JPH09200843A - パワー制御と有向チャネル割当てを併用して隣接チャネル干渉の管理を行なうためのシステムおよび方法 - Google Patents

パワー制御と有向チャネル割当てを併用して隣接チャネル干渉の管理を行なうためのシステムおよび方法

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JPH09200843A
JPH09200843A JP8340736A JP34073696A JPH09200843A JP H09200843 A JPH09200843 A JP H09200843A JP 8340736 A JP8340736 A JP 8340736A JP 34073696 A JP34073696 A JP 34073696A JP H09200843 A JPH09200843 A JP H09200843A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、無線通信システム、より詳細に
は、チャネル化されたセルラシステム内の隣接チャネル
干渉を管理するための改良された手段に関する。 【解決手段】 セルラ無線通信システム内の隣接チャネ
ル干渉をそれらシステム内の通信チャネルに対するサー
ビス品質係数の関数として管理するための新規の方法論
が開示される。これら方法論、およびこれらの本質的な
機能は、以下を特徴とする：混合型パワー制御（Mixed
Power Control ）法−−従来のパワー制御法と関連する
干渉問題を克服することを目的とする；有向割当て（Di
rected Assignment ）法−−無輻湊状態において隣接セ
ル間の隣接チャネル衝突を低減することを目的とする；
および混合型パワー制御と有向チャネル割当ての併用
（Mixed Power Control with Directed Assignment）法
−−隣接セル間の隣接チャネル干渉を低減することを目
的とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【参照されるべき関連する特許出願】この特許出願は、
合衆国特許出願第０８／５８０５７０号、“System and
Metod For Managing Neighbor Channel Interference
In Channelized Cellular Systems”(M.BENVENISTE-7）
および、合衆国特許出願第０８／５８０５６８号、“Sy
stem and Method For Management of Neighbor Channel
Interference With Cellular Reuse Partitioning”
（M.BENVENISTE-8）と関連するものであり、これらの特
許出願が、同一の出願人による現在の出願と同時に申請
されてるために、これらも参照されるべきである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システ
ム、より詳細には、チャネル化されたセルラシステム内
の隣接チャネル干渉を管理するための改良された手段に
関する。
【０００３】
【従来の技術】無線通信の分野においては、スペクトル
を効率的に利用し、利用可能なチャネルを最大にするた
めの配慮から、一般に、これらチャネルをセルラ構成に
し、この構成から誘導される周波数を使用することが必
要となる。つまり、サービスエリアがセルとして知られ
ているコネクティドサービス領域（connected serviced
omains ）に分割される。特定のセル内において、ユー
ザが、無線リンクを介してそのセルにサービスを提供す
る基地局と交信すると、この基地局は、無線通信網を構
成する他の複数のセルに対する基地局と接続される。次
に、この無線通信網が、通常は、一つあるいは複数の有
線網に接続される。このような無線網を使用して通信す
るために、各ユーザには、チャネルの離散集合（discre
te set ofchannels）の一つが割当てられる。
【０００４】図１には、従来の無線セルラ通信システム
の規則的な六角セル配列が簡略的に示される（脚注
１）。周知のように、地理上のサービスエリアを六角格
子として表現することによって幾何学的なパターンが確
立されるが、これは、周波数をパターン化された配置
（patterned disposition ）に従って割当てることを許
し、これによってこれら周波数を制御された反復的な規
則的な割当てモデルに従って再利用（reuse ）すること
が可能にされる。これらセルエリアは、おのおの、それ
らに割当てられた特定のチャネルセットを持つ（脚注
２）。各チャネルセットは、そのセルエリア内で使用す
るための複数の個別の送信および受信無線チャネルから
構成される。図１に示されるモデルにおいて、“Ａ”と
マークされたセルは、コーユーザセル（co-user cells
）であり、全てが、同一のチャネルセットを使用す
る。このことは、“Ｂ”、“Ｃ”、などとマークされた
コーユーザセルについても同様であり、これらのおのお
のは、それ自身に割当てられたチャネルセットを持つ。
【０００５】各セルは、基地局と関連するアンテナシス
テムによって放射され、これら基地局は、互いにおよび
／あるいは他の網と相互接続される。全方向放射パター
ンがアンテナ１０１によって示され、セルがより小さな
Ｖ形タイプのサービスエリアにセクタ化された指向性ア
ンテナパターンがアンテナ１０２によって表される。
【０００６】周知のように、セルラ通信システムの最も
中心的な概念として周波数の再利用がある。周波数の再
利用によって、異なる地理上の位置（異なるセル）内の
ユーザが、同一周波数のチャネルを同時に使用すること
が可能になるが、これが、図１に、規則的なチャネル割
当ての場合に対して、共通の記号を持つセルとして示さ
れる。周波数の再利用は、システムのスペクトル効率を
大幅に向上させるが、反面、適当なシステム設計がなさ
れない場合は、同一チャネルを共通に使用するのに起因
してセル間に重大な干渉を起こす恐れがある。
【０００７】周波数を再利用するための割当ては、一般
には、コーユーザセルを識別するため、およびＲＦスペ
クトルをチャネルセットに分割するための単純な規則を
採用することによって実現される。チャネル割当てアプ
ローチは、二つの範疇、つまり、固定的（fixed ）な割
当てと、フレキシブル（flexible）な割当てに大別する
ことができる。［これに関しては、M.Benveniste、“Sel
f Configurable Wireless System"、forthcoming、を参照
すること］。固定的なチャネル割当てにおいては、セル
とそれらにサービスを提供するための（それらセルのた
めに使用される）チャネルとの間の関係が固定される。
あるセルに割当てられたチャネルは、そのセル内の呼の
みをサービスすることができ、各チャネルは、それらチ
ャネルを割当てられた全てのセルによって同時に使用す
ることができる。固定的なチャネル割当ての一例とし
て、“規則的（regular ）”なチャネル割当てがある
が、これは、同一サイズの、規則的な間隔のセルを持つ
ことを特徴とする。規則的なチャネル割当ては、セル間
をトラヒックが一様に分配されるシステムに対しては、
最適である。
【０００８】トラヒックの分布が一様でない場合には、
チャネルをセルに、それらのトラヒック負荷に従って、
割当てる最適の固定的、“不規則的（non-regular
）”、なチャネル割当てを見つけることができる。
［このような最適の不規則的な割当てを達成するための
プロセスが、M.Benvenisteによる“Apparatus and Meth
od forNon-Regular Channel Assignment in Wireless C
ommunication Networks”、合衆国特許第５，４０４，
５７４号において開示されている］。
【０００９】フレキシブルなチャネル割当法は、システ
ムの、基地局無線を遠隔からソフトウエアにて再チュー
ニングするための能力を活用するが、この能力は、チャ
ネル容量をトラヒック変動に適応させることを可能にす
る。フレキシブルなチャネル割当方法論のクラスには、
適応的（adaptive）なチャネル割当て、動的（dynamic
）なチャネル割当て、および、これら二つのハイブリ
ッドである適応的動的（adaptive-dynamic）なチャネル
割当てが含まれる［上に参照のM.Benvenisteの“Self C
onfigurable Wireless System",id.を参照］。
【００１０】また、無線通信システム内の通信の品質
は、受信信号の干渉に対する比（Ｓ／Ｉ比）に大きく依
存することがよく知られている。問題となる主要な干渉
は、二つの要素、つまり、コーチャネル干渉（co-chann
el interference ）および隣接チャネル干渉（neighbor
-channel interference ）から成る。コーチャネル干渉
は、動作中のチャネルと同一の周波数にチューニングさ
れた通信源からの干渉であり、隣接チャネル干渉は、周
波数スペクトルにおいて動作中のチャネルと近いチャネ
ルを使用する通信源から来る。干渉隣接チャネルが、ス
ペクトルにおいて動作中のチャネルと隣接する場合に
は、通常、隣接チャネル干渉（adjacent-channel inter
ference ）という用語が使用される。要求される音声あ
るいはデータ伝送品質を達成するためには、受信された
信号の、コーチャネル干渉と隣接チャネル干渉の和に対
する比が、指定される閾値以上であることが要求され
る。
【００１１】あるセル内および隣接セル内の隣接チャネ
ルの使用を回避する必要性についてはよく知られてい
る。一般的に、図２のセクタ化されたパターンによって
示されるような、３セクタ−セルが、７−セルから成る
クラスタ内のスペクトルを再利用し、同一セルをサービ
スするためのチャネル間の間隔が、２１チャネル（６３
０ｋＨｚ）とされる、アナログＡＭＰＳシステムにおけ
る従来のチャネル割当て法は、隣接チャネルからの干渉
を無視できる程度にするのに十分である。物理的に隣接
するセルに関しては、隣接チャネルセットが、同一セル
の複数のセクタ、あるいは考慮下のセクタに隣接する隣
接セル内の複数のセクタに割当てられるのを回避するこ
とで十分である。このようなチャネル割当てが、図２に
示されるように、３−セクタセルが７セルのサイズのグ
ループを再利用する構成に対して存在する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ただし、これよりは従
来的でないチャネル割当てアプローチ、例えば、フレキ
シブルなあるいは不規則的で、かつ、固定的なチャネル
割当てが追求される場合は、チャネル間隔要件のこのよ
うなほぼ自動的な満足は、もはや起こらない。このよう
なアプローチにおいては、セルラシステム設計者は、あ
る一つのセル内あるいは隣接する複数のセル内で同時に
使用されるチャネル間に要求される最小のスペクトル間
隔について決定することを要求される。この問題に答え
るために既に提唱されている様々なアプローチは、全く
とはいわないまでも、十分には、隣接チャネル干渉につ
いて考慮していない（脚注３）。より具体的には、従来
の隣接チャネル干渉の取り扱い、およびチャネル間隔要
件の決定においては、Ｓ／Ｉ比に対する全体としての影
響についての十分な考慮がなされていない。［例えば、
W.C.Y.Lee によるMobile Cellular Telecommunications
Systems、McGraw-Hill、New York、1989を参照された
い。］。このように、隣接チャネル干渉がＳ／Ｉ比に及
ぼす影響が考慮されてないために、結果として、信号
が、干渉より弱くなる場合が生ずる。コーチャネル干渉
が存在しない場合は、受信機付近に位置する干渉信号の
相対強度を、チャネル分離に起因する信号強度の低下と
バランスさせることによって、結果としてのＳ／Ｉ比を
１（０ｄＢ）にすることができるが、ただし、コーチャ
ネル干渉が存在する場合は、結果としてのＳ／Ｉ比は、
１以下（ｄＢにて表現された場合は負）になる。
【００１３】Ｓ／Ｉ要件は、全体としての干渉を制限す
ることを意味し、全体としての干渉は二つの項の和（つ
まり、コーチャネル干渉の項と隣接チャネル干渉の項の
和）であるために、これらの間には、トレードオフが存
在することとなる。つまり、隣接チャネル干渉の観点か
らは、チャネル間の周波数スペクトル間隔が大きくされ
ると減少し、こうして、コーチャネル干渉に対するより
大きなマージンを残すこととなる。結果として、より小
さな再利用距離が可能になり、少なくとも原理上は、シ
ステム容量が高くなる。ただし、反面、より大きなチャ
ネル間隔は、各セル内に使用できるチャネルの数を少な
くし、これは、他の点が同一にとどまる場合は、容量を
低減させることとなる。従って、システム設計者の一つ
の重要な目的は、Ｓ／Ｉ要件が満足され、かつ、スペク
トル利用が最大になるような最適なチャネル間隔を決定
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、セルラ無線通
信システム内の隣接チャネル干渉を、これらシステム内
の通信チャネルのサービス品質係数の関数として、管理
するための新規の複数の方法論を提供する。ここに開示
される隣接チャネル干渉を管理するためのこれら新規の
複数の方法論には：
【００１５】混合型パワー制御（Mixed Power Control
）法−−従来のパワー制御法と関連する干渉問題を克
服することを目的とする；有向割当て（Directed Assig
nment ）法−−無輻湊状態において隣接セル間の隣接チ
ャネル衝突を低減することを目的とする；および混合型
パワー制御と有向チャネル割当ての併用（Mixed Power
Control with Directed Assignment）法−−隣接セル間
の隣接チャネル干渉を低減することを目的とする：が含
まれ、これらのおのおのが、本発明の一つの実施例を構
成するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下の説明は、一部分、コンピュ
ータシステム内のデータに関する演算のアルゴリズムお
よび記号的表現の観点から行なわれる。明らかなよう
に、これらアルゴリズム的記述および表現は、システム
エンジニアリングの分野における技術者によって当業者
に彼らの研究の内容を伝えるために通常に使用される手
段である。
【００１７】ここで（および一般的に）使用されるアル
ゴリズムという用語は、要望される結果に導くための独
立したステップのシーケンスと見ることができる。これ
らステップは、通常、物理量の操作を伴う。通常、必ず
しもそうではないが、これら物理量は、蓄積、転送、結
合、比較、その他の操作が可能な電気的あるいは磁気的
な信号の形式をとる。説明の便利さ、並びに、通常の用
法と適合させるために、これら信号は、しばしば、ビッ
ト、値、エレメント、記号、文字、項、数、その他の観
点から説明される。ただし、これらおよび類似する用語
は、適当な物理量と対応されるべきであり、これら用語
は、これら量に与えられた単なる便宜上のラベルである
ということが強調されるべきである。
【００１８】説明の明快さのために、本発明の実施例が
個々の機能ブロック（“プロセッサ”とラベルされる機
能ブロックを含む）から構成されるものとして説明され
る。これらが表す機能は、共有あるいは専用ハードウエ
アの使用を通じて提供され、これらには、これに限定さ
れるものではないが、ソフトウエアを実行する能力を持
つハードウエアが含まれる。例えば、図３および４内に
示される“ＯＭＣ”、“ＭＳＣ”、および“ＢＳ”、並
びに、図４の“コンピュータプロセッサ”機能の幾つか
あるいは全ては、一つあるいは複数のプロセッサによっ
て提供され、これらプロセッサには、共有プロセッサも
含まれる。（“プロセッサ”という用語の使用は、ソフ
トウエアを実行する能力を持つハードウエアを排他的に
差すものと理解されるべきできない）。
【００１９】一例としての実施例は、マイクロプロセッ
サおよび／あるいはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
ハードウエア、例えば、ＡＴ＆Ｔ ＤＳＰ１６あるいは
ＤＳＰ３２Ｃ、以下に説明される動作を遂行するための
ソフトウエアを蓄積するための読み出し専用メモリ（Ｒ
ＡＭ）、および結果を蓄積するためのランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）を含む。大規模集積（ＶＬＳＩ）ハー
ドウエア実施例、並びに、カスタムＶＬＳＩ回路と汎用
ＤＳＰ回路との組合せを使用することも可能である。
【００２０】図３には典型的なセルラシステムがブロッ
ク図にて示される。図示されるように複数の移動交換セ
ンタ（ＭＳＣ）２０２および２０３によって移動無線電
話システムが公衆交換電話網２０１（ＰＳＴＮ）に接続
される。ＭＳＣの交換によって、おのおのがセルカバー
エリアにサービスを提供する複数の基地局（ＢＳ）２１
０が相互接続される。各カバーエリアは、図示されるよ
うに、実際のシステムに典型的な不規則な境界を持つ。
各ＢＳは、そのセルカバーエリア内の移動無線電話２５
０にサービスを提供するための無線送／受信装置および
放射アンテナを持つ。
【００２１】運転および管理センタ（ＯＭＣ）２２０
が、それらのシステム動作およびそれらと関連するＢＳ
２１０を制御するためにＭＳＣ２０２および２０３に結
合される。ＯＭＣ２２０は、中央制御局であり、これ
は、データ処理部、データメモリから入力されるデータ
を受け入れるための入力、およびリアルタイムコントロ
ールを含む。フレキシブルなチャネル割当ての場合は、
このデータ処理構成が、ＢＳの所に位置する遠隔からチ
ューニング可能な無線トランシーバとの組合せにてチャ
ネル割当て（アレンジメント）を実現するために使用さ
れる。
【００２２】このようなフレキシブルなチャネル割当て
に対しては、図４に略ブロック図にて示されるような、
ＢＳの所の無線トランシーバのチャネル割当ておよびチ
ューニングを制御するためのデータ処理装置の一例とし
ての実現が、ＯＭＣ内に含まれる。コンピュータプロセ
ッサ３１０は、関連するメモリ３１１内に蓄積されたプ
ログラムを持つ。このプログラムは、セルラシステムへ
の無線チャネルの割当てを遂行するためのインストラク
ションを含む。初期入力データが入力機能３１２を通じ
てコンピュータプロセッサ３１０に供給される。これら
入力には、利用可能なセル、利用可能な無線周波数、お
よび干渉情報が含まれる。干渉情報は、通常、セル間干
渉マトリックス（cell-to-cell interference matrix）
の形式を持ち、他のセルからの各セルへの干渉を定義す
る。これら入力には、さらに、要望されるチャネル割当
ておよびトラヒック利用パターンに対して要求されるシ
ステム制約が含まれる。
【００２３】フレキシブルなチャネル割当て方法論を実
現するために、チャネル割当てプロセスが、コンピュー
タプロセッサ３１０によって、メモリ３１１内に蓄積さ
れたインストラクションに従って遂行される。結果とし
てのチャネル割当てが出力機能３１３を介してＭＳＣ３
１５に出力され、これはここからＢＳ３２１に転送され
る。これらＢＳ内に含まれる個々のチューナブル無線３
２２が、次に、割当てプロセスによって決定された無線
チャネルの割当てに従って適当な周波数にチューニング
される。
【００２４】Ｉ．発明の方法論 Ａ．概要 本発明の方法論が、ここでは、複数の実現（実施例）と
して示されるが、これら新規の方法のおのおのが、隣接
チャネル干渉を管理し、結果として、総合的なＳ／Ｉ比
目標を達成することを目標とする。これら実施例の具体
的な説明から明らかになるように、各実施例は、独立し
て実現することもできるが、これらの殆どは、一つある
いはそれ以上の他の実施例と組み合わせて実現すること
も、あるいは、参照として示された一連の関連する特許
出願において開示される方法論の実施例と組み合わせて
実現することも可能である。
【００２５】隣接チャネル送信機に起因する干渉のレベ
ルは、加入者ユニット（通常は、移動あるいは携帯ユニ
ット）のそれらの基地局からの位置、実施されるパワー
制御のレベル、および通信の方向、つまり、送信が基地
局から加入者ユニットに向けて行なわれるか（ここで
は、“ダウンリンク”と呼ばれる）、あるいは加入者ユ
ニットから基地局に向けて行なわれるか（ここでは、
“アップリンク”と呼ばれる）に依存する。図５および
６は、隣接チャネル干渉の影響について考察するための
一例としての構成を示す。図５には、単一のセルが、基
地局Ｂと共に示され、図６には、二つの近隣するセル
が、基地局Ｂ1 およびＢ2 と共に示される。両方の図面
において、加入者局ｉおよびｊが、互いおよび基地局と
の様々な位置関係にて示される。全ての構成において、
記号ｉは、サービス中の加入者ユニットを示し、記号ｊ
は、その周波数スペクトル内で最も近い隣接チャネルと
呼ばれるチャネル上で動作している加入者ユニットを示
す。図６の構成においては、サービス中の加入者ユニッ
トｉは、基地局Ｂ1 によってサービスされ、隣接チャネ
ル加入者ユニットｊは基地局Ｂ2 によってサービスされ
る。
【００２６】一例として、全ての呼が同一のパワーにて
サービスされる場合、つまり、パワー制御が適用されな
い場合について考える。この場合、結果として、ダウン
リンク上の隣接チャネル干渉は、図５に示される全ての
ケースについて、全ての呼が同一のパワーにてサービス
されるために同一となる。一方、アップリンク上の隣接
チャネル干渉は、図５に示される３つのケースでおのお
の異なる。信号の減衰が送信機と受信機との間の距離が
増加すると増加するために、図５ａにおいては、加入者
ユニットｉから受信される信号強度は、加入者ユニット
ｊからの干渉信号よりも（加入者ユニットｉがサービス
を提供する基地局に近いために）強くなる。従って、こ
の構成においては、アップリンク上の隣接チャネル干渉
は無視できる。図５ｂの構成においては、受信サービス
信号は、干渉信号と、二つの加入者ユニットが基地局か
ら同一の距離にあるために、同一となる。最後に、図５
ｃの構成においては、アップリンク上の隣接チャネル干
渉の方が、干渉加入者ユニットがサービス加入者ユニッ
トよりも基地局に近いために高くなる。
【００２７】基地局により近い呼のパワーを低減するパ
ワー制御が使用された場合は、経験される隣接チャネル
干渉の関係は変化する。これら変化を再び図５の構成を
用いて説明するが、ここでは、パワーが、受信サービス
信号が等しくなるように調節されるものと想定される。
この場合、結果として、アップリンク上の隣接チャネル
干渉は、図５の３つの全ての構成において、全ての加入
者ユニットから受信される信号が、そのユニットの基地
局からの位置と無関係に同一となるために、同一にな
る。反対に、ダウンリンク上にパワー制御が適用された
場合は、隣接チャネル干渉は、３つの構成のおのおのに
対して異なることになる。つまり、パワー制御のため
に、図５ａの構成においては、ダウンリンク上の隣接チ
ャネル干渉は、干渉信号のパワーがサービス信号のパワ
ーよりも高くなるために増加することとなる。図５ｂの
構成においては、サービスされる加入者ユニットと隣接
チャネル加入者ユニットが基地局から等距離にあるため
に、パワー制御が、ダウンリンク上の隣接チャネル干渉
に影響を与えることはない。最後に、図５ｃの構成にお
いては、パワー制御によって、ダウンリンク上の隣接チ
ャネル干渉は低減される。従って、以上からわかるよう
に、パワー制御は、一般的には、アップリンク方向に対
しては有用であるが、ダウンリンク方向において使用さ
れた場合は、しばしば、結果として、隣接チャネル干渉
を増加させることとなる。
【００２８】図６に示されるような隣接セルの場合につ
いても考える。最初に、図６ａの構成についてみると、
加入者ユニットｉは、ダウンリンク上（基地局Ｂ2 から
の競合信号に起因）、およびアップリンク上（加入者局
ｊからの競合信号に起因）の両方で隣接チャネル干渉を
受ける。図面から簡単に理解できるように、図６ｂにお
けるダウンリンク上および図６ｃにおけるアップリンク
上には同程度の隣接チャネル干渉が発生するが、ただ
し、図６ｂにおけるアップリンク上および図６ｃにおけ
るダウンリンク上では、隣接チャネル干渉は、無視でき
る程度となる。
【００２９】参照の本発明と対を成すM.Benveniste-7(S
/N08/580570)と呼ばれる特許出願においては、チャネル
間隔（サービスチャネルと干渉隣接チャネルとの間の間
隔）、サービスチャネルと干渉チャネルの受信信号強
度、およびＳ／Ｉ比との間の幾つかの関係が展開され、
次に、これら関係が一例としての無線通信用途に対して
適用され、サービス信号と干渉信号の間の様々なレベル
の相対信号強度に対して実現されるＳ／Ｉ比とチャネル
間隔との間の関係を示す二つのテーブルが作成されてい
る。後に説明される複数の干渉管理法にとって有用な基
準を提供するこれらテーブルが以下に再生されるが、こ
れは、次のような特徴を持つ。つまり：テーブル１は、
１８ｄＢの設計コーチャネルＳ／Ｉ閾値が使用された場
合のサービスされる加入者によって実現されるＳ／Ｉ比
Ｔと、チャネル間隔ｗとの間のトレードオフを提供す
る。
【００３０】テーブルからわかるように、第一のカラム
は、チャネル帯域幅の倍数にて与えられたチャネル間隔
を表し、一方、残りの１０のカラムは、加入者によって
経験されるサービス信号に対する干渉信号の（ｄＢにて
表されたときの）信号強度の比の様々な値に対するサー
ビスされる加入者によって実現されるＳ／Ｉ比（ｄＢに
て表現）を与える。
【００３１】同様に、テーブル２は、異なるチャネル間
隔値ｗに対する目標の総合Ｓ／Ｉ比Ｔを達成するために
必要とされる設計コーチャネルＳ／Ｉ比Ｔc 、つまり、
ｄＢ（Ｔ）が１８ｄＢであるときのＴc とｗとの間のト
レードオフを提供する。
【表１】 テーブル１ チャネル間隔とＳ／Ｉ比ｄＢ（Ｔ）との間
のトレードオフ
【００３２】
【表２】 テーブル２ チャネル間隔とコーチャネルＳ／Ｉ比ｄＢ
（Ｔc ）との間のトレードオフ
【００３３】前述のように、パワー制御が適用されず、
加入者ユニットｉとｊの両方が同一の基地局によってサ
ービスされる場合は（つまり、図５の構成において
は）、ダウンリンク上では、干渉信号とサービス信号
は、各信号が基地局から同一のパワーにて送信されるた
めに同一になる。従って、干渉信号のサービス信号に対
する比Ｐは、１となり、ｄＢ（Ｐ）は０となる。テーブ
ル１からわかるように、隣接チャネルが使用された場合
は、Ｓ／Ｉ比は、１６．２３ｄＢに低下するが、これ
は、目標値６３．１（１８ｄＢ）の６７パーセントを意
味する。ただし、チャネル間隔ｗを２に設定すること
で、隣接チャネル干渉に起因するＳ／Ｉ低下が殆ど矯正
でき、Ｓ／Ｉ比は、１６．２３ｄＢから１７．９９ｄＢ
に増加する。
【００３４】加入者ユニットｉとｊが異なる基地局によ
ってサービスされている場合も、図６ａおよび６ｂに示
されるように、サービス中の加入者ユニットｉが二つの
セルの共通境界の付近に位置するときは、干渉加入者ユ
ニットｊの位置と無関係に、類似する状況が発生する。
ただし、図６ｃに示されるように、加入者ユニットｉ
が、干渉基地局Ｂ2 から、サービスを提供する基地局Ｂ
1 からよりも遥かに離れて位置する場合は、Ｐ比は、１
より小さくなり、ｄＢ（Ｐ）は負となる。従って、隣接
チャネルの使用が、Ｓ／Ｉ比に与える影響は、小さくな
る。例えば、ｄＢ（Ｐ）の値が−５ｄＢである場合は、
テーブル１から、１７．３６ｄＢのＳ／Ｉ比が実現され
ることが示される。これは、設計コーチャネルＳ／Ｉ比
１８ｄＢの８６パーセントに相当する。ｄＢ（Ｐ）が−
１０ｄＢの場合は、１７．７９ｄＢのＳ／Ｉ比が実現さ
れ、これは、設計コーチャネルＳ／Ｉ比の９５パーセン
トに相当する。見かたをかえれば、この値は、隣接チャ
ネル干渉が、コーチャネル干渉と隣接チャネル干渉を総
和して５パーセントに制限された場合に、Ｓ／Ｉ比によ
って実現される値として特性化することもできる。従っ
て、Ｐの値は、それに対して隣接チャネル干渉が許容可
能になる値として定義することもできる。こうして定義
された値は、ここでは、Ｐa と呼ばれ、この一例として
のケースにおいては、−１０ｄＢである。
【００３５】テーブル２に示されるｗとＴc との間のト
レードオフについて、ｄＢ（Ｐ）＝０の場合に関して考
察すると、チャネル間隔を１から２に増加することによ
って、計画コーチャネルＳ／Ｉ比として、２１．０３ｄ
Ｂの代わりに１８．０１ｄＢを使用することが可能にな
ることがわかる。また、テーブルから、間隔を２よりさ
らに増加しても、コーチャネル干渉制約、従って、容量
の観点からは、全く得るものがないことがわかる。
【００３６】パワー制御が適用された場合は、前述のよ
うに、ダウンリンク上のパワー制御は隣接チャネル干渉
の影響を悪化させる。ここでは、互いに接近して位置す
る二つの加入者ユニットの信号強度を低減するためにダ
ウンリンク上にパワー制御が適用される場合の特定のケ
ースについて考察する。このケースにおいては、Ｐは、
これら二つの加入者ユニットをサービスする信号のパワ
ー低減の差に等しくな。最悪の場合が、図５ａの構成に
よって示されるように、加入者ユニットｉをサービスす
る信号のパワーが大幅に低減され、加入者ユニットｊを
サービスする信号が最大のパワーにて動作する場合に発
生する。この場合、テーブル１からわかるように、設計
コーチャネルＳ／Ｉ比が１８ｄＢであっても、近い方の
加入者ユニットに対してダウンリンクパワーが２８ｄＢ
だけ低減されると、実現されるＳ／Ｉ比は負となり、１
７．７９ｄＢのＳ／Ｉ比を達成するためには、チャネル
間隔３が必要となる。
【００３７】以降のセクション（節）Ｂ１においては、
新規の混合型パワー制御方法論（Mixed Power Control
Methodolgy）について開示されるが、これは、ダウンリ
ンク上に部分的なパワー制御を使用し、チャネル間隔を
２の値以上にすることなしに妥当なＳ／Ｉ比を維持する
ことを可能にする。
【００３８】Ｂ．隣接チャネル干渉を管理するための方
法論 以下の節においては、３つの新規の干渉管理方法論につ
いて説明されるが、これらは、従来の技術による様々な
方法によって達成されるそれと比べて隣接チャネル干渉
を低減させる。これら新たな干渉管理方法論は、各々が
本発明の一つの実現（実施例）を構成し、それぞれ、混
合型パワー制御法（Mixed Power Control）、有向割当
て法（Directed Assignment）法、および混合型パワー
制御と有向割当ての併用法（Mixed Power Control With
Directed Assignment）と称される。
【００３９】Ｂ．混合型パワー制御法 従来の様々なパワー制御法の適用（あるいは非適用）
と、サービスされる加入者によって経験される隣接チャ
ネル干渉との間の関係についての前の議論において、こ
れら干渉が伝送の方向によって（ダウンリンクかアップ
リンクかによって）、並びに、サービスされる加入者ユ
ニットの、付近の他の加入者ユニットに対する位置、お
よび付近のサービスを提供するおよび／あるいは他の基
地局に対する位置によってばらつくことが示された。以
下では、このばらつきを大幅に改善する新規の混合型パ
ワー制御方法論について述べられる。説明から明らかに
なるように、この混合型パワー制御方法論は、単独にて
実現することもできるが、ただし、これは、ここにおい
て、および、対の参照された特許出願において開示され
ている他の新規の幾つかの干渉を管理するための方法論
に組み込むことも可能である。
【００４０】この新規の混合型パワー制御方法論は、ダ
ウンリンクの場合と、アップリンクの場合を切り離して
扱い、この方法論を、こうして分けられた個々のケース
について説明することによってより良く理解できるもの
である。
【００４１】（ａ）ダウンリンク上のパワー制御 パワー制御の一般的な説明において、従来のパワー制御
方針がダウンリンク上に適用された場合、つまり、基地
局付近の加入者ユニットに対して受信信号強度が低減さ
れた場合、隣接チャネル干渉の影響が悪化されることが
示された。この場合は、干渉信号のサービス信号の強度
に対するの比、Ｐ（ｄＢにて表現）は、二つの加入者ユ
ニットをサービスする信号のパワーの低下の差に等しく
なる。最悪の場合が、図５ａの場合のように、加入者ユ
ニットｉをサービスする信号のパワーが大幅に低減さ
れ、加入者ユニットｊをサービスする信号が最大のパワ
ーにて動作する場合に発生する。テーブル１に反映され
る一例としてのケースにおいては、１８ｄＢの設計コー
チャネルＳ／Ｉ比が使用された場合でも、実現されるＳ
／Ｉ比は、コーチャネル間隔が使用される近い方の加入
者ユニットに対してダウンリンク上のパワーが約２８ｄ
Ｂ低減された場合は（この構成においては現実的な低
減）、負になることがわかる。
【００４２】後に説明されるように、パワー低減の規模
が制限された場合は、パワー制御を使用することによっ
て、チャネル間隔の値を２以上に増加することなしに妥
当なＳ／Ｉ比を達成することが可能となる（パワー制御
が行なわれない場合は、チャネル間隔の増加が必要とな
る）。テーブル１から、干渉信号とサービス信号の間の
ｄＢにて表現された場合の信号強度の差Ｐ、あるいは、
等価的に、二つの加入者ユニットに対するパワー低減の
相対差が、１４ｄＢ以下である場合は、パワー制御がＳ
／Ｉ比に与える影響は小さいことがわかる：つまり、チ
ャネル間隔２にて、１７．７９ｄＢのあるいはそれ以上
のＳ／Ｉ比が実現できることがわかる。従って、パワー
制御を制限し、サービスされる加入者に対する受信信号
強度を、サービスされる加入者位置における干渉信号の
レベルより１４ｄＢ以下には落ちないように維持するこ
とによって、チャネル間隔を２に維持し、しかも、隣接
チャネル干渉を無視できる程度にすることが可能であ
る。相対的なパワー制御差に対するこの制約は、ここで
は、リミティングパワー制御比（limiting power contr
ol ratio）と呼ばれ、しばしば、χM によって表され
る。テーブル１によって示される一例としてのケースに
おいては、ｄＢ（χＭ）は、−１４ｄＢである。
【００４３】この混合型パワー制御方法論の一例として
の実施例においては、パワー制御は、セルの外周と、χ
M だけ低減された信号がセルの外周の所で受信される信
号と等しくなるセルの半径上のポイント、との間に位置
する加入者ユニットに対して適用される。基地局からセ
ルの半径に沿っての、χM だけ低減された信号がセルの
外周で受信される信号と等しくなる所のポイントまでの
距離が、ｌM として定義される。従って、パワー制御
は、１M と、セルの外周、との間に位置する加入者ユニ
ットに対して適用されることとなる。図７ａは、混合型
パワー制御方法論のこの一例としての実施例においてダ
ウンリンク上に受信される信号を基地局からの加入者ユ
ニットの距離の関数として示す。
【００４４】（ｂ）アップリンク上のパワー制御 ダウンリンクの場合と異なり、パワー制御は、一般的に
は、アップリンク方向に対しては隣接チャネル干渉を低
減するのに有効であることが知られている。しかしなが
ら、後に説明されるように、本発明の混合型パワー制御
方法論がアップリンクに対して適用される場合は、セル
のある領域内では、隣接チャネル干渉に悪影響を与える
ことなしに、パワー制御を排除することが可能になる。
【００４５】アップリンク通信の場合は、Ｐの値は、パ
ワー制御によって低減することができ、ｄＢ（Ｐ）は、
サービス信号と干渉信号の間の信号減衰の差からパワー
低減の差を引いた値となる。この関係およびこの影響
は、基地局に送信する二つの加入者ユニット間の信号減
衰が４０ｄＢであり、パワー低減に起因する受信信号レ
ベルの差が１２ｄＢであるような構成によって説明する
ことができる。この場合は、ｄＢ（Ｐ）＝４０−１２＝
２８ｄＢとなる。１８ｄＢの設計チャネルＳ／Ｉ比、お
よびチャネル間隔２が使用された場合、テーブル１か
ら、１４．４６ｄＢのＳ／Ｉ比が実現されることが示さ
れる。一方、パワー低減差が２６ｄＢ（Ｐ）に増加され
た場合は、ｄＢ（Ｐ）は１４ｄＢとなり、チャネル間隔
２に対しては、総合Ｓ／Ｉ比は、１７．７９ｄＢになる
ことがわかる。
【００４６】この関係から、１４ｄＢ以下のｄＢ（Ｐ）
値では、チャネル間隔２が使用された場合は、隣接チャ
ネル干渉は殆ど発生せず、従って、高い信号減衰を受け
ている潜在的に干渉を与える可能性を持つ加入者ユニッ
ト、例えば、セルの境界付近の加入者ユニットには、パ
ワー制御を適用する必要はないということができる。セ
ル内の可能な最大の減衰（maximum possible attenuati
on）より１４ｄＢ低い信号減衰を持つ加入者ユニットの
みがそれらの信号を低減されることを必要とされる。つ
まり、パワー低減は、基地局と、受信される信号強度の
セル内の最小信号強度に対する比がχM -1 となるセルの
半径上のポイントｌM 、との間に位置する加入者ユニッ
トに対して適用することのみが必要とされる。（脚注
４）。テーブル１の一例としてのケースにおいては、ｄ
Ｂ（χM -1 ）は、１４ｄＢである。図７ｂは、この混合
型パワー制御方法論が使用された場合のアップリンク上
の受信信号を基地局からの加入者ユニットの距離の関数
としてグラフ的に示す。
【００４７】任意のチャネル間隔に対して、アップリン
ク上に混合型パワー制御方法論によって必要とされるパ
ワー低減能力を推定するためには、ある統計的な有意に
て遭遇されるべきＰの最高値が必要になる。本発明人
は、関連する文献［M.Benveniste,“Managing Neighbor
Channel Interference in Channelized Cellular Syst
em,"forthcoming］ において、伝送損失係数が４（移動
無線システムに対して一般に受け入れられている値）で
ある場合は、パワー制御なしでは、０．９９５の確率
で、相対信号強度ｄＢ（Ｐ）が４０ｄＢ以下となること
を示している。従って、チャネル間隔２の場合は、
【００４８】最大減衰（４０）−ｄＢ（Ｐ）閾値（１
４）＝最大パワー低減（２６ｄＢ）となるために：２６
ｄＢのパワー低減能力−ｄＢ（φM ）で十分である。
【００４９】テーブル２からわかるように、あるレンジ
のパワー制御オプションが提供される。これらオプショ
ンの例としては、近い方の加入者ユニットのパワーを２
０ｄＢだけ低減し、遠い方の加入者ユニットを最大パワ
ーにとどめるオプションが含まれる。このオプションに
おいては、チャネル間隔２の場合は、設計コーチャネル
Ｓ／Ｉ閾値として、１８．９７ｄＢが必要とされる。別
の可能性としては、近い方の加入者ユニットのパワーを
２６ｄＢだけ低減する（遠い方のユニットは最大パワー
にて動作する）ことが考えられる。このオプションにお
いては、１４（４０−２６）のｄＢ（Ｐ）値が与えられ
るが、これは、チャネル間隔２に対しては、１８．２２
ｄＢの設計コーチャネルＳ／Ｉ閾値を必要とする。
【００５０】これも明らかになるように、混合型パワー
制御方法論のここに説明される幾つかの実施例に対して
は、パワー制御要件は、チャネル間隔要件が最小になる
ように選択される。この方法論の他の用途（適用）も、
勿論、存在する。例えば、より大きなパワー低減レンジ
が要望される場合は、チャネル間隔が増加される。後者
の考えは、パワー制御を能力を増加させるための手段と
して採用する動的チャネル割当てアルゴリズムに対して
は効果的である。
【００５１】Ｂ．２ 有向割当て 隣接チャネル干渉の代用として、二つの隣接チャネルが
同一あるいは隣接するセル内で同時に使用されたときに
発生する隣接チャネル衝突（adjacent-channelconflict
s）の数が使用できる。前の議論から明らかのように、
全ての隣接チャネル衝突が隣接チャネル干渉を発生され
るわけではないが、それでも、隣接チャネル衝突の数を
低減すると、隣接チャネル干渉の尤度が低減すると一般
的に述べることができる。
【００５２】この節において説明される本発明の実施例
は、隣接チャネル衝突の確率を低減することによる隣接
チャネル干渉の最小化に向けられる。このアプローチ
は、規則的あるいは不規則的な、および固定的なあるい
はフレキシブルな全てのチャネル割当てに対して適用可
能であり、さらに、セクタ化されたあるいは全方向性の
セルの両方に対して適用可能である。これは、さらに、
他の隣接チャネル干渉を低減するための様々なアプロー
チと組み合わることも可能である。
【００５３】有向割当て方法論は、規則的かつ固定的な
チャネル割当てからの単純な例を使用することによって
より良く理解できるものである。図８に示されるよう
に、４つのセルに、チャネルセット：Ａ、Ｂ、Ｃ、およ
びＤが割当てられる場合を考える。各セットを構成する
チャネルは、他の３つのセットの二つのチャネルに隣接
するものと想定され、さらに、各セルは、他の３つのチ
ャネルセットを割当てられたセルに隣接するものと想定
される。さらに、この一例としての例に対しては、２４
のチャネルが利用可能であり、問題の４つのセルが、そ
れぞれ、５、３、４、および３個の進行中の呼を持つも
のと想定する。図８Ａに示されるように、全ての呼に対
して低い番号のチャネルが割当てられた場合は、セルＡ
内には４つ、Ｂ内には３つ、Ｃ内には３つ、そしてＤ内
には４つの隣接チャネル衝突が発生することとなる。隣
接チャネル衝突の数を減らすためには、図８Ｂに示され
る構成のように、セルＡおよびセルＣ内の全ての呼が利
用可能な最低の番号のチャネルに移動され、そして、セ
ルＢおよびセルＤ内の全ての呼が最高の番号のチャネル
に移動される。結果として、隣接チャネルを含むセル内
のアクティブなチャネル間により大きなチャネル間隔が
存在することとなる。図８Ｂに示されるように、隣接チ
ャネル衝突の数は、４つのセルに対して、それぞれ、
２、２、１、および２に低減される。
【００５４】有向割当て方法論を遂行するために従われ
るステップは以下の通りである： １．利用可能なチャネルがチャネルセットの間で、各セ
ットが、“＋”あるいは“−”のラベルを持ち、さら
に、隣接チャネルを持つ任意の二つのセットが反対のラ
ベルを持つように分配される。 ２．各セルにも、ラベル“＋”あるいは“−”が割当て
られる。 ３．セルはそのセルと同一のラベルを割当てられた一つ
あるいは複数のセットからのチャネルを使用することが
できる。 ４．“＋”のラベルを持つセルは、それらのユーザに利
用可能な最低の番号のチャネルを割当て、一方、“−”
のラベルを持つセルは、それらのユーザに利用可能な最
も高い番号のチャネルを割当てる。
【００５５】ステップ４は、反対のラベルを持つセル内
のアクティブなチャネルのチャネル間隔を増加させる。
ステップ１のために、隣接チャネルは、反対のラベルを
持つセル内にのみ見られるために、隣接チャネル衝突の
尤度が低減される。
【００５６】呼をチャネルセットのいずれかの端に押し
やるための２つのオプションが存在する。第一のオプシ
ョンにおいては、“＋”のセル内の最も高い番号のチャ
ネルからの呼（あるいは“＋”のセル内の最も低い番号
のチャネルからの呼）が、そのセル内の出呼のチャネル
に移動される。こうして、最高でも、呼の終端あるいは
ハンドオフ当たり、１チャネルの再構成のみが必要とさ
れる。チャネルの再構成を必要とすることなくユーザを
チャネルセットの正しい端に保つための第二のオプショ
ンにおいては、入り呼が、“＋”のセルに対しては最も
低い番号の空きチャネルに割当てられ、“−”のセルに
対しては最も高い番号の空きチャネルに割当てられる。
【００５７】有向割当て方法論は、固定的およびフレキ
シブルな両方のチャネル割当てに適用することができ
る。ただし、チャネルセットの翻訳は、二つのアプロー
チで異なる。固定的なチャネル割当ての場合は、チャネ
ルセットは、異なるセルに専用に使用されるチャネルの
互いに素なグループである。一方、全てのチャネルセッ
トが同一のサイズを持つ固定的でかつ規則的なチャネル
割当てにおいては、ステップ１は、偶数のチャネルセッ
トが存在することを要求する。
【００５８】フレキシブルなチャネル割当てにおいて
は、（隣接チャネル使用の制約を遵守するために）二つ
のチャネルセットが必要とされ、各チャネルセットに、
“＋”あるいは“−”のラベルが割当てられる。例え
ば、奇数番号のチャネルのチャネルセットに“＋”のラ
ベルが与えられ、偶数番号のチャネルのセットに“−”
のラベルが割当てられる。“＋”ラベルのセルは、低い
チャネル番号を優先し、“−”ラベルのセルは、高いチ
ャネル番号を優先するために、低トラヒック状態におい
ては、異なるラベルを持つセルの話中チャネル間の間隔
が増加する。隣接チャネルは異なるラベルのセル内にお
いてのみ使用されるために、隣接チャネル衝突の確率が
低減される。
【００５９】Ｂ３．混合パワー制御と有向割当ての併用 ダウンリンク上にはパワー制御を用いずアップリンク上
には全パワー制御を用いることを特徴とするパワー制御
方針に対しては、チャネル間隔２を使用することで、セ
ル内の隣接チャネル干渉の影響を、このパワー制御方針
と併用して、十分に低減できることが示された。関連す
る前に参照されたBenveniste-8(S/N 08/580568）と称さ
れる特許出願においては、このようなパワー制御方針に
対しては、セル内に、ダウンリンクについては、隣接セ
ルからの隣接チャネル干渉からの影響が無視できるよう
な領域が存在することが示されたが、加入者ユニットが
隣接セルに対して、アップリンク上に隣接チャネル干渉
を殆ど与えないような類似する領域が存在する。より詳
細には、図１１（Benveniste-8特許出願の図７に対応）
に示されるように、セル１内の輪郭ＸＸ’の左に位置す
る加入者ユニットは、セル２内に使用される隣接チャネ
ルからのダウンリンク干渉を受けることはない。同様
に、輪郭ＹＹ’の右に位置する加入者ユニットは、セル
１に対してアップリンクの隣接チャネル干渉を与えるこ
とはない。
【００６０】さらに、反対のパワー制御が実施された場
合、つまり、ダウンリンク上で全パワー制御が使用さ
れ、アップリンク上でパワー制御が使用されない場合
は、同一セル内のユーザから与えられる隣接チャネル干
渉が増加し、このために、これは回避されるべきである
ことが示される。ただし、“混合型パワー制御（mixed
power control ）”として特性化される新規のパワー制
御方針が、セクションＢ１において説明されているが、
この方針は、ダウンリンク上の制限されたパワー制御を
許し、同時に、隣接チャネル干渉を許容限度内に維持す
る。より詳細には、パワー制御は、ダウンリンク上で
は、最大パワー低減レンジχM に対応する半径ｌM （説
明のケースにおいては、ｌM は、１４ｄＢのパワー低減
に対応する０．４４６７Ｒ）の外側においてのみ使用す
ることが許される。同様に、説明される混合型パワー制
御方針下では、アップリンク上では、パワー制御は、受
信信号がセル内の最も低い受信信号より１４ｄＢ高いレ
ベルに等しくなる半径ｌM の内側にのみ適用される。こ
うして受信される信号が図７に、通信の両方向に対し
て、ユーザから基地局までの距離（対数スケール）の関
数として示される。この混合型パワー制御方針を使用し
た場合は、チャネル間隔２で、十分にセル内の干渉を回
避することができる。
【００６１】理解できるように、純粋なパワー制御方針
から逸脱することに対する動機は、隣接セル内での隣接
チャネルの使用の影響を低減し、これによって、隣接セ
ルに対する隣接チャネル制限を低減することである。上
に説明の混合型パワー制御方針を図９に示される隣接セ
ル構成に適用することを考える。この図に示されるよう
に、隣接セルからの隣接チャネル干渉に弱い領域を定義
する単一の輪郭ＸＸ’の代わりに、図１０に示されるよ
うに、おのおのが隣接セル内で使用されるパワーレベル
ｋに対応するこれら輪郭のファミリＸKＸK’が存在す
る。輪郭Ｘ1Ｘ1’は、セル２内で使用される最強のパワ
ー信号に対応する。輪郭ＸKＸK’は、輪郭ＸＸ’の右側
および左側の両方に広がる。右へのシフトは、セル１内
のパワーレベルｋにてサービスされているセル２内のユ
ーザから隣接チャネル干渉を受けるユーザの割合を減少
するが、左へのシフトは、これを増加させる。ただし、
ここでは、二つのセル内のユーザが、隣接チャネル上
で、隣接チャネル干渉の尤度が低減されるような方法に
て動作するようにマッチングされる。
【００６２】ユーザのマッチングによって隣接チャネル
干渉がどうして低減できるかを説明するために、図１０
内のユーザＭ1 について考える。パワー制御がない場合
は、Ｍ1 は、ユーザの隣接チャネル上の位置に関係なく
隣接チャネル干渉を受ける。一方、パワー制御が使用さ
れた場合は、Ｍ1 は、低いパワーレベルｋにてサービス
されるセル２内のユーザと、隣接チャネル干渉が起こら
ないようにマッチングすることができる。こうして、隣
接チャネル干渉の確率を、制限されたパワー制御と、隣
接セル内の隣接チャネルユーザの選択的なマッチングを
組み合わせて使用することによって低減することができ
る。この目的を遂行するためのチャネルマッチングアル
ゴリズムについて以下に説明される。
【００６３】パワー制御のレンジによって、ＸKＸK’輪
郭の広がりが決定される。隣接チャネル干渉の確率を最
小にするパワー制御の最適レンジは、採用される特定の
チャネルマッチングアルゴリズムとの関連で決定される
べきである。ダウンリンク上のパワー制御のレンジは、
χM を超えることはできないことに注意する。
【００６４】前述のように、本出願人は、ゼロの隣接チ
ャネル干渉を達成するためのアップリンク要件は、上に
説明されたダウンリンク要件と、これら二つのリンク上
に補間的なパワー制御方針が使用された場合は、対称的
であることを示している。［M.Benveniste,“Managing
Neighbor Channel Interference in Channelized Cellu
lar Systems",idを参照］。つまり、アップリンク上の
パワー制御が半径ｌMの円の内側に制限され、この円の
外側ではパワー制御が存在しない場合は、セル１内のユ
ーザの異なるパワーレベルに対応するｋ個の、セル２内
のユーザがセル１内の対応するユーザにアップリンク干
渉を与えない領域を定義する輪郭ＹKＹK’のファミリが
存在することとなる。これら輪郭は、セル１内のダウン
リンクの場合に対して描かれた輪郭ＸKＸK’の鏡像であ
る。この参照文献において、出願人は、さらに、隣接セ
ル内の隣接チャネルユーザにアップリンク方向の隣接チ
ャネル干渉を与えないユーザは、隣接セルユーザからの
ダウンリンク方向の隣接チャネル干渉を受けないことを
示している。隣接チャネル干渉をなくするための条件の
この対称性のために、ユーザマッチングアルゴリズム
は、片方の通信方向についてのみ分析するのみで十分で
ある。従って、以下の節において説明される方法論は、
ダウンリンクのみに焦点が置かれる。アップリンク上の
性能は、これと同等であるとみてよい。
【００６５】（ａ）方法論の説明 前の節において示されたように、隣接チャネル干渉の確
率は、隣接セル内の隣接チャネルユーザを正しくマッチ
ングすることによって低減することができる。このユー
ザマッチング問題は、複雑な組合せ最適化問題である
が、ただし、以下に説明される単純な発見的アルゴリズ
ムによってこの問題の良好な解に到達することが可能で
ある。
【００６６】このアプローチは、各セル内のユーザに順
番を与えることから開始される。順番を付けられたユー
ザに、チャネル番号の昇順（あるいは降順）に利用可能
なチャネルが割当てられ、これによって、隣接チャネル
ユーザがマッチングされる。従って、目的は、あるセル
内のユーザを、隣接チャネル干渉の確率が最小になるよ
うに、ランクするための基準を決定することにある。サ
ービスを提供する基地局からのユーザの距離が、ランキ
ング基準として選択される。
【００６７】ユーザと基地局との間の距離をランキング
基準として選択するためのこの論理は、図１０の２−セ
ルの例について考察することによって理解することがで
きる。以降の議論においては、以下の記号が使用され
る。つまり：ｍi は、加入者ユニットＭi の自身の基地
局からの距離を表し、ｎi は、加入者ユニットＭi の隣
の基地局からの距離を表す。出願人の関連する文献にお
いては、ダウンリンク方向におけるパワー制御の適用に
対しては、隣接チャネル干渉は、以下のときに発生しな
いことが示される：
【数１】 この関係に従うと、セル１内のダウンリンク上の隣接チ
ャネル干渉を低減するためには、高いｍ2 値が高いｎ1
値とマッチングされるべきである。同様に、セル２内の
隣接チャネル干渉を最小にするためには、高いｍ1 値が
高いｎ2 値とマッチングされるべきである。ただし、一
般的には、これら二つの基準の結果としてのチャネルの
割当ては、異なる。一意のチャネル割当てを得るために
は、各セル内のユーザは、同一の基準によってランクさ
れなければならない。サービスを提供している基地局か
らの距離が使用される場合は、高いｍ1 値は、低いｍ2
値とマッチングされ、低いｍ1 値は、高いｍ2 値とマッ
チングされる。距離をランキング基準として使用するこ
とにより隣接チャネル干渉を低減することができるが、
これは、セル１内の隣接チャネル干渉に最も弱い領域内
においては、ｎ1 が、ｍ1 が増加すると減少し、この逆
についてもいえることによる。
【００６８】本発明の方法論は、一つ以上の隣接セルに
よる隣接チャネルの使用の問題を扱うが、以下のように
一般化することができる： １．利用可能なチャネルがチャネルセット間で各セット
が“＋”あるいは“−”のラベルを持ち、隣接チャネル
を持つ任意の二つのセットが反対のラベルを持つように
分配される。 ２．各セルに“＋”あるいは“−”のラベルが割当てら
れる。 ３．セルは、そのセルと同一のラベルを割当てられた一
つあるいは複数のセットからのチャネルを使用すること
ができる。 ４．各セル内のユーザには、サービスを提供する基地局
からの距離の降順にチャネルが割当てられる。“＋”の
ラベルを持つセルは、それらのユーザに最初に最も低い
番号のチャネルを割当て、一方、“−”のラベルを持つ
セルは、それらのユーザに最初に最も高い番号を持つチ
ャネルを割当てる。
【００６９】ステップ１からステップ４によって、隣接
チャネルは反対のラベルのセルによってのみ使用される
ために、高パワーのユーザを、“＋”のセル内では、低
い番号のチャネルに割当て、一方、“−”のセル内で
は、高い番号のチャネルに割当てることによって、これ
らの間のチャネル間隔が増加される。結果として、高パ
ワーのユーザは、（低トラヒック状態においては）アイ
ドルなチャネルのとなりで動作するか、あるいは、その
基地局付近の隣のセルのユーザに割当てられたチャネル
の隣で動作し、こうして、隣接セル間の隣接チャネル干
渉の確率が低減される。
【００７０】理解できるように、ここで説明される方法
論は、幾つかの点で、前に説明された有向割当て方法論
に類似する。ただし、有向割当て方法論は、輻湊状態に
おいては隣接チャネル干渉になんの効果ももたないが、
パワー制御を適当なユーザマッチングとともに使用した
場合は、輻湊状態においても、隣接チャネル干渉の確率
を低減できる。
【００７１】理解できるように、上に説明されたマッチ
ング手続きの有効性は、輪郭ＸKＸK’がどの程度広がっ
ているかに依存する。これは、一方、隣接チャネル干渉
の確率を最小にするために選択されたパワー制御のレン
ジに依存する。
【００７２】有向割当ての場合のように、ユーザは、以
下の二つの方法によって空いたチャネルセットのどちら
かの端に詰めることができる。第一の方法においては、
呼が去ったときのチャネルの再構成を伴い、第二の方法
はこれを伴わない。さらに、チャネルの再構成が、ユー
ザの移動と共に変化するユーザの正しいランキングを維
持するために必要とされるが、別の方法として、チャネ
ルの再構成を、隣接チャネル干渉が観察されるまで延期
し、これによって必要とされる再構成の数を低減するこ
とも考えられる。
【００７３】（ｂ）方法論の適用 ここに説明される方法論は、固定的およびフレキシブル
な両方のチャネル割当てに対して使用することが可能で
ある。この節においては、固定的かつ規則的なチャネル
割当てに対するこの方法論の一例としての適用について
説明される。フレキシブルなチャネル割当てに対してこ
の方法を使用する例については、M.Benveniste,A.G.Gre
enberg,およびP.E.Wrightによる“On dynamic channel
assignment in wirelss system:Extensions of Ordered
Borrowing",forthcoming.、において説明されている。
【００７４】図１１に示されるＮ＝８のパターンが繰り
返される全方向性セルのシステムについて考察する。チ
ャネルセットが水平方法によって構成され、従って、各
セルが、隣接チャネルを割当てられた一つの他のセルと
の境界を共有するものと想定される。４００のチャネル
が与えられた場合、各セルには、５０のチャネルが割当
てられることとなる。テーブル３は、チャネルマッチン
グの隣接チャネル干渉に対する影響を申し出負荷の関数
として示す。チャネルがランダムに割当てられた場合
は、シミュレーションによって、隣接チャネル衝突（ad
jacent-channel conflict,ＡＣＣ）の確率は、４０．３
アーランの申し出負荷の場合（これは、２％の閉塞確率
を与える）、７９％となり、隣接チャネル干渉（adjace
nt-channelinteference ,ＡＣＩ）の確率は、１０．６
％となることが示される。また、有向割当て方法論が適
用された場合は、同一の申し出負荷および閉塞確率に対
して、隣接チャネル衝突の確率は、７３％に低下し、隣
接チャネル干渉の確率は、１０．１％となり、さらに、
パワー制御がユーザマッチングと共に使用された場合
は、隣接チャネル干渉の確率は、０．５％に低減するこ
とが示される。
【００７５】
【表３】 テーブル３ 再利用係数８を使用する全方向性セルに対
する様々なチャネル割当て法の性能
【００７６】申し出負荷が５８．５アーランに増加され
た場合（閉塞確率が２０％に増加された場合）は、チャ
ネルがランダムに割当てられたときの、隣接チャネル衝
突の確率は、９３％となり、隣接チャネル干渉の確率
は、１２．９％となることが示される。有向割当てが使
用された場合は、同一の申し出負荷に対して、隣接チャ
ネル衝突の確率は、９３％にとどまり、隣接チャネル干
渉の確率は、１２．８％となる。予測されるように、有
向割当ての効果は、輻湊時には低減する。また、パワー
制御がユーザマッチングと共に使用された場合は、隣接
チャネル干渉の確率は、２．８％に低下ことが示され
る。
【００７７】上の結果は、１１ｄＢのパワーレンジを使
用した場合に対するものである。図１２には隣接チャネ
ル干渉の確率がパワー制御レンジの関数としてプロット
されているが、これから、この１１ｄＢの値が、セル当
たり４０．３アーランの申し出負荷に対して、最も低い
隣接チャネル干渉確率を与えることがわかる。
【００７８】II．結論 ここでは、隣接チャネル干渉を管理するための複数の新
規の方法論について開示された。これら方法、およびこ
れらの組合せは、固定的なあるいはフレキシブルな、そ
して、規則的なあるいは不規則的な全てのチャネル割当
てに対して採用することが可能である。さらに、これら
方法は、全てのチャネル化されたシステムに対して、そ
れらが、周波数分割多重アクセスを採用するか、周波数
分割／時間分割ハイブリッドアクセスを採用するかに関
係なく適用することができる。
【００７９】上で説明されたように、ここに開示された
これらさまざまな方法は、互いに簡単に組み合わせて使
用できるのみか、参照として示された関連する特許出願
において開示されている発明の実施例と組み合わせて使
用することも可能である。ここに開示される複数のチャ
ネル割当て方法論間の相乗効果の潜在能力をさらによく
示すための例として、セクタ化されたセルと全方向性の
セルの混合から構成される不規則的なグリッドを使用す
るセルラシステムが、一様でないトラヒック分布を持つ
場合を取り上げて説明することができる。目的は、隣接
チャネル制約を満足させる最適な不規則的なチャネル割
当てを見つけることにある。このために、まず最初に、
奇数／偶数セル指定法（参照の関連する特許出願、M.Be
nveniste-7において開示）が、セル内の隣接チャネル制
約を満足させるために使用され、次に、混合型パワー制
御と有向割当てを併用する方法によって、隣接セル間の
隣接チャネル干渉が低減される。さらに、垂直チャネル
セット構成法（参照の関連する特許出願、M.Benveniste
-7において開示）によって、同一セルの複数のセクタが
隣接チャネルを使用しないことが確保され、最後に、セ
ルの奇数／偶数指定およびセクタの方位に従ってチャネ
ルを使用する任意のチャネル借用スキーム（channel bo
rrowing scheme）が使用され、これらの組み合わされの
結果として、隣接チャネル制約に違反しない動的なチャ
ネル割当てが達成される。
【００８０】本発明の現在の実施例が詳細に説明された
が、これらに対して様々な変更、代替、置換を行なうこ
とが、付録の特許請求の範囲によって定義される本発明
の精神および範囲から逸脱することなしに可能であるこ
とを理解されるべきである。
【００８１】
【脚注】脚注１ 図１に示されるセルの六角形状は、作図上の便宜のため
に使用されることに注意する。このような六角セル表現
は、これがセルに対する理想的なパワーカバーエリアで
ある円形形状に接近するために採用される。ただし、こ
の円形形状を使用した場合は、重複エリアが発生し、サ
ービスを受けるエリアの図面が不鮮明となる。一方、便
宜的な六角形状のセルを使用した場合は、サービスエリ
アを表す複数のセルを、セル間のギャップおよび重複無
しに示すことができる。脚注２ 勿論、後に詳細に説明されるように、無線通信技術分野
での比較的最近の進展を表すフレキシブルなチャネル割
当て方法論は、通常、セル内の固定的でないチャネル割
当てを伴う。脚注３ これら従来のアプローチは、以下の参照文献において見
ることができる： 脚注４ 勿論、アップリンクに対するパワー制御を、他の目的に
対して要求される場合は、ｌM とセル境界の間で適用す
ることもできる。ここでのポイントは、アップリンクに
対するパワー制御は、隣接チャネル干渉を管理する目的
に対しては必要でないということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線セルラ通信システムに対する規則的なセル
構成のを示す略図である。
【図２】再利用係数７に基づくセクタ化されたセル構成
を示す図である。
【図３】無線セルラ通信システムの主要な要素およびこ
れら要素間の典型的な相互接続を示すブロック図であ
る。
【図４】フレキシブルなチャネル割当て方法論が採用さ
れる場合の、無線チャネルの、無線セルラ通信システム
の様々なセルへの、割当てを制御するためのデータ処理
システムを示すブロック図である。
【図５】基地局を含む単一のセル、サービスを受ける加
入者局、および干渉加入者局の、互いの、および基地局
との間の、様々な位置関係を簡略的に示す図である。
【図６】各々が一つの基地局を持つ二つの隣接セル、サ
ービスを受ける加入者局、および干渉加入者局の、互い
の、および基地局との間の、様々な位置関係を簡略的に
示す図である。
【図７】本発明の混合型パワー制御方針をグラフ的に示
す図である。
【図８】本発明の有向割当て方法論の一例を示す図であ
る。
【図９】隣接セル内の干渉のない領域を示す図である。
【図１０】本発明の混合型パワー制御と有向割当てを併
用する方法論の適用を示す図である。
【図１１】Ｎ＝８の全方向性セル構成を示す図である。
【図１２】本発明の混合型パワー制御と有向割当てを併
用する方法論に対するパワー制御レンジの関数としての
隣接チャネル干渉の確率を示す図である。
【符号の説明】
Ｍ1 ユーザ ｌm 半径 Ｘk パワーレンジ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （第一の）複数のセルに分割されたサー
    ビスエリアを持つ無線通信網内の干渉を管理する方法で
    あって、第二の複数の通信チャネルが前記の（第一の複
    数の）セルの間に割当てるために利用でき、この方法
    が：前記の利用可能なチャネルのおのおのに少なくとも
    二つの互いに素なカテゴリの一つに対応するラベルを割
    当て、これによって二つの隣接チャネルが同一のカテゴ
    リにてラベルされないようにするステップ；各セルが共
    通のラベルを割当てられたチャネルを使用するようにす
    るステップ；および各セル内のユーザにチャネルをパワ
    ー制御の適用との関連で割当てるステップを含み、ここ
    で、高パワーユーザが、前記の第一のラベルを持つセル
    内の低い番号のチャネルに、そして、第二のラベルを持
    つセル内の高い番号のチャネルに割当てられることを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記の割当てステップがチャネルを各セ
    ル内のユーザに、各ユーザのサービスを提供している基
    地局からの距離の降順に、前記の第一の互いに素なカテ
    ゴリに対応するラベルを持つセルに対しては前記のセル
    のユーザが利用可能な最も低い番号のチャネルに割当て
    られ、前記の第二の互いに素なカテゴリに対応するラベ
    ルを持つセルに対しては前記のセルのユーザが利用可能
    な最も高い番号のチャネルに割当てられるという制約の
    下に、割当てるように動作することを特徴とする請求項
    １の干渉を管理する方法。
  3. 【請求項３】 前記の利用可能なチャネルにラベルを割
    当てるステップが、前記の利用可能なチャネルを複数の
    チャネルセットの間に、各セットに前記の少なくとも二
    つの互いに素なカテゴリの一つに対応するラベルが割当
    てられ、これによって隣接チャネルを持つ二つのセット
    が同一のカテゴリにてラベルされないように分配するこ
    とによって遂行されることを特徴とする請求項１の干渉
    を管理する方法。
  4. 【請求項４】 前記の各セルが共通のラベルを割当てら
    れたチャネルを使用するようにするステップが、前記の
    各セルが共通のラベルを割当てられた前記のチャネルセ
    ットの一つあるいはそれ以上からのみ選択されたチャネ
    ルを使用するようにすることによって遂行されることを
    特徴とする請求項３の干渉を管理する方法。
  5. 【請求項５】 パワー制御が、中央送信位置から移動ユ
    ニットに向けての送信（以降“ダウンリンク送信”と呼
    ばれる）に対しては、前記の中央送信位置からある半径
    距離を超えて位置する移動ユニットのみに適用され、前
    記の半径距離が許容可能なレベルの干渉が達成されるよ
    うに決定されることを特徴とする請求項１の干渉を管理
    する方法。
  6. 【請求項６】 パワー制御が、移動ユニットから中央送
    信位置に向けての送信（以降“アップリンク送信”と呼
    ばれる）に対しては、前記の中央送信位置からある半径
    距離以内に位置する移動ユニットのみに適用され、前記
    の半径距離が許容可能なレベルの干渉が達成されるよう
    に決定されることを特徴とする請求項１の干渉を管理す
    る方法。
  7. 【請求項７】 セル内のチャネル割当てが、移動ユニッ
    トが前記のセルから出たときに、前記の請求項の方法論
    に従って再構成されることを特徴とする請求項２の干渉
    を管理する方法。
  8. 【請求項８】 （第一の）複数のセルに分割されたサー
    ビスエリアを持つ無線通信網内の干渉を管理する方法で
    あって、第二の複数の通信チャネルが前記のセル間に割
    当てるために利用可能であり、この方法が：中央送信位
    置からサービスされる移動ユニットに向けて、あるいは
    移動ユニットからの送信に対して、以下の制約に従って
    パワー制御を適用するステップが含まれること、つま
    り：中央送信位置から移動ユニットに向けての送信
    （“ダウンリンク”）に対しては、前記のパワー制御が
    前記の中央送信位置からある半径距離を超えて位置する
    移動ユニットのみに適用され；移動ユニットから中央送
    信位置に向けての送信（“アップリンク”）に対して
    は、前記のパワー制御が、前記の中央送信位置からある
    半径距離以内に位置する移動ユニットのみに適用され；
    ここで、前記の各半径距離が、許容可能なレベルの干渉
    が達成できるように決定されることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 無線通信網内の干渉を管理するためのモ
    デルを含むように製造されたメモリ手段であって、この
    モデルが、本質的に図１の干渉を管理するための方法の
    各ステップを遂行することを特徴とするメモリ手段。
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