JP3390784B2 - 無線通信システムにおけるダイナミックチャネル選択方法およびその選択方法を用いた基地局の無線送受信装置 - Google Patents

無線通信システムにおけるダイナミックチャネル選択方法およびその選択方法を用いた基地局の無線送受信装置

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JP3390784B2 JP24550098A JP24550098A JP3390784B2 JP 3390784 B2 JP3390784 B2 JP 3390784B2 JP 24550098 A JP24550098 A JP 24550098A JP 24550098 A JP24550098 A JP 24550098A JP 3390784 B2 JP3390784 B2 JP 3390784B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、TDMA−TDD
方式で通信を行う無線通信システムにおけるチャネル選
択方法およびその方法を適用した基地局の無線送受信装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、TDMA─TDD通信の一
つであるPHSにおいては、基地局はチャネルを使用す
る前に、受信タイミングでキャリアセンスを行ってい
る。そして、干渉波レベルが26dBμV以下のチャネ
ルは使用でき、また、全チャネルが26dBμVを超え
る場合には、40dBμV以下のチャネルが使用できる
旨が規定されている(RCR─STD28)。しかしな
がら、送信タイミングにおける干渉波レベルについては
何ら規定されていない。したがって、従来のPHS基地
局では、使用中でないタイムスロットがある場合、受信
タイミングにおける全周波数キャリアセンスを順次行
い、無線チャネルを使用する必要が生じたときには、直
前の受信タイミングにおけるキャリアセンス結果を参照
し干渉の少ないチャネルを優先的に選択して使用するこ
とにより通信品質を確保している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、PHSのよ
うなTDMA−TDD方式の通信においては、受信タイ
ミングにおける干渉波と、送信タイミングにおける干渉
波の発生源が異なるため、送信タイミングの干渉波レベ
ルと受信タイミングの干渉波レベルの相関が低い。ま
た、PHS通信では、基地局の送信出力の上限が500
mWであり、周辺基地局の送信出力が500mWで、端
末の送信出力は10mWであることから、送信出力の差
により、受信タイミングで干渉波が存在しなくても送信
タイミングでは存在することもあり得る。
【0004】図2A,図2Bは、TDMA−TDD通信
における基地局と端末との干渉状態を説明するための概
略図である。ビル7の屋上に基地局(CS1)13が、
ビル8の屋上に基地局(CS2)14が、ビル9の屋上
に基地局(CS3)15がそれぞれ設置され、ビル7と
8の間にPHS(PS1)10が、ビル8と9の間にP
HS(PS2)11が、ビル9の右サイドにPHS(P
S3)12がそれぞれ存在しているとする。電波の送受
関係は図2Aに示すようになる。
【0005】ここでPHS(PS1)10における送受
信タイミングは、図2Bに示すようになり、かかる場
合、PHS(PS1)10は受信時には基地局の送信出
力が500mWと高く、全基地局の送信タイミングがP
Sの受信タイミングと一致することからPHS(PS
1)10の受信スロットは大きく干渉を受ける。一方、
基地局(CS1)13における送受信タイミングは受信
時、周辺のPHS(PS2)11,PHS(PS3)1
2からの妨害波は送信出力が弱く、ビル8および9によ
る減衰も大きいため、基地局(CS1)13の受信スロ
ットは大きな干渉を受けることはない。
【0006】このように基地局の受信側の品質が良くて
移動通信端末に割り当てたチャネルでも、移動通信端末
にとっては品質が悪いことがある。したがって基地局側
の受信タイミングの干渉波レベルだけを参照してチャネ
ル選択を行うと、移動通信端末側の品質が悪いチャネル
を使用してしまうことがあり、必ずしも良い無線品質を
提供できるとは限らないという問題があった。特にトラ
フィックが高く空きチャネルが少ない都市中心部などに
おいてはその影響は顕著である。
【0007】本発明の目的は、上り通信電力と下り通信
電力の差が大きい場合にも、基地局側、移動通信端末側
ともに干渉波レベルが低く品質の良いチャネルを基地局
が選択でき、通信品質の改善に寄与することができる無
線通信システムにおけるダイナミックチャネル選択方法
を提供することにある。本発明の他の目的は、上記ダイ
ナミックチャネル選択方法を簡易な構成および簡易なア
ルゴリズムで実現することができる基地局の無線送受信
装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による無線通信システムにおけるダイナミック
チャネル選択方法は、TDMA−TDD方式で通信を行
う無線通信システムにおけるチャネル選択方法におい
て、移動通信端末から電波を受信する受信タイミングだ
けでなく送信タイミングでも無線チャネルの受信レベル
を測定することにより干渉波レベル測定を行い、この干
渉レベル情報を元に干渉の少ないチャネルを選択する
法であって、前記チャネルの選択において、移動端末か
らリンクチャネル確立のため送られる要求メセッージで
ある制御信号を受信し、この制御信号の受信レベルをD
波レベルとし、直前にキャリアセンスで取得した受信タ
イミングの干渉波レベルをU波とし、送受信タイミング
での干渉波レベルと、前記D波レベルおよびU波レベル
の比を参照してチャネルを選択するように構成されてい
る。さらに前記他の目的を達成するために本発明による
基地局の無線送受信装置は、複数のアンテナと、前記複
数のアンテナそれぞれ送信側と受信側に切り替えられ
るように構成され、送信タイミングでもアイドル状態の
スロットに対し干渉波レベル測定を行うため受信側に切
り替わる送受切替手段と、データおよび制御信号を送信
する送信回路と、前記送信回路の出力を前記送受切替手
段の複数の送信端のいずれかを選択する送信アンテナ選
択手段と、前記送受切替手段の複数の受信端のそれぞれ
に接続され、送受信タイミングでの受信RSSIレベル
を出力する受信回路と、前記受信回路からの受信RSS
Iレベルを受け、受信タイミングおよび送信タイミング
での干渉波レベル測定を行ってチャネルを選択する制御
手段とから構成されている。また、本発明は、複数のア
ンテナと、前記複数のアンテナがそれぞれ送信側と受信
側に切り替えられるように構成され、送信タイミングで
もアイドル状態のタイムスロットに対し干渉波レベル測
定を行うため受信側に切り替わる送受切替手段と、デー
タおよび制御信号を送信する送信回路と、前記送信回路
の出力を前記送受切替手段の複数の送信端のいずれかを
選択する送信アンテナ選択手段と、前記送受切替手段の
複数の受信端のそれぞれに接続され、送受信タイミング
での受 信RSSIレベルを出力する受信回路と、前記受
信回路からの送受信タイミングでの受信RSSIレベル
および移動端末からリンクチャネル確立のため送られる
要求メセッージである制御信号を受信し、この制御信号
の受信レベルをD波レベルとし、直前にキャリアセンス
で取得した受信タイミングの干渉波レベルをU波とし、
前記D波レベルおよびU波レベルの比を算出し、前記受
信RSSIレベルおよび前記D/U比を出力する無線制
御部ならびに前記無線制御部から得られた送受信タイミ
ングの受信RSSIレベルおよびD/U比を参照し、送
受信タイミングでの干渉波レベルが所定レベル以下であ
るということに加えて前記D/U比が所定しきい値以上
であるか否かによってチャネルを選択し、その選択結果
を前記無線制御部に指示する主制御部とからなる制御手
段とから構成されている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳しく説明する。図1は、本発明によるチャ
ネル選択方法を用いた無線基地局の無線送受信装置の実
施の形態を示すブロック図である。無線制御部2は、制
御信号である送受切替信号a,送信アンテナ選択信号b
により1バースト毎に、送信アンテナの選択を行い送信
ダイバーシチを実現する送信アンテナ選択スイッチ4お
よび送信回路3の出力と受信回路7の入力との切替えを
行う送受切替スイッチ5を制御している。送受切替スイ
ッチ5は4個の連動するスイッチング回路を持ち、各ス
イッチ回路の共通端にはアンテナ6a,6b,6cおよ
び6dが接続されている。
【0010】従来の基地局においては、空きスロットに
おいてキャリアセンスは、受信タイミングのみで行うた
め、スロットが使用中であってもアイドル状態であって
も送信タイミングでは送受切替スイッチは送信回路へス
イッチングしていた。しかしながら、本発明による基地
局の無線通信装置では、アイドル状態のスロットにおい
ては送信タイミングの干渉波測定を行うため、送信タイ
ミングでも受信側にスイッチングするように制御してい
る。無線制御部2は使用中でないタイムスロットの受信
タイミング,送信タイミングそれぞれについて、受信回
路7より送受信タイミングの干渉波レベルRSSIを受
け、1周波数あたり4バースト連続で干渉波レベル測定
を行い、終了するとつぎに別の周波数の干渉波レベル測
定を行い、順番に全周波数の測定を行う。全周波数の測
定が終了した時点で、最初の周波数から再度測定を行
い、測定結果を順次更新していく。
【0011】これにより各空きスロットにおける最新の
送受信タイミングの干渉波レベル測定結果が常時、無線
制御部2のメモリ部2aに保存される。新たに無線チャ
ネルを使用する必要が生じた場合、無線制御部2のメモ
リ部2aより読み出され主制御部1に全空きスロットの
送信タイミング、受信タイミングの干渉波レベル(RS
SI)が通知される。
【0012】主制御部1は、無線制御部2から通知され
た干渉波レベル情報を元に最良チャネルを選択するチャ
ネル選択手段を備えている。主制御部2のチャネル選択
手段は以下のアルゴリズムでチャネル選択を行う。1)各
無線チャネル(周波数、スロット番号)の送信タイミン
グ(Tx)干渉波レベルと受信タイミング(Rx)干渉
波レベルをペアにして、Txレベルの低い順にソートし
てチャネル優先順位付けを行う。なお、Txレベルが同
一レベルの場合は、周波数、スロット番号により順位付
けされる。 2)優先順位の高いチャネルより順に、Rx干渉波レベル
をチェックし、Rx干渉波レベルが第1レベル(26d
BμV)以下の場合、そのチャネルを使用する。 3)Rx干渉波レベルが第1レベルを超えている場合は次
の順位のチャネルのRx干渉波レベルを同様の基準で判
定する。 4)全チャネルのRx干渉波レベルを測定した結果、すべ
て第1レベルを越えていた場合には、再度優先順位の高
いチャネルより順に、Rx干渉波レベルが第2レベル
(40dBμV)以下であるかどうかを判定し、第2レ
ベル以下ならそのチャネルを使用する。 5)全チャネルが第2レベルを越えている場合は、使用可
能なチャネルがないため、無線チャネルの割り当てを拒
否する。以上のアルゴリズムにより、上りリンクについ
ては、第1レベルまたは第2レベルというスレッシュ値
以下のチャネルが使用されるため、ある程度の品質は確
保できる。下りリンクについてはできるかぎり下り干渉
波レベルの低いチャネルを使用するため、通信端末から
みても良いチャネルが割り当てられる可能性が高い。
【0013】無線制御部2は、さらに通信端末から受信
した制御信号(リンクチャネル確立(再)要求メッセー
ジ)を受信部6より受け、その受信レベルを測定する。
無線制御部2は、制御信号の受信レベルをD(Desire)
波レベルとし、直前に測定した受信タイミングの干渉波
レベルをU(Undesire) 波レベルとしてD/U比を計算
する。そして、その情報は主制御部1に送られ、チャネ
ル選択時に、受信タイミングの干渉波レベルを第1レベ
ル、第2レベルと比較する代わりに、D/U比にしきい
値を設定し、そのしきい値と計算されたD/U比を比較
することにより、受信側での通話品質が悪化することを
防げる。以上の構成も上記アルゴリズムに加えられてい
る。以下、送信タイミング(Tx)干渉波レベルの低い
順に受信タイミングの干渉波レベルが第1レベルまたは
第2レベル以下で、かつD/U比が設定したしきい値以
上のチャネルを選択する場合のアルゴリズムの一例を示
す。
【0014】1)各無線チャネル(周波数、スロット番
号)の送信タイミング(Tx)干渉波レベルと受信タイ
ミング(Rx)干渉波レベルをペアにして、Txレベル
の低い順にソートしてチャネルに優先順位付けを行う。
Txレベルが同一レベルの場合は、周波数、スロット番
号により順位をつける。 2)優先順位の高いチャネルより順に、Rx干渉波レベル
をチェックし、Rx干渉波レベルが第1レベル(26d
BμV)以下で、D/U比がしきい値以上の場合、その
チャネルを使用する。 3)上記2)の条件を満たさない場合、次の順位のチャネル
のRx干渉波レベル、D/U比を同様の基準で判定す
る。 4)全チャネルが上記2)の条件を満たさない場合、再度優
先順位の高いチャネルより順に、Rx干渉波レベルが第
2レベル(40dBμV)以下でD/U比がしきい値以
上の場合、そのチャネルを使用する。 5)全チャネルが上記4)の条件を満たさない場合、再度優
先順位の高いチャネルより順に、Rx干渉波レベルが第
1レベル(26dBμV)以下でD/U比がしきい値未
満の場合、そのチャネルを使用する。 6)全チャネルが上記5)の条件を満たさない場合、再度優
先順位の高いチャネルより順に、Rx干渉波レベルが第
2レベル(40dBμV)以下でD/U比がしきい値未
満の場合、そのチャネルを使用する。
【0015】以上の実施の形態は、常時空きスロットの
干渉波測定を行う例を示したが、常時空きスロットの干
渉波測定を行わない場合でも、以下の方法で使用予定ス
ロットの干渉波測定データを取得することができる。す
なわち、主制御部1は、移動通信端末から制御信号によ
って、通信チャネルを要求されてから直ちに、使用可能
なタイムスロットにおいて適当に周波数を数チャネル選
択し、数チャネル分の送受信タイミングの干渉波測定を
行うことを無線制御部2に通知する。無線制御部2は指
示された干渉波測定データを取得して主制御部1に通知
する。
【0016】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
TDMA−TDD方式で通信を行う無線基地局におい
て、例えば、送信出力500mWの大電力基地局と、送
信出力10mWの移動通信端末が通信を行う通信網のよ
うに、上り通信電力と下り通信電力の差が大きい通信シ
ステムでも、基地局側および移動通信端末側ともに干渉
波レベルが低く品質の良いチャネルを基地局が選択で
き、しかも、簡易な構成および簡易なアルゴリズムで実
現することができる。よって、従前に比較し通信チャネ
ル確立の成功率を向上させ、通信品質を改善することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるチャネル選択方法を用いた無線基
地局の無線送受信装置の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図2A】TDMA−TDD通信における基地局と端末
との干渉状態を説明するための概略図である。
【図2B】図2Aの基地局と端末との間の送受信タイミ
ングを説明するための図である。
【符号の説明】
1…主制御部 2…無線制御部 3…送信回路 4…送信アンテナ選択スイッチ(SW1 ) 5…送受信切替スイッチ(SW2 ) 6a,6b,6c,6d…アンテナ 7…受信回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿尾 直樹 東京都港区虎ノ門3丁目5番1号 ディ ーディーアイ東京ポケット電話株式会社 内 (56)参考文献 特開 平7−154843(JP,A) 特開 平7−245780(JP,A) 特開 平4−94228(JP,A) 特表 平5−505925(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/36 H04J 3/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TDMA−TDD方式で通信を行う無線
    通信システムにおけるチャネル選択方法において、移動通信端末 から電波を受信する受信タイミングだけで
    なく送信タイミングでも無線チャネルの受信レベルを測
    定することにより干渉波レベル測定を行い、この干渉レ
    ベル情報を元に干渉の少ないチャネルを選択する方法で
    あって、 前記チャネルの選択において、移動端末からリンクチャ
    ネル確立のため送られる要求メセージである制御信号を
    受信し、この制御信号の受信レベルをD波レベルとし、
    直前にキャリアセンスで取得した受信タイミングの干渉
    波レベルをU波とし、 送受信タイミングでの干渉波レベルと、前記D波レベル
    およびU波レベルの比を参照してチャネルを選択するこ
    とを特徴とする無線通信システムにおけるダイナミック
    チャネル選択方法。
  2. 【請求項2】 複数のアンテナと、 前記複数のアンテナそれぞれ送信側と受信側に切り替
    られるように構成され、送信タイミングでもアイドル
    状態のスロットに対し干渉波レベル測定を行うため受信
    側に切り替わる送受切替手段と、 データおよび制御信号を送信する送信回路と、 前記送信回路の出力を前記送受切替手段の複数の送信端
    のいずれかを選択する送信アンテナ選択手段と、 前記送受切替手段の複数の受信端のそれぞれに接続さ
    、送受信タイミングでの受信RSSIレベルを出力す
    る受信回路と、前記受信回路からの受信RSSIレベルを受け、 受信タ
    イミングおよび送信タイミングでの干渉波レベル測定を
    行ってチャネルを選択する制御手段とから構成されたこ
    とを特徴とする基地局の無線送受信装置。
  3. 【請求項3】 複数のアンテナと、 前記複数のアンテナがそれぞれ送信側と受信側に切り替
    えられるように構成され、送信タイミングでもアイドル
    状態のタイムスロットに対し干渉波レベル測定を行うた
    め受信側に切り替わる送受切替手段と、 データおよび制御信号を送信する送信回路と、 前記送信回路の出力を前記送受切替手段の複数の送信端
    のいずれかを選択する送信アンテナ選択手段と、 前記送受切替手段の複数の受信端のそれぞれに接続さ
    れ、送受信タイミングでの受信RSSIレベルを出力す
    る受信回路と、 前記受信回路からの送受信タイミングでの受信RSSI
    レベルおよび移動端末からリンクチャネル確立のため送
    られる要求メセッージである制御信号を受信し、この制
    御信号の受信レベルをD波レベルとし、直前にキャリア
    センスで取得した受信タイミングの干渉波レベルをU波
    とし、前記D波レベルおよびU波レベルの比を算出し、
    前記受信RSSIレベルおよび前記D/U比を出力する
    無線制御部ならびに前記無線制御部から得られた送受信
    タイミングの受信RSSIレベルおよびD/U比を参照
    し、送受信タイミングでの干渉波レベルが所定レベル以
    下であるということに加えて前記D/U比が所定しきい
    値以上であるか否かによってチャネルを選択し、その選
    択結果を前記無線制御部に指示する主制御部とからなる
    制御手段と から構成されたことを特徴とする基地局の無
    線送受信装置。
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