JPH0669859A - 移動体無線チャネル割当制御方式 - Google Patents

移動体無線チャネル割当制御方式

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JPH0669859A
JPH0669859A JP21994992A JP21994992A JPH0669859A JP H0669859 A JPH0669859 A JP H0669859A JP 21994992 A JP21994992 A JP 21994992A JP 21994992 A JP21994992 A JP 21994992A JP H0669859 A JPH0669859 A JP H0669859A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車電話や携帯電話等の移動局に対して無
線チャネルを割当てる移動体無線チャネル割当制御方式
に関し、移動局の移動速度に対応して無線チャネルの割
当てを最適化する。 【構成】 無線チャネルを移動局2の移動速度に対応し
た複数の無線チャネル群,例えば、高速移動用の無線チ
ャネル群F2 と低速移動用の無線チャネル群F
1(F11,F12,F13)に分割する。無線基地局1側で
移動局2の移動速度をイフェージング周期等により検出
し、移動局2の移動速度に対応した無線チャネル群を選
択し、その無線チャネル群の中から割当可能の無線チャ
ネルを移動局2に割当てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車電話や携帯電話
等の移動局に対して無線チャネルを割当てる移動体無線
チャネル割当制御方式に関する。無線基地局と自動車電
話や携帯電話等の移動局とを含む移動体通信システムに
於いては、移動局に対して呼の発生毎に無線チャネルを
割当てることになり、移動局は、割当てられた無線チャ
ネルを用いて通話を行うものである。その場合に、無線
チャネル数は有限であるから、有効利用を図るように、
無線チャネルの割当てを行う必要がある。
【0002】
【従来の技術】移動体通信システムに於ける無線チャネ
ルの割当制御方式としては、例えば、固定チャネル割当
方式,ダイナミックチャネル割当方式等が知られてい
る。固定チャネル割当方式は、無線基地局対応に相互の
干渉が少なくなるように無線チャネルを配置し、各無線
基地局は自局のゾーン内の移動局に対して無線チャネル
を割当てるものである。又ダイナミックチャネル割当方
式は、トラヒックが時間的及び地域的に変動するから、
その変動に合わせて無線チャネルの再配置を行うもので
あり、その場合に、全無線チャネルを対象として再配置
する方式と、一部の無線チャネルを対象として再配置す
る方式とがある。
【0003】このダイナミックチャネル割当方式の本質
は、1チャネル当たりの時間的な効率の向上を図ること
と、空間的に効率良く無線チャネルを配置して単位面積
当たりの無線チャネル数を多くすることとの二つに集約
される。時間的効果は、例えば、全無線基地局に共通な
全無線チャネルをチャネル割当時の検索対象とすること
により得られる大群効果である。しかし、再配置する無
線チャネル数が多くなると、再配置の処理量が多くな
り、且つ干渉量を最小とする為の再配置の最適解を得る
ことが困難となる。又空間的効果は、如何に効率良く無
線チャネルを空間的に詰め込むかによるものである。即
ち、同一無線チャネルを短い間隔で繰り返し割当てられ
るかによるものとなる。
【0004】空間的効果を向上させる手段として、前述
のダイナミックチャネル割当方式とは別に、次のような
考え方が知られている。その一つは、セルを小さくし
て、単位面積当たりの無線チャネル数を多くすることで
ある。しかし、セルを小さくするにも限度があり、且つ
セル間を移動局が通過することにより無線チャネルの切
替えが必要となり、この無線チャネルの切替えが頻繁に
生じるから、移動体通信システムの処理負担が大きくな
る。
【0005】又他の一つとして、例えば、リユーズパー
ティショニング(以下RUPと略称する)方式が知られ
ている。このRUP方式は、無線基地局と移動局との間
の距離に応じて無線チャネル群を設定するもので、例え
ば、図5に示すように、無線基地局51からの距離に対
応して、希望搬送波電力対干渉波電力比(CIR)が大
きくなるように無線チャネル群F1 ,F2 ,F3 を配置
し、移動局521 と無線基地局51との間の通信に於い
ては、希望信号レベルが大きいから相互間の距離は短い
と判定して、無線チャネル群F1 の中から割当可能の無
線チャネルを割当てる。又移動局522 と無線基地局5
1との間の通信に於いては、希望信号レベルが小さいか
ら相互間の距離は長いと判定して、無線チャネル群F3
の中から割当可能の無線チャネルを割当てる。
【0006】このRUP方式は、無線基地局51からの
距離が遠いゾーンに配置する無線チャネル群F3 は、固
定チャネル割当方式の場合と同様な繰り返しセル間隔と
なるが、無線基地局51からの距離が近いゾーンに配置
する無線チャネル群F1 は、他の無線基地局51からの
干渉が小さくなるから、繰り返しセル間隔を短くするこ
とができる。従って、システム全体の平均としてセル当
たりの割当可能な無線チャネル数を増加することができ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする問題点】移動体通信システム
に於ける移動局は、自動車の走行中に通話する自動車電
話のような高速移動の移動局と、歩きながら又は停止し
て通話する携帯電話のような低速移動の移動局とに大き
く分けることができる。又携帯電話であっても、自動車
や列車に搭乗して通話する場合は、高速移動の移動局と
なり、自動車が停車中に自動車電話により通話する場合
は、低速移動の移動局となる。このような移動速度が大
きく相違する移動局が混在することにより、前述のRU
P方式を適用すると、次のような問題が生じる。
【0008】前述の図5に示すRUP方式に於いて、移
動局522 には無線チャネル群F3の中から無線チャネ
ルが割当てられる。この移動局522 が点線矢印のよう
に通話中に僅かに移動した場合、或いは移動距離が零の
場合は、無線チャネルの切替えは必要ないが、実線矢印
のように通話中に比較的高速で移動した場合は、無線チ
ャネル群F3 ,F2 ,F1 ,F2 ,F3 の割当ゾーンを
通過することになり、無線チャネルの切替えが頻繁に生
じることになるから、移動体通信システムの処理負担が
増加する欠点が生じる。或いは切替えの処理が間に合わ
ない場合は、干渉が大きくなる無線チャネルを使用して
通話を継続することになり、CIRが劣化する欠点があ
る。本発明は、移動局の移動速度を考慮して無線チャネ
ルの割当てを最適化することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の移動体無線チャ
ネル割当制御方式は、図1を参照して説明すると、無線
基地局1と移動局2とを含む移動体通信システムに於い
て、無線チャネルを移動局2の移動速度に対応した複数
の無線チャネル群に分割し、移動局2の移動速度を検出
して、その移動局2の移動速度に対応した無線チャネル
群を選択し、その無線チャネル群の中から移動局2に無
線チャネルを割当てるものである。
【0010】又移動局2の移動速度に対応した無線チャ
ネル群の中の割当可能の無線チャネルが無い時、他の無
線チャネル群の中の割当可能の無線チャネルを割当てる
ものである。
【0011】又移動局2の移動速度に対応した無線チャ
ネル群の中の割当可能の無線チャネルが無く、他の無線
チャネル群の中の割当可能の無線チャネルを割当てた
時、移動局2の移動速度に対応した無線チャネル群の中
の割当可能の無線チャネルが生じ次第、その無線チャネ
ルに切替えるものである。
【0012】
【作用】移動局2の移動速度に対応した複数の無線チャ
ネル群に分割するもので、移動局2の移動速度を、例え
ば、高速と低速とに分けた場合、低速移動用の無線チャ
ネル群F1 と高速移動用の無線チャネル群F2 とに分割
し、図1に於いては、低速移動用の無線チャネル群F1
を更に無線基地局1からの距離に対応してF11〜F13
分割配置した場合を示し、移動局2が実線矢印のように
高速で移動する場合は、その移動速度を検出することに
より、高速移動用の無線チャネル群F2 の中の割当可能
の無線チャネルを割当てる。又点線矢印のような停止状
態を含む低速移動の移動局2に対しては、無線基地局2
からの距離等に対応して無線チャネル群F11〜F13の中
の割当可能の無線チャネルを割当てる。例えば、移動局
2が存在する位置に割当てられている低速移動用の無線
チャネル群F13の中の割当可能の無線チャネルを割当て
る。従って、低速移動用の無線チャネル群は、セル当た
りの割当可能の無線チャネル数を増加することができ
る。又高速で移動する移動局2は、同一セル内に於ける
無線チャネルの切替えは必要でなくなる。
【0013】又無線チャネル群F2 に空き無線チャネル
が存在しないことにより、高速移動の移動局2に対し
て、無線チャネル群F2 の中に割当可能の無線チャネル
が存在しない場合は、例えば、低速移動用の無線チャネ
ル群F13の中の割当可能の無線チャネルを割当てる。又
反対に、無線チャネル群F13に空き無線チャネルが存在
しないことにより、低速移動の移動局2に対して、無線
チャネル群F13の中に割当可能の無線チャネルが存在し
ない場合は、例えば、高速移動用の無線チャネル群F2
の中の割当可能の無線チャネルを割当てる。従って、呼
損数を低減することができる。
【0014】又前述のように、移動速度に対応した無線
チャネル群の割当可能の無線チャネルが無く、他の無線
チャネル群の割当可能の無線チャネルをその移動局に割
当てた場合、移動速度に対応した無線チャネル群の中に
空き無線チャネルが生じた時は、直ちに、その移動局に
空き無線チャネルを割当てることにより、特に高速移動
の移動局は、高速移動用の無線チャネルに切替えた後
は、セル内の移動によっても無線チャネルの切替えを必
要としないことになる。
【0015】
【実施例】図2は本発明の実施例の説明図であり、11
は送受信部、12は無線チャネル割当制御部、13は伝
播損失検出部、14は移動速度検出部、15は無線チャ
ネル状態管理部、16は割当チャネル決定制御部、17
はアンテナ、20は移動局、21はアンテナである。
【0016】移動体通信システムは、無線基地局と移動
局20とを含む構成であり、複数の無線基地局は、例え
ば、上位の移動体通信交換局に接続され、この移動体通
信交換局は公衆網の交換局に接続された構成となる。図
2に於ける送受信部11とアンテナ17とは、少なくと
も無線基地局を構成するものであり、無線チャネル割当
制御部12は、無線基地局に配置する構成、又は移動体
通信交換局或いは上位の集中制御局に配置する構成とす
ることができる。又伝播損失検出部13,移動速度検出
部14,無線チャネル状態管理部15及び割当チャネル
決定制御部16は、それぞれ無線基地局,移動体通信交
換局,上位の集中制御局等に分散配置することも可能で
ある。
【0017】又セル内の無線チャネル群は、例えば、図
1に示すように、高速移動用の無線チャネル群F2 と、
低速移動用の無線チャネル群F1 とに分割し、この低速
移動用の無線チャネル群F1 を更に群F11〜F13に分け
ることができる。なお、更に中速移動用の無線チャネル
群を含む3群F1 ,F2 ,F3 或いは更に多数の群に分
けることもできる。又、低速移動用の無線チャネル群F
11〜F13は、セル内を3分割して配置した場合を示す
が、2分割或いは更に多数に分割して無線チャネル群を
配置することも可能である。又中速移動用の無線チャネ
ル群を配置した場合は、低速移動用の無線チャネル群F
1 のセル内の分割数より少ない数でセル内を分割して配
置することもできる。低速移動用の全チャネル群につい
てみると、前述のRUP方式と同様に、セル内の割当可
能の無線チャネル数を、固定チャネル割当方式に比較し
て増大できることが判る。
【0018】無線チャネル割当制御部12の伝播損失検
出部13は、送受信部11により受信処理した受信信号
のレベル検出等により、無線基地局と移動局20との間
の伝播損失を検出し、その伝播損失情報を割当チャネル
決定制御部16に加える。この伝播損失は、無線基地局
と移動局20との間の距離が大きい程、大きくなる。従
って、無線基地局に対する移動局20の現在位置(距
離)を推定することができる。
【0019】又移動速度検出部14は、受信信号を基に
移動局20の移動速度を検出するものであり、例えば、
移動局20の移動に従ったフェージングが生じるもので
あって、高速移動の移動局の場合のフェージングの周期
は短くなり、停止状態を含む低速移動の移動局の場合の
フェージングの周期は長くなるから、フェージングの周
期を検出することによって、移動局20の移動速度を検
出することができる。又ドプラ周波数の検出等により移
動局20の移動速度を検出することもできる。従って、
この移動速度検出部14は、マイクロプロセッサ等の演
算機能を有する構成によって容易に実現することができ
る。又移動速度検出の為の受信信号としては、呼発生に
伴う無線チャネル割当要求等の制御信号を用いることが
できる。移動局20が移動速度情報を送出する機能を備
えている場合は、その移動速度情報を用いて、高速移動
であるか低速移動であるかを簡単に判定できるが、現在
はそのような機能を備えておらず、従って、前述のよう
に、無線基地局や移動体通信交換局側で移動速度を検出
することになる。
【0020】又無線チャネル状態管理部15は、無線基
地局に設けられた場合、その無線基地局のセル内の無線
チャネルの割当状態を管理し、移動体通信交換局等に設
けられた場合は、各無線基地局対応のセル内の無線チャ
ネルの割当状態を管理するものであり、割当チャネル決
定制御部16は、無線チャネル状態管理部15により管
理されている無線チャネルの割当状態情報と、伝播損失
検出部13からの伝播損失情報と、移動速度検出部14
からの移動局20の移動速度情報とを基に、無線チャネ
ル群を決定し、その無線チャネル群内の空き無線チャネ
ルの有無を判定し、空き無線チャネルの中から選択した
無線チャネルを、割当無線チャネル番号として送受信部
11から移動局20に通知する。
【0021】図3は本発明の一実施例のフローチャート
であり、移動局を高速移動と低速移動とに分けて無線チ
ャネルを割当てる場合を示し、呼発生等に伴う無線チャ
ネルの割当要求が発生すると(a)、前述のように、移
動速度検出部14により移動局の移動速度を検出する
(b)。割当チャネル決定制御部16は、移動局の移動
速度に対応して無線チャネル群の割当判定を行う
(c)。
【0022】移動局の移動速度が高速の場合、無線チャ
ネル群F2 を割当て、その無線チャネル群F2 の中の割
当チャネル選定を行う(d)。即ち、無線チャネル群F
2 の中の空き無線チャネルを無線チャネル状態管理部1
5の割当状態情報を基に探索し、空き無線チャネルが存
在しない場合は、割当可能の無線チャネルが無い場合で
あるから、呼損とする(h)。又複数の空き無線チャネ
ルが存在する場合は、その中の一つの無線チャネルを設
定し、割当無線チャネル番号として無線チャネル割当て
を行う(e)。割当てられた無線チャネルは、一つのセ
ル内に移動局が移動しても切替える必要がなく、従っ
て、移動体通信システムの処理負担の増加がないことに
なる。
【0023】又移動局20が低速移動の場合、無線チャ
ネル群F1 を割当て、その無線チャネル群F1 の中の割
当チャネル設定を行う(f)。その場合、図1に示すよ
うに、低速移動用として無線チャネル群F11,F12,F
13に分割されている場合、伝播損失検出部13からの伝
播損失情報を基に無線基地局からの距離を判定し、例え
ば、伝播損失が大きい場合は、無線チャネル群F13を割
当て、無線チャネル状態管理部15からの割当状態情報
を基に無線チャネル群F13の中の空き無線チャネルを探
索し、空き無線チャネルが存在しない場合は、呼損とす
る(h)。又空き無線チャネルが複数存在する場合は、
その中の一つの無線チャネルを設定し、割当無線チャネ
ル番号として無線チャネル割当てを行う(g)。この場
合の移動局は低速移動であるが、通話が長時間に及んで
他の無線チャネル群のゾーンに移動した場合は、その無
線チャネル群の中の無線チャネルに切替えるように制御
される。
【0024】図4は本発明の他の実施例のフローチャー
トであり、前述の実施例は、高速移動用の無線チャネル
群F2 と低速移動用の無線チャネル群F1 とを明確に分
割した場合を示すが、この実施例は、一方の無線チャネ
ル群に割当可能の無線チャネルが無い場合は、他方の無
線チャネル群に割当可能の無線チャネルがあるか否かを
判定し、割当可能の無線チャネルがあれば、その無線チ
ャネルを割当てて、無線チャネルの割当てに融通性を持
たせたものである。
【0025】この実施例に於けるチャネル割当要求(1),
移動速度検出(2),割当チャネル群判定(3) のステップに
ついては、前述の実施例と同様である。移動局の移動速
度が高速の場合は、ステップ(4) に移行し、高速移動用
の無線チャネル群F2 の中の割当可能の無線チャネルが
選定され、無線チャネル割当てが行われる(5) 。同様
に、移動局の移動速度が低速の場合は、ステップ(6) に
移行し、低速移動用の無線チャネル群F1 の中の割当可
能の無線チャネルが選定され、無線チャネル割当てが行
われる(7) 。
【0026】割当チャネル選定(4),(6) に於いて、それ
ぞれ割当可能の無線チャネルが無い場合は、優先群であ
るか否か判定する(8) 。優先群は、割当チャネル群判定
(3)に於いて判定された無線チャネル群を示し、割当可
能の無線チャネルが無い場合の無線チャネル群が優先群
の場合は、他群検索を行う(9) 。即ち、割当チャネル群
判定に於いて、高速移動用の無線チャネル群F2 を割当
てられて、その無線チャネル群F2 の中に割当可能の無
線チャネルが存在しない場合、ステップ(6) に移行し
て、低速移動用の無線チャネル群F1 についての割当チ
ャネル選定を行い、又割当チャネル群判定に於いて、低
速移動用の無線チャネル群F1 を割当てられて、その無
線チャネル群F1 の中に割当可能の無線チャネルが存在
しない場合、ステップ(4) に移行して、高速移動用の無
線チャネル群F2 についての割当チャネル選定を行うも
のである。何れの場合も割当無線チャネルが存在しない
と、ステップ(8) に於いては、優先群でないことになる
から、その場合は呼損となる(10)。
【0027】又他群検索により割当可能の無線チャネル
が存在して、その無線チャネルが移動局に割当てられた
場合、本来割当てられるべき無線チャネル群の中に割当
可能の無線チャネルが生じた場合、割当チャネル決定制
御部16では、無線チャネル状態管理部15の割当状態
情報を基に判定することができるから、その移動局に対
して、本来割当てられるべき無線チャネルに切替えるよ
うに指示する。それにより、一方の無線チャネル群から
他方の無線チャネル群へ融通していた無線チャネルが返
還されることになり、移動局の移動速度に対応した無線
チャネルの割当てを最適状態に戻すことができる。
【0028】前述の実施例は、セル内を3分割して、低
速移動用の無線チャネル群F1 を、F11〜F13に更に分
割して配置し、高速移動用の無線チャネル群F2 はセル
内を分割することなく配置した場合を示すが、無線チャ
ネル群の分割及び配置は、この実施例に限定されること
なく、種々変更できるものであり、例えば、低速移動用
の無線チャネル群F1 内の無線チャネル群F11〜F13
ダイナミックチャネル割当方式のように、ダイナミック
に再配置することも可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、移動局
2の移動速度に対応した複数の無線チャネル群F1 ,F
2 に分割し、移動局2の移動速度を検出して、その移動
局2の移動速度に対応した無線チャネル群を選択し、そ
の無線チャネル群の中から割当可能の無線チャネルを割
当てるものであるから、例えば、停止を含む低速移動の
移動局2に対しては、RUP方式のように、セル内を分
割して配置した無線チャネル群の中から無線チャネルを
割当てることにより、同一無線チャネルの繰り返しセル
間隔を短くして、割当可能の無線チャネル数を増加する
ことができ、又高速移動の移動局2に対しては、高速移
動用の無線チャネル群の中の割当可能の無線チャネルを
割当てて、無線チャネルの切替えの頻度を低減し、移動
体通信システムの処理負担を軽減することができる。
【0030】又移動速度対応の無線チャネル群の中に空
き無線チャネルが無い場合、他の無線チャネル群の中の
割当可能の無線チャネルがあれば、その無線チャネルを
融通して割当てることにより、呼損を低減することがで
きる。又その場合に、本来の無線チャネル群の中に空き
無線チャネルが生じた時、融通して割当てられた無線チ
ャネルから、本来の無線チャネルに切替えるように制御
し、移動速度対応の無線チャネル群を用いて通信を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の実施例の説明図である。
【図3】本発明の一実施例のフローチャートである。
【図4】本発明の他の実施例のフローチャートである。
【図5】RUP方式の説明図である。
【符号の説明】
1 無線基地局 2 移動局

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線基地局(1)と移動局(2)とを含
    む移動体通信システムに於いて、 無線チャネルを前記移動局(2)の移動速度に対応した
    複数の無線チャネル群に分割し、前記移動局(2)の移
    動速度を検出して、該移動局(2)の移動速度に対応し
    た無線チャネル群を選択し、該無線チャネル群の中から
    該移動局(2)に無線チャネルを割当てることを特徴と
    する移動体無線チャネル割当制御方式。
  2. 【請求項2】 前記移動局(2)に、該移動局(2)の
    移動速度に対応した無線チャネル群の中の割当可能の無
    線チャネルが無い時、他の無線チャネル群の中の割当可
    能の無線チャネルを割当てることを特徴とする請求項1
    記載の移動体無線チャネル割当制御方式。
  3. 【請求項3】 前記移動局(2)に、該移動局(2)の
    移動速度に対応した無線チャネル群の中の割当可能の無
    線チャネルが無く、他の無線チャネル群の中から選択さ
    れた無線チャネルを割当てた時、前記移動局(2)の移
    動速度に対応した無線チャネル群の中の割当可能の無線
    チャネルが生じ次第、該無線チャネルに切替えることを
    特徴とする請求項1記載の移動体無線チャネル割当制御
    方式。
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