JP4198907B2 - 移動通信無線網における同期逆方向リンクのチャネルコード割当て方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システムにかかり，特に逆方向リンクに対して複数のスクランブリングコードを用いる場合にチャネルコードを割り当てる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に，既存のＣＤＭＡ方式の移動通信網において移動局と基地局間に形成される通話路は順方向チャネルと逆方向チャネルに区分される。ここで，順方向チャネルは基地局から移動局への通話チャネルをいい，逆方向チャネルはこれと反対方向の通話チャネルをいう。
【０００３】
単一基地局のサービス領域内に存在する複数個の移動局と該基地局間の複数個の順方向チャネルは相互同期化されており，各チャネル間直交（ｏｒｔhｏｇｏｎａｌｉｔｙ）特性の直交符号を利用して復調時チャネル間干渉を相当に減少させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，移動局から基地局への逆方向チャネルは，移動局の位置が異なるために非同期状で作動し直交特性を利用できないため，移動局のチャネルが増加することによって逆方向の干渉が増加するようになる。これによって逆方向の容量が制限されるという問題が発生する。
【０００５】
したがって，逆方向の容量を増やすための方法として逆方向からも移動局の送信時点を調整して同期化をさせることによって直交符号でチャネルを区分して各チャネル間干渉を最小化させる技術が提案されたことがあり，この技術をアップリンクシンクロナス伝送スキーム（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｙｎｃhｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｃhｅｍｅ:ＵＳＴＳ）という。
【０００６】
ＵＳＴＳ技術は，逆方向チャネルでチャネル間直交化を利用して容量増加を得ることである。現在のコード分割多重接続移動通信システムで基地局から移動局方向への順方向はチャネル同期化が可能であるので直交符号を用いることができるが，移動局から基地局方向への逆方向はチャネル同期化を使用しないので直交符号を使用できない。
【０００７】
したがって，逆方向では各チャネル間干渉がユーザー数の増加により増加することによってシステムの容量が逆方向容量によって制限される場合が多い。このような容量制限のＣＤＭＡシステムの問題点を逆方向の同期化で解決するＵＳＴＳ技術は，スクランブリングコードによって移動局を区分する既存の方式とは異なり，チャネルコードによって移動局及び移動局が利用するチャネルの区分を行うことになるので，チャネルコード不足現象が発生する場合がある。これを解決するための方式として複数のスクランブリングコードが一つのセル（無線ゾーン）に利用される場合があるが，この場合システム性能を最大にするためのチャネルコード割り当て方式が要求される。
【０００８】
本発明は，上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，単一セルに対して複数のスクランブリングコードとチャネルコードを用いて逆方向チャネル間には同期させる符号分割多重接続方式の移動通信システムの基地局が，各呼（ｃａｌｌ）に対してチャネルコードを可能な限り少数のスクランブリングコード内で割り当てることによって通信ネットワーク性能を向上させることが可能な，新規かつ改良された移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，符号分割多重接続基地局で複数のスクランブリングコードを利用した逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法が提供される。この複数のスクランブリングコードを利用した逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法は，呼が要求されて，既に保有された，予め順序付けられた複数個のスクランブリングコードを順次に探索して未使用チャネルコードを有した最初のスクランブリングコードを選択して，選択されたスクランブリングコードの未使用チャネルコードを要求された呼に割り当てることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば，呼が要求されて，既に保有された，予め順序付けられた複数個のスクランブリングコードを順次に探索して未使用チャネルコードを有した最初のスクランブリングコードを選択して，選択されたスクランブリングコードの未使用チャネルコードを要求された呼に割り当てることにより，順序が早い方からチャネルコードが割り当てられる。したがって，順序が早いスクランブリングコードから使用されるチャネルコードが埋まっていく。
【００１１】
要求された呼は，新設またはハンドオフの呼を有してもよい。かかる構成により，新設またはハンドオフの呼は，最初に探索されたスクランブリングコードの未使用チャネルコードから順に割り当てられる。
【００１２】
選択されたスクランブリングコードの未使用チャネルコードを要求された呼に対しての割り当ては，少なくとも一以上の前記未使用チャネルコードを前記要求された呼に割り当てをしてもよい。
【００１３】
上記課題を解決するため，本発明の別の観点によれば，符号分割多重接続基地局における複数のスクランブリングコードを利用した逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法が提供される。この複数のスクランブリングコードを利用した逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法は，呼が解除されて，解除された呼のスクランブリングコード及び利用チャネルコード数に基づき，解除された呼の利用チャネルコード数以下のチャネルコード数を利用中であり，解除された呼のスクランブリングコードより以後の順番であるスクランブリングコードを利用中である他の呼を探索して，探索された呼のスクランブリングコードとチャネルコードとを，解除された呼のスクランブリングコードとチャネルコードに変更して割り当てることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば，解除された呼のスクランブリングコードより以後の順番であるスクランブリングコードを利用中である他の呼を探索して，探索された呼のスクランブリングコードとチャネルコードとを，解除された呼のスクランブリングコードとチャネルコードに変更して割り当てることを特徴としている。かかる構成によれば，利用されているチャネルコードを解除された呼のスクランブリングコードのチャネルコードへ割り当てられることにより，利用されるチャネルコードはスクランブリングコードの順序が早いチャネルコードの方から埋められていく。
【００１５】
探索された呼のスクランブリングコードとチャネルコードとを，解除された呼のスクランブリングコードとチャネルコードに変更して割り当てることは，複数の呼が使用中であるチャネルコードの個数が，解除された呼のチャネルコードの個数より少ないとき，複数の呼に分けて変更して割り当てる。かかる構成によれば，解除された呼のチャネルコードに割り当てられる個数を最大にすることができる。
【００１６】
さらに，探索された呼のスクランブリングコードとチャネルコードとを，解除された呼のスクランブリングコードとチャネルコードへの割り当ては，探索された呼のうち順序が最初の呼における，使用中である前記チャネルコードの個数が，解除された呼のチャネルコードの個数より少ないとき，上記最初の呼の次の順序の呼における，使用中である上記チャネルコードに分けて割り当てる。かかる構成によれば，解除された呼のチャネルコードに割り当てられるチャネルコードの個数を最大にして，他の呼における使用中のチャネルコードを順序が早いスクランブリングコードへ集約することができる。
【００１７】
解除された呼は，他の基地局へのハンドオフの呼を含んでもよい。かかる構成により，他の基地局へハンドオフする呼のチャネルコードに，探索された呼のチャネルコードを割り当てることができる。
【００１８】
探索された呼のスクランブリングコードとチャネルコードとを，解除された呼のスクランブリングコードとチャネルコードに変更して割り当てることは，移動局との通話路再設定過程を通してチャネルコードの変更割り当て過程を実行してもよい。
【００１９】
探索された呼のスクランブリングコードとチャネルコードとを，解除された呼のスクランブリングコードとチャネルコードに変更して割り当てることは，探索された呼の中で，順番が最終のスクランブリングコードを用いている呼から順に，チャネルコードとスクランブリングコードを変更して割り当てることができる。かかる構成により，順序が早いスクランブリングコードにおけるチャネルコードから順に効率よく利用されることができる。
【００２０】
さらに，上記課題を解決するための本発明の別の観点によれば，移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法は，符号分割多重接続システムの基地局で複数のスクランブリングコードを用いることにおいて，新設の呼または他の基地局からのハンドオフの呼の要求があれば，基地局に，既に保有された複数個のスクランブリングコードを順次に探索し，未使用チャネルコードを有した最先端のスクランブリングコードを選択し，選択された上記スクランブリングコードの未使用チャネルコードを，要求された呼に割り当てる。
【００２１】
さらに，上記課題を解決するための本発明の別の観点によれば，移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法は，符号分割多重接続基地局で複数のスクランブリングコードを用いることにおいて，移動局からの呼の解除または他基地局への呼のハンドオフ時，解除呼のスクランブリングコード及び利用チャネルコード数に基づいて，解除呼の利用チャネルコード数以下のチャネルコード数を利用中であって解除呼のスクランブリングコードより以後順番のスクランブリングコードを利用中である他の呼を探索して，探索された呼のスクランブリングコードを解除呼のスクランブリングコードに変更して割り当てることにまた異なる特徴があることである。
【００２２】
本発明によれば，呼の要求または任意である呼の解除時，未使用チャネルコードがスクランブリングコード順に順次，割り当てまたは再割り当てされる。
【００２３】
なお，本明細書中に記載の，逆方向とは，基地局から移動局への通信方向を意味し，順方向とは，移動局から基地局への通信方向を意味する。また，呼（Ｃａｌｌ）は，基地局から移動局，または移動局から基地局などへの通信網を流れる情報である。また，「呼（Ｃａｌｌ）が要求される」とは，情報を流すことが，要求されることである。また，「呼（Ｃａｌｌ）が解除される」とは，情報を流すことが解除されることである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００２５】
まず本実施の形態について説明する前に，本実施の形態で適用されているＵＳＴＳ（アップリンクシンクロナス伝送スキーム）について説明する。
【００２６】
ＵＳＴＳは，１基地局内での複数の移動局の送信を基地局が管理する，基準時間に合わせて逆方向チャネル間直交性を利用することである。
【００２７】
基地局でのセル（無線ゾーン）内の移動局は，逆方向チャネルを利用して呼（ｃａｌｌ）の接続を試みて，基地局は信号の往復遅延（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ）を測定して，測定された遅延時間に基づいて基準時間と呼の接続を試みた移動局のフレームスタート時間との間の時間差異（ｏｆｆｓｅｔ）を求める。
【００２８】
これは移動局に着信された場合にも同様に，基地局が計算によって基準時間との時間差異が算出されて，この時間オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）情報を基地局から移動局に制御チャネルを利用して知らせることによって移動局は基地局の基準時間に合うように送信チャネル内のフレーム送信時点を合わせるようになる。通話中にも持続的な時間オフセットの測定と移動局への伝達，移動局における送信時点の調整を通じて移動局のフレーム到着時点は基地局が所望する基準時間に合わされる。
【００２９】
基地局内に通話を試みた他の移動局も上記記載の方法で，基地局が保有した固有な基準時間に比較した時間差異の通報を受けて基地局の基準時間にフレームが到着するようにその送信時間を調整する。
【００３０】
この時，移動局と基地局は，スクランブリングコードとチャネルコードの２種のコードを用いる。チャネルコードは移動局とチャネルを区分するために利用され，同じスクランブリングコードを利用する移動局のチャネル間には，前記のようにフレーム到着時間が前記基準時間に同期されるとチャネルコードの直交性によって干渉が除去される。
【００３１】
１つのスクランブリングコードで利用できるチャネルコードの数は制限されているためにチャネルコード不足問題が発生する場合がある。したがって，これを克服するために，１つのセルにいくつかのスクランブリングコードを利用する必要があるが，この場合，相異なるスクランブリングコードを利用するチャネル間には直交性がないためにＵＳＴＳによる利得がなくなる。
【００３２】
それゆえ，複数のスクランブリングコードを利用する場合にＣＤＭＡ通信システムの性能を高めるために，以下に説明する本実施の形態にかかるチャネルコード割り当て方法が必要となる。
【００３３】
次に，本実施の形態にかかるチャネル割り当て方法について説明をする。
【００３４】
1つのセル（無線ゾーン）がＮ個のスクランブリングコードを有している場合，ＵＳＴＳを支援する移動局は基地局から用いるスクランブリングコードとチャネルコードを割り当てられる。この時Ｎ個のスクランブリングコードを，活性化された移動局に均等に分布するようにする方法，または１つずつ順次に埋める方法がある。本実施の形態ではチャネルコードの直交性による干渉除去効果を最大限に得るため，後者の方法を用いる。
【００３５】
また本実施の形態にかかるチャネルコード割り当て方法は，呼（ｃａｌｌ）が最初に接続される時（すなわち，新規である呼の要求時），ハンドオフ（呼のチャネル切替え）時，あるいは呼が終わる時，のいずれの場合についても適用される。
【００３６】
次に，図１を参照しながら，本実施の形態にかかるチャネルコード割り当て方法について説明する。図１は，本実施の形態かかるチャネルコードとスクランブリングコードの構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示すように，Ｎ個の，スクランブリングコード１００−１〜スクランブリングコード１００−Ｎがある。また，各スクランブリングコードにはＫ個のチャネルコード１，チャネルコード２〜チャネルコードＫがある。この時チャネルコードのインデックスである，１〜Ｋは任意に定まることでその順序は特別の意味がない。
【００３８】
次に，図２を参照しながら，移動局から本実施の形態にかかる基地局へ新規（新設）である呼の要求時，またはハンドオフ（呼のチャネル切替え）時の移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法について説明する。図２は，本実施の形態にかかる移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法を説明するフローチャートである。
【００３９】
図２に示すように，まず，スクランブリングコード１００−１〜スクランブリングコード１００−Ｎを選択するためのスクランブリングコードのインデックスｉ（スクランブリングコード１００−ｉ）を１に初期化する。すなわち，ｉ＝１にする（Ｓ２０１）。
【００４０】
次に，新規である呼またはハンドオフ呼（呼のチャネル切替え）が受信される（Ｓ２０２）。
【００４１】
ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のインデックスのスクランブリングコード１００−ｉにおいて，呼が要求する数だけの，未使用チャネルコードがあるのかを探索する（Ｓ２０３）。
【００４２】
ここで例えば，ｉ番目のスクランブリングコード１００−ｉにおいて，未使用チャネルコードが，チャネルコード１およびチャネルコード２であり，呼が要求したチャネルコード数が２である場合には，要求されたチャネル数が未使用チャネルコード数を満たす。
【００４３】
上記記載のように，要求されたチャネルコード数がｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のスクランブリングコード１００−ｉにおける未使用チャネルコード数の分だけ存在すれば，該当するスクランブリングコードに備わる未使用チャネルコードを上記受信された呼の該当する移動局に割り当てる（Ｓ２０４）。
【００４４】
次に，上記工程Ｓ２０３でｉ番目のインデックスのスクランブリングコードである，スクランブリングコード１００−ｉに空いている未使用チャネルコードが存在しなければ，探索したスクランブリングコード番号であるインデックスｉに１を加算した，次のインデックスｉ＋１，すなわちｉ＝ｉ＋１にする（Ｓ２０５）。
【００４５】
上記１を加算した探索するインデックスｉが最終スクランブリングコード１００−Ｎのインデックス番号Ｎを超過している，すなわちｉ＞Ｎであるのかを判断して（Ｓ２０６），ｉ＞Ｎであれば，割り当てるチャネルコードがないことを意味するので，受信された呼に対する遮断（ｂｌｏｃｋｉｎｇ）を実行する（Ｓ２０７）。
【００４６】
ｉ＞Ｎでないとき，工程Ｓ２０３→Ｓ２０５→Ｓ２０６→Ｓ２０３は，１つの各工程処理のループとなっており，スクランブリングコードのインデックスｉがインデックスＮになるまで（ｉ＞Ｎになるまで），つまり，スクランブリングコード１００−１からスクランブリングコード１００−Ｎまで，１ループが終了するごとに，インデックスｉが，１ずつ加算されながら順次実行される。
【００４７】
上記ループ内の，工程Ｓ２０３において，空いているチャネルコードがあるスクランブリングコードの存在が確認されると，その時点で該当するスクランブリングコードの空いているチャネルコードを，受信された呼の移動局に割り当てる（Ｓ２０４）。
【００４８】
図２に示した，本実施の形態にかかるチャネルコード割り当て方法は，インデックスが小さいスクランブリングコードにあるチャネルコードから最大限利用されるよう，呼の受信時に，インデックスが小さいスクランブリングコードから順次，使用可能な未使用チャネルコードがあるのかを調査する。
【００４９】
空いている未使用チャネルコードが存在しない時，インデックスを１加算しながら，使用可能な未使用チャネルコードがあるかを調査する処理などの，上記記載の同じ処理を繰り返すことにより，スクランブリングコードの順序に従い，チャネルコードを順次，空いていれば埋めながら割り当てる。
【００５０】
次に，図３を参照しながら，本実施の形態に適用される基地局における呼（ｃａｌｌ）の解除時または他基地局へのハンドオフ（呼のチャネル切替え）時に実行される場合の移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法について説明する。図３は，本実施の形態にかかる移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法を説明するフローチャートである。
【００５１】
まず図３に示すように，ｎ番目のインデックスであるスクランブリングコード１００−ｎとスクランブリングコード１００−ｎに属するｋ個のチャネルコードを利用している呼（ｃａｌｌ）の解除（リリース）をする（Ｓ３０１）。
【００５２】
上記解除された呼（ｃａｌｌ）が利用したチャネルコード数であるｋを変数Ｒに代入する。すなわち，Ｒ＝ｋである（Ｓ３０２）。
【００５３】
次に，現在Ｒ個以下のチャネルコードを利用している呼（ｃａｌｌ）を探索して，該当した呼の中からスクランブリングコードのインデックス値（または番号と称する）が最も大きな呼を探して，上記インデックス番号をＭにする。上記呼がなければ，Ｍに０を代入（Ｍ＝０）する（Ｓ３０３）。
【００５４】
前記工程Ｓ３０３で定まったＭの値が０であるのかを判断する（Ｓ３０４）。
【００５５】
Ｍ＝０である場合には，その時点で終了する。
【００５６】
Ｍ＝０でない場合には，そのＭの値と上記解除（リリース）した呼のスクランブリングコードのインデックス番号ｎの値とを比較してＭがｎより大きいか（Ｍ＞ｎ）判断する（Ｓ３０５）。
【００５７】
上記工程Ｓ３０５にて，判断した結果，Ｍ＜ｎであれば，その時点でチャネルコード割り当て手続きを終了する。
【００５８】
Ｍ＜ｎでない場合には，スクランブリングコード１００−Ｍのｘ個（ｘ個はＲ個以下のチャネルコード数である）のチャネルコードを有する呼に対して，上記解除（リリース）した呼によってｋ個のチャネルコードが空けられたスクランブリングコード１００−ｎ内に，ｘ個のチャネルコードを割り当てる（Ｓ３０６）。
【００５９】
次に，上記工程Ｓ３０６でｘ個のチャネルコードを割り当てた結果，Ｒの値からｘの値を減算した値に更新する。つまりＲ＝Ｒ−ｘである（Ｓ３０７）。
【００６０】
工程Ｓ３０３〜Ｓ３０７は反復実行することにより，解除した呼により，空けられた使用可能なｋ個のチャネルコードは，他のスクランブリングコードのインデックス値が大きい，使用中チャネルコードから，順次に割り当てるようにする。一方，解除されたチャネルコードの再割り当て過程で必要であれば移動局と通話路再設定過程が実行されるようになる。
【００６１】
図３に示す，本実施の形態にかかるチャネルコード割り当て方法は，呼の解除またはハンドオフ時，解除されて未使用である有効チャネルコードを既存の呼の中から，解除される呼よりインデックス値が大きなスクランブリングコードを用いる呼が利用することによって，インデックス値が小さなスクランブリングコードから順に使用される。
【００６２】
したがって，スクランブリングコードにおける使用チャネルコードの数は，小さいインデックス値のスクランブリングコードにおける使用チャネルコードの方から順に，使用チャネルコードの数が最大になるように維持される。
【００６３】
この時，インデックスが小さなスクランブリングコードのチャネルコードの使用の個数が最大になるようにするためには，チャネルコードの個数がまず計算されるべきだが，チャネルコードの個数は拡散指数（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）が最も大きなものを１にして算出される。またチャネルコードはＯＶＳＦ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）コードを用いるので，チャネルコードの計数（ｃｏｕｎｔ）はＯＶＳＦコードの適用法則に従う範囲内でなされる。
【００６４】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例を想定し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法は，複数のスクランブリングコードを用いることにおいて，一つのスクランブリングコードに対して用いられるチャネルコード数を最大に維持することによって，ＵＳＴＳによるチャネル間の直交性をできるだけ多く確保してチャネル間の干渉を減少させてシステム性能を向上させるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるチャネルコードとスクランブリングコードの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態にかかるチャネルコード割り当てを示すフローチャートである。
【図３】本実施の形態にかかるチャネルコード割り当てを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ：チャネルコード
２ ：チャネルコード
Ｋ ：チャネルコード
１００ ：スクランブリングコード

Claims (5)

1. 符号分割多重接続基地局における複数のスクランブリングコードを利用した逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法において：
   複数のスクランブリングコードを順序付けするためのインデックスを各前記スクランブリングコードに対して任意に定めることにより，予め順序付けする第１工程と；
   呼が解除される第２工程と；
   前記解除された呼が利用していたスクランブリングコードのインデックスよりも，大きいインデックスのスクランブリングコードを利用し，かつ，前記解除された呼が利用していたチャネルコード数よりも少ない数のチャネルコードを利用している他の呼を探索する第３工程と；
   前記探索された呼が利用しているスクランブリングコードにおけるチャネルコードを，前記解除された呼が利用していた、小さいインデックスのスクランブリングコードにおけるチャネルコードから順に，変更して割り当てる第４工程と；
   を含むことを特徴とする，移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法。
2. 前記第４工程は，
   前記探索された呼の使用中である前記チャネルコードの個数が，前記解除された呼のチャネルコードの個数より少ないとき，前記解除された呼のチャネルコードに対し，前記探索された呼のチャネルコードを変更して割り当てることを特徴とする，請求項１に記載の移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法。
3. 前記解除された呼は，他の基地局へのハンドオフの呼を含むことを特徴とする，請求項１に記載の移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法。
4. 前記第４工程は，移動局との通話路再設定過程を通して前記チャネルコードの変更割り当て過程を実行することを特徴とする，請求項１に記載の移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法。
5. 前記第４工程は，前記探索された呼の中で，最後の前記スクランブリングコードを用いている，前記呼から順に，前記チャネルコードと前記スクランブリングコードを変更して割り当てることを特徴とする，請求項１に記載の移動通信無線網における逆方向同期システムのチャネルコード割り当て方法。

Images