JPH09506756A - マイクロセルラ無線通信システムにおける無線周波数チャネル選択方法 - Google Patents

マイクロセルラ無線通信システムにおける無線周波数チャネル選択方法

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JPH09506756A JP8528723A JP52872396A JPH09506756A JP H09506756 A JPH09506756 A JP H09506756A JP 8528723 A JP8528723 A JP 8528723A JP 52872396 A JP52872396 A JP 52872396A JP H09506756 A JPH09506756 A JP H09506756A
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マドハバペディ・セシャギリ・アール
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ウィルホフ・スティーブン・ジェイ
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Abstract

(57)【要約】 マイクロセルラ無線通信システム(マイクロシステム)は、同じ近隣のセルラ無線システム(マクロシステム)内で使用するために割り当てられた無線周波数チャネルを再使用するように構成される。このマイクロシステムは、マイクロシステムのいかなるマイクロセル内でも現在使用中である各周波数チャネルのリスト(52)を保持する。マイクロシステムの各マイクロセルでは、信号特性、例えば、各周波数チャネルの受信信号強度は、チャネルがマイクロシステムのいかなるマイクロセル内でも現在使用中でない場合、繰り返して測定され、測定結果は、そのマイクロセル内の周波数チャネルの好ましいセットの再使用のための長期統計的な優先度(60)を決定するために、セルスペクトルスカベンジャ(56)によって使用される。各マイクロセルに関しては、セルスペクトルマネージャ(58)が、チャネルがいかなる他のマイクロセル内で現在使用中であるか否かにかかわらず、マイクロセルに対する信号特性の頻繁な測定結果に応じて実際に使用するための短期順序を好ましいセット内の周波数チャネルに与える。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 マイクロセルラ無線通信システムにおける無線周波数チャネル選択方法 技術分野及び産業上の利用分野 本発明は、マイクロセルラ無線通信システムに関し、特に、少なくとも一部は 、無線周波数チャネルが割り当てられている従来のセルラ無線通信システム(こ こでは、マクロシステムと呼ばれる)の信号カバレージエリア内にあるマイクロ セルラ無線周波数システム(ここでは、マイクロシステムと呼ばれる)のマイク ロセル内で使用するための無線周波数チャネルを選択する方法に関するものであ る。 背景技術 固定及び/又は移動通信端末(例えば、電話トランシーバ)と、マクロシステ ムのために割り当てられた周波数スペクトル内の割り当てられた送信無線周波数 及び受信無線周波数で作動する固定無線送信機ユニット及び固定無線受信機ユニ ット又はトランシーバとの間で無線通信を実現できるセルラ無線通信システム( マクロシステム)を提供することは周知である。このトランシーバは、その範囲 内でマクロシステムが作動する地理学的に役に立つ領域を集合的に形成する地理 学上のセル内にある。 マクロシステムの各セルは、例えば、マクロシステムに応じて静的に又は動的 に、割り当てられた周波数スペクトルにおいて全部で400チャネル以上の中か ら約50〜60チャネル(より詳細には、関連無線周波数チャネルの50〜60 対、各対の一方の周波数は信号送信のためのものであり、各対の他方の周波数は 信号受信のためのものであり、一般的には、各対の周波数は例えば40MHzの 固定周波数差を有している)を割り当てることができる。隣接セルは、一般的に は、周波数スペクトル内の異なるチャネル群を割り当てられ、チャネルはマクロ システムを通じて異なる非隣接セルで再使用されている。 このようなマクロシステム内で又はこのようなマクロシステムと地理的に重な り、それの各々がマクロシステムとは独立していてもよいが、マクロシステムに 割り当てられている同一無線周波数チャネルの中の少なくともいくつかを再使用 することができる1つ以上(あるいは多数の)マイクロセルラ無線通信システム を提供することは望ましいことである。例えば、住宅用建物又は商業用建物内で 、建物の居住者と無線通信を実現できるようにマイクロシステムを配置すること は望ましいことであり、これらの通信は、マクロシステム及びそのプロバイダと は完全に異なった私設通信システム(例えば、構内電話交換機、すなわちPBX )によって処理することができる。しかし、建物の外(及び多分内も)のマクロ システムとの無線通信及び建物内のマイクロシステムとの無線通信の両方のため に同一の移動端末を使用できることは、これらの居住者にとっても望ましいこと である。さらに、建物の外と内の間での移動端末の移動中、マクロシステムとマ イクロシステムとの間の通信のチャネル切り換えができることを望むことができ よう。 これらの目的を達成し、同時に、マイクロシステムの動作がマクロシステムの 動作を妨害せず、マクロシステムの動作によって妨害されるべきでない必要条件 を満たすために、マイクロシステムがいつでも使用できるチャネルを決定するこ とはマイクロシステムにとっては必要なことである。マクロシステム及びマイク ロシステムの両方のためのトラフィック容量に対する予測増加要求を満たすため には、有用であるとマイクロシステムによって認定されたチャネルは有効的な方 法で使用することも望ましい。さらに、マイクロシステムによるチャネルの決定 及び再使用は、自動的で、マイクロシステムの簡単な取り付け及び時間中変化す る動作に対して適応性があることは望ましい。 本発明の目的はこれらの要求を容易に満たすマイクロシステムを提供すること にある。 発明の開示 一つの態様によると、本発明は、セルラ無線通信システム(マクロシステム) のセル内で使用するために割り当てられ、そのマクロシステムの近隣のマイクロ セルラ無線通信システム(マイクロシステム)のマイクロセル内で使用するため の、無線周波数チャネルを選択する方法において:前記マイクロシステムのマイ クロセル中で現在使用中である各周波数チャネルを、前記マイクロシステム中で 識別するステップを有し、かつ前記マイクロシステムの各マイクロセルに対して :前記チャネルが前記マイクロシステムのいかなる前記マイクロセル内でも現在 使用中であると識別されないとき、各周波数チャネルの前記マイクロセルのため の信号特性を測定するステップと、前記信号特性の反復測定結果に応じて前記マ イクロセルで周波数チャネルの使用のための統計的な優先度を決定するステップ と、前記統計的な優先度に従って前記マイクロセルで使用するための周波数チャ ネルを選択するステップとから構成される。 本発明の他の態様は、各マイクロセルに対して、周波数チャネルのための信号 測定を実行するステップを含み、周波数チャネルセットから、マイクロセルラ無 線通信システムの複数のマイクロセル内で使用するための無線周波数チャネルを 選択する方法において:さらに、各マイクロセルに対して、前記マイクロシステ ムのいかなるマイクロセル内でもチャネルが使用中でない場合、各周波数チャネ ルに対して実行される信号測定結果に応じて前記マイクロセル内で使用するため の好ましい周波数チャネルのセットを決定するステップと、周波数チャネルが前 記マイクロシステムのいかなるマイクロセル内で現在使用中であるか否かにかか わらず実行される信号測定結果に応じて前記好ましい周波数チャネルのセットか ら前記マイクロセル内で使用するための周波数チャネルを選択するステップとを 含むように構成される。 本発明のさらに他の態様は、マイクロセルラ無線通信システム(マイクロシス テム)と同じ近隣のセルラ無線通信システム(マクロシステム)のセル内で使用 するために割り当てられた無線周波数チャネルを再使用し、かつ複数の周波数チ ャネルが前記マイクロシステムの各マイクロセル内で使用可能であるように選択 されたマイクロシステム中で、各マイクロセル内で使用するための選択周波数チ ャネルを割り当てる方法において:前記チャネルが前記マイクロシステム内で現 在使用中であるか否かにかかわらず各選択周波数チャネルの受信信号強度を前記 マイクロセル内で繰り返し測定するステップと、比較的高い最新の測定受信信号 強度を有するが前記マイクロセル内で使用するために好ましくない前記選択周波 数チャネルの使用のための優先度を、前記受信信号強度の最新測定結果に応じて 決定するステップと、前記決定された優先度に従って前記マイクロセル内で使用 するための前記選択周波数チャネルを割り当てるステップとからなるように構成 される。 図面の簡単な説明 本発明は、添付図面に関する下記の説明からさらに理解される。 図1は、セルラ無線通信マクロシステム及びセルラ無線通信マイクロシステム の公知の配置を概略的に示している。 図2は、マイクロシステムをより詳細に概略的に示している。 図3は、本発明の実施例を実施する際に使用される手順及びリストを示してい る。 図4、図5、及び図6は、マイクロシステムのマイクロセルのためのセル資源 マネージャ(CRM)手順、セルスペクトルスカベンジャ(CSS)手順及びセ ルスペクトルマネージャ(CSM)手順をそれぞれ示す単純化フローチャートで ある。図7は、マイクロシステムのマイクロセル内で再使用するための選択され たマクロシステムチャネルを配列するために使用された手順のステップを示すフ ローチャートである。 本発明を実施するためのモード 図1を参照するに、公知のマクロシステムは、地理学上のセル12の中にセル サイト装置10を備えている。同様な装置(図示せず)が、一般加入電話網(P STN)に接続する移動電話交換機(MTX)14によってサービスされている 地理学上の領域内の複数の隣接の地理学上のセル12aの各々にも備えられてい る。セル12、12aは、同じ大きさの隣接する重なっていない六角形領域を示 す破線で図1に概略的に示されているが、セルは、より一般的には、ローカル信 号状態によって決定されるような無限の境界及び重なっている境界を有する異な る形状及び大きさのものである。 各セル12内のセルサイト装置10は、統合セルサイト遠隔モジュール(IC RM)16とその一つが22で示される移動電話端末(MT)との無線通信のた めのアンテナ装置20を有する複数の無線送受信ユニット、すなわちトランシー バ(TR)18とを備えている。各ICRMは、MTX14と多重通信するため のワイヤード結線24を有している。 図1は、例えばマクロシステムセル12内の建物の中にある地理学上の領域2 8内で無線通信を提供するために役立つマイクロシステム(MS)26も概略的 、かつ一般的に示されている。マイクロシステム26は、下記により詳細に記述 される。ただ一つのマイクロシステム26が図1に示されているけれども、各々 がそれ自身の地理学上の領域28を有する1つ以上のセル12及び12a内には 多数のこのようなマイクロシステムがあってもよい。 セルサイト装置10及びMTX14の配置及び動作は、セルラ電話システム技 術においては周知であるので、ここではさらに記述されない。例として、これら のユニットは、望ましくは、エス・バーバー他(S.Barber et al)著の論文「デ ュアルモードシステムは緩やかな発展経路を実現できる(Dual-Mode System Pro vides Smooth Evolution Path)、Telesis、第94号、1992年7月、第35 ページ〜第51ページに記載されている形式のものであることが確認されていて 、TR18は、それぞれアナログ又はディジタルのMT22と通信するためにア ナログモード又はディジタルモードのいずれかで作動されている。その論文にも 説明されているように、各TR18は、制御チャネル又は情報チャネルを提供す るか、又は後述するように、無線周波数チャネルの信号強度を測定するために使 用 されているロケート受信機として作動するように制御することができる。 図2に示されるように、各マイクロシステム26は、マイクロシステム移動性 制御プロセッサ(MS MCP)30と、LAN(ローカルエリアネットワーク )34を介して相互に接続されている少なくとも一つのマイクロシステムゾーン コントローラ(MS ZC)32と、各々がMS ZCに接続されたマイクロシ ステムのそれぞれのマイクロセル38の中にあり、かつそれぞれのアンテナ装置 40を有する複数のマイクロシステム基地局36とを備えている。MS MCP 30は、例えば、直列データリンク42を介して図1に示されたMTX14又は PABX(構内自動交換機(図示せず))に接続されている。各基地局36は、 前述したような1つ以上のTR18(図2に図示せず)を備えている。マイクロ セル38は、マイクロシステム26の地理学上の領域28を集合的に構成する。 MS MCP30及びMS ZC32はともに、OA&M(操作、管理、及び 保守)、LAN34の管理のような機能と、マイクロシステムにおける移動端末 と通信するための移動性管理機能と、MSベースステーション36のTR18間 の移動端末のチャネル切り換えと後述する本発明による周波数チャネル選択とを 含む呼管理機能とを提供する。 本発明の背景で説明されているように、マイクロシステム26は、マクロシス テムに割り当てられるが、マクロシステムによって局部的に使用されていない周 波数チャネルを再使用する。例えば、マクロシステムセル12におけるマイクロ システム26の地理学上の領域28内で、隣接マクロシステムセル12aにおけ るマクロシステムによって使用中である周波数チャネルの多くは、十分小さい信 号強度を有することができるので、マクロシステムとマイクロシステムとの間で 混信もなく、比較的低いが領域12内の十分な信号強度でマイクロシステムによ って使用することができる。このように使用することができる周波数チャネルを 決定することは、周波数チャネルによる信号強度の初期決定ばかりでなく、時間 中のマクロシステムによる信号状態及び周波数使用の高速変化の可能性を考慮し て信号強度を連続監視することを必要とする。 この連続監視は、マイクロシステム26そのものによる周波数チャネルの実際 の再使用、並びにマクロシステム内、例えば、同じマクロシステムセル12内の 隣接した建物内の他のマイクロシステムによる同一の周波数チャネルの再使用の 可能性も考慮しなければならない。マイクロシステムによる周波数チャネルの必 然的な採用は、可能な変化状態と、マクロシステムサービス領域内の多数のマイ クロシステムの全容量を増すための周波数チャネルの有効な再使用とに対する高 速な応答を有しなければならない。 これらの機能は、多分、図3を参照して後述の手順及び周波数チャネルリスト を使用して、LAN34に接続された他の関連計算資源(図示せず)とともにゾ ーンコントローラ32で行われている。 図3は、破線48の上に、マイクロシステム26の全てのセルに共通である要 素を示していて、これらの要素は、呼処理モジュール(CPM)50及びマスタ チャネルリスト(MCL)52とを含んでいる。図3はまた、ライン48の下に 、マイクロシステムの各マイクロセル38に対して個別に分離して備えられてい る要素を示す。一つのマイクロセル38に対する要素だけが図3に示されていて 、これらの要素は他の各マイクロセル38に対してまったく同じように再現され ている。これらの要素は、各マイクロセル38に対して、セル資源マネージャ( CRM)54と、セルスペクトルスカベンジャ(CSS)56と、セルスペクト ルマネージャ(CSM)58と、セルチャネルリスト(CCL)60とを備えて いる。CRM54、CSS56、及びCSM58は、ゾーンコントローラ32の 1つ以上のプロセッサ又は下記に詳述するようにCCL60を形成、保持するた めの関連計算資源で実行する手順である。この目的のために、これらの手順は互 いに、またMCL52と通信し、CRM54は、これらの要素間の矢印線で示さ れるようにCPM50と通信する。また一方、これらの手順は各マイクロセル3 8に対して備えられ、単一のプロセッサで全て実行できるけれども、各マイクロ セルに対する手順は別個であり、他の各マイクロセルに対して手順から分離して いることを強調している。 CPM50は、マイクロシステム26内の呼を処理するために公知のように作 動し、CRM54とのインタラクションを除いてはそれ以上記述されていない。 MCL52は、マイクロセル38のどれかにおけるマイクロシステム26によっ て現在使用されている周波数チャネルの全てのリストを保持するために後述のよ うに更新される。 CPM54は、資源、特に、CRM54が備えられているそれぞれのマイクロ セル38のTR18の動作及びTR18に割り当てられた周波数を管理するのに 役立つ。図4は、下記に詳述されるように、CRM54の動作を示すフローチャ ートである。 CSS56は、マイクロシステム26が使用でき、CCL60を形成、更新す るためにこれらの測定に基づいて統計的分析を実行できる周波数チャネルの全て に対してそれぞれのマイクロセル38内の信号の長期測定結果を収集する。CC L60は、3つのカテゴリに分類されたこれらの周波数チャネルの全てのリスト 、又は図3に示されたようなチャネルの好ましいセット、対象セット及び残留セ ットであるセットを含んでいる。これらはさらに後述される。CSSはまた、C CL60内の対象セット及び残留セットのリストを配列するのに役立つ。下記に 詳述された図5は、CSS56の動作を示すフローチャートである。 CSM58は、CCL60内の好ましいセット内にある周波数チャネルのため のそれぞれのマイクロセル38内の信号の短期測定結果又は頻繁な測定結果を収 集し、マイクロシステムによる周波数チャネルの有効な再使用を推進するために 、それぞれのマイクロセル38内で使用するための好ましいチャネルのセットの 所望の順序を保持する。CSM58は、チャネルがそれぞれのマイクロセル38 内で使用するのが望ましくなくなる場合、好ましいセットから対象セット又は残 留セットにチャネルを降格させるのにも役立つ。下記に詳述された図6はCSM 58の動作を示すフローチャートである。 CRM手順、CSS手順及びCSM手順を詳述する前に、これらの手順の機能 及び目的の概要を述べることは有用である。基本的目的は、それぞれのマイクロ セル38で使用されるべきこれらのチャネルをCCL60内の好ましいチャネル のセットに含むことにあり、かついつもその好ましい使用の順序を識別すること にある。好ましいセット内にあるチャネルは、例えば、マクロシステム内の周波 数チャネルの使用や他のマイクロシステムの配置を変え、信号状態を変えること によって時間中切り換えることができる。すなわち、通常(セル12、12aへ のチャネル割り当てが動的であるよりもむしろ固定されているマクロシステムに おいては)これらの変化は遅い。これらの変化は、CSS56によって長期にわ たって測定され、各チャネルに対する測定結果は、(このような使用が測定結果 を変えるために)チャネルがマイクロシステムにおいてどこでも使用されていな い場合、実行されるだけである。 好ましいセット内でのチャネルの使用のための好ましい順序は、例えば、マイ クロシステムの他のマイクロセル内でこれらの同一チャネルの使用によって(チ ャネルは、マイクロシステムにおける異なるマイクロセル38のためのCCL6 0の好ましいセットに含むことができ、いくつかのマイクロセル内で使用するた めに好ましいが、チャネルがマイクロセルの中の一つで使用されるや否や、他の マイクロセルにとっては好ましくなくなる)又は他の近くのマイクロシステムに おけるチャネルの使用によって急速に変えることができる。したがって、CSM 58は、好ましいセット内の現在のチャネルの好ましい順序をしばしば決定する 。 同時に、CRM54は、CSS56及びCSM58によってCCL60を保持 するための情報を収集することが必要とされるだけでなく、CPM50によって 決定されるようなMT22との間での呼の処理のためにも必要とされるセル資源 を管理する。 CCL60内のチャネルのセットは、異なる方法で決定することができるが、 便宜的には、後述されるようにチャネルの全ての測定結果からの長期統計データ はCCL60内のチャネルの全てを配列するために使用される。したがって、好 ましいセット及び対象セットは、各マイクロセル内で使用可能である最良チャネ ル及び次に最良のチャネルによって、各々の場合、例えば、これらの各セットに おいて32チャネルの所定最大数まで構成できる。他のチャネルはチャネルの残 留セットを構成する。残留チャネルの中のいくつかはおそらくそれぞれのマイク ロセル内で有用であることもあるけれども、必要とされるチャネル測定資源を減 少するためにこのセット内の所定の最大チャネル数だけ対象セットから除外され 、残留セット内のチャネルに関する測定は、さらに後述されるように、対象セッ ト内のチャネルに関する測定ほど頻繁には実行されていない。好ましいセット及 び対象セットの各々における所定の最大チャネル数は、便宜的にマイクロセル内 のTR18の数の約2倍、例えば、マイクロセルの中の16のTR18に対して 前述のように32であるように選択される。 CRM54手順、CSS56手順、及びCSM58手順の下記の詳細な説明で は、図4、図5、及び図6のブロックの参照番号は、説明の流れを損なうことな しにこれらの図への参照を容易にするために括弧の中に示されている。 図4を参照するに、CRM54は、CPM50、CSS56、又はCSM58 からのメッセージを最初に待つ(7O)。新しい呼が到達すると、マイクロセル 内のアクティブチャネル上で空きタイムスロットがあるならば、CPM50はこ の呼をこのタイムスロットに割り当てる。さもなければ、CPM50は新しい呼 メッセージをCRM54に送信し(72)、マイクロセルの中で使用可能なアイ ドルTR18があるか否かを応答中決定する(74)。アイドルTR18がある ならば、CRMは、CCL60の中の好ましいセットの最上部からの現在最も好 ましいチャネルをこのTR18に割り当て(76、接続点1を介して)、したが ってMCL52を更新する。換言すると、CRM54は、このチャネルが現在マ イクロシステム26で使用中であることを指示するためにこのチャネルをMCL 52に付加する。次に、CRMは、CPM50にメッセージを送信し(78)、 割り当てられたTR18のID及び周波数チャネルをCPM50に知らせ、その 待機状態(70)に戻す。いかなるTR18もアイドル(74)でないならば、 CRMは、この趣旨のメッセージをCPM50に送信(80)し、その待機状態 (70)に戻す。新しい呼は、この場合、CPM50によって遮断される。 TR18が非アクティブになる呼の終了に応じて、CPM50は、TR18を 解放(84)するCRM54に解放メッセージ(82)を送信し、したがってM CL52を更新する。すなわち、CPM50は、このTRに割り当てられる周波 数チャネルを、マイクロシステムにおけるいかなる所での使用中のチャネルのリ ストからも取り除く。次に、CRM54は、後述されるような測定が行われるべ きかどうか、すなわち、これも後述の優先順位リストが空であるか否かを決定す る(85)。いかなる測定も行われるべきでない場合、すなわち、優先順位リス トが空である場合、CRM54はその待機状態(70)に戻す。測定が行われる べきである場合、すなわち、1つ以上のチャネルが優先順位リストの中で識別さ れるが、測定を行うための使用可能ないかなるTR18もないために測定が防止 される場合、新しい非アクティブなTR18が、この目的のためにおそらく使用 可能であり、したがって、後述のブロック90に対して分岐が行われる。 CRM54はCSS56及びCSM58から測定リクエスト(86)も受信す る。これらのリクエストは、測定が行われるべき周波数チャネルを識別する。測 定リクエストに応じて、CRMは、測定されるべきチャネルの優先順位リクエス トの中で測定されるべきチャネルのID(すなわち、チャネル番号)を挿入する (88)。最高の優先順位は、CCL60の好ましいセット内の周波数チャネル の測定のためのCSM58からのリクエストに与えられる。例えば、上記に示さ れたような好ましいセットの中の32のチャネルまでの場合、測定が、好ましい セット内の各チャネルに対して10秒ごとにCSM58によってリクエストする ことができる。これらのチャネルの番号は優先順位リストの始めに挿入される。 CSS56は、例えば、上記に示されたような対象セット内の32のチャネルま での場合、対象セット内のチャネルの測定ほどあまり頻繁にはリクエストできな く、測定は、各チャネルに対して、16秒ごとにCSS56によってリクエスト することができ、次に、これらのチャネルの番号は優先順位リスト上に載せられ る。CSS56は、より長い期間で、例えば、残留セット内の各チャネルの測定 も300秒毎にリクエストすることができ、これらのチャネルの番号は優先順位 リストの終わりに挿入される。 CRM54は、それぞれのマイクロセル内で使用可能なアイドルTR18があ るか否かを決定する(90)。このTR18がないならば、この時点でいかなる 測定も実行できないで、CRM54はその待機状態(70)に戻す。マイクロセ ルで使用可能なアイドルTR18があるならば、CRMは、これが受信信号強度 (RSS)を測定するためのそのロケート受信機(LCR)モードであるかどう かを決定し(92)、またもしマイクロセルで使用可能なアイドルTR16がな いならば、CRMがTR18をLCRモードに切り換える(94)。次に、CR MはこのTRに、優先順位リスト内の次のチャネルに同調するよう、またマイク ロセル内のそのチャネルのRSSを測定するよう指示し(96)、測定の結果を 待機する(98)。 LCRモードのTR18からの測定メッセージを受信する(100)と同時に 、CRM54は、測定が関連している周波数チャネルがMCL52の中にあるか 否か、したがってこのチャネルがマイクロシステムによって現在使用中であるか 否かを決定する(102)。チャネルがMCL52の中にないならば、測定は、 外部作用、例えば、マクロシステム又は他のマイクロシステムによるチャネルの 使用、及びチャネルに対する雑音又は混信から生じる、チャネルに対する信号状 態の有効な測定である。この場合、CRM54は、後述されるようなその長期統 計データに組み込むために測定及びチャネル番号を含むメッセージをCSS56 に送信する(104)。チャネルがMCL52の中にあるならば、すなわちチャ ネルがマイクロシステム26のどこかで現在使用中であるならば、いかなる測定 メッセージもCSS56に送信されない。このように、それぞれのマイクロセル に対してCSS56は、マイクロシステムのマイクロセルの中のどれかに対する 好ましいセットの中になく、したがってマイクロシステムによって使用中でない チャネル、及び1つ以上のマイクロセルに対する好ましいセットの中にあるが測 定の時点でマイクロシステムではどこでも使用されていないチャネルの測定結果 を供給される。時間の間中、これは、チャネルの全てのためのデータを各CSS 56に供給する。 CRM54は、測定が関連するチャネルがそれ自身のマイクロセルのためのC CL60内の好ましいセットの中にあるかどうかも決定し(106)、あるなら ば、このマイクロセルのために測定メッセージをCSM58に送信する(108 )。したがって、CSM58は、そのマイクロセルに対する好ましいセットの中 のチャネルの全てに対する測定結果を(その測定リクエストの頻度及び優先順位 のために)頻繁に供給される。次に、CRM54は、優先順位リクエストの終わ りに到達したかどうかを決定する(110)。もし到達したならば、待機状態( 70)に戻りが行われ、もし到達しないならば、優先順位における次のチャネル の測定が前述のように指示される(96)。 CRM54がLCRモードのTR18による測定を待っている(98)間、マ イクロセルで処理される新しい呼がCPM50によって受信され、アクティブチ ャネル上にこの呼を収容するためのいかなる空きタイムスロットもない場合には 、CPM50は新しい呼のメッセージ(112)をCRM54に送信する。CR M54は、マイクロセル内にアイドルTR18があるか否かを決定し(114) 、あるならば、前述のように、最も好ましいチャネルをこのTRに割り当て(7 6)、MCL52を更新し、メッセージをCPM50に送信する。次に、測定状 態を待機する(98)ための戻り(図4に図示せず)が行われる。CRM54が 、マイクロセル内のいかなるTR18もアイドルでないことを決定する(114 )ならば、測定処理を打ち切り、この呼に優先順位を与える。したがって、CR M54は、測定を停止(116)し、測定のために使用されているTR18をそ のLCRモードからその音声チャネル(VCH)モードに切り換え、次に、最も 好ましいチャネルをこのTRに割り当て(76)、MCL52を更新し、メッセ ージをCPM50に送信し、待機状態(70)に戻す。 次に、図5を参照すると、CSS56は、最初に、測定時間(122)又は更 新時間(124)を指示するタイマ(図示せず)からのメッセージ又はCRM5 4からの測定メッセージ(126)を待つ(120)。上記に示すように、測定 時間は、対象セットの中の各チャネルに対しては例えば16秒毎に、残留セット の中の各チャネルに対しては300秒毎に発生することができる。測定されるべ きCCL60の中の対象セット又は残留セットの各チャネルを識別する測定時間 メッセージ(122)に応じて、CSS56は、前述のように測定リクエストに 優先順位を付け、測定リクエストを処理するCRM54に(図4の(86)で受 信される)測定リクエストを送信する(128)。例えば、1時間毎に発生する か又はそれ以上間隔を置いて発生する更新時間メッセージ(124)に応じて、 CSS56は、後述するような統計的分析(130)及び結果として生じるCC L60の配列を実行する。例えば、後述するように、チャネルの好ましいセット から残留セットへの降格の結果として、好ましいセット及び対象セットの中のチ ャネルの更新が要求される場合、代わりに、更新時間メッセージをCSS56に 供給することができる。CRM54からの(図4の(104)で送信された)測 定メッセージ(126)に応じて、CSS56は、後述するような測定チャネル のためのデータマトリックスを更新する(132)。測定リクエストの送信(1 28)、統計的分析の実行、及びデータマトリックスの配列(130)又は更新 (132)の後に、CSS56は待機状態(120)に戻る。 各周波数に対する各測定は、測定時間でチャネルの受信信号強度、すなわち受 信信号電力を決定する。前述の記載から分かるように、時間中、周波数チャネル の全ての電力レベルは、CCL60内のその位置に関係なく、各マイクロセル内 で測定され、CSS56に供給される。各周波数チャネルに関しては、CSS5 6は、それに供給さた測定結果から、所定の期間中、例えば1時間、そのチャネ ルに対してマイクロセルの中で測定されたピーク電力を決定し、これを上記で参 照したデータマトリックスに記憶する。したがって、記憶されたデータは、毎日 の異なる時間又は周期に対する測定を含み、毎日の周期で変えることができるチ ャネル測定を受け入れることを可能にする。連続する所定の期間内に、CSS5 6は、各チャネルに対する一連のピーク電力をデータマトリックスに累積する。 結局、最も古いデータはより新しいデータによって上書きされる。各チャネルの ピーク電力が蓄積されるのは、マイクロシステムがそれぞれのマイクロセルの中 のチャネルを使用するとしたら受けることになるマイクロシステムの外部からの 可能な最悪の混信状態について、CSS56が適切な指示を与えるからである( チャネルがマイクロシステムで使用中でないとき、CSS56はチャネルに対す る測定結果を供給されているだけであることを忘れてはならない)。ピーク電力 に加えて、CSS56は、所定の期間中のマイクロセル内のチャネルに対する平 均電力及び最小電力のような更なる情報を、CCL60内のチャネルの順序を決 定する際の付加的使用のために記憶することができよう。 図5の分析・配列ステップ(130)に関しては、CSS56は各周波数チャ ネルに対して、チャネルをCCL60における好ましい順序に分類するために使 用するパラメータをデータマトリックスから決定する。例えば、このパラメータ は、便宜上、一日の関連時間又は期間の間、データマトリックスに記憶されたチ ャネルのピーク電力の特定の百分位数値、例えば、第95百分位数値であり得る 。第95百分位数値は、一日の関連時間又は期間の間、データマトリックスに記 憶されたピーク電力値の95%よりも大きく、かつデータマトリックスに記憶さ れたピーク電力値の5%よりも小さいピーク電力の値であり、データマトリック スに記憶された値から直接、CSS56によって決定することができる。この値 が小さければ小さいほど、周波数チャネルはそれぞれのマイクロセル内のマイク ロシステムによって使いやすくなる。したがって、CCL60の最上部にこのパ ラメータの最低値を有し、それによりチャネルの好ましいセットを形成するチャ ネルの場合、CSS56は、次に、このパラメータに従ってCCL60にこのチ ャネルを分類する。所定のしきい値よりも大きいこのパラメータの値は、このチ ャネルがマイクロセルでは使用できず、チャネルの残留セットの一部を形成する ことを示している。 その代わりに、CCL60内にチャネルを配列するための分類パラメータは他 の方法で計算することができる。例えば、各チャネルに対するピーク電力値が、 第95百分位数値がピーク電力値の合計及びピーク電力値の2乗の合計から計算 することができるガンベル累積分布関数を有するものと仮定することができる。 したがって、これらだけを各チャネルに対して記憶する必要があり、それによっ てデータマトリックスのデータ記憶要求を減少させる。 前述のようにCSS56手順の動作の最終結果は、それぞれのマイクロセルに 対するCCL60が最も好ましい又は最適のチャネルが、チャネルの好ましいセ ットに含まれて、長期統計データに基づいた順序でチャネルを列挙するために保 持されていることである。各CCL60内の最適なチャネルの一つがそれぞれの マイクロセル内で通信するのに必要な制御チャネルを提供するのに使用され、制 御チャネル周波数の選択が、異なるマイクロセルが互いの混信を避けるために別 々の制御チャネルを使用するように、ゾーンコントローラ32によって中央で決 定されていることがここでは注目される。制御チャネルは、チャネルの中の残り から分離され、呼のために使用されない。 次に、図6を参照するに、CSM58は、好ましいセットのチャネルを測定す るためめ測定時間(142)を指示するタイマ(図示せず)からのメッセージ、 又は更新メッセージ(144)、あるいはCRM54からの測定メッセージ(1 46)を最初に待つ(140)。上記に示されたように、測定時間は、好ましい セットにおける各チャネルに対して例えば、10秒毎に発生することが可能であ る。測定されるべきCCL60内の好ましいセットの各チャネルを識別する測定 時間メッセージ(142)に応じて、CSM58は、前述のようにリクエスト優 先順位を与え、それを処理するCRM54に(図4の(86)で受信された)測 定リクエストを送信する(148)。更新メッセージ(144)は、好ましいチ ャネルのセットに含まれているけれども、悪い品質の呼の履歴、例えば、低いC IR(搬送波対混信比)を有するものと認定される周波数チャネルを識別するた めに例えばCRM54によって供給することができる。更新メッヤージに応じて 、CSM58は、識別チャネルをチャネルの好ましいセットから対象セット又は 残留セットに降格することができ(150)、それを対象セット内の最適チャネ ルと取り換えることができる。したがって、CSM58は、降格チャネルをリス トの下部位置に移動させ、中間チャネルをリストの上に移動させることによって CCL60を部分的に再配列する。CRM54からの(図4の(108)で送信 された)測定メッセージ(146)に応じて、CSM58は、使用するための好 ましい順序でチャネルを保持するように好ましいセット内でチャネルを再配列す る(152)。測定リクエストを送信した後(148)、チャネルを降格し(1 50)、チャネルの好ましいセットを再配列し(152)、CSM58は待機状 態に戻る(140)。 好ましいセット内でのチャネルの再配列(152)は、上記に既に示すように 、それぞれのマイクロセル内でチャネルを使用するための短期順序を決定するの に役立つ。この順序は迅速に変えることができる。例えば、一つの周波数チャネ ルは、2つの異なるマイクロセルに対してチャネルの好ましいセットの最上部に ある。本チャネルが、これらのマイクロセルの中の第1のマイクロセル内で新し い呼を処理するために割り当てられるならば、他の(第2の)マイクロセル内の その測定信号強度(RSS)は急に増加し、本チャネルは、第2のマイクロセル に対するチャネルの好ましいセット内に1つのチャネルを残すけれども、第1の マイクロセル内でのその割り当て期間の間、第2のマイクロセル内では使用でき なくなる。したがって、第2のマイクロセルに対してCSM58は、本チャネル がもはや好ましくなくなるように、その好ましいセット内のチャネルを使用する 順序を急に変えなければならない。逆に、第1のマイクロセル内のチャネルの割 り当ての終わりに、第2のマイクロセル内のチャネルのRSSは急に減少し、こ のチャネルは再び第2のマイクロセルに対して好ましくなることが可能である。 したがって、CSM54からの測定メッセージに続くCSM58による好まし いセット内のチャネルの再配列(152)は、少なくとも主にチャネルの現RS S測定に基づいているパラメータに従って行われ、最も好ましいチャネルはこの パラメータの最小値を有する。図7に示されるような好ましいセット内での各チ ャネルに対する好ましい手順では、本パラメータは、チャネルに対する前の測定 結果よりも大きいか又は等しいならば、チャネルに対する最新のRSS測定結果 に等しい。このことによって、他のマイクロセル内で使用されるようになるチャ ネルの前述の状況の下では、本チャネルが好ましくなくなるように本チャネルに 対する本パラメータが急に増加することを確実にする。本チャネルに対する最新 のRSS測定結果が前の測定結果よりも小さい場合、本パラメータの急激な変化 はあまり望ましくない。この場合、本チャネルに対する本パラメータが、本チャ ネルに対するRSSの平均値の合計、及び本チャネルに対するRSS測定結果の 標準偏差のP倍に等しいものとして決定されることは都合がよいことである。こ の目的のために、CSM58は、マイクロシステムによって処理された呼の平均 長に関連して決定されたある期間、例えば50秒、にわたって累積された本チャ ネルに対するRSS測定結果の合計及び2乗の合計を、好ましいセット内の各チ ャネルに対して記憶することができる。 図7を参照するに、好ましいセット内のチャネルに対する各新しいRSS測定 結果が記憶される(ブロック160)。CSM58は、新しいRSS測定結果が 同一チャネルに対する予め記憶された測定結果よりも小さいかどうかをブロック 162で決定する。小さくないならば、すなわちRSSが一定か又は増加してい るならば、CSM58は、配列パラメータをブロック164で新しいRSS測定 結果に等しいものと設定し、それによって本パラメータは、これが増加する場合 、RSSに比例して増加する。新しい測定結果がブロック162で決定されたよ うな前の測定結果よりも低いならば、すなわち、RSSが減少しているならば、 ブロック166でCSM58は、これが測定されたRSSの減少よりもよりゆっ くりと減少するようにパラメータの新しい値を前述のように計算する。次に、C SM58は、ブロック168でそのパラメータに従って好ましいセット内のチャ ネルを再配列する。 好ましいセット内のチャネルの再配列(152)は、チャネルに対する呼の品 質履歴及び/又はマイクロシステムによって使用された全部の周波数を最少にす るための要求などの他の要因によって影響されるように配列することができる。 後者の点に関しては、例えば、好ましいセット内の各チャネルに対する最新のR SS測定結果は、チャネルがそれぞれのマイクロセル内で現在使用できるか否か を決定するためにしきい値と比較することができ、使用できるチャネルがマイク ロシステムの他のマイクロセル内で既に使用中である範囲に従って配列すること ができ、再使用のための優先度は既に最も使用されている周波数に与えられてい る。 前述のように、マイクロシステム26によるチャネルの使用は、いわゆるアッ プリンク方向のチャネルに対するRSS測定結果によってのみ決定されるが、こ れは、LCRモードのTR18の既存の容量を使用して行われ、本発明はこの点 に関して限定されない。例えば、TR18がCIR又はBER(ビットエラー率 )のような他の測定結果を実行することができるならば、これらの測定結果は、 各マイクロセルに対してCCL60内のチャネルの好ましい順序を決定するため に、RSS測定結果の代わりに又はRSS測定結果と同様に使用することができ る。さらに、各マイクロセルにおける少なくとも一つの端末(好ましくは、一貫 した、信頼できる測定結果に関しては一定の地理学上の位置を有するテスト端末 )が、公知のMAHO(移動支援チャネル切り換え)案及びMACA(移動支援 チャネル割り当て)案に従って、基地局36から移動端末22までのいわゆるダ ウンリンク方向のRSS測定結果及び/又は他の測定結果を実行することもでき るならば、又はTR18がこのような測定結果を実行するようにダウンリンク周 波数チャネルに同調できるならば、これらのダウンリンク測定結果は、各マイク ロセル内で使用するためのチャネルの決定におけるアップリンク測定結果の代わ りに又はこのアップリンク測定結果と同様に使用することができる。アップリン ク及び/又はダウンリンクが使用される特定の方法は、測定結果の信頼性及び測 定結果を使用することの複雑さに依存することができる。容易に実施することが できる唯一つの例として、各マイクロセルに対するCCL60内のチャネルの配 列は、そのダウンリンクが所定のしきい値を満たさないいかなるチャネルもCC L60内の好ましいセット及び対象セットから除外することができることを除い て、既に前述したようなアップリンク測定結果に基づくことができる。 したがって、本発明の特定の実施例は上記に詳細に記載されているけれども、 多数の修正、変更及び改造を行うことができることを理解すべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マドハバペディ・セシャギリ・アール アメリカ合衆国,テキサス州 75080,リ チャードソン,#2024,ウォータビュー パークウエイ 2200 (72)発明者 バス・カルヤン アメリカ合衆国,テキサス州 75023,プ ラノサージ ブラッシュ トライアル 3605 (72)発明者 ウィルホフ・スティーブン・ジェイ アメリカ合衆国,テキサス州 75081,リ チャードソン,ラサール ドライブ 617 (72)発明者 スタレイ・ホン・ディー アメリカ合衆国,テキサス州 75248,ダ ラス,デルメタ ドライブ 6810

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. セルラ無線通信システム(マクロシステム)のセル内で使用するため に割り当てられ、そのマクロシステムの近隣のマイクロセルラ無線通信システム (マイクロシステム)のマイクロセル内で使用するための、無線周波数チャネル を選択する方法において: 前記マイクロシステムのマイクロセル中で現在使用中である各周波数チャネ ルを、前記マイクロシステム中で識別するステップを有し、 かつ前記マイクロシステムの各マイクロセルに対して: 前記チャネルが前記マイクロシステムのいかなる前記マイクロセル内でも現 在使用中であると識別されないとき、各周波数チャネルの前記マイクロセルのた めの信号特性を測定するステップと、 前記信号特性の反復測定結果に応じて前記マイクロセルで周波数チャネルの 使用のための統計的な優先度を決定するステップと、 前記統計的な優先度に従って前記マイクロセルで使用するための周波数チャ ネルを選択するステップとからなることを特徴とする無線周波数チャネル選択方 法。 2. 現在使用中である各周波数チャネルを識別するステップが、前記マイ クロシステムのいかなるマイクロセルでも使用中の周波数チャネルのリストを保 持することを含むことを特徴とする請求項1記載の無線周波数チャネル選択方法 。 3. 前記マイクロシステムの各マイクロセルに対して、統計的優先度を決 定し、かつ前記マイクロセル内で使用するための周波数チャネルを選択するステ ップが、周波数チャネルの好ましいセットを識別し、最も好ましい信号特性を有 し、かつマイクロシステムのマイクロセル内の好ましいセット内の周波数チャネ ルだけを使用するステップを含むことを特徴とする請求項1又は2記載の無線周 波数チャネル選択方法。 4. 前記好ましいセットが所定数の周波数チャネルを含むことを特徴とす る請求項3記載の無線周波数チャネル選択方法。 5. 前記マイクロシステムの各マイクロセルに対して、前記好ましいセッ ト内の各周波数チャネルに対する前記信号特性の測定が、前記好ましいセット内 にない各周波数チャネルに対する前記信号特性の測定よりも頻繁に行われること を特徴とする請求項3又は4記載の無線周波数チャネル選択方法。 6. 前記マイクロシステムの各マイクロセルに対して、 前記チャネルが前記マイクロシステムのいかなるマイクロセルにおいても現 在使用中であると識別されるか否かにかかわらず、前記好ましいセット内の各周 波数チャネルのマイクロセルに対する信号特性を測定するステップと、 前記信号特性の最新の測定結果に応じて前記好ましいセット内の前記周波数 チャネルの使用のための順序を決定するステップとをさらに含み、 前記マイクロセル内で使用するための周波数チャネルを選択するステップが 所定の順序に従って前記マイクロセル内で使用するための周波数チャネルを選択 することを含むことを特徴とする請求項3、4又は5記載の無線周波数チャネル 選択方法。 7. 前記マイクロシステムの各マイクロセルに対して、前記好ましいセッ ト内の各周波数チャネルに対する前記信号特性の測定が、前記好ましいセット内 にない各周波数チャネルに対する前記信号特性の測定よりも頻繁に行われること を特徴とする請求項6記載の無線周波数チャネル選択方法。 8. 前記好ましいセット内の各周波数チャネルの測定信号特性が前記周波 数チャネルの受信信号強度を含み、かつ前記好ましいセット内の周波数チャネル を使用するための順序を決定するステップが、前記好ましいセット内の各周波数 チャネルの受信信号強度測定結果の増加に比例して増加し、かつこの測定結果の 減少よりもよりゆっくりと減少するパラメータに従って前記順序を決定するステ ップを含み、前記パラメータのより小さい値がより好ましいことを特徴とする請 求項6又は7記載の無線周波数チャネル選択方法。 9. 各周波数チャネルの前記測定信号特性が前記周波数チャネルの受信信 号強度を含み、各マイクロセル内のより小さい受信信号強度測定結果を有するチ ャネルが前記マイクロセル内で使用するためにより好ましいことを特徴とする請 求項1〜7のいずれか記載の無線周波数チャネル選択方法。 10. 各マイクロセルに対して、周波数チャネルのための信号測定を実行 するステップを含み、周波数チャネルセットから、マイクロセルラ無線通信シス テムの複数のマイクロセル内で使用するための無線周波数チャネルを選択する方 法において:さらに、 各マイクロセルに対して、 前記マイクロシステムのいかなるマイクロセル内でもチャネルが使用中でな い場合、各周波数チャネルに対して実行される信号測定結果に応じて前記マイク ロセル内で使用するための好ましい周波数チャネルのセットを決定するステップ と、 周波数チャネルが前記マイクロシステムのいかなるマイクロセル内で現在使 用中であるか否かにかかわらず実行される信号測定結果に応じて前記好ましい周 波数チャネルのセットから前記マイクロセル内で使用するための周波数チャネル を選択するステップとを含むことを特徴とする無線周波数チャネル選択方法。 11. 前記好ましい周波数チャネルのセットから前記マイクロセル内で使 用するための周波数チャネルを選択するステップが、前記周波数チャネルの受信 信号強度測定結果の増加に比例して増加し、かつこの測定結果の減少よりもより ゆっくりと減少するパラメータの最低値を有する前記好ましいセットの中の前記 周波数チャネルを選択するステップを含むことを特徴とする請求項10記載の無 線周波数チャネル選択方法。 12. 各マイクロセルに対して、前記信号測定が、前記好ましいセット内 にない周波数チャネルに対するよりも前記好ましいセット内の周波数チャネルに 対してより頻繁に実行されることを特徴とする請求項10又は11記載の無線周 波数チャネル選択方法。 13. マイクロセルラ無線通信システム(マイクロシステム)と同じ近隣 のセルラ無線通信システム(マクロシステム)のセル内で使用するために割り当 てられた無線周波数チャネルを再使用し、かつ複数の周波数チャネルが前記マイ クロシステムの各マイクロセル内で使用可能であるように選択されたマイクロシ ステム中で、各マイクロセル内で使用するための選択周波数チャネルを割り当て る方法において: 前記チャネルが前記マイクロシステム内で現在使用中であるか否かにかかわ らず各選択周波数チャネルの受信信号強度を前記マイクロセル内で繰り返し測定 するステップと、 比較的高い最新の測定受信信号強度を有するが前記マイクロセル内で使用す るために好ましくない前記選択周波数チャネルの使用のための優先度を、前記受 信信号強度の最新測定結果に応じて決定するステップと、 前記決定された優先度に従って前記マイクロセル内で使用するための前記選 択周波数チャネルを割り当てるステップとからなることを特徴とする選択周波数 チャネル割り当て方法。 14. 前記選択周波数チャネルを使用するための優先度を決定するステッ プが、各選択周波数チャネルの受信信号強度測定結果の増加に比例して増加し、 かつこの測定結果の減少よりもよりゆっくりと減少するパラメータに従って優先 度を決定するステップを含み、前記パラメータのより小さい値がより好ましいこ とを特徴とする請求項13記載の選択周波数チャネル割り当て方法。
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