JPH11234737A - 無線通信チャネル割当方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 移動無線通信チャネルの周波数利用効率を向
上させる。 【解決手段】 移動局が、無線基地局に音声通信、デー
タ通信等の通信種別を示す情報と、データ通信の場合
に、移動局側から送信するデータ量と、受信するデータ
量のいずれが多いかを識別する情報を含んだ無線通信チ
ャネルの割当を要求する信号を送信し、無線基地局は、
通信種別ごとの所要通信品質を予め記憶していて、移動
局から送信された無線通信チャネルの割当を要求する信
号を受信したとき、その通信種別を判読し、移動局から
要求された通信種別に対応する所要通信品質を呼び出
し、データ通信であった場合は、さらに、移動局側から
送信と受信する量のいずれが多いかの識別を行い、移動
局側が受信する量が多い場合は、移動局から無線基地局
方向のチャネルの所要通信品質の設定値を低下させて、
所要通信品質を満足する無線通信チャネルを選択して、
割り当てる。

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
によって、サービスエリアを構成する移動通信方式にお
いて、無線通信チャネルを必要に応じてダイナミックに
割り当てる無線通信チャネル割当方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の無線ゾーンでサービスエリアを覆
う移動通信システムにおいて、従来は、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当てて
おいて、移動局からの無線通信チャネル割当要求の都
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
ャネルの干渉波レベル測定という手段で調査すると共
に、当該無線通信チャネルが通信路としての所要品質を
満足するかを判断し、所要品質を満足していると判断し
た場合、当該無線通信チャネルを割り当てていた。

【０００３】更に、従来の無線通信チャネル割当方法で
は、これから通信を行おうとする無線通信チャネルの通
信種別、例えば音声通信呼では、２０ｄＢの所要ＣＩＲ
値（希望波対干渉波電力比）、データ通信呼では、２５
ｄＢの所要ＣＩＲ値といった一律一定の所要品質で無線
通信チャネルの割当を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、今、移動局か
らデータ通信を行うために無線通信チャネルの割当を無
線基地局に要求する場合を考える。現在の移動通信シス
テムにおいてのデータ通信は、ユーザが小型情報端末を
持ち歩き、ＷＷＷアスセス、電子メール受信、または送
信等、一方向のデータ量が多い半二重での通信形態が゛
一般的である。

【０００５】しかしながら、無線基地局が、前記移動局
に無線通信チャネルの割当を行うために、所要通信品質
を満足する無線通信チャネルの検索を行う場合、移動局
から無線基地局方向及び無線基地局から移動局への両方
向の無線リンクの通信品質が所要値を満たしているかど
うかを調査し、両方向の無線リンクの通信品質が所要値
を満たしている場合に、当該無線通信チャネルの割当を
前記移動局に対して行っている。

【０００６】そのため、データ量の少ない方向の無線リ
ンクの通信品質もデータ量の多い方向の無線リンクと同
一の所要通信品質を満足するように無線通信チャネルの
割当を行っていた。本来は、データ量の少ない方向の無
線リンクは、元々データ量の多い方向のデータの送達確
認程度のデータしか送受信されず、データ量が゛極めて
少ない。

【０００７】従って、データ量の少ない方向の無線リン
クの通信品質は、データ量の多い方向の無線リンクより
も低くして、伝送速度を小さくしても良いにもかかわら
ず、それ以上の無線リンクの品質を確保してしまうた
め、周波数の利用効率が低下してしまうという課題があ
った。本発明は、このような従来の課題を解決するため
に成されたもので、移動通信システムにおける無線通信
チャネルの周波数利用効率の高い無線通信チャネル割当
方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は、前記、「特許請求の範囲」に記載した手段によ
り解決される。すなわち、本発明は、無線基地局と移動
局の間で無線回線を介して通信が行われ、移動局から接
続要求が発生した時点で通信路としての所要品質を満足
する無線通信チャネルを選択して割り当てる無線通信チ
ャネル割当方法において、

【０００９】前記移動局は、通信を行うにあたり、当該
無線基地局に当該通信が、音声通信であるか、データ通
信であるか等の通信種別を示す情報と、それがデータ通
信である場合には、移動局側から送信するデータ量が多
い通信か、移動局側が受信するデータ量が多い通信かを
示す情報を含んだ無線通信チャネルの割当を要求する信
号を送信し、

【００１０】当該無線基地局は、通信種別ごとの所要通
信品質を予め記憶していて、移動局から送信された無線
通信チャネルの割当を要求する信号を受信したとき、受
信した信号に含まれている通信種別を示す情報を判読し
て、その通信種別に対応する所要通信品質の値を記憶部
から呼び出して認識し、

【００１１】さらに、移動局から要求された通信種別が
データ通信である場合には、移動局側から送信するデー
タ量が多い通信か、移動局側が゛受信するデータ量が多
い通信であるかの識別を行い、

【００１２】移動局側が受信するデータ量が多い通信の
場合は、移動局から無線基地局方向のチャネルの所要通
信品質の設定値を低下させ、上記手順により求めた所要
通信品質を満足する無線通信チャネルを選択して、該無
線通信チャネルを無線通信チャネルの割当を要求する移
動局に割り当てる無線通信チャネル割当方法である。

【００１３】本発明は、上述のように、移動局が無線基
地局に対して発する信号の受信レベルと、移動局が無線
基地局に対して発する無線通信チャネルの通信種別およ
び、通信種別が、データ通信である場合の移動局と無線
基地局との間の、いずれの方向のデータ量が多いかの情
報を用いて、これから行われる通信種別がデータ通信で
あったときに、データ量の少ない方向の無線リンクの所
要品質を低下せしめて無線通信チャネルの割り当てを行
うことを主要な特徴とするものである。

【００１４】また、本発明は、無線基地局と移動局の間
で無線回線を介して通信が行われ、移動局から接続要求
が発生した時点で通信路としての所要品質を満足する無
線通信チャネルを選択して割り当てる無線チャネル割当
方法において、所要品質として、例えば、ＣＩＲ値（希
望波対干渉波電力比）を用いる場合、無線基地局は、移
動局からの通信接続要求があったときに、

【００１５】移動局からの制御信号に基づいて移動局が
要求した通信種別、当該通信種別がデータ通信であった
場合は、移動局から無線基地局の方向のデータ量が多い
か、または、無線基地局から移動局の方向のデータ量が
多いかを判断し、無線基地局の記憶部に記憶されている
通信種別に対応した所要ＣＩＲ値を読み出し、

【００１６】通信種別がデータ通信であった場合は、デ
ータ量の少ない方向の無線リンクの所要ＣＩＲ値を予め
設定してある値分だけ減少させ、各無線通信チャネルに
おけるＣＩＲ値を測定し、測定されたＣＩＲ値が許容Ｃ
ＩＲ値以上であった時、その通信に対して無線通信チャ
ネルを割り当てる。

【００１７】各無線通信チャネルにおけるＣＩＲ値の算
出は、前記移動局からの通信接続要求があったときに、
前記移動局からの制御信号に基づいて前記移動局から送
出された通信接続要求の制御信号の受信レベルＢを測定
し、この制御信号の受信レベルと各無線通信チャネルに
おける干渉波受信レベルとに基づいて、以下の式より算
出できる。

【００１８】各無線通信チャネルのＣＩＲ値＝（希望波
受信レベルＢ）／（各無線通信チャネルの干渉波受信レ
ベル）

【００１９】ここで、所要品質は、許容干渉波レベルを
用いても良い。本発明では、データ通信呼の無線通信チ
ャネル割当に際して、データ量の少ない方向の無線リン
ク（以下、バックワードチャネルと呼ぶ）の所要品質を
データ量の多い方向の無線リンク（以下、フォワードチ
ャネルと呼ぶ）の品質よりも低下させることで無線通信
チャネルの周波数利用効率を高める。

【００２０】一般のデータ通信は、ユーザがデータベー
スからデータを一方的にダウンロードするか、アップロ
ードするかのどちらか、の通信であり、バックワードチ
ャネルは、フォワードチャネルのデータの送達確認程度
の情報しか伝送されず、バックワードチャネルの要求さ
れるデータ伝送速度はフォワードチャネルに比べ極めて
低い。

【００２１】特に、平成９年４月よりサービスが開始さ
れているＰＨＳのデータ通信で用いられているＰＩＡＦ
Ｓ（PHS Internet Access Forum Standard）は、通信
中、バックワード情報を連続で伝送しており、無線品質
の劣化に対する伝送速度劣化の影響が少ない伝送方式で
ある。

【００２２】従来は、上記のような半二重通信において
も、バックワードチャネルに対してフォワードチャネル
と同一の無線品質を確保するようにしていたので、バッ
クワードチャネルとして必要以上の品質のチャネルの確
保が必要となるため、無線通信チャネルの周波数利用効
率が低かった。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施する移動無
線システムの構成の例を示す図である。同図において、
サービスエリア３は、無線ゾーン１、無線ゾーン２とか
ら構成されている。無線ゾーン１は無線基地局４によっ
て、無線ゾーン２は無線基地局６によって形成される。
この移動無線システムには、複数の移動局が存在し、移
動局５は、無線ゾ−ン１に、移動局７は、無線ゾーン２
のエリア内に位置している。移動局７は無線基地局６と
無線通信チャネルにて通信路が設定されている。

【００２４】図２は、無線基地局の構成を示すものであ
り、アンテナ２０と変復調機能を含む送受信部２１と、
送信信号の生成、受信信号の検出、処理等を行うベース
バンド処理部２２と、無線通信チャネル及び無線チャネ
ルの受信信号の受信レベルを測定する受信レベル測定部
２３と、回路全体の動作を制御し、移動局から送られた
無線通信チャネル割当要求信号に対する空き無線通信チ
ャネルの検索動作をおこなう処理部２４と、無線通信チ
ャネルの所要品質値である所要ＣＩＲ値を記憶する記憶
部２５を備えている。

【００２５】図３は、本発明が実施される移動通信シス
テムにおける呼接続シーケンスを示すものである。すな
わち、通信を行うために移動局から呼接続要求が発生す
ると、移動局は、無線基地局に対して制御チャネル上
で、無線通信チャネル割当要求信号を送信する。この通
信チャネル割当要求信号を無線基地局が受信すると、無
線通信チャネル割当アルゴリズムに従って、所要品質を
満足する無線通信チャネルを検索する。

【００２６】所要品質を満足する無線通信チャネルが検
索された場合、無線基地局は、移動局に対して通信通信
チャネル割当信号によって、無線通信チャネルの割当を
行う。無線基地局４は、移動局５からの通信接続要求が
あったときに、移動局５からの無線通信チャネル割当要
求信号に基づいて移動局５が要求した通信種別を判断す
る。

【００２７】通信種別がデータ通信であった場合には、
移動局から無線基地局方向のデータ量が多い通信（以
下、アップロード通信と呼ぶ）か、または、無線基地局
から移動局方向のデータ量が多い通信（以下、ダウンロ
ード通信と呼ぶ）かを判断する。無線基地局４は、記憶
部２５より、移動局５からの通信接続要求の通信種別に
対応する所要ＣＩＲ値を読み出す。

【００２８】通信種別が音声通信であった場合には、移
動局から無線基地局の方向の無線リンク（以下、上り無
線リンクと呼ぶ）と無線基地局から移動局の方向の無線
リンク（以下、下り無線リンクと呼ぶ）の所要ＣＩＲ値
は、記憶部２５より読み出した値に設定する。また、通
信種別がデータ通信であった場合には、アップロード通
信時には、上り無線リンクは、フォワードチャネルにな
るため、上り無線リンクの所要ＣＩＲ値は、記憶部２５
より読み出した値に設定する。

【００２９】逆に、通信種別がデータ通信であり、ダウ
ンロード通信時には、下り無線リンクは、フォワードチ
ャネルになり、下り無線リンクの所要ＣＩＲ値は、記憶
部２５より読み出した値となるが、上り無線リンクは、
バックワードチャネルになるため、上り無線リンクの所
要ＣＩＲ値は、記憶部２５より読み出した値から予め記
憶部２５に設定してある減算値を所要ＣＩＲ値より減じ
た値に設定する。

【００３０】アップロード通信時のバックワードチャネ
ルの所要ＣＩＲ値の減算は、上記無線基地局側の処理と
同様な手順により移動局側で行うことになるが、これは
本発明とは直接の関係はないので説明を省略する。図
４、図５は、無線基地局における無線通信チャネル割当
動作を説明するフローチャートである。以下、更に、図
１〜５を参照して、無線基地局における無線通信チャネ
ル割当動作について詳細に説明する。

【００３１】無線基地局４は、移動局５からの無線通信
チャネル割当要求信号の受信レべルを測定し、各無線通
信チャネルにおける干渉波レベルを測定し、通信接続要
求のあった通信種別に対応する所要ＣＩＲ値以上の無線
通信チャネルの中から、無線通信チャネルを選択し、当
該無線チャネルを移動局５に割り当てる。

【００３２】この時、通信種別がデータ通信であった場
合には、アップロード通信では、記憶部２５に設定して
ある所要ＣＩＲ値以上の無線通信チャネルを検索する
が、ダウンロード通信では、記憶部２５に設定してある
所要ＣＩＲ値から予め記憶部２５に設定してある減算値
を減じたＣＩＲ値以上の無線通信チャネルを検索するこ
とになる。

【００３３】まず、本実施の形態の例では、無線基地局
４内にある記憶部２５に通信種別毎に所要ＣｌＲ値を記
憶している。また、記憶部２５には、データ通信時のバ
ックワードチャネルの減算値も記憶されている。“表
１”は、この通信種別ごとの所要ＣＩＲ値の記憶状態及
びデータ通信時のバックワードチャネルの減算値の記憶
状態を示したものである。

【００３４】“表１”において、通信種別：音声通信
は、所要ＣＩＲ値Ｃ１、通信種別：データ通信は、所要
ＣＩＲ値Ｃ２というように、通信種別ごとに無線通信路
の所要品質が記憶されている。また、データ通信時のバ
ックワードチャネルの減算値も図４のようにＸとして記
憶されている。

【００３５】

【表１】

【００３６】次に、本発明の実施の形態における無線通
信チャネルの割当動作を説明する。いま、移動局５が無
線基地局４に対して、無線通信チャネルの要求を行う場
合について説明する。移動局５より制御チャネル上で、
無線基地局４に無線通信チャネルの割り当てを要求する
ために、無線通信チャネル割当要求信号を送出する。こ
の信号には、無線通信チャネルの通信種別情報が含まれ
ている。当該通信種別がデータ通信に設定されている場
合には、当該データ通信がアップロード通信かダウンロ
ード通信かを示す情報も付随している。

【００３７】無線基地局４は、当該信号の受信レベルを
移動局の受信レベル測定部２３で測定すると共に、当該
信号を処理部２４で解析し、当該移動局５より要求され
た無線通信チャネルの通信種別及び当該通信種別がデー
タ通信に設定されている場合は、それが、アップロード
通信であるかダウンロード通信であるかを識別する。

【００３８】図６は、制御チャネル上の無線通信チャネ
ル割当要求信号の信号コーディングの例を示したもので
あり、メッセージ種別、通信種別、アップロード通信／
ダウンロード通信識別、移動局番号を含んだ信号形態を
示している。

【００３９】

【表２】

【００４０】“表２”は、この信号コーディングの意昧
の例を示すものである。通信種別としては、音声通信
と、データ通信が設定されている。これにより、メッセ
ージ種別４ビットがビットフォーマット“０００１”で
あれば、通信チャネル割当要求の信号であることが分か
り、それに続く通信種別４ビットが“００１０”であれ
ば、データ通信であることが判別できる。さらに、それ
に続く４ビットが“００１０”であれば、ダウンロード
通信であることが判別できる。

【００４１】処理部２６は、あらかじめ無線基地局４内
にある記憶部２５に記憶されている無線通信チャネル種
別ごとの所要品質値を読み出し、移動局から要求された
無線通信チャネルの通信種別に対応した所要ＣＩＲ値Ｃ
を求める。例えば、要求された無線通信チャネルの種別
がデータ通信であった場合、所要ＣＩＲ値はＣ２である
として求まる。

【００４２】ここで、これから行おうとするデータ通信
がアップロード通信であった場合は、無線基地局が検索
する無線通信チャネルの所要ＣＩＲ値は、記憶部２５か
ら読み出したＣ２に設定されるが、今回要求されている
データ通信は、ダウンロードであるとすると、無線基地
局が検索する無線通信チャネルの所要ＣＩＲ値は、記憶
部２５から読み出したＣ２からバックワードチャネル所
要ＣＩＲ減算値Ｘを減じた、Ｃ２−Ｘとなる。

【００４３】

【表３】

【００４４】いま、移動局５から要求されている無線通
信チャネルの種別がデータ通信であり、当該無線基地局
で受信された無線通信チャネル割当要求信号の受信レベ
ルがＢであったとする。“表３”は、無線基地局４で測
定された各無線通信チャネルＫの干渉波受信レベルＥｋ
及び無線通信チャネル割当要求信号の受信レベルＢ（希
望波受信レベル）より算出された各無線通信チャネルＫ
のＣＩＲ値Ｆｋ（希望波対干渉波電力比）の様子を示し
たものである。ＣＩＲ値Ｆｋは、以下の式で算出され
る。

【００４５】ＣＩＲ値Ｆｋ＝（希望波受信レベルＢ）／
（干渉波受信レベルＥｋ）

【００４６】このＣＩＲ値は、各無線通信チャネルごと
に算出される。各無線通信チャネルの干渉波受信レベル
の測定は、無線基地局が移動局から無線通信チャネルの
割当要求を受けた時点で行っても良いし、また、常時継
続的に行っても良い。

【００４７】無線基地局４内の処理部２６は、各無線通
信チャネル（１〜ｎ）のＣＩＲ値の計算を行い、先に求
められた通信種別の所要ＣＩＲ値Ｃ２−Ｘを越えている
無線通信チャネルを検索する。所要ＣＩＲ値Ｃ２−Ｘを
越えている無線通信チャネルが存在すれば、当該無線通
信チャネルを移動局５に無線通信チャネル割当信号を用
いて割当てる。

【００４８】なお、当該無線基地局４において既に無線
通信チャネルとして使用している無線通信チャネルは、
検索対象外である。この時、無線基地局４は、全無線通
信チャネルを検索しても、所要ＣＩＲ値Ｃ２−Ｘを越え
ている無線通信チャネルが検出されなかった場合、その
旨を移動局５に通知し、その呼は、呼損となる。

【００４９】“表４”は、本発明の効果を確認するため
に実施した計算機シミュレーションの条件を説明するも
のである。ここで、所要ＣＩＲ値として、データ通信呼
に「２５ｄＢ」、音声通信呼に「２０ｄＢ」が゛設定さ
れている。また、データ通信呼のバックワードチャネル
の所要ＣＩＲ値の減算値を「５ｄＢ」に設定している。
従来は、上り無線リンク、下り無線リンク共に同じ所要
ＣＩＲ値を設定していた。具体的には、音声通信呼は、
「２０ｄＢ」、データ通信呼は、上り無線リンク、下り
無線リンク共に「２５ｄＢ」を設定していた。

【００５０】

【表４】

【００５１】図７は、計算機シミュレーションによる従
来方式と本発明方式の比較結果を示すものである。同図
に示すように、計算機シミュレーションの結果によれ
ば、データ通信呼に着目すると、本発明の方式によれ
ば、呼損率３％で、従来の方式より、約３％多くのトラ
ヒックが運べることが分かる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データ通信呼のチャネル割当に際して、所要ＣＩＲ値を
実際の通信形態に合わせて最適化することができるの
で、無線通信チャネルの周波数利用効率を向上させるこ
とができる。そして、このように、周波数利用効率を高
めることにより、シスデムの収容加入者数の増大、呼の
接続率の向上を図ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する移動通信システムの構成の例
を示す図である。

【図２】本発明を実施する無線基地局の構成の例を示す
図である。

【図３】発明の実施の形態の例の呼接続シーケンスを示
す図である。

【図４】通信チャネルの割当動作を説明するフローチャ
ート（その１）である。

【図５】通信チャネルの割当動作を説明するフローチャ
ート（その２）である。

【図６】無線通信チャネル割当要求信号の信号コーディ
ングの例を示す図である。

【図７】本発明の効果を確認するための計算機シミュレ
ーションの結果を示す図である。

【符号の説明】

１，２ 無線ゾーン ３ サービスエリア ４，６ 無線基地局 ５，７ 移動局 ２０ アンテナ ２１ 送受信部 ２２ ベースバンド信号処理部 ２３ 受信レベル測定部 ２４ 処理部 ２５ 記憶部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線基地局と移動局との間で無線回線を
   介して通信が行われ、移動局から接続要求が発生した時
   点で通信路としての所要品質を満足する無線通信チャネ
   ルを選択して割り当てる無線通信チャネル割当方法にお
   いて、 移動局は、通信を行うにあたり、 当該無線基地局に、当該通信が、音声通信であるか、デ
   ータ通信であるか等の通信種別を示す情報と、 それがデータ通信である場合には、移動局側から送信す
   るデータ量が多い通信か、移動局側が受信するデータ量
   が多い通信であるかを示す情報を含んだ無線通信チャネ
   ルの割当を要求する信号を送信し、 当該無線基地局は、 通信種別ごとの所要通信品質の値を予め記憶していて、
   移動局から送信された無線通信チャネルの割当を要求す
   る信号を受信したとき、 受信した信号に含まれている通信種別を示す情報を判読
   して、その通信種別に対応する所要通信品質の値を記憶
   部から呼び出して認識し、 さらに、移動局から要求された通信種別がデータ通信で
   ある場合には、移動局側から送信するデータ量が多い通
   信か、移動局側が受信するデータ量が多い通信であるか
   の識別を行い、 移動局側が受信するデータ量が多い通信の場合は、移動
   局から無線基地局方向のチャネルの所要通信品質の設定
   値を低下させ、 上記手順により求めた所要通信品質を満足する無線通信
   チャネルを選択して、該無線通信チャネルを無線通信チ
   ャネルの割当を要求する移動局に割り当てることを特徴
   とする無線通信チャネル割当方法。