JP3806007B2

JP3806007B2 - 通信チャネル割り当て方法、通信制御装置及び無線通信システム

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Publication number: JP3806007B2
Application number: JP2001252021A
Authority: JP
Inventors: 理恵長戸; 修中村; 真司上林
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: JP2003070052A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動端末装置に通信サービスを提供する無線通信システム及び当該システムにおける通信チャネル割り当て方法、通信制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆるパーソナルハンディホンシステム（ＰＨＳ：Personal Handyphone System）として知られる簡易型携帯電話は、現行のデジタル携帯電話システムと比較して移動端末装置の出力が小さい（１０ｍＷ）ため、移動端末装置が基地局と通信できる範囲が限られている。また、既存のＰＨＳで用いられている方式では、現行のデジタル携帯電話システムと比較して高速な（例えば３２ｋＢＰＳ乃至６４ｋＢＰＳ）データ通信を行うことができるようになっている。
【０００３】
一方、高速なデータ通信（例えば６４ｋＢＰＳ〜３８４ｋＢＰＳ）を実現する方式として、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）が提案されている。
【０００４】
このＷ−ＣＤＭＡでは、例えば２Ｇ帯（アップリンク:1.92〜1.98GHz,ダウンリンク:2.11〜2.17GHz）の電波を使用する。また、上述のＰＨＳは、１．９ＧＨｚ帯（1.89365〜1.91945GHz）の電波を使用している。
【０００５】
このように、これらの無線通信システムは近接した周波数を用いているため、これらの間の干渉を避けるために、各々の無線通信システムが使用する帯域間にいわゆるガードバンドを設けられている。例えばＰＨＳが使用する帯域の上限周波数とＷ−ＣＤＭＡが使用する帯域の下限周波数の間には、５ＭＨｚ程度のガードバンドが設けられている。
【０００６】
また、各々の無線通信システムで使用される機器では、所定の帯域（チャネル幅）外の成分を低減させるためにフィルタが用いられており、これらの無線通信システム間の干渉を避けるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＰＨＳとＷ−ＣＤＭＡ双方の移動端末装置，基地局の位置関係等によっては、一方の通信システムにおいて帯域外成分を十分減衰させたとしても、他方の小さい通信システムにとっては十分ではない場合がある。
【０００８】
特に、Ｗ−ＣＤＭＡの信号帯域は、例えば５ＭＨｚ程度であるため、いわゆるスプリアス成分，雑音が広い周波数領域に発生し、ガードバンドを超えてＰＨＳ側に干渉してしまうことが考えられる。
【０００９】
また、Ｗ−ＣＤＭＡの送信電力は、ＰＨＳの送信電力より非常に大きいため、ＰＨＳ側の受信機にいわゆる受信感度抑圧が発生して受信感度が低下する場合もある。
【００１０】
ＰＨＳに対する干渉を避けるためには、Ｗ−ＣＤＭＡ側のフィルタの性能を向上させて、帯域外のスプリアス，雑音の発生を抑制ることが考えられる。しかしながら、ＰＨＳとＷ−ＣＤＭＡの送信電力の差が大きいため、いかなる場合にもＰＨＳ側に影響を与えないように帯域外成分を抑制しようとすると、Ｗ−ＣＤＭＡ側のフィルタに要求される遮断特性（遮断領域の減衰率）が非常に厳しいものとなってしまう。このような特性を実現するフィルタは、素子数が多くなって構成が複雑になるため、消費電力，サイズが大きくなってしまう。このため、特に、小型化，低消費電力化の要請が高い移動端末装置においては、このようなフィルタを用いることは難しい。
【００１１】
また、Ｗ−ＣＤＭＡからの雑音の混入を防止するためにＰＨＳの受信機にフィルタを設けることも考えられるが、同様に、装置が複雑になってコストが増加する。
【００１２】
このため、本願の出願人は、鋭い遮断特性を有する帯域フィルタ等によって装置の構成が複雑になることを防止しつつ他の無線通信システムに与える干渉を低減させた通信チャネル割り当て方法等を発明し、先に特願２００１−１５７７８３号として出願している。
【００１３】
この出願によって開示された発明では、近接した周波数帯域を使用する２つの無線通信システムが存在する環境下で、一の無線通信システムの基地局のカバー領域内に他の無線通信システムの複数の基地局が存在する場合に、一の無線通信システム基地局と他の無線通信システムの基地局の間の距離と、一の無線通信システムの基地局と移動端末装置との間の距離に応じて当該基地局と移動端末装置の間の通信に用いるチャネルの周波数を制御することにより、装置の構成の複雑化を防止しつつ他の無線通信システムに与える干渉を低減させている。
【００１４】
しかしながら、この出願で開示された発明は、一の無線通信システムの基地局のセル内に、他の無線通信システムの基地局が多数存在する環境下では、チャネル制御のために距離を考慮すべき他の無線通信システムの基地局が多いために、適切なチャネルの割り当てを行うことができなかった。この結果、他の通信システムに干渉を与えてしまう可能性があった。
【００１５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、近接した周波数の電波を使用する他の通信システムとの干渉の低減に寄与することができる通信チャネル割り当て方法、通信制御装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の問題を解決するために、本発明に係る通信チャネル割り当て方法は、第１の無線基地局が使用する第１の周波数帯域と近接した第２の周波数帯域を使用する第２の無線基地局と移動端末装置との間の通信で用いる第２の周波数帯域内の通信チャネルを割り当てる通信チャネル割り当て方法であって、第２の無線基地局が受信する移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御するステップと、第２の無線基地局が通信を行っている移動端末装置の数と，各移動端末装置以外からの受信電力の総和（干渉電力）とに応じて第２の無線基地局と移動端末装置との通信に用いるチャネルの割り当て比率を求めるステップと、求めた割り当て比率に応じて通信チャネルの切り替えの基準となるチャネル切り替え距離を求めるステップと、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離を求めるステップと、求めた距離がチャネル切り替え距離より大きいときに第１の周波数帯域から遠い周波数の通信チャネルを第２の無線基地局と移動端末装置の間の通信に割り当てるチャネル割り当てステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
チャネル割り当てステップにおける処理は、第２の周波数帯域のうちの第１の周波数帯域から遠い周波数の第２のチャネル群内のチャネルを割り当てる方法を含むものである。
【００１８】
また、本発明に係る通信制御装置は、第１の無線基地局が使用する第１の周波数帯域と近接した第２の周波数帯域を使用する第２の無線基地局と移動端末装置との間の通信で用いる第２の周波数帯域内の通信チャネルを割り当てる通信制御装置であって、第２の無線基地局が受信する移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御する受信電力制御手段と、第２の無線基地局が通信を行っている移動端末装置の数と，各移動端末装置以外からの受信電力の総和（干渉電力）とに応じて第２の無線基地局と移動端末装置との通信に用いるチャネルの割り当て比率を求める割り当て比率算出手段と、割り当て比率に応じて通信チャネルの切り替えの基準となるチャネル切り替え距離を求める第１の距離算出手段と、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離を求める第２の距離算出手段と、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離がチャネル切り替え距離より大きいときに第１の周波数帯域から遠い周波数の通信チャネルを第２の無線基地局と移動端末装置の間の通信に割り当てるチャネル割り当て手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る通信システムは、第１の無線基地局が使用する第１の周波数帯域と近接した第２の周波数帯域内の通信チャネルを用いて第２の無線基地局と移動端末装置との間で通信を行う通信システムであって、第２の無線基地局が受信する移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御する受信電力制御手段と、第２の無線基地局が通信を行っている移動端末装置の数と，各移動端末装置以外からの受信電力の総和（干渉電力）とに応じて第２の無線基地局と移動端末装置との通信に用いるチャネルの割り当て比率を求める割り当て比率算出手段と、割り当て比率に応じて通信チャネルの切り替えの基準となるチャネル切り替え距離を求める第１の距離算出手段と、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離を求める第２の距離算出手段と、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離がチャネル切り替え距離より大きいときに第１の周波数帯域から遠い周波数の通信チャネルを第２の無線基地局と移動端末装置の間の通信に割り当てるチャネル割り当て手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば図１に示すように、近接した周波数を用いる他の通信システム（第１の通信システム）１０が存在する環境下で運用される通信システム（第２の通信システム）における通信チャネル割り当て，通信制御等に適用することができる。
【００２１】
他の通信システム１０は、例えば通信サービスを提供する複数の基地局１１_１，１１_２，・・・，１１_ｎと、基地局１１_１〜１１_ｎによって提供される通信サービスを利用する移動端末装置１２と、基地局１１_１〜１１_ｎを備えている。
【００２２】
この通信システム１０は、例えばパーソナルハンディホンシステム（ＰＨＳ：Personal Handyphone System）からなり、基地局１１_１〜１１_ｎと移動端末装置１２の間の通信に、例えば１．９ＧＨｚ帯（1.89365〜1.91945GHz）の電波を使用している。また、この通信システム１０では、１つの基地局１１_１〜１１_ｎと複数の移動端末装置１２との通信を行うためにＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式を用いている。このようなＴＤＭＡ方式によって通信を行うチャネルは、例えば１チャネル当り３００ｋＨｚの帯域を使用するようになっている。
【００２３】
各基地局１１_１〜１１_ｎには、各々所定の領域（セル）１３_１〜１３_ｎが対応付けられている。また、各基地局１１_１〜１１_ｎは、通信回線によって接続されている。各基地局１１_１〜１１_ｎは、各々対応するセル１３_１〜１３_ｎ内の移動端末装置１２に対して、例えばインターネット，有線通信網，他の無線通信網等との接続サービス（以下、単に通信サービスという。）を提供する。
【００２４】
また、本発明に係る通信システム２０は、通信サービスを提供する複数の基地局２１_１，２１_２，・・・，２１_ｍと、基地局２１_１〜２１_ｍによって提供される通信サービスを利用する移動端末装置２２と、基地局２１_１〜２１_ｍと移動端末装置２２の間の無線通信の制御を行う無線通信制御装置２４とを備えている。
【００２５】
この通信システム２０では、１つの基地局２１と複数の移動端末装置２２の間で通信を行うために、例えば周波数の異なる複数のチャネルが設けられており、基地局２１_１〜２１_ｍと移動端末装置２２の間の通信に、例えば１．９ＧＨｚ帯のすぐ上の２ＧＨｚ帯の電波を使用する。さらに、１つの周波数チャネルを上りと下りのタイムスロットに分割して全二重通信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）を実現するようにしてもよい。あるいは、さらに多くのタイムスロットに分割して複数の論理チャネルとして複数の移動端末装置２２との間の通信に用い得るようにしてもよい。
【００２６】
各基地局２１_１〜２１_ｍには、各々所定の領域（セル）２３_１〜２３_ｍが対応付けられている。また、各基地局２１_１〜２１_ｍは、有線又は無線の通信回線によって無線通信制御装置２４に接続されている。
【００２７】
各基地局２１_１〜２１_ｍは、無線通信制御装置２４を介して、各々対応するセル２３_１〜２３_ｍ内の移動端末装置２２に対して、例えばインターネット，有線通信網，他の無線通信網等との接続サービス（以下、単に通信サービスという。）を提供する。
【００２８】
ところで、通信システム１０では、通信システム２０に比較して送信電力が小さい電波を用いている。例えば移動端末装置１２の送信出力は、例えば１０ｍＷ程度であり、通信システム２０の移動端末装置２２の送信出力に比較して極めて小さい。また、各基地局１１_１〜１１_ｎの送信電力は、各基地局２１_１〜２１_ｍの送信電力に比較して小さい。
【００２９】
このため、各基地局１１_１〜１１_ｎに対応するセル１３_１〜１３_ｎは、基地局２１_１〜２１_ｍに対応するセル２３_１〜２３_ｍより小さく、セル２３_１内には、複数のセル１３_１，１３_２，…，１３_ｎが配置されている。
【００３０】
なお、各移動端末装置１２，２２の数は、この図１中に示した数に限定されず、各々の基地局１１〜１１_ｎ，基地局２１〜２１_ｍに割り当てられたチャネルの範囲内で任意の数の移動端末装置１２，２２を用いることができる。
【００３１】
無線通信制御装置２４は、例えばその概略を図２に示すように、各ユーザの移動端末装置２２の位置を示す情報（位置情報）等の情報を保持するメモリ２５と、基地局２１_１〜２１_ｍの動作を制御する基地局制御部２６と、各基地局２１_１〜２１_ｍ，ネットワーク３０等の間の通信を制御する交換部２７と、各基地局２１_１〜２１_ｍと移動端末装置２２の間の通信に用いる通信チャネルを制御する無線チャネル制御部２８と、移動端末装置２２に対する呼び出し，移動端末装置２２からの発信等の制御を行う呼処理制御部２９とを備えている。
【００３２】
メモリ２５には、通信システム２０を使用する移動端末装置２２の位置を示す位置情報，使用中のチャネル群（ＣｈＡ，ＣｈＢ）等を示す端末位置テーブル２５ａと、各基地局２１_１〜２１_ｍの位置，使用している通信チャネル等の情報を示すテーブル（基地局情報テーブル）等が格納されている。
【００３３】
端末位置テーブル２５ａに格納される各移動端末装置２２の位置情報は、例えば移動端末装置２２に対して通信サービスを提供するサービス提供領域内のＸ座標，Ｙ座標の組み合わせ（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ［ｉ＝１，２，…，ｘ］）で表される。移動端末装置２２は、例えば複数の基地局２１_１〜２１_ｍからの電波の強度と、これらの基地局２１_１〜２１_ｍの位置とから自装置の位置を求め、当該移動端末装置２２に割り当てられた識別情報（例えば個々の移動端末装置２２に固有のユーザＩＤ：Ｕ_ｉ［ｉ＝１，２，…，ｘ］）と共に無線通信制御装置２４に供給する。無線通信制御装置２４は、供給された識別情報，位置情報を基地局制御部２６，無線チャネル制御部２８を介して端末位置テーブル２５ａに格納する。
【００３４】
あるいは、移動端末装置２２にいわゆるＧＰＳ（Global Positioning System）等の位置検出手段を設け、これによって検出した移動端末装置２２の位置を上述と同様に、無線通信制御装置２４に供給するようにしてもよい。移動端末装置２２からの位置を示す情報は、例えば所定の時間間隔毎に無線通信制御装置２４に供給され、これに応じて端末位置テーブル２５ａに格納される各移動端末装置２２の位置が適宜更新される。
【００３５】
ところで、無線通信では、干渉，混信等を防止させるために、送信電力は必要最小限にすることが望ましい。一方、基地局２１においては、移動端末装置２２からの信号を確実に受信するためには、信号帯雑音電力比（ＳＩＲ）を所定の値以上とする必要がある。このため、この通信システム２０では、移動端末装置２２の送信電力を適切な値に制御するようになっている。
【００３６】
ＳＩＲは、受信側の局で観測される電力と雑音の電力によって異なる。雑音電力は、例えば実際に通信に用いているチャネル以外の電力を測定して求める。
【００３７】
また、受信側の局で観測される電力は、電波の空間伝搬損失によって異なるため、送信局と受信局の間の距離に応じて異なる。移動端末装置２２を送信局，基地局２１_１を受信局とし、雑音電力が同じである場合に、基地局２１_１が受信する電力を一定にしようとすると、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離が大きいときには移動端末装置２２の送信電力を大きく、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離が小さいときには移動端末装置２２の送信電力を小さくする必要がある。
【００３８】
このため、この通信システム２０では、各基地局２１_１〜２１_ｍが、各々通信を行っている移動端末装置２２からの信号のＳＩＲが一定となるように移動端末装置２２の送信電力（Ｐ_ｉ［ｉ＝１，２，…，ｘ］）の制御を行っている。移動端末装置２２の送信電力の制御は、例えば基地局２１_１が移動端末装置２２に電力を制御するための指示（コマンド）を供給し、移動端末装置２２が、このコマンドに応じて送信電力を制御することによって行う。これにより、距離Ｄ_ｉが大きいときには、移動端末装置２２の送信電力が大きく、距離Ｄ_ｉが小さいときには、移動端末装置２２の送信電力が小さくなるように制御される。
【００３９】
通信システム１０と通信システム２０とは、上述のように、近接した周波数を使用している。また、上述のように、通信システム１０の移動端末装置１２の送信出力は通信システム２０の移動端末装置２２の送信出力に比較して小さいため、通信システム２０側では十分なレベルに帯域外成分を減衰させていても、通信システム１０側にとっては大きな雑音を与えてしまう場合がある。
【００４０】
また、移動端末装置２２の送信電力が、移動端末装置１２の送信電力より大きいため、条件によっては、基地局１１_１〜１１_ｎの受信機にいわゆる受信感度抑圧が発生して受信感度が低下する場合もある。
【００４１】
具体的には、基地局２１_１の近傍の基地局１１_１〜１１_ｎが受ける移動端末装置２２からの電波による干渉電力は、移動端末装置２２の送信電力と移動端末装置２２と基地局１１_１〜１１_ｎの距離に応じて変化する。上述のように、移動端末装置２２の送信電力は、移動端末装置２２と基地局２１_１との間の距離距離Ｄ_ｉが大きいときには大きく、距離Ｄ_ｉが小さいときには小さくなるように制御されている。従って、基地局２１_１の近傍の基地局１１_１〜１１_ｎが移動端末装置２２から受ける干渉電力は、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離が大きいときには大きく、距離が小さいときには小さいことになる。
【００４２】
また、基地局２１_１の近傍の基地局１１_１〜１１_ｎが受ける移動端末装置２２からの電波による干渉電力は、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の通信に使用しているチャネルの周波数と、各基地局１１_１〜１１_ｎが使用しているチャネルの周波数と相関がある。これらの周波数が近接していれば干渉電力は大きく、離れていれば干渉電力は小さくなる。
【００４３】
通信システム２０は、例えば図３に示すように、通信システム１０が使用する帯域（例えば１．９ＧＨｚ帯）のすぐ上の、２ＧＨｚ帯の帯域を使用する。通信システム１０が使用する帯域と通信システム２０が使用する帯域の間には、同図中に示すように、いずれの通信システムも使用しない周波数領域（ガードバンド）が設けられている。このガードバンドの幅は、例えば５ＭＨｚとなっている。なお、この図３は、周波数の関係を把握し易いように、スペクトルの強度を通信システム１０と通信システム２０とで異なるスケールで示している。
【００４４】
移動端末装置２２と基地局２１_１の間で通信システム１０が使用する帯域に近い周波数を使用していると、基地局２１_１の近傍の基地局１１_１〜１１_ｎが受ける干渉電力が大きくなる。逆に、移動端末装置２２と基地局２１_１の間で使用しているチャネルの周波数が通信システム１０が使用する帯域から離れていると、基地局２１_１の近傍の基地局１１_１〜１１_ｎが受ける干渉電力が小さくなる。これは、無線通信機器の増幅器の非線形性等に起因して発生する高調波成分，相互変調成分等のスプリアス成分の強度が、搬送波の周波数から離れるにしたがって低下するためである。
【００４５】
上述のように、基地局１１_１〜１１_ｎが受ける干渉電力は、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離によっても異なる。このため、この通信システム２０では、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離が大きい場合には移動端末装置２２と基地局２１_１との間の通信に、通信システム１０が使用する帯域から離れた周波数のチャネルを割り当て、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離が小さい場合には移動端末装置２２と基地局２１_１との間の通信に、通信システム１０が使用する帯域から離れた周波数のチャネルを割り当てるようになっている。
【００４６】
このようなチャネルの割り当ては、例えば個々の移動端末装置２２が使用しているチャネルの周波数を判断し、無線チャネル制御部２８がチャネルの割り当てを制御して行うこともできる。
【００４７】
制御負荷の軽減のためには、通信システム２０が使用し得るチャネルを、通信システム１０が使用する帯域に近いものと遠いものとでグループ化し、これらのグループ（チャネル群）内で空いているチャネルを割り当てるようにすることもできる。具体的には、例えば上述の図３に示すように、この通信システム２０では、使用可能なｐチャネルを通信システム１０が使用する帯域に近いチャネル群（ＣｈＡ［ｃｈＡ１，ｃｈＡ２，…，ＣｈＡｋ］）と、遠いチャネル群（ＣｈＢ［ｃｈＢ１，ｃｈＢ２，…］）に分けている。
【００４８】
さらに制御負荷を低減させるためには、例えば移動端末装置２２と通信を行っている基地局２１_１が通信を行っている全ての移動端末装置２２の数（Ｎ）を求め、チャネル割り当て制御の対象となる移動端末装置２２からの送信信号以外の干渉電力（Ｉ_ａｌｌ）を測定し、この干渉電力Ｉ_ａｌｌと上述のＮに応じて、チャネル群ＣｈＡとチャネル群ＣｈＢ内のチャネルの割り当て比率（α１，α２）を求め、さらにこの割り当て比率に応じて、例えば図４に示すように、所定の閾値（チャネル切り替え距離Ｄｒｅ）を設定しておき、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離Ｄ_ｉがこの切り替え距離Ｄｒｅより小さい場合にはチャネル群ＣｈＡ内のチャネルを割り当て、距離Ｄ_ｉが切り替え距離Ｄｒｅ以上である場合にはチャネル群ＣｈＢ内のチャネルを割り当てるようにすることもできる。
【００４９】
このようなチャネルの割り当て処理は、例えば図５に示すフローチャートに従って実行され、移動端末装置２２が基地局２１_１に対して呼を発生させると同図中のＳ１からの処理が実行される。なお、以下、説明の簡略化のために１つの基地局２１_１に対して呼を発生させる場合について説明するが、複数の周波数を使用し得る通信方式を用いている場合等では、１つの移動端末装置２２が複数の基地局２１に対して呼を発生する場合もある。
【００５０】
上述のメモリ２５に保持した端末位置テーブル２５ａには、各基地局２１_１〜２１_ｍのセル２３_１〜２３_ｍ内の移動端末装置２２及び各移動端末装置２２が使用しているチャネルが別途保存されている。これに応じて、無線チャネル制御部２８は、所定の基地局２１_１内のセル２３_１内の移動端末装置２２の数Ｎを求める（Ｓ１）。
【００５１】
セル２３_１内の移動端末装置２２の数Ｎを求めると、無線チャネル制御部２８は、基地局２１_１は、呼を発生した移動端末装置２２以外の受信電力の総和（干渉電力）Ｉ_ａｌｌを測定する（Ｓ２）。このように測定された干渉電力Ｉ_ａｌｌは、例えば基地局制御部２６を介して無線チャネル制御部２８に供給される。
【００５２】
干渉電力Ｉ_ａｌｌが供給されると、無線チャネル制御部２８は、上述のように求めた移動端末装置２２の数Ｎと干渉電力Ｉ_ａｌｌに応じて、当該基地局２１_１におけるチャネル群ＣｈＡ，ＣｈＢの割り当て比率（α１，α２）を求める（Ｓ３）。ここで、α１とα２は正の値であり、α１＋α２＝１の関係を有している。
【００５３】
この比率α１，α２は、例えばＮ，Ｉ_ａｌｌがある値となったときに、通信システム１０，通信システム２０の容量が最適化されるように予め定められている関数に従って決定する。
【００５４】
この関数は、例えば通信条件を適宜設定して計算機シミュレーションによって求める。あるいは、例えば実際の通信による実験による実験式として関数を設定するようにしてもよい。
【００５５】
チャネル群ＣｈＡ，ＣｈＢの割り当て比率α１，α２を求めると無線チャネル制御部２８は、通信チャネルの切り替えを行うべき距離（チャネル切り替え距離）Ｄｒｅを決定する（Ｓ４）。
【００５６】
このチャネル切り替え距離Ｄｒｅは、上述の図４に示すように、セル２３の半径をＲとした場合に、Ｄｒｅ^２：Ｒ^２−Ｄｒｅ^２＝α１：α２の関係を満たす値である。
【００５７】
上述の図４において、セル２３_１内の、基地局２１_１からの距離がチャネル切り替え距離Ｄｒｅ以下の領域の面積と、基地局２１_１からの距離がチャネル切り替え距離Ｄｒｅより大であってセル半径Ｒ以下である領域の面積を求めると、各々π・Ｄｒｅ^２，π・Ｒ^２−π・Ｄｒｅ^２となる。従って、これらの領域の面積比はＤｒｅ^２：Ｒ^２−Ｄｒｅ^２となる。各々の領域内の移動端末装置２２と基地局２１_１との間の通信に各々チャネル群ＣｈＡ，ＣｈＢ内のチャネルを割り当てるとすると、セル２３_１内の移動端末装置２２に対するチャネルの割り当て比率は、α１：α２＝Ｄｒｅ^２：Ｒ^２−Ｄｒｅ^２
となる。従って、上式の関係を満たすようなチャネル切り替え距離Ｄｒｅを設定することにより、セル２３_１内の各チャネル群ＣｈＡ，ＣｈＢのチャネル割り当て比率をα１，α２とすることができる。
【００５８】
このようなチャネル切り替え距離Ｄｒｅを求めると、無線チャネル制御部２８は、端末位置テーブル２５ａに呼を発生した移動端末装置２２の位置情報が登録されているかを確認し（Ｓ５）、登録されていれば基地局２１_１と移動端末装置２２との間の距離Ｄ_ｉを求めて端末位置テーブル２５ａに登録する（Ｓ８）。
【００５９】
移動端末装置２２の位置情報が端末位置テーブル２５ａに登録されていなければ、無線チャネル制御部２８は、移動端末装置２２の位置の取得を要求し（Ｓ６）、取得した移動端末装置２２の位置情報を端末位置テーブル２５ａに登録した後、Ｓ８の処理を実行する。
【００６０】
基地局２１_１と移動端末装置２２の間の距離Ｄ_ｉを求めると、無線チャネル制御部２８は、上述のように求めたチャネル切り替え距離Ｄｒｅと比較する（Ｓ９）。
【００６１】
基地局２１_１と移動端末装置２２の間の距離Ｄ_ｉがチャネル切り替え距離Ｄｒｅ以下であれば、上述のように送信電力制御を行っている結果、移動端末装置２２の送信電力が比較的低い。このため、このような場合には、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の通信に通信システム１０が使用する帯域に近い周波数のチャネルすなわち上述のチャネル群ＣｈＡを割り当てても、基地局２１_１の近傍の基地局１１_１〜基地局１１_ｎにおいて観測される干渉電力が比較的小さく、移動端末装置２２の送信信号による干渉の影響が小さい。このため、基地局２１_１と移動端末装置２２の間の距離Ｄ_ｉがチャネル切り替え距離Ｄｒｅ以下である場合には、無線チャネル制御部２８は、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の通信にチャネル群ＣｈＡ内の空いているチャネルを割り当てる（Ｓ１０）。
【００６２】
一方、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離Ｄ_ｉがチャネル切り替え距離Ｄｒｅより大きい場合には、移動端末装置２２の送信電力が比較的高い。このため、このような場合には、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の通信に通信システム１０が使用する帯域に近い上述のチャネル群ＣｈＡを割り当ててしまうと、基地局２１_１の近傍の基地局１１_１〜基地局１１_ｎにおいて観測される干渉電力が比較的大きく、移動端末装置２２の送信信号による干渉の影響が比較的大きい。このため、基地局２１_１と移動端末装置２２の間の距離Ｄ_ｉがチャネル切り替え距離Ｄｒｅより大きい場合には、無線チャネル制御部２８は、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の通信にチャネル群ＣｈＢ内の空いているチャネルを割り当てる（Ｓ１１）。
【００６３】
この通信システム２０では、以上のようなチャネルの割り当てを行うことにより、通信システム１０に与える干渉の影響を低減させることができる。
【００６４】
ところで、移動端末装置２２が移動すると、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離Ｄ_ｉが変動する。移動端末装置２２の位置情報は、例えば無線チャネル制御部２８が定期的に取得し、端末位置テーブル２５ａ内の位置情報を更新するようになっている。あるいは、移動端末装置２２が自機の移動を検出した際に、新たな位置情報を無線チャネル制御部２８宛てに送信し、これを受信した無線チャネル制御部２８が端末位置テーブル２５ａ中の位置情報を更新するようにしてもよい。
【００６５】
移動端末装置２２が移動した結果、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離Ｄ_ｉとチャネル切り替え距離Ｄｒｅの関係が変動する場合がある。このような場合には、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の通信に用いるチャネルを切り替える必要がある。
【００６６】
図６は、このようなチャネルの切り替え処理を示すフローチャートであり、移動端末装置２２が移動して、端末位置テーブル２５ａに格納されている移動端末装置２２の位置情報が変動すると、同図中のＳ２１からの処理が開始される。
【００６７】
まず、無線チャネル制御部２８は、更新された新たな移動端末装置２２の位置情報から移動端末装置２２と基地局２１_１の間の現在の距離Ｄ_ｉ’を求める（Ｓ２１）。
【００６８】
この後、無線チャネル制御部２８は、上述の図５中のＳ１〜Ｓ４と同様に、基地局２１_１のセル２３_１内の移動端末装置２２の数Ｎを求め（Ｓ２２）、基地局２１_１における干渉電力Ｉ_ａｌｌを求め（Ｓ２３）、Ｎ，Ｉ_ａｌｌからチャネル群ＣｈＡとチャネル群ＣｈＢ内のチャネルの割り当て比率α１，α２を求め（Ｓ２４）、チャネル切り替え距離Ｄｒｅを求める（Ｓ２５）。
【００６９】
チャネル切り替え距離Ｄｒｅを求めると、無線チャネル制御部２８は、上述のように求めた現在の基地局２１_１と移動端末装置２２の間の距離Ｄ_ｉ’とチャネル切り替え距離Ｄｒｅとを比較する（Ｓ２６）。
【００７０】
基地局２１_１と移動端末装置２２の間の距離Ｄ_ｉ’がチャネル切り替え距離Ｄｒｅ以下である場合には、無線チャネル制御部２８は、現在割り当てられているチャネルがチャネル群ＣｈＢ内のチャネルであるか否かを確認し（Ｓ２７）、チャネル群ＣｈＢ内のチャネルであればチャネル群ＣｈＡ内の空きチャネルに切り替えを指示する（Ｓ２８）。現在割り当てられているチャネルがチャネル群ＣｈＡ内のチャネルであればそのままにしておく。これにより、基地局２１_１と移動端末装置２２の間の通信にはチャネル群ＣｈＡ内のチャネルが割り当てられた状態となる。
【００７１】
一方、移動端末装置２２と基地局２１_１の間の距離Ｄ_ｉ’がチャネル切り替え距離Ｄｒｅより大きい場合には、無線チャネル制御部２８は、現在割り当てられているチャネルがチャネル群ＣｈＡ内のチャネルであるか否かを確認し（Ｓ２９）、チャネル群ＣｈＡ内のチャネルであればチャネル群ＣｈＢ内の空きチャネルに切り替えを指示する（Ｓ３０）。現在割り当てられているチャネルがチャネル群ＣｈＢ内のチャネルであればそのままにしておく。これにより、基地局２１_１と移動端末装置２２の間の通信にはチャネル群ＣｈＢ内のチャネルが割り当てられた状態となる。
【００７２】
以上の処理が終了すると、無線チャネル制御部２８は、端末位置テーブル２５ａ内の距離Ｄ_ｉを、上述のように求めた現在の距離Ｄ_ｉ’に更新する。
【００７３】
以上の切り替え処理により、移動端末装置２２が移動した場合であっても、移動端末装置２２と基地局２１_１の間のチャネルが適切に維持される。
【００７４】
近接した周波数を使用する通信システム間の干渉を容易に低減させる技術として、本願の出願人が先に出願した特願２００１−１５７７８３号に開示された発明がある。この発明では、例えば図７に示すように、一の通信システム５０で使用するチャネルを、他の通信システム４０の基地局４１と当該一の通信システムの移動端末装置５２との間の距離に応じて選択している。
【００７５】
この発明では、例えば図８に示すように、他の通信システム４０における基地局４１のセル４３が、当該一の通信システム５０の基地局５１のセル５３と同程度である場合、あるいは、図９に示すように、セル４３とセル５３のサイズが比較的近い場合には、移動端末装置５２によって基地局４１に与える干渉を低減させるために有効であった。
【００７６】
しかしながら、上述の図１に示すように、他の通信システムにおけるセル１３が、一の通信システムにおけるセル２３に比較して極めて小さく、セル２３内にセル１３が多数存在している状況下では、基地局２１近傍の基地局１１と移動端末装置２２とが離れていても、移動端末装置２２の近くに他の基地局１１が存在する場合がある。このような場合には、基地局２１近傍の基地局１１には干渉を与えなくても、移動端末装置２２の近くの基地局１１に干渉を与える可能性がある。
【００７７】
このため、この通信システム２０では、上述のように、移動端末装置２２の送信電力の目安となる基地局２１_１のセル２３_１内の移動端末装置２２の総数Ｎと、基地局２１_１におけるチャネル割り当て対象の移動端末装置２２以外の信号の総受信電力（干渉電力Ｉ_ａｌｌ）に応じて通信システム１０が使用する帯域に対して近いチャネル群ＣｈＡと遠いチャネル群ＣｈＢの割り当て比率α１，α２を決定し、これに応じたチャネル切り替え距離Ｄｒｅを求めている。この通信システム２０では、さらに、このチャネル切り替え距離Ｄｒｅと基地局２１_１におけるチャネル割り当て対象の移動端末装置２２の比較結果に応じていずれのチャネル群ＣｈＡ，ＣｈＢ内のチャネルを割り当てるかを決定している。
【００７８】
このようなチャネルの割り当てを行うことにより、他の通信システム１０に与える干渉を容易に低減させることができる。
【００７９】
なお、以上の説明では、単に通信システム２０がＦＤＭＡによって複数のチャネルを多重化している構成として説明したが、さらに、各々の周波数チャネル内の信号を拡散符号化してＣＤＭＡによって多重化するようにしてもよい。この場合、通信システム２０が用いる各チャネルの帯域幅は、例えば５ＭＨｚ程度となるが、周波数チャネルの割り当て処理等は、上述の実施形態と同様に行うことができる。
【００８０】
また、上述の説明では、図３に示すように、通信システム２０が使用する帯域を、通信システム１０が使用する帯域より高い周波数とした場合について説明したが、各帯域の周波数の関係を逆とした場合であっても、周波数関係に応じて適宜処理を変更することにより、本発明を適用することができる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明では、第２の無線基地局が受信する移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御し、第２の無線基地局が通信を行っている移動端末装置の数と，各移動端末装置以外からの受信電力の総和（干渉電力）とに応じて第２の無線基地局と移動端末装置との通信に用いるチャネルの割り当て比率を求め、求めた割り当て比率に応じて通信チャネルの切り替えの基準となるチャネル切り替え距離を求め、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離を求め、求めた距離がチャネル切り替え距離より大きいときに第１の周波数帯域から遠い周波数の通信チャネルを第２の無線基地局と移動端末装置の間の通信に割り当てている。
【００８２】
上述のように、第２の無線基地局が受信する移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御していることから、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離がチャネル切り替え距離より大きい場合には、移動端末装置の送信電力が高く、第１の無線基地局に与える干渉電力が大きいと考えられる。
【００８３】
このため、上述のように、第２の無線基地局と移動端末装置の間の距離に応じてチャネルの割り当てを行うことにより、第１の無線基地局に与える干渉の低減を容易に行うことができる。特に、第１の無線基地局のカバー領域（セル）が、第２の無線基地局のセルに比較して小さく、第２の無線基地局のセル内に多くの第１の無線基地局が存在する場合には、移動端末装置の送信電力によって第１の無線基地局に与える干渉が左右されるため、上述のようなチャネルの割り当てを行うことにより、干渉の低減を容易に行うことができる。
【００８４】
また、このような通信チャネルの割り当てを行うことにより、移動端末装置のフィルタに要求される特性を緩和させることができる。従って、移動端末装置の小型化，低消費電力化に寄与することができる。
【００８５】
さらに、実際の電波の使用状態に即した通信チャネルの割り当てを行うことができる。このため、電波の空間的利用効率の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】前記通信システムの要部の構成を示すブロック図である。
【図３】前記通信システムと他の通信システムが使用する通信チャネルの例を示す図である。
【図４】前記通信システムにおいてチャネル割り当てを行う際に参照する切り替え距離を示す概念図である。
【図５】前記通信システムにおける通信チャネルの割り当て処理の例を示す図フローチャートである。
【図６】前記通信システムにおける通信チャネルの切り替え処理の例を示す図フローチャートである。
【図７】従来の通信システムの概要を示す図である。
【図８】従来の通信システムの概要を示す図である。
【図９】従来の通信システムの概要を示す図である。
【符号の説明】
１０，２０…通信システム
１１_１〜１１_ｎ，２１_１〜２１_ｍ…基地局
１２，２２…移動端末装置
１３_１〜１３_ｎ，２３_１〜２３_ｍ…セル
２４…無線通信制御装置
２５…メモリ
２５ａ…端末位置テーブル
２６…基地局制御部
２８…無線チャネル制御部

Claims

第１の無線基地局が使用する第１の周波数帯域と近接した第２の周波数帯域を使用する第２の無線基地局と移動端末装置との間の通信で用いる前記第２の周波数帯域内の通信チャネルを割り当てる通信チャネル割り当て方法であって、
前記第２の無線基地局が受信する前記移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御するステップと、
前記第２の無線基地局が通信を行っている移動端末装置の数と，該各移動端末装置以外からの受信電力の総和とに応じて前記第２の無線基地局と前記移動端末装置との通信に用いるチャネルの割り当て比率を求めるステップと、
該求めた割り当て比率に応じて通信チャネルの切り替えの基準となるチャネル切り替え距離を求めるステップと、
前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の距離を求めるステップと、
該求めた距離が前記チャネル切り替え距離より大きいときに前記第１の周波数帯域から遠い周波数の通信チャネルを前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の通信に割り当てるチャネル割り当てステップと
を有することを特徴とする通信チャネル割り当て方法。
前記チャネル割り当てステップは、
前記第２の周波数帯域のうちの第１の周波数帯域から遠い周波数の第２のチャネル群内のチャネルを割り当てるステップを有することを特徴とする請求項１記載の通信チャネル割り当て方法。
第１の無線基地局が使用する第１の周波数帯域と近接した第２の周波数帯域を使用する第２の無線基地局と移動端末装置との間の通信で用いる前記第２の周波数帯域内の通信チャネルを割り当てる通信制御装置であって、前記第２の無線基地局が受信する前記移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御する受信電力制御手段と、
前記第２の無線基地局が通信を行っている移動端末装置の数と，該各移動端末装置以外からの受信電力の総和とに応じて前記第２の無線基地局と前記移動端末装置との通信に用いるチャネルの割り当て比率を求める割り当て比率算出手段と、
該割り当て比率に応じて通信チャネルの切り替えの基準となるチャネル切り替え距離を求める第１の距離算出手段と、
前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の距離を求める第２の距離算出手段と、
前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の距離が前記チャネル切り替え距離より大きいときに前記第１の周波数帯域から遠い周波数の通信チャネルを前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の通信に割り当てるチャネル割り当て手段と
を備えることを特徴とする通信制御装置。
第１の無線基地局が使用する第１の周波数帯域と近接した第２の周波数帯域内の通信チャネルを用いて第２の無線基地局と移動端末装置との間で通信を行う通信システムであって、
前記第２の無線基地局が受信する前記移動端末装置からの信号の受信電力を一定に制御する受信電力制御手段と、
前記第２の無線基地局が通信を行っている移動端末装置の数と，該各移動端末装置以外からの受信電力の総和とに応じて前記第２の無線基地局と前記移動端末装置との通信に用いるチャネルの割り当て比率を求める割り当て比率算出手段と、
該割り当て比率に応じて通信チャネルの切り替えの基準となるチャネル切り替え距離を求める第１の距離算出手段と、
前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の距離を求める第２の距離算出手段と、
前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の距離が前記チャネル切り替え距離より大きいときに前記第１の周波数帯域から遠い周波数の通信チャネルを前記第２の無線基地局と前記移動端末装置の間の通信に割り当てるチャネル割り当て手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。