JPH10224854A - 無線通信チャネル割当方法および装置 - Google Patents

無線通信チャネル割当方法および装置

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JPH10224854A
JPH10224854A JP9022876A JP2287697A JPH10224854A JP H10224854 A JPH10224854 A JP H10224854A JP 9022876 A JP9022876 A JP 9022876A JP 2287697 A JP2287697 A JP 2287697A JP H10224854 A JPH10224854 A JP H10224854A
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JP
Japan
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communication channel
wireless communication
channel
wireless
radio communication
Prior art date
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Pending
Application number
JP9022876A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Shioda
浩史 塩田
Tomoyoshi Ono
友義 大野
Hitoshi Takanashi
斉 高梨
Toshinori Tanaka
利憲 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動局からの通信接続要求に対し、あらかじ
め定められた順序に無線通信チャネルを検索して所要品
質を満たす無線通信チャネルを選択して割り当てる際
に、無線通信チャネルの検索回数が少なく、しかも高い
トラヒックを収容できるようにする。 【解決手段】 無線基地局が管理する無線通信チャネル
ごとに設定した無線チャネル割当確率とこの無線通信チ
ャネル割当確率とは別に発生させた乱数に基づいて検索
を行う無線通信チャネルをいくつか選択して無線通信チ
ャネルの検索を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の無線ゾーン
でサービスエリアを構成する移動通信方式に利用する。
特に、通信に用いる無線通信チャネルを複数あるいは全
ての基地局で共有し、その無線通信チャネルを必要に応
じてダイナミックに割り当てる技術に関する。
【0002】なお、本明細書では、無線通信チャネルと
は、無線周波数と多重数(スロット)の位置により決定
されるもので、移動局と基地局との間の双方向通信に用
いられるチャネルをいう。
【0003】
【従来の技術】移動通信分野では従来から、無線基地局
と移動局との間の無線通信チャネルを割り当てるため
に、通信に用いる無線通信チャネルを複数あるいはすべ
ての無線基地局で共有し、その無線通信チャネルを自律
分散制御により必要に応じてダイナミックに割り当てる
ことが行われている。すなわち、各無線ゾーンに共通使
用可能な複数の無線通信チャネルを割り当て、移動局か
らの無線通信チャネル割り当て要求の都度、これから割
当を行おうとする無線通信チャネルが他の無線ゾーンで
使用されているか否かを無線通信チャネルの干渉レベル
測定によって検索して通信チャネルの通信路としての所
要品質を満足しているかを判断して、この所要品質を満
足していると判断された場合に、その無線通信チャネル
を通信チャネルとして割り当てていた。評価の対象は、
チャネル利用効率と制御量である。ここで制御量とは通
信チャネルを割り当てるときの平均チャネル検索回数を
いう。平均チャネル検索回数が少ないほど、制御負荷が
軽くなる。
【0004】従来の無線通信チャネル割当技術で最もチ
ャネル利用効率が高いとされているものとしては、RP
(Reuse Partitioning)方式が知られている。このRP
方式の中でアルゴリズムが比較的簡易なものとして、A
RP(Autonomous Reuse Partitioning )方式がある。
このARP方式の制御手順を図4に示す。ARP方式で
は、移動局からの無線通信チャネル割当要求が発生した
場合に、固定された優先順位に従って無線通信チャネル
を検索し、最初に所要品質を満足したと判断された無線
通信チャネルを通信チャネルとして割り当て、それによ
りRP構造を形成して高い周波数利用効率を実現する。
【0005】制御量が最も少ないとされる従来技術とし
てはFA(First Available )方式がある。FA方式で
は、移動局からの無線通信チャネル割当要求が発生した
場合、ランダムに無線通信チャネルを検索し、最初に所
要品質を満足すると判断された無線通信チャネルを通信
チャネルとして割り当てる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のARP方式で
は、無線通信チャネル検索の優先順位が固定されている
ため、トラヒックが増加して同一チャネル干渉が大きく
なるにつれ、無線通信チャネルの検索回数が増大する。
このことは無線通信システムまたは無線基地局における
制御量の増加を意味し、制御負荷が大きくなるという問
題を招く。また、FA方式はチャネル検索回数が最も少
ないためシステムの制御量は小さく優れているが、チャ
ネルの利用効率が低い問題がある。
【0007】本発明は、このような課題を解決し、無線
通信チャネルの検索回数が少なく、しかもRP構造を形
成して高いトラヒックを収容することのできる無線通信
チャネル割当方法および装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、自律分散移動
通信システムにおいて、従来のARP方式とほぼ同様
に、チャネル検索順序に従い無線通信チャネルの検索を
行うが、チャネル検索を行う無線通信チャネルをいくつ
か選び出し、選び出した中で優先順位を決定し、チャネ
ル検索を開始することを特徴とする。
【0009】本発明は、(1)無線基地局が管理する全
ての無線通信チャネルの割当確率を任意に、または過去
の無線通信チャネル割当経歴、使用頻度等によりあらか
じめ設定し、(2)(1)で求められた確率と別途発生
させた乱数とから検索候補無線通信チャネルを選択し、
(3)(2)で一定数の検索候補無線通信チャネルが決
定した段階で、これらの無線通信チャネルを優先順位の
高い順にソートし、その優先順位に基づいてチャネル検
索を行い、(4)最初に所要品質を満足した無線通信チ
ャネルを通信チャネルとして割り当てることを特徴とす
る。
【0010】すなわち、本発明の第一の観点によると、
移動局からの通信接続要求が発生したときに、その通信
接続要求を受け取った無線基地局が、あらかじめ定めら
れた順序に無線通信チャネルを検索して所要品質を満た
すものを選択し、その選択された無線通信チャネルを前
記通信接続要求を発生した移動局との間で双方向通信を
行うための通信チャネルとして割り当てる無線通信チャ
ネル割当方法において、前記無線基地局では、自局が管
理する複数の無線通信チャネルごとに設定した無線通信
チャネル割当確率と、この無線通信チャネル割当確率と
は独立に発生した乱数とに基づいて検索を行う無線通信
チャネルを選択し、この選択された無線通信チャネルの
中で優先順序に従って無線通信チャネルの検索を行うこ
とを特徴とする無線通信チャネル割当方法が提供され
る。
【0011】本発明の第二の観点によると、サービスエ
リア内に配置された複数の基地局と、この複数の基地局
のそれぞれとの間で無線回線を介して双方向通信が可能
な一以上の移動局とを備え、前記複数の基地局はそれぞ
れ、いずれかの移動局からの通信接続要求を受け取った
ときに、あらかじめ定められた順序に無線通信チャネル
を検索して所要品質を満たすものを選択し、その選択さ
れた無線通信チャネルをその移動局との間の通信チャネ
ルとして割り当てる無線通信チャネル割当手段を含む移
動通信装置において、前記無線通信チャネル割当手段
は、乱数を発生する手段と、発生した乱数と自局が管理
する複数の無線通信チャネルごとに設定した無線通信チ
ャネル割当確率とに基づいて検索を行う無線通信チャネ
ルを選択する手段と、この選択された無線通信チャネル
の中で優先順序にしたがって無線通信チャネルの検索を
行う手段とを含むことを特徴とする移動通信装置が提供
される。
【0012】ARP方式では優先順位の高い無線通信チ
ャネルほど利用される回数が多いため、優先順位の高い
無線通信チャネルほど割り当てられる確率が高くなる。
本発明では、過去の無線通信チャネル割当経歴、使用頻
度から、あらかじめ設定された各無線通信チャネルまた
は各無線通信チャネル群の使用確率を選定し、別途発生
させた乱数と設定した使用確率から検索候補無線通信チ
ャネルを決定し、優先順位順にソートした後、チャネル
検索をする。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明を実施する移動通信
装置の構成例を示す。この移動通信装置は、サービス内
に複数の基地局11〜13が設けられ、これらの基地局
11〜13の無線ゾーン21〜23によりサービスエリ
アが構成され、移動局31〜34は自分の存在する無線
ゾーンの基地局と通信を行うことができる。この例で
は、移動局31は無線ゾーン21のエリア内に、移動局
32、34は無線ゾーン22のエリア内に、移動局33
は無線ゾーン23内に存在しており、移動局31は無線
基地局11と、移動局32は無線基地局12と、移動局
33は無線基地局13とそれぞれ無線通信チャネルによ
って通信路が設定されている。
【0014】図2は、無線通信チャネル割当アルゴリズ
ムを示すフローチャートである。移動局から無線通信チ
ャネル割当要求があると、無線基地局は、(1)あらか
じめ定めた各無線通信チャネルの割当確率と、この割当
確率とは別に発生された乱数とから、検索候補無線通信
チャネルを決定する、(2)(1)の作業をn回繰り返
し検索候補無線通信チャネルがn個決まった時点でこれ
らを優先順位に従ってソートする、(3)優先順位の高
い無線通信チャネルからチャネル検索を行い、最初に所
要通信品質を満足した無線通信チャネルを通信チャネル
として割り当てる、(4)n個の検索候補無線通信チャ
ネルすべてを検索しても所要品質を満足する無線通信チ
ャネルがなかった場合は残りの無線通信チャネルについ
て(1)〜(3)を繰り返す、(5)全ての無線通信チ
ャネルを検索しても所要品質を満足する無線通信チャネ
ルが存在しない場合は呼損とするの順に処理を行い、無
線通信チャネルの割当、または呼損の処理を行う。
【0015】
【実施例】具体的な実施例として、TDMA多重数4、
周波数数9の場合を例にして説明する。このシステムの
詳しいパラメータを表1に示す。
【0016】
【表1】 まず、呼が生起した場合、基地局は「あらかじめ定めた
無線通信チャネル割当確率と、この割当確率とは別に発
生させた乱数とから、検索候補無線通信チャネルを決定
する」であった。まずこの時使用する割当確率テーブル
の例を表2に示す。
【0017】
【表2】 ある時点において、呼が生起したと仮定する。この時点
のチャネルの使用状況を表3に示す。
【0018】
【表3】 以下、図2を参照して無線通信チャネル割当方法を説明
する。
【0019】図2は検索候補無線通信チャネル決定方法
のフローチャートを示すものである。基地局は、送受信
器(TRX)を2機搭載しているので、最初に、TRX
1の状態を調べる。表3より、スロット1と2は他の通
信に使用されているため、今回生起した呼に割当可能な
通信チャネルはスロット3と4のチャネルである。 (1)通信に使用されていない割当可能な全ての無線通
信チャネルの割当確率の和(以下Sとする)を計算す
る。この実施例では、 0.0666+0.0642+・・・・+0.0015+0.0011=0.4474 (2)0.0 〜Sの間の乱数を発生させる(S×erand480
等)。
【0020】ここで、0.1500が発生したとする。 (3)無線通信チャネル割当確率の高い順に無線通信チ
ャネル割当確率を足していき、表2の場合上から順番に
なり、0.0666+0.0642+・・・・の要領であり、最初に
【0021】
【数1】 を満たす無線通信チャネルを検索候補無線通信チャネル
とする。
【0022】ここで、rは発生した乱数、nはシステム
の無線通信チャネル数、f(k)はk番目の無線通信チ
ャネル割当確率である。
【0023】表2の場合 0.0666 = 0.0666 0.0666 +0.0642= 0.1307 0.0666 +0.0642+0.0464= 0.1772 となり、候補となる無線通信チャネルとして、スロット
3、チャネル2が選択される。 (4)以上を一定回数繰り返し、検索候補を数チャネル
決定する。
【0024】4回繰り返すように設定されていたとし
て、(スロット,チャネル)=(3,2),(4,
6),(4,3),(3,5)が検索候補無線通信チャ
ネルとして選ばれたとする。 (5)優先順位に従って優先順位の高い無線通信チャネ
ルからチャネル検索を行い、最初に所要品質を満足する
無線通信チャネルを通信チャネルとして割り当てる。
【0025】優先順位が割当確率の高い順であれば、
(3,2),(4,3),(3,5),(4,6)の
順。スロット番号の小さい順でチャネル番号の小さい順
であれば、(3,2),(3,5),(4,3),
(4,6)となる。 (6)全ての検索候補無線通信チャネルを検索して所要
品質を満たす無線通信チャネルが存在しなかった場合、
(1)〜(5)を繰り返す。 (7)すべての割当可能な無線通信チャネルを検索して
も所要品質を満たす無線通信チャネルが存在しない場合
は次の送受信機について同様に(1)〜(6)の操作を
行う。 (8)すべての割当可能な無線通信チャネルについてチ
ャネル検索を行い所要品質を満足する無線通信チャネル
が存在しなかった場合は呼損とする。
【0026】本発明の効果を確認するために、表1の条
件でシミュレーションを行った。このシミュレーション
により得られた呼損率特性を図3に示す。図3によりA
RP方式と比較してチャネル検索回数が23.6%減少
していることがわかる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
各無線通信チャネルまたは各無線通信チャネル群の割当
確率を設定することにより、検索開始チャネルを設定す
る。そのため、チャネル検索を優先順位のもっとも高い
無線通信チャネルからに限定しないため、チャネル検索
回数を減少させることが可能である。また、各無線通信
チャネルまたは各無線通信チャネル群の割当確率を設定
するため、RP構造を作ることができ、高いトラヒック
を収容することが可能であり、チャネル利用効率を高め
ることができる。さらにシステムに大きな負担をかける
ことなく大きいトラヒックを収容することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される移動通信装置を示すブロッ
ク構成図。
【図2】本発明の無線通信チャネル割当手順を示すフロ
ーチャート。
【図3】シミュレーションにより得られた呼損率特性を
示す図。
【図4】従来のARP方式における無線通信チャネルの
割当手順を示す図。
【符号の説明】
11〜13 基地局 21〜23 無線ゾーン 31〜34 移動局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 利憲 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動局からの通信接続要求が発生したと
    きに、その通信接続要求を受け取った無線基地局が、あ
    らかじめ定められた順序に無線通信チャネルを検索して
    所要品質を満たすものを選択し、その選択された無線通
    信チャネルを前記通信接続要求を発生した移動局との間
    で双方向通信を行うための通信チャネルとして割り当て
    る無線通信チャネル割当方法において、 前記無線基地局では、 自局が管理する複数の無線通信チャネルごとに設定した
    無線通信チャネル割当確率と、この無線通信チャネル割
    当確率とは独立に発生した乱数とに基づいて検索を行う
    無線通信チャネルを選択し、 この選択された無線通信チャネルの中で優先順序に従っ
    て無線通信チャネルの検索を行うことを特徴とする無線
    通信チャネル割当方法。
  2. 【請求項2】 サービスエリア内に配置された複数の基
    地局と、 この複数の基地局のそれぞれとの間で無線回線を介して
    双方向通信が可能な一以上の移動局とを備え、 前記複数の基地局はそれぞれ、いずれかの移動局からの
    通信接続要求を受け取ったときに、あらかじめ定められ
    た順序に無線通信チャネルを検索して所要品質を満たす
    ものを選択し、その選択された無線通信チャネルをその
    移動局との間の通信チャネルとして割り当てる無線通信
    チャネル割当手段を含む移動通信装置において、 前記無線通信チャネル割当手段は、 乱数を発生する手段と、 発生した乱数と自局が管理する複数の無線通信チャネル
    ごとに設定した無線通信チャネル割当確率とに基づいて
    検索を行う無線通信チャネルを選択する手段と、 この選択された無線通信チャネルの中で優先順序にした
    がって無線通信チャネルの検索を行う手段とを含むこと
    を特徴とする移動通信装置。
JP9022876A 1997-02-05 1997-02-05 無線通信チャネル割当方法および装置 Pending JPH10224854A (ja)

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