JPH02141036A - 移動通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小ゾーン化構成の移動通信に関し、特に、同
一周波数の繰り返し利用を、より有効に行なうことがで
きるチャネル割り当ての制御方式に係る。

〔従来の技術〕

小ゾーン化移動通信システムの目的は、一つのサービス
エリア内で同一周波数を空間的に繰り返して利用するこ
とにより限られた資源である周波数の有効利用を図るこ
とにある。

二つ以上の呼が、干渉を起こさずに同一周波数を利用す
るためには、希望波と干渉波の受信電力比である希望波
対干渉波電力比が通信の品質を保証する所要値を満足す
ることが必要条件である。

小ゾーン化システムにおいて、従来までに実用化や研究
が進められているチャネル割り当て技術の代表的なもの
としては、固定チャネル配置法とダイナミックチャネル
割り当て法がある。

以下、それらの手法を用いた移動通信方式について述べ
る。

固定チャネル配置は、小ゾーン化システムの効果を単純
な方法で出来るだけ引き出そうとするものである。

固定チャネル配置を用いたときのゾーンと各ゾーンに配
置された無線チャネル群の関係を第４図に示す。

第４図は２次元正６角形ゾーン配置のゾーン構成に７ゾ
ーン繰り返しチャネルを配置した場合を示しており、５
１は無線ゾーン、５２は無線基地局、５３はゾーン周辺
の移動局、５４はゾーン中央部の移動局、〔１〕〜〔７
〕はそれぞれ各ゾーンに固定的に配置されたチャネル群
番号を表わしている。

一般に、固定チャネル配置システムの無線回＃Ｉ股計に
おいては、ゾーン周辺部でも熱雑音、干渉雑音に対して
十分な品質で通信が可能なように設計されている。

例えば、移動局５３において使用されているチャネル群
番号〔１〕のチャネルは、同じ群番号〔１〕のゾーン内
であればどこででも使用可能である。逆に、ゾーンに配
置されているチャネル群は固定されているので、それ以
外のチャネルを使用することは出来ない。従って、固定
チャネル配置では常に一定の繰り返しゾーン数が保たれ
ている。

ところで、電波伝搬条件はゾーン内では一様ではない０
例えば、伝搬距離による減衰で受信電界が決まると仮定
すると、希望波対干渉波電力比は希望波と干渉波の伝搬
距離の比で決まり、移動局５４のように基地局により近
い位置で通信を行なう場合を想定すると、移動局５３と
同じ希望波対干渉波電力比を得るのは干渉量が図の５６
の位置にいるときに相当するため、干渉量からみると、
より近いゾーンにおいても同一チャネルの繰り返し利用
が可能な場合が存在する。

しかしながら、固定チャネル配置では、同じチャネルが
配置されているゾーンは固定されているので、より近い
ゾーンでの繰り返し利用は許されない。

以上のことを言い替えると、固定チャネル配置において
は伝搬条件の最悪点を含めたゾーン内全体の品質を保証
するように繰り返しゾーン数が固定的に定められるため
、実際の個々の通信の使用状況においては、必ずしも最
適な周波数の繰り返し利用が行なわれていないと言える
。

この傾向は、７エーソング等によるゾーン内の伝搬の変
動が相対的に大きくなる小ゾーン化、極小ゾーン化が進
んだシステムや短区間中央値変動分が受信レベルに大き
く影響する携帯電話機の存在するシステムにおいて顕着
になる。

一方、ダイナミックチャネル割り当ては、従来上り固定
チャネル配置の問題点のひとつとして挙げられてきたシ
ステムの保有するチャネルを各ゾーンで分割して持つこ
とによる分割損を解消する手段として、検討が進められ
てきた。

固定チャネル配置のように全チャネルを群に分割して各
ゾーンに配置するのではなく、システム全体で全チャネ
ルをまとめて保持し、通信接ｌ＆要求が生じた時にその
中がらチャネルを割り当てる。

従って、各ゾーンで全チャネルを選択することが可能な
ことがら、大群化効果が期待できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述したような従来のダイナミックチャ
ネル割り当てによる大群化効果には全チャネル数が多く
なると効果が薄れるという欠点が存在した。

例えば、全チャネル１ｔ２０を４ゾーン繰り返しのシス
テムに割り当てる場合、固定チャネル配置からダイナミ
ックチャネル割り当てにすることによる大群化効果は、
加入者容量で約１゜９倍に相当するが、全チャネル数が
８０では、約１．３倍に減少する。　このことは、大容
量化が菫まれる高トラヒック＝高チャネル数の領域では
あまり効果が期待でトないことを意味する。

また、ダイナミックチャネル割り当てにおいては、ラン
ダムに生じ−る呼の接続要求ごとに共通のチャネルブー
ルの中から割り当てるため、空間的な繰り返し利用間隔
を所要値以上に間延びさせないための手法を必要とする
。

例えば、所要の繰り返し間隔離れた位置のゾーンにおい
て使用されでいるチャネルを優先的に使用するアルゴリ
ズムや固定チャネル配置の繰り返しパターンのチャネル
群を第一に使用し、空きチャネルが存在しないときに近
隣ゾーンのチャネル群のなかから空きチャネルを借りで
使用するアルゴリズム等が提案されでいる。

しかし、それらにおいても所要とされる繰り返し利用間
隔は、上記の固定チャネル配置の場合と同様１こゾーン
内全体の品質を保証するように定められたものであり、
実際の個々の通信の使用状況においては必ずしも最適な
周波数の繰り返し利用が行なわれているとは言えない、
しかも、固定チャネル配置と違い各ゾーンで全てチャネ
ルが使用可能なため任意の間隔で繰り返し利用が可能な
機能を持ちながら、これを有効に利用していないと言え
る。

本発明は、以上のような問題点を解決するために、全ゾ
ーンで全チャネルを共用することにより任意の間隔で繰
り返し利用を可能にし、通信接続要求に対して、所要の
通信品質を満足する範囲でできるだけ繰り返し利用間隔
を短くするチャネルの割り当てを行なうことにより、周
波数の有効利用を図ることのできる手段を提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上述の目的は、前記特許請求の範囲に
記載した手段に上り達成される。

すなわち、本発明は、サービスエリア内に分布して移動
局と通信接続を行なうために小無線ゾーンを構成する複
数の基地局と、基地局と移動局間の通信に用いる通信用
周波数チャネル群を具備し、通信接続７ｊ！−求が発生
した時には全チャネルの中から一つのチャネルを選択し
て割り当てる移動通信方式において、通信接続前に、接
続を行なう基地局の各空きチャネルを割り当てた場合の
接続要求呼の基地局と移動局における希望波対干渉波電
力比を求める手段と、他のゾーンにおいて同一チャネル
を使用している既接続呼の希望波対干渉波電力比を求め
る手段とを設け、通信接続要求に対して、上記手段によ
り得られた希望波対干渉波電力比が予め定めた所要値を
満足し、かつ該所要値との差の平均が最小のチャネルを
割り当でる移動通信方式である。

〔作　用〕

第１図は本発明の詳細な説明するための図であって、線
状ゾーン配置のシステムに二つの通信呼が存在する場合
を表わしたものであり、（ａ）はゾーン周辺の移動局と
通信を行なっている場合、（ｂ）はゾーン中央付近の移
動局と通信を行なっている場合を示している。

同図において、１は無線ゾーン、２は無線基地局、３は
ゾーン周辺の移動局、４はゾーン中央部の移動局を表わ
している。

このような移動通信方式において、希望波と干渉波の受
信レベルの長区間中央値によって干渉量が決まると想定
すると、干渉量は希望波と干渉波の伝搬距離の比に相当
する。

従って、第１図に示したような基地局と移動局の位置関
係があるとき、ｒ＋／　Ｒ＋　＝　ｒｉ／　Ｒ２となり
、（ａ）の二つの呼で同一のチャネルを使用することが
可能であるならば、（ｂ）の二つの呼でも同一チャネル
を使用することが可能である。

つまり、（ｂ）は５のような等価的な小ゾーンを構成し
ているものとみなすことができる。固定チャネル配置は
、まさに（ａ）のような状態でも使用可能なようにチャ
ネルが配置されたものであるが、実際の運用段階におい
ては（ａ）より　（ｂ）のように移動局がゾーン中央付
近に存在する場合が多いことを考慮すると、呼が生起し
たときに周辺の同一チャネルの使用状況に応じて必要最
小限のａｒｔ返し距離を取るようにチャネルを割り当て
ることにより、常に、固定チャネル配置以上の小ゾーン
が構成され周波数の有効利用を図ることができる。

本発明では、その繰り返し利用の判断基準として、各チ
ャネルを割り当てた場合の希望波対干渉波電力比を用い
るものである。

第２図に本発明の効果をシミュレーシヨンで検討した結
果を示す。

ＭＳ２図は６１ゾーンの２次元正六角形ゾーン配置、７
０チヤネルのシステムにおいて、各方式を用いた場合の
呼量と呼損率の関係を示したものである。

同図において、Ａは繰り返しゾーン数７の固定チャネル
配置の場合の特性、Ｂは固定配置と同じ繰り返し利用間
隔を必要とする従来のダイナミックチャネル割り当ての
場合の特性、Ｃは本発明の方式を採用した場合の特性を
示している。

本図からも明らかなように、本発明によれば、呼損率３
％を満足する呼量の比較において、固定チャネル配置に
比べて約２倍、従来のダイナミックチャネル割り当てと
比べて約１．６倍の加入者容量の増加が見られる。

〔実施例〕

第３図は本発明を実施するためのシステムの構成の例を
示す図であって、１１はシステムの制御局、１２．１３
は接続要求を行なう基地局と移動局、１４は制御局と基
地局の間の有線伝送路、１５は基地局１２と移動局１３
において空きのチャネルを使用している既接続呼の希望
波伝搬路、１６は基地局１２と移動局１３間の希望波伝
搬路、１７は基地局１２と既接続呼の間の干渉波伝搬路
、１８は移動局１３と既接続呼の間の干渉波伝搬路を表
わしている。

一般に、移動通信システムにおいては、実際に加入者の
通信に用いる通信チャネルと接続の制御に用いる制御チ
ャネルが存在するが、本実施例においても両チャネルを
Ａ備し、接続要求に対して実際に通信に入る鰐は制御チ
ャネルを用いて情報の授受を行なう。

第３図に示した実施例において、接続要求に対して通信
チャネルを割り当てるまでの制御の流れを以下に説明す
る。

（ｉ）初めに、基地局１２、移動局１３において制御チ
ャネルの受信レベルを測定し有線伝送路１４を通して制
御局１１に報告する。

制御局１１において、該レベルから実際の通信における
希望波伝搬路１６の上りと下りの受信レベルＤｕ　、Ｄ
ｄを推定針る。

（ｉｉ）空きチャネルのうち一つを選択して、基地局１
２、移動局１３において干渉波伝搬路１７．１８の受信
レベルＵｕ　、Ｕｄを測定し有線伝送路１４を通して制
御局１１に報告する。

制御局１１において該受信レベルから推定される既接続
呼が受ける干渉波レベルＵｕ、Ｕｄ’を推定する。

（ｉｉｉ）　Ｄｕ　、　ＤｄとＵｕ　、Ｕｄおよび基地
局１１において記憶されている既接続呼の希望波受信レ
ベルＤｕ’、　Ｄｄ’　とＵｕ’　、　Ｕｄ’から、既
接続呼、接続要求呼のそれぞれ上りと下りにおける希望
波対干渉波電力比を求める。

（ｉｖ）全空きチャネルについて（ｉ）〜　（ｉｉｉ）
の処理を行ない、得られた各電力比が所要値を満足し、
かつ所要値との差の平均が最小となるチャネルを優先的
に割り当てる。

制御チャネルの周波数が各ゾーンで異なるとき　（ｉ）
の推定は容易であり、同じときも上りのレベルＤｕから
Ｄｄを算出することが可能である。

既接続呼が複数存在するとき、（ｉｉ）のＵｕ。

Ｕｃｌ’の推定においては、各干渉波の合成レベルＵｕ
　、Ｕｄアから推定を行なうため誤差が大きくなるから
、希望波対干渉波電力比の所要値にある程度余裕を見込
むことが必要になる。

また（ｉｖ）の平均値の計算において、既接続呼が複数
存在すると外は個々の上り下りにおける所要値との差す
べてから平均を取る必要があるが、接続要求呼の存在す
るゾーンから十分離れているゾーン内で通信中の呼につ
いては平均の計算から除外することが考えられる。

全空きチャネルについてレベル検出を行なうことが時間
的に困難な場合は、全チャネルを群分けして候補チャネ
ルを絞った上で、比較することが可能である。

ここでは、−例として空きチャネルのレベル検出を基に
希望波対干渉波電力比を推定する手段を用いた場合につ
いて説明したが、その他の希望波対干渉波電力比の測定
方法、あるいは推定する手段を採る場合についても本発
明を適用することが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は小ゾーン化構成の移動通
信方式における通信接続要求に対して、接続要求呼なら
びに周辺の通信中の呼のそれぞれの通信接続状態と互い
の干渉状態を考慮して、所要の通信品質を満足する範囲
で出来るだけ繰り返し利用間隔を短くするチャネルを割
り当てるので、周波数の有効利用を向上させ得る利点が
ある。

また、今後の移動通信の進む方向にある小ゾーン化が進
んだシステムや、携帯機が存在するシステム等の相対的
にゾーン内の受信レベルの変動が大きくなるシステムに
おいては、従来の固定チャネル配置や、ダイナミックチ
ャネル割り当てでは、結果的に、その受信レベルの最悪
点を基準に繰り返し距離が決められる傾向があるため、
このようなシステムへの本発明の適用は特に有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は各
方式の場合の呼量と呼損率の関係を示す図、第３図は本
発明を実施するためのシステムの構成の例を示す図、第
４図は２次元正六角形ゾーン配置のゾーン構成に固定チ
ャネル配置を行°なったシステムの例を示す図である。 １　・・・・・・無線ゾーン　　　　　　２　・・・・
・・無線基地局、　　　　　３　・・・・・・ゾーン周
辺の移動局、　　　　　４　・・・・・・ゾーン中央部
の移動局、５　・・・・・・移動局４で使用しているチ
ャネルの等価的な小ゾーン、　　　　　１１　・・・・
・・制御局、１２　・・・・・・基地局、　　　　１３
　・・・・・・移動局、１４　・・・・・・有線伝送路
、　　　　１５　１Ｇ　・・・・・・希望波伝搬路、　
　　　　１７　１８　・・・・・・干渉波伝搬路 第　１　図 代理人　弁理士　本　　間　　　　　崇呼量（ｅｒｔ／
ｃｅｌｌ　〕 第　２　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 サービスエリア内に分布して移動局と通信接続を行なう
   ために小無線ゾーンを構成する複数の基地局と、基地局
   と移動局間の通信に用いる通信用周波数チャネル群を具
   備し、通信接続要求が発生した時には全チャネルの中か
   ら一つのチャネルを選択して割り当てる移動通信方式に
   おいて、 通信接続前に、接続を行なう基地局の各空きチャネルを
   割り当てた場合の接続要求呼の基地局と移動局における
   希望波対干渉波電力比を求める手段と、他のゾーンにお
   いて同一チャネルを使用している既接続呼の希望波対干
   渉波電力比を求める手段とを設け、通信接続要求に対し
   て、上記手段により得られた希望波対干渉波電力比が予
   め定めた所要値を満足し、かつ該所要値との差の平均が
   最小のチャネルを割り当てることを特徴とする移動通信
   方式。