JP4689840B2

JP4689840B2 - 移動無線システム、及び移動無線システムにおけるチャネル割当ての方法

Info

Publication number: JP4689840B2
Application number: JP2000601878A
Authority: JP
Inventors: パトリックサーウォール，; エリクウェステルベルイ，
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-02-21
Also published as: SE521227C2; SE9900618L; EP1155588B1; US7130635B2; US6868277B1; WO2000051390A1; CN1123264C; AU3205200A; ES2372680T3; SE9900618D0; EP1155588A1; CN1348663A; ATE526809T1; US20040018843A1; JP2002538697A

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は一般的には移動体無線通信の分野に関し、特に、移動無線システムにおいてユーザに無線チャネルを割当てる方法及び装置に関する。
【０００２】
背景
現存する移動無線システムでの負荷が増加の一途をたどっているので、少ししかない周波数資源を効率的に利用することがますます重要なことになってきている。今日払われている多くの努力は、与えられている一定量のバンド幅、受容可能なチャネル品質をもつ接続の数を最適化するために、移動無線セルの構造の計画に向けられている。利用可能なチャネルを、現存する、そして、今やセットアップされようとしている無線接続にどのように割当てるのかは、システムの全体的な性能のために最重要なことである。チャネル割当てについては種々の方法が“セルラ移動通信システムのためのチャネル割当て方式：包括的調査（Channel assignment schemes for cellular mobile telecommunication systems: A comprehensive survey）”, IEEE Personal Comunications, 1996年６月、Ｉ．カトゼラ（I. Katzela）とＭ．ナアシネー（M. Naghshineh）著という出版物で説明されている。
【０００３】
チャネル割当て方式の重要なグループは、もし接続がチャネルでセットアップされることになるなら、候補のチャネルによって経験するチャネル間干渉の測定を基にしてそのチャネル割当ての決定を行う方式である。しかしながら、そのような干渉測定に基づく決定は、やや最適な割当てへと導くに過ぎない。チャネル間の干渉の少ないチャネル割当てによる結果、ネットワークにおいて既存の呼に悪い影響を与え、それ故に、そのような呼の品質が劣化してしまうことがあり得る。そのような劣化はしばしば、品質の悪い呼の他の無線チャネルへの不安定なハンドオーバへと導くことになり、そのことは次には現存する接続がさらに悪い影響をうけてしまうことにつながるかもしれない。
【０００４】
新しいチャネルを接続に割当てるとき、既存の接続への望まれない影響を回避するという問題を扱う試みを文献に見出すことができる。ＷＯ９７／３２４４４では、周波数をセルに割当てる方法が説明されており、そこでは、ある周波数を選択する１つの基準は、そのセルで用いられている選択される周波数と結合されるとき、その選択される周波数が３次の内部変調による積の原因となってはならないというものである。しかしながら、新しい無線チャネルをセットアップすることの現存する無線接続への影響（impact）は、その新しい接続がセットアップされることになるセルにおける現存する接続への３次の内部変調による積の影響よりもはるかに大きいものである。考慮する非常に重要な影響とは、チャネル間及び隣接チャネルとの干渉の影響であり、それは主に、その接続がセットアップされることになるセル以外のセルで用いられるチャネルが考慮される。米国特許第５，４９１，８３７号では、周波数割当ての方法が記載されており、そこでは、干渉（Ｃ／Ｉ）値を越えるある一定の搬送波を取得するのに最低の送信電力しか必要としない周波数が選択される。セットアップされる送信電力閾値がその方法では用いられており、その閾値が多くの電力を必要とし、それ故に、高レベルの干渉を生じさせるユーザがシステムに入ってくるのを防いでいる。しかし、これはどちらかというと問題を解決するには残酷な方法である。なぜなら、全ての場合において、全ての周波数について最適な閾値となる閾値はないからである。従って、この方法を用いる効率的なやり方では、利用可能なチャネルが用いられない。
【０００５】
それゆえに、新しい接続のセットアップが既存の接続にもたらす干渉の影響を予測する方法が見出されるならば、それは非常に多くの益があるであろう。本発明の目的はそのような方法を提供することである。
【０００６】
要約
本発明の１つの目的は、移動無線システムの無線接続についての擾乱性の干渉を最小にすることにより、そのシステムの性能を増すことである。
【０００７】
本発明の別の目的は、より効率的な方法で利用可能な無線チャネルの利用を容易にすることである。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、そのシステムによって実行されるハンドオーバの数を減少させることである。
【０００９】
本発明によれば、このことは、利用可能な無線チャネルのいくらかが現存する無線接続に既に用いられている移動無線システムにおけるサービスを介して通信を行う移動局との無線チャネルを決定する方法によって解決される。その方法は、無線チャネルの候補を選択する工程と、その無線チャネルの候補の品質を測定する工程と、その無線チャネルの候補についての無線接続を確立することの現存する無線接続への干渉の影響を評価する工程と、前記測定する工程と前記評価する工程において得られた結果に基づいて、通信のための無線チャネルの候補の１つを決定する工程とを有する。
【００１０】
本発明の目的はさらに、いくつかの無線チャネルが現存する無線接続のために用いられ、用いられていない無線チャネルが移動無線システムにおける移動局との通信に割当てるのに利用可能である複数の無線チャネルを有し、その移動局は無線チャネルの無線品質を測定可能である移動無線通信のシステム、或いは、より単純には移動無線システムによって対処される。そのシステムは、割当てのために無線チャネルの候補のリストを保持し、割当てられる無線チャネルを決定する無線資源管理手段と、ある無線チャネルの候補についての無線接続が有する、現存する無線接続への影響を評価する干渉監視手段と、移動局と無線資源管理手段との間で情報を交換する手段とを有する。
【００１１】
本発明の方法とシステムとにより、セットアップが実際になされる前に、ある無線チャネルについてセットアップされる接続で期待される品質とともに、新しい接続のセットアップが既存のセットアップに対して及ぼすであろう干渉の影響についてもを知ることができるようになる。従って、どの無線チャネルがセットアップされることになる無線接続に割当てられるのかを決定するための基礎としてこの知識を用いることにより、セル計画に係らず、既存の接続に新しい接続からの受容できない干渉が回避されるので、移動無線システムにおける全ての無線接続の性能の向上が成し遂げられる。さらにその上、接続予定の、或いは、他の現存する無線接続が即時的にハンドオーバをしなければならないというリスクの軽減も達成される。
【００１２】
本発明をある一面から見れば、移動無線通信のシステムはさらに、前記無線資源管理手段３００に結合され、現存する無線接続の無線品質を監視するセション品質監視手段をさらに有する。これにより、現存する無線接続の品質要求についての情報とともに、これらの要求が現在どのように応じられているのかについての情報が常時取得可能になる。
【００１３】
本発明をある面から見れば、無線チャネルの候補について無線接続を確立することの現存する無線接続への干渉の影響を評価する工程はさらに、システムの無線基地局の１つと、そのシステムの無線基地局のもう１つのものに対応する無線基地局カバレッジの領域との間での経路損失を測定する工程を有する。本発明の別の面からすれば、その評価をする工程は、セル間相互依存度マトリクスを用いて実行される。
【００１４】
本発明をある面から見れば、無線チャネルの候補の品質を測定する工程は、移動局のイコライザにおけるソフト値を解析する工程を有する。その移動局はそのとき、移動局のイコライザにおけるソフト値を解析することにより、無線チャネルの無線品質を測定するのに適合させられる。本発明の別の面からすれば、その品質を測定する工程は、アイドルタイムスロットの間に干渉を測定する工程と、アクティブタイムスロットの間に搬送波信号強度を測定する工程とを有する。その移動局はそのとき、アイドルタイムスロットの間にその干渉を測定し、アクティブタイムスロットの間に搬送波信号強度を測定することにより、無線チャネルの無線品質を測定するのに適合されられる。
【００１５】
本発明をある面から見れば、無線チャネル品質測定で得られた結果とサービスにより要求される品質との間で比較がなされ、その比較結果がさらに、通信のための無線チャネル決定のための基礎として用いられる。これにより、無線資源の品質の選択的な利用が適用可能になる。例えば、高品質を要求するサービスが低い品質を被らねばならないリスクを冒すことなく、高品質を要求するサービスの要求に合致できない無線チャネルはそれほど高い品質を要求しないサービスに依然として用いられる。さらにその上、現在のそして将来のシステム性能への影響を最小限にするために、必ずしも最上のものという訳ではないが、十分な品質をもった無線チャネルがセットアップされる接続に割当てられる。
【００１６】
本発明のある面からすれば、移動無線システムは、夫々が複数の無線チャネルをもつ少なくとも２つの移動無線ネットワークを有している。その無線チャネルの候補は、その少なくとも２つの移動無線ネットワークの無線チャネルから選択される。これにより、その移動無線システムの柔軟性と性能との向上が成し遂げられる。無線ネットワークの１つが低品質にある場合、もう１つの無線ネットワークの無線チャネルが通信に用いられる。
【００１７】
詳細な説明
移動無線ネットワーク１００の一般的なアーキテクチュアが図式的に図１には図示されている。移動無線ネットワーク１００は、移動無線ネットワーク１００のカバレッジ領域１０５として知られる限定的な地理的な領域内で移動局（ＭＳ）のユーザに無線通信を提供する。いくつかの移動局（ＭＳ）は移動無線ネットワーク１００のカバレッジ領域１０５の中に位置している。図１において、ＭＳ１１０は無線リンク１１５を用いて無線基地局（ＢＴＳ）１２０を介してその移動無線ネットワーク内で通信を行うように示されている。その移動無線ネットワークに属するいくつかのＢＴＳは、基地局制御局（ＢＳＣ）１２５を介して共に接続されても良い。各ＢＴＳは、隣接するＢＴＳのカバレッジ領域と部分的には重複しているかもしれない自分自身の無線カバレッジ領域をもっている。次に、ＢＳＣ１２５はコアネットワーク１３５に接続され、それは、例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、統合サービスデジタル網（ＩＳＤＮ）、他の公衆陸上移動通信網（ＰＬＭＮ）、インターネットなどのような他のネットワークへの、また、他のネットワークからの呼を制御する。
【００１８】
ＢＴＳ１２０が無線トラフィックをうけもつ地理的な領域は、ＢＴＳのセルと呼ばれる。そのセルは静的な領域ではなく、その境界は周辺のＢＴＳの活動度に依存して時間とともに変化する。回路交換移動通信についてのＥＴＳＩ標準、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）、移動体パケットデータ通信のＥＴＳＩ標準、或いは、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）のような時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムにおいて、各ＢＴＳはいくつかの分離した無線周波数で送信を行う。各ＢＴＳの周波数（ダウンリンクの周波数）に対して、ＭＳによって用いられる対応する周波数（アップリンク周波数）がある。各周波数はいくつかのタイムスロットに分割され、それらは異なるＭＳで用いられる。１つのそのようなタイムスロットは物理チャネルとして言及され、タイムスロットで受信される情報はバーストとして言及される。ＧＰＲＳや高速回路交換データ（ＨＳＣＳＤ）のようなあるサービスに関し、ＭＳは１つの接続に１つ以上の物理チャネル、或いは、物理チャネルの一部分を用いる。次の説明において、無線接続は、ＴＤＭＡシステムにおける同じ搬送周波数のどの番号のタイムスロットでも意味する無線チャネルを用いることを言う。移動無線ネットワークが提供できる他のサービスには、異なる音声サービス、通常速度の回路交換データ、位置決めサービス、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）などがある。
【００１９】
簡単に上述したように、ＭＳ１１０は普通、いくつかのＢＴＳ１２０の無線カバレッジ領域１３０の中にある。ＭＳがどのダウンリンクチャネルを聴取すべきなのかを決定するために用いられるロジックはアクティブモードにあるとき、ＢＳＣ１２５に含まれても良い。ＭＳ１１０は連続的にアイドルモードとアクティブモードの両方で、周辺のＢＴＳの信号についての測定を行う。アイドルモードでは、ＭＳ１１０は測定結果を用いて公知の技術に従ってどのチャネルを用いるべきなのかを決定する。アクティブモードでは、呼のセットアップの場合、測定結果は制御チャネルでＢＳＣ１２５に送られて、ＢＳＣ１２５ではその結果を決定プロセスにおいて使用する。信号強度とその信号がユーザに提供する対応する品質との間には単純な関連が必ずしもあるわけではないので、その信号品質とともにその信号強度もまた測定される。その品質測定は多くの異なる方法で実行され、そのいくつかについて以下に説明する。
【００２０】
無線チャネルがＭＳ１１０に割り当てられるとき、移動無線ネットワーク１１０において既に用いられている無線接続のいくつかは影響を受けるのを避けられない。他のＢＴＳによって維持されるいくつかの接続は、割り当てられた無線信号の干渉の影響によって乱される。その割り当てられたチャネルと同じ無線搬送波の接続は、特に、ＧＰＲＳのようなパケットデータサービスにおいて影響を受ける。なぜなら、各接続に対して利用可能なバンド幅がさほど大きくないからである。無線資源の割り当てはまた、近い将来でのシステムの活動の自由度に影響を与えるであろう。例えば、欧州のＧＳＭネットワークにおいて、もし、９００ＭＨｚ周波数帯内にある無線チャネルが、１８００ＭＨｚ周波数帯でも送信可能なデュアルモード端末に割当てられるなら、１８００ＭＨｚチャネルが利用可能なときでさえも、９００ＭＨｚ帯でのみ送信可能なシングルモード端末にサービスを行う可能性はより小さくなるであろう。
【００２１】
セルラシステムの全ての性能にわたり最上のものを達成するために、どの資源を移動局１１０に割当てるのかとともに、その割当てられるチャネルについての無線品質についての決定を行うときに、進行中のトラフィックや将来の可能性についての悪い影響が考慮される。本発明の方法の概念の例が図２に示されている。図２のフローチャートで説明される方法は、呼のセットアップ中に新しい無線接続についてのチャネル割当てに用いられるか、或いは、可能性のあるハンドオーバ、所謂、ロケーティングを考慮して、既存の接続の連続的な品質の更新のために繰り返し用いられる。新しい無線接続のチャネル割当ての場合、そのようなチャネル要求が、ＭＳ１１０或いはコアネットワーク１３５によってなされる。
【００２２】
図２のステップ２１０では、無線チャネルの候補のリストがＭＳ１１０に提供される。このリストは移動体が保持する情報（例えば、ＧＳＭ移動体における周波数リスト）を参照することによって獲得されたり、或いは移動無線ネットワークによってＭＳ１１０に送信される。その移動無線ネットワークは、例えば、ＭＳ１１０の地理的な位置、ＭＳ１１０の特性、及び近接のＢＴＳ１２０の負荷に依存してチャネルの候補を選択する。例えば、もし、ＧＰＲＳ無線チャネルの候補が、要求されるサービスに必要とされる正味のバンド幅（即ち、情報搬送バンド幅）より大きな総バンド幅（即ち、誤り検出のために用いられる制御ビットが送信情報に含まれている、所謂リンク適合に用いられるバンド幅を含むバンド幅）を提供できないなら、このチャネルはこの段階で既にそのリストから除外される。このリストは通常は３〜６の異なるチャネルの候補を含むことができる。余りにも多くのチャネルの候補はＭＳ１１０の処理能力には過大な負荷となり、余りにも少ない候補は最適なチャネルを見出す可能性を低めてしまう。もし、その方法がロケーティングのために用いられるなら、現在サービスを行っている無線チャネルは、候補のリストに含められる。
【００２３】
図２に示される本発明の実施形態において、全ての調査ステップは、そのリストの次のチャネルの候補の調査が開始される前にチャネルの候補に対して実行される。ある者は、次のステップに入る前に全てのチャネル候補について図２の調査ステップの１つを繰返し実行することを選択することもできる。
【００２４】
図２のステップ２１５において、まだ調査されていないリスト上のチャネルの候補があるかどうかが、或いは、そのリストの調査が終了したかかどうかがチェックされる。もし、そのリストが終了していないなら、そのリストの次のチャネルがステップ２２０で選択される。ステップ２２５では、ＭＳ１１０は、その例を後述する品質測定方式に従って、チャネル候補の無線品質の測定を実行する。その測定結果はそれから移動無線ネットワーク１００に送信される。ステップ２３０において、移動無線ネットワーク１００は可能性のある接続の評価された品質と要求されたサービスに必要とされる品質との比較を行う。このステップにおいて、適切なときに、チャネルの候補のどの一部が同じ搬送波の現存する接続の品質を受容可能なもの以下に落とすことなくその要求されたサービスのために取り分けることができるのかについての情報もまた考慮されても良い。別の可能性は、ＭＳ１１０に要求された品質についての情報を提供し、ＭＳ１１０にステップ２３０で比較をさせることである。ステップ２３５では、測定された品質が要求されたサービスに対して十分であるかどうかが決定される。もし、十分でないなら、ステップ２４５に入り、そこでは、品質測定結果が呼記録レジスタ（ＣＲＲ）４００に入力される。もし、ステップ２３５での比較結果が、その品質が十分であることを示すなら、そのとき、ステップ２４０に入る。
【００２５】
ステップ２４０において、他のセルでの既存の接続に対するチャネル候補による無線接続の干渉による影響の度合いが評価される。そのような影響は主として同じ周波数を用いた接続での干渉による影響が原因となる。この干渉の評価はいくつかの異なる方法でなされ、その内の最も簡単なものは地形図を研究し、これをセル計画と比較することである。より精密な方法であり、より正確な方法は、セル間の相互依存性のマトリクスを用いることであり、その方法は後で詳細に説明する。ステップ２４０が終わると、ステップ２４５に入り、品質測定の結果と影響度評価とがＣＲＲ４００に登録される。
【００２６】
ステップ２５０において、これまでのステップにおいて収集された情報が用いられて、もしあれば、どの無線チャネルがＭＳ１１０に割当てられねばならないのかを決定する。例えば、割当てられたチャネルはＭＳ１１０に十分な無線品質と要求されたサービスに対する情報搬送能力を提供し、新しい接続の影響が受容可能なもの以下にまで存在する接続のいずれの品質をも低下させるべきではないとの考慮がなされる。例えば、十分な品質を与える別のチャネルがあるなら、音声接続の品質は必要以上の無線リンク品質から益を得ることはないので、最上の品質のチャネルを音声接続に利用しないことによって、必要以上の良い資源を用いることも回避される。それ故に、最上の品質のチャネルは、近い将来のデータ接続要求のためにとっておくことができる。ステップ２５０では、ＭＳ１１０に割当てるためにリストには適切なチャネルがないとの判断がなされるかもしれない。そのとき、別のリストがＭＳに提供されて、図２の手順が繰り返されるか、或いは、ＭＳ１１０は移動無線ネットワークにアクセスすることが拒否される。既存の接続に比較して要求されたサービスの優先度に依存して、ＭＳ１１０のために存在している接続の１つをクローズするという決定もなされ得る。
【００２７】
図２で呈示されたステップは図２に呈示されたその順番で正確に実行されねばならなくはない。上述のように、一度に、１つの候補に対して全てのステップを実行する代わりに、全てのチャネルの候補に対して１つのステップを実行することも、あり得る実施形態である。さらに、登録ステップ２４５は品質測定ステップ２２５の後に部分的に、比較ステップ２２５の後に部分的に、影響度評価ステップ２４５の後に部分的に実行されても良い。ある者は、品質測定ステップ２２５等の前に影響度評価ステップ２４０を実行することもできる。
【００２８】
図２のステップ２４０でなされる干渉評価は、例えば、セル間相互依存性マトリクスを用いて実行される。そのようなマトリクスをセットアップする方法は、ＷＯ９８／２７７６３に対応する、“セルラ通信システムにおけるダウンリンクの干渉の評価（Estimating Downlink Interference in a Cellular Communication System）”という名称の係属中の米国特許出願シリアル番号Ｎｏ．０８／９４０，６４８号に説明されており、それはここで参照としてその全体が組み込まれる。この方法では、セルラシステムにおける全てのＭＳは定期的に、周辺のＢＴＳの信号の感知強度を測定する。それから、あるＢＴＳ１２０からの感知信号強度が同じＢＴＳによって送信される電力と比較されて、そのＢＴＳと測定しているＭＳの位置との間の経路損失を得る。そのとき、測定された経路損失は２点間の干渉相関の尺度になる。この特許出願で開示されるＧＳＭの実施形態では、ネットワークは変形ＢＡリスト（同報制御チャネル割当てリスト）をＭＳに送信し、ＭＳにどの同報制御チャネル（ＢＣＣＨ）を測定すべきなのかを指示する。各ＢＴＳは数ある中でも引き続きそのＢＣＣＨで送信しており、そのユニークな基地局アイデンティティコード（ＢＳＩＣ）を同報してＭＳに自分自身を認識させる。それから、測定されたＢＣＣＨ信号強度は対応するＢＳＩＣとともにネットワークに報告され、ネットワークでは感知信号強度と異なるＢＴＳによって実際に発せられた電力とを比較して、ＢＴＳと報告を行ったＭＳが位置するセルとの間の経路損失を計算する。システムの全てのセルを含むセル間相互依存性マトリクスは引き続き報告された値で更新され、従って、セル間干渉の依存性を記述する。各セルには通常いくつかのＭＳがいるので、その計算のための統計的な基礎は合理的にも良好である。このようにして、あるＢＴＳが異なるセルでどれくらい干渉しているのかの評価が得られ、それ故に、干渉に対するダウンリンク搬送波（Ｃ／Ｉ）と、隣接チャネルに対する搬送波（Ｃ／Ａ）が導出される。上述の信号強度測定はまた、正規のＭＳ以外の機器、例えば、特に、専用の測定機器によって実行されても良い。
【００２９】
図２のステップ２２５に従った品質測定についての可能性のある方法は、ＭＳ１１０が、ＢＴＳが送信していないときのタイムスロット、所謂、アイドルタイムスロットで干渉レベルＩを測定することである。サービスを行っているＢＴＳに関し、ＭＳはこれらのタイムスロットが発生するときを知っており、そして、これらのタイムスロットでの受信信号強度を測定することにより、干渉の測定が得られる。何か他のタイムスロットでの測定により搬送波信号強度Ｃが得られる。これらの測定はサービスを行っているチャネル、或いは、サービスを行っているＢＴＳが送信する別のチャネルで実行される。サービスを行っているＢＴＳ以外のＢＴＳのＢＣＣＨ（同報制御チャネル）或いはＰＢＣＣＨ（パケット同報制御チャネル）を聴取することにより、ＭＳはＢＴＳの同期を、それ故に、このＢＴＳがいつアイドルになるのかについての情報を読み取ることができる。その代わりに、他のＢＴＳの同期についての情報が制御チャネルでサービスを行っているＢＴＳにより送信されても良い。そのようなアイドルタイムスロットの間にちょうど間に合わせて、特定のＢＴＳにより送信される周波数に対して信号強度を測定すべき周波数をチューニングすることにより、この特定の周波数によってサービスを受けているなら、ＭＳが感知する干渉をそのＭＳは測定できる。何か別のタイムスロットで信号強度を測定することにより、ＭＳはそれが感知する搬送波強度Ｃを決定できる。そのとき、干渉値に対する搬送波、Ｃ／ＩはＭＳが得る信号品質の尺度である。パケットデータでの応用では、信号品質が良くなればなるほど、リンク適合に用いられねばならない全バンド幅はより少なくなるので、Ｃ／Ｉと正味のバンド幅との間には単純な関係がある。サービスを行う、そして、他のＢＴＳについての信号品質を測定するこの方法は特にＧＰＲＳに対して適している。なぜなら、ＧＰＲＳの周波数では、２６番目毎のタイムスロットはアイドルであるべきであることが標準化されているからである（ＧＳＭＴＳ03.60）。ＧＳＭでは、標準化されたアイドルタイムスロットがほとんど発生しない。品質測定方法の他の例は、フレーム削除率（ＦＥＲ）、即ち、音声接続における損傷音声フレームの割合、或いは、ビット誤り率（ＢＥＲ）、即ち、誤って検出されたビットの相対数を測定することである。
【００３０】
図２のステップ２２５における無線品質測定を実行する別の可能性のある方法は、イコライザにおけるソフト情報を用いることであり、ここで参照によって組み込まれる“ＧＳＭに適用される、リンク適合アルゴリズムのためのサービス中リンク品質評価（In-service link quality estimation for link adaption algorithms, applied to GSM）”、Ｊ．ポンズ（J. Pons）及びＪ．ダンロップ（J. Dunlop）、ユニバーサルパーソンコミュニケーション１９９８年ＩＥＥＥ国際会議（IEEE International Conference on Universal Person Comunications '98）で説明されている方法である。イコライザのソフト情報とは、イコライザによって用いられる伝送チャネルモデルにおいて歪が発生したときイコライザによって仮定される送信される可能性のあるビットシーケンスと受信機によって実際に受信されるビットシーケンスとの間の差の測定である。その情報は各ビットに対して取得され、それは、ソフト値として言及される。このソフト値は２つの信号の差の自乗量であり、定量化されたソフト値を可能にするために、バースト間のエネルギー変化がトレーニングシーケンスから抽出される雑音評価によりその自乗を正規化することによって補償される。例えば、ソフト出力平均として言及される、バーストにおけるビットのソフト値の平均は、無線チャネルの品質の尺度として用いられても良い。
【００３１】
無線チャネルの品質を評価するこの方法は、ＭＳに十分な処理能力を必要とするが、イコライザを用いる全ての無線シーケンスでうまく使用される。この方法の利点は、それがアイドルスロットを除くどのタイムスロットでも使用できる点にある。別の利点は、いくつかのタイムスロットにわたっての平均が実行されるならより良い評価が得られるのであるが、ただ１つのバーストを解析することでその品質の十分に良好な評価を与える点、即ち、この方法は非常に高速である点にある。
【００３２】
本発明の代表的な移動無線ネットワークアーキテクチュアが図３に示されている。ＭＳ１１０は移動無線ネットワークのＢＴＳ１２０の１つを介して移動無線ネットワークと通信を行う。ＢＴＳ１２０はその代表的な実施形態では、無線資源管理部３００に接続され、それは次にコアネットワーク１３５に接続される。無線資源管理部３００はさらに、セション品質監視部３１０と干渉監視部３２０とに接続される。干渉監視部３２０はさらに干渉影響の統計データベース３３０とともにセション品質監視部３１０にも接続される。代表的な実施形態では、無線資源管理部３００と、セション品質監視部３１０と、干渉監視部３２０と、干渉影響の統計データベース３３０とは全て、ＢＳＣ１２５に位置している。しかしながら、移動無線ネットワークの異なる部分にこれら機器の１つ或いはいくつかを配置させることは可能である。
【００３３】
無線資源管理部３００は、代表的な実施形態では、ＭＳ１１０に無線資源の割当てを受け持つ移動無線ネットワーク１００の機器である。無線資源管理部３００は、無線資源管理部３００、或いは、ＭＳ１１０、或いは、どこかにより選択されるＭＳチャネルの候補のリストを保持するとともに、ＭＳ１１０からのこれらチャネルについての品質測定結果を受信することを受け持っている。セション品質監視部３１０と干渉監視部３２０とに照会することにより、無線資源管理部３００は、もしあれば、どのチャネルがＭＳ１１０に割当てられるのかについての決定をする情報を収集しても良い。新しい無線接続についてのチャネル割当ての要求を受信した場合、無線資源管理部３００はＭＳ１１０に命令を送信して、選択チャネルについての割当てを実行するか、或いは、ハンドオーバの場合、無線資源管理部３００はＭＳ１１０に命令を送信して、選択チャネルを再割当てする。一旦、接続がセットアップされるなら、無線資源管理部３００は引き続きチャネルの候補についてのリストを更新し、ハンドオーバの決定がなされる理由についての測定情報を受信して、引き続き資源の最適な割当てを獲得する。
【００３４】
代表的な実施形態では、干渉監視部３２０のタスクの１つは、既存の接続への接続のセットアップによる影響を評価することである。そうするために、干渉監視部３２０は、システムの無線チャネル間の干渉相関についての情報を格納する干渉影響の統計データベース３３０に照会する。それ故に、干渉影響の統計データベース３３０は、どのセルにおいてチャネルの候補がおそらく干渉を撒き散らし、干渉の影響がこれらのセルにおいてどのくらい強いのかについての情報を干渉監視部３２０に提供する。それから、干渉監視部３２０は、これらのセルのどれにおいて、チャネルの候補の周波数、或いは、そのチャネル候補に隣接するチャネルが用いられているのかををチェックできる。それから、対応するセションがさらに調べられる。干渉監視部３２０は、それから、無線品質監視部３１０に問い合わせて干渉することになる関連するセションの品質感度を見出す。この感度は要求されるサービスと、そのセションの測定無線品質に依存している。
【００３５】
干渉影響の統計データベース３３０における情報はマニュアルでデータベースに入力されるか、或いは、ＭＳや他の測定機器からの測定レポートを介して自動的に更新される。その情報はまた。いくつかの他のサブシステムを介してそのデータベースに配信される。
【００３６】
セション品質監視部３１０は、代表的な実施形態において、そのシステムにおける進行中の無線セション各々の品質の監視を受け持っている。セション品質監視部３１０は引き続きアクティブＭＳからの測定結果で更新され、例えば、正味のバンド幅の要求量のような要求されるサービス品質と、例えば、各セションについての利用可能な正味のバンド幅のような無線リンクの測定された物理量とを追跡する。
【００３７】
代表的なチャネル割当て手順は図４に示されている。図４（ａ）は図式的にそのシステムにおいてメッセージの流れがどのように起こるのかについて図示しており、一方、図４（ｂ）は無線資源管理部３００における呼記録レジスタ（ＣＲＲ）４００がその手順が進むにつれてどのように満ちていくのかを示している。与えられた例はＧＰＲＳチャネルの割当てに関する一方、その原理は別のタイプのチャネル割当てにも容易に移転可能である。
【００３８】
図４（ａ）において、無線資源管理部３００は、ＭＳ１１０が品質測定を実行すべきであるチャネルの候補についての情報を含むメッセージＡをＭＳ１１０に対して送信する。これに関連して、無線資源管理部３００はＣＲＲ４００の第１カラムにチャネルの候補を登録する。図４（ｂ）（ｉ）を参照されたい。チャネル品質の測定を実行後（上を参照）、それからＭＳ１１０は測定結果を無線資源管理部３００にレポートする。図４（ａ）のメッセージＢを参照。これらの測定結果を用いて、もし、バンド幅全体が問題としている割当てに取り分けられることになっているなら、無線資源管理部３００はチャネルの候補が提供できるバンド幅の正味の量を計算する。この結果はＣＲＲ４００の第２カラムに入力される。図４（ｂ）（ii）を参照されたい。あるチャネルの候補について、レポートがない場合、無線資源管理部３００はこのチャネルに以前の測定結果を割当てるか、或いは、チャネル性能がゼロである、即ち、そのチャネルは役に立たないと仮定する。ＣＲＲ４００の第２カラムについての情報はそれから、そのサービスに要求される正味のバンド幅で分割される。その情報はより速い段階で無線資源管理部３００に与えられる１つの情報であり、要求されるサービスをサポートするために必要なチャネルの一部を与えている。この結果はＣＲＲ４００の第３カラムに入力される。図４（ｂ）（ii）を参照されたい。それから、無線資源管理部３００はチャネルの候補のどの部分が問題となっているチャネル割当てのために取り分けられるのかについて無線品質監視部３１０に照会する。図４（ａ）のメッセージＣを参照されたい。その結果、メッセージＤはＣＲＲ４００の第４カラムに入力される。図４（ｂ）（iii）を参照されたい。もし、取り分けられたチャネルの一部が要求されたサービスに必要な部分よりも小さいなら、即ち、ＣＲＲ４００の第４カラムの数が第３カラムの数より小さいなら、このチャネルには、ＣＲＲ４００の第６カラムに“割当不許可”とマークされる。
【００３９】
それから、無線資源管理部３００は、もし、無線接続がＣＲＲ４００の第６カラムに“割当不許可”とマークされていないチャネルの候補についてセットアップされることになっているなら、干渉の影響が既存の無線接続についてどれほどであるのかについて、干渉監視部３２０に問い合わせる。この情報についての要求については図４（ａ）のメッセージＥを参照されたい。無線資源管理部３００はチャネル候補の各々のどの部分が問題となっているチャネル割当てに割当てられねばならないのかについての情報を含んでいる。干渉監視部３２０はそれから、チャネルの候補と周辺セルとの間の干渉相関について干渉影響のデータベース３３０に照会する。図４（ａ）のメッセージＦを参照されたい。この結果はメッセージＧで返却される。干渉監視部３２０はそれから、干渉の影響が予期されるセルにおいて、無線送信で使用されるチャネル候補の周波数を決定する。これらのセションでの干渉の影響が受容可能なものかどうかを評価するために、無線品質監視部３１０は照会を受ける。図４（ａ）のメッセージＨを参照されたい。これは、現在セションが経験している無線品質がどんなものか、特定のセションサービスにどんな品質が必要とされるのか、進行中のセションチャネルと割当てられるチャネルとの間の干渉の相関はどれほど強いのか、干渉するチャネルの候補はどれほどの影響で送信されるのか、そして、チャネルの候補のどれほど大きな割合が実際には割当てられるのかに基づいて、決定される。それから、その結果は干渉監視部３２０に図４（ａ）のメッセージＩにおいて送信される。それから、干渉監視部３２０はチャネル候補のリストを無線資源管理部３００に返却する。メッセージＪを参照されたい。各チャネルには“干渉の影響は受容可能”或いは“干渉の影響は受容不可能”とマークされる。無線資源管理部３００はそれから、この情報をＣＲＲ４００の第５カラムに入力する。図４（ｂ）（iv）を参照されたい。進行中の接続に受容不可能な影響を生み出すチャネルの候補には第６カラムで“割当不許可”とマークされる。もし、“割当不許可”とマークされていないチャネルが第６カラムにあるならば、これらの１つが移動局１１０に割当てられる。１つ以上のそのようなチャネルがあるならば、どれを割当てるのかについてはランダムに、或いは、要求されたサービスについて最適なものはどれか、或いは、利用可能な部分と要求部分との間の最大比をもっているものはどれか、或いは、システム動作の将来の自由度を最低にするものはどれかを考慮して、或いは他の何らかの方法で選択されても良い。もし、そのようなチャネルがなく、要求されたサービスの優先度が高いなら、要求をしているＭＳ１１０のために、より低い優先度をもつ進行中のセションをクローズする選択をする可能性が移動無線ネットワークにはある。もし、無線資源管理部３００がＭＳ１１０はチャネルを割当てられるべきであると判断するなら、チャネル割当て命令ＫがＭＳ１１０に送信される。図４（ａ）を参照されたい。
【００４０】
図４（ｂ）に示された呼記録レジスタ４００は数多くの異なる方法で設計される。収集された情報は異なって表示され、図４（ｂ）に示されるもの以外の情報のセットが格納されても良い。例えば、要求されるサービスに必要とされる情報搬送能力の量が必要なチャネルの一部としての代わりにそのようなものとして格納されても良いし、現存するチャネルへの影響度が数値の尺度で階級づけされても良いし、チャネル品質が別の方法などで表現されても良い。
【００４１】
上述した実施形態において、サービスを行うチャネルは、既存の接続の場合、チャネルの候補のリストにリストされる。しかしながら、そのリストにあるこのチャネルと他のチャネルとの間で考慮が異なるのが好ましい。例えば、チャネルの候補について接続をセットアップすることの既存の接続への影響を考慮するとき、この影響はサービスを行っているチャネルに対しては既に知られており、存在する接続の測定信号品質の一部である。それゆえに、他のチャネルの候補について、干渉の影響のデータベース３３０と無線品質監視部３１０に問い合わせた結果は、無線品質監視部３１０に登録された測定品質と比較されるべきである。さらに、進行中のセションを乱し、それゆえにそのセションの品質を低めてしまう過度に多い数のハンドオーバを避けるために、よい品質へのオフセットが他のチャネルの候補に相対してサービスを行っているチャネルに与えられるべきである。
【００４２】
図４に説明された手順は、接続がクローズされるまで連続的に繰返されて、その無線接続の品質を保証する。図４（ｃ）は、フローチャートの形式で、この繰返しが無線資源管理部３００でどのように実行されるのかを図示している。そのフローチャートのブロック４１０から４３５において、図４のメッセージＡ〜ＥとＪが無線資源管理部３００に、また、無線資源管理部３００から送られて、対応するタスクが実行される。ブロック４４０では、無線資源管理部３００は、どの無線チャネル（もし、あるなら）がＭＳ１１０に割当てられねばならないのかを決定する。ブロック４４５では、決定された無線チャネルとＭＳ１１０の現在のサービスを行っているチャネルとの間での比較がなされる。もし、これらが同一でなければ、チャネルの再割当て命令Ｋがブロック４５０でＭＳ１１０に送信される。それから、その手順はブロック４５５へと進み、そこで、ＭＳ１１０が無線リンク品質について測定をしなければならないチャネルの候補のリストが選択される。ブロック４４５において比較されるチャネルが同一であるなら、その手順はブロック４５０に入ることなく直接、ブロック４５５に進む。ブロック４６０では、ステップ４５５で選択されたリストと前のチャネル候補のリストとの間で比較がなされる。もし、それらが同一であるなら、その手順はブロック４１５に進み、そこで無線資源管理部３００はチャネル候補の無線品質についての測定レポートを待ち合わせる。もし、そのリストが同一でなければ、ブロック４１０に入り、そこで新しいチャネル候補のリストがＭＳ１１０へ送信される。
【００４３】
本発明の上述した実施形態において、ＭＳによって実行される測定結果が移動無線ネットワークに送られ、そこでどのチャネルの候補を接続に割当てるのかについての決定がなされる。本発明の別の可能性のある実施形態では移動無線ネットワークによって知られる情報（例えば、既存の接続についての評価された影響、及び要求され測定される品質）をＭＳに送信し、ＭＳにおいて決定を行うロジックをもつことが可能である。さらに別の実施形態では、その測定はダウンリンクチャネルについての代わりにアップリンク無線チャネルの品質に基づいてなされ、その測定はＢＴＳによるアップリンクチャネルについてなされ、その場合、全ての情報は移動無線ネットワークによって知られる。
【００４４】
１つ以上の移動無線ネットワークが利用可能である環境において、上述の方法と装置は、１つ以上の移動無線ネットワークのチャネルを考慮して最適なチャネルを選択するために用いられる。そのような環境の例が図５に示されている。移動無線システム５００は、２つの独立な無線移動ネットワーク、つまり、そのカバレッジ領域が部分的に重複している移動無線ネットワーク１００と移動無線ネットワーク５１０とともに、代表的な衛星５３０が示されている衛星通信に基づく移動無線通信の移動無線ネットワーク５２０とを有している。移動無線ネットワーク５１０の移動無線ネットワークのエンティティには、例えば、ＢＳＣ１２５ａのように“ａ”でマークされている。移動無線ネットワーク１００と５１０とは、例えば、ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワークとＤ−ＡＭＰＳネットワーク、或いは、アナログのノルディックモバイルテレフォン（ＮＭＴ）ネットワークと広帯域符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）のユニバーサルモバイルテレフォニーシステム（ＵＭＴＳ）、或いは、複数の移動無線ネットワークの何らかの組み合わせでも良い。移動無線ネットワーク１００と移動無線ネットワーク５１０の両方のカバレッジ領域の中にあるとともに、衛星を基幹とする移動無線ネットワーク５２０のカバレッジ領域の中にもあるように位置している移動局は、チャネルの候補のリストにこれら３つの移動無線ネットワークのいずれかからの無線チャネルをもつ。
【００４５】
上述した本発明の実施形態はＴＤＭＡシステムで説明したが、本発明の教示するところはＣＤＭＡシステムにも適用できる。そのとき、ＴＤＭＡシステムにおける異なる周波数とタイムスロットの割当てによる異なるチャネルの割当ては、ＣＤＭＡシステムにおける異なる符号の割当てや、そのシステムにおける基本的な物理チャネルを定義するどんな特徴にも対応する。
【００４６】
当業者であれば本発明が添付図面において開示された実施形態と前述した詳細な説明によって限定されるものではないことを認識するであろう。その前述した説明は例示の目的のためだけに示されているものであり、本発明は多くの異なる方法で実現され、本発明は請求の範囲によって定義される。
【図面の簡単な説明】
本発明は、本発明の好適な実施形態を参照して詳細に議論される。そして、ただ例として、添付図面が与えられ、図示されている。その図面は以下の通りである。
【図１】移動局、無線基地局、基地局制御局、及びコアネットワークを有するセルラ無線ネットワークを図形的に図示している。
【図２】無線チャネルを図１の移動局に割当てるために用いられる方法のフローチャートを図形的に図示している。
【図３】無線基地局を介して移動局に、そして、コアネットワークに接続される、無線資源管理部と、セション品質監視部と、干渉監視部と、干渉影響の統計データベースとを有する、本発明の１実施形態に従う基地局制御局を図示しているブロック図である。
【図４（ａ）】本発明の１実施形態における方法の動作中のシステムの種々の機器間でのメッセージの流れを図示する概観手順図である。
【図４（ｂ）】図４（ａ）のメッセージの流れが進行するとき図３における無線資源管理部の呼記録レジスタがどのように埋められていくのかを図示している。
【図４（ｃ）】図４（ａ）のメッセージの流れが進行するとき図３における無線資源管理部の活動状況を図示するフローチャートである。
【図５】１つは衛星伝送に基づいている、３つの独立ネットワークを有する移動無線システムを図形的に図示している。

Claims

対応する無線基地局カバレッジの領域といくらかが存在する無線接続のために用いられる複数の無線チャネルとをもった第１と第２の無線基地局をもつ移動無線システムにおけるサービスを介して通信を行う移動局との無線チャネルを決定する方法であって、
前記複数の無線チャネルの間で少なくとも１つの無線チャネルの候補を選択する工程と、
前記少なくとも１つの無線チャネルの候補の品質を測定して、その結果、少なくとも１つの無線チャネル品質の尺度を得る工程と、
前記少なくとも１つの無線チャネル品質の尺度と前記サービスによって要求される品質とを比較して、その結果、少なくとも１つの品質比較結果を得る工程と、
メモリに、第１の無線基地局のカバレッジ領域において前記少なくとも１つの品質比較結果から割当て可能と判断された少なくとも１つの無線チャネルの候補についての情報を格納する工程と、
前記メモリに格納された情報に基づいて、前記少なくとも１つの無線チャネルの候補について、前記少なくとも１つの無線チャネルの候補についての無線接続を確立することの、第２の無線基地局のカバレッジ領域において現存する無線接続への干渉の影響を評価し、少なくとも１つの干渉の評価を得る工程と、
前記移動無線システムの全体的な性能を考慮して、前記少なくとも１つの無線チャネル品質の尺度と、前記少なくとも１つの品質比較結果と、前記少なくとも１つの干渉の評価とに基づいて、前記移動局についての前記少なくとも１つの無線チャネルの候補の１つを決定する工程とを有することを特徴とする方法。
前記品質を測定する工程は前記移動局によって実行され、
前記少なくとも１つの無線チャネルの候補は、少なくとも１つのダウンリンク無線チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記移動局から前記移動無線システムに前記少なくとも１つの無線チャネル品質の尺度を送信する工程をさらに有し、
前記決定をする工程は前記移動無線システムにおいて生じることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記評価をする工程は、さらに、前記第１の無線基地局と、前記第２の無線基地局に対応する無線カバレッジの領域との間での経路損失を測定する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
前記評価をする工程は、セル間相互依存度マトリクスを用いて実行されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
前記品質を測定する工程は、さらに、前記移動局のイコライザにおけるソフト値を解析する工程を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記品質を測定する工程は、さらに、アイドルタイムスロットの間に前記干渉を測定する工程と、アクティブタイムスロットの間に搬送波信号強度を測定する工程とを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
前記サービスは、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）であり、
前記少なくとも１つの品質の尺度は、正味のバンド幅の量によって表現され、
前記サービスにより要求される品質は、要求される正味のバンド幅の量によって表現され、
前記比較を行う工程はさらに、前記少なくとも１つの無線チャネルの候補の周波数の現在の使用に関する情報と前記少なくとも１つの無線チャネルの候補についての前記正味のバンド幅の全量とをともに用いて利用可能な正味のバンド幅の量を取得する工程を有し、
前記少なくとも１つの品質比較結果は、前記正味のバンド幅の要求量と前記利用可能な正味のバンド幅の量との間の前記比較の結果を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記移動無線システムが複数の無線チャネルをもつ少なくとも第１の移動無線ネットワークと複数の無線チャネルをもつ第２の移動無線ネットワークとを有するとき、前記第１の移動無線ネットワークのカバレッジ領域は前記第２の移動無線ネットワークのカバレッジ領域によって少なくとも部分的に重複しており、
前記選択する工程において選択された前記少なくとも１つの無線チャネルの候補は、前記第１の移動無線ネットワークと前記第２の移動無線ネットワークの無線チャネルの間から選択されたものであり、
前記評価をする工程はさらに、前記第１の移動無線ネットワークと前記第２の移動無線ネットワークとにおける現存する無線接続への干渉の影響を評価することを特徴とする請求項１に記載の方法。
いくつかの無線チャネルが現存する無線接続のために用いられ、用いられていない無線チャネルが移動局との通信に割当てるのに利用可能である複数の無線チャネルを有する移動無線通信のシステムであって、
前記割当てに利用可能な前記無線チャネルの中から選択された、どの無線チャネルの候補が前記移動局のための無線チャネルであるのかが決定される無線チャネルの候補のリストを保持し、前記移動局のための前記無線チャネルを決定する無線資源管理手段と、
前記移動局と前記無線資源管理手段との間で情報を交換する手段と、
第１の無線基地局のカバレッジ領域において前記リスト内の少なくとも１つの無線チャネルの候補の品質を測定して得られる少なくとも１つの無線チャネル品質の尺度と無線サービスに要求される品質とを比較して得られる少なくとも１つの品質比較結果から割当て可能と判断された少なくとも１つの無線チャネルの候補についての情報を格納するメモリと、
前記無線資源管理手段に結合され、前記現存する無線接続の前記無線品質を監視するセション品質監視手段と、
前記無線資源管理手段に結合され、前記メモリに格納された情報に基づいて、前記第１の無線基地局のカバレッジ領域におけるある無線チャネルの候補についての無線接続が第２の無線基地局のカバレッジ領域における現存する無線接続への影響を評価する干渉監視手段とを有することを特徴とするシステム。
前記移動局は、前記無線チャネルの無線品質を測定可能であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記干渉監視手段に結合され、セル間干渉の依存性についての情報を格納する干渉影響の統計データベース手段をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記干渉影響の統計データベース手段は、前記移動無線システムにおける移動局からの干渉測定結果で、常に更新されることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
前記移動局は、前記移動局のイコライザにおけるソフト値を解析することにより、前記無線チャネルの無線品質を測定するのに適合されられることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
前記移動局は、アイドルタイムスロットの間に前記干渉を測定し、アクティブタイムスロットの間に搬送波信号強度を測定することにより、前記無線チャネルの無線品質を測定するのに適合されられることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
前記移動局は異なる移動無線システムの前記無線チャネルの無線品質を測定可能であり、
前記干渉監視手段は、前記異なる移動無線システムにおいて、ある無線チャネルの候補についての接続が有する、現存する無線接続への影響を評価することが可能であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。