JP4198795B2 - 移動局管理方法及び移動局管理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信に関し、特に、無線ネットワークにおける移動局を管理する移動局管理方法及び移動局管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線サービスプロバイダは、無線通信システムの移動局における動作用電池の電力保持に対する重大な関心をもっている。これは、移動局（通信機）での無線通信で多量の電力を消費するためである。電池容量が最後まで使用されてしまうと移動局が呼出力を終了させることが出来ない。この一つの解決方法は、移動局の動作に必要な電源を提供する予備の電力アダプタを用いることである。しかしながら、この解決方法では、無線加入者に追加的なコスト負担を強いることになる。また、無線サービスを実施するために電力アダプタに移動局を近接させて動作させる必要がある。すなわち、不便な状態で無線通信を行うことになる。この問題に対する解決方法としては、スリープモード動作の移動局に対するスケーシュリング処理がある。移動局は、基地局からの無線（ＲＦ）送信を受信し、かつ、無線（ＲＦ）信号を基地局に送信する。この場合、予め設定した間隔でウェイクアップ（起動）命令が基地局から送信される。この解決方法では、ある程度の信頼性が得られるが、基地局及び移動局が長期間メッセージを連続的に送信するため、このバッファ処理で無線リンクに多大な遅延が発生する。すなわち、基地局は、無線リンクの混信及び衝突を減少させるために、制限されたチャネルを使用するように移動局に指示している。したがって、このような通信プロトコルで動作する無線通信システムでは、多大な遅延が発生してしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような上記従来例では、前記した通信チャネルの制限に対処するために、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を、基地局が管理する必要があり、かつ、この管理が、より直接的かつ有効に行われる必要がある。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術における欠点を解決するものであり、基地局が、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を、直接的かつ有効な通信が可能なように管理できる移動局管理方法及び移動局管理システムの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムは、システム内で動作する移動局の電池電力を保持するために、無線通信システムのスケジューリングプライオリティに適合すようにしている。システム内の基地局は、呼出しセットアップ手順中に基地局のサービスエリア内で動作する移動局から電池電力レベル及び他のセットアップの情報を受信する。この電池電力レベル及び他のセットアップの情報に基づいて、基地局が、しきい値より電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルの移動局に、他の移動局に割り当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの周波数チャネルを割り当てている。この周波数チャネル割当ての情報が移動局に送信される。
【０００６】
移動局は、現在の電池電力レベルを基地局に周期的に通知（送信）する。基地局は、周波数の割り当てのスケジューリングを行う間に、受信した電池電力レベルを判断し、この情報を考慮した処理を実行する。
【０００７】
本発明の移動局管理方法は、電池電力レベルがしきい値より低い移動局からの情報を基地局で受信することによって、その制御動作を開始する。基地局は、他の移動局に割当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの移動局に周波数チャネルを割り当てる。その後、基地局はスケジュールを移動局に通知（送信）する。これによって、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルの移動局が、低電力レベルで送信を行うことが出来るようになり、その電池電力が保持される。低い混信レベルでの周波数チャネルで送信を行うことによって、移動局は、ロー送信電力レベルにもかかわらず通信データを目標ビット誤り率に適合させることが出来るようになる。
【０００８】
本発明の他の態様において、基地局は、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルの移動局からのメッセージ送信を、他の移動局からのメッセージの送信前に行うように移動通信スケジュールを変更する。電池電力が低い移動局からのメッセージをスケジュールによって、その送信を先行させる。これによって電池電力レベルが更に低下する前にメッセージ送信の成功可能性が高くなる。
【０００９】
本発明の他の態様では、移動局が送信するためのハイプライオリティメッセージ及びロープライオリティメッセージを有している。本発明によれば、基地局は、ハイプライオリティメッセージの送信を、高い電池電力レベルの他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前に行うとともに、他の移動局からのロープライオリティメッセージの送信前で他の移動局のハイプライオリティメッセージの送信後にロープライオリティメッセージの送信を行うよう移動送信スケジュールを変更する。
【００１０】
本発明の更に別の態様では、第１しきい値より低い電池電力レベルの第１移動局は、送信のための第１ハイプライオリティメッセージ及び第１ロープライオリティメッセージを有している。基地局は、電池電力レベルが第１しきい値より高く、かつ、第２しきい値より低い第２移動局からの信号も受信する。第２移動局は、送信のための第２ハイプライオリティメッセージ及び第２ロープライオリティメッセージを有する。本発明によれば、基地局は、第１ハイプライオリティメッセージ、第２ハイプライオリティメッセージ、他の移動局からのハイプライオリティメッセージ、第１ロープライオリティメッセージ、第２ロープライオリティメッセージ、他の移動局からのロープライオリティメッセージの順序でメッセージを送信するように移動送信スケジュールを変更する。
【００１１】
ここに開示した本発明は、無線通信環境で動作する移動局の電池電力消費の問題を有効に解決するものである。電力消費の主な原因の一部は、送信機、受信機、ＣＰＵ及びディスクである。本発明によれば、スリープモード又はスタンバイモード（受信待機中）によって、電池電力を受動的又は間接的に保持する代わりに、移動局の動作の再スケジューリング及び混信レベルを減少させるための移動局による周波数チャネルの再割当てによって、電池電力を積極的（能動的）に保持する。本発明は、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベル及び動作中の移動局によって通知されている他の通信基準に応答して、更に低混信レベルの周波数チャネルを移動局に割り当てる。この割当て形態によって、更にロー電池電力レベルの移動局が、低電力で送信しながら目標ＳＩＲ（信号対混信比）を達成することが出来るようになる。この低電力の送信で、移動局が電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルを保持し、同時に、目標ＳＩＲを達成することによって、送信データの誤り伝送が低減する。すなわち、データの送信量が減少する。更に、本発明によって、移動局は、より高い電池電力レベルの他の移動局より高いプライオリティが得られる特定の無線チャネルでの送信が可能になる。好適な実施の形態において、本発明を、スケジューリングに基づく無線アクセスプロトコルを用いた無線通信システムに適用する。
【００１２】
このようにして、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムは、基地局が、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を、直接的かつ有効な通信が可能なように管理できるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムの実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムにかかる無線ネットワークの実施形態の構成を示すブロック図である。
基地局Ｂは、インターネット、インターネットローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及び広域データ通信ネットワーク（ＷＡＮ）並びにアナログ公衆電話網（ＰＳＴＮ）を用いて音声、映像及びデータメッセージトラフィックを交換する。また、基地局Ｂは、移動局Ｘと移動局Ｙと無線リンクを通じてメッセージトラフィック通信を行う。基地局Ｂは、仮想回路ＶＣ１及びＶＣ２を用いて移動局Ｘと音声、映像及びデータメッセージの通信を行い、仮想回路ＶＣ３及びＶＣ４を用いて移動局Ｙと音声、映像及びデータメッセージの通信を行う。基地局Ｂは、その送信機（ＴＲＡＮ）及びアンテナＢを用い、かつ、無線リンクを通じてメッセージを送信する。受信機（ＲＣＶＲ）及びアンテナＢを用い、かつ、無線リンクを通じてメッセージを受信する。移動局Ｘは、送信機／受信機（Ｔ／Ｒ）及びアンテナＸを用い、かつ、無線リンクを通じて加入者に対するメッセージを送受信する。移動局Ｙは、送信機／受信機（Ｔ／Ｒ）及びアンテナＹを用い、かつ、無線リンクを通じて加入者に対するメッセージを送受信する。本発明の好適な実施形態において、移動局Ｘ及び移動局Ｙは、メッセージを無線リンクを通じて交換するスケジューリング機能を備える周波数分割接続（ＦＤＭＡ）及び時分割多重化接続（ＴＤＭＡ）のためのプロトコルを使用する。
【００１４】
図２は本発明の実施形態における移動局Ｘの構成を示すブロック図である。
この移動局Ｘでは、加入者が音声コーデック（ＣＯＤＥＣ）２０２を用いて音声データを交換し、又は、データバッファ２０４を用いて通信データを交換する。音声コーデック２０２及びデータバッファ２０４は、両方ともにキューバッファ２０６に対するデータ混信（輻輳）を発生させてしまう。キューバッファ２０６は、仮想回路ＶＣ１及びＶＣ２用での入力キュー及び出力キューを有している。ＶＣ１に対する出力キューを、第１例においてハイプライオリティを有するものとして示し、ＶＣ２に対する出力キューを、第１例においてロープライオリティとして示している。キューバッファ２０６の出力キューの出力メッセージは、送信機／受信機２１４から基地局Ｂに送信するために出力バッファ２０８に入力される。キューバッファ２０６の入力キューの入力メッセージは、送信機／受信機２１４と接続される入力バッファ２０８’に入力される。キューバッファ２０６は制御装置２１２によって制御が行われる。
【００１５】
移動局Ｘでの電池（２１０）は、ローバッテリセンサ２１０でモニタされる。ローバッテリセンサ２１０は、所定値の範囲の電池残量、すなわち、電池電力レベルを測定する。電池残量を四つの範囲例で示す。ここでの四つの範囲例は、「フルパワーレベル」、「ハーフフルパワーレベル」、「ローパワーレベル」及び「略空レベル」とする。測定された電池残量の電池電力レベルは、ローバッテリセンサ２１０から制御装置２１２に出力される。制御装置２１２では、基地局Ｂに送信するために、キューバッファ２０６又は出力バッファ２０８に電池残量を示すメッセージ（上記した「フルパワーレベル」〜「略空レベル」）を準備するようにプログラミングが行われる。電池状態メッセージは、ローバッテリセンサ２１０から制御装置２１２に出力されたる電池残量を示す電池電力レベルである。なお、キュー状態情報を電池状態メッセージに含めて、各仮想回路出力キューのプライオリティレベル及び他の情報を表示することも出来る。また、電池状態メッセージの周期的な送信、又は、ローバッテリ状態がローバッテリセンサ２１０によって検出されたときのみ電池状態メッセージを送信することも可能である。
【００１６】
図３は本発明の実施形態における基地局Ｂの構成を示すブロック図である。
基地局Ｂは、インターネット、インターネットＬＡＮ及びＷＡＮ並びにアナログ公衆電話網（ＰＳＴＮ）を用いて音声、映像及びデータメッセージトラフィックを交換するために入力データバッファ３０４及び出力データバッファ３０４’を用いている。基地局Ｂは、ＶＣ１及びＶＣ２用のキューバッファ３０６の入力キュー及び出力キューを用いて移動局Ｘと音声、映像及びデータメッセージトラフィックの通信を行う。基地局Ｂは、ＶＣ３及びＶＣ４用のキューバッファ３０６の入力キュー及び出力キューを用いて移動局Ｘと音声、映像及びデータメッセージトラフィックの通信を行う。キューバッファ３０６での出力キューの出力メッセージは、送信機／受信機３１４から移動局に送信するために出力バッファ３０８に入力される。キューバッファ３０６の入力キューの入力メッセージは、移動局から送信機／受信機３１４によって受信され、かつ、入力バッファ３０８’に入力される。キューバッファ３０６は制御装置３１２で制御が行われる。
【００１７】
図４は基地局Ｂにおける制御装置３１２の詳細な構成を示すブロック図である。
この制御装置３１２は、バス４０４によってＩ／Ｏアダプタ４０８、ディスクドライブメモリ４０６、ＣＰＵプロセッサ４１０及びキューバッファインタフェース４１２に接続したメモリ４０２を備えている。キューバッファインタフェース４１２がキューバッファ３０６に接続される。メモリ４０２は、基地局Ｂと現在通信を行っている移動局Ｘ及びＹに対する仮想回路出力キューのプライオリティ値を記憶するプライオリティテーブル４２２を格納している。このプライオリティテーブル４２２の情報を、各仮想回路出力キューのプライオリティレベルを識別する電池状態メッセージに含まれるキュー状態情報とする。メモリ４０２は、移動局とインターネット、インターネットＬＡＮ及びＷＡＮ並びにアナログ公衆電話網との間でメッセージを伝送するためのルーティングテーブル４２８を格納している。メモリ４０２は、以降の図５に詳細に示すキュー管理及びスケジューリングプログラム４３０を格納している。メモリ４０２は、基地局Ｂと現在通信を行っている移動局Ｘ及びＹの各々に対する電池状態メッセージによって通知された電池残量の電池電力レベルを記憶するための移動局電池状態テーブル４３２を格納している。また、メモリ４０２は動作システムプログラム４４０を格納している。ＣＰＵプロセッサ４１０は、メモリ４０２に格納されたプログラム命令及びデータを処理する。
【００１８】
図５は本発明による基地局Ｂのキュー管理及びスケジューリングプログラム４３０を実行した際の処理を示すフローチャートである。
このプログラム実行では、その処理として、基地局が移動ＶＣキュー状態及び送信要求メッセージを移動局から受信するステップ５０２から開始する。これらメッセージからの仮想チャネルプライオリティ値を、制御装置３１２が、プライオリティテーブル４２２に格納する。ステップ５０４において、基地局は、移動局からの電池状態メッセージの電池電力レベルを受信する。この電池電力レベルは、移動局電池状態レベルの制御装置３１２に格納される。ステップ５０６において、基地局は、移動局に対して使用する各周波数チャネルの信号対混信比（ＳＩＲ）を決定する。この決定は、周知の方法で行う。すなわち、占有チャネルのＳＩＲを判定し、また、非占有チャネルの混信レベルに基づいてＳＩＲを評価して行う。好適には、このステップを、全ての移動局が送信中のキュー状態で実行し、及び、電力レベルの送信中に実行する。なお、このステップを他の動作状態で行うことも可能である。
【００１９】
ステップ５０８において、基地局は、しきい値を越えない電池電力レベルの移動局を識別する。ステップ５１０において、基地局は、新たな周波数チャネルを割り当てるとともに、仮想チャネルプライオリティ及び移動局の電力レベルに基づいて移動局に対する新たなスケジューリングによる送信を行う。ステップ５１２において、周波数チャネルを移動局に割り当てる。周波数チャネルは、各移動局の電池電力レベル、ＶＣプライオリティ及び各周波数チャネルの混信レベルに基づいて割り当てられる。低い電池電力レベルの、これらの移動局は、低い混信レベルの周波数チャネルに割り当てられる。このような割当て処理によって、電池電力の残量が少ない移動局は、低電力で送信しながら目標の信号対混信比（ＳＩＲ）に設定できるようになる。この低電力送信によって、移動局の電池電力の残量を保持しながら、同時に、目標の信号対混信比（ＳＩＲ）に達成することによって、送信データの誤り伝送が低減する。すなわち、データの送信量が減少する。
【００２０】
タイムスロット（制御／通信チャネル）は、ＶＣプライオリティ、ＶＣキュー状態及び各移動局の電池電力レベルに基づいて割り当てられる。所定のプライオリティレベル内で、更に低い電池電力レベルの移動局には、以前のタイムスロットが割り当てられる。電池電力レベルが低い移動局からのメッセージに対するスケジュールによる送信を行うことによって、電池電力レベルが更に減少する前に、メッセージ送信の成功可能性が、より高くなる。
【００２１】
ステップ５１２において、基地局は、新たな送信スケジュールを移動局に通知（送信）する。
【００２２】
図６Ａ及び６Ｂは、本発明の実施形態における時分割多重化接続フレーム６００の内容を示す図である。
図６Ａは、例えば、３０ミリ秒長のフレーム６００の第１の例を示している。このフレーム６００のフィールドとしては、最初に基地局から移動局までのビーコン同期スロット６０２がある。このビーコン同期スロット６０２の後には、図５に示したステップ５０４及び５０６に対応する移動局から基地局までのキュー状態及び電池状態を示す要求更新スロット６０４を有している。更に、この後に基地局への通信セッションを開始するための移動局からの新ユーザタイムスロット６０６を有している。また、図５のステップ５１２に対応する新たな送信スケジュールを通知するための基地局から移動局までのダウンリンク送信（放送）スロット６０８を有している。更に、基地局のキューバッファ３０６の出力キューから移動局にメッセージを送信するための基地局から移動局までのダウンリンクデータスロット６１０を有している。また、移動局のキューバッファ２０６の出力キューから基地局にメッセージを送信するための移動局から基地局までのアップリンクデータスロット６１２を有している。移動局から基地局までのアップリンクデータスロット６１２のメッセージの順序は、図５に示したステップ５１０で発生した送信スケジュールによって決定される。図６Ｂは、時分割多重化接続フレーム６００の変形であり、この場合、低電力移動局が受信前に送信することが出来るようにアップリンクデータスロット６１２がダウンリンクデータスロット６１０の前で発生し、これによって、移動局が送信を終了するのに十分な電池電力の残量を有する、その可能性が増大する。図６Ａ又は図６Ｂに示したフォーマットの選択は、基地局の制御装置３１２によるプログラム制御によって行われる。
【００２３】
図７Ａは、無線ネットワークアーキテクチャの一例を説明するための図である。 このアーキテクチャは、セルラネットワークや、マイクロセルラネットワークや、ピコ（狭領域セル）セルラーネットワークや、個人通信サービス（ＰＣＳ）ネットワークや、無線非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークのような種々の無線ネットワークに適用することが出来る。図７Ａにおいて、ネットワークのサービスエリアを、セル７０２及び７０４のような複数のセルに分割する。各セルは、ネットワークのサービスエリア内の規定された幾何学的な領域を表している。チャネル混信を減少させるととにも周波数利用性を向上させるために、セルを、一群７０６のような一群にグループ化する。利用できる全周波数チャネルは、一群の各々のセル間で割り当てられる。周波数の再利用は、セルの隣接する一群に割当てを反復することによって行われる。例えば、一群７０６のセルの各々は、セルに割り当てられた周波数のセットを表している。一群７０６が７セルを有するので、７セットの周波数を割り当てるとともに、セットＡ〜Ｇを示している。したがって、セル７０２に周波数セットＥが割り当てられ、セル７０４に周波数セットＤが割り当てられる。
【００２４】
図７Ｂはセル間の周波数チャネルの割当ての一例を説明するための図である。本例では、一群に２１個の割当て可能な周波数チャネル及び７個のセルがあると仮定する。本発明の実施形態では、任意の数のセル及び任意の数の周波数チャネルを有するネットワークが利用できる。三つの周波数チャネルは、周波数の各セットに割り当てられる。例えば、セットＡ７０８には、周波数チャネルＣ１／７１０，Ｃ２／７１２及びＣ３／７１４が割り当てられる。周波数チャネルの各セットは、統一性がなくバラバラである。したがって、各周波数チャネルに１セットのみ割り当てられ、このセットは重複するチャネルを有しない。各チャネルの実際の周波数は、各セルのチャネル間及び隣接するチャネルのチャネル間の混信を最小にするように選択される。
【００２５】
図７Ａを参照すると、一群の各セルがばらばらの周波数チャネルの１セットに割り当てられていることが判明する。このような割当てによって、一群のセル間の混信が減少する。周波数セットの割当ては、混信を減少させるよう同一の周波数セットの割当てを有する相違した一群のセルが、空間的（配置位置的）に十分に離間して配置される。例えば、周波数セットＤが割り当てられた一群７０６のセル７０４は、隣接する一群内に存在するとともに、周波数セットＤが割り当てられたセル７１６及び７１８から空間的（配置位置的）に離間される。
【００２６】
一群のセル数は、所望の混信レベルに依存して決定される。例えば、ＧＳＭシステムにおいて、四つのセルが一群を構成する。
【００２７】
移動局が新ユーザとしてセルの領域に移動し、又は、引き継がれハンドオーバによるセルに移動すると、そのセル領域の基地局がチャネルを割り当てを行う。更に、セル内で動作する複数の移動局の電力レベルが、時間とともに変化するため、セルの基地局は、より高い電力レベルの移動局より低い混信レベルを有するチャネルを、最小電力の移動局に割り当てるように再度のチャネルを割り当てを実行する。このように動的なチャネル割当てプロセスを、図５に示したように基地局Ｂのキュー管理及びスケジューリングプログラム４３０によって実行する。
【００２８】
図７Ｃは本発明の実施形態の動作の一例を説明するための図である。
図７Ｃでは、三つの移動局Ｘ７３０，Ｙ７３２及びＺ７３４を線図的に示し、各移動局を、一つの出力キューを有するキューバッファ及び送信周波数チャネルとともに示している。移動局Ｘは、フルパワーレベルの電池及びハイプライオリティのＶＣ１出力キュー７３６を有する。移動局Ｙは、ハーフフパワーレベルの電池及びハイプライオリティのＶＣ２出力キュー７３８を有している。移動局Ｚは、ローパワーレベル及びハイプライオリティのＶＣ３出力キュー７４０を有する。
【００２９】
周波数チャネルＣ３／７４２は最高混信レベルを有し、周波数チャネルＣ２／７４４は中間混信レベルを有し、更に、周波数チャネルＣ１／７４６は最低混信レベルを有している。図示したように、チャネルＣ３はフルパワーの移動局Ｘに割り当てられる。また、チャネルＣ２はハーフフルパワーの移動局Ｙに割り当てられ、かつ、チャネルＣ１はローパワーの移動局Ｚに割り当てられる。
【００３０】
図７Ｄは本発明の実施形態における動作の第２例を説明するための図である。図７Ｄは、三つの移動局Ｘ７５０，Ｙ７５２及びＺ７５４を線図的に示しており、各移動局を、二つの出力キューを有するキューバッファとともに表している。移動局Ｘは、フルパワーレベルの電池と、ハイプライオリティ及び二つのスロットを有するＶＣ１／７５６出力キューと、ロープライオリティ及び四つのスロットを有するＶＣ２／７５８とを有している。移動拒絶幾Ｙは、ローパワーレベルの電池、ハイプライオリティ及び二つのスロットを有するＶＣ３／７６０出力キューと、ロープライオリティ及び四つのスロットを有するＶＣ４／７６２とを有している。移動局Ｚは、略空のパワーレベルの電池と、ハイプライオリティ及び二つのスロットを有するＶＣ５／７６４と、ロープライオリティ及び四つのスロットを有するＶＣ６／７６６出力キューとを有している。既に説明したように、周波数チャネルＣ３は最高混信レベルを有し、かつ、周波数チャネルＣ２は中間混信レベルを有し、更に、周波数チャネルＣ１は最低混信レベルを有している。
【００３１】
本発明の実施形態の動作によれば、周波数チャネルは、移動局の電力レベルに基づいて割り当てられる。図示したように、フルパワーの移動局Ｘは、最高混信レベルのチャネルＣ３に割り当てられる。ローパワーの移動局Ｙは、中間混信レベルのチャネルＣ２に割り当てられる。略空のパワーの移動局Ｚは、最低混信レベルのチャネルＣ３に割り当てられる。同様に、ＶＣ１には、チャネルＣ３のタイムスロット１及び２が割り当てられ、ＶＣ２には、チャネルＣ３のタイムスロット３〜６が割り当てられる。また、ＶＣ３には、チャネルＣ２のタイムスロット１及び２が割り当てられ、ＶＣ４にはチャネルＣ２のタイムスロット３〜６が割り当てられる。更に、ＶＣ５にはチャネルＣ１のタイムスロット１及び２が割り当てられ、ＶＣ６にはチャネルＣ１のタイムスロット３〜６が割り当てられる。
【００３２】
このように本発明の実施形態によれば、無線通信システムの周波数チャネル割当て及びスケジューリングプライオリティを、システム内で動作する移動局の電池電力を保持するのに適合させている。好適な実施の形態において、システム内の基地局は、電池電力レベル情報及び他のセットアップ情報を呼出しセットアップ手順中に基地局のサービスエリア内で動作する移動局から受信する。電池電力レベル情報及び他のセットアップ情報に基づいて、基地局は、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルを報告する移動局からの無線通信を促進するように移動局に対する周波数チャネル割当てて、スケジューリングプライオリティを適合させる。
【００３３】
本発明の実施形態では、種々の図示した例をもって詳細に説明したが、種々の変更及び変形が本発明の性質及び精神を逸脱することなく可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムによれば、しきい値より低い電池電力レベルの移動局からの信号を基地局が受信する。基地局は、移動局からの信号の受信に応答して、移動局に割り当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの移動局Ｘに周波数チャネルを割り当てる。この結果、直接的かつ有効に、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を基地局が管理できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の 図１は本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムにかかる無線ネットワークの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態にあって移動局の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態にあって基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態にあって基地局における制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態にあって基地局のキュー管理及びスケジューリングプログラムを実行した際の処理を示すフローチャートである。
【図６Ａ】実施形態にあって時分割多重化接続フレームの内容を示す図である。
【図６Ｂ】実施形態にあって時分割多重化接続フレームの内容を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【図７Ｄ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【符号の説明】
２０２ 音声ＣＯＤＥＣ
２０４，３０４，３０４’ データバッファ
２０６，３０６ キューバッファ
２０８，３０８ 出力バッファ
２０８’，３０８’ 入力バッファ
２１０ ローバッテリセンサ
２１２，３１２ コンピュータプロセッサ
２１４，３１４，Ｔ／Ｒ 送信機／受信機
４０２ メモリ
４０４ バス
４０６ ディスクドライブメモリ
４１０ ＣＰＵプロセッサ
４１２ キューバッファインタフェース
４２２ プライオリティテーブル
４２８ ルーティングテーブル
４３０ キュー管理及びスケジューリングプログラム
４３２ 移動局電池状態テーブル
４４０ 動作システム
Ｂ，Ｘ，Ｙ アンテナ
ＲＣＶＲ 受信機
ＴＲＡＮ 送信機
ＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４ 仮想回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信に関し、特に、無線ネットワークにおける移動局を管理する移動局管理方法及び移動局管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線サービスプロバイダは、無線通信システムの移動局における動作用電池の電力保持に対する重大な関心をもっている。これは、移動局（通信機）での無線通信で多量の電力を消費するためである。電池容量が最後まで使用されてしまうと移動局が呼出力を終了させることが出来ない。この一つの解決方法は、移動局の動作に必要な電源を提供する予備の電力アダプタを用いることである。しかしながら、この解決方法では、無線加入者に追加的なコスト負担を強いることになる。また、無線サービスを実施するために電力アダプタに移動局を近接させて動作させる必要がある。すなわち、不便な状態で無線通信を行うことになる。この問題に対する解決方法としては、スリープモード動作の移動局に対するスケーシュリング処理がある。移動局は、基地局からの無線（ＲＦ）送信を受信し、かつ、無線（ＲＦ）信号を基地局に送信する。この場合、予め設定した間隔でウェイクアップ（起動）命令が基地局から送信される。この解決方法では、ある程度の信頼性が得られるが、基地局及び移動局が長期間メッセージを連続的に送信するため、このバッファ処理で無線リンクに多大な遅延が発生する。すなわち、基地局は、無線リンクの混信及び衝突を減少させるために、制限されたチャネルを使用するように移動局に指示している。したがって、このような通信プロトコルで動作する無線通信システムでは、多大な遅延が発生してしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような上記従来例では、前記した通信チャネルの制限に対処するために、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を、基地局が管理する必要があり、かつ、この管理が、より直接的かつ有効に行われる必要がある。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術における欠点を解決するものであり、基地局が、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を、直接的かつ有効な通信が可能なように管理できる移動局管理方法及び移動局管理システムの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムは、システム内で動作する移動局の電池電力を保持するために、無線通信システムのスケジューリングプライオリティに適合すようにしている。システム内の基地局は、呼出しセットアップ手順中に基地局のサービスエリア内で動作する移動局から電池電力レベル及び他のセットアップの情報を受信する。この電池電力レベル及び他のセットアップの情報に基づいて、基地局が、しきい値より電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルの移動局に、他の移動局に割り当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの周波数チャネルを割り当てている。この周波数チャネル割当ての情報が移動局に送信される。
【０００６】
移動局は、現在の電池電力レベルを基地局に周期的に通知（送信）する。基地局は、周波数の割り当てのスケジューリングを行う間に、受信した電池電力レベルを判断し、この情報を考慮した処理を実行する。
【０００７】
本発明の移動局管理方法は、電池電力レベルがしきい値より低い移動局からの情報を基地局で受信することによって、その制御動作を開始する。基地局は、他の移動局に割当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの移動局に周波数チャネルを割り当てる。その後、基地局はスケジュールを移動局に通知（送信）する。これによって、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルの移動局が、低電力レベルで送信を行うことが出来るようになり、その電池電力が保持される。低い混信レベルでの周波数チャネルで送信を行うことによって、移動局は、ロー送信電力レベルにもかかわらず通信データを目標ビット誤り率に適合させることが出来るようになる。
【０００８】
本発明の他の態様において、基地局は、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルの移動局からのメッセージ送信を、他の移動局からのメッセージの送信前に行うように移動通信スケジュールを変更する。電池電力が低い移動局からのメッセージをスケジュールによって、その送信を先行させる。これによって電池電力レベルが更に低下する前にメッセージ送信の成功可能性が高くなる。
【０００９】
本発明の他の態様では、移動局が送信するためのハイプライオリティメッセージ及びロープライオリティメッセージを有している。本発明によれば、基地局は、ハイプライオリティメッセージの送信を、高い電池電力レベルの他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前に行うとともに、他の移動局からのロープライオリティメッセージの送信前で他の移動局のハイプライオリティメッセージの送信後にロープライオリティメッセージの送信を行うよう移動送信スケジュールを変更する。
【００１０】
本発明の更に別の態様では、第１しきい値より低い電池電力レベルの第１移動局は、送信のための第１ハイプライオリティメッセージ及び第１ロープライオリティメッセージを有している。基地局は、電池電力レベルが第１しきい値より高く、かつ、第２しきい値より低い第２移動局からの信号も受信する。第２移動局は、送信のための第２ハイプライオリティメッセージ及び第２ロープライオリティメッセージを有する。本発明によれば、基地局は、第１ハイプライオリティメッセージ、第２ハイプライオリティメッセージ、他の移動局からのハイプライオリティメッセージ、第１ロープライオリティメッセージ、第２ロープライオリティメッセージ、他の移動局からのロープライオリティメッセージの順序でメッセージを送信するように移動送信スケジュールを変更する。
【００１１】
ここに開示した本発明は、無線通信環境で動作する移動局の電池電力消費の問題を有効に解決するものである。電力消費の主な原因の一部は、送信機、受信機、ＣＰＵ及びディスクである。本発明によれば、スリープモード又はスタンバイモード（受信待機中）によって、電池電力を受動的又は間接的に保持する代わりに、移動局の動作の再スケジューリング及び混信レベルを減少させるための移動局による周波数チャネルの再割当てによって、電池電力を積極的（能動的）に保持する。本発明は、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベル及び動作中の移動局によって通知されている他の通信基準に応答して、更に低混信レベルの周波数チャネルを移動局に割り当てる。この割当て形態によって、更にロー電池電力レベルの移動局が、低電力で送信しながら目標ＳＩＲ（信号対混信比）を達成することが出来るようになる。この低電力の送信で、移動局が電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルを保持し、同時に、目標ＳＩＲを達成することによって、送信データの誤り伝送が低減する。すなわち、データの送信量が減少する。更に、本発明によって、移動局は、より高い電池電力レベルの他の移動局より高いプライオリティが得られる特定の無線チャネルでの送信が可能になる。好適な実施の形態において、本発明を、スケジューリングに基づく無線アクセスプロトコルを用いた無線通信システムに適用する。
【００１２】
このようにして、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムは、基地局が、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を、直接的かつ有効な通信が可能なように管理できるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムの実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムにかかる無線ネットワークの実施形態の構成を示すブロック図である。
基地局Ｂは、インターネット、インターネットローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及び広域データ通信ネットワーク（ＷＡＮ）並びにアナログ公衆電話網（ＰＳＴＮ）を用いて音声、映像及びデータメッセージトラフィックを交換する。また、基地局Ｂは、移動局Ｘと移動局Ｙと無線リンクを通じてメッセージトラフィック通信を行う。基地局Ｂは、仮想回路ＶＣ１及びＶＣ２を用いて移動局Ｘと音声、映像及びデータメッセージの通信を行い、仮想回路ＶＣ３及びＶＣ４を用いて移動局Ｙと音声、映像及びデータメッセージの通信を行う。基地局Ｂは、その送信機（ＴＲＡＮ）及びアンテナＢを用い、かつ、無線リンクを通じてメッセージを送信する。受信機（ＲＣＶＲ）及びアンテナＢを用い、かつ、無線リンクを通じてメッセージを受信する。移動局Ｘは、送信機／受信機（Ｔ／Ｒ）及びアンテナＸを用い、かつ、無線リンクを通じて加入者に対するメッセージを送受信する。移動局Ｙは、送信機／受信機（Ｔ／Ｒ）及びアンテナＹを用い、かつ、無線リンクを通じて加入者に対するメッセージを送受信する。本発明の好適な実施形態において、移動局Ｘ及び移動局Ｙは、メッセージを無線リンクを通じて交換するスケジューリング機能を備える周波数分割接続（ＦＤＭＡ）及び時分割多重化接続（ＴＤＭＡ）のためのプロトコルを使用する。
【００１４】
図２は本発明の実施形態における移動局Ｘの構成を示すブロック図である。
この移動局Ｘでは、加入者が音声コーデック（ＣＯＤＥＣ）２０２を用いて音声データを交換し、又は、データバッファ２０４を用いて通信データを交換する。音声コーデック２０２及びデータバッファ２０４は、両方ともにキューバッファ２０６に対するデータ混信（輻輳）を発生させてしまう。キューバッファ２０６は、仮想回路ＶＣ１及びＶＣ２用での入力キュー及び出力キューを有している。ＶＣ１に対する出力キューを、第１例においてハイプライオリティを有するものとして示し、ＶＣ２に対する出力キューを、第１例においてロープライオリティとして示している。キューバッファ２０６の出力キューの出力メッセージは、送信機／受信機２１４から基地局Ｂに送信するために出力バッファ２０８に入力される。キューバッファ２０６の入力キューの入力メッセージは、送信機／受信機２１４と接続される入力バッファ２０８’に入力される。キューバッファ２０６は制御装置２１２によって制御が行われる。
【００１５】
移動局Ｘでの電池（２１０）は、ローバッテリセンサ２１０でモニタされる。ローバッテリセンサ２１０は、所定値の範囲の電池残量、すなわち、電池電力レベルを測定する。電池残量を四つの範囲例で示す。ここでの四つの範囲例は、「フルパワーレベル」、「ハーフフルパワーレベル」、「ローパワーレベル」及び「略空レベル」とする。測定された電池残量の電池電力レベルは、ローバッテリセンサ２１０から制御装置２１２に出力される。制御装置２１２では、基地局Ｂに送信するために、キューバッファ２０６又は出力バッファ２０８に電池残量を示すメッセージ（上記した「フルパワーレベル」〜「略空レベル」）を準備するようにプログラミングが行われる。電池状態メッセージは、ローバッテリセンサ２１０から制御装置２１２に出力されたる電池残量を示す電池電力レベルである。なお、キュー状態情報を電池状態メッセージに含めて、各仮想回路出力キューのプライオリティレベル及び他の情報を表示することも出来る。また、電池状態メッセージの周期的な送信、又は、ローバッテリ状態がローバッテリセンサ２１０によって検出されたときのみ電池状態メッセージを送信することも可能である。
【００１６】
図３は本発明の実施形態における基地局Ｂの構成を示すブロック図である。
基地局Ｂは、インターネット、インターネットＬＡＮ及びＷＡＮ並びにアナログ公衆電話網（ＰＳＴＮ）を用いて音声、映像及びデータメッセージトラフィックを交換するために入力データバッファ３０４及び出力データバッファ３０４’を用いている。基地局Ｂは、ＶＣ１及びＶＣ２用のキューバッファ３０６の入力キュー及び出力キューを用いて移動局Ｘと音声、映像及びデータメッセージトラフィックの通信を行う。基地局Ｂは、ＶＣ３及びＶＣ４用のキューバッファ３０６の入力キュー及び出力キューを用いて移動局Ｘと音声、映像及びデータメッセージトラフィックの通信を行う。キューバッファ３０６での出力キューの出力メッセージは、送信機／受信機３１４から移動局に送信するために出力バッファ３０８に入力される。キューバッファ３０６の入力キューの入力メッセージは、移動局から送信機／受信機３１４によって受信され、かつ、入力バッファ３０８’に入力される。キューバッファ３０６は制御装置３１２で制御が行われる。
【００１７】
図４は基地局Ｂにおける制御装置３１２の詳細な構成を示すブロック図である。
この制御装置３１２は、バス４０４によってＩ／Ｏアダプタ４０８、ディスクドライブメモリ４０６、ＣＰＵプロセッサ４１０及びキューバッファインタフェース４１２に接続したメモリ４０２を備えている。キューバッファインタフェース４１２がキューバッファ３０６に接続される。メモリ４０２は、基地局Ｂと現在通信を行っている移動局Ｘ及びＹに対する仮想回路出力キューのプライオリティ値を記憶するプライオリティテーブル４２２を格納している。このプライオリティテーブル４２２の情報を、各仮想回路出力キューのプライオリティレベルを識別する電池状態メッセージに含まれるキュー状態情報とする。メモリ４０２は、移動局とインターネット、インターネットＬＡＮ及びＷＡＮ並びにアナログ公衆電話網との間でメッセージを伝送するためのルーティングテーブル４２８を格納している。メモリ４０２は、以降の図５に詳細に示すキュー管理及びスケジューリングプログラム４３０を格納している。メモリ４０２は、基地局Ｂと現在通信を行っている移動局Ｘ及びＹの各々に対する電池状態メッセージによって通知された電池残量の電池電力レベルを記憶するための移動局電池状態テーブル４３２を格納している。また、メモリ４０２は動作システムプログラム４４０を格納している。ＣＰＵプロセッサ４１０は、メモリ４０２に格納されたプログラム命令及びデータを処理する。
【００１８】
図５は本発明による基地局Ｂのキュー管理及びスケジューリングプログラム４３０を実行した際の処理を示すフローチャートである。
このプログラム実行では、その処理として、基地局が移動ＶＣキュー状態及び送信要求メッセージを移動局から受信するステップ５０２から開始する。これらメッセージからの仮想チャネルプライオリティ値を、制御装置３１２が、プライオリティテーブル４２２に格納する。ステップ５０４において、基地局は、移動局からの電池状態メッセージの電池電力レベルを受信する。この電池電力レベルは、移動局電池状態レベルの制御装置３１２に格納される。ステップ５０６において、基地局は、移動局に対して使用する各周波数チャネルの信号対混信比（ＳＩＲ）を決定する。この決定は、周知の方法で行う。すなわち、占有チャネルのＳＩＲを判定し、また、非占有チャネルの混信レベルに基づいてＳＩＲを評価して行う。好適には、このステップを、全ての移動局が送信中のキュー状態で実行し、及び、電力レベルの送信中に実行する。なお、このステップを他の動作状態で行うことも可能である。
【００１９】
ステップ５０８において、基地局は、しきい値を越えない電池電力レベルの移動局を識別する。ステップ５１０において、基地局は、新たな周波数チャネルを割り当てるとともに、仮想チャネルプライオリティ及び移動局の電力レベルに基づいて移動局に対する新たなスケジューリングによる送信を行う。ステップ５１２において、周波数チャネルを移動局に割り当てる。周波数チャネルは、各移動局の電池電力レベル、ＶＣプライオリティ及び各周波数チャネルの混信レベルに基づいて割り当てられる。低い電池電力レベルの、これらの移動局は、低い混信レベルの周波数チャネルに割り当てられる。このような割当て処理によって、電池電力の残量が少ない移動局は、低電力で送信しながら目標の信号対混信比（ＳＩＲ）に設定できるようになる。この低電力送信によって、移動局の電池電力の残量を保持しながら、同時に、目標の信号対混信比（ＳＩＲ）に達成することによって、送信データの誤り伝送が低減する。すなわち、データの送信量が減少する。
【００２０】
タイムスロット（制御／通信チャネル）は、ＶＣプライオリティ、ＶＣキュー状態及び各移動局の電池電力レベルに基づいて割り当てられる。所定のプライオリティレベル内で、更に低い電池電力レベルの移動局には、以前のタイムスロットが割り当てられる。電池電力レベルが低い移動局からのメッセージに対するスケジュールによる送信を行うことによって、電池電力レベルが更に減少する前に、メッセージ送信の成功可能性が、より高くなる。
【００２１】
ステップ５１２において、基地局は、新たな送信スケジュールを移動局に通知（送信）する。
【００２２】
図６Ａ及び６Ｂは、本発明の実施形態における時分割多重化接続フレーム６００の内容を示す図である。
図６Ａは、例えば、３０ミリ秒長のフレーム６００の第１の例を示している。このフレーム６００のフィールドとしては、最初に基地局から移動局までのビーコン同期スロット６０２がある。このビーコン同期スロット６０２の後には、図５に示したステップ５０４及び５０６に対応する移動局から基地局までのキュー状態及び電池状態を示す要求更新スロット６０４を有している。更に、この後に基地局への通信セッションを開始するための移動局からの新ユーザタイムスロット６０６を有している。また、図５のステップ５１２に対応する新たな送信スケジュールを通知するための基地局から移動局までのダウンリンク送信（放送）スロット６０８を有している。更に、基地局のキューバッファ３０６の出力キューから移動局にメッセージを送信するための基地局から移動局までのダウンリンクデータスロット６１０を有している。また、移動局のキューバッファ２０６の出力キューから基地局にメッセージを送信するための移動局から基地局までのアップリンクデータスロット６１２を有している。移動局から基地局までのアップリンクデータスロット６１２のメッセージの順序は、図５に示したステップ５１０で発生した送信スケジュールによって決定される。図６Ｂは、時分割多重化接続フレーム６００の変形であり、この場合、低電力移動局が受信前に送信することが出来るようにアップリンクデータスロット６１２がダウンリンクデータスロット６１０の前で発生し、これによって、移動局が送信を終了するのに十分な電池電力の残量を有する、その可能性が増大する。図６Ａ又は図６Ｂに示したフォーマットの選択は、基地局の制御装置３１２によるプログラム制御によって行われる。
【００２３】
図７Ａは、無線ネットワークアーキテクチャの一例を説明するための図である。 このアーキテクチャは、セルラネットワークや、マイクロセルラネットワークや、ピコ（狭領域セル）セルラーネットワークや、個人通信サービス（ＰＣＳ）ネットワークや、無線非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークのような種々の無線ネットワークに適用することが出来る。図７Ａにおいて、ネットワークのサービスエリアを、セル７０２及び７０４のような複数のセルに分割する。各セルは、ネットワークのサービスエリア内の規定された幾何学的な領域を表している。チャネル混信を減少させるととにも周波数利用性を向上させるために、セルを、一群７０６のような一群にグループ化する。利用できる全周波数チャネルは、一群の各々のセル間で割り当てられる。周波数の再利用は、セルの隣接する一群に割当てを反復することによって行われる。例えば、一群７０６のセルの各々は、セルに割り当てられた周波数のセットを表している。一群７０６が７セルを有するので、７セットの周波数を割り当てるとともに、セットＡ〜Ｇを示している。したがって、セル７０２に周波数セットＥが割り当てられ、セル７０４に周波数セットＤが割り当てられる。
【００２４】
図７Ｂはセル間の周波数チャネルの割当ての一例を説明するための図である。本例では、一群に２１個の割当て可能な周波数チャネル及び７個のセルがあると仮定する。本発明の実施形態では、任意の数のセル及び任意の数の周波数チャネルを有するネットワークが利用できる。三つの周波数チャネルは、周波数の各セットに割り当てられる。例えば、セットＡ７０８には、周波数チャネルＣ１／７１０，Ｃ２／７１２及びＣ３／７１４が割り当てられる。周波数チャネルの各セットは、統一性がなくバラバラである。したがって、各周波数チャネルに１セットのみ割り当てられ、このセットは重複するチャネルを有しない。各チャネルの実際の周波数は、各セルのチャネル間及び隣接するチャネルのチャネル間の混信を最小にするように選択される。
【００２５】
図７Ａを参照すると、一群の各セルがばらばらの周波数チャネルの１セットに割り当てられていることが判明する。このような割当てによって、一群のセル間の混信が減少する。周波数セットの割当ては、混信を減少させるよう同一の周波数セットの割当てを有する相違した一群のセルが、空間的（配置位置的）に十分に離間して配置される。例えば、周波数セットＤが割り当てられた一群７０６のセル７０４は、隣接する一群内に存在するとともに、周波数セットＤが割り当てられたセル７１６及び７１８から空間的（配置位置的）に離間される。
【００２６】
一群のセル数は、所望の混信レベルに依存して決定される。例えば、ＧＳＭシステムにおいて、四つのセルが一群を構成する。
【００２７】
移動局が新ユーザとしてセルの領域に移動し、又は、引き継がれハンドオーバによるセルに移動すると、そのセル領域の基地局がチャネルを割り当てを行う。更に、セル内で動作する複数の移動局の電力レベルが、時間とともに変化するため、セルの基地局は、より高い電力レベルの移動局より低い混信レベルを有するチャネルを、最小電力の移動局に割り当てるように再度のチャネルを割り当てを実行する。このように動的なチャネル割当てプロセスを、図５に示したように基地局Ｂのキュー管理及びスケジューリングプログラム４３０によって実行する。
【００２８】
図７Ｃは本発明の実施形態の動作の一例を説明するための図である。
図７Ｃでは、三つの移動局Ｘ７３０，Ｙ７３２及びＺ７３４を線図的に示し、各移動局を、一つの出力キューを有するキューバッファ及び送信周波数チャネルとともに示している。移動局Ｘは、フルパワーレベルの電池及びハイプライオリティのＶＣ１出力キュー７３６を有する。移動局Ｙは、ハーフフパワーレベルの電池及びハイプライオリティのＶＣ２出力キュー７３８を有している。移動局Ｚは、ローパワーレベル及びハイプライオリティのＶＣ３出力キュー７４０を有する。
【００２９】
周波数チャネルＣ３／７４２は最高混信レベルを有し、周波数チャネルＣ２／７４４は中間混信レベルを有し、更に、周波数チャネルＣ１／７４６は最低混信レベルを有している。図示したように、チャネルＣ３はフルパワーの移動局Ｘに割り当てられる。また、チャネルＣ２はハーフフルパワーの移動局Ｙに割り当てられ、かつ、チャネルＣ１はローパワーの移動局Ｚに割り当てられる。
【００３０】
図７Ｄは本発明の実施形態における動作の第２例を説明するための図である。図７Ｄは、三つの移動局Ｘ７５０，Ｙ７５２及びＺ７５４を線図的に示しており、各移動局を、二つの出力キューを有するキューバッファとともに表している。移動局Ｘは、フルパワーレベルの電池と、ハイプライオリティ及び二つのスロットを有するＶＣ１／７５６出力キューと、ロープライオリティ及び四つのスロットを有するＶＣ２／７５８とを有している。移動拒絶幾Ｙは、ローパワーレベルの電池、ハイプライオリティ及び二つのスロットを有するＶＣ３／７６０出力キューと、ロープライオリティ及び四つのスロットを有するＶＣ４／７６２とを有している。移動局Ｚは、略空のパワーレベルの電池と、ハイプライオリティ及び二つのスロットを有するＶＣ５／７６４と、ロープライオリティ及び四つのスロットを有するＶＣ６／７６６出力キューとを有している。既に説明したように、周波数チャネルＣ３は最高混信レベルを有し、かつ、周波数チャネルＣ２は中間混信レベルを有し、更に、周波数チャネルＣ１は最低混信レベルを有している。
【００３１】
本発明の実施形態の動作によれば、周波数チャネルは、移動局の電力レベルに基づいて割り当てられる。図示したように、フルパワーの移動局Ｘは、最高混信レベルのチャネルＣ３に割り当てられる。ローパワーの移動局Ｙは、中間混信レベルのチャネルＣ２に割り当てられる。略空のパワーの移動局Ｚは、最低混信レベルのチャネルＣ３に割り当てられる。同様に、ＶＣ１には、チャネルＣ３のタイムスロット１及び２が割り当てられ、ＶＣ２には、チャネルＣ３のタイムスロット３〜６が割り当てられる。また、ＶＣ３には、チャネルＣ２のタイムスロット１及び２が割り当てられ、ＶＣ４にはチャネルＣ２のタイムスロット３〜６が割り当てられる。更に、ＶＣ５にはチャネルＣ１のタイムスロット１及び２が割り当てられ、ＶＣ６にはチャネルＣ１のタイムスロット３〜６が割り当てられる。
【００３２】
このように本発明の実施形態によれば、無線通信システムの周波数チャネル割当て及びスケジューリングプライオリティを、システム内で動作する移動局の電池電力を保持するのに適合させている。好適な実施の形態において、システム内の基地局は、電池電力レベル情報及び他のセットアップ情報を呼出しセットアップ手順中に基地局のサービスエリア内で動作する移動局から受信する。電池電力レベル情報及び他のセットアップ情報に基づいて、基地局は、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルを報告する移動局からの無線通信を促進するように移動局に対する周波数チャネル割当てて、スケジューリングプライオリティを適合させる。
【００３３】
本発明の実施形態では、種々の図示した例をもって詳細に説明したが、種々の変更及び変形が本発明の性質及び精神を逸脱することなく可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムによれば、しきい値より低い電池電力レベルの移動局からの信号を基地局が受信する。基地局は、移動局からの信号の受信に応答して、移動局に割り当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの移動局Ｘに周波数チャネルを割り当てる。この結果、直接的かつ有効に、電池電力の残量が少ないロー電池電力レベルで動作する移動局を基地局が管理できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の 図１は本発明の移動局管理方法及び移動局管理システムにかかる無線ネットワークの実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態にあって移動局の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態にあって基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態にあって基地局における制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態にあって基地局のキュー管理及びスケジューリングプログラムを実行した際の処理を示すフローチャートである。
【図６Ａ】実施形態にあって時分割多重化接続フレームの内容を示す図である。
【図６Ｂ】実施形態にあって時分割多重化接続フレームの内容を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【図７Ｄ】本発明の実施の第一の例を示す図である。
【符号の説明】
２０２ 音声ＣＯＤＥＣ
２０４，３０４，３０４’ データバッファ
２０６，３０６ キューバッファ
２０８，３０８ 出力バッファ
２０８’，３０８’ 入力バッファ
２１０ ローバッテリセンサ
２１２，３１２ コンピュータプロセッサ
２１４，３１４，Ｔ／Ｒ 送信機／受信機
４０２ メモリ
４０４ バス
４０６ ディスクドライブメモリ
４１０ ＣＰＵプロセッサ
４１２ キューバッファインタフェース
４２２ プライオリティテーブル
４２８ ルーティングテーブル
４３０ キュー管理及びスケジューリングプログラム
４３２ 移動局電池状態テーブル
４４０ 動作システム
Ｂ，Ｘ，Ｙ アンテナ
ＲＣＶＲ 受信機
ＴＲＡＮ 送信機
ＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４ 仮想回路
Claims (22)
- 電池電力レベルがしきい値より低い第１の移動局からの信号を基地局で受信するステップ、
前記信号の受信に応答して、前記基地局で、他の移動局に割り当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの周波数チャネルを前記第１移動局に割り当てるステップ、
前記第１及び他の移動局への割当のメッセージを送信するステップ、
を備えることを特徴とする無線ネットワークの移動局管理方法。 - それぞれの周波数チャネルの混信レベルが、周波数チャネルごとに測定された信号対混信比に基づくことを特徴とする請求項１記載の移動局管理方法。
- 前記信号に応答して、他の移動局からのメッセージの送信前に前記第１移動局からのメッセージの送信を行うための移動通信スケジュールを、前記基地局で変更するステップを更に備えることを特徴とする請求項１記載の移動局管理方法。
- 前記第１移動局が送信を行うためのハイプライオリティメッセージ及びロープライオリティメッセージを有し、前記変更するステップが、
前記ハイプライオリティメッセージの送信を、前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前に行うステップ及び、
前記ロープライオリティメッセージの送信を、前記他の移動局からのロープライオリティメッセージの送信前に行い、前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前には行わないステップを備えることを特徴とする請求項３記載の移動局管理方法。 - 第１しきい値より低い電池電力レベルの前記第１移動局が送信するための第１のハイプライオリティメッセージ及び第１のロープライオリティメッセージを有し、さらに、
電池電力レベルが前記第１しきい値を超える第２しきい値より低い第２移動局からの信号を基地局で受信し、この第２移動局が送信のための第２ハイプライオリティメッセージ及び第２ロープライオリティメッセージを有するステップを備え、
前記変更するステップが、前記メッセージの送信を、第１ハイプライオリティメッセージ、第２ハイプライオリティメッセージ、他の移動局からのハイプライオリティメッセージ、第１ロープライオリティメッセージ、第２ロープライオリティメッセージ、及び、他の移動局からのロープライオリティメッセージの順序で行うステップを有することを特徴とする請求項３記載の移動局管理方法。 - 複数の移動局のそれぞれからの信号を基地局で受信し、それぞれの信号が対応する移動局の電池電力レベルを表すステップ、
それぞれの移動局についての表示された電池電力レベル及びそれぞれの周波数チャネルの混信レベルに基づいて、前記基地局において、それぞれの移動局に周波数チャネルを割り当てるステップと、
それぞれの移動局に割当て情報を送信するステップ、
を備えることを特徴とする、無線ネットワークの移動局管理方法。 - 前記割り当てるステップが、しきい値より低い電池電力レベルを有するそれぞれの移動局に周波数チャネルを基地局で割り当て、この移動局のそれぞれに対して、より高い電池電力レベルを有する移動局に割り当てられる周波数チャネルの混信レベルより低い混信レベルの周波数チャネルが割り当てられるようにするステップを含むことを特徴とする請求項６記載の移動局管理方法。
- それぞれの周波数チャネルの混信レベルが、周波数チャネルごとに測定された信号対混信比に基づくことを特徴とする請求項６記載の移動局管理方法。
- 前記信号に応答して、しきい値より低い電池電力レベルを有するそれぞれの移動局からのメッセージの送信を他の移動局からのメッセージの送信前に行うように、移動送信スケジュールを前記基地局で変更するステップを更に備えることを特徴とする請求項６記載の移動局管理方法。
- しきい値よりも低い電池電力レベルを有する移動局が送信を行うためのハイプライオリティメッセージ及びロープライオリティメッセージを有し、前記変更するステップが、
前記ハイプライオリティメッセージの送信を前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前に行うステップ、
前記ロープライオリティメッセージの送信を、前記他の移動局からのロープライオリティメッセージの送信前に行い、前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前には行わないステップを備えることを特徴とする請求項９記載の移動局管理方法。 - 第１しきい値より低い電池電力レベルの移動局が送信するための第１のハイプライオリティメッセージ及び第１のロープライオリティメッセージを有し、前記方法がさらに、
電池電力レベルが前記第１しきい値を超える第２しきい値より低い第２移動局からの信号を基地局で受信するステップであって、前記第２移動局が送信のための第２ハイプライオリティメッセージ及び第２ロープライオリティメッセージを有するステップを更に備え、
前記変更するステップが、前記メッセージの送信を、第１ハイプライオリティメッセージ、第２ハイプライオリティメッセージ、他の移動局からのハイプライオリティメッセージ、第１ロープライオリティメッセージ、第２ロープライオリティメッセージ、他の移動局からのロープライオリティメッセージの順序で送信するステップを備えることを特徴とする請求項９記載の移動局管理方法。 - 電池電力レベルがしきい値より低い第１の移動局からの信号を受信する手段、
前記信号の受信に応答して、他の移動局に割り当てられた周波数チャネルより低い混信レベルの周波数チャネルを前記第１移動局に割り当てる手段、及び
前記第１及び他の移動局に割当て情報を送信する手段、
を備える、無線ネットワークにおける移動局管理システム。 - それぞれの周波数の混信レベルが、周波数チャネルごとに測定された信号対混信比に基づくことを特徴とする請求項１２記載の移動局管理システム。
- 前記信号に応答して、他の移動局からのメッセージの送信前に前記第１移動局からのメッセージの送信を行うように、移動送信スケジュールを変更する手段を更に備えることを特徴とする請求項１２記載の移動局管理システム。
- 前記第１移動局が送信するためのハイプライオリティメッセージ及びロープライオリティメッセージを有し、前記変更する手段が、
前記ハイプライオリティメッセージの送信を前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前に行う手段及び、
前記ロープライオリティメッセージの送信を、前記他の移動局からのロープライオリティメッセージの送信前に行い、前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前には行わない手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の移動局管理システム。 - 第１しきい値より低い電池電力レベルの前記第１移動局が送信するための第１のハイプライオリティメッセージ及び第１のロープライオリティメッセージを有し、
電池電力レベルが前記第１しきい値を超える第２しきい値より低い第２移動局からの信号を受信する手段であって、前記第２移動局が送信のための第２ハイプライオリティメッセージ及び第２ロープライオリティメッセージを有する、手段を更に備え、
前記変更する手段が、前記メッセージの送信を、第１ハイプライオリティメッセージ、第２ハイプライオリティメッセージ、他の移動局からのハイプライオリティメッセージ、第１ロープライオリティメッセージ、第２ロープライオリティメッセージ、他の移動局からのロープライオリティメッセージの順序で送信する手段を備えることを特徴とする請求項１４記載の移動局管理システム。 - 複数の移動局のそれぞれからの信号を受信する手段であって、それぞれの信号が対応する移動局の電池電力レベルを表す、手段、
それぞれの移動局についての表示される電池電力レベル及びそれぞれの周波数チャネルの混信レベルに基づいて、周波数チャネルをそれぞれの移動局に割り当てる手段、
それぞれの移動局に割当て情報を送信する手段、
を備えることを特徴とする無線ネットワークにおける移動局管理システム。 - 前記割り当てる手段が、しきい値より低い電池電力レベルを有するそれぞれの移動局に周波数チャネルを割り当てる手段であって、この移動局のそれぞれに、より高い電池電力レベルを有する移動局に割り当てられる周波数チャネルの混信レベルより低い混信レベルの周波数チャネルを割り当てる手段を備えることを特徴とする請求項１７記載の移動局管理システム。
- それぞれの周波数チャネルの混信レベルが、周波数チャネルごとに測定した信号対混信比に基づくことを特徴とする請求項１７記載の移動局管理システム。
- 前記信号に応答して、しきい値より低い電池電力レベルのそれぞれの移動局からのメッセージの送信を、他の移動局からのメッセージの送信前に行うように、移動送信スケジュールを変更する手段を更に備えることを特徴とする請求項１７記載の移動局管理システム。
- しきい値より低い電池電力レベルを有する移動局が送信するためのハイプライオリティメッセージ及びロープライオリティメッセージを有し、前記変更する手段が、
前記ハイプライオリティメッセージの送信を前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前に行う手段、
前記ロープライオリティメッセージの送信を、前記他の移動局からのロープライオリティメッセージの送信前に行い、前記他の移動局からのハイプライオリティメッセージの送信前には行わない手段、
を備えることを特徴とする請求項２０記載の移動局管理システム。 - 第１しきい値より低い電池電力レベルを有する移動局が送信するための第１のハイプライオリティメッセージ及び第１のロープライオリティメッセージを有し、
電池電力レベルが前記第１しきい値を超える第２しきい値より低い第２移動局からの信号を受信する手段であって、前記第２移動局が送信のための第２ハイプライオリティメッセージ及び第２ロープライオリティメッセージを有する手段を更に備え、
前記変更する手段が、前記メッセージの送信を、第１ハイプライオリティメッセージ、第２ハイプライオリティメッセージ、他の移動局からのハイプライオリティメッセージ、第１ロープライオリティメッセージ、第２ロープライオリティメッセージ、他の移動局からのロープライオリティメッセージの順序で送信する手段を備えることを特徴とする請求項２０記載の移動局管理システム。
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