JPH08503354A - ベース基地無線チャネルの監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、干渉、及び／又は、品質、に関してチャネルを検出するためにベース基地の無線チャネルを監視する方法に関する。この方法は、本発明によれば、接続を無線チャネル毎に別々に測定し分析することによって達成される。例えば、低品質の、及び／又は、干渉を持つ、周波数ホップ・シーケンスにおける無線チャネルが、検出され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 ベース基地無線チャネルの監視方法 本発明は、干渉（interference）を測定することによってベース基地の無線チ ャネルを監視する方法に関する。更に、本発明は、受信信号の品質を測定するこ とによってベース基地の無線チャネルを監視する方法に関する。 無線システム、例えばセルラー移動電話システム、において、最も重要なファ クタの１つはベース基地と移動基地の間の無線接続の品質である。無線接続の品 質はベース基地の複数の無線部分、つまり、アンテナや受信機、の状態によって 実質的に影響される。故に、ベース基地のこれら無線部分の状態は様々な測定や 試験によって監視される。無線接続の品質に影響を与える他のファクタは無線チ ャネルに発生する無線周波数干渉である。この無線周波数干渉は、例えば、他の 無線装置やベース基地の影響で生じる。 故に、Ｐａｎ−Ｅｕｒｏｐｅａｎ ＧＳＭ移動無線システム仕様は、例えば、 ベース基地に対し、例えばベース基地の受信機の出力から得られた信号に基づい てビット・エラー・レート（ＢＥＲ）を計算することによって、通常のトラィッ ク作業の間に受信された信号の品質を監視することを要求する。更にベース基地 は、全ての非作動専用チャネル（non-active dedicated channels）、つまり、 信号送信チャネルとトラフィック・チャネルの両方において、無線チャネルの干 渉レベルを連続的に測定することを要求される。この際、無線経路の干渉レベル がベース基地において各接続毎に別々に測定され、その後、ベース基地は空の信 号送信若しくはトラフィック接続各々の干渉レベルの情報を、システムの他の部 分、例えばベース基地コントローラ（ＢＳＣ）へ所定の時間間隔で送信する。現 在の測定技術における問題は次のようなことにある。即ち、たとえ無線経路での 妨害が周波数の関数として常に大きく変化するとしても、特にベース基地が周波 数ホップ（frequency hopping）を用いる場合にも、このタイプの測定方法は異 なる無線チャネル間における「干渉分布」に関する情報をなんら与えないという 問題である。「周波数ホップ」はある作業を意味する。即ち、送信周波数とこれ に対応 する受信端における受信周波数を接続の間中、適当な数の周波数と所定の周波数 ホップ・シーケンスを用いることによって連続的に変更する、という作業である 。周波数ホップの使用は２つの異なる利点、即ち、周波数ダイバーシティと干渉 ダイバーシティ、を生じさせる。周波数ダイバーシティは主に送信機や受信機が 相互の関係において緩やかに移動した場合に無線接続の品質を改善する。時分割 多重アクセス（ＴＤＭＡ）システムにおける無線接続の周波数が１つのチャネル ・タイム・スロットから他のものに十分変更された場合には、異なるタイム・ス ロットに課されるフェージング（fading）状態は互いに関連しない。干渉ダイバ ーシティ効果は次のような事実に基づいている。即ち、同一若しくは隣接する周 波数を用いるベース基地の周波数ホップ・シーケンスは、異なっているか、ある いは少なくとも相互の関係において同調されている、という事実である。それ故 、互いに干渉し合う周波数もまた、あるタイム・スロットから他のタイム・スロ ットへの推移に基づいて変化し、干渉の強いソースの影響は幾つかの接続部の間 で分散される。この結果、１つ１つの接続における干渉の影響は減少する。しか しながら、これは上述した問題、即ち、現在の干渉測定の技術によっては異なる 無線チャネル間における干渉分布の情報が与えられないといった問題、を単に強 調してしまうだけである。 本発明の目的は上述の問題を取り除くことである。この目的は本発明による方 法によって達成されるものであり、この方法は、接続の間にある無線チャネルか ら他の無線チャネルヘホップする制御若しくはトラフィック・チャネルの干渉レ ベルが使用される無線チャネル毎に別々に測定され、この測定された干渉レベル が無線チャネル毎に別々に記憶され、所定の時間間隔の間に測定された各無線チ ャネルの干渉レベルが分析され、この分析に基づいて妨害された無線チャネルが 検出されることを特徴とする。 本発明ではベース基地が各無線チャネルの干渉レベルを測定し、また、ベース 基地が異なる無線チャネル間における干渉の分布を所定の時間間隔の間に測定さ れた各無線チャネルの干渉レベルを分析することによって決定する。この分析に 基づいて強度に妨害された無線チャネルを検出することが可能である。本発明の より好ましい実施例では、この分析の際、各無線チャネルに関して所定の時間間 隔の間に測定された干渉レベル値の平均を計算する。ベース基地はその測定の結 果を、例えば、無線システムの作業・補修・センターに報告する。各無線チャネ ルの測定結果に基づいて妨害された無線チャネルや（複数の）干渉原因を検出す ることが可能であり、また、例えばネットワークの再構成において、干渉を取り 除くためにこの情報を利用することが可能である。 本発明の他の目的は無線接続の品質を改善することである。この目的は本発明 の方法によって達成される。この目的は、接続の間にある無線チャネルから他の 無線チャネルヘホップする制御若しくはトラフィック・チャネルの受信信号の品 質が、使用される無線チャネル毎に別々に測定され、この測定された干渉レベル が無線チャネル毎に別々に記憶され、所定の時間間隔の間に測定された複数の信 号が無線チャネル毎に別々に分析され、この分析に基づいて低品質の無線チャネ ルが検出されることを特徴とする。 本発明のこの実施例により、接続の品質が弱められている無線チャネルを呼び 出しの最中に検出することができ、その後、ベース基地は接続の品質を改善する のに必要とされる段階を実行することができる。 本発明の好ましい実施例では、低品質と判断された無線チャネルは、好ましく はその無線チャネルを周波数ホップ・シーケンスにおいて他の無線チャネルと置 き換えることによって無視される。更に、無線チャネルの品質は各接続毎に別々 に監視されるため、ある１つの接続の品質を、本発明の方法に従って、問題とな っている接続によって使用される周波数ホップ・シーケンスを変更し、低品質の 無線チャネルをもはやその特定の接続に関しては使用しないようにすることによ って改善することができる。 本発明による好ましい方法実施例は独立請求項２項〜４項、５項〜８項から明 らかである。 実施例を示し且つ添付図面を参照することによって本発明を以下により詳細に 記述する。ここで、 第１図は、本発明によるベース基地のブロック図、 第２図は、本発明によるトランシーバ装置のブロック図である。 本発明による方法とトランシーバ装置は、少なくとも全ての時分割多重アクセ ス（ＴＤＭＡ）システムで用いることができる。これらのシステムには、Ｐａｎ −Ｅｕｒｏｐｅａｎ 移動通信システムＧＳＭやその直接の変形であるＤｉｇｉ ｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎシステム ＤＣＳ１８００のようなものが 含まれる。以下、ＧＳＭシステムを例として用いる。ＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告や“ The GSM System for Mobile Communications”（M.MoulyとM-B．Pautet，Palais eau，フランス，1992,ISBN:2-9507190-0-7）に、ＧＳＭシステムがより詳細に記 述されている。 ＧＳＭシステムは周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）の原理に従うものであ り、これによれば、システムには使用中の多数の無線チャネル（キャリア周波数 ）が存在する。無線チャネルでは、他方、各無線チャネルが幾つかの、一般には ８つの、ＴＤＭＡタイム・スロットを備えるよう、時分割多重がＴＤＭＡ原理で 使用される。タイム・スロットは主に制御チャネル（ＣＨ）とトラフィック・チ ャネル（ＴＣＨ）を送信するために使用される。トラフィック・チャネルでは音 声とデータが送信される。ベース基地と移動加入者基地間の信号送信は制御チャ ネルで起こる。 第１図は本発明によるベース基地のブロック図である。ベース基地は好ましく は少なくとも２つのトランシーバ装置６ａ、６ｂ、および６ｃを備える。ＧＳＭ システムでは各トランシーバは全二重式であり、トランシーバの送信、受信周波 数間の二重間隔（duplex spacings）は４５ＭＨｚである。システムによって使 用される周波数レンジは好ましくは８００〜１，０００ＭＨｚの間で変化する。 トランシーバ６ａ〜６ｃは互いに異なる固定型の送受信周波数を有する。トラン シーバ６ａ〜６ｃの出力１０ａ〜ｌ０ｃは無線周波数・結合・ブランチ装置１に 接続される。この装置１はトランシーバ６ａ〜６ｃの送信機を共通の送信アンテ ナ２に（結合フィルタによって）接続し、受信機を共通の受信アンテナ３に（ブ ランチ装置によって）接続する。また、ダイバーシティ受信が使用される場合に はその他２つの受信アンテナが存在し得る。無線周波数・結合装置１は各装置６ ａの受信機のためにバンド・パス・送信フィルタを備える。フィルタは手動、若 しくは自動的に送信機の送信周波数に切り換えられる。これに対応して、結合装 置１は、アンテナから来る信号を受信バンドに制限するような受信フィルタと信 号 を増幅しまたそれを全ての受信機に分割するような分割増幅器（division ampli fier）を備える。 第１図に示されたベース基地は更に幾つかのキャリア周波数フレーム装置７ａ 、７ｂおよび７ｃを有する。これらの装置はトランシーバ装置６ａ〜６ｃのため にキャリア周波数変調信号を変形し、また、受信機が受信してキャリア周波数に 変換した信号を処理する。フレーム装置７では送信すべきユーザ・データと制御 データがＴＤＭＡフレームに配置され、チャネル・コード化され、また、インタ ーリーブされ、その後、送信装置において、所望の送信キャリア上へのＴＤＭＡ バーストに変調される。これに対応して、フレーム装置７は、受信した信号上で 、復調、デ・インターリーブ（de-interleaving）、チャネル・デコード（chann eldecoding）、デフレーム（deframing）を実行する。 トランシーバ装置６ａ〜６ｃとフレーム装置７ａ〜７ｃの間に交差点型の切換 マトリックス５が存在する。切換マトリックス５は、ある特別のフレーム装置７ の信号をある送信周波数から他の送信周波数へホップするようにして、フレーム 装置７で発生された外部出力キャリア周波数信号を所定の周波数ホップ・シーケ ンスに従って各トランシーバ６ａ〜６ｃに接続する。これに対応して、切換マト リックス５は、トランシーバが受信してキャリア周波数に変換した信号を所定の 周波数ホップ・シーケンスに従ってフレーム装置７ａ〜７ｃに接続する。周波数 ホップは、また、各フレームを専用トランシーバに直接に接続することによって も実現することができ、この周波数は周波数ホップ・シーケンスに従って変更さ れる（第２図参照）。 ベース基地の動作はベース基地の作業・補修装置２０（ＯＭＵ）によって制御 される。ＯＭＵ２０はまた測定装置としても使用される。ＯＭＵ２０は無線周波 数信号をブランチ装置から受信して、この受信信号のレベルを測定する。また、 受信機Ｒｘは受信信号レベルを測定してこの測定結果をＯＭＵ２０に送信するよ うな測定装置を有していてもよい。ベース基地は、加入者装置をシミュレートす るような、参照番号１１で表示された、関連特別試験手段ＳＴＭを有していても よい。ＯＭＵ２０が試験作業を制御するようＭＳ／ＳＴＭ１１をベース基地の直 接の制御下に置くことが可能である。ＭＳ／ＳＴＭ１１は例えば既知の試験信号 を無線経路を介して送信することができ、この信号のレベルはベース基地で測定 される。 第１図に示す場合、ベース基地は、空の、非作動の、トラフィックチャネルと 制御チャネルにおける干渉レベルを測定する。「空の、非作動のチャネル」とは 、ベース基地がその特別のチャネル上においてなんらのぺイロード信号（payloa d signal）をも送信、若しくは受信していないこと、を意味する。従って、その チャネル上で測定された全ての無線周波数エネルギーが干渉エネルギーである。 本発明によれば、ＯＭＵ２０、若しくは、チャネル装置６に位置づけられた測定 装置は、無線チャネル毎に別々に、チャネル上のアンテナから受信された無線周 波数干渉信号、若しくはバーストの干渉レベルを測定する。ＯＭＵ２０は、所定 時間間隔の間に測定された干渉レベル値から無線チャネルの特別の平均を計算し 、その後、この計算された平均は、ベース基地から例えば無線システムの作業・ 補修センター（ＯＭＣ）に送信される。例えば、ベース基地が無線チャネル０、 １２、２２、３８を使用するとすれば、そのベース基地は所定の時間間隔で測定 の報告を送信する。この報告は、 チャネル０上の干渉レベル＝Ｘ チャネル１２上の干渉レベル＝Ｙ チャネル２２上の干渉レベル＝Ｚ チャネル３８上の干渉レベル＝Ｎ のように読める。各無線チャネルで測定された平均干渉レベルに基づいて妨害さ れたチャネルを検出することができる。妨害されたチャネルの平均干渉レベルは 他の無線チャネルのそれに比べて明らかに高い。その後、必要ならば、切換マト リックスによって使用される周波数ホップ・シーケンスを変更することにより、 例えば、周波数ホップ・シーケンスにおいて、妨害されたチャネルに同調された チャネル装置を、他の、以前は使用されていなかった、他の周波数チャネルに同 調されるチャネル装置と、置き換えることによって、高い干渉レベルを持つチャ ネルを無視することができる。 第２図は本発明によるトランシーバ装置のブロック図を示す。問題としている 装置は、ＧＳＭシステムのベース基地に配置され、且つ、結合型送信・受信アン テナ２６によって移動無線装置２５と通信を行っているようなトランシーバ装置 である。結合・ブランチ装置１は送信機２１と受信機２２をアンテナ２６に接続 する。ベース基地の他のトランシーバ装置（第２図には図示されていない）も結 合装置１によってアンテナ２６に接続されている。 第２図に示されたトランシーバ装置は第１図に示されたトランシーバ装置とは 異なっており、この第２図の装置では周波数ホップは異なる方法で実現される。 第２図に示された送信機２１と受信機２２は第１図の場合のようにある特別の周 波数チャネルに永久的に同調されるものではなく、ここでは、切換マトリックス ５によって周波数ホップが実現される。第２図の場合、送信機２１と受信機２２ はフレーム装置７に直接に接続されており、各外部出力バーストの前に制御装置 が送信機２１と受信機２２の無線チャネルを所定の周波数ホップ・シーケンスに 従って変更するようにして周波数ホップが制御装置２３によって実現される。 測定装置２４は、受信された無線周波数信号のビット・エラー・レートを、周 波数チャネル毎、および、接続毎に別々に、つまり、受信機２２の入力から得ら れた信号に基づいて、ある特別の接続によって使用される周波数チャネル毎に別 々に、フレーム装置７がフレーム装置を取り外した後に、測定し且つ計算する。 こうして測定装置２４は、所定の時間間隔の間にその接続に関して計算されたビ ット・エラー・レートの周波数チャネルの特別の平均を計算し、その後、この計 算された平均を、制御装置２３へ、受信装置の周波数チャネル毎、および、接続 毎に別々に与える。 制御装置２３が上述の方法で接続が妨害されたある特別の周波数チャネルを検 出すると、その制御装置２３は、無線装置２５に、１つ若しくはそれ以上のチャ ネルの除去、及び／又は、所定フレームから開始する他の周波数チャネルとのそ れらの置換を、無線装置２５に知らせる。妨害されたチャネルが除去された場合 、トランシーバ装置と無線装置２５の間の接続は残りの周波数チャネルを継続す る。周波数ホップ・シーケンスにおける変化の表示は、例えば、ＧＳＭシステム の高速関連制御チャネル（fast associated control channel）（ＦＡＣＣＨ） によって無線装置２５に送信される。 制御装置は無視された周波数チャネルを監視下に置く。これは、本発明に従っ て次の方法で起こる。即ち、無線装置２５が、無視された周波数チャネル上の、 つまり、監視下に置かれた周波数チャネル上の、試験バーストを、ＧＳＭ仕様に 記述された空のフレームの間中トランシーバ装置に送信する、といった方法であ る。試験バーストから得られた測定結果に基づいて、無視された周波数チャネル は、それをトランシーバの周波数ホップ・シーケンスに付加することによってそ れが取り除かれたのと同じ方法で再び用いるようにされる。 上の記述と添付図面は本発明を示すことだけを意味することに注意しなければ ならない。本発明の異なる変更および変形は、請求項に開示された本発明の範囲 および意図から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＮ，ＤＥ，ＧＢ，Ｊ Ｐ，ＮＯ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．干渉を測定することによってベース基地の無線チャネルを監視する方法にお いて、 接続の間にある無線チャネルから他の無線チャネルへホップする制御若しくは トラフィック・チャネルの干渉レベルを、使用される無線チャネル毎に別々に測 定し、この測定された干渉レベルを無線チャネル毎に別々に記憶し、 所定の時間間隔の間に測定された各無線チャネルの干渉レベルを分析し、 この分析に基づいて妨害された無線チャネルを検出する、ことを特徴とする方 法。 ２．請求項１記載の方法において、前記分析は、各無線チャネルについて、前記 所定の時間間隔の間に測定された干渉レベルに基づいて平均干渉レベルを計算す ることを備え、 前記妨害された無線チャネルは、計算された平均干渉レベルに基づいて検出さ れる方法。 ３．請求項１若しくは２のいづれかに記載の方法において、前記検出された妨害 された無線チャネルは、好ましくは、その無線チャネルを周波数ホップ・シーケ ンスにおいて干渉が存在しない無線チャネルと置き換えることによって無視され る方法。 ４．請求項３記載の方法において、前記無視された無線チャネルは、その平均干 渉レベルが所定の限界値以下に落ち込んだときに再び用いるようにされる方法。 ５．受信信号の品質を測定することによってベース基地の無線チャネルを監視す る方法において、 接続の間にある無線チャネルから他の無線チャネルへホップする制御若しくは トラフィック・チャネルの受信信号の品質を、使用される無線チャネル毎に別々 に測定し、この測定された干渉レベルを無線チャネル毎に別々に記憶し、 所定の時間間隔の間に測定された複数の信号を無線チャネル毎に別々に分析し 、 この分析に基づいて、低品質の無線チャネルを検出する、ことを特徴とする方 法。 ６．請求項５記載の方法において、 信号の品質は、ビット・エラー・レートを使用される無線チャネル毎に別々に 計算することによって測定されており、前記分析は、前記所定の時間間隔の間に 各無線チャネルの平均ビット・エラー・レートを計算することを備え、 この計算された平均ビット・エラー・レートに基づいて、低品質の無線チャネ ルを検出する方法。 ７．請求項５若しくは６のいづれかに記載の方法において、 前記検出された低品質の無線チャネルは、好ましくはその無線チャネルを周波 数ホップ・シーケンスにおいて他の無線チャネルと置き換えることによって無視 される方法。 ８．請求項５〜７のいづれかに記載の方法において、前記無線チャネルの品質は 接続毎に別々に測定され且つ分析される方法。