカバーするゾーンとからなるネットワークの概念図、
図２はゾーンをエリアにグループ分けしたエリアと無線
基地局との関係を示すテーブル、及び図３は周波数と再
利用可能距離との関係を示すテーブルである。実施形態
例１では、図１に示すように、無線交換局Ｂ１のサービ
スエリアに配置された無線基地局＃１、＃２、＃３、…
は、各々ゾーンａ１，ａ２，ａ３，…を自身のアンテナ
によりカバーしていて、有線により無線交換局Ｂ１に接
続されている。無線基地局＃１、＃２、＃３、…は、干
渉波の測定、例えば希望波対干渉波電力比を行い、その
測定結果を無線交換局Ｂ１へ通知する。無線基地局Ｂ１
は、無線基地局＃１、＃２、＃３、…からの希望波対干
渉波電力比の測定結果を受領して、希望波対干渉波電力
比がある一定値以上であれば、周波数の割り当てを行う
機能を有する。

【００１１】本実施形態例では、サービルエリア内の無
線基地局＃１、＃２、＃３、…に周波数を割り当てる
時、無線交換局Ｂ１は、ゾーンａ１からａＮをエリアＡ
１、エリアＡ１を囲むエリアＡ２、エリアＡ２を囲むエ
リアＡ３（図示せず）等に区分けする。エリアＡ１の外
輪郭とエリアＡ２の外輪郭との距離は、無線基地局がカ
バーできる距離である。無線交換局Ｂ１は、更に、区分
けしたエリアＡ１、Ａ２、…に、例えば図２の無線基地
局グループ群管理テーブルに示すように、各無線基地局
をグループ分けする。図２に示す無線基地局グループ群
管理テーブルでは、エリアＡ１には無線基地局＃１から
＃７までが割り当てられ、エリアＡ２には無線基地局＃
８から＃Ｎまでが割り当てられている。そして、無線交
換局Ｂ１は、この無線基地局グループ群管理テーブルに
より無線交換局の割当てを管理し、この中から次に周波
数を割り当てるエリアを決定する。

【００１２】無線交換局Ｂ１は、サービスエリア内で無
線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わ
ない距離を再利用可能距離、例えば再利用可能距離＝
２、３とし、また１つの無線基地局がカバーする距離を
再利用可能距離＝１とする。つまり、再利用可能距離＝
１とは、１つの無線基地局がカバーする距離で、サービ
スエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互
いに干渉し合わない距離＝再利用可能距離＝Ｎであっ
て、本実施形態例ではＮ＝３としている。尚、サービス
エリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互い
に干渉し合わない距離と、１つの無線基地局がカバーす
る距離とは、同距離でない。更に言えば、１つの無線基
地局がカバーする距離を再利用可能距離の単位として用
い、１つの無線基地局がカバーする距離を、再利用可能
距離＝１とするのは、サービスエリア内に割り当てる全
ての周波数についてである。そして、無線交換局Ｂ１
は、周波数毎に再利用可能距離を、例えば図３に示す再
利用可能距離管理テーブルのような表で予め定めておい
て、管理する。図３のテーブルによれば、周波数ｆ１及
びｆ２の再利用可能距離は２、周波数ｆ３及びｆＮの再
利用可能距離は０である。

【００１３】無線交換局Ｂ１は、無線基地局＃１、＃
２、＃３、…に周波数を割り当てる際に、再利用可能距
離管理テーブル（図３）を用いて、再利用可能距離が０
である周波数、例えばｆ３を割り当て、割り当てた周波
数ｆ３には再利用可能距離３を設定する。更に言えば、
あるエリアで周波数割り当てに使用された周波数の再利
用可能距離を３に設定し、割り当てられなかった周波数
の再利用可能距離を−１する。再利用可能距離が０にな
った時、即ち前回割り当てエリアから再利用可能距離３
以上離れた時、その周波数は再割当て可能となる。再利
用可能距離が０であるとは、サービスエリア内で無線基
地局にその周波数を割り当てても干渉し合わない状態、
即ち、前回割り当てエリアから再利用可能距離３以上離
れた状態、または、一度も周波数の割り当てに使用され
ていない状態を示す。ここで、割り当てた周波数ｆ３に
再利用可能距離３を設定するのは、サービスエリア内で
無線基地局に同一周波数を割り当てても干渉し合わない
距離を本実施形態例では再利用可能距離＝３、即ち１つ
の無線基地局がカバーする距離×３としているからであ
る。エリアＡ１への周波数割り当てが終了したときに、
割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１
し、新たに再利用可能距離が０になった周波数が有れ
ば、次回以降の周波数割り当てに利用可能となるように
再利用可能距離管理テーブル（図３）の最後に再登録
し、以前の登録場所からは削除する。尚、エリアＡ１へ
の周波数割り当てが終了したときに、割り当てた周波数
以外の周波数の再利用可能距離を−１するのは、サービ
スエリア内でグループ分けしたエリア（Ａ１）へ周波数
（ｆ１〜ｆ５）を割り当てると、割り当てられた周波数
（ｆ１〜ｆ５）には再利用可能距離＝３を設定し、次の
グループ分けしたエリア（Ａ２）へはその周波数（ｆ１
〜ｆ５）を割り当てないようにする。エリア（Ａ１）で
割り当てられなかった周波数（ｆ６〜ｆＮ）は、前回割
り当てられたエリアから再利用可能距離１（一つの無線
基地局がカバーする距離）離れたことになるので、割り
当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１する
ことになる。例えば、図３で言えば、ｆ３の再利用可能
距離が０になったので、テーブルの最後に再登録し、再
利用可能距離を３に設定する。尚、再登録すると、再利
用可能距離を３に設定するのは、次の理由に因る。即
ち、エリアへの周波数割り当てに使用する周波数は、再
利用可能距離が０である周波数を割り当てることにな
る。再利用可能距離が０になると、周波数割り当てに使
用可能となり、実際に無線基地局に周波数が割り当てら
れると、割り当てられた周波数の再利用可能距離には３
を設定し、再利用可能距離管理テーブルの最後に再登録
する。割り当てられた周波数を再登録する際に再利用可
能距離に３を設定するのは、近隣エリアの周波数割り当
てに使用されないようにするためである。

【００１４】次に、図４を参照しつつ、本発明に係る周
波数自動割り当て方法の実行手順を説明する。図４は周
波数自動割り当て方法の実行手順を示すフローチャート
である。無線交換局がサービスエリア内の無線基地局に
使用可能な周波数を割り当てる際、先ず、ステップ１０
０で、割り当てを行うエリアを抽出する。次いで、ステ
ップ１０１で、エリアの中から実際に周波数を割り当て
る無線基地局を抽出し、次に、ステップ１０２で割り当
てる周波数を抽出する。続いて、ステップ１０３で、抽
出した周波数の再利用可能距離が０であるか判定する。
再利用可能距離が０であれば、ステップ１０４に移行す
る。再利用可能距離が０でない場合には、ステップ１０
２に戻り、再利用可能距離が０である周波数が見つかる
まで、割り当てる周波数の抽出を繰り返す。ステップ１
０４では、無線基地局に周波数を割り当て、次に、ステ
ップ１０５に移行する。ステップ１０５では、割り当て
た周波数について、干渉波チェックを行い、例えば希望
波対干渉波電力比が所定値以上であれば、ステップ１０
６に移行し、干渉波の影響が所定値以下であれば、ステ
ップ１０２に戻り、希望波対干渉波電力比が所定値以上
の周波数が見つかるまで、ステップ１０２からステップ
１０５までのステップを繰り返す。

【００１５】ステップ１０６では、割り当てた周波数に
再利用可能距離を設定し、ステップ１０７に移行し、エ
リア内の全無線基地局に割り当てが完了したかどうか、
判断する。割り当てが完了していないと、ステップ１０
１に戻り、周波数を割り当ててる無線基地局を抽出し、
一つのエリア内の全無線基地局に割り当てが完了するま
でステップ１０１からステップ１０７までのステップを
繰り返す。

【００１６】エリア内の全無線基地局に周波数の割り当
てが完了すれば、ステップ１０８に移行し、今までに割
り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離に対して
−１を行い、ステップ１０９に移行し、新たに再利用可
能距離が０になった使用可能な周波数があるかどうか判
定する。新たに再利用可能距離が０になった周波数、即
ち使用可能な周波数が有れば、ステップ１１１に移行
し、次回割り当て可能周波数として再利用可能距離を管
理するテーブルの最後に登録し、ステップ１０９に戻
る。新たに再利用可能距離が０になった使用可能な周波
数が無ければ、ステップ１１０に移行し、全エリアに周
波数の割り当てが完了したかどうか、判定する。完了し
ていない時には、ステップ１００に戻り、 全エリアに
周波数の割り当てが完了するまで、ステップ１００から
ステップ１１０までのステップを繰り返す。全エリアに
周波数の割り当てが完了すれば、周波数自動割り当て方
法の手順が終了する。

【００１７】実施形態例２ 本実施形態例は、本発明の周波数自動割り当て方法の別
の実施の形態であって、図５は本実施形態例の周波数自
動割り当て方法を適用するネットワークである。本実施
形態例では、図５に示すように、サービスエリアが相互
に隣接する複数の無線交換局Ｂ１と無線交換局Ｂ２があ
って、それぞれ、複数の無線基地局＃１、＃２、＃３、
…と無線基地局＊１、＊２、＊３、とに有線により接続
されている。各無線基地局＃１、＃２、…、及び無線基
地局＊１、＊２、…は、干渉波の測定を行い、それぞ
れ、測定結果を無線交換局Ｂ１、Ｂ２へ通知する。ま
た、無線基地局Ｂ１、Ｂ2 は、それぞれ、無線基地局＃
１、＃２、…、無線基地局＊１、＊２、…からの干渉波
測定結果を受領して、干渉波の影響がある一定値以下で
あれば周波数の割り当てを行う機能を有する。

【００１８】サービスエリア内の無線基地局＃１、＃
２、…、＊１、＊２、…に周波数を割り当てるとき、無
線交換局Ｂ１は、設置無線基地局＃１、＃２、…を各エ
リアにグループ分けし、この中から次に周波数を割り当
てるエリアを決定する。同様に、無線交換局Ｂ２は、設
置無線基地局＊１、＊２、…を各エリアにグループ分け
し、この中から次に周波数を割り当てるエリアを決定す
る。無線交換局Ｂ１と無線交換局Ｂ１が管理するエリア
１とエリア２の隣接しているところでは、互いに同一周
波数を無線基地局＃１１と無線基地局＊１１に割り当て
ないように、無線交換局Ｂ１、Ｂ２はそれぞれが管理し
ている再利用可能距離管理テーブルをチェックし、隣接
する無線交換局で再利用可能距離が０である周波数を割
り当て無いようにする。尚、実施形態例１は無線交換局
が一つの例であって、本実施形態例は無線交換局が２つ
ある場合である。従って、隣接する無線交換局で再利用
可能距離が０である周波数を割り当て無いようにするの
は、例えば無線基地局＊１１で周波数ｆ１を割り当てた
とすると、無線基地局＃１１における周波数ｆ１は隣接
する無線基地局（距離＝０）で割り当てることになり、
干渉が発生し易くなるからである。即ち、無線基地局が
２つある場合には、２つの無線基地局が情報、即ち再利
用可能距離管理テーブルのやりとりを行いながら周波数
を割り当てる。更に言えば、無線交換局が２つ（Ｂ１，
Ｂ２）ある場合は、１）各無線交換局Ｂ１，Ｂ２は、そ
れぞれ、各エリアにグループ分けした無線基地局グルー
プ群管理テーブルにより次に周波数を割り当てるエリア
を決定する。２）それぞれの交換局Ｂ１，Ｂ２は各エリ
アへの周波数割り当て処理が完了する度に情報（再利用
可能距離管理テーブル）を相手無線交換局へ通知する。
３）各無線交換局Ｂ１，Ｂ２のグループ分けした各エリ
アに周波数を割り当てる際に相手無線交換局の情報（再
利用可能距離管理テーブル）をチェックし、自無線交換
局で再利用可能距離が０の周波数であっても、相手交換
局の情報で同一周波数の再利用可能距離が０で無けれ
ば、その周波数の割り当ては行わないようにする。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＣＳシステムのサー
ビス開始時に周波数自動割り当て処理を行う際、高い有
効利用率で周波数を自動的に割り当てている。また、エ
リア毎に再利用可能距離管理テーブルを用いて順次周波
数の割り当て処理を行うので、使用周波数の片寄りや使
用されない周波数の出現を防ぐことができる。更には、
周波数毎に再利用可能距離をチェックしながら無線基地
局に周波数の割り当てを行うので、無線基地局による無
駄な干渉波測定処理の費用を節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す図である。

【図２】無線基地局グループ群管理テーブルの例を示す
図である。

【図３】再利用可能距離管理テーブルの例を示す図であ
る。

【図４】周波数自動割り当て処理フローチャートを示す
図である。

【図５】無線交換局が複数存在した実施形態例のネット
ワークの構成を示す図である。

【図６】従来技術を示す図である。

【符号の説明】

Ａ１、Ａ２ 無線基地局をグループ分けしたエリア Ｂ１、Ｂ２ 無線交換局 ＃１〜＃１９、＊１〜＊１２ 無線基地局 ａ１〜ａ１９ 各無線基地局がカバーするゾーン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線交換局のサービスエリアを複数のエ
   リアにグループ分けする第１のステップと、 第１のステップでグループ分けしたエリア毎に、サービ
   スエリア内の無線基地局をグループ分けする第２のステ
   ップと、 周波数を割り当てる無線基地局を決定する第３のステッ
   プと、 周波数を無線基地局に割り当てる際に、使用可能な各周
   波数毎に再利用可能距離を決定する第４のステップと、 再利用可能距離に基づいて、干渉波の影響が所定値以下
   になるという条件で、無線基地局に周波数を割り当てる
   第５のステップとを有することを特徴とする、ＰＣＳシ
   ステムのための周波数自動割り当て方法。
2. 【請求項２】 第２のステップにおいて、サービスエリ
   ア内の無線基地局をエリア毎にグループ分けした結果を
   テーブルにすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣ
   Ｓシステムの周波数自動割り当て方法。
3. 【請求項３】 第４のステップにおいて、使用可能な各
   周波数について再利用可能距離を定めたテーブルを作成
   することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣＳシ
   ステムの周波数自動割り当て方法。