JPH05503624A - ホップドキャリア動的周波数再使用 - 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】 ホップドキャリア動的周波数再使用 発明の分野 この発明は周波数再使用（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｒｅｕｓｅ）に関する。

より特定的には、この発明はセルラ無線電話ネットワークにおける共有キャリア 周波数ホッピングを使用した動的周波数再使用に関する。

発明の背景 Ｆｒｅｎｋｉｅｌへの米国特許篇４，１４４，４１１号は下層のより小さな再使 用パターンに対する大きなセルの再使用パターンにおける周波数の静的再使用を 教示する。

より小さな再使用パターンはより大きなセルにおけるものよりさらに低い送信電 力（あるいは、多分具なるＳＮＲまたはＣ／Ｉ基準）によって達成される。

セルラ無線電話システムを計画する上で、キャリア対妨害、比（Ｃ／　Ｉ　）に 対する免疫性（ｉｍｍｕｎｉｔｙ）と１、すべて全く同じ乏しい無線スペクトル から得られる、最大の容量との間に終わりのない引張り合いがある。より高度の 周波数再使用は直接容量を改善するが、Ｃ／Ｉ性能に悪影響を与える。周波数ホ ッピングはＣ／Ｉ性能を改善するが、それによってホッピングするより多くの割 当て周波数を必要とする。さらに、妨害（Ｃ／　Ｉ　）および容量（周波数再使 用）の双方とも動的（ｄｙｎａｍｉｃ）であり、トラフィックにより引き起こさ れ、人口統計に依存し、かつ時刻に応じた現象である。これらの動的現象は伝統 的な、統計的に計画された戦略に十分適するものではない。

この発明はこれらの欠点を克服しかつ以下に述べるようなある利点を実現するこ とを目的とする。

発明の概要 セルラ無線電話ネットワークにおいては、動的周波数再使用のための機構が提供 される。その機構は、１つの時間インターバルの間に１つの再使用直径（ｒｅｕ ｓｅ　ｄｉａｍｅ　ｔ　ｅ　ｒ）に従って複数のホッピングされるキャリアの内 の少なくとも１つを割当て、かつ他の、実質的にオーバラップしない時間インタ ーバルの間に他の再使用直径に従って、すべてのそのキャリアの任意の近傍の再 使用と実質的に妨害なしに時間同期して、そのホッピングされたキャリアを割当 てる段階を具備する。付随する利点は所望のＣ，／　Ｉ性能を提供するために共 有されるキャリアおよび周波数ホッピングを使用して、動的に割当て可能な周波 数再使用を実現することである。

本発明のさらに他の目的、特徴および利点は添付の図面を参照して、以下の詳細 な説明からより明瞭に理解されかつ（制限的でない例により）その好ましい実施 例において本発明を実施するよう意図された最善の形態が理解され、添付の図面 においては、 第１図は、本発明による４サイト（ａ−ｄ）、６０度セクタアンテナ（Ａ−Ｌ） 、セルラ無線電話の再使用パターンを示す。

第２図は、第１図の再使用パターンに対し、本発明の好ましい実施例に従って、 周波数がどのように割当てられるかを示す。

第３図は、本発明の好ましい実施例による再使用周波数割当てを示す。

箪４図は、本発明の好ましい実施例による共有キャリア、周波数ホッピング割当 てを示す。

第５図は、本発明の好ましい実施例による周波数ホッピング割当て機構を示す。

詳細な説明 、第１図は、本発明による４サイト（ａ−ｄ）、６０度セクタアンテナ（Ａ−Ｌ ）、セルラ無線電話の再使用パターンを示す。実際には、この特定の４セルパタ ーン（ａ−ｄ）は２セル再使用を示し、そこでは各周波数セット（Ａ−Ｌ）は、 もちろんいずれのセル（ａ、ｂ、ｃまたはｄ）も該パターンそれ自身の中では繰 返されないが、４セルパターン（ａ−ｄ）内で２回再使用される。

第２図は、本発明の好ましい実施例に従って、第１図の再使用パターンに対し周 波数がどのように割当てられるかを示す。現在提案されているＧＳＭ／汎ヨーロ ッパ・デジタル・セルラ（ＧＳＭ／ＰＥＤＣ）無線電話システムにおいては、６ ２の２００ＫＨｚ幅のキャリアの１２．５ＭＨ２幅の周波数スペクトル（２つの オペレータの内の１つに対し２５ＭＨｚ幅のスペクトルの半分）が１２のセクタ ーセル（Ａ−Ｌ）にわたり（はぼ）均等に１２の周波数セット（Ａ−Ｌ）内に分 配され、すなわち、サイトごとに４つのセクタを４サイト（ａ−ｄ）倍し２セル 再使用パターンにより除算したものとなっている。

第３図は、本発明の好ましい実施例による（もしすべてのテーブルのオフセット がすべてのセルにおいて割当てられれば）１セル再使用周波数割当てを示す。Ｇ ＳＭ／ＰＥＤＣはアクセスおよびシステム制御のためにセクターセルごとに１つ のベース制御チャネル（ベースコントロールチャネル：ＢＣＣＨ）キャリア（１ −４，２１−２４および４．２−４５）を確保する。このことは本割当てにおい ては変化しない。しかしながら、もし残りのトラフィックチャネル（トラフィッ クチャネル：ＴＣＨ）キャリア（例えば、Ａからキャリア５．　９．　１３およ び１７、そしてＣから７゜１１．１５および１９）が６個の共有ＴＣＨキャリア セッ）　（Ａ／Ｃ，Ｂ／Ｄ、Ｅ／Ｇ、Ｆ／Ｈ，Ｉ／におよびＪ／Ｌ）にプールさ れれば、実効的に１セル（または、サイトごとに１度の）再使用効率が得られる 。カバレージ領域（例えばＡ）内の移動加入者がその周波数（例えばＣ）の同一 チャネル再使用から不当な妨害を受けている場合には、その加入者はＢＣＣＨに 再割当てすることができ、これはより大きな、２セル再使用パターン（ｂＡ、ｃ Ａ）にありかつより少ない（半分以下の）妨害を受けることになる。

セクターセルＴＣＨ容量はそれによりセクタ当たり４ＴＣＨ（例えば、キャリア ５．９．１３および１７）から、奇数／偶数隣接キャリア分離とともに、セクタ 当たり８つのＴＣＨ（例えば、５，７，９，１１，１３，１５．１７）に増大す る。キャリア２０および２１はサイトａにおいて隣接キャリア妨害を生ずるから 、キャリア４１が２１の代わりにＢＣＣＨとして使用される。

妨害のさらなる低減は周波数ホッピングによって得ることができる。第４図は、 本発明の好ましい実施例による１セル再使用、共有キャリア、周波数ホッピング 割当てを示す。同図は９個の独自の上昇的なシーケンス（０−８）を示し、該シ ーケンスにわたり９個すべての（１のＢＣＣＨ＋８ＴＣＨ）キャリアが互いに時 間同期してかつサイト（ａ−ｄ）およびそれらの再使用の間で時間同期して循環 する。ベース機器および移動加入者機器における周波数ホッピングは周波数の巡 回キューへのポインタとして実施できる。上に述べた様式で時間同期的にキャリ アを割当てるためのそのような巡回キュ一手段はベースステーションコントロー ラまたは移動加入者ユニットにおいて使用されるセルラベースステーション制御 方法に習熟した当業者にとって十分に実施可能なものである。

最大容量においては、セクターセルＡおよびセクターセルＣは１セル再使用パー タンによって同じ８個のＴＣＨにわたり循環する（埋め込まれたＢＣＣＨのみが 、例えば、セクターセルＡおよびＣの間で異なることに注意を要する）。しかし ながら、システムが最大容量より低い状態で作動している場合には、９個のホッ ピングシーケンス（０−８）の内の例えば４つ（０−３）を１つのセクターセル （例えば、ｂＡ）に割当てかつ９個の内の他の５個（４−８）を他のセクターセ ル（ｃＡ、ａｃまたはｄ　ｃ　１あるいはＡおよびＣの任意の他の組合わせ）に 割当てることにより２セルパターンに戻ることにより低減できる。

第５図は、ある与えられたトラフィック負荷に対する最も高度の再使用のための ９個のホッピングシーケンス（０−８）の各々の割当てのための機構を示す。９ 個のホッピングシーケンス（０−８）は最初は４サイト再使用パターン（ｂ　Ａ ’　ＣＡ、ａ　ｃおよびｄｃ）によってセクターセルＡおよびＣの間で（均等に ）分配される。この割当てを４サイト再使用パターンにするのは９個の（０−８ ）ホッピングシーケンスの内のいずれも任意の他のセクターセルにおいて再使用 されないことである。この割当ては、それ自トラフィック負荷が増大するに応じ て、ホッピングシーケンス（０−８）の内のいくらかが再使用され、その結果こ れらの再使用シーケンスに対する２サイト再使用パターンとなり、一方いまだ再 使用されていないものは依然としてより広い、４サイト再使用パターンで動作し ている。すべてのホッピングシーケンスが２回使用された時、第５図のテーブル の中央を上部に加えるようにされる（例えば、サイトｂおよびＣは２サイト再使 用パターンで動作しているがそれはｂＡにおけるすべてのホッピングシーケンス はまたＣ　において使用されており、ａｃおよびｄｃにおいても同様であるから である）。

トラフィック負荷が再びさらに増大すると、セクターセルＣ（Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６ およびＣ７）において今まで排他的に使用されたホッピングシーケンス（２，３ ，６および７）のいくらかはセクターセルＡ　（Ａ２．　Ａ３．　Ａ６．　Ａ７ ）において再使用されなければならず、かつ逆も同様であ、る。再使用されるこ れらのシーケンスは、既に使用されているものに加えられた時、（最低のＣ／Ｉ 性能にもかかわらず）最大容量で最終的にすべての９個のシーケンス（０−８） がすべての４つのサイトで使用されるまで１サイト再使用パターンで動作する。

トラフィック負荷が低下すると、ホッピングシーケンスは逆の順序で割当て解除 される（ｄｅａｌｌｏｃａｔｅｄ）。従って、システムは１サイト再使用パター ンから２サイト再使用パターンに移りかつ最終的に４サイト再使用パターンに戻 る。チャネル容量の対応する損失があるが、Ｃ／■性能が増大する。すべての移 動加入者に対するＣ／Ｉ性能は従ってそのトラフィック負荷が許容する程度まで 最適化される。これを達成する機構はホッピングシーケンスの割当て、すなわち 上昇または下降する巡回キューにおいてポインタ位置を割当てることである。

本発明の他の態様による、第５図においては、４サイト再使用パターンに対する ホッピングシーケンスの割当ては上昇順（例えば、ＡＯ，Ａ４．Ａ８）であり、 一方２サイトおよび１サイト動作に対するホッピングシーケンスは下降順（例え ば、Ａ８．Ａ４．ＡＯ）であることに注意を要する。これはあるコンフリクトす る割当て（より高い再使用）をできるだけ延期する。例えば、もし４サイト再使 用パターンにおけるＡ８がすべての２サイト割当てが空きになるまで空きになれ ば（ｖａｃａｔｅｄ）、少ない量のコン、フリツトになるが、それはｂＡ：Ａ８ が割当てられるべき最後の４サイトであり、上昇／下降の特徴がこれらのダイナ ミクスを収容するからである。

この機構は提案されたＧＳＭ／汎ヨーロッパ・デジタル・セルラ（ＧＳＭ／ＰＥ ＤＣ）システムのような、スロット化、時分割多重アクセスシステムに適用でき る。該システムは反復フレニムにおいて８個のタイムスロットを使用する。もし ４サイト、上昇シーケンスが上昇タイムスロツト順（０−７）で割当てられれば 、かつ一方で２サイトおよび１サイトシーケンスが下降タイムスロット類（７− ０）で割当てられれば、２つまたはそれ以上のセクターセル（例えば、ｂＡ　、 ｃＡ　、ａ　ｃおよびｄｃ）において同じホッピングシーケンス（０−９）が同 じタイムスロｙ）（０−７）において使用されるまで同じセクターセルにおける 移動加入者が全く同じホッピングシーケンスを共有するにもかかわらず何らのコ ンフリクト（何らのより高い再使用）も発生しない。

従って、再使用パターンを変えることはベースサイト機器および移動加入者機器 のホッピングキューに対しオフセットポインタを動的に割当てることになる。

従って、セルラ無線電話ネットワークにおいて、動的周波数再使用のためのメカ ニズムが提供された。そのメカニズムは、１つの時間インターバルの間に１つの 再使用直径に従って複数のホッピングされるキャリアの内の少なくとも、１つを 割当てる段階、および他の実質的に重ならない時間インターバルの間に他の再使 用直径に従ってそのホ・ソピングされるキャリアを、すべてそのキャリアの任意 の近傍の再使用と実質的に妨害なしに時間同期して割当てる段階を含む。この発 明の付随的な利点は所望のＣ／Ｉ性能を提供するために共有されるキャリアおよ び周波数ホッピングを使用して、動的に割当て可能な周波数再使用を実現できる ことである。

本発明の好ましい実施例が上に述べられかつ示されたが、当業者にはこの発明の 他の変更および修正が可能であることは理解される。例えば、上の説明はＧＳＭ ／ＰＥＤＣ（これは時分割多重アクセスシステムである）に言及したが、本発明 は、すべての周波数ホッピングが（時間的に）妨害がないように時間的に調整さ れる限り、同様にＴＤＭでないシステムにも適用できるが、当然、ＴＤＭシステ ムにおいて与えられる固有の同期はこの発明をより容易に実施可能にする。これ らおよび他の変更および適応は添付の請求の範囲内にあることが期待される。

２サイトキヤリア割当て θ Ｎ 要約書 セルラ無線電話ネットワーク（第１図）において、動的周波数再使用ための機構 が提供される。その機構は、１つの再使用直径に従って１つの時間インターバル の間に複数のホッピングされるキャリアの内の少なくとも１つを割当てる段階、 および他の再使用直径に従って、他の、実質的に重ならない時間インターバルの 間にそのホッピングされるキャリアを、そのキャリアのいずれの近傍の再使用と も実質的に妨害なしに時間同期して、割当てる段階（第５図）を具備する。付随 的な利点は所望のＣ／Ｉ性能を提供するために共有キャリア（Ａ／Ｃ，Ｂ／Ｄ、 Ｅ／Ｇ、Ｆ／Ｈ。

１／に、Ｊ／Ｌ）および周波数ホッピングを使用して、動的に割当て可能な周波 数再使用の実現である。

国際調量報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．１つの再使用直径に従って１つの時間インターバルの間に複数のキャリアの 内の少なくとも１つを割当てる段階、 他の再使用直径に従って他の実質的に重ならない時間インターバルの間にそのキ ャリアを、すべてのそのキャリアのいずれの近傍の再使用とも実施的に妨害なし に時間同期して、割当てる段階、 を具備する動的周波数再使用方法。
2. ２．１つの再使用直径に従って１つの時間インターバルの間に複数のホッピング されるキャリアの内の少なくとも１つを割当てる段階、 他の再使用直径に従って他の実質的に重ならない時間インターバルの間にそのホ ッピングされるキャリアを、すべてそのキャリアのいずれの近傍の再使用とも実 質的に妨害なしに時間同期して、割当てる段階、 を具備する動的周波数再使用方法。
3. ３．少なくとも１つのホッピングシーケンスが１つの再使用直径に割当てられ、 一方の他のホッピングシーケンスが他の再使用直径に割当てられる、請求の範囲 第２項に記載の方法。
4. ４．複数のホッピングシーケンスの内のあるものが１つの再使用直径に割当てら れ、一方その複数の内のある他のものが他の再使用直径に割当てられる、請求の 範囲第２項に記載の方法。
5. ５．複数のホッピングシーケンスの内のあるものが１つの再使用直径に割当てら れ、一方その複数の内のある他のものが、時間的にばちばらに、他の再使用直径 に割当てられる、請求の範囲第２項に記載の方法。
6. ６．１つの再使用直径に従って１つの時間インターバルの間に複数のキャリアの 内の少なくとも１つを割当てるための手段、 他の再使用直径に従って他の、実質的に重ならない時間インターバルの間にその キャリアを、そのキャリアのいずれの近傍の再使用に対しても実質的に妨害なし に時間同期して、割当てるための手段、 を具備する動的周波数再使用のための装置。
7. ７．１つの再使用直径に従って１つの時間インターバルの間に複数のホッピング されるキャリアの内の少なくとも１つを割当てるための手段、 他の再使用直径に従って他の、実質的に重ならない時間インターバルの間にその ホッピングされるキャリアを、そのキャリアのいずれの近傍の再使用とも実質的 に妨害なしに時間同期して、割当てるための手段、を具備する動的周波数再使用 のための装置。
8. ８．少なくとも１つのホッピングシーケンスが１つの再使用直径に割当てられ、 一方他のホッピングシーケンスは他の再使用直径に割当てられる、請求の範囲第 ６項に記載の装置。
9. ９．複数のホッピングシーケンスの内のあるものが１つの再使用直径に割当てら れ、一方その複数の内の他のあるものが他の再使用直径に割当てられる、請求の 範囲第６項に記載の装置。
10. １０．複数のホッピングシーケンスの内のあるものが１つの再使用直径に割当て られ、一方その複数の内のある他のものが、時間的にばらばらに、他の再使用直 径に割当てられる、請求の範囲第６項に記載の装置。