JPH04233832A - セル型無線通信網内の固定局の負荷調節システム - Google Patents
セル型無線通信網内の固定局の負荷調節システムInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ける中継局ともよばれる固定局のトラフィック負荷の調
節に関する。当然、この調節は、1移動局による1固定
局の選択を条件づけする。
素を有している: − 特に無線送受信器を含み、印加時点で直ちに無線
中継局の1つを選定し、その中継局とデジタル情報を交
換し、この中継局の無線チャンネルを選択し、中継局を
通して出発及び到着電話通信を樹立し受信する移動局;
及び − 次のものから成る固定通信網: ☆ 各々移動局とデジタル情報を交換するための単数
又は複数の信号システム用無線チャンネルを含む無線チ
ャンネルアセンブリならびに、電話回線網と移動局の間
で通信を樹立するためのインターフェイスプロトコルを
管理する固定無線局;及び ☆ 切換え、通信網内の移動局の位置決定、利用及び
通信網内のトラフィック負荷の最適化といった機能を利
用するため、電話信号及びデジタル情報の搬送手段、計
算器及び交換機を含むインフラストラクチャ。
小さな地理的ゾーンを網羅する多数の固定局で構成され
ている。従って1つの固定局の電波通達範囲は「セル」
と呼ばれ、この通信網は「セル型」通信網と呼ばれる。
ルの間、つまり固定局の間でトラフィック負荷を分布さ
せるように通信網を管理することが特に重要である。R
ADIOCOM2000システムやPan−Europ
e’enGSMシステムといった最近のセル型通信網に
おいては、無線負荷に対し作用するためのいくつかの手
段が具備されている。これらは、以下のカテゴリに分類
することができる: − 1つの中継局のトラフィックが飽和状態にある場
合、この中継局は一般に2進情報である飽和情報を電波
に乗せ、移動局がこの中継局を選択することをこの情報
が強力に禁じる又は思いとどまらせる。この情報の送信
は固定局又は重大な機能の混乱の場合にはインフラスト
ラクチャにより、自動的に引き外しされる。このタイプ
の手段は、無線負荷の効果的な最適化を実現するのに使
用できない。 − セル型通信網は、通信を中断することなく2つの
セルの間の移動局の移送機能を提供する。或る種のシス
テムについては、固定局の重要な負荷の場合に移動局が
通信の樹立時点又は通信中にもう1つのセルの方へ移送
されうるようになっている。実際、電波チャンネルの負
荷の主要部分が電話通信によるものであることがわかる
。 この第2の解決法には、以下のような欠点がある:−
複雑さ:移動局の移送決定プロセスには、隣接する中
継局内で行なわれている電波測定及びこれらの中継局の
飽和度を含む多数のパラメータが考慮に入れられる。 これは、持続時間が数秒と短かいものでなくてはならな
い実時間プロセスである。従ってこの機構は、実現及び
最適化が困難なものである。 − 通信の質の劣化:移動局の移送は全て、可聴劣化
又は通信の樹立における遅延といった形で現われること
がきわめて多い。
網の電波負荷をそのさまざまな固定局の間で分布させ、
かくしてそれぞれ固定局に割当てられた移動局の可変的
数を調節することを目的としている。換言すると、本発
明は、局の幾分かの送信出力変動とは無関係に、固定局
を含むセルの「表面積」の変動を介して各々の固定局の
トラフィックを調節しようとするものである。
局の発した無線電界を測定するセル型無線通信網内の固
定局の負荷を調節する方法は、この通信網のセルのうち
の1つに結びつけられた固定局との関係において、−
少なくとも固定局から流出し定期的に再評価されたト
ラフィックに左右される固定局の負荷指標及び固定係数
に応じて、電界補正パラメータを計算すること、−
この電界補正パラメータを移動局の方に伝送すること、
及び− 移動局が固定局に相応する補正された電界を
比較し最も高い補正済電界に相応する局を選択して無線
通信を打ち立てるように、各局において、補正パラメー
タにより固定局に相応する測定された無線電界を補正済
み無線電界に補正すること、から成ることを特徴とする
。
固定局を選択した移動局の数が多くなればなるほど、補
正パラメータは大きくなり、かくして移動局により測定
された補正された電界ひいてはその固定局を選択する移
動局の数及びこの固定局に割当てられたトラフィックは
減少する。
の電界補正パラメータは、 − この固定局に隣接する固定局に関係する過負荷指
標と、 − この固定局のセルと隣接する局に相応するセルの
間の電界境界に関係する移動指標の組合せである、定期
的に再評価された隣接負荷指標により左右され、2つの
セルの間の境界は2つのセルに相応する補正済みの電界
の相等性(等式)により決定され、これら2つのセルの
補正パラメータの変動に応じて移動させられる。
いトラフィックで機能している場合、この固定局は自動
的に、この固定局の電界補正パラメータの減少という形
で現われるこの固定局のセルの通達範囲表面積の「拡大
」によって隣接する固定局の高いトラフィックの一部分
を吸収することができる。
択の時点で、固定通信システムは、固定局の負荷に従っ
て固定局の間で移動局を分布させるべく作用する。かく
して、統計学的効果により、この機構は、通信に起因す
る無線負荷を調節する。この調節プロセスは、先行技術
に基づくセルの移送プロセスに比べより単純で、長い時
定数で機能する。このプロセスは、通信網のセル型地理
にうまく適合されているため、効果的である。
局内で局所的に行なわれ、一部は専用電話線路により固
定局に接続された管理・保守センタといった集中的手段
の中で行なわれうる。ただし、もう1つの変形態様によ
ると、計算の大部分はこれらの集中的手段内で行なうこ
とができる。
にして本発明の好ましいいくつかの実施態様についての
以下の説明を読むことによって、さらに明確になること
だろう。
として、以下にその主要な特徴を示すセル型無線通信網
を基準にする。
受又場合によっては半二重通信の電波チャンネル256
本から成る。各々のチャンネルは、中継局と呼ばれる1
つの固定局から移動局と呼ばれる可動局の方へ信号を送
るための12.5kHzの周波数帯域幅をもつ第1の通
話路及び移動局から中継局へ信号を送るための12.5
kHzの周波数帯域幅をもつ第2の通話路から成る。第
1の通話路の帯域は、もう1つの3200kHzにおけ
る第2の通話路の帯域と同様に、幅12.5×256=
3200kHzの搬送周波数帯域に結びつけられている
。2つの搬送周波数帯域は400MHzと900MHz
の間で集中化されている。
積をもつI=40のセルCE1 〜CE40を含んでい
る。これらのセルは往々にして「位置決定ゾーン」と呼
ばれる隣接するセルのグループの形にまとめられている
。各々のセルには、好ましくはセルの中心にそれぞれ1
0〜50のチャンネルに結びつけられている1つの中継
局を含んでいる。電話消費の高い時刻では、この通信網
は、40×10=400〜40×50=2000の移動
局に供給をする。
通話路について1500Hz+1−300Hzの副搬送
波に関する周波数変位変調FFSK及び1200ビット
の流量で、信号を送ることができる。例えば、1つのメ
ッセージは、同期化電界抽出及びエラー復号の後、移動
局から中継局の方向には64ビット、中継局から移動局
の方向へは80ビットのそれぞれの有効長を提供し17
3msの持続時間をもつラスタで構成されている。中継
局から移動局への方向では、各ラスタの16ビットは、
中継局の機能状態、料金ゾーンといった中継局の特徴で
ある「スタンバイ」情報と呼ばれる情報を移動局の方へ
と電波に乗せるために用いられる。無線チャンネルは同
様に、従来通り、樹立された電話通信の間にデータ又は
無線通信信号を送信することもできる。
て、「ビーコン・チャンネル」と呼ばれる無線チャンネ
ルが信号送り用チャンネルとして専用になっている。中
継局から移動局の方向においては、ビーコン・チャンネ
ルの第1の通話路は常時メッセージを送り、スタンバイ
状態にある移動局が固定通信システム、中継局及び電話
交換式回線網にアクセスできこれにメッセージを送るこ
とができるようにする。1つの中継局を選択するために
、移動局は、ビーコン・チャンネルの第1の通話路内で
無線電界の測定を行ない、第1のビーコン通話路におい
て常時発せられているメッセージの中に含まれたスタン
バイ情報を考慮に入れる。
は「登録メカニズム」の名で知られている手順を用いて
実施される。移動局がセル又は位置決定ゾーンを変える
場合、又は移動局が印加された場合、移動局は、最高の
無線電界を移動局に与える中継局に相当することが最も
多い固定システムに対して、ビーコン・チャンネルの第
2の通話路上でメッセージを送ることによって自らの位
置を示す。この固定システムは、移動局の位置決定を記
憶できるようにするデータベースを含む。
る。iは1とIの間の整数として各々のセルCEi は
、主として無線送受信局SRi 及び中継局管理ユニッ
トUGRi を含む中継局Ri によって網羅されてい
る。中継局管理ユニットUGRi は、交換式電話回線
網RTCに、MICタイプのインターフェイスによって
接続されている。しかしながら、図1に短かい破線で表
わしたように、トラフィック密度の高いセル型通信網に
ついては、UGRi ユニットは同様に専用連結LS−
MICi を介して、移動局の位置決定及び通信中のセ
ル間移送の機能を集中させている移動局位置決定及び切
換えセンターCCLMにも接続されている。CCLMセ
ンターは、交換式電話回線網RTCに接続されている。 セル型通信網は同様に、通信網利用手段も含んでいる。 中継局の利用は、好ましくはテレタイプTTYから局所
的に行なわれる。中継局R1 からRI は同様に、4
線式専用連結LS1 〜LSI により中継局が接続さ
れている管理・保守センタCGMから遠隔利用もされる
。
無線チャンネルの各々についての従来通りの出力送信、
受信、変調及び復調手段、ならびに1本のアンテナを含
んでいる。局SRi の送信出力Pi は、全ての無線
チャンネルについて一定であり、結びつけられたセルC
Ei 内のトラフィックが飽和になった場合でも変わら
ない。この点に関しては、Jean−Gabriel
Remy,Jean Cueugniet及びCe
’dric Sikenの共著「移動局による無線通
信システム(“Syste’mes de rad
iocommunicationavec les
mobiles”)」という題の文献(電気通信技術
・科学シリーズ)、Eyrolles,1988年、特
に第5.5章「RADIOCOM2000」を参照する
ことができる。
GRi は、各々、2Mオクテットのメモリの付いたI
NTEL80286プロセッサのようなマスタープロセ
ッサ1A,1B、通話路ミキサー2A,2B及び制御用
母線10A,10Bから成る2つの同じアセンブリを含
んでいる。これらのアセンブリは、正常モード及び非常
モードでそれぞれ機能する。中継局の容量に応じて可変
的な数のスレーブ回路は、電話回線網RTC、切換え・
位置決定センタCCLM及び無線局SRi の送受信器
との信号交換を管理する。ここでは5つあるスレーブ回
路31〜35は、8×256=2048キロビット/秒
の流量で8本のチャンネルをもつ2本の母線MIC20
A及び20Bを介してミキサー2A及び2Bと関係づけ
られている。各々のスレーブ回路は、制御母線10A,
10B内で、9600ビット/秒の非同期式直列連結タ
イプの能動マスタープロセッサ1A,1Bとの信号送り
連結に割当てられている。各々のスレーブ回路は32キ
ロオクテットのメモリーをもつINTEL8088プロ
セッサのような処理ユニット、ならびに各タイプの回路
に特有の手段を含んでいる。主要なスレーブ回路は、以
下のとおりである:− RTC通信網、又は切換え・
位置決定センタCCLMを介してその他の中継局R1
〜Ri−1 及びRi+1 〜RI と情報交換を行な
う、31〜300ビットの2重モデム; − 電話回線網RTCに対する管理ユニットURGi
の直接的又は専用連結LS −MICi を介しての連結のための2重インターフェ
イスMIC2Mbit/s; − ハードウェアアラーム管理装置33;− 加入
者番号付けの管理及び符号化/復号用の多周波2重信号
リレーユニット34; − 無線通信信号及び/又は信号送り信号を無線チャ
ンネルの方の切換え、局SRi に結びつけられた無線
チャンネル内で信号送りメッセージを送受信する120
0ビット/秒のモデムFFSKを特に含んでいる、無線
チャンネル管理用2重インターフェイス35。中継局管
理ユニットUGRi は同様に、ユニットの運用機能を
果たす、1Mオクテットのメモリを伴うINTEL80
86タイプの運用プロセッサ11も含んでいる。プロセ
ッサ4は1200ビット/秒で非同期式直列連結V24
タイプの、局所利用用のテレタイプTTYの方へのイン
ターフェイスならびに、同期モードで4800ビット/
秒で用いられる4線式専用回線LSi を介しての管理
・保守センタCGMの方への第2のインターフェイスを
管理する。
図3を参照しながら記述する。これには、例えば10基
の、1群の中継局との4800ビット/秒で4線式連結
インターフェイスLS1 〜LSI の各々を管理する
前置通信機が含まれている。これらの機械MFは母線E
THERNETに接続されている。センタCGM内に含
まれている係数及び指標の処理用機械STは標準的には
、充分な出力をもつUNIX運用システムを用いたワー
クステーションSTである。このステーションSTは、
特に指標及びパラメータの計算に適した係数(fact
eur)を選択するため及びトラフィックの統計及びデ
ータを表示するため、スクリーン又はキーボード式モニ
ターMOに従来通り結びつけられている。
本発明に従ってこの選択のために設計されたさまざまな
手段についてここで説明する。図4のグラフによると、
各々の中継局Ri は常に「ビーコン通話路」と呼ばれ
る予め定められた信号を発している。移動局は、それが
受信するビーコン通話路の無線電界E1 〜EI を測
定する。伝幡プロセスのモデリングは、中継局Ri か
ら来て一定の与えられた移動局Mが受けとった電界Ei
を、中継局Ri の定送信出力Pi 、移動局Mと中
継局Ri の間の距離di 、及び移動局Mと中継局R
i を結ぶ直線と中継局Ri のアンテナの伝幡軸の間
の位置づけ角度θi の関数として表現することから成
る: (1) Ei =E(Pi ,di ,θ1 )都市
環境においては、例えば、fi は角度θの関数として
dBm単位で (2) Ei =−40log(di /fi )+
Pi を選ぶことができる。なお、各々の中継局は、そ
れぞれの第1のビーコン通話路を介して常時、中継局の
選択プロセスにおいて移動局Mが用いるデジタル情報特
に単数又は複数の無線電界補正パラメータを電波に乗せ
る。これらのパラメータは同様に無線工学の目的でも用
いられる。本発明に基づくと、これらのパラメータの1
つは、電界補正パラメータHi である。受信した各々
のビーコン通話路について、移動局は、Ei 及びHi
の一関数である補正済み電界Gi を計算する: (3) Gi =G(Ei ,Hi )Gi は、E
i の増加関数であり、標準的には以下の関係式で表わ
される: (4) Gi =Ei −Hi (dBm単位)移動
局Mは次に、補正済み電界の値G1 〜GI を比較し
、最高の補正済み電界つまり例えば中継局Ri に関係
する電界Gi をとり上げる。従って、一定の与えられ
た移動局Mについて、指数i及びjが1とIの間にある
ものとして2つの隣接するセルCEi 及びCEj の
間の境界FRijは、次の等式により求められる:(5
) Gi =Gj すなわち (6) G(E(Pi ,di ,θi ),Hi
)=G(E(Pj ,dj ,θj ),Hj )Pi
,Pj ,Hi 及びHj が定まっている場合、こ
の最後の等式は、セルCEi とCEj の間の境界線
FRi j を決定する。等式(2)及び(4)に相当
する特定のケースにおいて、中継局Ri 及びRj を
結ぶ直線と境界の交差点INについて以下の関係式が導
かれる:(7)
り、dioはHi −Hj =0の場合のdi の値で
ある。従って境界FRijの場所は、補正パラメータH
i とHj の間の差の値によって左右される。従って
、セルCEi の表面積は、その補正パラメータHi
の値及びセルCEi に隣接するセルの補正パラメータ
Hj の値により左右される。
定すると、移動局の数は1つの中継局を選定しており、
従って中継局の無線トラフィックはセルの表面に対し正
比例する。ゆえに本発明に従うと、セルCEi のパラ
メータHi 又は隣接するパラメータHj の変動は、
セルCEi の表面積ひいては中継局Ri の無線トラ
フィックの変動という形で現われる。ここでパラメータ
Hi の変動は、中継局Ri 及び移動局の送信出力に
全く影響を及ぼさず、中継局の選択の結果とは全く無関
係で一定であるということに留意されたい。例えば、中
継局Ri を中心とする円形セルCEi を仮定すると
、等式(7)を用いて、1dBだけ補正パラメータHi
が増大した場合、補正済電界Gi は減少しセルCE
i と隣接するセルCEj 間の境界は中継局Ri の
方へ近づくことになり、従ってトラフィックは6%減少
する。ゆえにトラフィックは、セルCEi の隣接する
セルアセンブリの方へと移送される。又逆に、予め定め
られた数の中継局Ri のチャンネルについては、本発
明によると、飽和をひき起こすあらゆるトラフィックの
増加は、セルCEi の表面積を減少させ補正パラメー
タHi を増大させることによって避けられる。従って
本発明に基づく方法は、主として、異なる中継局の間の
負荷分布を最適化するように設計されたオートマトンと
呼ばれる手段により中継局の電界補正パラメータを変更
することにより、各々の中継局の無線電界を調節するこ
とから成る。
第1のビーコン通話路内でメッセージを放送する。各々
のメッセージには、既に述べたように、その中継局に特
徴的なスタンバイ情報を含む16ビットの電界が含まれ
ている。例えば、補正パラメータを符号化するのに15
ビットが用いられる。ゆえに、補正パラメータは、1d
Bのピッチ毎に0〜15dBの16個の値をとることが
できる。
いかなる通信も樹立されていない場合、移動局は循環的
に、一方では、移動局がセル内に存在している中継局の
メッセージを場合によって受けとるためのビーコン通話
路を聴取する状態にあり、又他方ではこの移動局が受け
入れるその他のビーコン通話路を探索(scruter
)する状態にある。
ェア手段は、図5に示されている。移動局Mは、アンテ
ナ40及び送受信装置41により電波信号を受信する受
信機42、標準的には5〜50dB/μVfemの感度
の電界測定装置45、送受周波数を決定する周波数合成
装置44、1200ビット/秒で信号システムFFSK
を復調させるモデムFFSK45及びZilogZ80
タイプのマイクロプロセッサ46といったような中央演
算処理装置46を含んでいる。移動局Mは同様に、合成
装置44及び送受信装置41に接続されユニット46に
より制御される送信回路47も含んでいる。
いられ中継局R1〜RI に割り当てられた無線チャン
ネルの周波数テーブルf1 〜fI を有している。合
成装置44は、これらの周波数の各々に対し連続的かつ
循環的に位置づけされている。各周波数fi について
、モデム45の出力信号はユニット46により分析され
、一方ではスタンバイ情報に応えてのビーコン通話路が
問題となっているのか否かが見極められ、場合によって
は、電界補正パラメータHi の値を含む中継局Ri
の特徴である情報が読みとられる。これと平行して、電
界測定装置45は、中継局Ri のビーコン通話路のた
めの受信電界Ei の出力を測定し、ユニット46に対
して測定された電界値を送る。ユニット46は差Ei
−Hi を計算し、補正済み電界Gi を記憶する。
ビーコン通話路も含めて周波数テーブル内に記入されて
いるビーコン通話路全体を探索した後、補正済みの電界
値を比較し、補正パラメータの値をここで記す好ましい
実施態様に割当てられた等式(4)に従った電界値から
差引くことによって得られた量Ei−Hi といった最
高の補正電界値を示すビーコン通話路を決定する。この
ビーコン通話路が、移動局がその下にある中継局のビー
コン通話路とは異なる場合、移動局は中継局を変え、最
高の値をもつ補正済み電界を選定する。
通話路を探索する。700ms毎に、移動局は約180
ms間(1ラスター)自らがその下にある中継局の第1
のビーコン通話路を聴取する状態にとどまり、残りの時
間は、探索のためもう1つの第1のビーコン通話路の周
波数上に位置づけされる。I=40のビーコン通話路の
場合、探索時間は約28秒である。
が固定通信システムにより計算され、例えば次のような
ものがある: − 各々の中継局R1 −RI レベルでは、無線ト
ラフィック; − 1つのセルのレベル又は位置決定ゾーンと呼ばれ
る隣接する複数のセルを含む地理的ゾーンのレベルでは
、そのセル又は位置決定ゾーン内に「登録された」移動
局の数。
又は位置決定ゾーンの番号を知っており、そのため電話
回線網からくる呼出しを誘導することができる。
メータを単数又は複数制御するために用いられる。図6
によると、このオートマトンには概略的に言って、負荷
指標の値に応じて及び開発利用者が定めた係数に応じて
各中継局の単数又は複数の電界補正パラメータの値を計
算するようなパラメータ設定手段が含まれている。各中
継局Ri は、相応するセルCEi 及び隣接するセル
の表面積及び負荷に対して作用するそれぞれの補正パラ
メータHiを送信する。負荷指標は、各中継局のレベル
及び固定システムのインフラストラクチャのレベルで作
成される。これらの負荷指標はそれ自体、基本指標から
作成されうる。
ラメータHk は相応する中継局Rk のレベルで設定
される。なおここでkは1からIまでの整数である。こ
の場合、図7に示されている負荷調節用局所オートマト
ンは主として、図2に示された中継局Rk の中継局U
GRk の管理ユニットのハードウェア手段を用いる。
本的に、負荷指標Ck を提供するトラフィック負荷1
2の測定モジュールと、無線電界補正パラメータHk
を計算するモジュール13から成る。これら2つのモジ
ュールは、ユニットUGRk のマスタープロセッサ1
A又は1Bを用いて実現される。
ンタCGMにより定められる。これらの値は、特にその
ディスク上記憶及び値の一貫性の確認に関してユニット
UGRk の運用プロセッサ11により管理される。こ
れらの係数としては、特に、補正パラメータHk の最
小値Hmink及び最大値Hmaxkが含まれている。 これら2つの値は、一方では補正パラメータHk の変
動範囲を定め、他方では中継局Rk の「最小」及び「
最大」通達範囲ゾーンを手動で調整するのに寄与する。 これらの固定係数は同様に、トラフィック公称負荷閾値
bk 、ヒステリシス閾値ek 、及び1未満の損失係
数ak を含む。係数bk 及びck はアーラン単位
で、係数ak はアーラン/dB単位で、又電界はdB
m単位で表わされる。
の値は運用プロセッサ11により定期的にサンプリング
される。得られたサンプルは定期的に、例えば30秒に
1回の割合で、表示のため管理・保守センタCGMに送
られ、通信網のさまざまな中継局のトラフィック状態を
解析するために用いられる。
結びつけられた無線チャンネルを管理するスレーブイン
ターフェイス35のプロセッサにより第1のビーコン通
話路内で送信されたメッセージの中に挿入される。
8に示されている。運用プロセッサ11により決定され
た基本的トラフィック負荷指標は、例えば2つある;す
なわち、使用中の中継局Rk の無線チャンネルの数及
び待機中の無線チャンネルの要求数である。例えばセル
CEk 内に「登録された」移動局の数といったその他
の基本負荷指標も同様の要領で使用することができる。
れる。第1の中間負荷指標Cbは、121において係数
ca及びcrにより加重される(例えばca=cr=1
)2つの指標の線形組合せ122により得られる。負荷
指標Cbは、平均手段及びろ過手段を用いて処理される
。平均手段には、加算器123及び累算器ACCが含ま
れ、累算器の中には、T1 =5秒毎に計算されたCb
の値の累積が記憶される。T2 =60秒毎に、こうし
て累算器ACCの中に累積された指標の値Cmは124
で読みとられ、累算器はゼロに復帰される(RAZ):
Cm(t)=Cb(t−55s)+Cb(t−50s)
+…+Cb(t−5s)+Cb(t) なお式中tは可変的時間を示す。値Cmは、125にお
いて、T2 中に累算器内に累積されたサンプル数の逆
数を表わす係数cg(つまりcg=T1 /T2 )に
より乗ぜられる。得られた積Cmgは、T2 中の中間
負荷指標値の平均に等しい。 Cmg=Cm×cg
であり平均化された指標Cmgとモジュール12から出
る「ろ過済み」指標(Ck )の間の減算器126、得
られた指標差に係数cfを乗じ積指標を得るための乗算
器127、及び出てくる指標と積指標を加算して緩衝記
憶装置セル129に指標Ck を供給する加算器128
を含んでいる。ろ過は、以下の式で表わされる: C
k (t)=Ck (t−T2 )+cf(Cmg(t
)−Ck (t−T2 ))従って負荷指標Ck の値
は、T2 秒毎に1回計算され記憶される。係数cfは
、例えば0.2に等しい。
ュールは、図9に示されている。この計算は、好ましく
は負荷指標Ck の計算頻度で、すなわちT2 =60
秒毎に1回実行される。
び損失係数ak の関数である負荷偏差「デルタ」を、
2つの減算器130及び131及び乗算器132を用い
て以下の関係式に従って計算する: (8) デルタ=Ck −bk −ak ×Hk (
t−T2 )次に、モジュール13の比較手段133は
、ヒステリシス閾値ek との関係におけるデルタの値
に従った補正パラメータHk の増分値incを決定す
る:(9) ek <デルタである場合、inc=+
ミュー;−ek<デルタ<+ek である場合、inc
=0;デルタ<−ekである場合、inc=−ミュー。
の場合、メッセージ内の符号化された補正パラメータの
ピッチは1dBであるため、ミューは1dBに等しいも
のとされる。
)と瞬間tにおける増分incの和は、加算器135
内で得られ、比較回路135において予め定められた値
Hmaxk及びHminkにより制限される:(10)
Hmaxk<Hk (t−T2 )+incの場合
、Hk (t)=Hmaxk;Hmink<Hk (t
−T2 )+inc<Hmaxkである場合、Hk (
t)=Hk (t−T2 )+inc;Hk (t−T
2 )+inc<Hminkである場合、Hk (t)
=Hmink。補正パラメータの新しい値Hk (t)
は、緩衝記憶装置セル136内に記憶される。
とおりである。すでに述べたように、中継局の電波負荷
は、補正パラメータHk の値の減少関数である。従っ
て、本発明に基づく局所オートマトンは、関係式(8)
に従って変数デルタの値を取消す傾向をもつ。実際、負
荷が増大すると、負荷指標Ck は増大し、デルタは正
になり、次にek を上回る。不等式(9)及び(10
)に従って、補正パラメータHk は値ミュー(1dB
)だけ増分され、ゆえに中継局負荷は低下し、従って中
継局の負荷は調節される。ゆえに、ak =0の場合、
局所オートマトンは、公称負荷閾値bk に等しい負荷
指標Ck の値を維持する傾向をもつ。bk の値は、
中継局Rk の最大トラフィック、つまり、許容可能な
サービスの質を可能にするトラフィックの飽和に相当す
る。すなわち、例えば40チャンネルの中継局に関して
bk =30アーランである。ヒステリシス閾値ek
は特に補正パラメータの有限ピッチによる振動を避ける
;すなわち、例えばek =0.03×bk である。 調節は、補正パラメータの変動範囲の限界Hmink及
びHmaxkの間でのみ機能する。 パラメータHk が下限Hminkに達した場合、負荷
指標Ck は公称負荷閾値bk より低くなる可能性が
ある。補正パラメータHk が上限Hmaxkとに達し
た場合、負荷指標Ck は公称負荷閾値bk より大き
くなる可能性があり、ゆえにサービスの質が悪くなる。
〜RI 全体に適用された場合、補正パラメータH1
〜HI の変動ひいてはそれぞれの上限Hmax1〜H
maxIに達する危険性は減少する。このとき調節性能
は、通信網全体について大域的に優れたものとなる。例
えばak =0.01×bk を選択する。
正パラメータの計算アルゴリズムは、「グラジェント」
タイプのものである。実際、このアルゴリズムは、JC
=(Ck −bk )2 及びJH=αk ×Hk2と
して:(11) J=JC+JH である負荷の最適化基準「J」のグラジェント(導関数
)と反対の量だけ補正パラメータHk の値を変更する
ことから成る。基準JCは、中継局の実際の負荷とその
公称負荷の間の偏差を最小限におさえることができる。 基準JHは、例えば、Hk が増大する場合セルCEk
の境界の移動によりもたらされるサービスの劣化に対
するコストとして解釈することができる。Jの導関数の
Hk との関係における逆は以下のとおりである:(1
2)
)はまさに関係式(8)における「デルタ」と同じ正負
符号のものである。
な又は最大のトラフィックとの関係において適当に選択
されたそれぞれの電界の補正パラメータと共に、その他
の中継局が従来のものであるのに対して強力にかつ頻繁
に変化するトラフィックを有する一定の単数又は複数の
中継局にしか、単数又は複数の大域的オートマトンを割
当てることができない。さらに性能の高い第2の実施態
様によると、大域的負荷調節用オートマトンは、中継局
Rk のための補正パラメータHk の計算のために、
考慮中の中継局の負荷指標Ck のみならず隣接する中
継局及びセル型無線通信網全体の負荷をも考慮する。又
2つの中継局Rk 及びRj の補正パラメータの値の
変更には、すでに図4に関連して明記したように差異H
k −Hj の関数である境界FRkjの移動が関与し
、これは、境界に近い移動局についての比較的不良な無
線条件に起因するサービスの質の低下という形で現われ
る可能性がある。 この第2の実施態様に従った調節用オートマトンは、有
利なことに境界移動基準により条件づけされる。
大域的最適化基準JGは、以下の通りでありうる:(1
3) JG=JGC+JGH なお式中
k の場合Sk =(Ck −bk)/bk である。 又、
する指数全体であり、Sk は、セルCEk の過負荷
を表わし、JGCは2次基準に従った通信網の大域的過
負荷を表わす。Hk との関係におけるJGの導関数の
逆は、以下のとおりである。 (14)
Rk に隣接する中継局の過負荷の線形組合せとして現
われる項WSk 及び、中継局Rk とその隣接中継局
の間の境界の移動に対し相関された項WDk を含んで
いる。 「グラジェント」タイプのアルゴリズムを適用すること
により、導関数(14)を用いて関係式(8)に類似す
る関係式に従って大域的「デルタ」の項が得られる:(
17) デルタg=Ck −Wk −ak ×Hk
、ただしWk =bk +bk ×(WSk +WDk
)、なお式中、WSk は隣接するセルの過負荷を表
わす過負荷指標であり、WDk は隣接するセルとの境
界の移動を表わす指標である。この第2の実施態様によ
ると、中継局Rk 内の補正近接性計算モジュールは、
bk をWk に置き換えることによりなお利用可能で
ある。係数Wk は、以下「大域的隣接負荷指標」と呼
ばれる。従ってこの第2の実態態様に従った大域的オー
トマトンは、特に図8及び図9に示されているようなモ
ジュール12及び13を各々含む図7に示されているよ
うな中継局R1 〜RI 内の管理ユニットUGR1
〜UGRI だけでなく、大域的隣接負荷指標W1 〜
WI さらに限定的には基本指標WS1 〜WSI 及
びWD1〜WDIを計算するため管理・保守センターC
GMに集中されたハードウェア手段も含んでいる。
細に説明する。図10に示されているように、大域的負
荷調節オートマトンは、図7に従った中継局R1 〜R
I の局所オートマトンの他に、管理・保守センタCG
M内に含まれ実際には大部分がワークステーションST
内一部分が図3に従った前置機械MF内に分布した集中
デジタル計算モジュール5を含んでいる。
1回というように定期的に中継局から管理・保守センタ
の方へ送られる補正パラメータH1 〜HI 及び負荷
指標C1 〜CI の値を記録する。隣接負荷指標W1
〜WI は計算され記憶され、前述の例で言うと30
秒に1回というように定期的に中継局の方に送信される
。これらの隣接負荷指標は、それぞれ局所オートマトン
内の公称負荷閾値b1 〜bI に置き換わる。従って
、関係式(8)及び(17)によると、局所オートマト
ンの各々は、それぞれの負荷指標Ck の値を、(18
)Ck =Wk +ak ×Hk に等しく維持する傾
向をもつ。
所的なオートマトンのためのさまざまな係数は、センタ
CGMレベルで管理される。なお、負荷指標及び補正パ
ラメータの値は、セル型通信網のトラフィック状態を解
析できるようにセンタCGM内のステーションSTのモ
ニターMOにより表示される。
内に含まれている隣接負荷指標計算モジュール5は、中
継局R1 〜RI の各々について3つのモジュールを
含んでいる;すなわち、隣接セル過負荷指標計算モジュ
ール51、境界移動指標計算モジュール52及び過負荷
及び移動指標組合せモジュール53である。指標組合せ
モジュール53は、セルCEk について、モジュール
51及び52によって加算器551の方に送られた隣接
セル過負荷指標WSk と移動指標WDk の合計を行
ない、次に乗算器552及び加算器553を通してこの
和に公称負荷閾値bk を乗じて積を求めこの積に同じ
閾値bk を加算し、隣接負荷指標Wkを得る。
通信網の最も飽和した中継局の負荷調節を優先させるこ
とを目的としたさまざまな調整を伴って、公式(15)
を適用することにより隣接するセルに関係しセルCEk
に割当てられた過負荷指標WSk を計算する。
局所過負荷指標SLk を計算する。中継局Rk の過
負荷は、等式(13)に用いられた量Ck −bk で
ある。しかしながら、補正パラメータHk が比較器5
1C内で上限Hmaxkに達しなかった場合、この量は
、前の計算サイクルで記憶されたWk ならびにak及
びHk の値を受けとる乗算器510及び加算器511
を用いて評価される。実際、中継局Rk に局所的なオ
ートマトンは、等式(18)に従ってCk をほぼWk
+ak ×Hkに等しく維持する。この方法によると
、局所過負荷指標SLk はこのようにCk の変動を
受けていないことから、より優れたアルゴリズムの安定
性が可能となる。比較器51Cが、補正パラメータHk
が上限Hmaxkに達したことを見つけ出した場合、
2つの減算器512及び513を通して量Ck −bk
は、ヒステリシス閾値ek だけ減少される。過負荷
指標は、割算器514内で公称負荷閾値bk による割
算により正規化される。整流器51Rは、正規化された
過負荷指標SNの正の値を考慮に入れる。図12のダイ
ヤグラムの上部によると; Hk <Hmaxkである場合、SN=(Wk +
ak ×Hk )/bk 、 Hk =Hmaxkで
ある場合、SN=(Ck −bk −ek )/bk
、 SN>0である場合、SLk =SN、そうでな
れけばSLk =0。 局所過負荷指標SLk は、公称負荷閾値bk との関
係における中継局Rk の過負荷を表わす。これは、そ
の他のセルの指標と比較できるよう、正規化される。
ジュール51は各々のセルCEk について、以下の式
に従い、比較器515、乗算器516及び加算器517
を介して、隣接するセルCEj の局所過負荷指標SL
j から隣接するセルの過負荷指標を計算する:
】 なお、 SLj >cws×WSk (t−1)の場合SU
Pj =SLj SLj <cws×WSk (t
−1)の場合、SUPj =cws×WSk (t−1
)。 Vk は、ここでは5つあり図12においても指数j1
〜j5に結びつけられているセルCEk に隣接するセ
ルのアセンブリである。cws=0である場合、等式(
15)が得られる。ただしWSk の計算において負荷
の最も大きいセルに有利に働くように、係数cwsは乗
算器518の入力端においてゼロと異なるものと考えら
れ、ゆえに最も小さい過負荷指標SLj の値が合計か
ら削除されることになる:
大きい隣接するセルjの局所過負荷指標SLj に等し
くなる。
は、WSk (t+1)の計算において後に介入するべ
く519で記憶される。従って、ゼロでないcwsを選
択することにより、最も負荷の大きいセルに隣接するセ
ルの指標WSk の値は増大する。従って、等式(18
)によると、これらの隣接セルの負荷は増大し、最も負
荷の大きいセルの負荷の一部分はかくしてその隣接セル
の方へと移送される。
52には、複数の部分移動計算回路521と加算器52
2の形をしたセルCEk に対する境界の移動指標を計
算するための手段が含まれている。セルCEk の隣接
セルCEj の各々について、それぞれの回路521は
、以下の関係式に従って境界移動部分指標Wdk,j
を計算する: Hk >Hj の場合、Wdk,j =upk,j
×(Hk −Hj ) Hk <Hj の場合、W
dk,j =unk,j ×(Hk −Hj )この目
的で、隣接セルCEj3に関係する回路521において
詳しく示したように、回路521は、入口減算器527
及び出口加算器528の間に、それぞれ正523及び負
524の整流器及び乗算器525,526を伴う2つの
直列アセンブリを含んでいる。
ンブリ上の境界移動部分指標Wdk,j を522で合
計することによって得られる:
得られる。一般にHk >Hj である場合、セルCE
k はセルCEj よりも負荷が大きい。この場合、セ
ルCEk 及びCEj の間の移動部分指標Wdk,j
は、セルCEk について正でありこのセルに対する
負荷を増大し、又セルCEj については負でありこの
セルに対する負荷を減少させる。従って好ましくは、最
も負荷の大きいセルの負荷の減少に有利に作用する目的
で、不等式unk,j >upk,j 例えばunk,
j =2×upk,j が課せられる。この方法により
、最も負荷の大きいセルについてより優れた負荷制御が
可能となる。
トマトンのもう1つの実施態様に従うと、負荷指標及び
補正パラメータの全ての計算は、管理・保守センタCC
Ma内に集中されている。図10に示されているように
、センタCGMaのワークステーション/モニターST
/MOアセンブリには、以下のものが再度見られる:−
通信網のセルCE1 〜CEI 全体について補正
パラメータH1 〜HI 及び負荷指標C1 〜CI
から隣接負荷指標W1 〜WI を計算するための集中
した手段5a、− 特に通信網のセル全体についての
負荷指標及び電界補正パラメータに応じてのトラフィッ
クデータを表示するための集中した手段AFFa;及び − 1≦k ≦Iで各々のセルCEk についてのc
ws、σk,j 、bk 、upk,j unk,j
、bk 、ak 、ck 、Hmink、Hmaxk、
ca、crといったオートマトンの係数を選択し管理す
るための集中した手段SELa。さらに、図7に比べて
、管理・保守センタCGMa内には、次のものが収納さ
れている: − 負荷指標C1 〜CI を生成する目的で負荷を
測定するための手段12a;これらの手段12aはさら
にその上に、中継局R1 〜R5 により生成された基
本負荷指標及び、例えば位置決定ゾーン内の登録数とい
ったような切換え・位置決定センタCCLMなどの集中
装置により生成される基本負荷指標を使用することもで
きる;及び− 負荷指標及び隣接負荷指標から補正パ
ラメータH1 〜HIを計算するための手段13a。
通信網の概略的ブロックダイヤグラムである。
継局管理ユニットの詳細なブロックダイヤグラムである
。
継局管理・保守センタの概略的ブロックダイヤグラムで
ある。
信網の2つの隣接するセルの間の境界の規定を説明する
グラフである。
中継局の負荷による電界補正パラメータの制御を説明す
るための原理ブロックダイヤグラムである。
れた中継局のための負荷調節用局所オートマトンの概略
的ブロックダイヤグラムである。
れたトラフィック負荷測定モジュールを、概略的アルゴ
リズムの形で示している。
れた無線電界の補正パラメータの計算モジュールを、概
略的アルゴリズムの形で示している。
網の全ての中継局についての負荷制御用オートマトンの
概略的ブロックダイヤグラムである。
ている隣接負荷指標の計算モジュールの詳しいブロック
ダイヤグラムである。
含まれている、通信網の一定の与えられたセルについて
の隣接セル過負荷指標のモジュールを、概略的アルゴリ
ズムの形で示している。
ている一定の与えられたセルについての境界移動指標の
計算モジュールを、概略的アルゴリズムの形で示してい
る。
略的ブロックダイヤグラムである。
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