JP3283781B2 - 無線周波数スペクトラムチャネルを別々のセルに自己構成可能に割り当てるシステム - Google Patents
無線周波数スペクトラムチャネルを別々のセルに自己構成可能に割り当てるシステムInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
- H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
- H04W16/04—Traffic adaptive resource partitioning
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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- H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
- H04W16/10—Dynamic resource partitioning
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
- H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
- H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイアレス／セル
ラ無線電話システムに関し、特にセルラシステム内で無
線周波数（ＲＦ）スペクトラムチャネルを別々のセルに
自己構成可能に割り当てる装置と方法に関する。
ラ無線電話システムに関し、特にセルラシステム内で無
線周波数（ＲＦ）スペクトラムチャネルを別々のセルに
自己構成可能に割り当てる装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ワイアレス通信システムのサービス領域
は、セルと称するたサービスドメインに分割され、その
セル内では、無線電話の使用者が、無線リンクを介して
セルにサービスする基地局と通信している。この基地局
（base station（ＢＳ））は、地上のネットワークに接
続されている。無線周波数スペクトラムの有効利用は、
共通チャネルセルと隣接チャネルセルにより生成された
結合干渉が、許容可能レベル以下となるような距離で充
分に分離されている複数の指定された共通ユーザセル内
で、同一無線周波数を再使用することにより達成され
る。
は、セルと称するたサービスドメインに分割され、その
セル内では、無線電話の使用者が、無線リンクを介して
セルにサービスする基地局と通信している。この基地局
（base station（ＢＳ））は、地上のネットワークに接
続されている。無線周波数スペクトラムの有効利用は、
共通チャネルセルと隣接チャネルセルにより生成された
結合干渉が、許容可能レベル以下となるような距離で充
分に分離されている複数の指定された共通ユーザセル内
で、同一無線周波数を再使用することにより達成され
る。
【０００３】歴史的に見ると、無線周波数（即ちチャネ
ル）のセルへの割当は、規則性の仮定（即ち均一に分散
したトラフィック負荷を有する：即ち、等しいサイズの
等距離に離間したセル）に基づいて行われ、これにより
共通ユーザセルを識別したり、ＲＦスペクトラムをチャ
ネルの組に区分するための単純なルールを採用してい
た。
ル）のセルへの割当は、規則性の仮定（即ち均一に分散
したトラフィック負荷を有する：即ち、等しいサイズの
等距離に離間したセル）に基づいて行われ、これにより
共通ユーザセルを識別したり、ＲＦスペクトラムをチャ
ネルの組に区分するための単純なルールを採用してい
た。
【０００４】しかし、このような規則性の仮定は、必ず
しもあてはまらず、そしてそのため規則的なチャネル割
当のルールは、ＲＦスペクトラムの効率的な利用には、
必ずしも結び付かないために、非規則的なチャネル割当
と知られるチャネル割当アプローチが、無線周波数の効
率的利用に取り組むために開発されている。規則性のあ
るチャネル割当アプローチと、規則性のないチャネル割
当アプローチの両方は、共に固定チャネル割当に分類で
き、これは複数のセルとセルにサービスする複数のチャ
ネルの間は固定した関係が特徴である。
しもあてはまらず、そしてそのため規則的なチャネル割
当のルールは、ＲＦスペクトラムの効率的な利用には、
必ずしも結び付かないために、非規則的なチャネル割当
と知られるチャネル割当アプローチが、無線周波数の効
率的利用に取り組むために開発されている。規則性のあ
るチャネル割当アプローチと、規則性のないチャネル割
当アプローチの両方は、共に固定チャネル割当に分類で
き、これは複数のセルとセルにサービスする複数のチャ
ネルの間は固定した関係が特徴である。
【０００５】この固定チャネル割当方法に対し、フレキ
シブルな（柔軟な）チャネル割当として知られる新たな
割当方法が開発されている。このフレキシブルなチャネ
ル割当方法は、基地局の無線を遠隔地からソフトウェア
駆動で再調整することのできるシステムで、トラフィッ
クの変動に適合するためにチャネル容量を変化させるこ
とができる。
シブルな（柔軟な）チャネル割当として知られる新たな
割当方法が開発されている。このフレキシブルなチャネ
ル割当方法は、基地局の無線を遠隔地からソフトウェア
駆動で再調整することのできるシステムで、トラフィッ
クの変動に適合するためにチャネル容量を変化させるこ
とができる。
【０００６】ワイアレスシステムは、従来のアナログワ
イアレスシステムからデジタル方向に移行しつつある
が、依然としてアナログシステムは、しばらくの間は沢
山のユーザにサービスを継続することが期待されてい
る。デジタル環境においては、三種類の方式が浮上して
いる、即ち時分割多重アクセス（Time-Division Multip
leAccess（ＴＤＭＡ））と、移動体用グローバルシステ
ム（Global System for Mobile（ＧＳＭ））と、符号分
割多重アクセス（Code-Division Multiple Access（Ｃ
ＤＭＡ））である。
イアレスシステムからデジタル方向に移行しつつある
が、依然としてアナログシステムは、しばらくの間は沢
山のユーザにサービスを継続することが期待されてい
る。デジタル環境においては、三種類の方式が浮上して
いる、即ち時分割多重アクセス（Time-Division Multip
leAccess（ＴＤＭＡ））と、移動体用グローバルシステ
ム（Global System for Mobile（ＧＳＭ））と、符号分
割多重アクセス（Code-Division Multiple Access（Ｃ
ＤＭＡ））である。
【０００７】最初の２つの方式は、個々のタイムスロッ
トの間に３個または８個の通話をそれぞれ搬送できるナ
ローバンドのチャネルに関連している。最後のＣＤＭＡ
は、一度に沢山のユーザを処理でき、隣接するセル内で
再使用可能なより幅の広いチャネルを使用する。サービ
スプロバイダーの立場からすると、二つの技術の間には
基本的な相違点があり、前者にはチャネル割当が必要で
あり、後者には必要とされないことである。前述の議論
から明らかなように、チャネル割当は、今日使用される
アナログシステムでは非常に重要な要件である。
トの間に３個または８個の通話をそれぞれ搬送できるナ
ローバンドのチャネルに関連している。最後のＣＤＭＡ
は、一度に沢山のユーザを処理でき、隣接するセル内で
再使用可能なより幅の広いチャネルを使用する。サービ
スプロバイダーの立場からすると、二つの技術の間には
基本的な相違点があり、前者にはチャネル割当が必要で
あり、後者には必要とされないことである。前述の議論
から明らかなように、チャネル割当は、今日使用される
アナログシステムでは非常に重要な要件である。
【０００８】従来技術で行われてきたチャネル割当機能
は、このようなチャネル割当の進んだプランニングと、
大量のデータ収集の要件の両方により特徴づけられる。
さらにまたこのような従来のチャネル割当プランニング
は、ワイアレスシステムのセル内の準最適なトラフィッ
ク負荷と、かつ準最適なトラフィックスループットの両
方が達成できる（即ち、最適なものではない）。
は、このようなチャネル割当の進んだプランニングと、
大量のデータ収集の要件の両方により特徴づけられる。
さらにまたこのような従来のチャネル割当プランニング
は、ワイアレスシステムのセル内の準最適なトラフィッ
ク負荷と、かつ準最適なトラフィックスループットの両
方が達成できる（即ち、最適なものではない）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、プランニングあるいは人間の介在を必要とするこ
となく、それ自身のチャネル割当を決定できる自己構成
可能なワイアレスシステムを提供することである。
的は、プランニングあるいは人間の介在を必要とするこ
となく、それ自身のチャネル割当を決定できる自己構成
可能なワイアレスシステムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のセルに
分割されたサービス領域を有するワイアレス通信ネット
ワークに適用され、本発明の通信システムの改良点は、
請求項１に記載した通りである。
分割されたサービス領域を有するワイアレス通信ネット
ワークに適用され、本発明の通信システムの改良点は、
請求項１に記載した通りである。
【００１１】
【発明の実施の形態】ワイアレスセルラ通信システムの
従来の規則性のある六角形セルのレイアウトを図１に示
す。六角形の格子でもってサービス領域を記載すること
により、周波数はパターン化された配置でもって割り当
てられ、これにより周波数の再利用が、制御しながら繰
り返し使用する通常の割当モデルでもって可能となる。
このセル領域は、それらに割り当てられた特定のチャネ
ルセットを有する。各チャネルセットは、そのセル領域
内で使用するために複数の個々の送受信無線チャネルを
有する。図１に示したモデルにおいては、セル「Ａ」は
共通ユーザセルで、これら全ては同一チャネルセットを
使用する。これは共通ユーザセル「Ｂ］，「Ｃ］等につ
いても当てはまり、それぞれ独自に割り当てられたチャ
ネルセットを有する。
従来の規則性のある六角形セルのレイアウトを図１に示
す。六角形の格子でもってサービス領域を記載すること
により、周波数はパターン化された配置でもって割り当
てられ、これにより周波数の再利用が、制御しながら繰
り返し使用する通常の割当モデルでもって可能となる。
このセル領域は、それらに割り当てられた特定のチャネ
ルセットを有する。各チャネルセットは、そのセル領域
内で使用するために複数の個々の送受信無線チャネルを
有する。図１に示したモデルにおいては、セル「Ａ」は
共通ユーザセルで、これら全ては同一チャネルセットを
使用する。これは共通ユーザセル「Ｂ］，「Ｃ］等につ
いても当てはまり、それぞれ独自に割り当てられたチャ
ネルセットを有する。
【００１２】各セルは、基地局のアンテナシステムによ
り放射され、そして基地局はネットワークと接続されて
いる。図１の構成においては、全方向放射パターンがア
ンテナ１０４により示され、小さな三角のサービス領域
にセルを分割するような方向性アンテナパターンがアン
テナ１０２により示されている。
り放射され、そして基地局はネットワークと接続されて
いる。図１の構成においては、全方向放射パターンがア
ンテナ１０４により示され、小さな三角のサービス領域
にセルを分割するような方向性アンテナパターンがアン
テナ１０２により示されている。
【００１３】セルラ通信システムの中心的概念は、周波
数の再利用である。周波数を再利用することにより異な
った場所（異なったセル）にいるユーザは、同時に同一
の周波数チャネルを使用することができ、このことは図
１の同一の名前（Ａ，Ｂ，・・・）のセルにより示さ
れ、通常のチャネル割当である。周波数の再利用は、通
信システムのスペクトラム効率を増加させるが、深刻な
干渉が、適切なシステム設計がない場合、同一チャネル
の共通使用に関連してセル間で発生する。周波数再利用
の割当は、共通ユーザセルを識別し、ＲＦスペクトラム
をチャネルセットに分割するという単純なルールを用い
ることにより実現される。
数の再利用である。周波数を再利用することにより異な
った場所（異なったセル）にいるユーザは、同時に同一
の周波数チャネルを使用することができ、このことは図
１の同一の名前（Ａ，Ｂ，・・・）のセルにより示さ
れ、通常のチャネル割当である。周波数の再利用は、通
信システムのスペクトラム効率を増加させるが、深刻な
干渉が、適切なシステム設計がない場合、同一チャネル
の共通使用に関連してセル間で発生する。周波数再利用
の割当は、共通ユーザセルを識別し、ＲＦスペクトラム
をチャネルセットに分割するという単純なルールを用い
ることにより実現される。
【００１４】チャネル割当アプローチは、２つの分類、
即ち固定かフレキシブルかに大別できる。固定チャネル
割当は、セル間の関係とセルにサービスするチャネル間
の関係を固定している。セルに割り当てられたチャネル
のみが、セル内の呼にサービスすることができ、そして
各チャネルは、チャネルが割り当てられた全てのセルに
より同時に使用することができる。固定チャネル割当の
例が、通常（レギュラ）チャネル割当であり、これは再
使用パターンの正繰り返しを特徴としている。通常（レ
ギュラ）チャネル割当は、複数のセルに亘ってトラフィ
ックが均一に分布しているシステムにとっては最適なも
のである。
即ち固定かフレキシブルかに大別できる。固定チャネル
割当は、セル間の関係とセルにサービスするチャネル間
の関係を固定している。セルに割り当てられたチャネル
のみが、セル内の呼にサービスすることができ、そして
各チャネルは、チャネルが割り当てられた全てのセルに
より同時に使用することができる。固定チャネル割当の
例が、通常（レギュラ）チャネル割当であり、これは再
使用パターンの正繰り返しを特徴としている。通常（レ
ギュラ）チャネル割当は、複数のセルに亘ってトラフィ
ックが均一に分布しているシステムにとっては最適なも
のである。
【００１５】トラフィックの分布が均一でない場合に
は、最適な固定ノンレギュラー（通常でない）チャネル
割当が利用され、これはそのトラフィック負荷にしたが
って、セルにチャネルを割り当てるものである。［この
最適なノンレギュラーチャネル割当を達成するプロセス
は、発明者M. Benveniste の "Apparatus and Method f
or Non-Regular Channel Assignment in Wireless Comm
unication Networks" 米国特許第５，４０４，５７４号
に記載されている。］
は、最適な固定ノンレギュラー（通常でない）チャネル
割当が利用され、これはそのトラフィック負荷にしたが
って、セルにチャネルを割り当てるものである。［この
最適なノンレギュラーチャネル割当を達成するプロセス
は、発明者M. Benveniste の "Apparatus and Method f
or Non-Regular Channel Assignment in Wireless Comm
unication Networks" 米国特許第５，４０４，５７４号
に記載されている。］
【００１６】一方、フレキシブルなチャネル割当方法
は、基地局の無線を遠隔からソフトウェア駆動で再調整
するシステムとして開発され、これによりトラフィック
の変動に適合するようチャネル容量を変動させている。
は、基地局の無線を遠隔からソフトウェア駆動で再調整
するシステムとして開発され、これによりトラフィック
の変動に適合するようチャネル容量を変動させている。
【００１７】ワイアレス通信システムの通信の品質は、
受信信号対干渉信号（Ｓ／Ｉ）の比率あるいはビットエ
ラーレート（ＢＥＲ）で表され、そしてこれらは受信し
た信号と干渉信号に依存している。問題となっている主
な干渉は、２つの成分即ち共通チャネル干渉と、隣接チ
ャネル干渉からなる。共通チャネル干渉は、動作チャネ
ルと同一の周波数に調整された通信ソースからの干渉で
ある。隣接チャネル干渉は、周波数スペクトラム内の動
作チャネル近傍のチャネルを用いた通信ソースから発生
する。所望の音声またはデータ伝送品質を達成するため
に、共通チャネル干渉と隣接チャネル干渉の合成に対す
る受信信号の比率は、特定のしきい値以上でなければな
らない。
受信信号対干渉信号（Ｓ／Ｉ）の比率あるいはビットエ
ラーレート（ＢＥＲ）で表され、そしてこれらは受信し
た信号と干渉信号に依存している。問題となっている主
な干渉は、２つの成分即ち共通チャネル干渉と、隣接チ
ャネル干渉からなる。共通チャネル干渉は、動作チャネ
ルと同一の周波数に調整された通信ソースからの干渉で
ある。隣接チャネル干渉は、周波数スペクトラム内の動
作チャネル近傍のチャネルを用いた通信ソースから発生
する。所望の音声またはデータ伝送品質を達成するため
に、共通チャネル干渉と隣接チャネル干渉の合成に対す
る受信信号の比率は、特定のしきい値以上でなければな
らない。
【００１８】次に本発明のチャネルを用いた無線通信シ
ステムは、チャネル割当計画の必要性をなくし、事前に
計画することなく、あるいは人間が介在することなくチ
ャネル割当決定を行う。この本発明の方法は、自己構成
可能なワイアレスシステムとして実現される。本発明の
自己構成可能なワイアレスシステムにおいては、ＲＦプ
ランニングは、セルサイトの選択の問題に、そしてシス
テム構成のパラメータの設定の問題に帰着できる。新た
なシステムの設定し、それを拡張する際には、ＲＦプラ
ンニングの従来一部であった全てのものは、システム装
置内のソフトウェアにより解決される。
ステムは、チャネル割当計画の必要性をなくし、事前に
計画することなく、あるいは人間が介在することなくチ
ャネル割当決定を行う。この本発明の方法は、自己構成
可能なワイアレスシステムとして実現される。本発明の
自己構成可能なワイアレスシステムにおいては、ＲＦプ
ランニングは、セルサイトの選択の問題に、そしてシス
テム構成のパラメータの設定の問題に帰着できる。新た
なシステムの設定し、それを拡張する際には、ＲＦプラ
ンニングの従来一部であった全てのものは、システム装
置内のソフトウェアにより解決される。
【００１９】Ｉ．導入部 本発明の自己構成可能なワイアレスシステムは、従来シ
ステムに対し、２つの主要な利点を有する。第１のもの
は、チャネル計画（プランニング）プロセスそのものの
削除であり、これによりシステムオペレータのコスト低
減に必要な熟練スタッフの削除や人数を減らすことが可
能である。第２の利点は、所定のトラフィック負荷にサ
ービスするのに必要なセルサイトの数を大幅に減少でき
る点である。
ステムに対し、２つの主要な利点を有する。第１のもの
は、チャネル計画（プランニング）プロセスそのものの
削除であり、これによりシステムオペレータのコスト低
減に必要な熟練スタッフの削除や人数を減らすことが可
能である。第２の利点は、所定のトラフィック負荷にサ
ービスするのに必要なセルサイトの数を大幅に減少でき
る点である。
【００２０】このようにセルサイトの減少を達成するの
には、２つの方法がある。その１つは、トラフィック負
荷が時間的に変動することにより、システムが必要とさ
れるチャネルを移動させることである。トラフィックの
ピークがシステム全体に亘ってシフトすると、チャネル
容量の移動は、より小さなセルサイトへと変換される
（即ち、セルを分割する）。第２の方法は、トラフィッ
クのスループットを増加させ、これは静止したトラフィ
ック状態でも達成可能である。自己構成可能性は、２つ
の主要な特徴点を含む、即ち自律的データ収集と、選択
されたチャネル割当方法である。
には、２つの方法がある。その１つは、トラフィック負
荷が時間的に変動することにより、システムが必要とさ
れるチャネルを移動させることである。トラフィックの
ピークがシステム全体に亘ってシフトすると、チャネル
容量の移動は、より小さなセルサイトへと変換される
（即ち、セルを分割する）。第２の方法は、トラフィッ
クのスループットを増加させ、これは静止したトラフィ
ック状態でも達成可能である。自己構成可能性は、２つ
の主要な特徴点を含む、即ち自律的データ収集と、選択
されたチャネル割当方法である。
【００２１】第１の特徴点である自律的データ収集は、
音声チャネルの管理に必要とされるデータに関係してい
る。そのデータは、干渉環境を特徴づけるデータに関連
し、他のデータは、特定のチャネル割当アルゴリズムに
関連している。ＡＤＣＡアルゴリズムを用いた実施例に
おいては、このようなデータはセル内でのトラフィック
負荷である。干渉データは、システムのスタートアップ
時、あるいは新たなセルまたはセクタを追加した後に収
集される。両方のタイプのデータは、通常動作時に収集
され、システムの性能に影響を及ぼすことはない。この
ような自立的データ収集の方法は、当業者に公知であ
る。
音声チャネルの管理に必要とされるデータに関係してい
る。そのデータは、干渉環境を特徴づけるデータに関連
し、他のデータは、特定のチャネル割当アルゴリズムに
関連している。ＡＤＣＡアルゴリズムを用いた実施例に
おいては、このようなデータはセル内でのトラフィック
負荷である。干渉データは、システムのスタートアップ
時、あるいは新たなセルまたはセクタを追加した後に収
集される。両方のタイプのデータは、通常動作時に収集
され、システムの性能に影響を及ぼすことはない。この
ような自立的データ収集の方法は、当業者に公知であ
る。
【００２２】本発明の一実施例によれば、選択されたチ
ャネル割当方法は、フレキシブルなチャネル割当方法の
クラスから選択され、基地局無線を遠隔からのソフトウ
ェア駆動で再調整するようにシステムの機能を開発さ
せ、この機能によりチャネル容量をトラフィックの変動
に合わせる、しかし、本発明の方法は、固定チャネル割
当方法にも適用可能である。
ャネル割当方法は、フレキシブルなチャネル割当方法の
クラスから選択され、基地局無線を遠隔からのソフトウ
ェア駆動で再調整するようにシステムの機能を開発さ
せ、この機能によりチャネル容量をトラフィックの変動
に合わせる、しかし、本発明の方法は、固定チャネル割
当方法にも適用可能である。
【００２３】フレキシブルなチャネル割当方法は、３つ
のカテゴリ即ち、アダプティブなチャネル割当と、ダイ
ナミックなチャネル割当と、アダプティブ−ダイナミッ
クなチャネル割当である。最後のものは、発明者M. Ben
veniste-6 の米国特許出願第０８／４０１３８７号に開
示されている。アダプティブ−ダイナミックチャネル割
当（adaptive-dynamic channel assignment（ＡＤＣ
Ａ）） のチャネル割当アルゴリズムは、本発明の自己
構成方法の実施例内の操作として記載されている。この
アルゴリズムは、従来のチャネル割当方法よりもよりよ
く適合し、現在の計画されたセルラ技術インフラおよび
エアインタフェース標準とも適合可能である。
のカテゴリ即ち、アダプティブなチャネル割当と、ダイ
ナミックなチャネル割当と、アダプティブ−ダイナミッ
クなチャネル割当である。最後のものは、発明者M. Ben
veniste-6 の米国特許出願第０８／４０１３８７号に開
示されている。アダプティブ−ダイナミックチャネル割
当（adaptive-dynamic channel assignment（ＡＤＣ
Ａ）） のチャネル割当アルゴリズムは、本発明の自己
構成方法の実施例内の操作として記載されている。この
アルゴリズムは、従来のチャネル割当方法よりもよりよ
く適合し、現在の計画されたセルラ技術インフラおよび
エアインタフェース標準とも適合可能である。
【００２４】本発明の自己構成方法は、その基礎となる
チャネル割当方法と共にアナログＴＤＭＡ，ＧＳＭ，Ｔ
ＤＭＡ−アナログハイブリッドシステムとＧＳＭ−アナ
ログハイブリッドシステムにも適用可能である。ＴＤＭ
Ａチャネルは、ＴＤＭＡチャネル当たり３つの通話（３
つのタイムスロットに対し１つ）が許される限り、そし
てこの３つのタイムスロットが同一のセル／セクタによ
り使用される限り、ちょうどアナログチャネルと同様に
処理できる。ＧＳＭチャネルも同様に処理でき各チャネ
ルは、８個の呼のスロットを有する。
チャネル割当方法と共にアナログＴＤＭＡ，ＧＳＭ，Ｔ
ＤＭＡ−アナログハイブリッドシステムとＧＳＭ−アナ
ログハイブリッドシステムにも適用可能である。ＴＤＭ
Ａチャネルは、ＴＤＭＡチャネル当たり３つの通話（３
つのタイムスロットに対し１つ）が許される限り、そし
てこの３つのタイムスロットが同一のセル／セクタによ
り使用される限り、ちょうどアナログチャネルと同様に
処理できる。ＧＳＭチャネルも同様に処理でき各チャネ
ルは、８個の呼のスロットを有する。
【００２５】ＩＩ．チャネル割当 本発明の一実施例を説明するために、チャネル割当方法
は、アダプティブ，ダイナミック，アダプティブ−ダイ
ナミックを含むフレキシブルなチャネル割当方法から選
択される。ここで、まずこれらフレキシブルなチャネル
割当方法について説明する。
は、アダプティブ，ダイナミック，アダプティブ−ダイ
ナミックを含むフレキシブルなチャネル割当方法から選
択される。ここで、まずこれらフレキシブルなチャネル
割当方法について説明する。
【００２６】Ａ．アダプティブチャネル割当 アダプティブチャネル割当（ＡＣＡ）アルゴリズムは、
トラフィック負荷を予測するために既に観測されたデー
タを用いて、様々な時間間隔に亘って最適なノンレギュ
ラーチャネル割当を再計算することにより、トラフィッ
クへのチャネル割当を調整する。［これに関しては、M.
Benveniste 著の "An Optimization Model for Non-Re
gular Assignment in Wireless Communications Networ
ks", AT&T Bell Laboratories Technical Memorandum 5
4452-920601-01TM, June 1, 1992を参照のこと。］
トラフィック負荷を予測するために既に観測されたデー
タを用いて、様々な時間間隔に亘って最適なノンレギュ
ラーチャネル割当を再計算することにより、トラフィッ
クへのチャネル割当を調整する。［これに関しては、M.
Benveniste 著の "An Optimization Model for Non-Re
gular Assignment in Wireless Communications Networ
ks", AT&T Bell Laboratories Technical Memorandum 5
4452-920601-01TM, June 1, 1992を参照のこと。］
【００２７】ＡＣＡでは新たなチャネル割当は、トラフ
ィック負荷が再計算を保証するために、統計的に変化し
た時に再度計算される。連続するチャネル再割当の間の
時間間隔は、３０分から８時間の間に亘る。再割当は、
仮定した適切なテストを拒否することに等価なテストに
より開始される。再割当は、トラフィック傾向の変動に
調整するためのメカニズムを提供する。
ィック負荷が再計算を保証するために、統計的に変化し
た時に再度計算される。連続するチャネル再割当の間の
時間間隔は、３０分から８時間の間に亘る。再割当は、
仮定した適切なテストを拒否することに等価なテストに
より開始される。再割当は、トラフィック傾向の変動に
調整するためのメカニズムを提供する。
【００２８】アダプティブチャネル割当は、ランダム差
に起因するトラフィック変動に適合できない。チャネル
とセルとの関係は、連続的チャネル再割当の間のタイム
インターバル内では固定されており、これはノンレギュ
ラーチャネル割当と同様である。
に起因するトラフィック変動に適合できない。チャネル
とセルとの関係は、連続的チャネル再割当の間のタイム
インターバル内では固定されており、これはノンレギュ
ラーチャネル割当と同様である。
【００２９】Ｂ．ダイナミックチャネル割当 複数のチャネルに対し変動する需要に適合する別の方法
は、ダイナミックチャネル割当である。このダイナミッ
クチャネル割当は、チャネルとセル間の固定関係を不用
とする。より多くのユーザがサービス可能以上にチャネ
ルにアクセスできる。
は、ダイナミックチャネル割当である。このダイナミッ
クチャネル割当は、チャネルとセル間の固定関係を不用
とする。より多くのユーザがサービス可能以上にチャネ
ルにアクセスできる。
【００３０】［例えば、L.G. Anderson 著の "A Simula
tion Study of Some Dynamic Channel Assignment Algo
rithms in a High Capacity Mobile Telecommunication
s System", IEE Trans. Commun., Vol. 21, No. 11, No
vember 1973 と、R. Beck とH.Panzer 著の "Strategie
s for Handover and Dynamic Channel Allocation in M
icro-Cellular Mobile Radio Systems", Proc. IEEE Ve
hicular Technol. Conference, May 1989 と、L.J. Cim
ini, Jr., G.J. Foschini, C.-L.I 著の "Call Blockin
g Performance of Distributed Algorithms for Dynami
c Channel Allocation in Microcells", AT&T Bell Lab
oratories Technical Memorandum 11344-911003-10TM,
October 3, 1991 を参照のこと。］ ダイナミックチャ
ネル割当は、フレキシビリティが増加したために、その
アルゴリズムは、トラフィック内のランダムに導入され
た変動と傾向の変化に適応できる。
tion Study of Some Dynamic Channel Assignment Algo
rithms in a High Capacity Mobile Telecommunication
s System", IEE Trans. Commun., Vol. 21, No. 11, No
vember 1973 と、R. Beck とH.Panzer 著の "Strategie
s for Handover and Dynamic Channel Allocation in M
icro-Cellular Mobile Radio Systems", Proc. IEEE Ve
hicular Technol. Conference, May 1989 と、L.J. Cim
ini, Jr., G.J. Foschini, C.-L.I 著の "Call Blockin
g Performance of Distributed Algorithms for Dynami
c Channel Allocation in Microcells", AT&T Bell Lab
oratories Technical Memorandum 11344-911003-10TM,
October 3, 1991 を参照のこと。］ ダイナミックチャ
ネル割当は、フレキシビリティが増加したために、その
アルゴリズムは、トラフィック内のランダムに導入され
た変動と傾向の変化に適応できる。
【００３１】所定のチャネルへより多くのユーザがアク
セスすると、チャネルのアイドル時間が減少する。しか
し、全てのダイナミックチャネル割当アルゴリズムは、
通常（レギュラー）のチャネル割当に関連する容量の改
善を保証するものではない。［これに関しては、Beck a
nd Panser 著の "Strategies for Handover and Dynami
c Channel Allocation in Micro-Cellular Mobile Radi
o Systems" id.を参照のこと。］
セスすると、チャネルのアイドル時間が減少する。しか
し、全てのダイナミックチャネル割当アルゴリズムは、
通常（レギュラー）のチャネル割当に関連する容量の改
善を保証するものではない。［これに関しては、Beck a
nd Panser 著の "Strategies for Handover and Dynami
c Channel Allocation in Micro-Cellular Mobile Radi
o Systems" id.を参照のこと。］
【００３２】時間内のある時点で、チャネルに割り当て
られたユーザの数は、呼の到達と呼の終了にダイナミッ
クに依存するので、チャネル割当間の平均距離は、干渉
制御を理由として許された最低の分離距離以上となる。
再使用距離が大きくなることに起因して、容量が減少す
ることは、チャネル使用のより大きなフレキシビリティ
から生ずる潜在的な利点を打ち消してしまう。
られたユーザの数は、呼の到達と呼の終了にダイナミッ
クに依存するので、チャネル割当間の平均距離は、干渉
制御を理由として許された最低の分離距離以上となる。
再使用距離が大きくなることに起因して、容量が減少す
ることは、チャネル使用のより大きなフレキシビリティ
から生ずる潜在的な利点を打ち消してしまう。
【００３３】Ｃ．アダプティブ−ダイナミックチャネル
割当 アダプティブなチャネル割当は、通常のチャネル割当よ
りも常に効率がよいが、チャネルアクセスの制限が緩和
された時のチャネルアイドル時間の減少の利点を利用で
きない。一方ダイナミックなチャネル割当は、異なるセ
ルによるチャネル利用のフレキシビリティが可能である
が、平均的再利用距離が長くなるために容量の損失は輻
輳時に発生する。アダプティブ−ダイナミックチャネル
割当（ＡＤＣＡ）は、上記の２つのアプローチの最適な
点を組み合わせる。即ち、チャネルアイドル時間を低減
するために、アダプティブチャネル割当の一定の非劣化
性（non-inferiority） とダイナミックチャネル割当の
能力との組み合わせである。
割当 アダプティブなチャネル割当は、通常のチャネル割当よ
りも常に効率がよいが、チャネルアクセスの制限が緩和
された時のチャネルアイドル時間の減少の利点を利用で
きない。一方ダイナミックなチャネル割当は、異なるセ
ルによるチャネル利用のフレキシビリティが可能である
が、平均的再利用距離が長くなるために容量の損失は輻
輳時に発生する。アダプティブ−ダイナミックチャネル
割当（ＡＤＣＡ）は、上記の２つのアプローチの最適な
点を組み合わせる。即ち、チャネルアイドル時間を低減
するために、アダプティブチャネル割当の一定の非劣化
性（non-inferiority） とダイナミックチャネル割当の
能力との組み合わせである。
【００３４】ＡＤＣＡは、ダイナミックチャネル割当の
特殊な形態（即ち、チャネルボロイング（チャネル借
用））を用いたアダプティブチャネル割当である。従来
のチャネルボロイングにおいては、チャネルは通常のチ
ャネル割当のルールによりセルに割り当てられる。［An
derson 著の "A Simulation Study of Some Dynamic Ch
annel Assignment Algorithms in a High Capacity Mob
ile TelecommunicationsSystem", id.と、J.S. Engel a
nd M.M. Peritsky,著の "Statistically-Optimum Dynam
ic Server Assignment in Systems with Interfering S
ervers", IEEE Trans. Commun., Vol. 21, No. 11, Nov
ember 1973 を参照のこと。］
特殊な形態（即ち、チャネルボロイング（チャネル借
用））を用いたアダプティブチャネル割当である。従来
のチャネルボロイングにおいては、チャネルは通常のチ
ャネル割当のルールによりセルに割り当てられる。［An
derson 著の "A Simulation Study of Some Dynamic Ch
annel Assignment Algorithms in a High Capacity Mob
ile TelecommunicationsSystem", id.と、J.S. Engel a
nd M.M. Peritsky,著の "Statistically-Optimum Dynam
ic Server Assignment in Systems with Interfering S
ervers", IEEE Trans. Commun., Vol. 21, No. 11, Nov
ember 1973 を参照のこと。］
【００３５】セルは、割り当てられたチャネルを最初に
使おうと試みる。使えない場合には、別のチャネルにア
クセスする。そのチャネル所有権のあるセル以外のセル
により使用されているチャネルは、借用チャネルと称す
る。干渉制限が満足された場合にのみチャネルはセルに
より用いられる。
使おうと試みる。使えない場合には、別のチャネルにア
クセスする。そのチャネル所有権のあるセル以外のセル
により使用されているチャネルは、借用チャネルと称す
る。干渉制限が満足された場合にのみチャネルはセルに
より用いられる。
【００３６】ＡＤＣＡ内のチャネル借用アルゴリズム
は、通常ではないチャネル割当内の従来のチャネル借用
とは異なる。通常ではない（non-regular）割当の場合
には、それはちょうどアダプティブチャネル割当であ
る。チャネル借用のために、ＡＤＣＡは、ランダムに導
入されたトラフィック変動にチャネル容量を合わせ、同
時にまたトラフィックの傾向の変化にも合わせる。
は、通常ではないチャネル割当内の従来のチャネル借用
とは異なる。通常ではない（non-regular）割当の場合
には、それはちょうどアダプティブチャネル割当であ
る。チャネル借用のために、ＡＤＣＡは、ランダムに導
入されたトラフィック変動にチャネル容量を合わせ、同
時にまたトラフィックの傾向の変化にも合わせる。
【００３７】ＡＤＣＡアプローチの例は、M. Benvenist
eの米国特許出願第０８／４０１３８７号に記載されて
おり、同出願では、最適のノンレギュラーチャネル割当
方法により、周期的に再度決定されたアダプティブに、
ノンレギュラーチャネル割当を有するセル内の変動する
容量要件を解決するための（ダイナミックな）チャネル
借用について開示している。
eの米国特許出願第０８／４０１３８７号に記載されて
おり、同出願では、最適のノンレギュラーチャネル割当
方法により、周期的に再度決定されたアダプティブに、
ノンレギュラーチャネル割当を有するセル内の変動する
容量要件を解決するための（ダイナミックな）チャネル
借用について開示している。
【００３８】本発明の自己構成可能な方法に対する好ま
しいチャネル割当方法を構成するＡＤＣＡアルゴリズム
は、発明者M. Benveniste の米国特許出願に詳述されて
いる。前記の特許出願に開示されているように、ＡＤＣ
Ａアルゴリズムは、３つの基本的な機能、チャネル獲得
機能，チャネル解放機能，チャネル（再）割当機能の観
点から記載することができる。このチャネル獲得機能
は、呼がスタートしたとき、あるいはハンドオフされた
ときに発生する。チャネル解放機能は、アルゴリズムが
チャネルの再割当を許可したときのみ必要とされる。
しいチャネル割当方法を構成するＡＤＣＡアルゴリズム
は、発明者M. Benveniste の米国特許出願に詳述されて
いる。前記の特許出願に開示されているように、ＡＤＣ
Ａアルゴリズムは、３つの基本的な機能、チャネル獲得
機能，チャネル解放機能，チャネル（再）割当機能の観
点から記載することができる。このチャネル獲得機能
は、呼がスタートしたとき、あるいはハンドオフされた
ときに発生する。チャネル解放機能は、アルゴリズムが
チャネルの再割当を許可したときのみ必要とされる。
【００３９】このチャネルの解放機能は、セルに割り当
てられたチャネルによりサービスされた呼が終了したと
き、あるいはハンドオフされたときに、「借用された」
割り当てられてないチャネルの解放が許可され、その呼
が新たな空の割り当てられたチャネルに転送されたとき
に発生する。チャネルの（再）割当機能は、チャネルが
システム内で割り当てられ、その結果各セルあるいはセ
クタへ割り当てられたチャネルの数が規準を満たしたと
きに起きる。例えば、割り当てられたチャネルの数が、
必要とされるチャネルの数に比例し、その比率が最大の
時である。この機能はチャネル割当が（再）計算されな
ければならないときに起こる。
てられたチャネルによりサービスされた呼が終了したと
き、あるいはハンドオフされたときに、「借用された」
割り当てられてないチャネルの解放が許可され、その呼
が新たな空の割り当てられたチャネルに転送されたとき
に発生する。チャネルの（再）割当機能は、チャネルが
システム内で割り当てられ、その結果各セルあるいはセ
クタへ割り当てられたチャネルの数が規準を満たしたと
きに起きる。例えば、割り当てられたチャネルの数が、
必要とされるチャネルの数に比例し、その比率が最大の
時である。この機能はチャネル割当が（再）計算されな
ければならないときに起こる。
【００４０】全ての機能は、信号と干渉統計値を採用す
る。これらの統計値は、システムにより収集されたデー
タから予測される。最初の２つの機能により必要とされ
る他の情報は、各セルへのチャネルの割当状態でこれ
は、３番目の機能（チャネル再割当機能）により与えら
れる。
る。これらの統計値は、システムにより収集されたデー
タから予測される。最初の２つの機能により必要とされ
る他の情報は、各セルへのチャネルの割当状態でこれ
は、３番目の機能（チャネル再割当機能）により与えら
れる。
【００４１】ＩＩＩ．チャネル割当の許可可能性の条件 既存のダイナミックなチャネル割当アルゴリズム大部分
は、チャネルへの新たな呼の割当可能性は、そのチャネ
ルが隣接するセルの特定のリストのいずれか１つで用い
られているかをチェックすることにより決定される。干
渉する候補のリストは、様々な方法（リアルタイムある
いは優先度あるいは解析的モデル化）により形成され
る。
は、チャネルへの新たな呼の割当可能性は、そのチャネ
ルが隣接するセルの特定のリストのいずれか１つで用い
られているかをチェックすることにより決定される。干
渉する候補のリストは、様々な方法（リアルタイムある
いは優先度あるいは解析的モデル化）により形成され
る。
【００４２】セル／セクタ対用の共通チャネル使用の許
可のチェックは、ワイアレス通信ネットワーク内のセル
／セクタの数に等しい適合性マトリクス，スクエアマト
リクスの形成によりチェックが容易となる。マトリクス
の要素は、１または０でそれぞれセル／セクタの対が同
一チャネルを同時に使用しているか否かを表す。別法と
して、チャネル割当へのグラフ色づけアプローチが採用
されると、グラフはシステム内のセル／セクタに対応す
るノードと、一時に同一チャネルを使用することのでき
ないセル／セクタに対応するノードを接続するエッジに
より構成される。
可のチェックは、ワイアレス通信ネットワーク内のセル
／セクタの数に等しい適合性マトリクス，スクエアマト
リクスの形成によりチェックが容易となる。マトリクス
の要素は、１または０でそれぞれセル／セクタの対が同
一チャネルを同時に使用しているか否かを表す。別法と
して、チャネル割当へのグラフ色づけアプローチが採用
されると、グラフはシステム内のセル／セクタに対応す
るノードと、一時に同一チャネルを使用することのでき
ないセル／セクタに対応するノードを接続するエッジに
より構成される。
【００４３】いずれの表示においても既存のアルゴリズ
ムは、同一チャネルを同時に使用することのあるセル／
セクタの集合体を見つけだすために対方式の許可に依存
している。これらの許可は、他のセル／セクタに関する
情報を必要とせずに得られるので、これらの許可は必要
以上に厳格なものである。その結果は、共通チャネルユ
ーザの沢山の可能性のある組み合わせが除外されている
ので、準最適（必ずしも最適ではない）である。
ムは、同一チャネルを同時に使用することのあるセル／
セクタの集合体を見つけだすために対方式の許可に依存
している。これらの許可は、他のセル／セクタに関する
情報を必要とせずに得られるので、これらの許可は必要
以上に厳格なものである。その結果は、共通チャネルユ
ーザの沢山の可能性のある組み合わせが除外されている
ので、準最適（必ずしも最適ではない）である。
【００４４】例えば、図２のセルＡとＡ′の例について
考えてみる。一方が再使用係数Ｎ＝７を適用する際に用
いられた仮定と条件に基づいてチャネルの同時使用の対
方式の許可を得たと仮定する（即ち、６人の他の共通ユ
ーザが、図２の点で示される問題となっている対と同一
距離にいるものと仮定する）、するとこれらの２個のセ
ルは、同一チャネルを使用する許可は得られない。しか
し、同一チャネルを使用する近隣の他のセルが存在しな
いような場合には、セルＡとＡ′による共通チャネル使
用は許可される。
考えてみる。一方が再使用係数Ｎ＝７を適用する際に用
いられた仮定と条件に基づいてチャネルの同時使用の対
方式の許可を得たと仮定する（即ち、６人の他の共通ユ
ーザが、図２の点で示される問題となっている対と同一
距離にいるものと仮定する）、するとこれらの２個のセ
ルは、同一チャネルを使用する許可は得られない。しか
し、同一チャネルを使用する近隣の他のセルが存在しな
いような場合には、セルＡとＡ′による共通チャネル使
用は許可される。
【００４５】したがって新たなチャネル割当の許可の新
規のテスト方法は、チャネル使用は問題となっているセ
ル／セクタの干渉近傍内の全てのセル／セクタ内で考慮
されるというものである。前掲の Benveniste-5 と Ben
veniste-6 の米国特許出願に記載された例を用いてこの
アプローチを以下に説明する。
規のテスト方法は、チャネル使用は問題となっているセ
ル／セクタの干渉近傍内の全てのセル／セクタ内で考慮
されるというものである。前掲の Benveniste-5 と Ben
veniste-6 の米国特許出願に記載された例を用いてこの
アプローチを以下に説明する。
【００４６】所定のチャネルが、セル／セクタの集合体
Ｃにより同時に使用され得る場合をチェックするのは望
ましいとすると、この条件は次のように表すことができ
る。
Ｃにより同時に使用され得る場合をチェックするのは望
ましいとすると、この条件は次のように表すことができ
る。
【数１】
【００４７】上記の式を等価の決定論的な不等式として
書き換えるためには、信号対干渉比の確率分布を知る必
要がある。Ｙをデシベルで表されたこの比率の値とする
と、次式のようになる。
書き換えるためには、信号対干渉比の確率分布を知る必
要がある。Ｙをデシベルで表されたこの比率の値とする
と、次式のようになる。
【数２】
【００４８】別の処理を行いＹが正規分布しているもの
と仮定する。μY とσY 2はそれぞれＹの平均と分散と
し、Ｒをデシベルで表された信号対干渉比のしきい値Ｔ
とすると、式（III−１）は、次式で表される。
と仮定する。μY とσY 2はそれぞれＹの平均と分散と
し、Ｒをデシベルで表された信号対干渉比のしきい値Ｔ
とすると、式（III−１）は、次式で表される。
【数３】 ｚは、正規確率変数である。等価決定論的定数は、次の
ようになる。
ようになる。
【数４】 ここで、ｚαは、正規確率変数のα分位である。
【００４９】μY とσY の値は、セットＣの構成に依存
する。この例では全てのアンテナフェースの信号は、デ
シベルで表すと正規分布確率変数に依存し、セルｊ内の
累積干渉も正規分布しているという仮定を用いて計算さ
れる。
する。この例では全てのアンテナフェースの信号は、デ
シベルで表すと正規分布確率変数に依存し、セルｊ内の
累積干渉も正規分布しているという仮定を用いて計算さ
れる。
【数５】 μL がセルｊ内の累積干渉Ｌのデシベルで表された平均
であるとすると、σL 2はＬの分散で、μP はセルｊ内の
パワー信号Ｐのデシベルで表された平均で、σP 2はＰの
分散であり、するとＹの平均と分散は次式で表される。
であるとすると、σL 2はＬの分散で、μP はセルｊ内の
パワー信号Ｐのデシベルで表された平均で、σP 2はＰの
分散であり、するとＹの平均と分散は次式で表される。
【数６】
【００５０】μP とσP 2は、解析モデルから計算される
かあるいは経験データに基づいて予測される。この経験
データは、セクションＣに示すようなシステムの運用時
に集められる。μL ，σL 2，ｃｏｖ（Ｐ，Ｌ）は、セッ
トＣの構成により変動するがパワーサミングプロセジャ
ー（power-summing procedure） によるサブプログラム
ソリューションアルゴリズムの各ステップで計算され
る。このパワーサミング計算で採用される統計的パラメ
ータは、解析モデルから計算されるか、あるいはシステ
ムの動作時に蓄積された経験的データに基づいて予測さ
れる。別のテスト方法が、ワイアレス接続の品質の規準
として、ビットエラーレートを採用するのと同様な方法
により得られる。
かあるいは経験データに基づいて予測される。この経験
データは、セクションＣに示すようなシステムの運用時
に集められる。μL ，σL 2，ｃｏｖ（Ｐ，Ｌ）は、セッ
トＣの構成により変動するがパワーサミングプロセジャ
ー（power-summing procedure） によるサブプログラム
ソリューションアルゴリズムの各ステップで計算され
る。このパワーサミング計算で採用される統計的パラメ
ータは、解析モデルから計算されるか、あるいはシステ
ムの動作時に蓄積された経験的データに基づいて予測さ
れる。別のテスト方法が、ワイアレス接続の品質の規準
として、ビットエラーレートを採用するのと同様な方法
により得られる。
【００５１】ＩＶ．自己構成可能なワイアレスシステム
の説明 本発明の自己構成可能なワイアレスシステムは、ワイア
レスシステムのアーキテクチャを変更することなく実現
できる。本発明の実現は、ソフトウェアの追加と、既存
のソフトウェアに対する修正とセルサイトにおける無線
の追加を組み合わせることにより実行でき、それにより
信号強度と干渉の測定が可能となる。
の説明 本発明の自己構成可能なワイアレスシステムは、ワイア
レスシステムのアーキテクチャを変更することなく実現
できる。本発明の実現は、ソフトウェアの追加と、既存
のソフトウェアに対する修正とセルサイトにおける無線
の追加を組み合わせることにより実行でき、それにより
信号強度と干渉の測定が可能となる。
【００５２】本発明の機能を既存システムを維持しつつ
アーキテクチャに組み込むことにより、本発明の自己構
成方法を組み込んだシステムは、現在のモードと自己構
成可能なモードの間を切り換える機能を保持できる。こ
のような切り換えが必要な場合、あるいは望ましい場合
には、切り換える機能を持つことができる。本発明によ
るワイアレスシステムの変更を理解するために、既存の
ワイアレスシステムの例をまず簡単に説明する。
アーキテクチャに組み込むことにより、本発明の自己構
成方法を組み込んだシステムは、現在のモードと自己構
成可能なモードの間を切り換える機能を保持できる。こ
のような切り換えが必要な場合、あるいは望ましい場合
には、切り換える機能を持つことができる。本発明によ
るワイアレスシステムの変更を理解するために、既存の
ワイアレスシステムの例をまず簡単に説明する。
【００５３】Ａ．現在のシステム構成 一般的なセルラシステムを図３のブロックに示す。複数
の移動交換センタ（ＭＳＣ）２０２，２０３は、移動無
線電話システムを公衆交換電話網ネットワーク２０１
（ＰＳＴＮ）に接続している。ＭＳＣの切り換えは、セ
ルカバレッジ領域にサービスを提供している複数の基地
局（ＢＳ）２１０を接続している。図に示された各カバ
レッジ領域は、実際のシステムのいびつな境界を有する
よう示されている。各ＢＳは、無線送信／受信装置とセ
ルカバレッジ領域内の携帯電話機２５０にサービスする
アンテナとを有する。
の移動交換センタ（ＭＳＣ）２０２，２０３は、移動無
線電話システムを公衆交換電話網ネットワーク２０１
（ＰＳＴＮ）に接続している。ＭＳＣの切り換えは、セ
ルカバレッジ領域にサービスを提供している複数の基地
局（ＢＳ）２１０を接続している。図に示された各カバ
レッジ領域は、実際のシステムのいびつな境界を有する
よう示されている。各ＢＳは、無線送信／受信装置とセ
ルカバレッジ領域内の携帯電話機２５０にサービスする
アンテナとを有する。
【００５４】図４に、移動交換センタの主要な機能要素
を示している。同図から分かるように、呼処理とチャネ
ル割当プロセスの制御装置が移動交換センタ（ＭＳＣ）
３０１内に配置されている。このＭＳＣ３０１は、トー
クンリングアーキテクチャでもってインタプロセスメッ
セージ交換機（ＩＭＳ）３０２にリンク接続された数個
のプロセッサを内蔵する。チャネル割当は、音声チャネ
ル管理（Voice Channel Administration（ＶＣＡ））モ
ジュール内の実行セルラプロセッサ（ＥＣＰ）３０３に
より行われる。固定チャネル割当と単純なダイナミック
チャネル割当アルゴリズムは、このＶＣＡモジュール内
で通常得られる。
を示している。同図から分かるように、呼処理とチャネ
ル割当プロセスの制御装置が移動交換センタ（ＭＳＣ）
３０１内に配置されている。このＭＳＣ３０１は、トー
クンリングアーキテクチャでもってインタプロセスメッ
セージ交換機（ＩＭＳ）３０２にリンク接続された数個
のプロセッサを内蔵する。チャネル割当は、音声チャネ
ル管理（Voice Channel Administration（ＶＣＡ））モ
ジュール内の実行セルラプロセッサ（ＥＣＰ）３０３に
より行われる。固定チャネル割当と単純なダイナミック
チャネル割当アルゴリズムは、このＶＣＡモジュール内
で通常得られる。
【００５５】システムの動作が開始すると、ＶＣＡはデ
ータベースから全てのセル／セクタに特定されたチャネ
ル割当を読み出す。ＶＣＡは、セル／セクタに利用可能
な音声チャネルの記録を保存し、システムの動作中にビ
ジィ／アイドル状態を記録する。サービスが要求される
と、利用可能な「トランクハント」アルゴリズムの１つ
が行われた後、アイドル（空）チャネルが選択される。
ダイナミックチャネル割当（Dynamic Channel Assignme
nt（ＤＣＡ））が採用されると、ＶＤＡはＤＣＡアルゴ
リズムによりアクセス可能なチャネルをマークし、チャ
ネルのＤＣＡ−イネーブル／ディスエーブル状態（即
ち、ＤＣＡチャネルが干渉状態の隣接セル内でビジィか
否か）の記録を保持する。ＤＣＡチャネルが選択される
と、隣接セル内でそれはＤＣＡ−ディスエーブルとマー
クされる。
ータベースから全てのセル／セクタに特定されたチャネ
ル割当を読み出す。ＶＣＡは、セル／セクタに利用可能
な音声チャネルの記録を保存し、システムの動作中にビ
ジィ／アイドル状態を記録する。サービスが要求される
と、利用可能な「トランクハント」アルゴリズムの１つ
が行われた後、アイドル（空）チャネルが選択される。
ダイナミックチャネル割当（Dynamic Channel Assignme
nt（ＤＣＡ））が採用されると、ＶＤＡはＤＣＡアルゴ
リズムによりアクセス可能なチャネルをマークし、チャ
ネルのＤＣＡ−イネーブル／ディスエーブル状態（即
ち、ＤＣＡチャネルが干渉状態の隣接セル内でビジィか
否か）の記録を保持する。ＤＣＡチャネルが選択される
と、隣接セル内でそれはＤＣＡ−ディスエーブルとマー
クされる。
【００５６】ＥＣＰが、サービス尺度の集合体を含むＯ
Ａ＆Ｍ機能を実現できる。例えば、オファされた呼の
数、呼のハンドオフリクエスト、ブロックされた呼、ド
ロップされた呼は、セルサイトにより記録され、そして
ＥＣＰに周期的にアップロードされる。より高速のプロ
セッサオペレーションマネージメントプラットフォーム
（ＯＭＰ）３０５は、ＥＣＰに隣接して配置され、ＯＡ
＆Ｍ機能でもってＥＣＰをアシストする。このＯＭＰ
は、サービス尺度の集合体を完全に実行する。
Ａ＆Ｍ機能を実現できる。例えば、オファされた呼の
数、呼のハンドオフリクエスト、ブロックされた呼、ド
ロップされた呼は、セルサイトにより記録され、そして
ＥＣＰに周期的にアップロードされる。より高速のプロ
セッサオペレーションマネージメントプラットフォーム
（ＯＭＰ）３０５は、ＥＣＰに隣接して配置され、ＯＡ
＆Ｍ機能でもってＥＣＰをアシストする。このＯＭＰ
は、サービス尺度の集合体を完全に実行する。
【００５７】Ｂ．自己構成可能なシステム構成 本発明の自己構成可能なワイアレスシステムでは、チャ
ネル割当は、実施例では中央制御される。別の実施例で
は本発明の方法に対するチャネル割当は、分散制御され
る。このような分散制御のアルゴリズムは、全ての基地
局で情報を中央部で交換するようにしている。図５に示
すようなマルチＭＳＣシステムにおいては、チャネル割
当機能は２段階の階層アーキテクチャで実現される。同
図に示すように、ＭＳＣ例えばマスタＭＳＣ４０１は、
全体システムのチャネル割当を計算するよう動作する。
残りの機能、例えばトラフィック負荷信号干渉統計予測
値等は、ＭＳＣ４０２，４０３，４０４により制御され
る（マスタＭＳＣもまたそれ自身のサービス領域を有す
る）。
ネル割当は、実施例では中央制御される。別の実施例で
は本発明の方法に対するチャネル割当は、分散制御され
る。このような分散制御のアルゴリズムは、全ての基地
局で情報を中央部で交換するようにしている。図５に示
すようなマルチＭＳＣシステムにおいては、チャネル割
当機能は２段階の階層アーキテクチャで実現される。同
図に示すように、ＭＳＣ例えばマスタＭＳＣ４０１は、
全体システムのチャネル割当を計算するよう動作する。
残りの機能、例えばトラフィック負荷信号干渉統計予測
値等は、ＭＳＣ４０２，４０３，４０４により制御され
る（マスタＭＳＣもまたそれ自身のサービス領域を有す
る）。
【００５８】マスタＭＳＣと通常のＭＳＣとセルサイト
との間の機能的な関係を図６に示す。ＭＳＣ内では、本
発明により実行される新たな機能は、ＥＰＣとＯＭＰに
より共有され、新たなデータ収集機能は、セルサイトで
実行される。本発明のシステムの機能とその内部関係
は、図７−９のフローチャートでもって記載している。
との間の機能的な関係を図６に示す。ＭＳＣ内では、本
発明により実行される新たな機能は、ＥＰＣとＯＭＰに
より共有され、新たなデータ収集機能は、セルサイトで
実行される。本発明のシステムの機能とその内部関係
は、図７−９のフローチャートでもって記載している。
【００５９】（１）ＥＤＰ ＥＣＰにおいては、ＶＣＡは本明細書に記載したような
修正的特徴と付属的な特徴でもって動作する。基本的な
変更点は、無線チャネルと音声チャネルとの間の１対１
の対応がなくなることである。各セル／セクタは、セル
サイトの無線の数よりも多くのチャネルにアクセスする
ことがある。チャネル−無線周波数の要求が受信される
と、ＶＣＡは音声チャネルと無線周波数の両方を選択
し、セルサイトに対しこの選択されたチャネルに選択さ
れた無線を調整するよう支持する。この無線周波数の選
択手順は、変わらないがＶＣＡによる音声チャネル選択
は、本発明のシステムでは、修正される。
修正的特徴と付属的な特徴でもって動作する。基本的な
変更点は、無線チャネルと音声チャネルとの間の１対１
の対応がなくなることである。各セル／セクタは、セル
サイトの無線の数よりも多くのチャネルにアクセスする
ことがある。チャネル−無線周波数の要求が受信される
と、ＶＣＡは音声チャネルと無線周波数の両方を選択
し、セルサイトに対しこの選択されたチャネルに選択さ
れた無線を調整するよう支持する。この無線周波数の選
択手順は、変わらないがＶＣＡによる音声チャネル選択
は、本発明のシステムでは、修正される。
【００６０】ＶＣＡはセル／セクタによりアクセス可能
なチャネルのリストを保持し（これは現行のシステムと
同じ）、そしてチャネル割当状態、即ちチャネルがセル
に割当られたかあるいは割り当てられていないかの記録
を保持する。この情報は、ＯＭＰにより供給され、新た
なチャネル割当が計算される毎に更新される。このチャ
ネル（再）割当プロセスを図９のフローチャートに示
す。セルによりアクセス可能な全てのチャネルは、ＤＣ
Ａチャネルとしてマークされる。チャネル選択とチャネ
ル解放は、チャネル獲得機能とチャネル解放機能の論理
実行の後行われる。これに関しては導入部の記載、更に
詳細には 発明者M. Benveniste（-6）の米国特許出願を
参照のこと。
なチャネルのリストを保持し（これは現行のシステムと
同じ）、そしてチャネル割当状態、即ちチャネルがセル
に割当られたかあるいは割り当てられていないかの記録
を保持する。この情報は、ＯＭＰにより供給され、新た
なチャネル割当が計算される毎に更新される。このチャ
ネル（再）割当プロセスを図９のフローチャートに示
す。セルによりアクセス可能な全てのチャネルは、ＤＣ
Ａチャネルとしてマークされる。チャネル選択とチャネ
ル解放は、チャネル獲得機能とチャネル解放機能の論理
実行の後行われる。これに関しては導入部の記載、更に
詳細には 発明者M. Benveniste（-6）の米国特許出願を
参照のこと。
【００６１】アクセス可能なＳ／Ｉ比率あるいはＢＥＲ
が、所定のチャネル割当に対し維持できるか否かを決定
するために、ＶＣＡは、各セルの各チャネルにおける全
体干渉の記録を維持する。この情報は、チャネルが獲得
されたりあるいは解放されるときに更新され、関連統計
パラメータを用いて計算される。Ｓ／Ｉ比率あるいはＢ
ＥＲの計算に必要な統計パラメータは、ＯＭＰにより供
給され各セル／セクタに対し、ＶＣＡにより記録され
る。これらのパラメータは、システム構成の変化あるい
は新たなセル／セクタが追加されたときにだけ変化す
る。信号干渉統計値を決定するプロセスは、図８のフロ
ーチャートに示してある。
が、所定のチャネル割当に対し維持できるか否かを決定
するために、ＶＣＡは、各セルの各チャネルにおける全
体干渉の記録を維持する。この情報は、チャネルが獲得
されたりあるいは解放されるときに更新され、関連統計
パラメータを用いて計算される。Ｓ／Ｉ比率あるいはＢ
ＥＲの計算に必要な統計パラメータは、ＯＭＰにより供
給され各セル／セクタに対し、ＶＣＡにより記録され
る。これらのパラメータは、システム構成の変化あるい
は新たなセル／セクタが追加されたときにだけ変化す
る。信号干渉統計値を決定するプロセスは、図８のフロ
ーチャートに示してある。
【００６２】チャネル再配置が許される場合には、ＶＣ
Ａは各呼上で実行される複数の再配置の数を維持する。
別の実施例では、ＶＣＡは各呼に対する最近のチャネル
再配置以来のタイムインターバルの記録を保持するタイ
マーを有し、その結果最低スペースが保持される。
Ａは各呼上で実行される複数の再配置の数を維持する。
別の実施例では、ＶＣＡは各呼に対する最近のチャネル
再配置以来のタイムインターバルの記録を保持するタイ
マーを有し、その結果最低スペースが保持される。
【００６３】（２）ＯＭＰ 図６に示したように、ＯＭＰ５０６は、セルサイト５０
７にある信号と干渉測定（Serving Signal and Interfe
rence Measurements（ＳＩＭＥＡＳ））モジュール５１
８からの信号と干渉の測定値を収集し、信号と干渉統計
予測（ServingSignal and Interference Statistics Es
timation（ＳＩＳＴＡＴ）） モジュール内で統計的分
布パラメータ（即ち、平均と分散と共分散）の予測値を
得る。これらのパラメータは、チャネル割当の計算のた
めと、ＶＣＡの両方により必要とされている。この信号
と干渉統計値は、まず新たなシステムの設置時に計算さ
れる。これらの統計値は、その後システムの構成が変化
した時、あるいは新たなセル／セクタが追加された時に
は、いつも再計算される。
７にある信号と干渉測定（Serving Signal and Interfe
rence Measurements（ＳＩＭＥＡＳ））モジュール５１
８からの信号と干渉の測定値を収集し、信号と干渉統計
予測（ServingSignal and Interference Statistics Es
timation（ＳＩＳＴＡＴ）） モジュール内で統計的分
布パラメータ（即ち、平均と分散と共分散）の予測値を
得る。これらのパラメータは、チャネル割当の計算のた
めと、ＶＣＡの両方により必要とされている。この信号
と干渉統計値は、まず新たなシステムの設置時に計算さ
れる。これらの統計値は、その後システムの構成が変化
した時、あるいは新たなセル／セクタが追加された時に
は、いつも再計算される。
【００６４】このＯＭＰは、セルサイト５０７のトラフ
ィック測定（Traffic Measurements（ＴＭＥＡＳ））モ
ジュール５１７からトラフィックデータを収集し、トラ
フィック負荷統計予測（Traffic Load Statistics Esti
mation（ＴＬＳＴＡ））モジュール５１４内で与えられ
た負荷を予測する。この予測値をトラフィック負荷変化
テスト（Traffic Load Change Test（ＴＬＣＴ））モジ
ュール５１５が用いて、トラフィックパターンがチャネ
ルの再割当を必要とする程度充分に変化したか否かを決
定する。このトラフィック負荷統計値の決定と、新たな
チャネル割当を計算するプロセスを図７のフローチャー
トで示す。
ィック測定（Traffic Measurements（ＴＭＥＡＳ））モ
ジュール５１７からトラフィックデータを収集し、トラ
フィック負荷統計予測（Traffic Load Statistics Esti
mation（ＴＬＳＴＡ））モジュール５１４内で与えられ
た負荷を予測する。この予測値をトラフィック負荷変化
テスト（Traffic Load Change Test（ＴＬＣＴ））モジ
ュール５１５が用いて、トラフィックパターンがチャネ
ルの再割当を必要とする程度充分に変化したか否かを決
定する。このトラフィック負荷統計値の決定と、新たな
チャネル割当を計算するプロセスを図７のフローチャー
トで示す。
【００６５】最後にマスタＯＭＰ５０４が新たなチャネ
ル割当（ＲＥＡＬＬ）モジュール５１３の計算に際し、
チャネルのセルへの割当を決定する。本発明の実施例に
おいては、このモジュールは上記のアダプティブ−ダイ
ナミックチャネル割当アルゴリズムを実行し、これに関
しては 発明者M. Benveniste（-6）の米国特許出願に詳
細に示されている。
ル割当（ＲＥＡＬＬ）モジュール５１３の計算に際し、
チャネルのセルへの割当を決定する。本発明の実施例に
おいては、このモジュールは上記のアダプティブ−ダイ
ナミックチャネル割当アルゴリズムを実行し、これに関
しては 発明者M. Benveniste（-6）の米国特許出願に詳
細に示されている。
【００６６】マルチＭＳＣシステムにおいては、最適の
結果を得るためには、全てのＭＳＣに対しチャネル割当
を計算することが望ましい。大きなシステムに対して
は、効率的なアルゴリズムが存在するために［M. Benve
niste 著の "An OptimizationModel for Non-Regular A
ssignment in Wireless Communications Networks", AT
&T Bell Laboratories Technical Memorandum 54452-92
0601-01TM, June 1, 1992を参照のこと］、１個のＯＭ
Ｐと、マスタＯＭＰと、受信トラフィックと、他のＯＭ
Ｐからのサービス信号と、干渉統計値を有し、システム
全体に対し最適なチャネル割当を計算することができ
る。
結果を得るためには、全てのＭＳＣに対しチャネル割当
を計算することが望ましい。大きなシステムに対して
は、効率的なアルゴリズムが存在するために［M. Benve
niste 著の "An OptimizationModel for Non-Regular A
ssignment in Wireless Communications Networks", AT
&T Bell Laboratories Technical Memorandum 54452-92
0601-01TM, June 1, 1992を参照のこと］、１個のＯＭ
Ｐと、マスタＯＭＰと、受信トラフィックと、他のＯＭ
Ｐからのサービス信号と、干渉統計値を有し、システム
全体に対し最適なチャネル割当を計算することができ
る。
【００６７】（３）セルサイト 本発明の自己構成可能なワイアレスシステムは、セルサ
イトの既存の機能と信号の測定値と、セルサイトで実行
される新たな機能と共に干渉測定値の収集値を利用す
る。各セルサイトは、特殊なアナログロケート無線（Lo
cate Radios）、あるいは高級デジタル無線（Enhanced
Digital Radio Units（ＥＤＲＵ））を有し、これらに
よりデジタルカラーコード認証が可能となり、近接セル
からの個々の移動体からの信号の強度を測定できる。セ
ル内のＳＩＭＥＡＳモジュールは、マスタＯＭＰ内のＲ
ＥＡＬＬモジュールと、ＥＣＰ内のＶＣＡにより用いら
れるべき統計分散パラメータを予測するために、ＯＭＰ
内のＳＩＳＴＡＴモジュールにより必要とされる信号値
を収集する。
イトの既存の機能と信号の測定値と、セルサイトで実行
される新たな機能と共に干渉測定値の収集値を利用す
る。各セルサイトは、特殊なアナログロケート無線（Lo
cate Radios）、あるいは高級デジタル無線（Enhanced
Digital Radio Units（ＥＤＲＵ））を有し、これらに
よりデジタルカラーコード認証が可能となり、近接セル
からの個々の移動体からの信号の強度を測定できる。セ
ル内のＳＩＭＥＡＳモジュールは、マスタＯＭＰ内のＲ
ＥＡＬＬモジュールと、ＥＣＰ内のＶＣＡにより用いら
れるべき統計分散パラメータを予測するために、ＯＭＰ
内のＳＩＳＴＡＴモジュールにより必要とされる信号値
を収集する。
【００６８】現在のセルサイトは、１時間毎にＥＣＰに
アップロードされるサービス測定値を収集している。本
発明のシステムにおいては、これらの測定値は、トラフ
ィック測定（Traffic Measurement（ＴＭＥＡＳ））モ
ジュール５１７内で、トラフィック関連データ（例えば
チャネル利用，ブロック率，呼ドロップ率）に変換さ
れ、これをＯＭＰのＴＬＳＴＡモジュールが用いて、各
セル／セクタの負荷を予測する。この負荷の予測値を用
いて、マスタＯＭＰのＲＥＡＬＬモジュールによりチャ
ネル割当が計算される。
アップロードされるサービス測定値を収集している。本
発明のシステムにおいては、これらの測定値は、トラフ
ィック測定（Traffic Measurement（ＴＭＥＡＳ））モ
ジュール５１７内で、トラフィック関連データ（例えば
チャネル利用，ブロック率，呼ドロップ率）に変換さ
れ、これをＯＭＰのＴＬＳＴＡモジュールが用いて、各
セル／セクタの負荷を予測する。この負荷の予測値を用
いて、マスタＯＭＰのＲＥＡＬＬモジュールによりチャ
ネル割当が計算される。
【００６９】Ｃ．統計的パラメータ予測 所定のチャネル割当の許可には、移動体と基地局の受信
器において、許可の限界が決定論的あるいは確率論的な
ステートメントとして扱われるか否かにかかわらず、サ
ービス信号と干渉信号の知識が必要である。本発明の方
法においては、必要なパラメータは、システムの正常な
動作との間、そしてそれとの干渉なしに基地局で行われ
る測定値から得られる。これらは、共通チャネルの使用
の可能性がチェックされるような呼に対するサービス信
号と干渉信号のリアルタイムの測定値ではない。
器において、許可の限界が決定論的あるいは確率論的な
ステートメントとして扱われるか否かにかかわらず、サ
ービス信号と干渉信号の知識が必要である。本発明の方
法においては、必要なパラメータは、システムの正常な
動作との間、そしてそれとの干渉なしに基地局で行われ
る測定値から得られる。これらは、共通チャネルの使用
の可能性がチェックされるような呼に対するサービス信
号と干渉信号のリアルタイムの測定値ではない。
【００７０】この測定値は、より多くの測定値からのサ
ンプルとして機能し、パラメータの予測値として用いら
れる。そのためこれらは、選択的に収集され一旦充分な
サンプルのサンプル量が収集された場合には、信号強度
測定は中止され、新たなセル／セクタが負荷されたとき
あるいはシステムの構成パラメータが修正された時のみ
再び再開される。システムの変更は局部的な影響しか持
たないために、システムの変更のごく近傍のパラメータ
のサブセットのみを再度予測する必要がある。
ンプルとして機能し、パラメータの予測値として用いら
れる。そのためこれらは、選択的に収集され一旦充分な
サンプルのサンプル量が収集された場合には、信号強度
測定は中止され、新たなセル／セクタが負荷されたとき
あるいはシステムの構成パラメータが修正された時のみ
再び再開される。システムの変更は局部的な影響しか持
たないために、システムの変更のごく近傍のパラメータ
のサブセットのみを再度予測する必要がある。
【００７１】セクションＩＩＩでは、チャネル割当の候
補の可能性のテストの例を示している。前のセクション
では、正常動作の間サービス信号と干渉信号の測定値を
収集することのできるワイアレスシステムの構成例を記
載した。しかしこのセクションでは、必要な統計パラメ
ータは、収集された信号強度測定値からいかに得るかを
説明する。
補の可能性のテストの例を示している。前のセクション
では、正常動作の間サービス信号と干渉信号の測定値を
収集することのできるワイアレスシステムの構成例を記
載した。しかしこのセクションでは、必要な統計パラメ
ータは、収集された信号強度測定値からいかに得るかを
説明する。
【００７２】ここでは予測されるべきパラメータの例を
考える。 μj 論理セルｊ内のサービス信号の平均 σj 2 論理セルｊのサービス信号の分散 μij 論理セルｉから論理セルｊへの干渉信号の平均 σij 2 論理セルｉから論理セルｊへの干渉信号の分散 covikj 論理セルｉとｋから論理セルｊへの干渉信号の
共分散
考える。 μj 論理セルｊ内のサービス信号の平均 σj 2 論理セルｊのサービス信号の分散 μij 論理セルｉから論理セルｊへの干渉信号の平均 σij 2 論理セルｉから論理セルｊへの干渉信号の分散 covikj 論理セルｉとｋから論理セルｊへの干渉信号の
共分散
【００７３】アップリンク（移動体から基地局へ）ある
いはダウリンク（基地局から移動体へ）のいずれかで測
定された信号を用いて両方向のパラメータの予測を得
る。ただし、適切なパワースケーリングが信号を正規化
するために行われる。以下の議論においては、単純化の
ためおよび一般性を失うことなく全ての信号は、アップ
リンクで、デシベルで測定され、正規化されたものとす
る。
いはダウリンク（基地局から移動体へ）のいずれかで測
定された信号を用いて両方向のパラメータの予測を得
る。ただし、適切なパワースケーリングが信号を正規化
するために行われる。以下の議論においては、単純化の
ためおよび一般性を失うことなく全ての信号は、アップ
リンクで、デシベルで測定され、正規化されたものとす
る。
【００７４】更に以下の信号は、上記のパラメータの予
測で得られるものとする。セルｊによりサービスされる
移動体から受信した信号のｎ番目の測定値は、Ｄ
Ｓj (n)，ｎ＝１，…，Ｎとし、セルｉによりサービスさ
れた移動体からのセルｊで受信された信号は、ＤＩij
(n)，ｎ＝１，…，Ｎとする。以下の式は、アップリン
クパラメータを予測するために用いたものである。
測で得られるものとする。セルｊによりサービスされる
移動体から受信した信号のｎ番目の測定値は、Ｄ
Ｓj (n)，ｎ＝１，…，Ｎとし、セルｉによりサービスさ
れた移動体からのセルｊで受信された信号は、ＤＩij
(n)，ｎ＝１，…，Ｎとする。以下の式は、アップリン
クパラメータを予測するために用いたものである。
【数７】
【００７５】同一の式が、ダウンリンクのパラメータに
も適用可能であり、これによりダウンリンクの測定値を
用いることができる。アップリンクの測定値を用いる
と、アップリンクの信号とダウンリンクの信号との間の
関係を示せば充分である。信号ｑのアップリンクの測定
値とダウンリンクの測定値をそれぞれｕ（ｑ）とｄ
（ｑ）で示すとその関係は次のようになる。
も適用可能であり、これによりダウンリンクの測定値を
用いることができる。アップリンクの測定値を用いる
と、アップリンクの信号とダウンリンクの信号との間の
関係を示せば充分である。信号ｑのアップリンクの測定
値とダウンリンクの測定値をそれぞれｕ（ｑ）とｄ
（ｑ）で示すとその関係は次のようになる。
【数８】
【００７６】（１）計算上の考慮事項 以下の関係は、一部のパラメータの再計算を回避するた
めに、ショートカットとして用いることができる。
めに、ショートカットとして用いることができる。
【数９】
【００７７】２つの論理セルの信号と第３の論理セルの
信号との干渉のダウンリンクの共分散と、アップリンク
の共分散との間には単純な関係は存在しない。そのため
両方共計算する必要がある。必要な統計パラメータの予
測には、全てのサンプルデータのメモリ内への記憶を必
要とはしない。以下の統計値を保持するだけで充分であ
る。
信号との干渉のダウンリンクの共分散と、アップリンク
の共分散との間には単純な関係は存在しない。そのため
両方共計算する必要がある。必要な統計パラメータの予
測には、全てのサンプルデータのメモリ内への記憶を必
要とはしない。以下の統計値を保持するだけで充分であ
る。
【数１０】
【００７８】新たな測定が完了すると、単純な乗算およ
び／または加算を実行して関連統計値を更新する。この
測定値は、その後廃棄する。最後に干渉パラメータは、
セルの全ての可能性ある組み合わせに対し、予測する必
要はない。これらのパラメータは、各セルの干渉近傍内
のセルに対してのみ予測されるものである。
び／または加算を実行して関連統計値を更新する。この
測定値は、その後廃棄する。最後に干渉パラメータは、
セルの全ての可能性ある組み合わせに対し、予測する必
要はない。これらのパラメータは、各セルの干渉近傍内
のセルに対してのみ予測されるものである。
【００７９】Ｄ．システム初期化条件 本発明の自己構成可能なワイアレスシステムは、それ自
身のチャネル割当を実行し、正規の動作時の必要なデー
タを収集する。システムが立ち上がり動き出すまでは、
スタート時に得られるデータは存在しない。入力データ
の単純な組み合わせだけでその目的のためには充分であ
る。そのデータは、同一のチャネルを同時に使用するこ
とのないセル／セクタの対からなる。
身のチャネル割当を実行し、正規の動作時の必要なデー
タを収集する。システムが立ち上がり動き出すまでは、
スタート時に得られるデータは存在しない。入力データ
の単純な組み合わせだけでその目的のためには充分であ
る。そのデータは、同一のチャネルを同時に使用するこ
とのないセル／セクタの対からなる。
【００８０】上記したようにＶＣＡは以下のデータを必
要とする。即ち、各セル内のチャネルの割当状態と、サ
ービス信号と干渉信号の統計値であり、これによりチャ
ネルを選択する前にチャネルＳ／ＩまたはＢＥＲが特定
の要件に適合するか否かを決定する。チャネルの割当状
態は、システムの効率的な動作に必要なものであるが、
ＶＣＡの実行のためには必ずしも必要なものではなく、
そのためにシステムのスタート時には省くことができ
る。かくして全てのチャネルは、最初は「割当なし」状
態とされる。そしてシステムが動き出すと、チャネル割
当の計算のために必要なデータを蓄積する。
要とする。即ち、各セル内のチャネルの割当状態と、サ
ービス信号と干渉信号の統計値であり、これによりチャ
ネルを選択する前にチャネルＳ／ＩまたはＢＥＲが特定
の要件に適合するか否かを決定する。チャネルの割当状
態は、システムの効率的な動作に必要なものであるが、
ＶＣＡの実行のためには必ずしも必要なものではなく、
そのためにシステムのスタート時には省くことができ
る。かくして全てのチャネルは、最初は「割当なし」状
態とされる。そしてシステムが動き出すと、チャネル割
当の計算のために必要なデータを蓄積する。
【００８１】一方、チャネルＳ／ＩまたはＢＥＲの決定
には、サービス信号と干渉統計値に関するデータを必要
とし、これらのデータはシステムが立ち上がりしばらく
の間は得られない。しかし、同一チャネルを同時に使用
することのないというセル／セクタ対の知識は、Ｓ／Ｉ
またはＢＥＲの要件の適合性およびシステムを運行する
のには充分である。改善されたデータはシステムの動作
と共に蓄積される。必要な初期データは、オペレータに
より供給することもできる。別法としてこのデータは、
その基地局無線が他の基地局からの信号を受信すること
ができるようなシステムにより自律的に収集することも
できる。
には、サービス信号と干渉統計値に関するデータを必要
とし、これらのデータはシステムが立ち上がりしばらく
の間は得られない。しかし、同一チャネルを同時に使用
することのないというセル／セクタ対の知識は、Ｓ／Ｉ
またはＢＥＲの要件の適合性およびシステムを運行する
のには充分である。改善されたデータはシステムの動作
と共に蓄積される。必要な初期データは、オペレータに
より供給することもできる。別法としてこのデータは、
その基地局無線が他の基地局からの信号を受信すること
ができるようなシステムにより自律的に収集することも
できる。
【００８２】Ｅ．チャネル割当アルゴリズム 本発明の一実施例においては、チャネル割当アルゴリズ
ムは、本発明の方法により実行され、これは上記のアダ
プティブ−ダイナミックチャネルアルゴリズムから選択
され、そしてこれに関しては 発明者M. Benveniste（-
6）の米国特許出願に詳述している。ＡＤＣＡアルゴリ
ズムは、以下の目的を達成するものである。このＡＤＣ
Ａは、通常の固定チャネル割当よりも常に性能が良く充
分にトラッフィクの変動に適応できるものである。その
ため変動する分散のトラフィック負荷に適合するのに必
要なセルサイトの数を最小にできる。
ムは、本発明の方法により実行され、これは上記のアダ
プティブ−ダイナミックチャネルアルゴリズムから選択
され、そしてこれに関しては 発明者M. Benveniste（-
6）の米国特許出願に詳述している。ＡＤＣＡアルゴリ
ズムは、以下の目的を達成するものである。このＡＤＣ
Ａは、通常の固定チャネル割当よりも常に性能が良く充
分にトラッフィクの変動に適応できるものである。その
ため変動する分散のトラフィック負荷に適合するのに必
要なセルサイトの数を最小にできる。
【００８３】チャネル再配置は、徐々に行わなければな
らないということを考えると、ＡＤＣＡはこのようなチ
ャネル再配置を実行できるが、必ずしもそれに頼るもの
ではない。［チャネル再配置の考慮点に対する議論に対
しては、発明者Benveniste（-6）の米国特許出願を参照
のこと。］更にまたチャネル割当アルゴリズムは、その
目的を達成するために他のメカニズムを用いる。チャネ
ルをセルに割り当て、その際にこの割り当てられたチャ
ネルに対し、優先度を付与するようなノンレギュラーの
チャネル割当は、呼が最も発生しそうなチャネルを配置
する。チャネル借用は、提案されたトラフィック分散と
実現されたトラフィック分散との間に存在するいかなる
差も修正することにより、チャネルの展開に微細に調整
する。
らないということを考えると、ＡＤＣＡはこのようなチ
ャネル再配置を実行できるが、必ずしもそれに頼るもの
ではない。［チャネル再配置の考慮点に対する議論に対
しては、発明者Benveniste（-6）の米国特許出願を参照
のこと。］更にまたチャネル割当アルゴリズムは、その
目的を達成するために他のメカニズムを用いる。チャネ
ルをセルに割り当て、その際にこの割り当てられたチャ
ネルに対し、優先度を付与するようなノンレギュラーの
チャネル割当は、呼が最も発生しそうなチャネルを配置
する。チャネル借用は、提案されたトラフィック分散と
実現されたトラフィック分散との間に存在するいかなる
差も修正することにより、チャネルの展開に微細に調整
する。
【００８４】チャネル再割当ステップは、アルゴリズム
の性能に対して重要な役目をし、そしてバイパスするこ
とはできない。呼がありそうなチャネルを配置し、最短
の実現された再使用距離を達成することにより、容量を
最大化する。この実現された再使用距離は、同一チャネ
ル上の実際の複数の呼の間の距離である。
の性能に対して重要な役目をし、そしてバイパスするこ
とはできない。呼がありそうなチャネルを配置し、最短
の実現された再使用距離を達成することにより、容量を
最大化する。この実現された再使用距離は、同一チャネ
ル上の実際の複数の呼の間の距離である。
【００８５】しかし、ＡＤＣＡアルゴリズムを本発明の
自己構成可能な方法とともに実行することにより、沢山
の利点を与えることができるが他のチャネル割当アルゴ
リズムを本発明と共に用いることもできる。例えばノン
レギュラー（通常でない）の代わりに通常チャネル割当
（regular）を用いると、（［例えば、L.G. Anderson著
の "A Simulation Study of Some Dynamic Channel Ass
ignment Algorithmsin a High Capacity Mobile Teleco
mmunications System", IEE Trans. Commun., Vol. 21,
No. 11, November 1973 と、J.S. Engel と M.M. Peri
tsky 著の "Statistically-Optimum Dynamic Server As
signment in Systems with Interfering Servers", IEE
E Trans. Commun., Vol. 21, No. 11, November 1973］
を参照のこと）実現された再利用距離は、計画された
再利用距離を超えてしまうので、容量は低くなる。
自己構成可能な方法とともに実行することにより、沢山
の利点を与えることができるが他のチャネル割当アルゴ
リズムを本発明と共に用いることもできる。例えばノン
レギュラー（通常でない）の代わりに通常チャネル割当
（regular）を用いると、（［例えば、L.G. Anderson著
の "A Simulation Study of Some Dynamic Channel Ass
ignment Algorithmsin a High Capacity Mobile Teleco
mmunications System", IEE Trans. Commun., Vol. 21,
No. 11, November 1973 と、J.S. Engel と M.M. Peri
tsky 著の "Statistically-Optimum Dynamic Server As
signment in Systems with Interfering Servers", IEE
E Trans. Commun., Vol. 21, No. 11, November 1973］
を参照のこと）実現された再利用距離は、計画された
再利用距離を超えてしまうので、容量は低くなる。
【００８６】この計画された再利用距離とは、同一チャ
ネルが割り当てられた複数のセル間の距離である。通常
チャネル割当は、計画された再使用距離を最小にする特
徴点を有するが、トラフィックが均一に分散する場合に
は、実現された再使用距離は、最小のものとなる。ある
いはより大きな再使用距離が実現されることになる。
ネルが割り当てられた複数のセル間の距離である。通常
チャネル割当は、計画された再使用距離を最小にする特
徴点を有するが、トラフィックが均一に分散する場合に
は、実現された再使用距離は、最小のものとなる。ある
いはより大きな再使用距離が実現されることになる。
【００８７】
Ｖ．結論 以上述べたように、上記にワイアレス通信システムの本
発明の自己構成可能なシステムと方法が示された。この
チャネル割り当ては、新たなシステムの設置を進めるよ
うな、あるいはそのシステムを拡張することをもはや必
要とはしない。本発明のシステムの実現は、現在の技術
およびエアインタフェースの標準の機能内で実現可能で
ある。既存のワイアレスシステムのアーキテクチャは、
必要によっては、現在の手動モードおよび本発明の自己
構成可能なモードとの間で必要によっては切り換えるこ
とができるようにしてそのまま維持できる。
発明の自己構成可能なシステムと方法が示された。この
チャネル割り当ては、新たなシステムの設置を進めるよ
うな、あるいはそのシステムを拡張することをもはや必
要とはしない。本発明のシステムの実現は、現在の技術
およびエアインタフェースの標準の機能内で実現可能で
ある。既存のワイアレスシステムのアーキテクチャは、
必要によっては、現在の手動モードおよび本発明の自己
構成可能なモードとの間で必要によっては切り換えるこ
とができるようにしてそのまま維持できる。
【００８８】本発明はアナログシステムの周波数割当を
例に説明したが、本発明の方法とシステムは、ＣＤＭＡ
システムの符号割当およびＴＤＭＡシステムのタイムス
ロット割当にも適用でき、さらにＧＳＭシステムにも適
用できる。さらにまたこれら複数の既存のシステムを組
み合わせたものにも適用できる。本発明の方法は、マイ
クロセルラシステムにも適用可能である。
例に説明したが、本発明の方法とシステムは、ＣＤＭＡ
システムの符号割当およびＴＤＭＡシステムのタイムス
ロット割当にも適用でき、さらにＧＳＭシステムにも適
用できる。さらにまたこれら複数の既存のシステムを組
み合わせたものにも適用できる。本発明の方法は、マイ
クロセルラシステムにも適用可能である。
【図１】ワイアレス／セルラ無線電話システムの規則的
セル領域のレイアウトを表す図
セル領域のレイアウトを表す図
【図２】チャネル割当が可能なセル領域系を表す図
【図３】ワイアレス／セルラ無線電話システムのブロッ
ク図
ク図
【図４】ワイアレス／セルラ無線電話システムの移動交
換センタのブロック図
換センタのブロック図
【図５】本発明の方法により構成された複数の移動交換
センタを表す図
センタを表す図
【図６】本発明による移動交換センタにサービスするマ
スタの機能を表す図
スタの機能を表す図
【図７】本発明により実行されるトラフィックデータ収
集方法のフローチャート図
集方法のフローチャート図
【図８】本発明により実行される信号と干渉データ収集
方法のフローチャート図
方法のフローチャート図
【図９】本発明による実行されるチャネル（再）割当方
法のフローチャート図
法のフローチャート図
１０２，１０４ アンテナ ２０１ 公衆交換電話網ネットワーク（ＰＳＴＮ） ２０２，２０３ 移動交換センタ（ＭＳＣ） ２１０ 基地局（ＢＳ） ２５０ 携帯電話機 ３０１ 移動交換センタ（ＭＳＣ） ３０２ インタプロセスメッセージ交換機（ＩＭＳ） ３０３ 実行セルラプロセッサ（ＥＣＰ） ３０５ オペレーションマネージメントプラットフォー
ム（ＯＭＰ） ４０１ マスタ移動交換センタ ４０２，４０３，４０４ 移動交換センタ
ム（ＯＭＰ） ４０１ マスタ移動交換センタ ４０２，４０３，４０４ 移動交換センタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊ ｅｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (56)参考文献 特開 平４−10819（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−67172（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04Q 7/00 - 7/38
Claims (19)
- 【請求項１】 複数のセルに分割されたサービス領域を
有し、通信チャネルを前記セルに割当可能なワイアレス
通信システムにおいて、 （Ａ） 前記システムの正常動作時に、トラフィック・
デマンドとサービス信号と干渉データを自律的に収集す
る自律的データ収集手段と、 （Ｂ） 前記システムのセルに対応する信号対干渉パラ
メータの統計的推定値を出すために、前記収集されたサ
ービス信号と干渉データを処理する手段と、 （Ｃ） システムローディングの統計的推定値を得て、
前記セルで通信チャネルの再割当の必要性を評価する為
に、前記システムローディングの統計的推定値に基づい
て、前記収集されたトラフィック・デマンドを処理する
手段と、 （Ｄ） 前記（Ｃ）トラフィック・デマンドを処理する
手段に応じて、前記システムローディングの統計的推定
値と前記信号対干渉パラメータの関数として、前記セル
におけるチャネルの割当を行う手段と、 を有することを特徴とするワイアレス通信システム。 - 【請求項２】 （Ｅ）チャネル割当の許諾を決定する決
定手段をさらに有することを特徴とする請求項１のシス
テム。 - 【請求項３】 前記（Ｅ）決定手段は、関連する近傍セ
ル内の共通チャネルのユーザの全体的影響を考慮して、
チャネル割当の候補の許諾を決定する ことを特徴とする請求項２のシステム。 - 【請求項４】 前記（Ｅ）決定手段は、考慮中のチャネ
ル上の全ての使用可能な呼からのサービス信号と干渉信
号の予測値を考慮して動作する ことを特徴とする請求項２のシステム。 - 【請求項５】 前記サービス信号と干渉データは、チャ
ネル割当の候補の許諾を決定する際に用いられるパラメ
ータの予測に用いられる ことを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項６】 前記（Ａ）自律的データ収集手段により
収集されたデータは、トラフィック負荷データを含む ことを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項７】 前記自動チャネル割当は、アダプティブ
−ダイナミックチャネル割当（adaptive-dynamic chann
el assignment（ＡＤＣＡ）） の分類に含まれるチャネ
ル割当アルゴリズムを適用する ことを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項８】 前記ＡＤＣＡアルゴリズムは、前記セル
に割り当てられたチャネルの空状態に基づいて、セル内
でチャネルを再割当するよう動作することを特徴とする
請求項７のシステム。 - 【請求項９】 前記ＡＤＣＡアルゴリズムは、前記
（Ａ）自律的データ収集手段により収集された前記デー
タ内の変化に応答してチャネル再割当を実行することを
特徴とする請求項７のシステム。 - 【請求項１０】 複数のセルに分割されたサービス領域
を有し、通信チャネルを前記セル間に割当可能なワイア
レス通信システムで用いられる自動的にセルにチャネル
を割当る方法において、 （Ａ） 前記セルにおけるチャネルの最初の割当を準備
するステップと、 （Ｂ） 前記システムの正常動作時に、前記セルに最初
に割当られたチャネルの少なくとも一部のチャネルのト
ラフィック・デマンドとサービス信号と干渉データをセ
ルサイトで自律的に収集するステップと、 （Ｃ） 前記システムのセルに対応する信号対干渉パラ
メータの統計的推定値を出すために、前記（Ｂ）ステッ
プで収集されたサービス信号と干渉データを処理するス
テップと、 （Ｄ） システムローディングの統計的推定値を得て、
前記セルで通信チャネルの再割当の必要性を評価する為
に、前記システムローディングの統計的推定値に基づい
て、前記収集されたトラフィック・デマンドを処理する
ステップと、 （Ｅ） 前記（Ｄ）ステップに応じて、前記システムロ
ーディングの統計的推定値と前記信号対干渉パラメータ
の統計的推定値を適用し、前記セルにチャネルの再割当
をするステップと、 （Ｆ） 前記（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）ステップを定期的に繰
り返すステップと、 を有することを特徴とするチャネル割当の方法。 - 【請求項１１】 （Ｇ） チャネル割当の許諾を決定す
る決定ステップをさらに有することを特徴とする請求項
１０の方法。 - 【請求項１２】 前記（Ｇ）決定ステップは、地理的に
近接し、共通チャネルを有するすべてのユーザへの全体
的影響を考慮の末、作成されたチャネル割当の候補への
許諾を決定する ことを特徴とする請求項１１の方法。 - 【請求項１３】 前記（Ｇ）決定ステップは、考慮中の
チャネル上の全ての使用可能な呼からのサービス信号と
干渉信号の予測値を考慮することにより動作するチャネ
ル割当の許諾を決定するステップ からなることを特徴とする請求項１１の方法。 - 【請求項１４】 前記（Ｂ）収集ステップによって決定
されたサービス信号と干渉データは、チャネル割当の候
補の許諾を決定する際に用いられるパラメータの予測に
用いられる ことを特徴とする請求項１１の方法。 - 【請求項１５】 自動チャネル割当モードでも手動のチ
ャネル割当モードでも動作可能である ことを特徴とする請求項１０の方法。 - 【請求項１６】 前記方法の適用は、前記通信システム
の中央処理装置から制御される ことを特徴とする請求項１０の方法。 - 【請求項１７】 前記の選択されたチャネル割当アルゴ
リズムは、アダプティブ−ダイナミックチャネル割当
（adaptive-dynamic channel assignment（ＡＤＣ
Ａ）） の分類に含まれる ことを特徴とする請求項１０の方法。 - 【請求項１８】 前記ＡＤＣＡアルゴリズムは、チャネ
ルの割当がない前記セルにチャネル再割当するよう動作
する ことを特徴とする請求項１７方法。 - 【請求項１９】 前記ＡＤＣＡアルゴリズムは、前記
（Ｂ）収集ステップにより収集された前記データ内の変
化に応答してチャネル再割当を実行することを特徴とす
る請求項１７のシステム。
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|---|---|---|---|
| US634713 | 1996-04-18 | ||
| US08/634,713 US6112092A (en) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Self-configurable channel assignment system and method |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1013926A JPH1013926A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3283781B2 true JP3283781B2 (ja) | 2002-05-20 |
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ID=24544922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06814597A Expired - Fee Related JP3283781B2 (ja) | 1996-04-18 | 1997-03-21 | 無線周波数スペクトラムチャネルを別々のセルに自己構成可能に割り当てるシステム |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6112092A (ja) |
| EP (1) | EP0802695B1 (ja) |
| JP (1) | JP3283781B2 (ja) |
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| DE (1) | DE69735120T2 (ja) |
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