JPS63103525A - 通信チヤネル割当て方式 - Google Patents

通信チヤネル割当て方式

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JPS63103525A
JPS63103525A JP61248478A JP24847886A JPS63103525A JP S63103525 A JPS63103525 A JP S63103525A JP 61248478 A JP61248478 A JP 61248478A JP 24847886 A JP24847886 A JP 24847886A JP S63103525 A JPS63103525 A JP S63103525A
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communication
channel
communication channel
group
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JP61248478A
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Atsushi Tajima
淳 田島
Hiroshi Inaba
洋 稲葉
Izumi Horikawa
堀川 泉
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動通信における通信用チャネルの割当て方式
に国するものである。
〔従来の技術〕
−移動通信における一般的なチャネル割当て方式につい
て、現在サービスされている自動車電話方式を例に探っ
て説明する。
該自動111電話方式においては、無線チャネルは制J
JV用チャネルと通信用チャネルに分割されていて、移
動局からの発信要求および移動局への着信要求には、制
御チャネルが使用される。
また、複数存在する無線チャネルの中から、発生した通
(H”?求に供する無線チャネルを指定するためにら制
御チャネルが使用される。
−力、通信用チャネルは、主として通信相手との情報交
換のためだけに使用される。上記の複数の通信用チャネ
ルの中から未使用の通信用チャネルを識別し、かつ未使
用の通信用チャネルの中から通(,1に使用するチャネ
ルを選択する動作Jま、すべて無線基地局によって行な
われる。
このような移動iI¥i(Wサービスが普及するにつれ
て、例えば、移動局に音声通信専用移動局と音声・デー
タ通信両用移動局などの2種類の種SIJができた場合
の対応を、考えることが必要となった。
データ通信モードで通信するためには、移動局のみなら
ずそれと対向する無線基地局側にも通信用チャネルごと
にデータ通イ3用機能が必要な場合が多い。
また、一般に音声通信モードで通信するためにはデータ
通イゴ用機能を停止させればよい、そこで、従来の通信
チャネル割当て法の一つとして、上記2!1Mの移動局
が存在する場合に、すべての通信用チャネルにデータ通
信用機能を用意しておき、通信を行なう移動局が音声・
データ通信両用移動局で、かつデータ通信モードであれ
ば、基地局側の当該チャネルのデータ通信機能を生かし
て通信を行ない、移動局が音声通信モードであれば基地
局側の該当チャネルのデータ通信8!能を停止させて通
信を行なわせる方法があった(この方式を従来の制御方
式1と呼」2ことにする)。
また、従来のら)一つの方法として、通信用チャネルを
データ通信8!能付無線チヤネルとデータ通信!’F1
能を持たない無線チャネルに完全に分割して、音声・デ
ータ通信両用移動局の通信には眞者のチャネルを、音声
通(J専用移動局の通信には後者のチャネルを割当てる
方法があった(この方式を従来の制御方式2と呼ぶこと
にする)。
〔発明が解決しようとする間閣点〕
上述したような従来の制御方式のうち、前者の、総ての
通信用チャネルにデータ通信用機能を用意する方式(す
なわち、従来の制御方式1)の場合は、一定呼損率の下
では所要通信用チャネル敗を最小にできるが、すべての
通信用チャネルに高価なデータ通信用8!能を具備させ
ることが必要であるため、無線基地局設備費の高騰を招
くという欠点があった。
また、後者の通信用チャネルをデータ通信機能付のもの
と該機能を持たないものとに分ける方式(すなわち、従
来の制御方式2)の場合は、基地局側データ通信設備数
を最小にできるのでJII済性は良いがa信用チャネル
総数が増加するためチャネル使用効率が下がるという欠
点があった・ 以上の説明では、音声通信専用移動局と音声・データ通
信両用移動局が存在する場合の例について述べたが、高
品質通信チャネルと低品質通信チャネルが存在する場合
や、移動局のハードウェア制限により使用できるチャネ
ルに差がある場合なども同様のことがいえる。
また、通信チャネル種別が3種類以上の場合も全く同様
である。
本発明は以上のような問題点に鑑み、接続できる通信用
チャネルグループを複数用意して、優先度の高いグルー
プから接続する形式とし、さらに、無線基地局内チャネ
ル切替を併用することにより通信チャネル使用効率を高
めるとともに所要設備量を少なくすることの可能な通信
チャネル割当て方式を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、上述の目的は、而記特許請求の範囲に
記載した手段により達成される。
以下、本発明の構成等に関し、実施例に基づいて詳細に
説明する。
〔実施例〕
本発明は、通信用チャネルグループが31f1以上、移
動劫グループ63種類以上の一般的な場合に適用できる
ものであるが、基本的な作用は通信用チャネルグループ
が2種類、移動局グループが2種類の場合と変わらない
そして、各々2種類の場合の方が制御と動作が明瞭なの
で、ここでは通信用チャネルグループが21U、l$動
局グループが2種類の場合の実施例について説明する。
通信用チャネルグループをCHGi 、(i =1.2
)、移動局グループをMSSi、(i’=1.2)で表
わすこととする。
例えば、CHGI  、MSSIは音声通信専用チャネ
ルグループおよび音声通信専用移動局に対応し、CHG
2  、MSS2は音声・データ両用チャネルグループ
および音声・データ両用移動局グループに対応する。
すなわち、以下に述べる本発明の第1の実施例t’1.
tMss 11iCHG 1−、CHG2の順序でCI
−I G 1を優先選択し、MSS2はCHG 2のみ
を選択でさる。
以下、ttSlの実施例の制御手順について説明する。
(1)MSSIの通イJに対しては、CHGIの中から
未使用通mチャネルを選択して割当てる。
未使用通信チャネルが複数存在する場合には、任意の未
使用通信チャネルを割当てる。
(Z)MSSIの通信に関して、CHG 1に未使用通
信チャネルが存在しない場合、CHG 2の中から未使
用通信チャネルを選択して割当てる。未使用通信チャネ
ルが複数存在する場合には、任意の未使用チャネルを割
当てる。
(3)MSSIの通信に対してCHG 1にもCI(G
2にも未使用チャネルが存在しない場合、システムが即
時系であれば、その通(i要求を棄却(呼411)する
、また、待時系であればその通信要求は待行列に入る。
(4)MSS2の通信に対しては、CHG2の中から未
使用通信チャネルを選択して割当てる。
未使用通信チャネルが複数存在する場合には、任意の未
使用通信チャネルを割当てる。
(5)MSS2の通信に対して、CHG 2に未使用チ
ャネルが存在しない場合、システムが即時系であれば、
その通信要求を棄却(呼損)する、また、待IO系であ
れば、その通信要求は待行列に入る。
次に、本発明のPt52の実施例について説明する。
これは、上述の第1の実施例の制御手順(1)〜 (5
)に、更に、以下の制御手順(6)を加えたものである
(6)MSSIの呼がCHG2のチャネルを使って通信
中で、かつ、CHGlで通信中の呼が終話した場合、C
HG 2のチャネルで通信中のMSSIの呼の一つをち
ょうど終話したCHGIのチャネルに同一無線基地局内
チャネル切替手段を使ってチャネル切替させる。
以上の第1およびtjS2の実施例の制御アルゴリズム
を更に、m式図で説明する。
第1図は、通信チャネルの使用状況の一例を表わす図で
、1から6までの各相が通(iチャネルを表わしている
この例は、無線チャネルが6チヤネルの例で1と2がC
HG 1のチャネル、3 .4−5  +6がCHG2
のチャネルの例である。また、図の白丸印(0)はMS
SIの通信を、黒丸印(・)はMSS2の通信状態を表
わしている。
第1図(b)は、MSSIが2個、MSS2が2個通信
している状態を示している。この状態でMSSIの呼が
1個生起すると、CHG 1には未使用チャネルがない
のでCHG2のチャネル3を使用する。この状態が第1
図(c)であり、上記の第1の実施例に該当する。
次に、第1図(d)のようにチャネル2で通信中のMS
SI呼が終話した状態を考える。
この場合、上記の第2の実施例を適用した場今、その制
御手順(6)に従って、チャネル3で通信中のMSSI
呼はチャネル2に切替えられる。切替えた状態が、第1
図(c)である。
もし、 この切替が行なわれないと、Pt51図(d>
の状態が続くから、MSS2の呼が2個続けて生起した
場合には、2個目の呼は呼損または待行列入りになる。
一方、チャネル切替を行なった後の第1図(c)の状態
では、チャネル3.4はMSSI呼に討してもMS82
呼に対しても使用可能となる。このように、一般にチャ
ネル切替を行なう制御手順の方が、そうでない場合より
、チャネル使用効率が高くなる。
以上述べた通信チャネル制御手順を遷移図で表わすとP
t52図のようになる。
すなわち、MSSIの移動局は虫ず8のCHGlのチャ
ネルをアクセスする。このバスが7である。8に未使用
チャネルがない場合、9のCHG2のチャネルをアクセ
スする。このバスが10である。チャネル切替を行なう
場合には、9のチャネルで通(+i中のMSSIの呼は
、8に空チャネルが生じれば8にチャネル切替を行なう
、このバスが11である。一方、MSS2はバス12に
よI)CHG2のみアクセス可能である。
ここで、今までに説明した方法の適用効果の一例を述べ
る6通信トラヒックの条件は、以下の通りである。
(1)MSSIの呼量 11,20アーラン(2)MS
S2の呼量 2.80アーラン(3)呼の生起:ポアソ
ン生起分布 (4)呼の保留時間:平均100秒の指数分布に従う。
(5)許される最大呼損率:3.3% この条件で、CHGIのチャネル数お上りCHG2のチ
ャネル数の合計を20 CI−(として、呼損率の変化
を計算した例を第3図に示す。
Pt53図は、横細がCHGIまたはCHG2のチャネ
ル数(合計が20CH)、a軸が呼損率で、13と14
がMSS2の呼損率を、15と16がMSSIの呼損率
を表わしている。
また、13と16は本発明の制御手順の(6)、すなわ
ち、チャネル切替処理を行なわない場合(第2図のバス
11が存在しない場合)の呼損率曲線、14と15は本
発明のすべての制御を行なった場合の呼損率曲線である
。最大呼損率を3.3%としているので、この図より、
以下のことがいえる。
(a)本発明の制御手順(6)を行なわない場合必要な
CHG 2のチャネルfi:16チヤネル(総チャネル
数20) (b)本発明の制御手順をすべて行なった場合必要なC
HG2のチャネル数=8チャネル(総チャネルWL20
) また、従来方式の説明で述べた従来の制御方式1および
2を適用すると以下のようになる。
(c)従来の制御方式1の場合 必要なCHG 2のチャネル数=20チャネル(総チャ
ネル数20) (d)従来の制御方式2の場合 必要なCHG2のチャネル数=7チヤネル(総チャネル
数24) (ij考のために呼損率について付は加えると、上記(
b)の方式の場合、MSSIの呼81率は2゜95%、
MSS2の呼損率は3.27%、また上記(c)の方式
の場合、MSSIおよびMSS2の呼損率は各3%とな
る。) tiS3図は本発明を適用した場合の一例であるが、こ
のような効果はすべてトラヒック条件において認められ
る。
以上、適用効果について述べたが、ここでチャネル切替
技術について説明する。
通信中のチャネル切替は固定網の回線設定には見られな
い移動通信特有の技術である。
この技術は、もともと移動通信システムが多数の小無線
ゾーンから構成され、通信中に小無線ゾーンの境界を横
切っても継続して通信を続けられるように開発された技
術である。無線ゾーン間のチャネル切替技術は、現在で
は、実現8衿な技術の一つであるので、それよりも単純
な無線ゾーン内(無線基地局内)チャネル切替を実現す
るのは、さらに′8易である。無線ゾーン内チャネル切
替を実現するためのシステム構成としては、幾つかの形
態があるが、その最も単純な方法の一つは、無線基地局
に切替スイッチを設置する方法である。
第4図はこのような通信中チャネル切替動作の実現方法
の一例を示す図であって、17は移動局、18は無線基
地局、19は無#1fil、20は19と別の通信チャ
ネルを提供する無線へ2.21は切替スイッチ、22は
交換装置、23は17の通イ5相手と22を接続する回
線、24は交換装置22と無線基地局18を接続する回
線を表わしている。
移動局が、無線fi19を使用して通信しているときに
、無@ff9.20が提供する通信チャネルへ無線ゾー
ン内チャネル切替をする必要が生じた場合には、Pt5
4図のように21のスイッチを20の側へ倒し、かつ無
線機2(20)を動作状態にするだけで良い、切替スイ
ッチは、アナログ回路でもディジタル回路でも実現でき
、専用のLSZも提供されているので実現は用意である
以上、通信用チャネルグループおよび移動局グループが
各々2種類の場合について述べたが、3Ni類以上の場
合についても同一の手法を適舟することができる。
第5図は、その−例で、通信用チャネルグループが3種
類(CHGI、CHG2、CHG 3 )、移動局グル
ープが2種類(MSSI、MSS2)の場合の例である
この例では、MSSIはCHG 1とCHG 3に接続
可能で優先順位はCHGI>CHG3である。また、M
SS2はCHG2とCHG3に接続可能で優先順位はC
HG2>CHG3である。
MSSIの移動局は、まず25のCHG 1をアクセス
し、未使用チャネルがなければ27のCHG3をアクセ
スする (バス28)、  CHG3で通信中のMss
19は、CHGIl、:未使用チャネルが生じた場合、
CHGlにチャネル切替する (パス29)。
MSS2の移動局は、まず26のCHG2をアクセスし
、未使用チャネルがなければCHG3をアクセスする 
(パス30)、  CHG3で通信中のMSS2呼はC
HG2に未使用チャネルが生じた場合、CHG2にチャ
ネル切替する(バス31)、この例では、MSSIに対
してCHG2が接続禁止グループになっている。また、
MSS2に対してCHGIが接続禁止グループとなって
いる。
最後にチャネル切替回数を低減する方法について述べる
1例えば、第2図でCHG2で通信中のMSSIがCH
G 1の未使用チャネルに切替える場合、切替アルゴリ
ズムとしては、以下の方法が考えられる。
(1)CHG2で通信中のMSSI呼の中がらランダム
にCHG 1にチャネル切替する呼を選JF。
(2)  CHG2で通信中のMSSI呼の中で、最初
にCHG2を捕捉した呼をチャネル切替させる。
(3)  CHG2−C’通信中(IQMssI呼)巾
テ最後にCHG2を捕捉した呼をチャネル切替させる。
通信中のチャネル切替は、通信の瞬断を招くし、切替処
理自体も若干は制御装置の負担となるから極力切替回数
の少ない手段を選ぶべきである。
上記3方法のうち(2)の方法は通信の終了率がチャネ
ルを既に捕捉していた時間に対して減少関数になってい
る場合に有効である。
これは、単純にいえば、長く通信していた呼はどさらに
長く通信を継続し続ける可能性がある場合である (逆
にいえば通信時間がまだ短い呼は通信終了の確率が高い
)。
その−例は、通信の保留時間が超指v!を分布で表わさ
れる場合である。このようなケースでは、最初に通信を
始めた呼をチャネル切替させれば、チャネル切替させら
れた呼は、チャネル切替した後ら艮い時間、CHGlで
通信している確率が高い。
逆に最後に通信を始めた呼をチャネル切替させると、そ
の呼は早く通信を終了する確率が高いから、その呼の通
信終了後に再びCHG2→CHG 1のチャネル切替が
必要になる確率が高い、従って、保留時間が超指数分布
で表わされるような場合は、最初に通信を始めた呼から
チャネル切Vさせていく方法が、チャネル切替回数を削
減するという観、αから有効である。
逆に、」1記(3)の方法は、通信の終了率がチャネル
を既に捕捉していた時間に対して増加関数になっている
場合に有効である。これは単純にいえば長く通信をして
いた呼はど、早く通信を終了する可能性があることを意
味している。
その−例は、通信の保留時間かに一7−ラン分布で示さ
れる場合である。
このようなケースでは、最後に通信を始めた呼をチャネ
ル切替させれば、チャネル切替させられた呼は、チャネ
ル切替した後も長い時間C!−(G 1で通信している
確率が高い。逆に、最初に通信を始めた呼をチャネル切
替させると、その呼は早く通信を終了する確率が高いか
ら、その呼の通信終了後に、再びCHG2→CI−I 
G 1のチャネル切替が必要になる確率が高い。
従って、保留時間かに一アーラン分布で表わされるよう
な場合は、最後に通信を始めた呼からチャネル切替させ
ていく方法がチャネル切替回数を削減するという観点か
ら有効である。
上に述べなかった場合、すなわち、終了率が一定な指数
保留分布の場合には、どの呼を選んでもチャネル切替回
数は同じになる。
以上、チャネル切替する通信呼の選択方法についてfj
S2図む例として述べたが、これを一般的にいえば、次
のようになる。
すなわち、mlの選択方式としては、優先順位の低い通
信用チャネルグループの通信を優先順位の高い通信用チ
ャネルグループのチャネルにチャネル切替する際に、チ
ャネル切替の対象となる通信呼の中で最初に通信を開始
した通(y3呼をチャネル切替させる方式が考えられる
また、第2の選択方式としては、優先順位の低い通信用
チャネルグループの通信を優先順位の高い通信用チャネ
ルグループのチャネルにチャネル切替する際に、チャネ
ル切替の対象となる通信呼の巾で最後に通信を開始した
通信呼をチャネル切替させる方式が考えられる。
前者は、保留時間分布が超指数分布等で表現される場合
に有効であり、後者は、保留時開分布かに一アーラン分
布等で表現される場合に有効である。
ところで、上記のように、複数の呼の中から最初に通信
を始めた呼を選び出すアルゴリズム、または、最後に通
信を始めた呼を選び出すアルゴリズムを実現するのは、
簡単である。
前者はデータ処理上の捉作でいうと7アーストインー7
7−スト7ウト(first in −firstou
t )のアルゴリズムに対応し、後者はプッシュグラン
−ポツプアップ(push down −popup 
)のアルゴリズムに対応しているからである。これらの
手法を使えば、最初または最後に通信を始めた呼の情報
を知るのは極めて容易である。
以上、チャネル切替する呼の選択方式として、通信時[
mの最も長い呼を選択する場合と最後に通信を開始した
呼を選択する場合について重点的に述べた。勿論、これ
らの拡張として、第2番口に通信時間の長い呼を選択す
る方式やf:ts2番目に通信時間の短い呼を選択する
方式等も考え得る。これらの方式は、ごく特殊な保留時
間分布に対しては有効ともいえるが、一般には、上記の
2つの方式のどちらかを採用すれば十分である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の通信チャネル割当て方式
は、以下の長所がある。
(1)少ない制御的負荷で通信チャネルの使用効率を高
めることができる。
(2)移動局や無線チャネルが3種類以上に区分される
一般的な場合にも適用可能である。
(3〉  呼の保留時jll特性に応じてチャネル切替
回数を低減できる。
また、本発明が適用できる例は多々あるが、それらの代
表的なものは、以下の通りである。
(1)  音声通信専用チャネルと音声・データ両用チ
ャネルが存在する場合。
(2)移動局種別により使用でさる通信チャネルグルー
プが異なる場合、例えば、周波数シンセサイザ機能の制
限によりある種の移動局グループはシステムの持つ全チ
ャネルをアクセスできない場合または移動局を一般加入
者と優先加入者等に論理的に分類し、使用可能通信チャ
ネルグループを制限する場合。
(3)高品質チャネルと低品質チャネルが存在する場合
(4)列車電話等で業務専用チャネルと業務・公RWf
j用チャネルが存在する場合。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における通信用チャネルの使用状況の一
例を表わす図、第2図は本発明における移動局グループ
数および通信用チャネルグループ数がそれぞれ2の場合
の状態;移の一例を表わす図、第3図はチャネル数と呼
#fI率の関係を示す図、第4図は通信中チャネル切替
動作の実現方法の一例を示す図、第5図は本発明におけ
る移動局グループ数が2、通信用チャネルグループ数が
3の場合の状!!!遷移の一例を表わす図である。 1〜6 ・・・・・・通信用チャネル、  7,10゜
11.12  ・・・・・・バス、  8 ・・・・・
・通信用チャネルグループ1、  9 ・・・・・・通
信用チャネルグループ2、 13 ・・・・・・本発明
の制御子[(6)を行なわない場合のMSSIの呼損率
曲線、  14 ・・・・・・本発明の制御手順をすべ
て実行した場合のMSSIの呼損率曲線、  15・・
・・・・本発明の制御手順を すべて実行した場合のM
SS2の呼損率曲線、  16 ・・・・・・本発明の
制御手順(6)を行なわない場合のMSS2の呼損率曲
線、   17 ・・・・・・移動局、   18・・
・・・・無線基地局、   19 ・・・・・・無#i
t8!l、20 ・・・・・・無#!機2、  21 
・・・・・・切替スイッチ、   22 ・・・・・・
交換装置、  25 ・・・・・・通信用チャネルグル
ープ1、 26 ・・・・・・通信用チャネルグループ
2、   27 ・・・・・・通信用チャネルグループ
3、  28〜31・・・ ・・・  ノ(ス 代理人 弁理士  本  間     崇cH6f  
    CHt52 MSS/             M2S 2第 2
 図 0    4    8    /2     /6 
  2θC〃6/ チャオル、者史 zOt6    /2    θ   40CH(32
+ヤネル数 某4 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の通信用チャネルを有する無線基地局と、該
    通信用チャネルを使用して通信を行なう複数の移動局か
    ら構成され、移動局から発信の要求があった場合または
    移動局への着信があった場合に未使用の無線チャネルを
    割当てて通信を行なう移動通信システムにおいて、上記
    複数の通信用チャネルを複数の通信用チャネルグループ
    に分割するとともに、上記複数の移動局を複数の移動局
    グループに分割し、該移動局グループごとに上記通信用
    チャネルグループの選択順序に優先順位を設定し、該優
    先順位に従って、優先順位の高いグループの未使用チャ
    ネルを、生起した通信要求に割当てて通信を行なうこと
    を特徴とする通信チャネル割当て方式。
  2. (2)上記通信用チャネルグループの中に1個以上の接
    続禁止グループを設定し、通信用チャネルを選択する際
    に該接続禁止グループの通信用チャネルを除外して通信
    用チャネルを選択する特許請求の範囲第(1)項記載の
    通信チャネル割当て方式。
  3. (3)通信中に、該通信中のチャネルが属する通信用チ
    ャネルグループより優先順位の高い通信用チャネルグル
    ープに別の通信の終了により未使用の通信チャネルが生
    じた場合に、上記の優先順位が低い通信用チャネルグル
    ープの通信チャネルで通信中の呼を上記の通信が終了し
    た通信チャネルに同一の無線基地局配下でチャネル切替
    して通信させる特許請求の範囲第(1)項または第(2
    )項記載の通信チャネル割当て方式。
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