JP4426117B2 - 経路損失の改良推定値を用いたチャネル割り当て - Google Patents

Description

【０００１】
［背景］
本発明は無線通信システムに関し、より詳細には、経路損失の改良推定値を用いた周波数及び／又はチャネルの選択に関する。
【０００２】
無線通信システム及びセルラ無線通信システムには一般に、内部で動作させる周波数の特定の帯域が、通常は行政機関によって割り当てられる。従って、これら通信システムのオペレータは、割り当てられた帯域幅内で通信することのできるユーザの数を最大にすることを所望する。システム容量を最大化する従来の方法は、周波数の再利用によるものである。周波数の再利用は、セルとして知られる限定された地理的カバレージの領域において使用する周波数のグループが割り当てられることによる技術である。同じ或いは類似した周波数を含むセルは、異なったセルにおいて、互いに干渉なしに複数の発信者が同じ周波数を同時に使用することを可能とするように、地理的に離間されている。そのようにすることにより、たった数百の周波数のシステムによって何千もの加入者がサービスを受けられる。
【０００３】
リンク品質はあらゆる無線通信システムの評価基準（ベンチマーク）である。高品質の音声通信を提供するために、セルラ・システム内の所望の信号は、全ての他の干渉波より大きい最小信号強度を維持する必要がある。所望の信号の干渉に対する比は、搬送波対干渉波比（Ｃ／Ｉ）として知られる。遍在する雑音とは別に、設計者が取り組まなければならない２つの異なったタイプの基本的な干渉がある。その第１は、ユーザが同時に同じチャネルで動作させることから生じる干渉である。これは同一チャネル干渉として知られる。干渉の第２の源は隣接したチャネルで動作させるユーザからである。これは隣接チャネル干渉として知られる。隣接チャネル干渉は、所与のセル内の周波数を大きな周波数増分で離すように選択したり（例えば、典型的ＧＳＭシステムでは、３つのセクタ・サイトを使用するセル計画における１つのセルに割り当てる周波数に対して、２００ｋＨｚの隣接チャネル間セパレーションが使用される）、高い隣接チャネル抑圧を得るために急峻なカットオフ特性を有するチャネル・フィルタを用いたりすることによって制御される。同一チャネル干渉は、同じ周波数グループを地理的に離す周波数再利用パターンの使用によって減少される。７つのセル周波数の再利用パターンの理想的な例を図１に示す。
【０００４】
周波数計画は、ネットワーク内のセルに個々のチャネルが割り当てられる処理である。現在、ほとんどの周波数計画が先験的に行われており、すなわち、固定された周波数計画が各セルラ・システムのオペレータによって適所に「固定的（hard-wired）」に配置される。
【０００５】
これは固定チャネル割り当てあるいはＦＣＡとして知られる。しかしながら、干渉及びトラフィックの負荷は時間で変化するので、ＦＣＡは最適ではない。例えば、複数のセルの境界を交差するハイウェイを示す図２を検討する。ハイウェイを通行する自動車は朝にはかなり多く、午後には非常に少ないので、セルのトラフィックは位置及び１日における時間に応じてかなり異なる。結果として、ほとんどの固定的周波数計画はそれほど効果的ではない。すなわち、高品質の音声通信を達成するためには、固定的周波数計画の多くのチャネルのリンク品質は必要以上となり、同じシステム内のその他の多くは、切れたり途絶えたりするかもしれない劣ったリンク品質を被るであろう。容量の増加は、適応チャネル割り当て（ＡＣＡ）のような全てのリンクの品質を等しくしようとするチャネル割り当てのある形態によってもたらされる。
【０００６】
周波数割り当て及びセル計画における重要な検討事項は経路損失である。経路損失は、送信及び受信の間の信号強度の差の測定値である。送信及び受信局間の経路損失に寄与する様々な要因には、地形、すなわち、丘、樹木、山、建物等が含まれる。送信及び受信局間の経路損失が大きくなると、受信局が信号を許容できる品質で受信するためには送信機のパワーをより大きくする必要がある。周波数計画のために経路損失を推定する従来のシステムは、経路損失を推定するために伝播モデルを使用する。伝播モデルは、システムにおける経路損失がどれだけになるのかを推定するのに、地形地図からの情報、実際のサイト位置及びアンテナの高度を使用する。システムの実際の経路損失に相関するかもそうでないかもしれない推定された経路損失に基づいて、システムはセル内の障害の平均と、異なったセルがその障害レベルにどれだけ寄与しているのかを求める。伝播モデルの使用は、モデルには実際のトラフィックの分布及び実際の無線伝播状況の組合せ効果が含まれないことによる重大な欠点がある。
【０００７】
チャネル割り当ての別の解決策が、Haartsenに付与された米国特許番号５，４９１，８３７に記載されており、その開示内容を参照により本明細書に組み込む。Haartsenでは、移動局は周りにある基地局から送信された個々のパイロット信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定するよう指示される。ＲＳＳＩ測定値は、その信号が測定された基地局と測定を行う移動局との間の経路損失を推定するのに使用される。しかしながら、Haartsenのシステムはいくつかの制限がある。第１の制限は、ＲＳＳＩ測定値が異なったタイプの干渉、すなわち、同一チャネル干渉、隣接チャネル干渉、及び非セルの放射（認可されたものと認可されてないものとの両方）、に関連する信号エネルギーを含んでいることである。また、干渉の源が未知であるので、新たな周波数の割り当ては、１つのタイプの干渉をなくすかもしれないが、新たな周波数の割り当ての前にはリンク品質が良好であった他のセル内の他のユーザに割り当てられた他の周波数との干渉を引き起こすかも知れない。更に、Haartsenは測定値を移動局内の検出器に依存しており、検出器の品質は個々の移動局で変わるので、測定値は異なった検出器による誤差の影響を受けやすい。
【０００８】
［概要］
本発明は、経路損失の改良推定値を用いた周波数及び／又はチャネル割り当てのための方法及びシステムに関する。本発明の代表的実施形態によれば、接続品質と特定のチャネルが使用されたときに該接続が他の接続に対して引き起こす妨害との最良の妥協点を移動局に提供するように、利用可能なチャネル（例えば、ＴＤＭＡシステムでは周波数及びタイムスロット、ＣＤＭＡシステムでは周波数、チャネリゼーション・コード及びスクランブル・コード）が基地局に割り当てられる。更に、実際の現在のチャネルの利用、セル内のパワー・レベル及びセルと移動局との間の測定した経路損失の値に基づいて、チャネルが選択される。本発明の代表的実施形態も、あるセル内の移動局と他のセル内の基地局との間のアップリンク及びダウンリンク両方に対する実際の妨害の推定値を提供する。システムは、経路損失の改良推定値を用いて、パワー・レベルの変化、トラフィック量の変化、移動体の分布の変化による影響の推定値も提供する。更に、システムは、システムに対する妨害を引き起こさずに、周波数再計画の効果の推定値も提供する。
【０００９】
本発明の代表的実施形態によって提供される測定値の利用により、周波数計画が運営される前に、セルラ通信システム全体に対する周波数計画を最適化することが可能となる。本発明の代表的実施形態はまた、例えば、トラフィックの多い領域とトラフィックの少ない領域とに対する２つの周波数計画のように、１日の間の異なったトラフィック状況のために周波数計画を最適化するのに測定値を使用する。加えて、システムは、ハンドオーバの実行、ハンドオーバの評価、及びセルの再選択について隣接するセルの決定に経路損失の推定値を使用する。
【００１０】
［詳細な説明］
以下、本発明を添付図面を参照して説明する。
【００１１】
以下の説明においては、本発明全体のより良い理解が得られるように、限定ではなく説明のために、特定の回路、回路部品、技術等の特定の詳細事項を記載する。しかしながら、本発明がこれらの詳細事項とは異なる他の実施形態として実現できることは、当業者には明らかであろう。他の観点からは、周知の方法、装置、及び回路の詳細な説明は、本発明の説明を解りにくくしないように削除した。
【００１２】
図３は、本発明の代表的実施形態による信号測定値の取得を示している。本発明によるシステムの動作は、移動電話交換局（ＭＴＳＯ）３００によって制御される。ＭＴＳＯ３００は、基地局コントローラ３１０、３２０及び３３０それぞれに直接あるいは間接的に接続されている。本発明の代表的実施形態によれば、移動局３７０からの呼は、基地局１（ＢＳ１）３５０を通して送られている。従って、ダウンリンク信号３４５が移動局３７０へ情報を送信しており、移動局３７０はアップリンク信号３３５によってＢＳ１ ３５０に情報を送信している。図３では、移動局３７０と様々な基地局との間に移動局３７０から送信される３つのアップリンク信号（３０５、３１５、及び３３５）が示されているが、移動局３７０からのアップリンク信号は実際には移動局から空気を介して様々な方向に拡散され、そのため異なった「信号」それぞれの異なった参照符号は、地理的に分散した様々な基地局による同じアップリンク信号の受信を表していることを当業者は分かるであろう。加えて、図３の基地局は地理的に互いに接近しているように見えるが、基地局に対応するセルが実際に隣接しているセルである必要はない。従って、ＢＳ１ ３５０は図２のセルＧ内に位置していてもよく、ＢＳ２ ３４０及びＢＳ３ ３６０がセルＣ及びＥにそれぞれ位置していてもよい。
【００１３】
移動局３７０が呼を運んでいる間、ＭＴＳＯ３００は、基地局２（ＢＳ２）３４０が移動局３７０がＢＳ１ ３５０との情報の送信及び受信に使用しているのと同じチャネルで現在送信あるいは受信しているかどうかを判定する。ＢＳ２ ３４０が現在同じチャネルで送信或いは受信をしていなければ、ＭＴＳＯ３００は移動局３７０に送信パワー・レベルを現在のレベルにロックするよう指示する。あるシステムでは、パワーをロックすることは、ＢＳ１ ３５０に移動局３７０のパワーを調整するいずれのパワー・コントロール・コマンドも送信しないように指示することによって達成される。例えば、移動局が独立して自身の送信パワーを調整できるような他のシステムでは、明確なパワー・ロッキング・コマンドを送信することが必要であろう。送信パワーをロックすることは、送信パワーがロックされていない移動局での測定値よりも測定値がより正確になる。しかしながら、長い時間間隔で送信パワーがロックされると、移動局から基地局への接続で望まれない信号劣化が起こる可能性がある。従って、測定の間は送信パワーをロックすることが好ましいが、ロックする時間が望まれない信号劣化が生じるのに十分な長さであれば、パワーをロックする手順を省略してもよい。
【００１４】
移動局３７０の送信パワーがロックされると、ＭＴＳＯ３００はＢＳ２ ３４０に移動局３７０のアップリンク送信３０５を識別して測定するよう指示する。従来の時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）方式によれば、移動局３７０の送信は、例えば、そのアップリンク送信に関連する周波数、タイムスロットのカラー・コード及び同期ワード（syncword）によって識別できる。この代表的実施形態はＴＤＭＡ送信方式で処理するので、移動局３７０は通常は全てのタイムスロットで送信していない。そのため、ＢＳ２ ３４０は、移動局３７０が送信しているときだけ信号３０５を測定するよう指示されるであろう。従って、ＢＳ２ ３４０は、移動局３７０に関連するカラー・コード及び同期ワード等の情報を使用して、移動局３７０のアップリンク送信を識別する。
【００１５】
単に例示のための実施形態によれば、同期エラーを避けるために、ＢＳ２ ３４０は、移動局３７０が高いパワーで送信していない限り測定しないよう制限されるかもしれない。同期の失敗は移動局３７０からの信号強度が低いことを表しているので、同期が失敗した場合、受信信号強度に対して予め定められた低い値がＢＳ２ ３４０で使用されてもよい。同期の失敗が同じ周波数を使用している周囲のセル内の他の移動局からの妨害のためではないと仮定すると、低い信号強度は移動局３７０がＢＳ２ ３４０への妨害を引き起こしそうにないことを表している。
【００１６】
ＢＳ２ ３４０が移動局３７０から送信された信号を識別すると、ＢＳ２ ３４０は時間Ｔ₁で移動局３７０から受信した信号３０５の強度を測定する。ＢＳ２ ３４０は信号強度の測定値を記録しその情報をＭＴＳＯ３００に送信する。また時間Ｔ₁で、ＭＴＳＯ３００はＢＳ３ ３６０に、移動局３７０のアップリンク信号を識別して同期を取り、信号強度の測定を求めるように指示する。ＢＳ３ ３６０がＢＳ２ ３４０と同じ時間Ｔ₁で測定するのは必須ではなく、そのような同期した測定は単に移動局のパワー・レベルが時間Ｔ₁の間ロックされるためであるということは重要であるので注意されたい。しかしながら、ＢＳ２ ３４０からの測定は、ＢＳ１ ３５０の測定と同時に行われるべきである。同様に、ＢＳ３ ３６０からの測定は、ＢＳ１ ３５０の測定と同じ時間の間に行われるべきである。また、時間Ｔ₁の間に移動局３７０はＢＳ１ ３５０に、移動局３７０が現在送信しているパワー・レベルと現在受信している信号３４５のパワーレベルとを送信する。移動局３７０のパワー・レベルがＢＳ２ ３５０によって制御されている場合、ＢＳ２ ３５０は移動局３７０によって使用されるパワー・レベルを知ることができるので、移動局が現在使用しているパワー・レベルをＢＳ２ ３５０に送信する必要はないであろう。最後に、ＢＳ１ ３５０は移動局３７０が現在送信しているパワー・レベルと、ＢＳ１ ３５０が現在送信しているダウンリンク信号３４５のキャリア・レベルと、アップリンク信号３３５の現在の受信信号強度とを報告する。ＭＴＳＯ３００はＴ₁についての全ての測定値を集め、経路損失の推定値を計算する。
【００１７】
図４は、先に説明した測定値を用いてＭＴＳＯ３００が作る代表的マトリクスを示している。第１の列は移動局３７０によってＭＴＳＯ３００に報告された測定値を示している。従って、移動局３７０は時間Ｔ₁でのロックされた送信出力パワーＭＳ_TransBS1と、時間Ｔ₁でのＢＳ１ ３５０からの受信信号強度ＭＳ_RSSIBS1とを報告する。
【００１８】
図４の表の第２の列は、ＢＳ１ ３５０からＭＴＳＯ３００に報告された測定値を表している。ＢＳ１ ３５０は、ＢＳ１_RSSI335で表わされる、時間Ｔ₁に移動局３７０からの受信信号強度の測定値を報告する。ＢＳ１ ３５０はまた、ＢＳ１_RSSI365及びＢＳ１_RSSI375でそれぞれ表わされる、移動局３８０及び移動局３９０からの受信信号強度を報告する。加えて、ＢＳ１ ３５０は、自身が移動局３７０への送信で使用したパワー・レベルＢＳ１_powerを報告する。
【００１９】
図４の表の第３の列は、ＢＳ２ ３４０からＭＴＳＯ３００に報告された測定値を表している。第３列の第１行は、ＭＳ_TransBS2で表わされる、移動局３８０からの送信パワーを含んでいる。第３列の第３行は、時間Ｔ₁での移動局３７０からの信号３０５の受信信号強度を表しており、ＢＳ２_RSSI305で表わされる。第３列の第４行は、ＢＳ２ ３４０によって使用されるパワーの予測量を含んでおり、ＢＳ２_powerで表わされる。
【００２０】
図４の表の第４の列は、ＢＳ３ ３６０からＭＳＴＯ３００に報告された測定値を表している。第４列の第１行は、ＭＳ_TransBS3で表わされる、移動局３９０からの送信パワーを含んでいる。第４列の第３行は、時間Ｔ₁での移動局３７０からの信号３１５の受信信号強度を表しており、ＢＳ２_RSSI315で表わされる。第４列の第４行は、ＢＳ３ ３６０によって使用されるパワーの予測量を含んでおり、ＢＳ３_powerで表わされる。
【００２１】
図５は、図４の報告された測定値を用いてＭＴＳＯ３００によって行われる計算の代表的な表を示している。従って、移動局３７０からＢＳ１ ３５０へのアップリンク信号３３５に対する経路損失ＰＬ₃₃₅が、ＢＳ１ ３５０によって受信された移動局３７０からのパワー・レベルＢＳ１_RSSI335を、移動局３７０が現在送信しているパワー・レベルＭＳ_TransBS1から減算することにより計算される。ＭＴＳＯ３００はまた、移動局３７０とＢＳ２ ３４０との間の経路損失を、移動局３７０からのＢＳ２ ３４０によって受信された信号強度ＢＳ２_RSSI305を、移動局３７０の出力パワーＭＳ_TransBS1から減算することにより計算する。同様に、ＢＳ３ ３６０に対して、ＭＴＳＯ３００はまた、移動局３７０とＢＳ３ ３６０との間の経路損失を、移動局３７０からのＢＳ３ ３６０によって受信された信号強度ＢＳ３_RSSI315を、移動局３７０の出力パワーＭＳ_TransBS1から減算することにより計算する。
【００２２】
ＢＳ１ ３５０のダウンリンクに対する短期Ｃ／Ｉを推定するために、ＭＴＳＯ３００は、ＢＳ２３４０からの予測パワー及びＢＳ２ ３４０の経路損失の差と、ＢＳ３ ３６０からの予測パワー及びＢＳ３ ３６０の経路損失の差と、両者の和、すなわち、（ＢＳ２_power−ＰＬ₃₀₅）＋（ＢＳ３_power−ＰＬ₃₁₅）とを計算する。そしてＭＴＳＯ３００は、移動局３７０によって受信されたＢＳ１ ３５０からの信号強度、すなわち、ＭＳ_RSSIBS1を、図５の第１列の第２行の式に示されるように、先に説明した和で除算する。
【００２３】
アップリンク接続における推定短期干渉レベルを求めるために、ＭＴＳＯ３００は、ＢＳ２３４０及びＢＳ３ ３６０に対応するセルにおける移動局からの送信パワーと、移動局とＢＳ１ ３５０との間のそれぞれの経路損失との差、すなわち、ＭＳ_TransBS2−ＰＬ₃₆₅及びＭＳ_TransBS3−ＰＬ₃₇₅を求める。そしてＭＴＳＯ３００は、アップリンクにおける推定短期干渉レベルを計算するために、アップリンク干渉測定値を加算する、すなわち、（ＭＳ_TransBS2−ＰＬ₃₆₅）＋（ＭＳ_TransBS3−ＰＬ₃₇₅）を求める。
【００２４】
ＢＳ１ ３５０に接続された移動局に対するダウンリンクにおける推定長期平均Ｃ／Ｉが、図５の第１列の第４行に示されている。ＭＴＳＯ３００は、ＢＳ１ ３５０を囲む基地局によって使用される推定パワーと、それら各々の経路損失との差、ＢＳ２_power−ＰＬ₃₀₅及びＢＳ３_power−ＰＬ₃₁₅を計算する。そして先に説明した差を加算してＢＳ１ ３５０に関するセルへのダウンリンクにおける干渉レベルとなる。ＭＴＳＯ３００はまた、ＢＳ１ ３５０の送信出力パワーと移動局３７０への経路損失との差、すなわち、ＢＳ１_power−ＰＬ₃₃₅を求めることにより、キャリア・パワーを計算する。そしてダウンリンクに対するキャリア測定値が、ダウンリンクに対する干渉測定値で除算される。ＭＴＳＯ３００は、ある時間期間に渡りＣ／Ｉの計算を続け、Ｃ／Ｉの計算値の平均を計算してダウンリンクにおけるＣ／Ｉの長期推定値を得る。
【００２５】
移動局３７０とＢＳ１ ３５０との間のアップリンクにおける推定長期平均Ｃ／Ｉが、図５の第１列の最後の行に示されている。ＭＴＳＯ３００は、ＢＳ２ ３４０及びＢＳ３ ３６０に対応するセルにおける移動局からの送信パワーと、移動局とＢＳ１ ３５０との間のそれぞれの経路損失との差、すなわち、ＭＳ_TransBS2−ＰＬ₃₆₅及びＭＳ_TransBS3−ＰＬ₃₇₅を求める。そしてＭＴＳＯ３００はアップリンクにおける推定干渉レベルを計算するために、アップリンク干渉測定値を加算する、すなわち、（ＭＳ_TransBS2−ＰＬ₃₆₅）＋（ＭＳ_TransBS3−ＰＬ₃₇₅）を求める。移動局３７０からのキャリア・レベルが推定干渉レベルで除算されてＣ／Ｉレベルが求められる。ＭＴＳＯ３００は、ある時間の期間に渡りＣ／Ｉの計算を続け、Ｃ／Ｉの計算値の平均を計算してアップリンクにおけるＣ／Ｉの長期推定値を得る。
【００２６】
代表的実施形態によれば、ＭＴＳＯ３００は、システムに１日のうちの定められた時間に２つのセル間の典型的経路損失を測定するよう指示する、測定持続命令を出す。ＭＴＳＯ３００は、その日の定められた時間の間の２つのセル間の経路損失の統計的見解を求めるために、ある時間期間に渡り図４及び５の測定値及び計算値を集める。時間に渡るこれらの計算値は、下記で説明するように、セルラ・システムに対する周波数計画を適応的に調整するのに使用できる。所望する信号及び妨害された信号について、経路損失の推定値が同時に求められるように調整されること、例えば、ＰＬ₃₀₅及びＰＬ₃₃₅のサンプルは信号３４５の信号強度及びＭＳ_TransBS1に対する値と同時に求められることは重要であるので注意されたい。これら同期した測定を行うことにより、異なった妨害をしている基地局及び移動局間の一定の平均経路損失がわかれば、システムは所望する信号、例えば、信号３４５の移動局に向かう平均経路損失を求めることができる。更に、移動局が一定のパワー・レベルを使用しているときには、システムは、移動局と様々な周囲の基地局との間の平均経路損失を求めることができる。
【００２７】
全てのセルから他のセルに向けての経路損失の値を用いて、ＭＴＳＯ３００は、様々なセルに割り当てられた周波数に基づいて、特定のセルが他のセルにどれだけ干渉するのかを求めることができる。例えば、図６は、図２に示したように構成された、７つの異なったセル（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）にそれぞれ位置する７つの基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５、ＢＳ６、ＢＳ７）間の経路損失の量を表す代表的マトリクスを示している。従って、セルＡからセルＢへの経路損失、すなわち、図６の表の第２列の第１行の値が十分大きければ、ＭＴＳＯ３００は、セルＡ及びセルＢの両方に同じ周波数を割り当てて、セルＡの送信からセルＢの送信への同一チャネル干渉を最小にするようにしてもよい。反対に、セルＡとセルＢとの間の経路損失が非常に小さければ、システム・オペレータは、隣接チャネル干渉、すなわち、第１の周波数でのセルＡ内の送信と第１の周波数に隣接する第２の周波数でのセルＢ内の送信との干渉が、隣接チャネル送信に対して許容できない音声品質をもたらすこととなるであろうと判断するかもしれない。セルＡ内に位置する基地局からセルＢ内の移動局への平均推定経路損失が、セルＡ内に位置する移動局からセルＢ内の基地局への平均推定経路損失とは別個に計算されるので、セルラ・システムのオペレータは、セルに周波数を効率的に割り当て、基地局及び移動局両方の送信パワー・レベルを調整するために、２つの経路損失表、すなわち、図６の表と同様な、１つがアップリンクに対する経路損失でもう１つがダウンリンクに対する経路損失の２つの表を必要とするであろう。接続のアップリンク及びダウンリンク周波数間の２重の距離が固定されているので、システムは、基地局にアップリンク及びダウンリンク周波数の組を割り当てるときに、アップリンク及びダウンリンクの経路損失表を互いに関連付けて検討すべきである。
【００２８】
周囲のセル全ての経路損失が既知、すなわち、上記で説明したように計算されたので、システムは、第２のセルとの干渉を避けるための、１つのセルへのある周波数の割り当てが、第３のセルとの干渉を引き起こすかどうかを、システム内での周波数変更を実施することなしに判定できる。例えば、システムがセルＡからのある送信がセルＢからの送信と干渉していると判定した場合、システムは、先に説明したＣ／Ｉ比に基づいて、セルＢに対する干渉が許容できる量となる新たな周波数をセルＡに割り当てるであろう。更に、システムは、新たな周波数の実施の前に、計算された経路損失値に基づいて、セルＡに新たに割り当てられる周波数が周囲の他のセル、すなわち、セルＣ〜Ｇのいずれかと許容できない干渉を引き起こすかどうかを計算できる。
【００２９】
図７Ａ及び７Ｂは、チャネルの再割り当ての前と後の代表的チャネル・グループの割り当てを示している。図７Ａのチャネル割り当ては、ＢＳ１ ３５０がチャネル５及び６でＢＳ２ ３４０と、チャネル１及び５でＢＳ３ ３６０との同一チャネル送信を有していることを示している。システムが先に説明した測定及び計算を行った後に、ＢＳ１ ３５０のチャネル１の同一チャネル干渉が大きすぎると判定されたら、システムは許容できない干渉とはならない別のチャネルを求めるために、図６に示したマトリクスと同様なマトリクスを用いるであろう。従って、システムはＢＳ３ ３６０がチャネル１１で送信しているとしても、ＢＳ３ ３６０の同一チャネル干渉がＢＳ１ ３５０に許容できない量の干渉をもたらさないであろうと判定するかもしれない。その結果、システムはチャネル割り当ての前に、そのチャネルが許容できるＣ／Ｉレベルとなるかどうかを判定できる。
【００３０】
あるパワー・レベルを使用することによって引き起こされる可能性のある干渉を求めるために、本発明を、経路損失値及びＣ／Ｉ比を用いた送信パワー・レベルの決定に使用することもできる。例えば、システムは、移動局と基地局との間でのある周波数の使用が、許容できないリンク品質をもたらすことを判定するかもしれない。しかしながら、システムは、キャリア信号のパワー・レベルを増加することによって、リンク品質が改善されるかどうかを判定することができる。更に、システムは、セルラ・システム内での新たなパワー・レベルの実施の前に、この新たなパワー・レベルが周囲のセルにおいて許容できない量の干渉を引き起こすかどうかを判定することができる。システムはまた、第１のセルで用いられるパワー・レベルが減少された場合、減少されたパワー・レベルが実施されたら、第１のセルが第２のセルに対して引き起こす干渉が少なくなるかどうかを判定することができる。
【００３１】
図８は、本発明による代表的方法を示している。そのため、ステップ８１０でシステムは着目セル、例えばＢＳ１ ３５０を含むセル内で送信している移動局があるかどうかを判定する。送信している移動局が有れば、システムは移動局にその送信パワーをロックし、そのパワー・レベル及び測定した基地局から受信した信号強度をシステムに報告するように、ステップ８２０で命令する。先に述べたように、送信パワーがロックされる時間の合計が望まれない品質劣化を引き起こすほど長ければ、ステップ８２０は省略してもよい。加えて、同時に、移動局に接続されている基地局が、移動局からの受信信号強度の測定結果の収集を開始する。ステップ８３０で、周囲の基地局が先に説明した情報を用いて移動局の送信と同期を取り識別する。ステップ８４０で、基地局の受信信号強度が測定されシステムに報告される。システムはステップ８５０で経路損失を計算する。ステップ８６０で、基地局が移動局の送信に対して隣接あるいは同一チャネルを割り当てられたら、移動局に生じる現在のダウンリンクのＣ／Ｉを推定するために、現在の経路損失がシステムに使用される。チャネル計画がリアルタイムでないのは、ダウンリンク及びアップリンクの平均Ｃ／Ｉレベルを推定するのに、累積された平均推定経路損失が使用されるようにするためであることに注意されたい。加えて、妨害している基地局で周波数が調整された場合、接続にＣ／Ｉレベルに対する短期推定値の変化が生じる。
【００３２】
上記で説明した代表的実施形態はＴＤＭＡシステムを用いて周波数を割り当てるものであるが、当業者はこのシステムがＣＤＭＡシステム及びコードの割り当てにも等しく適用できることがわかるであろう。例えば、ＣＤＭＡシステムでは、基地局は移動局の送信を、データ信号の拡散に使用されるコードあるいはコードの組合せ、例えば、チャネリゼーション・コードとスクランブル・コードによって識別できる。加えて、ある種のＣＤＭＡシステムは多数の周波数帯域を使用する（例えば、ＷＣＤＭＡは６０ＭＨＺのスペクトルから別個の５ＭＨＺの帯域複数を使用する）ので、移動局の送信の識別にも移動局によって使用される特定の周波数帯域の識別が必要となるであろう。更に、ＣＤＭＡシステムは同じ周波数帯域に多くの送信を重ねるので、本発明によるシステムを、１つ以上の周囲の基地局への同じコード、例えば、スクランブル・コードの割り当てが、許容できない干渉レベルを引き起こすかどうかを判定するのに使用することができる。
【００３３】
ＣＤＭＡシステムでは、移動局は通常は基地局からブロードキャストされる共通制御チャネルあるいはパイロット・チャネルでの測定を行う。共通制御チャネルは通常は固定の高いパワーを使用する。ダウンリンク・スクランブル・コードの使用により、領域内の別の基地局は異なったスクランブル・コードを使用するので、正しい基地局を測定していることが移動局にも確認できる。従って、移動局はシステムに、改良経路損失の推定値を提供できる、すなわち、信号強度測定値の源がスクランブル・コードを検出することにより識別できる。ある種のＣＤＭＡシステムは移動局の送信のパワー・レベルを頻繁に変えるが、このことはこれらＣＤＭＡシステムでの送信パワーのロックを不可能にする。従って、ＣＤＭＡシステムにおける改善した経路損失推定値を求める手順は、移動局の送信パワーをロックせずに動作できるべきである。
【００３４】
図９は、ＣＤＭＡシステムにおける本発明の実施の代表例を示している。ステップ９０５で、セルＡ内の基地局によって使用されるチャネリゼーション・コード、スクランブル・コード及びパワー・レベルが識別される。ステップ９１０で、セルＢ内の移動局が特定のチャネリゼーション及びスクランブル・コードを使用している送信を探すよう指示される。ステップ９１５で、移動局は同期を取り基地局を識別する。移動局が送信と同期した後、ステップ９２０で移動局は、送信の信号強度、測定期間中に使用された平均パワー・レベル、セルＡから受信した平均信号レベルを測定し報告する。ステップ９２５で、セルＡ及びセルＢ間の経路損失が、移動局がパワー・レベルについての情報を持っていれば移動局、あるいは移動局が上記の情報を持っていなければシステムのいずれかで計算される。ステップ９３０で、ダウンリンクに対するＣ／Ｉが基地局によって使用される様々なパワー・レベルについて計算され、アップリンクにおけるＣ／Ｉが移動局によって使用される様々なパワー・レベルについて計算される。
【００３５】
上記で説明した手順は、ＣＤＭＡシステムにおける隣接セルのリストの決定に使用できる。隣接セルのリストは、ハンドオーバの実行、ハンドオーバの評価、及びセルの再選択での助けとなるようにセルラ・システムによって定義される。従って、上記で説明した改良経路損失測定値及び選択技術を用いた、移動局の隣接セルのリストにおける隣接セルとしての特定のセルの選択は、システムが接続すると望ましくない搬送波対干渉波比をもたらす可能性の高いセルをリストからなくすことを可能とする。例えば、セル間の経路損失値が小さいと、セルが隣接セルとして定義されるべきであることを示し、経路損失値が大きいと、セルが隣接セルとして定義されるべきではないことを示している。隣接セルの選択は、本発明のＴＤＭＡの実施形態に関して説明した適用可能な方法を用いるＴＤＭＡシステムにおいても使用できる。
【００３６】
本発明を代表的実施形態によって説明したが、これは本発明を限定するものではない。特許請求の範囲に定義された本発明の要旨及び範囲を逸脱することなしに、当業者によって修正及び変更が加えられ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 固定的プランのセルラ・システムで用いられる周波数の再利用パターンを示す図である。
【図２】 セルラ・システムのローディングの時間依存特性の代表例を示す図である。
【図３】 本発明の代表的実施形態による信号測定値の取得を示す図である。
【図４】 システム測定値の代表的マトリクスの表を示す図である。
【図５】 システム測定値に基づいたシステム計算値の代表的マトリクスの表を示す図である。
【図６】 周波数割り当てを決定するためにシステム・オペレータによって使用される別の代表的マトリクスの表を示す図である。
【図７Ａ】、
【図７Ｂ】 システム計算値に基づいた代表的チャネル割り当てを示す図である。
【図８】 ＴＤＭＡシステムにおける本発明による代表的方法を示す図である。
【図９】 ＣＤＭＡシステムにおける本発明による代表的方法を示す図である。

Claims (29)

1. セルラ通信システムにおける、セル計画及びチャネル割り当てのための方法であって、
   第１のセル内に位置する移動局と、第２のセル内に位置する基地局との間の経路損失値を求めるステップと、
   前記第２のセル内に位置する前記基地局によって引き起こされる、前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の送信に対する干渉についての干渉値を求めるステップと、
   前記干渉値及び前記経路損失値に基づいて、前記第１のセル内に位置する前記基地局に割り当てられたチャネルのグループにチャネルを割り当てるステップであって、前記経路損失値に応じて、前記第２のセルが前記移動局の隣接セルのリストに追加される、ステップと、
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記経路損失値を求めるステップが、
   前記第２のセル内に位置する前記基地局で、前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の前記送信の受信パワー・レベルを測定するステップと、
   前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の前記送信の送信パワー・レベルを求めるステップと
   を備え、前記経路損失値が前記送信パワー・レベルと前記受信パワー・レベルとの差であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記経路損失値を求めるステップが、前記送信に関する接続特定情報によって前記移動局を識別することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記接続特定情報が、周波数、カラー・コード及び同期ワードの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記経路損失値を求めるステップが、前記送信に関する接続特定情報によって前記基地局を識別することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記接続特定情報が、周波数、チャネリゼーション・コード及びスクランブル・コードの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記干渉値が、前記経路損失値と、前記第２のセル内に位置する前記基地局によって使用され、前記送信に関連するチャネルについて同一チャネルあるいは隣接チャネル関係にあるチャネルに関連したパワー・レベルとの間の差であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記経路損失値及び前記干渉値を用いて、前記送信についての搬送波対干渉波比を計算するステップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記チャネルを割り当てるステップが、所定のパワー・レベルでチャネルを割り当てることを含み、前記割り当てられたチャネルが、別の所定のパワー・レベルで前記第１のセル内に位置する前記基地局に既に割り当てられていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記チャネルを割り当てるステップが、ある時間の期間に渡って求められた経路損失値と干渉値とに基づいていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記セルラ通信システムがＴＤＭＡ送信方式を用い、前記チャネルが周波数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記セルラ通信システムがＣＤＭＡ送信方式を用い、前記チャネルがコードであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. セルラ通信システムにおいて、第１のセル内に位置する基地局に割り当てられたチャネルに対する送信パワー・レベル選択のための方法であって、
    前記第１のセル内に位置する移動局と、第２のセル内に位置する基地局との間の経路損失値を求めるステップと、
    前記第２のセル内に位置する前記基地局によって引き起こされる、前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の送信に対する干渉を求めるステップと、
    前記求められた干渉及び前記経路損失値に基づいて、前記移動局と前記第１のセル内に位置する前記基地局との間の前記送信に送信パワー・レベルを割り当てるステップであって、前記経路損失値に応じて、前記第２のセルが前記移動局の隣接セルのリストに追加される、ステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
14. 前記経路損失値を求めるステップが、
    前記第２のセル内に位置する前記基地局で、前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の前記送信の受信パワー・レベルを測定するステップと、
    前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の前記送信の送信パワー・レベルを求めるステップと
    を備え、前記経路損失値が前記送信パワー・レベルと前記受信パワー・レベルとの差であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記経路損失値を求めるステップが、前記送信に関する接続特定情報によって前記移動局を識別することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 前記接続特定情報が、周波数、カラー・コード及び同期ワードの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記経路損失値を求めるステップが、前記送信に関する接続特定情報によって前記基地局を識別することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
18. 前記接続特定情報が、周波数、チャネリゼーション・コード及びスクランブル・コードの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記経路損失値及び前記干渉値を用いて、前記送信についての搬送波対干渉波比を計算するステップを更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
20. セルラ通信システムにおいて、セル計画及びチャネル割り当てに使用される装置であって、
    第１のセル内に位置する移動局と第２のセル内に位置する基地局との間の経路損失値を求める手段と、
    前記第２のセル内に位置する基地局によって引き起こされる、前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の送信に対する干渉の干渉値を求める手段と、
    前記干渉値と前記経路損失値とに基づいて、前記第１のセル内に位置する前記基地局に対する前記第２のセル内に位置する前記基地局による干渉が少なくなるチャネルを、前記第１のセル内に位置する前記基地局に割り当てられたチャネルのグループに割り当てる手段であって、前記経路損失値に応じて、前記第２のセルが前記移動局の隣接セルのリストに追加される、手段と、
    を備えることを特徴とする装置。
21. 前記経路損失値を求める手段が、
    前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の前記送信の受信パワー・レベルを、前記第２のセル内に位置する前記基地局で測定する手段と、
    前記移動局と前記第１のセル内に位置する基地局との間の前記送信の送信パワー・レベルを求める手段と
    を備え、前記経路損失値が、前記送信パワー・レベルと前記受信パワー・レベルとの差であることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記経路損失値を求める手段が、前記移動局を接続特定情報によって識別する手段を含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
23. 前記接続特定情報が、前記送信に関連する、周波数、カラー・コード及び同期ワードの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記経路損失値を求める手段が、前記基地局を接続特定情報によって識別する手段を含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
25. 前記接続特定情報が、前記送信に関連する、周波数、チャネリゼーション・コード及びスクランブル・コードの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記干渉値が、前記第２のセル内に位置する前記基地局によって使用され、前記送信に関連するチャネルについて同一チャネルあるいは隣接チャネル関係にあるチャネルに関連したパワー・レベルであることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
27. 前記経路損失値と前記干渉値を用いて、前記送信についての搬送波対干渉波比を計算する手段を更に備えることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
28. 前記チャネルを割り当てる手段が、所定のパワー・レベルでチャネルを割り当てる手段を含み、前記割り当てられるチャネルが、別の所定のパワー・レベルで前記第１のセル内に位置する前記基地局に既に割り当てられていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
29. 前記チャネルを割り当てる手段が、ある時間の期間に渡って求められた経路損失値と干渉値とに基づいていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。

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