JP4598116B2 - チャネル化されたセルラシステム内の隣接チャネル干渉を管理するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
各セルは、基地局と関連するアンテナシステムによって放射され、これら基地局は、互いにおよび/あるいは他の網と相互接続される。全方向放射パターンがアンテナ101によって示され、セルがより小さなV形タイプのサービスエリアにセクタ化された指向性アンテナパターンがアンテナ102によって表される。
フレキシブルなチャネル割当法は、システムの、基地局無線を遠隔からソフトウエアにて再チューニングするための能力を活用するが、この能力は、チャネル容量をトラヒック変動に適応させることを可能にする。フレキシブルなチャネル割当方法論のクラスには、適応的(adaptive)なチャネル割当て、動的(dynamic)なチャネル割当て、および、これら二つのハイブリッドである適応的動的(adaptive-dynamic)なチャネル割当てが含まれる[上に参照のM.Benvenisteの“Self Configurable Wireless System”,id.を参照]。
偶数/奇数セル指定(Even/Odd Cell Designation)法−−あるセル内の隣接 チャネル衝突を排除することを目的とする;
垂直チャネルセット構成(Vertical Channel-Set Construction)法−−セク タ化されたセル内の隣接するセル間の隣接チャネル衝突を排除することを目的とする;および
最小隣接サーキット法(Minimum Adjacency Circuit Method)法−−規則的なチャネル割当て法において隣接するセルあるいはセクタ間の隣接エッジの数を低減することを目的とする:
が含まれ、これらのおのおのが、本発明の一つの実施例を構成するものである。
この特許出願は、合衆国特許出願第08/580568号、“System and Method For Management of Neighbor Channel Interference With Cellular Reuse Partitioning”(M.Benveniste-8)、および合衆国特許出願第08/581694号、“System and Method For Management of Neigbor Channel Interference With Power Control and Directed Channel Assignment”(M.Benveniste-9)と関連するものであ り、これらの特許出願が、同一の出願人による現在の出願と同時に申請されてるために、これらも参照されるべきである。
ここで(および一般的に)使用されるアルゴリズムという用語は、要望される結果に導くための独立したステップのシーケンスと見ることができる。これらステップは、通常、物理量の操作を伴う。通常、必ずしもそうではないが、これら物理量は、蓄積、転送、結合、比較、その他の操作が可能な電気的あるいは磁気的な信号の形式をとる。説明の便利さ、並びに、通常の用法と適合させるために、これら信号は、しばしば、ビット、値、エレメント、記号、文字、項、数、その他の観点から説明される。ただし、これらおよび類似する用語は、適当な物理量と対応されるべきであり、これら用語は、これら量に与えられた単なる便宜上のラベルであるということが強調されるべきである。
フレキシブルなチャネル割当て方法論を実現するために、チャネル割当てプロセスが、コンピュータプロセッサ310によって、メモリ311内に蓄積されたインストラクションに従って遂行される。結果としてのチャネル割当てが出力機能313を介してMSC315に出力され、これはここからBS321に転送される。これらBS内に含まれる個々のチューナブル無線322が、次に、割当てプロセスによって決定された無線チャネルの割当てに従って適当な周波数にチューニングされる。
A.概要
本発明の方法論が、ここでは、複数の実現(実施例)として示されるが、これら新規の方法のおのおのが、隣接チャネル干渉を管理し、結果として、総合的なS/I比目標を達成することを目標とする。これら実施例の具体的な説明から明らかになるように、各実施例は、独立して実現することもできるが、これらの殆どは、一つあるいはそれ以上の他の実施例と組み合わせて実現することも、あるいは、参照として示された一連の関連する特許出願において開示される方法論の実施例と組み合わせて実現することも可能である。
具体的な実施例の説明を行なう前に、チャネル間隔(サービスチャネルと干渉隣接チャネルとの間の間隔)、サービスチャネルと干渉チャネルの受信信号強度、およびS/I比、の間の幾つかの関係について展開され、その後、これらの関係が、後に説明される本発明の実施例に対して適用される。
Sは、加入者ユニットiの所でのサービス信号の強度を表し;
Pは、二つの信号がコ−チャネルである場合に加入者ユニットiによって受信される加入者ユニットjをサービスする信号と加入者ユニットiをサービスする信号の強度の比を表し;
wは、加入者ユニットiをサービスするチャネルと加入者ユニットjをサービスするチャネルの間のチャネル帯域幅の倍数として表された周波数スペクトル間隔を表し;
Nは、チャネル間隔wに起因する相対的な信号強度の低下を表し;
Tは、加入者ユニットiによって実現されるS/I比を表し;そして
Tcは、加入者ユニットiの所でのサービス信号強度のコ−チャネル干渉に対する比を表すものとする。
この分析は、最初に、ダウンリンクの場合に関して行なわれるが、ただし、後に説明されるように、表記法を少し修正するのみで、ここに展開されるのと類似する関係がアップリンクの場合にも適用できることに注意する。
の最適な組合せが存在することとなる。
Sは、サービス基地局の所で加入者ユニットiから受信される信号強度を表し;
Pは、二つの信号がコ−チャネルの場合のiにサービスを提供する基地局の所での加入者ユニットjから受信される信号強度と加入者ユニットiから受信される信号強度の比を表し;
Tは、加入者iにサービスを提供する基地局の所でのS/Iを表し;そして
Tcは、加入者ユニットiにサービスを提供する基地局の所でのサービス信号強度のコ−チャネル干渉に対する比を表すものと定義される。
一連のM.Benveniste-9と呼ばれる参照のために示された関連する特許出願においては、新規の混合型パワー制御方法論(Mixed Power Control Methodology)が開示されるが、この方法においては、ダウンリンク上に部分的なパワー制御を使用することによって、チャネル間隔を2以上の値に増加することなく、妥当なS/I比が維持される。
以下の節においては、従来の技術による方法によって達成されるよりも低減された近隣チャネル干渉を提供する3つの新規のチャネル割当て方法論について説明される。これら新たなチャネル割当て方法論の個々が本発明の一つの実現(実施例)を構成するが、これらは、それぞれ、偶数/奇数セル指定法(Even/Odd Cell Designation)、垂直チャネルセット構成法(Vertical Channel Set Construction)、および最小隣接サーキット法(Minimum Adjacency Method)と呼ばれる。しかしながら、これらの新規のチャネル割当ての方法論について詳細に説明する前に、従来のチャネル割当ての方法論および原理について簡単に触れておくことは有益であるものと信じる。
セル内の隣接チャネル制約を満足するための一つの新規のアプローチは、各セルに対してパリティ、つまり、奇数あるいは偶数を指定する方法である。セルは、指定されたパリティの番号を持つチャネルを使用することのみを許される。固定的なチャネル割当てにおいては、チャネルセットは、奇数あるいは偶数のいずれかのチャネル番号を含み、セルには、奇数あるいは偶数のいずれかのチャネルセットが割当てられることになる。このアプローチは、規則的および不規則的な両方のチャネル割当てに対して有効である。規則的なチャネル割当てにおいては、水平チャネルセット構成のために、隣接チャネル制約は、あるセル内で常に満足されるが、ただし、この奇数/偶数アプローチは、これが、隣接セルが、隣接チャネル制約を満足することをより容易にするという理由から必要とされる。この特徴については、後により詳細に説明される。
隣接チャネルは、通常は、セクタ化されたセル(つまり、おのおのがセルのセクタをカバーする指向性アンテナを持つセル)の隣接するセクタ内では使用されるべきではない。図2に示される3つのセクタから成るセルを用いて要点を説明すると、セクタα1は、セル1内の他の二つのセクタβ1およびγ1内で使用されているチャネル、あるいは、この隣の二つのセクタβ2およびγ5内で使用されるチャネルに隣接するチャネルは使用すべきではない。同一ラベルのアンテナが整合されているかぎりは、αセクタに、βあるいはγセクタのチャネルに隣接するチャネルが割当てられないように確保し、他のセクタについても同様にすることで十分である。
全方向セル(単一の全開口アンテナを使用するセル)は、再利用係数7の従来のパターンに従って構成された場合は、図10に示されるように、各セルが、二つの隣接セルを持つために、例えば、セル#3は、セル#2と#4との隣接エッジを持ち、隣接チャネル制約に違反する。Pが、前に定義された閾値Paを超え、従って、隣接チャネル干渉が目立つようになる確率は、ダウンリンク上では、最悪の場合、0.23となり、アップリンク上では、隣接チャネル干渉に対する確率は0.21となる。また、ある呼がダウンリンク上、アップリンク上、あるいは両方の上で、隣接チャネル干渉を受ける確率は、最悪の場合、0.39となる。(これら全ての確率は、シミュレーションによって推定されたものである)。
N=8の再利用パターンに対して、最小数の隣接エッジを持つチャネル割当てを見つけるためのアプローチについて説明するが、図11−Aには、再利用係数=8の場合に対して、全方向性再利用パターンが示される。図からわかるように、チャネルセットが、A、B、C...とラベルされる各セルに対して、セル当たりの隣接エッジの最大数が最小になるような方法にて割当てられる。
つまり、奇数/偶数構成法を使用した場合は、上のN=8の再利用パターンに対しては、隣接エッジを持たないチャネル割当てを見つけることができる。図11(c)に示されるノードのナンバリング法がこの割当て法を示す。当然なことであるが、奇数/偶数構成アプローチを採用できるのは、再利用係数が偶数の場合のみである。
ここでは、隣接チャネル干渉を管理するための複数の新規の方法論について開示された。これら方法、およびこれらの組合せは、固定的なあるいはフレキシブルな、そして、規則的なあるいは不規則的な全てのチャネル割当てに対して採用することが可能である。さらに、これら方法は、全てのチャネル化されたシステムに対して、それらが、周波数分割多重アクセスを採用するか、周波数分割/時間分割ハイブリッドアクセスを採用するかに関係なく適用することができる。
本発明の現在の実施例が詳細に説明されたが、これらに対して様々な変更、代替、置換を行なうことが、付録の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなしに可能であることを理解されるべきである。
図1に示されるセルの六角形状は、作図上の便宜のために使用されることに注意する。このような六角セル表現は、これがセルに対する理想的なパワーカバーエリアである円形形状に接近するために採用される。ただし、この円形形状を使用した場合は、重複エリアが発生し、サービスを受けるエリアの図面が不鮮明となる。一方、便宜的な六角形状のセルを使用した場合は、サービスエリアを表す複数のセルを、セル間のギャップおよび重複無しに示すことができる。
脚注2
勿論、後に詳細に説明されるように、無線通信技術分野での比較的最近の進展を表すフレキシブルなチャネル割当て方法論は、通常、セル内の固定的でないチャネル割当てを伴う。
Claims (1)
- コンピュータ・プロセッサに接続されたメモリから成るデータ処理システムにより、無線通信網における同一チャネル干渉及び隣接チャネル干渉を低減するための方法であって、前記無線通信網は複数のセルに分割されたサービスエリアからなり、複数の通信チャネルが前記複数のセルの間での割り当てのために利用でき、前記通信チャネルのうちの少なくとも一部は周波数スペクトルに沿って連続的に配置されており、
前記方法は、
前記複数のセルの各々に奇数または偶数パリティを割り当てるステップと、
前記割り当てられた奇数または偶数パリティを有する番号を持つ前記通信チャネルを前記複数のセルの各々に割り当てるステップで、前記通信チャネルは、互いに素なセグメントに分割された前記周波数スペクトルから割り当てられ、
前記周波数スペクトルに沿って隣接して配置された通信チャネルを有する隣接セル間に1つまたは複数の隣接エッジを決定するステップと、
前記複数のセルにおいて、ノードを有する近傍グラフと前記隣接セルに対応する各ペアのノード間の近傍グラフのエッジを構成するステップで、前記近傍グラフのノードは、所定の再利用係数を有するクラスタ内のセルに対応し、
前記近傍グラフの補集合グラフを構成するステップと、ここで、
前記近傍グラフ内のノードに対応する前記補集合グラフ内のノードに、1からNの番号を付けることと、チャネルセットの各隣接するペアに、前記補集合グラフ内のノード間に補集合グラフのエッジを加えることと、前記補集合グラフ内のノード間の各隣接するペアに加えられる補集合グラフのエッジの数を最小にするように、前記ノードに対応する前記セルにチャネルを割り当てること、及び
互いに素な1つの組からチャネルを選択して、チャネル選択において隣接チャネル干渉を識別し隣接エッジを低減するよう前記補集合グラフ内のノード間の各隣接するペアに加えられる補集合グラフのエッジを決定することにより、個々のセルのためのチャネルセットを構成するステップとからなる方法。
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