JPH10511254A - セルラー無線ネットワークの容量増加方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、セルラー無線ネットワーク、及びセルラーネットワークのトラフィック搬送容量を増加する方法に係る。セルラーネットワークの動作周波数スペクトルは、一般に、通常周波数(A,C,F,I)及び超再使用周波数(S1,S2,S3,S4)の両方が各セル(BTS1-4)に使用されるように分割される。通常周波数は、継ぎ目のない全有効到達範囲（オーバーレイ）を形成するために従来の周波数再使用パターンを使用する。付加的な容量（アンダーレイ）を与えるために非常に緊密な周波数再使用パターンが超再使用周波数に対して使用される。セルラーネットワークは、通話設定段階には無線リソース割り当てによりそしてその後の通話中にはハンドオーバー手順により通常周波数及び超再使用周波数へのトラフィックの分割を制御する。セルラーネットワークは、各進行中通話に対し、セルの各超再使用周波数のダウンリンク同一チャンネル干渉を別々に連続的に監視する。超再使用周波数における同一チャンネル干渉レベルが充分に良好であるときは通常周波数から超再使用周波数へ通話がハンドオーバーされる(HO2)。超再使用周波数における同一チャンネル干渉レベルが低下するときは、超再使用周波数から通常周波数に戻るように通話がハンドオーバーされる(HO3)。

Description

【発明の詳細な説明】 セルラー無線ネットワークの容量増加方法発明の分野 本発明は、セルラー無線ネットワークに係り、より詳細には、セルラー無線ネ ットワークの容量を増加する方法に係る。先行技術の説明 無線システムの容量を低下させる最も重要な要因は、使用できる周波数スペク トルが限定されていることである。従って、無線システムの容量は、システムに 割り当てられた無線周波数をいかに効率的に利用できるかに基づく。セルラー無 線ネットワークにおいては、無線周波数の利用性の向上が周波数の再使用に基づ き、即ち充分に離れた多数の位置で同じ周波数が再使用され、これはシステムの 容量を著しく増加させる。これは、逆に、多数の考えられるベースステーション の中からベースステーションを選択できねばならない移動ユニット及びネットワ ークにおいて複雑さを増大させる。例えば、９番目のセルごとに同じ周波数が再 使用される場合には、Ｎ個の周波数のスペクトル割り当てにより、いずれのセル においてもＮ／９の搬送波を同時に使用することができる。同じ周波数を用いて セルのサイズを縮小するか又はセル間の距離を減少することは、一方では容量を 増大し、そして他方では同一チャンネル干渉を増加させる。それ故、再使用係数 の選択は、しばしば、システムの同一チャンネル干渉とトラフィック搬送容量と の間の妥協となる。 セルラー無線ネットワークに割り当てられた周波数スペクトルは固定でありそ して加入者の数は急速に増加しているので、割り当てられた周波数スペクトルの 効率的な使用がネットワークオペレータにとって重要となる。従って、セルラー ネットワークのトラフィック搬送容量を増加する種々の特徴は、特に混雑した都 市エリアにおいてオペレータに必要な著しい緩和を与える。大容量の無線ネット ワークに向かう無線ネットワークの発展は、主として次の手段を含む。即ち、チ ャンネル数の増加、セルの分割（小型セル）、マイクロセルラーネットワーク、 多層ネットワーク、アンダーレイ／オーバーレイネットワーク、並びにその他の 容量増加概念、例えば、半レートチャンネル、周波数ホッピング及び電力制御。 以下、これらの手段を詳細に説明する。 チャンネル数の増加 容量を補足する最も簡単な方法は、チャンネルの数を増加することである。ネ ットワークオペレータ当たりの割り当てられたセルラースペクトルは非常に制限 されるので、この方法は、容量の問題からの軽減を与えない。 セルの分割（小型セル） セルのサイズが半径１ｋｍ以下に減少されたときには、アンテナの高さを屋上 より低いレベルに下げることが一般に必要となる。これは、街路レベルの局所的 領域へ至る有効到達範囲を屋上設置からでは効率的に取り扱えないからである。 アンテナをこのように下げると、有効到達範囲の設計に問題が生じる。これらの 形式の設置に対する範囲の予想は、マクロセルの場合よりも理解し難い。更に、 屋上よりも低い設置からでは干渉の管理がより困難なものとなる。というのは、 同一チャンネルベースステーションへの過剰な溢れを等しく制御できないからで ある。セルの過剰な溢れは、結局は、従来のプランニング規定及び無線システム が効率的に機能しない点までセルのサイズを減少させる。更に、ＢＴＳ場所及び 送信接続の多大な資本投資により著しい容量増加が達成される。セルの分割は、 ある点までは容量緩和の良好な方法である。不都合なことに、都市エリアの容量 の要求は、この方法が長期間の助けとならないほど高い。それ故、セルの分割は 短期間の緩和にしか使用できない。 マイクロセルラーネットワーク 「マイクロセルラーネットワーク」の厳密な定義はない。小さな有効到達エリ ア及び屋上レベルより低いアンテナを有するセルは、「マイクロセル」を定義す る際の特徴である。マイクロセルラーの概念は、「多結合」を指すと誤ることが しばしばあるが、「マイクロセル」は、多層アーキテクチャーを伴わずに配備す ることができる。セルの分割をある限界以下で実施しそしてアンテナを屋上レベ ル又はビルディングより低く配置する場合には、無線ネットワークプランニング 及び無線リソース制御の進歩した解決策が必要となる。ＢＴＳ場所の数の増加は コストを著しく増加させる。半径３００ｍないし１ｋｍのセルの場合は、シャド ーフェージングによる信号の変化が、マクロセルに比して及び小さなセルの有効 到達エリアに対して非常に大きくなる。これらの要因は、所望の全有効到達範囲 を満足するためにセルの重畳が非常に大きくなければならないことを意味する。 半径３００ｍ以下のセルは、多くの視線信号伝播と、若干少ない信号変化を経験 し、これは、有効到達範囲の観点から有用である。しかしながら、これら環境に おいてはアンテナの位置が実際の有効到達エリアをほとんど決定する。著しい陰 を作る局所的な障害物は、実際上、有効到達範囲の穴を形成する。小さなアンテ ナ位置の変化は、ＢＴＳ場所の有効性及び特性を著しく変化させる。これら問題 に対する２つの別々の解決策は、高いセル重畳の非効率さを受け入れる多数のセ ルを配備するか、又は実際のＢＴＳ場所の選択及びプランニングプロセスにおい て技術的な努力を著しく増加及び改善することである。これら解決策は、両方と も、オペレータに対するコストを増大する。その結果、マイクロセルラーネット ワークは、ＢＴＳ場所及び送信接続に多大な資本を伴わずに著しい容量増加を与 えることができない。 アンダーレイ／オーバーレイネットワーク 無線ネットワーク設計の２つの相反する目標、即ち有効到達範囲と容量に対処 するために、２つ（以上）の個別のセル層を有し、その一方、例えば、マクロセ ル層が全有効到達範囲を与え、そしてその他方、例えば、マイクロセル層が容量 を与えるような無線ネットワークを構成することができる。「有効到達範囲層」 は、従来の周波数再使用パターン及びセルレンジを用いて、継ぎ目のない全有効 到達範囲を形成する。「容量層」は、非常に緊密な周波数再使用パターン及び短 いセルレンジを用いて、少数のチャンネルで高い容量を達成する。多層ネットワ ークも、「アンダーレイ／オーバーレイ」ネットワークとしばしば称される。 アンダーレイ／オーバーレイネットワークにおいては、層間のハンドオーバー を制御する方法が多数ある。ハンドオーバーの判断は、電界強度又は電力予定値 に基づいて行うことができる。この場合は、各ＢＴＳ場所ごとに干渉レベルを予 め定め、そして干渉を最小にするようにハンドオーバースレッシュホールド及び 送信電力を調整しなければならない。干渉の制御は常に統計学的な方法であり、 それ故、それにより得られる平均的な質は、単一接続に対する質の保証とならな い。このため、達成される容量の増加には問題がある。発明の要旨 本発明の目的は、同一チャンネル干渉を増加することなくアンダーレイ／オー バーレイセルラー無線ネットワークにおいて周波数利用性を改善し、そしてそれ により、ネットワークに多大な資本又は高価な変更を加えることなく容量を著し く改善することである。 本発明のこの目的及び他の目的は、上記割り当てられた無線周波数が、継ぎ目 のない全有効到達範囲を得るために低い周波数の再使用が適用される通常の無線 周波数と、高いトラフィック搬送容量を得るために高い周波数の再使用が適用さ れる超再使用(super-reuse)周波数とに分割され；少なくとも幾つかのセルが少 なくとも１つの通常の周波数と、少なくとも１つの超再使用周波数との両方を有 し、上記少なくとも１つの通常の周波数は主としてセル境界領域にサービスする よう意図され、そして上記少なくとも１つの超再使用周波数は、主としてベース ステーションの付近にサービスするように意図され；そして上記少なくとも１つ の超再使用周波数において推定される干渉により誘起されるセル内ハンドオーバ ーによって上記少なくとも１つの通常の周波数と上記少なくとも１つの超再使用 周波数との間でセルのトラフィック負荷分布を制御する手段を備えたことを特徴 とするセルラー無線ネットワークにより達成される。 又、本発明は、セルラー無線システムにおいてトラフィック搬送容量を増加す る方法にも係る。この方法は、セルラー無線ネットワークの無線周波数を、継ぎ 目のない全有効到達範囲を得るために低い周波数の再使用が適用される通常の無 線周波数と、高いトラフィック搬送容量を得るために高い周波数の再使用が適用 される超再使用周波数とに分割し；少なくとも幾つかのセルに、少なくとも１つ の通常の周波数と、少なくとも１つの超再使用周波数との両方を割り当て、上記 通常の周波数は主としてセル境界領域にサービスするよう意図され、そして上記 超再使用周波数は、主としてベースステーションの付近にサービスするように意 図され；そして上記少なくとも１つの超再使用周波数において推定される干渉に より誘起されるセル内ハンドオーバーによって上記少なくとも１つの通常の周波 数と上記少なくとも１つの超再使用周波数との間でセルのトラフィック負荷分布 を制御するという段階を備えている。 本発明においては、セルラーネットワークの動作周波数スペクトルが、通常の 周波数と超再使用周波数とに分割される。これら２組の周波数により、２つ以上 の別々のネットワーク層がセルラー無線ネットワークにおいて少なくとも局所的 に設けられ、一般的に、通常の周波数及び超再使用周波数の両方が各セルに使用 されるようにする。 １つの層である「オーバーレイ層」は、通常の周波数と、従来の周波数再使用 パターン及びセルの有効到達範囲を用いて、継ぎ目のない全有効到達範囲を達成 する。通常の周波数再使用に対する周波数プランニングは、安全なハンドオーバ ー余裕を使用しそして低い同一チャンネル及び隣接チャンネル干渉確率を必要と する従来の基準によって行われる。通常の周波数は、主として、セルの境界領域 及び同一チャンネル干渉比が低い他の位置において移動ステーションにサービス するように意図される。又、オーバーレイネットワークは、移動ステーションに よるハンドオーバー制御及び隣接セル測定に必要な重畳セル領域において干渉の ないサービスを与える。 別の層（又は多数の他の層）である「アンダーレイ層」は、超再使用周波数で 構成される。アンダーレイネットワークは、非常に緊密な周波数再使用パターン を使用して拡張容量を与える。これは、アンダーレイネットワークの方がオーバ ーレイネットワークよりも同じ周波数がより頻繁に再使用され、従って、より多 くのトランシーバを同じ帯域巾内に割り当てできることに基づく。周波数再使用 が、例えば、元のものよりも２倍緊密である場合には、トランシーバの数を２倍 にすることができる。超再使用周波数は、ビルディングの内部や、無線の状態が 干渉の影響を受け難い他の位置において、ＢＴＳに接近した移動ステーションを サービスするように意図される。 セルラーネットワークは、通話設定段階においては無線リソースの割り当てに よりそしてその後の通話中にはハンドオーバー手順により通常の周波数及び超再 使用周波数へのトラフィックの分割を制御する。このようなアンダーレイ／オー バーレイネットワークにより実際に与えられる容量の増加は、本質的に、超再使 用周波数を使用するように移動ステーションをいかに効率的に向けられるか及び 高レベルの周波数再使用により生じる同一チャンネル干渉による質の低下をいか に良好に回避できるかに基づいている。 本発明によれば、この問題は、各特定通話の同一チャンネル干渉レベルを直接 的及び動的に制御することにより解決される。無線ネットワークは、異なる周波 数における干渉の程度を推定し、そして移動ステーションを干渉について充分に 「きれいな」周波数へ向けて良質の無線接続を維持する。より詳細には、セルラ ーネットワークは、各進行中通話ごとに、セルの各超再使用周波数のダウンリン ク同一チャンネル干渉を個々に連続的に監視する。通話は、超再使用周波数にお ける同一チャンネル干渉レベルが充分に良好であるときに通常の周波数から超再 使用周波数へハンドオーバーされる。超再使用周波数における同一チャンネル干 渉レベルが悪化したときは、通話が超再使用周波数から通常の周波数へハンドオ ーバーされる。各移動ステーションが曝される干渉のプロファイルに基づき、セ ルラーネットワークは、通話接続に対して最も適した周波数を決定する。測定さ れた同一チャンネル干渉レベルをハンドオーバーの判断基準として使用すること は、いかなる単一セルに対しても、同じ干渉要求が満足されるよう保証する。 本発明の主たる実施形態において、セルには通常の周波数及び超再使用周波数 の両方が与えられ、セルのＢＣＣＨ周波数は通常の周波数の１つであるが、超再 使用周波数は決してＢＣＣＨ周波数とならない。通話設定及び別のセルからのハ ンドオーバーは、常に、セルの通常の周波数に対して最初に行われ、その後、セ ルの超再使用周波数への本発明によるアンダーレイ／オーバーレイハンドオーバ ーが行われる。 スタンドアローンマイクロセルは、超再使用周波数を使用するようにのみ構成 される。このようなマイクロセルは、ここでは子セルと称される。適当なハンド オーバー接続を確立することにより、良好な位置即ちトラフィックホットスポッ トにある子セルは、その付近にある通常のセルよりも多くのトラフィックを取り 扱うことができる。子セルは、ＢＣＣＨ周波数として超再使用周波数を有する独 立したセルである。子セルへの通話設定は行えないので、トラフィックは、ハン ドオーバーにより子セルへ搬送される（超再使用周波数のみ、干渉レベルは通話 設定の前に測定できない）。 本発明の主たる実施形態では、サービスセルのダウンリンク信号レベルと、サ ービスセルと同じ超再使用周波数を使用する隣接セルのダウンリンク信号レベル とを比較することにより、同一チャンネル干渉レベルが推定される。無線ネット ワークは、各アクティブな移動ステーションの位置において推定される同一チャ ンネル干渉レベルを計算することができる。同一チャンネル干渉の計算は、移動 ステーションが通常のハンドオーバーに対して測定してセルラーネットワークに 報告するところの移動ステーションのＢＣＣＨ周波数に関する測定結果に基づい ている。実際に、本発明の１つの効果は、従来のセルラーネットワークの移動ス テーションに対して何ら変更を必要としないことである。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、本発明を適用できるセルラー無線システムの一部分を示す図である。 図２は、１つの周波数再使用パターンを用いた従来のセルラー無線ネットワー クを示す図である。 図３は、通常の周波数及び超再使用周波数を用いた本発明によるセルラーネッ トワークを示す図である。 図４は、図３のネットワークにおいて超再使用周波数及び通常の周波数により 各々与えられるアンダーレイ及びオーバーレイ層を示す図である。 図５は、本発明によるベースステーションの回路ブロック図である。 図６は、本発明によるベースステーションコントローラの回路ブロック図であ る。 図７は、ベースステーションコントローラのデータベースにおけるベースステ ーション特有の及びトランシーバ特有のパラメータパラメータセットを示す図で ある。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、全てのセルラー無線システムに適用できる。 本発明は、特に、移動助成セルラー制御型ハンドオーバーを用いるセルラーシ ステム、例えば、パンヨーロピアンデジタル移動通信システムＧＳＭ（移動通信 用のグローバルなシステム）、及び他のＧＳＭベースのシステム、例えば、ＤＣ Ｓ１８００（デジタル通信システム）及びＵＳデジタルセルラーシステム ＰＣＳ（パーソナル通信システム）に適している。本発明は、ＧＳＭ移動通信シ ステムを一例として使用することにより以下に説明する。ＧＳＭシステムの構造 及び動作は、当業者に良く知られており、ＥＴＳＩ（ヨーロッパテレコミュニケ ーション規格協会）のＧＳＭ仕様書に規定されている。更に、Ｍ．モーリ及びＭ ．ポーテット著の「移動通信用のＧＳＭシステム」、パライゼウ、フランス、１ ９９２年；ＩＳＢＮ：２−９５０７１９０−０−７も参照されたい。 ＧＳＭ型セルラーネットワークの一般的構造が図１に示されている。このネッ トワークは、ベースステーションサブシステムＢＳＳ及びネットワークサブシス テムＮＳＳの２つの部分で構成される。ＢＳＳ及び移動ステーションＭＳは、無 線リンクを経て通信する。ベースステーションサブシステムＢＳＳにおいては、 各セルがベースステーションＢＴＳによりサービスされる。多数のベースステー ションがベースステーションコントローラＢＳＣに接続され、その機能は、ＢＴ Ｓにより使用される無線周波数及びチャンネルを制御することである。ＢＳＣの タスクにはハンドオーバーも含まれ、ハンドオーバーは、ＢＴＳ内で実行される か、又は同じＢＳＣにより制御される２つのＢＴＳ間で行われる。ＢＳＣは、移 動サービス交換センターＭＳＣに接続される。幾つかのＭＳＣは、公衆交換電話 ネットワークＰＳＴＮのような他のテレコミュニケーションネットワークに接続 され、このようなネットワークへの及びそこからの通話に対するゲートウェイ機 能も含む。このようなＭＳＣは、ゲートウェイＧＳＭ（ＧＭＳＣ）として知られ ている。 明瞭化のため、図１は、１つのＭＳＣと１つのベースステーションサブシステ ムのみを示し、ベースステーションコントローラＢＳＣには９個のベースステー ションＢＴＳＩ−ＢＴＳ９が接続され、ベースステーションの無線領域が各無線 セルＣ１−Ｃ９を構成する。 １．０ 従来のセルラーネットワーク セルラーネットワークは、図１のセルＣ１−Ｃ９のように円又は六角形の組み 合わせとして描くことができる。六角形のセルは、実際の場合とはかなり異なる が、ネットワークを近似する良好な方法である。セルは、全、二等分、三等分等 の異なる構成をとることができる。 セルラーネットワークの基本的な原理は、周波数再使用であり、換言すれば、 同じ周波数が所与の間隔で再使用される。再使用は、通常、異なる周波数を使用 するセルのクラスターより成る周波数再使用パターンによって表される。クラス ターのサイズ、即ちクラスターにおけるセルの個数は、再使用ファクタに対する 基準としてしばしば使用される。例えば、図２において、再使用パターン即ちク ラスター２０は、相互に異なる周波数即ち周波数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、 Ｈ及びＩのセットを使用する９個のセルを含む。セルラーネットワーク全体にわ たって同じサイズのクラスターに同じ周波数が再使用される。クラスターのサイ ズ、セルのサイズ、及び同じ周波数を使用する２つのセル間の間隔は、所望の受 信信号レベルと受信した干渉信号との比である所望のＣ／Ｉ（搬送波対干渉）比 によって決定される。最も重大な干渉は、通常は、同じ周波数を使用する別のセ ルからの同一チャンネル干渉である。これは、公知技術の説明で述べたプランニ ングの問題を生じ、周波数再使用の改善、例えば、セルサイズの減少がトラフィ ック搬送容量を増加するが、同一チャンネル干渉も増加させる。１つの公知解決 策は、１つのセル層、例えば、マクロセルネットワークにより与えられる「有効 到達範囲層」と、１つのセル層、例えば、マイクロセルネットワークにより与え られる「容量層」とを有する多層ネットワークである。しかしながら、他のセル 層の形成は、著しい資本と、ネットワークの変更を必要とする。更に、層間のハ ンドオーバー制御は、電界強度又は予定電力に基づき、従って、セルラーネット ワークにおいて達成される接続の質及び容量の増加は、公知技術に関連して述べ たように問題がある。 １．１ 従来のハンドオーバー 良く知られたように、移動ステーションＭＳは、移動通信システムのエリア内 をあるセルから別のセルへと自由にローミングすることができる。ハンドオーバ ーは、移動ステーションが進行中通話をもたないときには別のセルとの再登録に 過ぎない。移動ステーションＭＳがハンドオーバー中に進行中通話をもつときに は、通話を最も妨げない方法で１つのベースステーションから別のベースステー ションへ通話を接続しなければならない。通話中に１つのトラフィックチャンネ ルから同じセル又は別のセルの別のトラフィックチャンネルへ通話を転送するこ とをハンドオーバーと称する。 ハンドオーバーの判断は、各セルごとに設定された異なるハンドオーバーパラ メータと、移動ステーションＭＳ及びベースステーションＢＴＳにより報告され る測定結果とに基づいて、ベースステーションコントローラＢＳＣにより行われ る。ハンドオーバーは、通常、無線経路に対する基準に基づいて誘起されるが、 負荷の配分を含む他の理由によって誘起されてもよい。ハンドオーバーの判断の 基礎となる手順及び計算は、ハンドオーバーアルゴリズムと称する。 例えば、ＧＳＭシステムの技術的な推奨勧告によれば、移動ステーションＭＳ は、サービスセルのダウンリンク信号レベル及び質と、サービスセルの周囲のセ ルのダウンリンク信号レベルを監視（測定）する。ＭＳは、せいぜい３２個のセ ルを測定し、そして６個の最良のＢＴＳの測定結果をＢＳＣに報告することがで きる。ＢＴＳは、ベースステーションＢＴＳによりサービスされる各移動ステー ションＭＳから受信したアップリンク信号のレベル及び質を監視（測定）する。 全ての測定結果がＢＳＣに送られる。或いは又、全てのハンドオーバーの判断を ＭＳＣにおいて行うことができ、この場合は、測定結果がＭＳＣにも送られる。 又、ＭＳＣは、少なくとも、１つのＢＳＣのエリアから別のＢＳＣのエリアへ行 われるハンドオーバーも制御する。 ＭＳが無線ネットワークをローミングするときに、サービスセルから隣接セル へのハンドオーバーは、通常、（１）ＭＳ及び／又はＢＴＳの測定結果が現在の サービスセルのダウンリンク信号に対して低い信号レベル及び／又は信号の質を 示しそして隣接セルから良好な信号レベルを得るべきとき、又は（２）隣接セル の１つがより低い送信電力レベルで通信できるとき、即ちＭＳがセルの境界領域 に配置されたときに行われる。無線ネットワークにおいて、不必要に高い電力レ ベル、ひいては、ネットワークの他の部分への干渉が、できるだけ回避される。 ＢＳＣは、システムに使用されたハンドオーバーアルゴリズム及び報告された測 定結果に基づき、考えられるハンドオーバーに対して充分な特性を無線経路が有 するところの隣接セルを選択する。これらの選択された隣接セルは、この点にお いてハンドオーバー候補セルと称され、ハンドオーバーのための最終的なターゲ ットセルがこれらの中から選択される。最も簡単な形態では、ターゲットセルの 選択は、最良の無線経路特性、即ち最良の信号レベルを有する候補セルを選択す ることにより行われる。しかしながら、候補セルは、他の理由で特定の優先順位 レベルに基づいてランク付けすることができる。 ２．０ 本発明によるアンダーレイ／オーバーレイネットワーク 本発明においては、セルラーネットワークの動作周波数スペクトルが通常の周 波数及び超再使用周波数に分割される。これら２組の周波数により、２つ以上の 別々の「ネットワーク層」がセルラー無線ネットワークに少なくとも局部的に設 けられ、相互に異なる再使用ファクタが適用される通常周波数及び超再使用周波 数が各セルに一般的に使用される。以下に詳細に述べる子セルは例外とされる。 図３は、図２の従来のセルラーネットワークのセルに超再使用周波数を加えるこ とにより形成された本発明によるセルラーネットワークを示す。図４は、セルの 通常周波数及び超再使用周波数が２つの別々の「ネットワーク層」を周波数ドメ インにいかに形成するかを示す。 １つの層４１、即ち「オーバーレイ層」は、セル１０の通常周波数、即ちＡ、 Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ及びＩと、従来の周波数再使用パターン及びセル半 径とを使用して、継ぎ目のない全有効到達範囲を形成する。通常周波数の再使用 の周波数プランニングは、安全なハンドオーバー余裕を使用しそして低い同一チ ャンネル及び隣接チャンネル干渉確率を必要とする従来の基準により行われる。 通常周波数は、主として、セルの境界領域と、同一チャンネル干渉比が悪い他の 位置とにおいて移動ステーションにサービスするように意図される。又、オーバ ーレイネットワークは、ハンドオーバー制御及び移動ステーションによる隣接セ ルの測定に必要な重畳するセル領域において干渉のないサービスを与える。従っ て、オーバーレイネットワークは、一般に、従来のセルラー無線ネットワークで ある。又、これは、２つの物理的なセル層、例えば、マクロセル、マイクロセル 又はピコセル層を含むネットワークにおけるセル層でもある。このような場合に は、本発明による周波数スペクトルの分割は、物理的なマクロセル、マイクロセ ル又はピコセル内で行われる。図３及び４の例では、オーバーレイネットワーク は、クラスターサイズが８の図２の一次元セルラーネットワークである。 別の層（又は多数の他の層）４２、即ち「アンダーレイ層」は、セルの超再使 用周波数Ｓ１、Ｓ２及びＳ３で構成される。従って、本発明は、一般に、１つの 物理的なセル層のみを使用し、そしてオーバーレイ及びアンダーレイ層は、同じ 物理的セルにおける異なる周波数又は周波数の組によって異なる物理的なセルで 構成されるのではないことに注意されたい。アンダーレイネットワークは、非常 に緊密な周波数再使用パターンを使用し、図３に小さな六角形１１で示された小 さな有効到達範囲が通常のセル１０内の超再使用周波数に対して形成される。拡 張された容量が与えられることは、アンダーレイネットワークの方がオーバーレ イネットワークよりも同じ周波数をより頻繁に再使用することができ、従って、 同じ帯域巾内により多くのトランシーバを割り当てられるということに基づく。 図３及び４の例では、アンダーレイ層のクラスターサイズが３であり、従って、 周波数当たりのトランシーバの数は、オーバーレイ層（クラスターサイズ８）に 比してほぼ３倍になる。超再使用周波数は、ビルディングの中や、無線状態が干 渉の影響を受け難い他の位置において、ＢＴＳに接近した移動ステーションにサ ービスするように意図される。図３及び４に示したように、超再使用周波数は、 連続的な有効到達範囲を与えず、個別の島部からの有効到達範囲を与える。しか しながら、周波数再使用ファクタによっては、超再使用周波数の有効到達範囲が 重畳することも考えられる。 セルラーネットワークは、同様の又は異なる再使用が独立して適用される数組 の超再使用周波数を用いることができる。従って、各組の超再使用周波数は、個 別のアンダーレイ「ネットワーク層」を形成する。 セルの周波数を通常周波数及び超再使用周波数に分割することは、ベースステ ーションＢＴＳにおいてトランシーバ特有に制御される。ＢＴＳにおける全ての 無線トランシーバ（ＴＲＸ）は、通常ＴＲＸ又は超再使用ＴＲＸのいずれかとし て定められる（子セルは除く）。通常ＴＲＸの無線周波数は、通常の周波数即ち Ａ−１である。超再使用ＴＲＸの無線周波数は、超再使用周波数、即ちＳ１、Ｓ ２及びＳ３の１つである。更に、各ＢＴＳは、例えば、隣接セルの測定において ＭＳにより測定される「放送制御チャンネル周波数」（ＢＣＣＨ周波数）も有し ていなければならない。本発明の主たる実施形態では、ＢＣＣＨ周波数は、常に 通常周波数の１つである。この場合も、子セルは例外であり、ＢＣＣＨ周波数 は超再使用周波数である。 セル１０のベースステーションＢＴＳには、一般に、両方の形式のＴＲＸが設 けられる。図５は、２つのＴＲＸ５１及び５２を備えた本発明のＢＴＳを示す。 しかし、いかなる所望の数のＴＲＸがあってもよいことに注意されたい。ＴＲＸ ５１は、通常のＴＲＸであって、その無線周波数Ａは通常周波数の１つであり、 そしてセルのＢＣＣＨ周波数も与える。ＴＲＸ５２は、超再使用ＴＲＸであって その無線周波数Ｓ１は超再使用周波数の１つである。ＴＲＸ５１及び５２は、合 成・分割ユニット５４を経て共通の送信及び受信アンテナＡＮＴ_TX及びＡＮＴ_RX に接続される。通常周波数及び超再使用周波数は、例えば、超再使用周波数とし てできるだけ効果的な有効到達範囲を得るために個別のアンテナを備えることも できる。ＴＲＸ５１及び５２は、更に、送信システム装置５５にも接続され、こ れは、ＢＳＣへの送信リンク、例えば、２Ｍビット／ｓのＰＣＭリンクに接続さ れる。ＴＲＸ５１及び５２の動作は、送信システム装置５５を経てＢＳＣに信号 接続されたコントローラユニット５３によって制御される。本発明によるＢＴＳ は、完全な営業用ベースステーションであり、例えば、ノキア・テレコミュニケ ーションズＯｙによるＧＳＭベースステーションＤＥ２１である。本発明にとっ て重要なことは、ＴＲＸにより使用される周波数の分割である。 上記したセル及びベースステーションの原理に対する例外は、「子セル」であ る。子セルは、適当な位置即ちトラフィックホットスポットを有しそして超再使 用周波数のみを使用するように構成された個々の物理的なマイクロセルである。 換言すれば、周波数スペクトルの分割の観点から、子セルは、アンダーレイ層の １つに配置され、そして適当なハンドオーバー接続を確立することによりその付 近の通常セルよりも多くのトラフィックを取り扱うことができる。子セルは独立 したセルであるから、超再使用周波数をＢＣＣＨ周波数として使用する。しかし ながら、子セルに対し、本発明の主たる実施形態では、子セルへの直接的な通話 設定を防止する除外パラメータがＢＣＣＨ周波数において送信される。従って、 子セルは、親セルと称する隣接する通常セルからのハンドオーバーによって到達 することしかできない。図４は、超再使用周波数Ｓ４を有する子セル４４を示し ている。 セルラーネットワーク、特に本発明の主たる実施形態ではＢＳＣは、通話設定 段階においては無線リソース割り当てによりそしてその後の通話中にはハンドオ ーバー手順により、通常周波数及び超再使用周波数へのトラフィック分割を制御 する。図６はＢＳＣの回路ブロック図である。グループスイッチＧＳＷ６１は、 ＢＳＣの接続動作を与える。ベースステーションＢＴＳとＭＳＣとの間の通話の ルート指定に加えて、グループスイッチＧＳＷは、ＢＳＣ内のハンドオーバーに おいて通話を接続するのに使用される。コントローラユニット６２は、ベースス テーションサブシステムＢＳＳ内の全ての制御動作、例えば、ハンドオーバーア ルゴリズムの実行を取り扱う。ネットワーク構成データベース６３は、ベースス テーションサブシステムＢＳＳの全てのハンドオーバー及び構成パラメータを含 む。本発明のアンダーレイ／オーバーレイ機能により要求される全てのパラメー タは、データベース６３に記憶される。データベース６３に含まれたベースステ ーション特有及びＴＲＸ特有のパラメータ設定の１つが図７に示され、ここで、 ＴＲＸ特有のパラメータは、例えば、通常ＴＲＸに関するか超再使用ＴＲＸに関 するかを定義する。他のパラメータは、以下で詳細に述べる。本発明は、コント ローラユニット６２の機能及びデータベース６３におけるパラメータ設定に対し 以下に詳細に述べる変更を必要とするだけである。その他の点では、本発明のＢ ＳＣは、営業用ＢＳＣで実施することができる。 ３．０ インテリジェントなアンダーレイ／オーバーレイハンドオーバー ３．１ 一般的原理 本発明のアンダーレイ／オーバーレイネットワークによって実際に与えられる 容量増加は、超再使用周波数を使用するように移動ステーションＭＳをいかに効 率的に向けられるか及びそれと同時に通話の質低下をいかに良好に回避できるか に基づいている。 本発明において、ＢＳＣは、通話設定段階では無線リソースの割り当てにより そしてその後の通話中にはハンドオーバーにより通常周波数及び超再使用周波数 へのトラフィックの分割を制御する。ＢＳＣは、設定されるべき通話に又は通常 のＴＲＸのみにおいて他の通常のセルからハンドオーバーされる通話にトラフィ ックチャンネルを割り当て、従って、通常のセルは、図５に示すように、少なく とも１つの通常ＴＲＸ、一般的にはＢＣＣＨ ＴＲＸを有していなければならな い。その後、ＢＳＣは、各進行中通話に対し通常セルの各超再使用周波数におい てダウンリンクＣ／Ｉ比を別々に監視する。監視は、ＢＳＣが超再使用ＴＲＸの ダウンリンクＣ／Ｉ比を種々のパラメータと、ＭＳによりＢＴＳを経て報告され た測定結果とによって計算するように行われる。Ｃ／Ｉ評価の原理は、簡単であ る。サービスセルのダウンリンク信号レベル（Ｃ＝搬送波）と、サービスセルと 同じ超再使用周波数を使用する隣接セルのダウンリンク信号レベル（Ｉ＝干渉） とを比較することにより、ＢＳＣは、各々のアクティブな移動ステーションＭＳ の位置において超再使用周波数のＣ／Ｉ比を計算することができる。ダウンリン ク送信電力はセルの通常周波数及び超再使用周波数で同じであるから、このよう にＣ／Ｉ比を計算することができる。 例：超再使用周波数９０がセルＡ及びＢに割り当てられ、そしてこれらのセル は、干渉を生じるほど互いに接近している。サービスセルＡのダウンリンク信号 レベルは−７０ｄＢｍであり、隣接セルＢの信号レベルは−８６ｄＢｍであり、 セルＡの超再使用ＴＲＸ（周波数９０）のダウンリンクＣ／Ｉ比は１６ｄＢであ る。 ＢＳＣは、超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比が充分に良好であるときに は、常に、通常ＴＲＸから超再使用ＴＲＸへ通話をハンドオーバーする（図４の ハンドオーバーＨＯ₂）。超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比が悪化した場 合には、ＢＳＣは、同じ通話において超再使用ＴＲＸから通常ＴＲＸへ通話を再 びハンドオーバーする（図４のハンドオーバーＨＯ₃）。図４の子セル４４のよ うな子セルがＢＳＣのもとにあって、通常／サービスセルに隣接している場合に は、ＢＳＣは、各通話中に子セルの各超再使用周波数のダウンリンクＣ／Ｉ比を 連続的に監視する。通話は、子セルのダウンリンクＣ／Ｉ比が充分に良好になっ たときには通常セルから子セルへハンドオーバーされる（図４のハンドオーバー ＨＯ₅）。子セルのダウンリンクＣ／Ｉ比が悪化した場合には、通話は、子セル から、子セルに隣接する１つの通常／親セルにハンドオーバーされる（図４のＨ Ｏ₆）。 上記の無線リソース割り当て及びハンドオーバーは、セルラーネットワークに おいてインテリジェントなアンダーレイ／オーバーレイ特徴を形成し、この特徴 は、図７に示された種々のパラメータによって制御される。これらの所要のパラ メータは、ＢＳＣのネットワーク構成データベース６３（図６）に記憶される。 ネットワークオペレータは、例えば、ネットワークのオペレーション及びメンテ ナンスセンターＯＭＣによりパラメータを管理することができる。本発明による アンダーレイ／オーバーレイ特徴は、ハンドオーバーアルゴリズムの各段階ごと に特殊な要求、即ち測定結果の処理、スレッシュホールドの比較及び判断アルゴ リズムを有する。しかし、本発明によるインテリジェントなアンダーレイ／オー バーレイ特徴は、上記の標準的なハンドオーバーアルゴリズムに依然適合する。 これは、ＢＳＣが、通常周波数と超再使用周波数との間のトラフィック制御から 生じるハンドオーバーに対し、電力予定値、低信号レベル又は信号の質の低下と いった従来の無線経路基準から生じるハンドオーバーの場合とは異なるハンドオ ーバー判断アルゴリズムを使用するためである。 以下、本発明によるアンダーレイ／オーバーレイハンドオーバーの主たる段階 を詳細に説明するが、これらの段階は、１）無線リンク測定値の処理、２）Ｃ／ Ｉ決定手順、３）ハンドオーバースレッシュホールド比較、及び４）ハンドオー バー候補の選択である。 ３．２ 無線リンク測定値の処理 上記したように、ＢＳＣにより行われるアンダーレイ／オーバーレイハンドオ ーバーの判断は、ＭＳにより報告される測定結果及び種々のパラメータに基づい て行われる。ＢＳＣのデータベース６３は、各通話当たり３２の隣接セルの測定 テーブルを維持し、そして測定結果が到着するときにそれを記憶することができ る。更に、図７に示すように、各超再使用ＴＲＸに対し特定数の干渉セルが定め られている。干渉セルは、ＭＳが隣接セルのリストに定められたセルのみを測定 するので、サービスセルに隣接しなければならない。本発明の主たる実施形態に おいては、ＢＳＣが、多数の超再使用ＴＲＸと、１つの通話に対しそれらに同時 に干渉するセルとを監視できるようにするために、各超再使用ＴＲＸに対しせい ぜい５つの干渉セルを定めることができねばならない。これは、ＢＳＣにおいて 全ての超再使用ＴＲＸを同時に監視することができる。 測定されているセルの情報は、隣接セルリストのＭＳに送られる。ＭＳは、リ ストに定められたセルを測定し、６つの最も強い隣接セルの測定結果をＢＳＣに 報告する。干渉セルは、サービスセルに隣接しなければならず、さもなくば、Ｍ Ｓは、干渉セルの信号レベルを測定して報告することができない。いずれの場合 にも、干渉セルの測定結果は、６個の最も強い隣接セルの測定結果よりしばしば 弱いものであり、従って、干渉セルの測定されたダウンリンクレベルＲＸＬＥＶ は、間欠的に得られるだけである。 干渉セルのＲＸＬＥＶが測定結果から欠落したときは、干渉セルのＲＸＬＥＶ が直接測定された干渉レベルとみなされるか、又は干渉セルのＲＸＬＥＶが３． ３項で述べる干渉レベル推定値を計算するのに使用される基準値であるかに基づ いて、行うべき段階が変化する。 １）直接測定される干渉レベル。ＭＳが６個の隣接セルの測定結果を報告し、 即ち測定サンプルの６つの位置が占有されるときは、６個の報告されたセルの最 も弱いＲＸＬＥＶが、測定サンプルから欠落した干渉セルに対する測定値として 入力される。ＭＳが６未満の隣接セルの測定結果を報告するときは、測定サンプ ルから欠落した干渉セルに対する測定値としてゼロが入力される。 ２）測定値が干渉レベル推定の計算に使用される。測定値が干渉レベル推定の 計算に使用されそして測定サンプルから欠落したセルに対しては、測定値として ゼロが入力される。 結果に最大の信頼性をもたせるために、ＢＳＣは、多数の測定結果の平均値を 計算し、これは、次いで、Ｃ／Ｉ評価に使用される。 ３．３ Ｃ／Ｉ評価 Ｃ／Ｉ評価は、ＢＳＣが測定結果を受け取りそしてそれらの平均値が計算され るたびに行われる。 通話が通常ＴＲＸにおいて行われる場合に、Ｃ／Ｉ評価は、サービスセルと、 そのサービスセルに隣接した子セルとの各超再使用ＴＲＸに関するものとなる。 このような場合に、評価は、ハンドオーバーに対して充分良好なＣ／Ｉ比を有す る超再使用ＴＲＸを見出そうとする。 通話が超再使用ＴＲＸにハンドオーバーされた場合は、Ｃ／Ｉ評価が超再使用 ＴＲＸ自体に関するだけとなる。このような場合に、評価の目的は、超再使用周 波数のＣ／Ｉ比が充分良好であるか又は通話を通常周波数にハンドオーバーすべ きであるかを監視することである。 ＢＳＣは、処理された測定結果（平均値）と、上記ＴＲＸのパラメータセット とにより、上記のように超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比を評価する。処 理された測定結果は、サービスセルのダウンリンクＲＸＬＥＶ、干渉セルのダウ ンリンクＲＸＬＥＶ、及び子セルのダウンリンクＲＸＬＥＶである。パラメータ は、Ｌｅｖｅｌ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ、ＣＩＥｓｔＷｅｉｇｈｔ及びＣＩＥｓ ｔＴｙｐｅであり、これらは、データベースＢＳＣ（図７）においてＴＲＸに対 してセットされる。Ｌｅｖｅｌ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔは、干渉セルの調整レベ ル（−６３ｄＢ・・・６３ｄＢ）であり、これは、干渉セルの信号レベルから干 渉レベル推定値を計算するのに使用される。ＣＩＥｓｔＷｅｉｇｈｔは、干渉セ ルの重み付け係数（１・・・１０）である。ＣＩＥｓｔＴｙｐｅは、干渉セルの 信号レベルが直接測定された干渉レベルとみなされるか又は干渉セルの信号レベ ルが干渉レベル推定値の計算に使用される干渉値であるかを指示する。 超再使用ＴＲＸのダウンリンクＲＸＬＥＶとダウンリンク干渉レベルを比較す ることにより、ＢＳＣは、超再使用ＴＲＸのＣ／Ｉ比を計算することができる。 ３．３．１ 超再使用ＴＲＸのＲＸＬＥＶの計算 上記比較のために、超再使用ＴＲＸのＲＸＬＥＶを先ず決定しなければならな い。 超再使用ＴＲＸが通常セルに割り当てられる場合（ケース１）又は子セルに割 り当てられる場合（ケース２及び３）について以下に検討する。 １）通常セルの超再使用ＴＲＸの平均ダウンリンク受信レベルＡＶ ＲＸＬＥ Ｖ ＴＲＸ（ｋ）は、次のように計算される。 （ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＴＲＸ（ｋ）＝ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＤＬ ＨＯ＋ （ＢＳ ＴＸＰＷＲ ＭＡＸ−ＢＳ ＴＸＰＷＲ） （１） 但し、ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＤＬ ＨＯは、サービスセルの平均ダウンリンクＲＸ ＬＥＶである。ＢＳ ＴＸＰＷＲ ＭＡＸ−ＢＳ ＴＸＰＷＲは、サービスセル に許された最大ダウンリンクＲＦ電力と、ＢＴＳ電力制御による実際のダウ ンリンク電力との差である。 ２）子セルがハンドオーバーの候補であるときには、超再使用ＴＲＸの平均ダ ウンリンク受信レベルＡＶ ＲＸＬＥＶ ＴＲＸ（ｋ）が子セルの平均ダウンリ ンク受信レベルに等しくなる。 ３）子セルがサービスセルであるときには、超再使用ＴＲＸの平均ダウンリン ク受信レベルＡＶ ＲＸＬＥＶ ＴＲＸ（ｋ）が次のように計算される。 ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＴＲＸ（ｋ）＝ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＤＬ ＨＯ＋ （ＢＳ ＴＸＰＷＲ ＭＡＸ−ＢＳ ＴＸＰＷＲ） （２） ３．３．２ 直接測定される干渉レベル 最も一般的な状態は、干渉セルがサービスセルに隣接する通常セルであり、そ して干渉セルがサービスセルと同じ１組の超再使用周波数を有することである。 又、干渉セルの位置は、干渉を生じるほど接近している。この状態においては、 干渉セルの平均ダウンリンク受信レベルＡＶ ＲＸＬＥＶ ＩＮＦｘ（ｋ）が、 干渉セルにより生じる超再使用ＴＲＸの干渉レベルに直接対応する。 ３．３．４ 推定される干渉レベル 通話が子セルの超再使用ＴＲＸ（ＢＣＣＨ周波数）にあるか又は子セルがハン ドオーバー候補であって潜在的な干渉源が同じ超再使用周波数（これもＢＣＣＨ 周波数）をもつ別の子セルである場合には、同じＢＣＣＨ周波数のために、対応 する干渉レベルをＭＳによって直接測定しそして報告することができない。この 場合、ＢＳＣは、他の子セルにより生じた干渉のレベルを、ＭＳが測定及び報告 できる信号レベルによって推定することしかできない。 通常の隣接セルのＲＦ信号プロファイルがサービスセルの有効到達エリア内の 干渉プロファイルに類似している場合には、真の干渉源ではなく通常の隣接セル を干渉セル（基準セル）として定めることができる。ＲＦ信号プロファイルは、 ＲＦ信号レベルと干渉レベル（例えば６ｄＢ）との比がサービスセルのサービス エリア内でほぼ不変に保たれるときは、干渉プロファイルと同じとみなされる。 この比は、図７に示されたように、各干渉又は基準セルに対し、上記パラメータ Ｌｅｖｅｌ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔセットによって表される。隣接セルの形式は パラメータＣＩＥｓｔＴｙｐｅにより指示される。 ３．３．３．１ 多数のセルに基づく干渉レベル推定 推定の信頼性を高めるために、多数の基準セルが推定ダウンリンク干渉レベル ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＥＳＴＭ（ｋ）の計算に使用される。このＡＶ ＲＸＬＥＶ ＥＳＴＭ（ｋ）、及び超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比は、同様の評価 方法を用いることにより計算される。平均値をとる方法及び最大値をとる方法の ような種々の数学的方法を使用して、超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比又 は推定ダウンリンク干渉レベルを計算することができる。セルラーネットワーク は、例えば、特殊なパラメータによってセル特有に選択された多数の計算方法を 使用することができる。平均値をとる方法は、例えば、次のように説明される。 平均値をとる方法 推定ダウンリンク干渉レベルＡＶ ＲＸＬＥＶ ＥＳＴＭ（ｋ）は、平均値を とる方法により次のように計算される（基準セルのＲＸＬＥＶのみを考慮すると き）。 ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＥＳＴＭ（ｋ）＝ 〔Ｗ１（ｋ）＊（ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＩＮＴＦＩ（ｋ）＋ ＬＥＶ ＡＤＪ ＩＮＴＦＩ（ｋ））＋ 〔Ｗ２（ｋ）＊（ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＩＮＴＦ２（ｋ）＋ ＬＥＶ ＡＤＪ ＩＮＴＦ２（ｋ））〕／ 〔Ｗ１（ｋ）＋Ｗ２（ｋ）＋Ｗ３（ｋ）＋Ｗ４（ｋ）＋Ｗ５（ｋ）〕 （３） 超再使用トランシーバＴＲＸ（ｋ）のダウンリンクＣ／Ｉ比ＣＩ ＲＡＴＩＯ （ｋ）は、平均値をとる方法により次のように計算される（干渉セルのＲＸＬＥ Ｖのみが考慮されるとき；基準セルのＲＸＬＥＶではなく、式３により推定され たダウンリンク干渉レベルＡＶ ＲＸＬＥＶ ＥＳＴＭ（ｋ）が使用される）。 ＣＩ ＲＡＴＩＯ（ｋ）＝ 〔Ｗ３（ｋ）＊（ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＴＲＸ（ｋ）−ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＩＮＴＦ３（ｋ）−ＬＥＶ ＡＤＪ ＩＮＴＦ３（ｋ））＋ 〔Ｗ４（ｋ）＊（ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＴＲＸ（ｋ）−ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＩＮＴＦ４（ｋ）−ＬＥＶ ＡＤＪ ＩＮＴＦ４（ｋ））〕＋ １＊（ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＴＲＸ（ｋ）− ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＥＳＴＭ（ｋ））〕／ （Ｗ３（ｋ）＋Ｗ４（ｋ）＋１） （４） ＬＥＶ ＡＤＪ ＩＮＦＴｘ（ｋ）は、干渉／基準セルの調整パラメータ（Ｌ ｅｖｅｌＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）であり、そしてＶｘ（ｋ）は、干渉／基準セル の重み付け係数（各干渉セルに対して設定されるパラメータＣＩＥｓｔＷｅｉｇ ｈｔ）である。 ３．４ ハンドオーバースレッシュホールド比較 本発明によるアンダーレイ／オーバーレイ特徴は、通常のハンドオーバースレ ッシュホールドに加えて、２つの特殊なハンドオーバースレッシュホールドを導 入する。 − ＳｕｐｅｒＲｅｕｓｅＧｏｏｄＣｉＴｈｒｅｓｈｏｌｄは、超再使用ＴＲ Ｘへのハンドオーバーを開始するために超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比 の比較に使用されるスレッシュホールドである。 − ＳｕｐｅｒＲｅｕｓｅＢａｄＣｉＴｈｒｅｓｈｏｌｄは、超再使用ＴＲＸ からのハンドオーバーを開始するために超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比 の比較に使用されるスレッシュホールドである。両ハンドオーバースレッシュホ ールドは、３つの部分、即ち実際のスレッシュホールド（ＣｉＲａｔｉｏ）と、 判断が行える前に考慮すべき全比較数（Ｎｘ）と、測定が行える前にダウンリン クＣ／Ｉ比がスレッシュホールドより小さい／大きいか又はそれに等しくなけれ ばならないところの全比較からの比較の数（Ｐｘ）とで構成される。ＰＳＣがＭ ＳＩから測定結果を受け取るたびに（例えば、各ＳＡＣＣＨマルチフレームの後 に）、ＢＳＣは、特定の超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比を特定のハンド オーバースレッシュホールドと比較する。通話が通常ＴＲＸにおけるものである ときは、スレッシュホールド比較は、サービスセルの各超再使用ＴＲＸと、その サービスセルに隣接する子セルとに関するものであり、そしてハンドオーバース レッシュホールドは、ＳｕｐｅｒＲｅｕｓｅＧｏｏｄＣｉＴｈｒｅｓｈｏｌｄと なる。通話が超再使用ＴＲＸへハンドオーバーされた場合には、スレッシュホー ルド比較は、超再使用ＴＲＸ自体に関するものだけとなり、そしてハンドオーバ ースレッシュホールドは、ＳｕｐｅｒＲｅｕｓｅＢａｄＣｉＴｈｒｅｓｈｏｌ ｄとなる。 スレッシュホールド比較及び行うべき段階は次の通りである。 １）ダウンリンクＣ／Ｉ比ＣＩ ＲＡＴＩＯ（ｋ）と、ＳｕｐｅｒＲｅｕｓｅ ＧｏｏｄＣｉＴｈｒｅｓｈｏｌｄとの比較。少なくとも、全Ｎｘ比較からのＢｘ 比較において、超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比ＣＩ ＲＡＴＩＯ（ｋ） がスレッシュホールドＣｉＲａｔｉｏ以上である場合には、通常ＴＲＸから超再 使用ＴＲＸ（ｋ）へのハンドオーバーを良好なＣ／Ｉ比を考慮して行うことがで きる。 ２）ダウンリンクＣ／Ｉ比ＣＩ ＲＡＴＩＯ（ｋ）と、ＳｕｐｅｒＲｅｕｓｅ ＢａｄＣｉＴｈｒｅｓｈｏｌｄとの比較。少なくとも、全Ｎｘ比較からのＢｘ比 較において、超再使用ＴＲＸのダウンリンクＣ／Ｉ比ＣＩ ＲＡＴＩＯ（ｋ）が スレッシュホールドＣｉＲａｔｉｏ以下である場合には、不良のＣ／Ｉ比を考慮 して超再使用ＴＲＸ（ｋ）から通常ＴＲＸへのハンドオーバーが必要とされる。 ３．５ ハンドオーバー判断アルゴリズム ３．５．１ 通常ＴＲＸから超再使用ＴＲＸへのセル内ハンドオーバー ＢＳＣは、良好なＣ／Ｉ比に基づくハンドオーバーを通常ＴＲＸから特定の超 再使用ＴＲＸへ行えることがハンドオーバースレッシュホールド比較により指示 されたときに、ハンドオーバーを行う可能性を確認する。サービスセルに多数の 超再使用ＴＲＸがあって、Ｃ／Ｉ比に対するハンドオーバー要求を同時に満足す る場合には、ハンドオーバーアルゴリズムが超再使用ＴＲＸをＣ／Ｉ比に基づい てランク付けする。サービスセル及び子セルに適当な超再使用ＴＲＸが同時に存 在する場合は、ＢＳＣがサービスセルよりも子セルを好む。換言すれば、ＢＳＣ は、セル内ハンドオーバーではなくて、子セルへのセル内ハンドオーバーを実行 する。 ３．５．２ 超再使用ＴＲＸから通常ＴＲＸへのセル内ハンドオーバー ＢＳＣは、ハンドオーバーのための次の基準、即ちダウンリンク干渉、ダウン リンクの質、及び不良Ｃ／Ｉ比の幾つかが存在することをハンドオーバースレッ シュホールド比較が指示するときに、ハンドオーバーを行う必要性を確認する。 ハンドオーバーの試みの原因がダウンリンク干渉又はダウンリンクの質であり、 そして通常ＴＲＸへのセル内ハンドオーバーが失敗したときには、ＢＳＣは、別 の通常セルへのハンドオーバーを行って、通話を維持する。 ３．５．３ 超再使用ＴＲＸ間のセル内ハンドオーバー ＢＳＣは、アップリンク干渉を原因とするセル内ハンドオーバーが必要とされ ることをハンドオーバースレッシュホールド比較が指示するときにハンドオーバ ーを行う必要性を確認する。別の超再使用ＴＲＸへのセル内ハンドオーバーの試 みが失敗するか又はハンドオーバーが行えない場合には、ＢＳＣは、セル内ハン ドオーバーを行うか又は通常ＴＲＸへのセル間ハンドオーバーを行って、通話を 維持する。 ３．５．４ 通常セルから子セルへのセル間ハンドオーバー ＢＳＣは、良好なＣ／Ｉ比を原因とするハンドオーバーを通常のＴＲＸから子 セルの特定の超再使用ＴＲＸへ行えることをハンドオーバースレッシュホールド 比較が指示するときにハンドオーバーを行う可能性を確認する。子セルへのハン ドオーバーが可能となるようにするために、子セルは、無線リンク特性として次 の要件も満足しなければならない。 １．ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＮＣＥＬＬ（ｎ）＞ＲＸＬＥＶ ＭＩＮ（ｎ）＋ＭＡＸ（０，Ｐａ） 但し、Ｐａ＝（ＭＳ ＴＸＰＷＲ ＭＡＸ（ｎ）−Ｐ） （５） ２．ＰＢＧＴ（ｎ）＞ＨＯ ＭＡＲＧＩＮ ＰＢＧＴ（ｎ） ＲＸＬＥＶ ＭＩＮ（ｎ）は、ハンドオーバーを行えるまでに子セル（ｎ）の ＡＶ ＲＸＬＥＶ ＮＣＥＬＬ（ｎ）が越えねばならないレベルである。このパ ラメータは、通常のハンドオーバーアルゴリズムに対し各隣接セルごとに設定さ れる。ＭＳ ＴＸＰＷＲ ＭＡＸ（ｎ）は、ＭＳが隣接セルのトラフィックチャ ンネル上で使用を許された以上の最大ＲＸ電力である。Ｈ ＭＡＲＧＩＮ ＢＧ Ｔ（ｎ）は、ハンドオーバーを行えるまでに子セル（ｎ）の電力予定値ＰＢＧＴ （ｎ）が越えねばならない限界である。又、これらは、通常のハンドオーバーに 対し各隣接セルごとに設定されるパラメータである。Ｂは、ＭＳの最大電力であ る。 多数の子セルに適当な超再使用周波数がある場合には、ＢＳＣは、子セルの優 先順位レベル及び負荷に基づいて子セルをランク付けし、そしてターゲットセル として最良の子セルを選択する。Ｃ／Ｉ比の要件を同時に満たす多数の超再使用 ＴＲＸが子セルに存在する場合には、ハンドオーバーアルゴリズムは、Ｃ／Ｉ比 に基づいてＴＲＸをランク付けする。 ３．５．５ 子セルから通常セルへのセル間ハンドオーバー ＢＳＣは、ハンドオーバーのための次の基準、即ちダウンリンク干渉、ダウン リンクの質、及び不良Ｃ／Ｉ比の幾つかが存在することをハンドオーバースレッ シュホールド比較が指示するときに、ハンドオーバーを行う必要性を確認する。 多数の通常のセルが使用できる場合には、ＢＳＣは、ターゲットセルとして最良 の信号強度状態を有する１つの通常セルを選択する。ＢＳＣのエリア内に通常セ ルが使用できない場合には、ＢＳＣは、従来の通常基準で生じるＢＳＣ間ハンド オーバーを開始し、通話を維持する。通話設定の後及び全てのハンドオーバーの 後に、Ｃ／Ｉ評価が不確実とみなされそしてハンドオーバーが許されない所与の 時間周期が存在するのが好ましい。この周期は、Ｃ／Ｉ評価がスタートするまで にＭＳが干渉／基準セルの識別子ＢＳＩＣをデコードできるようにする。更に、 同じＭＳのハンドオーバーの繰り返しは、同じ接続に関連したハンドオーバー間 の最小インターバルを設定することにより防止されるのが好ましい。更に、ハン ドオーバーの試みが何らかの理由で失敗した場合には、同じ接続に対する新たな 試みは、最小のインターバルの後にのみ許される。 添付図面及びそれに関連した以上の説明は、単に本発明を例示するものに過ぎ ない。本発明は、請求の範囲の精神及び範囲内でその細部を種々変更できること が明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ 【要約の続き】 干渉レベルが低下するときは、超再使用周波数から通常 周波数に戻るように通話がハンドオーバーされる(HO 3)。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セル内で再使用される割り当てられた無線周波数を有するセルラー無線ネッ トワークにおいて、 上記割り当てられた無線周波数は、継ぎ目のない全有効到達範囲を得るため に低い周波数の再使用が用いられる通常の無線周波数と、高いトラフィック搬送 容量を得るために高い周波数の再使用が適用される超再使用周波数とに分割され ； 少なくとも幾つかのセルは、少なくとも１つの通常周波数と、少なくとも１ つの超再使用周波数との両方を有し、上記少なくとも１つの通常周波数は、主と してセル境界領域にサービスするよう意図され、そして上記少なくとも１つの超 再使用周波数は、主としてベースステーションの付近にサービスするように意図 され；そして 上記少なくとも１つの超再使用周波数において推定される干渉により誘起さ れるセル内ハンドオーバーによって上記少なくとも１つの通常周波数と上記少な くとも１つの超再使用周波数との間でセルのトラフィック負荷分布を制御する手 段を備えたことを特徴とするセルラー無線ネットワーク。 ２．通常周波数から超再使用周波数へのハンドオーバーの原因は、超再使用周波 数における干渉レベルが充分に良好なことであり、そして 超再使用周波数から通常周波数へのハンドオーバーの原因は、超再使用周波 数における干渉レベルが非常に悪いことである請求項１に記載のセルラー無線ネ ットワーク。 ３．セルのＢＣＣＨ周波数は、常に、通常周波数であり、そして通話設定又は別 のセルからのハンドオーバーの際に指定される無線周波数は、常に、通常周波数 である請求項１又は２に記載のシステム。 ４．１つがＢＣＣＨ周波数である超再使用周波数のみを有する少なくとも１つの マイクロセルを更に備え、マイクロセルにおける通話設定は阻止され、そしてセ ルラーネットワークは、マイクロセルの干渉レベルによって誘起されるセル間ハ ンドオーバーにより通常セルとマイクロセルとの間のトラフィック負荷分布を制 御する手段を備えた請求項１に記載のセルラー無線ネットワーク。 ５．移動ステーション(MS)が、サービスセルの信号受信レベル及び隣接セルの信 号レベルを測定し、そしてその測定結果をセルラーネットワークのハンドオーバ ー制御手段に送るような移動助成ハンドオーバー手順を備え、 上記ハンドオーバー制御手段は、上記測定結果に基づいてサービスセルの超 再使用周波数における干渉レベルを推定する請求項の前記いずれかに記載のセル ラー無線ネットワーク。 ６．サービスセルの各超再使用周波数に１つ以上の隣接セルが指定され、そして 隣接セルの測定された受信レベルは、上記超再使用周波数における干渉の推定に 使用される請求項５に記載のセルラー無線ネットワーク。 ７．移動ステーションの測定結果は、限定された数の周囲セルのみに関連し、上 記周囲セルの中から少なくとも１つの基準セルがサービスセルの少なくとも１つ の超再使用周波数に指定され、上記基準セルは、超再使用周波数における潜在的 な干渉源であるが移動ステーションにより直接測定できない更に離れたセルと同 様の形式の干渉プロファイルを有し、そして上記ハンドオーバー制御手段は、基 準セルの測定された信号レベルを使用して、超再使用周波数において上記更に離 れたセルにより生じる干渉のレベルを推定する請求項５又は６に記載のセルラー 無線ネットワーク。 ８．ハンドオーバーアルゴリズムは、基準セルと実際の干渉セルの信号レベルの 差を考慮して基準セルの測定された受信レベルを修正することにより干渉セルの 信号レベルを推定する請求項７に記載のセルラー無線ネットワーク。 ９．セルラー無線システムにおいてトラフィック搬送容量を増加する方法であっ て、 セルラー無線ネットワークの無線周波数を、継ぎ目のない全有効到達範囲を 得るために低い周波数の再使用が適用される通常の無線周波数と、高いトラフィ ック搬送容量を得るために高い周波数の再使用が適用される超再使用周波数とに 分割し； 少なくとも幾つかのセルに、少なくとも１つの通常周波数と、少なくとも１ つの超再使用周波数との両方を割り当て、上記通常周波数は主としてセル境界領 域にサービスするよう意図され、そして上記超再使用周波数は、主としてベ ースステーションの付近にサービスするように意図され；そして 上記少なくとも１つの超再使用周波数において推定される干渉により誘起さ れるセル内ハンドオーバーによって上記少なくとも１つの通常周波数と上記少な くとも１つの超再使用周波数との間でセルのトラフィック負荷分布を制御する、 という段階を備えたことを特徴とする方法。 10．超再使用周波数が充分に良好な干渉レベルを有するときに通常周波数から超 再使用周波数へのセル内ハンドオーバーを実行し、そして 超再使用周波数が非常に不良な干渉レベルを有するときに超再使用周波数か ら通常周波数へのハンドオーバーを実行する請求項９に記載の方法。 11．各場合にセルのＢＣＣＨ周波数として通常周波数を割り当て、そして 各場合に通話設定又は別のセルからのハンドオーバーの際に通常周波数を指 定する請求項９又は１０に記載の方法。 12．信号受信レベル、好ましくはサービスセルの質を移動ステーションにおいて 測定し、 サービスセルの周囲のセルの信号受信レベルを移動ステーションにおいて測 定し、 測定結果を移動ステーションからセルラー無線ネットワークに送り、 測定結果に基づきサービスセルの超再使用周波数における干渉レベルを推定 する請求項９、１０又は１１に記載の方法。 13．サービスセルの各超再使用周波数に１つ以上の隣接セルを指定し、隣接セル の測定された受信レベルは、上記超再使用周波数における干渉レベルの推定に使 用される請求項１２に記載の方法。 14．移動ステーションにより報告される測定結果は、限定された数の周囲セルの みに関連し、 上記周囲セルの中からサービスセルの少なくとも１つの超再使用周波数に少 なくとも１つの基準セルを指定し、この基準セルは、超再使用周波数における潜 在的な干渉源であるが移動ステーションにより直接測定できない更に離れたセル と同様の形式の干渉プロファイルを有し、そして 基準セルの測定された信号レベルを使用し、超再使用周波数における上記更 に離れたセルによって生じる干渉のレベルを推定する請求項１２又は１３に記載 の方法。 15．干渉レベルの推定において、基準セル及び上記離れたセルの信号レベルの差 を考慮して基準セルの測定された受信レベルを修正する請求項１４に記載の方法 。