JP3220148B2 - セル形移動無線電話システムにおける聴取制御チャンネル - Google Patents
セル形移動無線電話システムにおける聴取制御チャンネルInfo
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Description
計画及び周波数割当てに関する。
ル形移動無線電話システムの一部を形成する二つのセル
クラスタA及びBを表す。典型的には、システムのすべ
ての周波数が各セルクラスタにおいて使用される。セル
クラスタ内では、周波数が、同じ周波数を使用する異な
るクラスタ内のセル間の、周波数再使用距離として知ら
れている、最大の一様な距離をカバーするように、異な
るセルに割当てられる。第1図では、セルA1及びB1の双
方が、セルA2及びB2、セルA3及びB3等のように、共通の
周波数を使用する。同じ周波数を使用するセルA1及びB2
における無線チャンネルは、それらが同じ周波数を共有
するので、同一チャンネルと称される。ある干渉は一般
的には同一チャンネル間で生ずるが、第1図の配置のよ
うな配置におけるそのような干渉のレベルは、通常、受
け入れられる。従って、第1図のセル計画は、相対的に
簡単な周波数割当てを考慮し、かつ、許容できるだけ低
いレベルの同一チャンネルの干渉に備える。
線適用範囲を準備することはまた、各セルの中心近く
(或いは、三つの隣接するセクタセルの中心の近く)に
配置される無線基地局のための技術においてよく知られ
ている。基地局は、多数のチャンネルユニットの一部に
あり、典型的には単一の制御チャンネルCC、多数の音声
チャンネルVC及び単一の強さ受信機SSRを含む。便宜
上、三つのセルのみが第2図にて表されている。
て移動無線電話使用者の相対的に一様な分布を仮定す
る。相対的に密に集中した移動無線電話使用者を処理す
るためには、望ましい配置は、第3図にて表されるよう
に、分置されたマイクロセルを設けることである。マイ
クロセルは、それらが現実に必要とされる場所に密接に
近接して、付加的な音声チャンネルを物理的に配置し、
干渉の低レベルを維持する間、セルの容量を増加する。
マイクロセルは、交差道路或いは街路のような大通りに
対して通達可能にし、そして一連のマイクロセルが主要
道路のような重要な交通動脈の適用範囲を提供し得る。
マイクロセルはまた、例えば、フットボール競技場或い
は商店街のような大きな建物を包含し得る。
うに最強の制御チャンネルをもつセルを選択することに
よりアクセスする。第3図における移動局は、例えば、
マイクロセルをアクセスすることを選択し或いは傘形セ
ルをアクセスすることを選択し、全基地局が送信制御チ
ャンネルを備えると仮定し、傘型セルが一或いはそれ以
上の他のセルを包含するセルとして規定される。
な途を提供するが、それらはまた、セル計画及び周波数
割当ての見地から多数の問題を提供する。マイクロセル
の増大する使用と共に生ずる一つの問題は、システムに
て有効な制御チャンネル周波数の数が制限されることで
ある。典型的には300から400の有効な周波数から、21が
制御チャンネルとしての使用のために通常割り当てられ
る。21の制御チャンネルの周波数は、第1図のより小さ
な7セルの繰り返しパターンに類似した21セルの繰り返
しパターンにおいて通常広範囲に亘り再使用される。既
に21セルの繰り返しパターンの一部であるセルにおいて
マイクロセルを導入するにあたり、大きな注意が、耐え
られない干渉には終わらないマイクロセルによる使用の
ために制御チャンネルを選択すべく、払われなければな
らない。にもかかわらず、制御チャンネル間の干渉が必
然的に増大する。もしも通常の21制御チャンネル周波数
以上が制御チャンネルのために使用されるならば、より
少ないチャンネルが音声/会話チャンネルのために有効
であろう。もしも各マイクロセルが制御チャンネルを使
用するならば、マイクロセルがありふれたセルよりもよ
り少ない音声チャンネルを多分備えているので、制御チ
ャンネルに対するハードウエアの相対的な量は、ありふ
れたセルにおけるよりもより高い。
ンタフェースの現在の構成のために生ずる。もしもセル
が輻輳していれば、即ち、セルの音声チャネルのすべて
がふさがっているならば、その他の使用希望者が他の近
くのセルを試行することに向けられる。エアーインタフ
ェースの現在の構成によれば、最大数6個のセルがその
使用者により調べられることが提唱できる。マイクロセ
ルがないときは、6個の提唱されたセルは、正規の六角
形パターンにおける、与えられたセルに対する6個の隣
接セルとなる。マイクロセルの増大する使用と共に、6
マイクロセル以上が単一の傘形セル内に配置される。従
って、指示された再試行指令との関連で送られるセルの
リストの構成を決定することは困難となる。もしもマイ
クロセルが呼を十分に処理し得るならば、干渉は一般的
には減少される。しかしながら、マイクロセルの適用範
囲が非常に制限される。さらに、マイクロセルは、特定
のマイクロセルにおける輻輳がしばしば生ずるので、傘
型セルとの比較において相対的に小さな数の音声チャン
ネルをもち得る。そのような環境下では、いつ、マイク
ロセルに対する問合せは、指示された再試行メッセージ
における隣接の傘型セルに対する問合せに取り替えられ
るべきかを決定することは困難である。マイクロセルの
容量が小さいときには、向けられた再試行メッセージの
頻度が増加する。
移動する移動局がそのマイクロセルの適用範囲を越えて
急に通過するように方向を変化するときに生ずる街路の
角の影響を含む。システムとの接触に留まり可能な呼を
受信するために、移動局は、指示された制御チャンネル
周波数を走査して最強の一つを決定しなければならな
い。そのような再走査中において、移動局は効果的に耳
をかさないようになり、典型的な場合においておよそ10
−15秒の間システムに応答不能となる。マイクロセルの
パッチ構造がより複雑になるにつれて、最悪の場合の移
動局はそれ自身で制御チャンネルを継続的に再走査する
こと及びシステムの接触から継続的にはずれることを見
い出し得る。
御チャンネルを伴うマイクロセルをも少しも提供しない
ことである。そのような場合において、呼組織が、傘セ
ルによりもっぱら処理され、そして呼量が、後に、可能
な限り速く、(もし自由な音声チャンネルを伴うマイク
ロセルがあるならば)位置決め処理に従う適当なマイク
ロセルに送られる。しかしながら、マイクロセルの数が
大きければ、多くの呼量が傘セルを通して通過しただろ
う。一つ或いはそれ以上のマイクロセルにおける自由な
容量があるにもかかわらず、輻輳が傘型セルに生ずると
いう危険が提出される。加えるに、多くの呼がある特別
な渋滞を経験し、増加されたノイズ及び呼が落とされる
危険を引き起こす。
用を制限せず、そして移動局による過度の再走査に終わ
らないということを別にすれば、必要とされることは、
マイクロセルの広範囲に及ぶ使用を考慮してシステム容
量を増加させる配置である。
形セルの制御チャンネル及び傘形セル内に配置されたマ
イクロセルの制御チャンネル上の呼アクセスにきき耳を
たて、そして傘型セルの制御チャンネル上のみを呼アク
セスに応答する。より詳しくは、特定の傘型セル内のマ
イクロセルが、傘型セルのアップリンク制御チャンネル
と同様の周波数にて聴取のみの制御チャンネルを備え
る。典型的には従って、傘型セル及びそのそのマイクロ
セルは、同じ呼アクセスを受信し、各マイクロセルは全
体的に一傘型セルに属する。呼アクセス中は、傘型セル
及びマイクロセルの各々は、受信された信号の強度を決
定しそしてこの情報をシステムに送る。そのシステム
は、傘形セル及びマイクロセルから最も適当なセルを選
択して呼を処理し、そしてそのダウンリンク制御チャン
ネル上の呼アクセスに傘型セルを応答させる。傘型セル
及びそのマイクロセル中には、従って、複数のアップリ
ンク制御チャンネル、すなわち、各セルに対し一つのア
ップリンク制御チャンネル、及び単一のダウンリンク制
御チャンネル、すなわち傘型セルのそれがある。セル計
画は、向けられた再試行機構のように無変化のままに留
まる。傘型セルの適用範囲内には単一のダウンリンク制
御チャンネルのみがあるので、過度の再走査が避けられ
る。さらに、呼は、最も適当なセル内にて最初に設けら
れそしてマイクロセルの音声チャンネル上に直接立設さ
れ、より効率的に資源を使用しそして傘型セル内の輻輳
を避ける。制御チャンエルの一セットのみが必要とされ
る。
して読まれる次の記述からその技術における通常の熟練
者の一人にとって容易に明らかであろう。
のセルクラスタを表すセル計画であり、 第2図は、特に基地局のチャンネルユニットを示す三
つの隣接セル及びそれらの各基地局を示し、 第3図は、多数のマイクロセルをそれらの傘形セルと
の関連にて示すセル計画であり、 第4図は、二つの隣接セル及びそれらの基地局並びに
チャンネルユニットを示し、そのセルの一つは、聴取の
みの制御チャンネルを伴う複数のマイクロセルをもち、 第5図は、本発明によるセル形移動無線電話システム
の簡単化されたブロック図であり、そして 第6図は、第5図のセル形移動無線電話システムにお
いて従われる呼アクセスルーチンを表すフローチャート
である。
の一部の表示である。より低い右側のセルは、その適用
範囲内にていくつかのマイクロセルをもつ。大きいセル
はマイクロセルに対し傘形セルとして役立つ。
局の制御のため及び呼の組織のために使用されるいくつ
かの音声チャンネルトランシーバ及び一制御チャンネル
トランシーバを備える。小さな区域のみを包含しそして
相対的に少ない音チャンネルをもつマイクロセルに対し
ては、全制御チャンネルをもつあらゆるマイクロセルを
備えることは、費用がかかり、電力の無駄な消費であ
り、そして先に述べたようなセル計画の見地とは異な
る。従って、本発明によれば、各マイクロセル基地局に
おける制御チャンネルの送信機部が、コスト及び電力消
費を減少させ、システムの呼処理を改善しそして資源を
より効率よく利用するために、除去される。従って、第
4図におけるマイクロセルの基地局の制御チャンネル
は、聴取のみである。第5図を参照して、本発明による
セル形移動無線電話システムがより詳細に述べられるで
あろう。そのシステムは、傘形セルに属する基地局51
5、及び移動切り換えセンタ(MSC)503を介して公共切
り換え電話ネットワーク(PSTN)501に接続されたマイ
クロセルに属する基地局531を含む各基地局を有する。
移動切り換えセンタ503は、中央演算処理装置509及び主
メモリ511を含むコンピュータにより制御される切り換
えモジュール607及びインタフェースモジュール513を含
む。送信インタフェース505は、公共切り換え電話ネッ
トワーク(PSTN)501及び移動切り換えセンタ503の間で
交換されるように制御通信を許可する。
VC527及び単一の強さ受信機529を含む。チャンネルユニ
ットは、制御ユニットにより制御される無線送信機及び
無線受信機を含む。基地局が傘形セル或いはマイクロセ
ルのそれであるかどうかに依存して、基地局はまた、制
御チャンネルユニットCU519及び533を有する。傘形セル
の基地局515の制御チャンネルユニット519は無線送信機
TX521、無線受信機RX525及び制御ユニットCU523を含
む。一方、マイクロセルの基地局531の制御チャンネル
ユニットCC533は、無線受信機525及び制御ユニット523
のみを含む。制御チャンネルユニットにて通常見い出さ
れる無線送信機部は、マイクロセルの制御チャンネルが
聴取のみであるという結果を提供しなかった。各基地局
においては、制御チャンネルユニットが送信インタフェ
ース517を介してマルチプレクサ516に接続され、このマ
ルチプレクサに対し、音声チャンネルユニット527の各
々及び各基地局の信号の強さ受信機529がまた接続され
ている。基地局の各々は移動切り換えセンタ503のイン
タフェース部513に接続されている。双頭曲線状の矢に
より示されるように、傘形セルの基地局515及びマイク
ロセルの基地局531の双方がアップリンク方向において
同じ制御チャンネル周波数をもつ。その結果として、傘
形セル及びマイクロセルが同じ呼アクセスを受信し得
る。特に、傘形基地局は、すべてのアクセスを聴取し、
そして二つの移動局がその技術にてよく知られている方
法において同時にはアクセスできないようにアクセスを
調整する。
サービスセンタ或いは傘形セルの基地局のような管理ユ
ニットにより処理される。最初のステップS1において、
呼アクセス要求が最初にふるい分けられて弱く受信され
る信号のみを除去し、そして残りの呼アクセス要求が、
従って、一時的にステップS2にて和らげられて同じ要求
を考慮にいれる。この要求は、移動切り換えセンタ(或
いは他の集合点)に送られるべく、傘形セルの基地局及
びマイクロセルの一或いはそれ以上の基地局により、傘
形セルの異なる区域にて受信される。アクセス要求は、
短期間、例えば100msの間に記憶され、その間において
は、同じアクセス要求を受信したあらゆる基地局が、そ
の要求を、移動切り換えセンタに送るための時間をもっ
たであろう。そのアクセス要求にそって移動切り換えセ
ンタに送信されるのは、そのアクセス要求が受信された
信号強さレベルの表示である。補償係数はステップS3に
て信号強さに加えられ得る。例えば、補償係数は、シス
テムの先に獲得された知識、セルの大きさを制御して干
渉を避けるための目標、セル間の呼量を円滑にするため
の必要性等に基づく疑似静的な基礎上に、システムオペ
レータにより一セルずつセットされ得る。補償係数はま
た、性質においてより動的でありそして、例えば、セル
の現行の呼量レベルを反映させる。セルが輻輳により近
接して移動するにつれて、より多くが、その伝えられた
信号強さから差し引かれて、そのセルを、セル選択過程
においてより魅力のないものにする。
ルの基地局から受信されるアクセス要求の信号強さを検
査する。ステップS5においては、十分な信号強さレベル
にてアクセス要求を受信するこれらのセルが、減少する
信号の強さ(最強から最初に)の順に位置付けられる。
S7にて、移動切り換えセンタが、位置付けステップ中に
て形成される沢山のセルの一致から一セルをはじき出す
ことにより、かわるがわる、セルの各々を考慮する。も
しセルが、ステップS7にて決定されるとき、有効な音声
チャンネルをもつならば、その呼は、ステップS8にて示
されるように、傘形セルの制御チャンネルを使用するマ
イクロセルに割り当てられる。もしもそのセルが、有効
な音声チャンネルをもたない、即ち輻輳していれば、そ
のときには、次のセルが、最後に位置づけられたセル
が、ステップS9にて決定されるように考慮されるまで、
代わりに考慮される。もしも十分な信号強さレベルにて
アクセス要求を受信するセルのいずれもが有効な音声チ
ャンネルをもたないならば、そのときには、向けられた
再試行メッセージがステップS10にて送られる。マイク
ロセルはダウンリンク制御チャンネルをもたずそしてど
のような制御通信も送信しないので、向けられた再試行
メッセージは、従来技術におけると同様の方法において
傘形セルの隣のセルを指示することのみを必要とする。
号強さを伴うセルが、それが傘形セルか或いはマイクロ
セルかどうかにかかわりなく、選択される。他の代るべ
き手段は、勿論可能であり、そして与えられたセットの
環境のもとに有利となり得る。例えば、好みは、もしも
どのマイクロセルも有効でないならば、単に選択される
傘形セルをもつ十分に強力なマイクロセルの中の最も強
力なマイクロセルに与えられ得る。その代わりとして
は、完全な位置決め処理は、従来技術から知られるよう
に、典型的には、ハンドオフに先立って行われる位置決
めの間になされる全ての必要な評価を含んで実行され
る。
移動局は、それらが純粋なマイクロセルの構成にある度
ごとに再走査する傾向にはない。さらに、傘形セルは、
付加されたマイクロセルにかまわず、先の周波数計画を
維持し得るから、制限された数の制御チャンネル周波数
との関連での周波数計画は複雑にはならない。費用の節
約及びより高い効率が助長される。
は、呼アクセス要求に対する集合点として役立つが、呼
アクセス要求が生ずる傘形セルの基地局は、その代わり
に、例えば欧州GSMシステムにおけるような基地局コン
トローラのように集合点として役立ち得る。
定が、移動局によりなされる測定に基づく。そのような
システムでは、移動局は、無線周波数キャリヤを常に送
る送信機からの信号の強さを測定する。その制御チャン
ネルは継続的な送信に対して通常使用される。
続的な送信機が存在するのではなく、音声チャンネル
が、この目的のために使用され、そしてこのチャンネル
上で進行する会話がなくても、継続的に送信することを
強制される。隣接しているセルにおける移動局は、この
チャンネルから、制御チャンネルの代わりに、信号強さ
を測定するように要求される。
ることなく、他の具体的な形にて実施され得ることは、
その技術における通常の熟練者達により認められるであ
ろう。現実に開示された実施例は、従って、例証となり
そして制限とならないように、すべての点で考慮され
る。本発明の範囲は、先の記述よりはむしろ付属の請求
項により表されており、そしてその等価物の意味及び領
域内に入るすべての変更が、その中に含まれるように意
図されている。
Claims (16)
- 【請求項1】少なくとも一つのマイクロセル、及び前記
マイクロセルの通達区域と大部分あるいは全体的に重な
る通達区域を有する傘形セルを有し、かつ前記傘形セル
及び前記マイクロセルに対してサービスする監視手段を
有するセル形移動無線電話システムにおける呼アクセス
の方法であって、 前記傘形セルの双方向制御チャンネル上、及び前記マイ
クロセルの単一方向アップリンク制御チャンネル上の呼
アクセスを聴取するステップ、 前記傘形セル及び前記マイクロセルにより受信された呼
アクセスに関する情報を前記監視手段に通知するステッ
プ、 前記監視手段によりセルを選択し、適当なセルが使用可
能ならば呼アクセスを処理するステップ、ならびに 前記傘形セルの前記双方向制御チャンネルを介して前記
呼アクセスに応答するように前記傘形セルに指令するス
テップ、 を含む呼アクセスの方法。 - 【請求項2】少なくとも一つのマイクロセル、及び前記
マイクロセルの通達区域と大部分あるいは全体的に重な
る通達区域を有する傘形セルを有し、かつ前記傘形セル
及び前記マイクロセルに対してサービスする監視手段を
有するセル形移動無線電話システムにおける呼アクセス
の方法であって、 前記傘形セルの双方向制御チャンネル上、及び前記マイ
クロセルの単一方向アップリンク制御チャンネル上の呼
アクセスを聴取するステップ、 前記傘形セル及び前記マイクロセルにより受信された呼
アクセスに関する情報を前記監視手段に通知するステッ
プ、 前記監視手段によりセルを選択し、適当なセルが使用可
能ならば呼アクセスを処理するステップ、 前記傘形セルの前記双方向制御チャンネルを介して前記
呼アクセスに応答するように前記傘形セルに指令するス
テップ、 前記聴取するステップの間に、前記傘形セル及び前記少
なくとも一つのマイクロセルにより受信される呼アクセ
スの信号強度を測定するステップ、及び 前記通知するステップの間に、前記信号強度を前記監視
手段に通知するステップ を含む呼アクセスの方法。 - 【請求項3】前記通知するステップに先行して、前記傘
形セル及び前記少なくとも一つのマイクロセルにおいて
決定される補償係数に応じて前記信号強度を修正するス
テップを更に含む請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】前記セルを選択するステップは、前記セル
が傘形セルあるいはマイクロセルであるや否やにかかわ
らず、それと関連する最強の信号強度を有するセルを選
択することを含む請求項2に記載の方法。 - 【請求項5】前記セルを選択するステップは、前記呼ア
クセスについての全位置決め処理を行うことを含む請求
項2に記載の方法。 - 【請求項6】前記選択ステップは、 どのマイクロセルも呼アクセスを受信しなかったか、あ
るいはどのマイクロセルも十分なレベルの信号強度の前
記呼アクセスに関連しなかったならば、前記呼アクセス
を処理するように前記傘形セルを選択すること、ならび
に もし前記マイクロセルが、前記傘形セル及び前記少なく
とも一つのマイクロセルの中で、最強の信号強度の前記
呼アクセスに関連したか、あるいは、前記マイクロセル
が、十分なレベルの信号強度の前記呼アクセスに関連し
たならば、前記少なくとも一つのマイクロセルから一つ
のマイクロセルを選択することを含む請求項2に記載の
方法。 - 【請求項7】前記指令ステップは、前記傘形セル及び前
記少なくとも一つのマイクロセルのいずれもが前記呼ア
クセスを処理するために利用できないならば、前記呼ア
クセスに応答して、指示された再試行メッセージを、前
記傘形セルの前記双方向制御チャンネルを介して送信す
るように、前記傘形セルに指令することを含む請求項6
に記載の方法。 - 【請求項8】前記マイクロセルは、複数のトランシーバ
を含み、更に、前記マイクロセルについての無線測定が
いつでもなされ得るように、任意の与えられた時間に、
前記複数のトランシーバの少なくとも一つに送信させる
ステップをさらに含む請求項2に記載の方法。 - 【請求項9】少なくとも一つのマイクロセル、及び前記
マイクロセルの通達区域と大部分あるいは全体的に重な
る通達区域を有する傘形セルを有するセル形移動無線電
話システムであって、 前記傘形セルの双方向制御チャンネル上及び前記マイク
ロセルの単一方向アップリンク制御チャンネル上の呼ア
クセスを聴取するための手段、 もしもセルが利用可能ならば、呼アクセスを処理するよ
うに該セルを選択するための手段を含む監視手段、 前記傘形セル及び前記マイクロセルにより受信された呼
アクセスに関する情報を前記監視手段に通知するための
手段、ならびに 前記傘形セルの前記双方向制御チャンネルを介して前記
呼アクセスに応答するように前記傘型セルに指令するた
めの手段、 を含むセル形移動無線電話システム。 - 【請求項10】複数のマイクロセル、及び前記マイクロ
セルの通達区域と大部分あるいは全体的に重なる通達区
域を有する傘形セルを有するセル形移動無線電話システ
ムであって、 前記傘形セルの双方向制御チャンネル上及び前記マイク
ロセルの単一方向アップリンク制御チャンネル上の呼ア
クセスを聴取するための手段、 もしもセルが利用可能ならば、呼アクセスを処理するよ
うに該セルを選択するための手段を含む監視手段、 前記傘形セル及び前記マイクロセルにより受信された呼
アクセスに関する情報を前記監視手段に通知するための
手段、 前記傘形セルの前記双方向制御チャンネルを介して前記
呼アクセスに応答するように前記傘型セルに指令するた
めの手段、および 前記傘形セル及び前記マイクロセルにより受信された呼
アクセスの信号強度を測定するための手段、 を含み、前記通知するための手段は、前記信号強度を前
記監視手段に通知するための手段を含む、 セル形移動無線電話システム。 - 【請求項11】補償係数を決定するための、及び前記補
償係数に従って前記信号強度を修正するための手段を、
前記傘形セル及び前記マイクロセルの中に、さらに含む
請求項10に記載のシステム。 - 【請求項12】前記セルを選択するための手段は、前記
セルが傘形セルあるいはマイクロセルであるや否やにか
かわらず、それと関連する最強の信号強度を有するセル
を選択するための手段を含む請求項10に記載のシステ
ム。 - 【請求項13】前記セルを選択するための手段は、前記
呼アクセスについての全位置決め処理を行うための手段
を含む請求項10に記載のシステム。 - 【請求項14】前記セルを選択するための手段は、 どのマイクロセルも呼アクセスを受信しなかったか、あ
るいはどのマイクロセルも十分なレベルの信号強度の前
記呼アクセスに関係しなかったならば、前記呼アクセス
を処理するように前記傘形セルを選択するための手段、
ならびに もし前記マイクロセルの一つが、前記傘形セル及び前記
複数のマイクロセルの中で、最強の信号強度の前記呼ア
クセスに関係したか、あるいは、前記マイクロセルの一
つが、十分なレベルの信号強度の前記呼アクセスに関係
したならば、前記マイクロセルの一つを選択するための
手段を含む請求項10に記載のシステム。 - 【請求項15】前記指令するための手段は、いずれのセ
ルも前記呼アクセスを処理するために利用できないなら
ば、前記呼アクセスに応答して、指示された再試行メッ
セージを、前記傘形セルの前記双方向制御チャンネルを
介して送信するように、前記傘形セルに指令するための
手段を含む請求項10に記載のシステム。 - 【請求項16】前記マイクロセルは、複数のトランシー
バを含み、更に、前記マイクロセルについての無線測定
がいつでもなされ得るように、任意の与えられた時間
に、前記複数のトランシーバの少なくとも一つに送信さ
せるための手段をさらに含む請求項10に記載のシステ
ム。
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