JPH07508385A - 周波数選択方法および装置 - 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】 周波数選択方法および装置 発明の分野 本発明は、一般に、セルラ無線通信システムに関し、さらに詳しくは、このよう なシステム内で動作を開始する通信機器によってメソセージ信号を送信するため 、複数の動作ＩＳＩ波数の１つをグイナミソクに選択する方法に関する。

発明の背景 １つの無線周波数送信機によって十分にサービスが提供できない大きな地理的エ リア（セル）を網羅する無線通信システムでは、複数の無線周波数送信機間で、 所定のパターンに配置された固定数のチャネル・セットを分配することが知られ ている。同じチャネルセント、すなわち同一チャネル（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ） を利用する無線周波数送信機が十分な距離だけ離間され、同一チャネル干渉が許 容可能な低レベルまで抑えられるように、このパターンは地理的エリア全体で再 利用される。

システムの成長過程で、追加セルをサポートするため無線周波数送信機を追加す る必要が生じると、従来では、既存の再利用パターンに基づいてチャネルを新た なセルに割り当てる必要があると考えられていた。従って、各システム成長過程 で、新たなセルが追加されると、特定の高価で、広範かつ不便な操作が一般に必 要とされる。このような操作には、セル・サイト再評価、無線再割り当ておよび 無線再同調が含まれるが、これらに限定されるものではない。

理解されるように、これらの操作は、純粋に経験的なデータの評価とは異なり、 ある種の理論的なモデリングに基づいて行われるのが一般的である。そのため、 これらの労働集約的な操作のコストおよび不正確さは、利用可能なＲＦスペクト ルの最も効率的な利用を必ずしも促進していない。

従って、新規に配置された無線周波数送信機が既存のＲＦＪＷ境の評価に基づい て自局の動作周波数を判定できる方法を提供することは極めて有利である。

発明の概要 本発明は、既設の無線周波数（ＲＦ）通信システム内で動（ｒを開始する通信機 器の動作周波数を選択する方法および装置である。このため、通信機器は、その 目的の動作位置において、所定の範囲内の周波数のセントを走査し、前記走査中 に検出された信号に相当する値のテーブルを格納し、格納された値を調べて各走 査周波数に関連する干渉路の数をめ、最も少ない数の関連干渉路を有する周波数 を周波数セット内から選択することによって、所定の範囲内の各周波数で動作す る複数のトランシーバからのＲＦ干渉を避けることを試みる。

図面の簡単な説明 第１Ｉ７Ｉは、本発明を具現するのに適したワイヤレス・ローカル・エリア・ネ ットワーク（ＬＡＮ）を示す。

第２図は、マイクロセル設置で示した第１図のワイヤレスＬ　Ａ　Ｎを示す。

第３図は、第１図および第２図のワイヤレスＬＡＮ内の通信のバースト送信の構 造を示す。

第４図は、第３図のパケット・ヘッダに含まれる情報を示す。

第５図は、第３図のバケット情報に含まれる情報を示す。

第６図は、第１図および第２図のＣＭおよびＵＭの両方に共通な構造のブロック 図を示す。

第７図は、第２図の設置内で動作を開始する前にＣＭによって実行されるステッ プのフローチャートを示す。

第８図は、本発明により可能な再配列されたテーブル構造を示す。

好適な実施例の詳細な説明 本発明は、セルラ無線周波数（ＲＦ）通信システムに適用される。例えば、ワイ ヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を採用する企業は、ＲＦ通 信を利用してデータを送信する。第１図は、ユーザ・モジュール（ＵＭ）１２と 通信するため制御モジュール（ＣＭ）１０がＲＦ信号を利用し、各ユーザ・モジ ュールが１つまたはそれ以上のユーザ装置１４に結合されたワイヤレスＬＡＮ１ ００を示す。ユーザ装置１４は、端末、パーソナル・コンピュータ、を話または 他の情報人力／出力装置のいずれでもよい７図示のシステムでは、ＣＭＩＯはデ ータ・チャネル１６によってデータ・ネットワークにも結合される。ＣＭｌｏは 、図示のネットワーク内の通信を制御し、情報をデータ・ネットワーク・チャネ ル１６からユーザ装置１４に関連ＵＭ１２を介して伝達する。また、ＣＭＩＯは 、１つのＵＭ１２から情報を受信し、この情報を別のＵＭ１２に中継することに より、ローカル通信を制御する。情報は、送信パケットとして伝達される。ＣＭ ＩＯが接続されるネットワークは、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｒ）ネットワ ーク、トークン・リング（Ｔｏｋｅｎ　Ｒｉｎｇ）ネットワークまたは任意の他 の周知の音声およびデータ・ネットワークでもよい。

図示の実施例では、ＣＭおよびＵＭは、平面で３６０゜を網羅するように配向さ れた６本の指向性アへテナＡ１−八６を用いて互いに通信する。ＣＭに対するＵ Ｍの位置に応じて、異なるアンテナが最良の通信路になる可能性が高い。第１図 のワイヤレスＬＡＮ　１００に関する追加情報については、１９９１年６月１１ 日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された米国特ｎ−第０７／７１９，２１２ 号”ＶＯＩＣＥ　ＡＮＤ　ＤＡＴＡ　ＰＡＣＫＥＴ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯ Ｎ＋１．ＩＥＴＨＯＤ　ＡＮＤ　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ”を参照されたい。

第２図は、本発明によるいくつかのワイヤレスＬＡＮ　１００のマイクロセル設 置２００を示す。本システムは、参照番号１〜６と記された複数の個別の独立し たセルによって構成される。各セルは、単一動作周波数において該セル内でＵＭ と通信する単一のＣＭを有する。

一般的な屋内／オフィス環境を想定すると、周波数再利用調査・分析の結果、同 一チャネル・セル（１，５；２゜６；３．４）間の干渉の最も可能性の高い干渉 源は、ＣＭ対ＣＭの干渉であることが判明している。これは、ＲＦカバレッジを 最大にする傾向にあるオフィス空間内のエリアでＣＭが配置されることに部分的 に起因する。従って、システム成長の過程において、追加セルをサポートするた め新たなＣＭが配置されると、同一チャネル干渉は主要な問題となることが理解 される。また、ＣＭが６本の指向性アンテナＡｌ−Ａ６を介して通信する第２図 の設置では、任意の２つの同一チャネルＣＭ間では３６本の個別の独立した可能 な干渉路があることに留意されたい。

前述のように、ＣＭとＵＭとの間で送信される情報は、送信パケットの形で伝達 される。第３図は、本発明のワイヤレスしへＮ通信システム内で用いられる送信 パケット３００の一般的な構造を示す。この種のパケットは、通信のためおよび ／またはＣＭからＵＭへのセル同期のため、各６本のアンテナ上で各ＣＭによっ て周期的に送信される。

フォーマット３００は、パケット・プリアンプル情報３０２、パケット・ヘッダ ３０４およびパケット情報フィールド３０６の送信を示す。パケット・プリアン プル３０２は、無線同期用に設けられ、パケット・ヘッダ３０４については以下 で詳細に説明し、パケット情報フィールド３０６は、ユーザ間で通信される情報 などを表す。

第４図は、第３図のパケット・ヘッダに含まれる情報を示す、パケット・ヘッダ は、仮想回線識別（ｖｉｒ＋ｕａｌ（ｉｒｃｕｉ＋　１ｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉ ｏｎ）　４０２　、バケット長情報４０４゜最柊宛先（ｕｌｔｉｍａｔｅ　ｄｅ ｓｔｉｎａｔｉｏｎ）情報４０６および巡回冗長計算（ｃｙｃｌｉｃ　ｒｅｄｕ ｎｄａｎｃｙ　ｃａｌｃｕｌａｚｉｏｎ）　（ＣＲＣ）検査情報４０８を示す。

仮想回線識別（ＶＣＩＤ）４０２は、適切なメモリ番地にパケット情報フィール ドを格納するために用いられる制御情報を格納するポインタを受信側装置（Ｕ〜 １）に対して指定する情報を含む。本発明に限り、ＶＣＩＤフィールド４０２は 、該当するパケットを送信しｆ：ｃＭ（ソース）のアンテナ番号（Ａｌ〜Ａ６） 全識別する。パケット長フィールド４０４は、送信されたパケットの長すに関す る情報を与える。宛先情報４０６は、一般に、ユーサ装（ｔ　１４のアドレスを 含む。ＣＲＣフィールド４０８は、ＣＲＣデータ精度計算に関するデータを含む 。

第５図は、第３図のパケット情報フィールド３０６に含まれる情報を示す。パケ ット情報フィールド３０６は、ソースＣＭを識別するＣＭＩＤフィールド５０２ と、一般にユーザ間で受け渡される情報を含むデータ・フィールド５０４と、エ ラー・チェック用に用いられるフレーム番号５０６、フレーム位置５０８および ＣＲＣフィールド５１０とを含む。

第６図は、ＣＭおよびＵＭの両方に共通な構造のブロック図を示す。ＲＦトラン シーバ６０２は、デジタル・データを用いてＲＦキャリアを変調して、所望のデ ータを送信し、受信機は受信ＲＦ信号を対応するデジタル・データに変換する。

任意の１つのアンテナ素子Ａ１〜Ａ６は、従来の機械的または電気的なスイッチ ング制御でもよいアンテナ・セレクタ６０４によってトランシーバ６０２に結合 できる。マイクロプロセッサ６０６は、リード・オンリ・メモリ６０８に格納さ れたオペレーティング・システムの制御に基づいて動作し、ランダム・アクセス ・メモリ６１０を利用する。マイクロブ０セツサ６０６は、経路６１２゜トラン シーバ６０２およびアンテナ・セレクタ６０４によって伝達される着信（ｉｎｂ ｏｕｎｄ）および発信（ｏｕｔｂｏｕｎｄ）データを制御する。インタフェース ６１４は、ライン・ドライバおよび入力／出力バッファならびにマイクロプロセ ッサ・システムで一般的なレジスタによって構成されてもよぃ。経路６１２は、 実施例がＣＭとして用いられる第１図の通信チャネル１６に相当し、また実施例 がＵＭとして用いられる第１図の端末１４に対する接続に相当する。周波数選択 に関するマイクロプロセッサの動作について以下で説明する。

第７図は、第２図の設置２００において動作を開始する前に初期化ＣＭによって 実行されるステップのフローチャートを示す。開始ブロック７００から、フロー はブロック７０２に進み、ここでカウンタはＯに設定される。ブロック７０２か ら、フローはブロック７０４に進み、カウントが繰り上げられる。ブロック７０ ４から、フローはブロック７０６に進み、初期化ＣＭはカウントに関連する動作 周波数に同調・走査し、その適正を調べる。

理解されるように、前記周波数Ｆ１〜ＦＮは、一般に各ＣＭのメモリに格納され た値の有限集合である。好適な実施例に従って、各ＣＭはそれぞれによって利用 可能な１０本の動作周波数の同一のリストを有する。ＣＭにパワーサージ保護を 施すために、選択された周波数値は不揮発性ＲＯＭメモリに格納される。これに より、有効動作周波数値を失わずにパワーダウンできる。

ブロック７０８に進んで、初期化ＣＭは、動作周波数の走査中に受信された情報 の少なくとも一部を格納する。本発明に従って、初期化ＣＭは、被受信パケット 送信３００゜被受信信号強度表示（ＲＳ　Ｓ　Ｉ　：　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｓｉ ｇｎａｌｓｉｒｅｎｇｔｈ　１ｎｄｉｃａｔｉｏｎｓ）、信号品質情報および各 送信の受信に関するアンテナ番号Ａ１〜へ６を格納する。被受信信号強度表示（ Ｒ３ＳＩ）、信号品質情報および被受信アンテナ番号は、前記格納の前に各受信 バースト送信の最後に添何される。このデータがあることにより、初期化ＣＭは 、既設のＲＦ環境に少なくとも部分的に基づいて、動作周波数Ｆ１〜ＦＮを選択 し、それにより同一チャネル干渉の影響を避けるか、少なくとも最小限に抑える ことを試みる。

このためＣ検査に合格したかどうかを調べる。合格した場合、フローはブロック ７１２に進み、第４図のパケットＶＣＩＤフィールド４０２．第５図（７）ＣＭ ＩＤフィールド５０２および被受信アンテナ番号がメモリに格納される。

ブロック７１０においてＣＲＣ検査に合格しないと、フローはブロック７１４に 進み、受信された送信の受信アンテナ＠刀のみが格納される。

ブロック７１６に進んで、ブロック７１２および７１４で格納された情報に対し て評価が行われる。１実施例に従って、ブロック７１６における評価は、まず格 納されたパケット情報を再配列することによって構成される。再配列（ｒｅｏｒ ｄｅｒｉｎｇ）とは、本来受信された順序にかかわりなく、特定の周波数の走査 中に受信され、ＣＲＣ合格ステータスを有する受信パケットの各メモリ・エント リが、同じ走査中に受信され、ＣＲＣ不合格ステータスを有するパケットのメモ リ・エントリよりも優先しなければならないことを・ｙ要とする。

第８図において、本発明による可能な再配列メモリ・テーブル構造８００を示す 。留意すべき点は、各連続する周波数走査により、第６図のＲＡＭメモリ６１０ に格納すべき新たなメモリ・テーブル８００が生成されることである。

各テーブル８００は、多数のエントリを有し、各エントリは、少なくとも、パケ ット番号、ＣＲＣステータス、受信７ンテｆ一番号、ＣＭＩＤ、ソース・アンテ ナ番号および干（歩カウント（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｃｏｕｎｔ）フィー ルドからなるＯ図示の例に従って、この走査中に受信された第２パケ・ノドは、 アンテナＡ２上でＣＭＩによって送信され、初期化ＣＭによってそのアンテナＡ ｌ上で受信される。このバケ・ノドの受信は、干渉路の存在を表し、従って干渉 カウントはｌに繰り上げられる。

この同じ走査中に受信された第３バケツトは、ＣＭ５によってそのアンテナＡ２ 上で送信され、初期化ＣＭ５によってそのアンテナＡｌ上で受信される。このパ ケットは異なるソースＣＭから受信されるので、追加干渉路を識別するため、干 渉カウントは２に繰り上げられる。

受信された第４バケツトは、アンテナＡ２上でＣＭＩによって送信され、アンテ ナＡｌ上で初期化ＣＭによって受信される。この情報は、前に受信されたバケ・ ノドの重複なので、ＣＮｉは前に識別された干渉路としてこれを認識する。

その結果、干渉カウントは繰り上げられなし）。

二の走査中に受信された第５バケツトは、アンテナＡ３上でＣＭＩによって送信 され、アンテナＡｌ上で初期化ＣＮ１によって受信される。このパケットは前に 識別されたソースＣＭから送信されているが、にもかかわらず異なるアンテナ素 子Ａ３から送信されている。その結果、追加干渉路を識別するため、干渉カウン トは３に繰り上げられる。

受信された第８パケツトは、ＣＭ５によってそのアンテナＡ２上で送信され、初 期化ＣＭによってそのアンテナＡ４上で受信される。ＣＭ　５は干渉源として識 別されたという事実にもかかわらず、第８バケツトは異なる初期化ＣＭアンテナ によって受信されている。そのため、この追加干Ｚ歩路を識別するため、干渉カ ウントは４に繰り上げられる。

この走査中に受信芯れた第１バケントは、アンテナ素子Ａ　１１で受信され、Ｃ ＲＣ検査に不合格である。その結果、そのソースは不明である。さらに、このパ ケットは前に干渉あ・９と識別されたアンテナ素子上で受信されたので、これが 独立した干渉源を表すことを保証できない。従って、干渉カウントは繰り上げら れない。

受信された第６バケノトは、アンテナ素子Ａ３上で着信し、同様にＣＲＣ検査に 不合格である。そのソースは不明であるが、以前に干渉路として識別されていな いＣＭアンテナ素素子ノコ３受信されている。その結果、この新たに識別された 干渉路を反映するため、干渉カウントは５に繰り上をデられる。

最後に、第７バケソトはアンテナ素子Ａ４上で着信し、同様にＣＲＣ検査に不合 格である。そのソースは不明であるが、干渉ありのアンテナ素子として識別され たアンテナ素子Ａ４によって受信されている。その結果、干渉カウントは繰り上 げられない。

この種の再配列および分析は、走査中に受信される各送信について繰り返される 。再配列段階の重要性は、再配列がなければ、パケット番号１およびパケット番 号７は、受信された順序で分析されれば、ＣＭにこれらを誤って干渉路として識 別させてしまうことである。

さらに別の実施例に従って、ブロック７１６において実行される評価は、本来受 信された順序にかがわりなく、ＣＲＣ不合格ステータスを有する格納パケット情 報を分析する４ｉＪに、ＣＲＣ合格ステータスを有する格納パケット情報を分析 することからなる。このため、第６図のＭＰＵ６０６は、ＣＲＣ不合格ステータ スを有するテーブル８００のメモリ・エントリをアドレス指定・分析する前に、 ＣＲＣ合格ステータスを有するテーブル８００のメモリ・エントリを選択的にア ドレス指定・分析する。

第７図に戻って、フローはブロック７１８に進み、この走査に関連する干渉路の 数が調べられる。それ以降、フローはブロック７２０に進み、すべての動作周波 数が走査されたかどうかを調べるためにチェックされる。走査されていない場合 、フローはブロック７０４に戻り、ここでカウントが繰り上げられ、すべての走 査が完了するまで前述のステップが各動作周波数で繰り返される。

有効動作周波数を走査するほかに、初期化ＣＭは、隣接チャネル干渉の存在を調 べるため、各有効動作周波数を中・し・とじた隣接周波数も走査する。好適な実 施例に従って、初期化ＣＭは各動作周波数の±１５ＭＨｚ内の周波数を走査する 。

完了すると、フローはブロック７２２に進み、各周波数走査に関連する干渉路の 数が比較され、干渉路の最も少ない動作周波数を判定・選択する。理解されるよ うに、初期化ＣＭはこの周波数をその動作周波数として選択し、このＣＭによっ てサービスが提供されるセル内のＵＭに対し、およびそのＵＭからパケット化情 報の送信を開始し、それにより同一チャネルおよび隣接チャネル干渉の影響を避 け、あるいは少なくとも最小限に抑える。選択された動作周波数は、第６図の不 揮発性ＲＯＭメモリ６０８に格納され、電力損後に周波数選択検索プロセスを繰 り返す必要がなくなる。

第２（２Ｉ フロントページの続き （５１）Ｉｎｔ、　Ｃ１，６識別記号　庁内整理番号Ｈ０４Ｑ　７／３６ Ｉ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．所定の範囲内のさまざまな周波数で動作する複数のトランシーバを有する無 線周波数（ＲＦ）通信システムにおいて、前記システム内で動作を開始するため 送信機と受信機とを有する通信機器によって用いられる動作周波数を前記範囲内 から選択する方法であって： 前記通信機器によって、その目的の動作位置において前記範囲内の周波数のセッ トを走査する段階；前記走査中に検出された信号に相当する情報のテーブルを格 納する段階； 各走査周波数に関連する干渉路の数を調べるため、前記格納された情報を評価す る段階；および最も少ない数の関連干渉路を有する周波数を前記セット内から選 択する段階； によって構成されることを特徴とする方法。
2. ２．前記走査する段階は： 前記通信機器を前記範囲内の周波数の少なくとも一部に同調させる段階；および 各前記周波数上で送信を受信する段階；をさらに含んで構成されることを特徴と する請求項１記載の方法。
3. ３．前記格納する段階は、段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求 項１記載の方法。
4. ４．受信された送信パケット内の情報の少なくとも一部を格納する前記段階は、 各受信された送信について巡回冗長計算（ＣＲＣ）合格／不合格ステータスを格 納する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. ５．ＣＲＣ合格ステータスを有するパケットの受信時に、ソース・トランシーバ のＩＤを格納する段階；ソース・トランシーバのアンテナ番号を格納する段階； および 通信機器の受信アンテナ番号を格納する段階；をさらに含んで構成されることを 特徴とする請求項４記載の方法。
6. ６．ＣＲＣ不合格ステータスを有する送信の受信時に、前記通信機器の受信アン テナ番号を格納する段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項４記 載の方法。
7. ７．前記評価する段階は： 受信された順序にかかわらず、ＣＲＣ合格ステータスを有する各送信が、ＣＲＣ 不合格ステータスを有する送信よりも優先するように、格納された情報をメモリ 内で再配列する段階；および 前記再配列された情報に少なくとも部分的に基づいて、各走査された周波数につ いて干渉路の数を識別する段階；をさらに含んで構成されることを特徴とする方 法。
8. ８．前記評価する段階は： 受信された順序にかかわらず、ＣＲＣ不合格ステータスを有する送信に関連する 情報を分析する前に、ＣＲＣ合格ステータスを有する送信に関連する格納された 情報を分析する段階；および 前記分析された情報に少なくとも部分的に基づいて、各走査された周波数につい て干渉路の数を識別する段階；をさらに含んで構成されることを特徴とする請求 項１記載の方法。
9. ９．システム内で動作を開始する通信機器に対して、所定の範囲内のさまざまな 周波数で動作する複数のトランシーバからのＲＦ干渉を最小限に抑える無線周波 数（ＲＦ）通信システムであって、前記機器は前記周波数の範囲で動作するため 送信機と受信機とを含を、前記システムは：前記受信機の目的の動作位置におい て、前記範囲内の周波数の所定のセットを走査する手段を含む、前記通信機器σ ）前記受信機； 前記受信機に結合され、前記走査中に検出された信号に相当する値のテーブルを 格納するメモリ；前記メモリに結合され、前記格納された値を評価して、各走査 された周波数に関連する干渉路の数を調べる処理手段； 最も少ない数の関連干渉路を有する周波数を前記セット内からさらに選択する前 記処理手段； によって構成されることを特徴とするシステム。
10. １０．前記メモリが、各受信された送信について少なくとも巡回冗長計算（ＣＲ Ｃ）合格／不合格ステータスを格納することを特徴とする請求項９記載のシステ ム。
11. １１．前記メモリが、受信された送信パケット内の情報の少なくとも一部を格納 することを特徴とする請求項９記載のシステム。
12. １２．前記メモリが、被受信パケットを送信したトランシーバのトランシーバＩ Ｄおよびアンテナ番号を格納し、ＣＲＣ合格ステータスを有する送信パケットを 受信する前記通信機器受信機のアンテナの受信アンテナ番号をさらに格納するこ とを特徴とする請求項１１記載のシステム。
13. １３．前記メモリは、ＣＲＣ不合格ステータスを有する送信を受信する前記通信 機器受信機のアンテナの受信アンテナ番号をさらに格納することを特徴とする請 求項１０記載のシステム。
14. １４．送信機および受信機を有するワイヤレス無線周波数トランシーバであって ： 所定の動作周波数が選択されるまで、前記送信機を禁止する手段； 前記トランシーバがその目的の動作位置にあるときに、可能な動作周波数の所定 のセットを走査する走査手段；前記走査手段に結合され、前記走査された周波数 の少なくとも一部上で送信を受信する前記受信機；前記受信機に結合され、各受 信された送信に相当する情報を格納するメモリ； 前記メモリに結合され、前記格納された情報を評価して、各走査周波数に関連す る干渉路の数を調べる処理手段；最も少ない数の関連干渉路を有する周波数を前 記走査範囲内からさらに選択する前記処理手段；および前記禁止する手段に結合 され、かつ前記処理手段からの信号に応答して、前記送信機を解除して、前記選 択された周波数で送信開始することを許可する手段；によって構成されることを 特徴とするシステム。