JPWO2005074313A1 - 無線チャネル割当方法 - Google Patents

Abstract

本発明にかかる無線チャネル割当方法においては、たとえば、基地局２が、移動局１からのチャネル確立再要求に対して、前回と同一スロットを割り当てる場合であっても、広い周波数帯域の中から最適なキャリアを割り当てる。すなわち、前回割り当てたキャリア付近のキャリアを再度割り当ててしまう可能性を低くする。また、本発明にかかる無線チャネル割当方法においては、無線チャネルを構成する各チャネルを、特定数単位にかつ広い周波数帯域にわたって分散するようにグループ化した周波数管理テーブルを管理し、さらに、システムを構成する各基地局に対して、個別に、各グループを検索するための優先度を設ける。これにより、近隣に配置された基地局が割り当て可能なキャリアを広い周波数帯域に分散させる。

Description

この発明は、無線通信システムにおける無線チャネル割当方法に関するものであり、詳細には、マルチキャリアＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を採用する無線通信システムにおける無線チャネル割当方法に関するものである。

以下、従来の無線チャネル割当方法について説明する。
たとえば、従来の無線チャネル割当方法としては、無線基地局間で制御情報を交換せずに、各無線基地局が独立してチャネル選択／割当を行う自律分散ダイナミックチャネル割当方式がある（特許文献１参照）。
従来の自律分散ダイナミックチャネル割当方式は、システムが使用しているすべての無線チャネルを、呼の発生に応じて基地局または移動局が選択可能である。また、各基地局は、周期的に各無線チャネルの干渉波の受信レベルを１チャネルずつ測定し、干渉波の受信レベルがシステムの許容値以下の無線チャネルを、検出順に、かつ一定数だけ、システムメモリ上の空きチャネルテーブルに登録する。
さらに、各基地局は、無線チャネル切り替え時および通信終了時に、たとえば、通信中に干渉が発生せず、その後に解放された無線チャネルの干渉波の受信レベル測定順位を最上位に設定し、一方で、通信中に干渉が発生し、その後に解放された無線チャネルの干渉波の受信レベル測定順位を最下位に設定する。
そして、基地局は、呼の発生に応じて、システ厶メモリを参照し、上記空きチャネルテーブルに最上位として登録されている無線チャネルから順に、通信品質がシステムの許容値を満たしているかどうかを判定し、最初に品質が満たされていると判定された無線チャネルを選択し、通信に使用する。
［特許文献１］
特許第３２４４１５３号「チャネル割り当て方法」
しかしながら、前述した文献に記載されたチャネル割当方法が用いられた無線通信システムでは、基地局が、周期的に測定した干渉波の受信レベルを参照しており、送信タイミングにおける干渉波の受信レベルを認識できるようなシステム構成にはなっていない。そのため、たとえば、移動局から無線チャネル割り当ての再要求または切り替え要求があった場合、および基地局による切り替え指示があった場合等に、送信タイミングにおける最適なキャリアではなく、前回割り当てたキャリア付近のキャリアを割り当ててしまうことが多い、という問題があった。
また、上記従来のチャネル割当方法が用いられた無線通信システムでは、近隣に配置された基地局において、たとえば、干渉波の受信レベル測定値がシステム許容値以下となるキャリアが重複し、かつ無線チャネルの割り当てタイミングが近いような場合に、割り当てるキャリアが重複し、基地局間の干渉を増大させてしまう、という問題もあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動局から無線チャネル割り当ての再要求または切り替え要求があった場合や、基地局による切り替え指示があった場合に、無線チャネルとして、送信タイミングにおける最適なキャリアを割り当て可能な（前回割り当てたキャリア付近のキャリアを割り当てる確率を低減可能な）無線チャネル割当方法を提供することを目的としている。
また、近隣に配置された基地局が割り当て可能なキャリアを広い周波数帯域に分散させ、基地局間の干渉を低減可能な無線チャネル割当方法を提供することを目的としている。

本発明にかかる無線チャネル割当方法は、時間分割された送受信スロット単位に特定のキャリアを用いて通信を行うマルチキャリアＴＤＭＡ方式を採用し、無線チャネルとして、所望の品質を満たす送受信スロットおよびキャリアを、各移動局に対して割り当てる無線チャネル割当方法であって、たとえば、無線チャネルを構成する各キャリアを、特定数単位にかつ広い周波数帯域にわたって分散するように、グループ化した周波数管理テーブルを管理し、空きスロットを利用して周期的に無線チャネルの干渉波の受信レベルを測定し、その結果を、各スロットにおける前記グループ単位に、受信レベルの低いキャリア順に保持するテーブル管理ステップと、無線チャネルの割り当てを要求された場合（再要求も含む）に、前記周波数管理テーブルに基づいて、割当スロットおよびその割当スロットにおける割当キャリアの候補を決定する無線チャネル候補決定ステップと、前記割当スロットにおいて前記割当キャリアの候補のキャリアセンスを実施し、当該候補の中の最小受信レベルのキャリアを選択する最小受信レベルキャリア選択ステップと、前記選択キャリアの受信レベルと、干渉や妨害がないかどうかを判断するための特定のしきい値と、を比較し、当該しきい値未満の場合に、前記選択キャリアを割当キャリアに決定する無線チャネル決定ステップと、を含むことを特徴とする。
この発明によれば、たとえば、基地局が、移動局からのチャネル確立再要求に対して、前回と同一スロットを割り当てる場合であっても、広い周波数帯域の中から、最適なキャリアを割り当てることできる（前回割り当てたキャリア付近のキャリアを割り当ててしまう可能性が低くなる）。これにより、再びチャネル確立再要求を受信する確率を確実に低減できる。

第１図は、４チャネル多重マルチキャリアＴＤＭＡ／ＴＤＤを採用する無線通信システムにおけるスロット配置を示す図であり、第２図は、本発明にかかる無線チャネル割当方法を示すフローチャートであり、第３図は、周波数管理テーブルの構造を示す図であり、第４図は、周波数グループ番号とキャリア番号の対応例を示す図であり、第５図は、周波数グループ番号毎の検索優先度を示す図であり、第６図は、実施の形態２の割当スロットの決定処理を示すフローチャートであり、第７図は、実施の形態２の処理概要を示す図であり、第８図は、キャリアセンスレベルの設定範囲を示す図であり、第９図は、実施の形態３の割当スロットの決定処理を示すフローチャートであり、第１０図は、実施の形態３の処理概要を示す図であり、第１１図は、実施の形態４の割当スロットの決定処理を示すフローチャートであり、第１２図は、実施の形態４の処理概要を示す図であり、第１３図は、実施の形態５の割当スロットの決定処理を示すフローチャートであり、第１４図は、実施の形態５の処理概要を示す図であり、第１５図は、実施の形態６の割当スロットの決定処理を示すフローチャートであり、第１６図は、実施の形態６の処理概要を示す図であり、第１７図は、実施の形態７の割当キャリアの候補の決定処理を示す図である。

以下に、本発明にかかる無線チャネル割当方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
まず、実施の形態１のチャネル割当方法について説明する。
第１図は、たとえば、４チャネル多重マルチキャリアＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を採用する無線通信システムにおけるスロット配置を示す図である。本実施の形態の無線チャネル割当方法では、一例として、基地局が、時間軸方向に４分割した送受信スロットを各移動局に割り当てる。このとき、各割り当てスロットには、自局の受信タイミングにて測定した上り干渉レベルが特定のしきい値未満の、周波数軸上のキャリアを割り当てる。すなわち、第１図では、移動局（１）が、スロット＃２（Ｔ２→Ｒ２）にて、キャリアｆ１を使用して基地局と通信を行い、移動局（２）が、スロット＃４（Ｔ４→Ｒ４）にて、キャリアｆ２を使用して基地局と通信を行っている例を示している。ただし、図中の”Ｉ”はアイドルスロットを表す。
以下、本発明にかかる無線チャネル割当方法を図面にしたがって詳細に説明する。第２図は、本発明にかかる無線チャネル割当方法を示すフローチャートであり、詳細には、移動局１からの要求により、基地局２にて通話チャネルを割り当てる場合の手順を示したフローチャートである。
まず、基地局２では、制御チャネルにより移動局１からリンクチャネル確立要求を受信すると（ステップＳ１、ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、後述する周波数管理テーブルを参照して、割当スロットおよびその割当スロットにおける割当キャリアの候補（複数）、を決定する（ステップＳ１２）。
ここで、上記周波数管理テーブルを参照したステップＳ１２の処理について説明する。
第３図は、上記周波数管理テーブルの構造を示す図である。基地局２では、４つのスロットそれぞれについて、各キャリア（周波数）の受信レベルを保持した周波数管理テーブルを管理する。この４つの周波数管理テーブルは、後述する所定の規則でそれぞれ６つの周波数グループに分けられ、各周波数グループがｍ個のキャリアで構成されている。また、各基地局は、空きスロットを利用し、周期的に無線チャネルの干渉波の受信レベルを測定し、その結果を周波数管理テーブルに反映する。ここでは、周波数グループ毎に、受信レベルの低い順、すなわち、干渉や妨害が少ない順に各キャリアを並べる。
また、第４図は、周波数グループ番号とキャリア番号の対応例を示す図である（上記クループ分けの規則に相当）。本実施の形態では、キャリア番号が大きいほど周波数が高くなっており、また、周波数間隔が一定になっている。また、ここでは、７２個のキャリアが１２個ずつ６つの周波数グループに分けられ、さらに、各周波数グループには、６キャリア間隔に１２個のキャリアを割り当てられている（各周波数グループを構成するキャリアが全周波数帯域にわたって分散するように割り当てる）。
また、本実施の形態では、上記６つの周波数グループに、検索（比較）を行う順位を示す優先度をつける。第５図は、上記周波数グループ番号毎の検索優先度を示す図であり、詳細には、周波数管理テーブルの各周波数グループ番号の検索優先度と、基地局固有の識別情報（ＣＳ−ＩＤ）の最下位ビットから５ビット目〜３ビット目の３ビット（ＣＳ−ＩＤ［５：３］）と、を対応付けたものである。たとえば、ＣＳ−ＩＤ［５：３］＝”０００”の基地局には、周波数グループ番号＃１の検索優先度が最も高く、周波数グループ番号＃６の検索優先度が最も低くなるように、検索優先度が対応付けられている。また、ＣＳ−ＩＤ［５：３］＝”０１０”の基地局には、周波数グループ番号＃３の検索優先度が最も高く、周波数グループ番号＃２の検索優先度が最も低くなるように、対応付けられている。
したがって、ステップＳ１２において、基地局２では、各スロットにおいて最も優先度の高い周波数グループを検索し、その検索結果に基づいて割当スロットを決定後、さらに、決定した割当スロットにおいて最も優先度の高い周波数グループを検索し、その検索結果に基づいて割当キャリアの候補を決定することになる。
つぎに、基地局２では、上記で決定した割当スロットにおいて、割当キャリアの候補のキャリアセンスを実施する（ステップＳ１３）。そして、上記候補の中の最小受信レベルのキャリアを選択する（ステップＳ１４）。なお、ここでは、割当キャリアの候補のキャリアセンス結果を周波数管理テーブルに反映する。
つぎに、基地局２では、上記で選択したキャリアの受信レベルと、予め自局にて設定しておいた特定のしきい値（干渉や妨害がないかどうかを判断するための値）と、を比較し（ステップＳ１５）、たとえば、しきい値未満、すなわち、干渉や妨害がないと判断した場合（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、ステップＳ１４で選択したキャリアを通話チャネル（正式な割当キャリア）として割り当て、その後、リンクチャネル確立要求元の移動局１に対してリンクチャネル割当を送信する（ステップＳ１６）。
なお、上記比較の結果、しきい値以上、すなわち、干渉や妨害があると判断した場合は（ステップＳ１５，Ｎｏ）、再度ステップＳ１２以降の処理を実行する。この場合、基地局２では、あらためて最も優先度の高い周波数グループ番号に対してステップＳ１２の処理を再度実行する。
一方、移動局１では、上記リンクチャネル割当を受け取った場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、割り当てられた通話チャネルにおいて、すなわち、自局の受信スロット（移動局１の受信タイミング）にて、キャリアセンスを実施する（ステップＳ３）。
そして、移動局１では、下りの受信レベルと、予め自局にて設定しておいた特定のしきい値（干渉や妨害がないかどうかを判断するための値）と、を比較し（ステップＳ４）、しきい値未満（干渉や妨害がない）であれば（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、この通話チャネルを用いて通信を開始し（ステップＳ５）、しきい値以上であれば（ステップＳ４，Ｎｏ）、リンクチャネル確立再要求を送信する（ステップＳ１、ステップＳ１１，Ｙｅｓ）。
なお、基地局２では、上記リンクチャネル確立再要求を受信した場合、前回の割当キャリアを一定期間にわたって非候補とし、あらためて最も検索優先度の高い周波数グループ番号に対してステップＳ１２の処理を再度実行する。
このように、本実施の形態においては、たとえば、基地局が、移動局からのチャネル確立再要求に対して（ステップＳ４，Ｎｏ）、前回と同一スロットを割り当てる場合であっても、広い周波数帯域の中から、すなわち、上記所定の規則で周波数グループに分散されたキャリアの中から、最適なキャリアを割り当てることができるので、再びチャネル確立再要求を受信する確率を確実に低減できる。なお、本実施の形態においては、特にチャネル確立再要求の低減について記載したが、これに限らず、チャネル切替時についても同様の効果を得ることができる。すなわち、上記所定の規則で周波数グループに分散されたキャリアの中から、最適なキャリアを割り当てることができるので、再びチャネル切替要求を受信する確率を確実に低減できる。
また、本実施の形態においては、基地局が、リンクチャネル確立再要求を受信した場合に前回の割当キャリアを一定期間にわたって非候補とするので、最初に決定された割当スロットにおけるキャリアが再要求時に再び選択される可能性がなくなる。これにより、同一スロットが割り当てられた場合であっても、各キャリアは周波数グループ内で分散されているので、前回割り当てたキャリア付近のキャリアを割り当ててしまう可能性を低減できる。
また、本実施の形態においては、無線チャネルを構成する各チャネルを、特定数単位にかつ広い周波数帯域にわたって分散するようにグループ化した周波数管理テーブルを管理し、さらに、システムを構成する各基地局に対して、個別に、各グループを検索するための優先度を設けることとした。これにより、近隣に配置された基地局が、それぞれ割り当てる無線チャネル（割当キャリア）を分散させることができるので（近隣の基地局に割り当てられたキャリア付近のキャリアを避けてキャリアを割り当てることができるので）、近隣に配置された基地局間の干渉を大幅に低減できる。
なお、本実施の形態では、基地局固有の識別情報を用いて、基地局毎に個別の周波数グループの検索優先度を規定しているが、検索優先度が基地局毎に規定できるのであれば、どのような方法を用いてもよい。
また、本実施の形態においては、基地局固有の識別情報を用いて、基地局毎に周波数グループの検索優先度を規定することにより、システム運用初期段階において、各基地局が自立的に行う無線チャネルの棲み分けに要する時間を、大幅に短縮することができる。
つづいて、実施の形態２のチャネル割当方法について説明する。
第６図は、先に説明した実施の形態１におけるステップＳ１２、すなわち、周波数管理テーブルを用いた割当スロットの決定処理、の一具体例を示すフローチャートである。以下では、上記ステップＳ１２の詳細処理について説明する。
まず、基地局２では、たとえば、移動局１からリンクチャネル確立要求を受信すると、割当スロットを決定するために、周波数管理テーブル（第３図参照）中の各キャリアの受信レベルと比較するためのキャリアセンスレベルを、最低レベルである”＃１”に設定する。そして、周波数管理テーブルで最初に参照する周波数グループを、優先度が最も高い周波数グループに設定する（ステップＳ２１）。ただし、ここでは、初回のキャリアセンスレベルを”＃１”としたが、通信環境等に応じて他のレベルに設定することとしてもよい。
つぎに、基地局２では、各アイドルスロットにおいて上記で設定した周波数グループを参照し、当該周波数グループに割り当てられたキャリアの先頭キャリア（最も干渉波の受信レベルが低い周波数）の受信レベルが上記で設定したキャリアセンスレベルを下回っているかどうかを判定する（ステップＳ２２）。
つぎに、基地局２では、各アイドルスロットにおける比較対象キャリアの受信レベルの少なくとも一つが、上記で設定したキャリアセンスレベルを下回っていた場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、受信レベルが最も低い比較対象キャリアが存在するスロット（単一または複数）を記憶する（ステップＳ２３）。そして、たとえば、最低受信レベルの比較対象キャリアが存在するスロットが一つであれば（ステップＳ２５，Ｙｅｓ）、そのスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ２６）。一方で、最低受信レベルの比較対象キャリアが存在するスロットが複数であれば（ステップＳ２５，Ｎｏ）、スロット番号が最大のスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ２７）。
第７図は、ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２７の処理概要を示す図である。ここでは、たとえば、上記先頭キャリアの受信レベルと、設定キャリアセンスレベル（例：１０ｄＢμＶ）と、を比較し、当該設定キャリアセンスレベルを下回る先頭キャリアが存在するスロットとして、スロット＃２とスロット＃３を選択する。そして、設定キャリアセンスレベルを下回る先頭キャリアが存在するスロットの中で、最低受信レベルの先頭キャリアが存在するスロット＃２を割当スロットに決定する。
なお、ステップＳ２７においては、スロット番号が最大のスロットを割当スロットに決定しているが、これに限らず、スロット番号が最小のスロットを割当スロットに決定してもよいし、また、ランダムに選択した一方を割当スロットに決定してもよい。
つぎに、基地局２では、割当スロットにおける上記設定周波数グループ（最も優先度の高い周波数グループ）内のキャリアを参照し、干渉波の受信レベルの低いキャリアから順に予め設定された特定の個数のキャリアを、割当キャリアの候補として選択する（ステップＳ２８）。このとき、割当キャリアの候補数が上記特定の個数に満たない場合は、割当スロットにおける次に優先度の高い周波数グループから補うこととしてもよい。
また、ステップＳ２３の処理において、上記で設定したキャリアセンスレベルを下回っている比較対象キャリアが存在しない場合（ステップＳ２３，Ｎｏ）、基地局２では、上記設定周波数グループが最低優先度の周波数グループでなければ（ステップＳ２９、Ｎｏ）、設定周波数グループを１つ下位の優先度を持つ周波数グループに設定し（ステップＳ３０）、再度ステップＳ２２の処理を実行する。
また、ステップＳ２９に処理において、上記設定周波数グループが最低優先度の周波数グループであった場合（ステップＳ２９、Ｙｅｓ）、基地局２では、設定キャリアセンスレベルが最大以外であれば（ステップＳ３１，Ｎｏ）、設定キャリアセンスレベルを上げる（ステップＳ３２）。そして、設定周波数グループを、最も高い優先度を持つ周波数グループに設定し（ステップＳ３３）、再度ステップＳ２２の処理を実行する。なお、本実施の形態では、たとえば、第８図に示すように、キャリアセンスレベルを”＃１”〜”＃５”の５段階に設定可能とし、予めそれぞれ異なる値を記憶しているものとする。
また、ステップＳ３１の処理において、設定キャリアセンスレベルが最大の場合（ステップＳ３１，Ｙｅｓ）、基地局２では、上記移動局１に対するキャリアの割り当てを拒否する（ステップＳ３４）。
このように、本実施の形態においては、各基地局が、所望の品質を満たす割当スロットおよび割当キャリアの候補の決定処理を、基地局毎に設定された周波数グループの優先度順に、さらに、キャリアセンスレベルを段階的に上げながら、実施することとした。これにより、先に説明した実施の形態１の効果に加えて、さらに、効率よく割当スロットを決定することができる。
つづいて、実施の形態３のチャネル割当方法について説明する。
第９図は、先に説明した実施の形態１におけるステップＳ１２、すなわち、周波数管理テーブルを用いた割当スロットの決定処理、の一具体例を示すフローチャートである。なお、先に説明した実施の形態２と同様の処理については、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態２と異なる処理についてのみ説明する。
基地局２では、各アイドルスロットにおける比較対象キャリアの受信レベルの少なくとも一つが、設定キャリアセンスレベルを下回っていた場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、当該設定キャリアセンスレベルを下回った比較対象キャリアが存在するすべてのスロット（単一または複数）を記憶する（ステップＳ４１）。そして、たとえば、記憶されたスロットが一つであれば（ステップＳ４２，Ｎｏ）、そのスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ２６）。一方で、記憶されたスロットが複数であれば（ステップＳ４２，Ｙｅｓ）、レベル測定時刻が最も現在時刻に近いスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ４３）。
第１０図は、ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３の処理概要を示す図である。ここでは、たとえば、設定周波数グループの先頭キャリアの受信レベルと、設定キャリアセンスレベル（例：１０ｄＢμＶ）と、を比較し、当該設定キャリアセンスレベルを下回る先頭キャリアが存在するスロットとして、スロット＃２とスロット＃３を選択する。そして、設定キャリアセンスレベルを下回る先頭キャリアが存在するスロットの中で、レベル測定時刻が最も現在時刻に近いスロット＃３を割当スロットに決定する。
このように、本実施の形態においては、所望の品質を満たす割当スロットを決定する場合、受信レベルの測定時刻を考慮することとした。これにより、先に説明した実施の形態１および２の効果に加えて、さらに、信頼度の高いスロットを割り当てることができる。
つづいて、実施の形態４のチャネル割当方法について説明する。
第１１図は、先に説明した実施の形態１におけるステップＳ１２、すなわち、周波数管理テーブルを用いた割当スロットの決定処理、の一具体例を示すフローチャートである。なお、先に説明した実施の形態２または３と同様の処理については、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態２または３と異なる処理についてのみ説明する。
基地局２では、各アイドルスロットにおける比較対象キャリアの受信レベルの少なくとも一つが、設定キャリアセンスレベルを下回っていた場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、当該設定キャリアセンスレベルを下回った比較対象キャリアが存在するスロット（単一または複数）毎に、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求め、それらの情報を記憶する（ステップＳ５１）。そして、たとえば、上記で求めたキャリア数がスロット毎に異なれば（ステップＳ５２，Ｎｏ）、当該キャリア数の最も多いスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ５３）。一方で、上記で求めたキャリア数が複数スロットで同一であれば（ステップＳ５２，Ｙｅｓ）、たとえば、スロット番号が最大のスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ２７）。
第１２図は、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５３の処理概要を示す図である。ここでは、一例として、設定周波数グループの先頭から３つまでのキャリアの受信レベルと（比較するキャリアの数はこの限りではない）、設定キャリアセンスレベル（例：１０ｄＢμＶ）と、をスロット毎に比較し、当該設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数が最大となるスロットとして、スロット＃３とスロット＃４を選択する。そして、スロット番号が最大のスロット＃４を割当スロットに決定する。
なお、ステップＳ２７においては、スロット番号が最大のスロットを割当スロットに決定しているが、これに限らず、スロット番号が最小のスロットを割当スロットに決定してもよいし、また、ランダムに選択した一方を割当スロットに決定してもよい。また、受信レベルの測定時刻が最近のスロットを割当スロットに決定してもよい。
このように、本実施の形態においては、所望の品質を満たす割当スロットを決定する場合、設定周波数グループ内の複数のキャリアの受信レベルを用いて、スロット毎に、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求め、当該キャリア数に基づいて割当スロットを決定することとした。これにより、先に説明した実施の形態１および２の効果に加えて、さらに、信頼度の高いスロットを割り当てることができる。
つづいて、実施の形態５のチャネル割当方法について説明する。
第１３図、先に説明した実施の形態１におけるステップＳ１２、すなわち、周波数管理テーブルを用いた割当スロットの決定処理、の一具体例を示すフローチャートである。なお、先に説明した実施の形態２、３または４と同様の処理については、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態２、３または４と異なる処理についてのみ説明する。
基地局２では、ステップＳ５１で求めたキャリア数が複数スロットで同一の場合（ステップＳ５２，Ｙｅｓ）、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリア数が最大となるすべてのスロットを記憶する、（ステップＳ６１）。そして、現在の設定キャリアセンスレベルが最大の場合（ステップＳ６２，Ｙｅｓ）、基地局２では、たとえば、スロット番号が最大のスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ２７）。一方で、現在の設定キャリアセンスレベルが最大以外の場合（ステップＳ６２，Ｎｏ）、基地局２では、設定キャリアセンスレベルを上げて（ステップＳ６３）、ステップＳ５１の処理を再度実行する。
第１４図は、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３の処理概要を示す図である。ここでは、一例として、設定周波数グループの先頭から３つまでのキャリアの受信レベルと（比較するキャリアの数はこの限りではない）、設定キャリアセンスレベル（例：１０ｄＢμＶ）と、をスロット毎（＃１，＃２，＃３，＃４）に比較し、当該設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数が最大となるスロットとして、スロット＃３とスロット＃４を選択する。さらに、上記設定周波数グループの先頭から３つまでのキャリアの受信レベルと（比較するキャリアの数はこの限りではない）、設定キャリアセンスレベル（例：１５ｄＢμＶ）と、を上記で選択されたスロット毎（＃３，＃４）に比較し、当該設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数が最大となるスロット＃３を割当スロットに決定する。
このように、本実施の形態においては、所望の品質を満たす割当スロットを決定する場合、設定周波数グループ内の複数のキャリアの受信レベルを用いて、スロット毎に、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求め、当該キャリア数に基づいて割当スロットを決定することとした。また、前記キャリア数が同一のスロットが存在する場合には、さらに設定キャリアセンスレベルを段階的に上げて、当該設定キャリアセンスレベルが最大になるまで、または、前記キャリア数が同一のスロットがなくなるまで、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求めることとした。これにより、先に説明した実施の形態１および２の効果に加えて、さらに、実施の形態４の無線チャネル割当方法よりも信頼度の高いスロットを割り当てることができる。
つづいて、実施の形態６のチャネル割当方法について説明する。
第１５図は、先に説明した実施の形態１におけるステップＳ１２、すなわち、周波数管理テーブルを用いた割当スロットの決定処理、の一具体例を示すフローチャートである。なお、先に説明した実施の形態２、３、４または５と同様の処理については、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態２、３、４または５と異なる処理についてのみ説明する。
基地局２では、ステップＳ５１で求めたキャリア数が複数スロットで同一の場合（ステップＳ５２，Ｙｅｓ）、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリア数が最大となるすべてのスロットを記憶する（ステップＳ６１）。そして、現在の設定周波数グループの優先度が最低の場合（ステップＳ７１，Ｙｅｓ）、基地局２では、たとえば、スロット番号が最大のスロットを割当スロットに決定する（ステップＳ２７）。一方で、現在の設定周波数グループの優先度が最低以外の場合（ステップＳ７１，Ｎｏ）、基地局２では、設定周波数グループの優先度を下げて（ステップＳ７２）、ステップＳ５１の処理を再度実行する。
また、ステップＳ５３およびステップＳ２７において割当スロットを決定した場合、基地局２では、その割当スロットにおける最も優先度の高い周波数グループから割当キャリアの候補を決定する（ステップＳ７３）。
第１６図は、ステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ６１，Ｓ７１，Ｓ７３の処理概要を示す図である。ここでは、一例として、設定周波数グループの先頭から３つまでのキャリアの受信レベルと（比較するキャリアの数はこの限りではない）、設定キャリアセンスレベル（例：１０ｄＢμＶ）と、をスロット毎（＃１，＃２，＃３，＃４）に比較し、当該設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数が最大となるスロットとして、スロット＃３とスロット＃４を選択する。さらに、周波数グループの優先度を下げて、当該設定周波数グループの先頭から３つまでのキャリアの受信レベルと（比較するキャリアの数はこの限りではない）、設定キャリアセンスレベル（例：１０ｄＢμＶ）と、を上記で選択されたスロット毎（＃３，＃４）に比較し、当該設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数が最大となるスロット＃３を割当スロットに決定する。
このように、本実施の形態においては、所望の品質を満たす割当スロットを決定する場合、設定周波数グループ内の複数のキャリアの受信レベルを用いて、スロット毎に、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求め、当該キャリア数に基づいて割当スロットを決定することとした。また、前記キャリア数が同一のスロットが存在する場合には、さらに設定周波数グループの優先度を段階的に下げて、当該設定周波数グループの優先度が最低になるまで、または、前記キャリア数が同一のスロットがなくなるまで、設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求めることとした。これにより、先に説明した実施の形態１および２の効果に加えて、さらに、実施の形態４の無線チャネル割当方法よりも信頼度の高いスロットを割り当てることができる。
つづいて、実施の形態７のチャネル割当方法について説明する。
第１７図は、先に説明した実施の形態２〜６におけるステップＳ２８またはステップＳ７３、すなわち、周波数管理テーブルを用いた割当キャリアの候補の決定処理、の一具体例を示す図である。以下では、上記ステップＳ２８およびステップＳ７３の詳細処理について説明する。
本実施の形態では、一例として、割当スロットがスロット＃３に決定し、周波数グループ＃１から１０個の割当キャリアの候補を選択する方法について説明する。なお、割当キャリアの候補を選択する基準として、割当キャリア候補選択しきい値レベルを設ける。第１７図では、一例として、割当キャリア候補選択しきい値レベルを１５ｄＢμＶとしている。
まず、基地局２では、周波数グループ＃１（実施の形態２〜６の処理によって決定されたスロット＃３の周波数グループ＃１）の先頭から１０個のキャリアを選択し、それらのキャリアの受信レベルが上記割当キャリア候補選択しきい値レベル未満かどうかを判定する。このとき、判定対象の全キャリアがそのしきい値未満であれば、その１０個のキャリアを割当キャリアの候補として決定する。しかしながら、第１７図に示すように、２個のキャリアがしきい値以上であった場合、基地局２では、周波数グループ＃１から選択する割当キャリアの候補を８個とし、残りの２個のキャリアを周波数グループ＃２以降から選択する。
ここでは、周波数グループ＃２の先頭から２個のキャリアを選択し、上記と同様に、割当キャリア候補選択しきい値レベル未満かどうかを判定する。そして、これら２個のキャリアがしきい値未満となっているので、基地局２では、周波数グループ＃１にて決定した８個のキャリアと合わせて、１０個の割当キャリアの候補を決定する。ただし、周波数グループ＃２の全キャリアが割当キャリア候補選択しきい値レベル以上であった場合には、つぎに周波数グループ＃３に対して上判定処理を実施する。
なお、第１７図では、周波数グループ＃１で不足した割当キャリアの候補を周波数グループ＃２で補っているが、これに限らず、周波数グループ＃１内で１０個の割当キャリアの候補を決定できない場合には、たとえば、周波数グループ＃１と周波数グループ＃２とを合わせた全キャリアに対して、割当キャリア候補選択しきい値レベル未満かどうかを判定し、上位１０個のキャリアを割当キャリアの候補に決定してもよい。
このように、本実施の形態においては、周波数管理テーブルを用いた割当キャリアの候補の決定処理において、実施の形態２〜６にて決定された割当スロットにおける所望のしきい値以上のキャリアを、割当キャリアの候補から除外することとした。これにより、移動局に対して信頼度の高いキャリアを割り当てることができる。

以上のように、本発明にかかる無線チャネル割当方法は、マルチキャリアＴＤＭＡ／ＴＤＤを採用する無線通信システムに有用であり、特に、当該無線通信システムにおいて無線基地局が独立してチャネル選択／割当を行う場合の技術として適している。

Claims (20)

1. 時間分割された送受信スロット単位に特定のキャリアを用いて通信を行うマルチキャリアＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を採用し、無線チャネルとして、所望の品質を満たす送受信スロットおよびキャリアを、各移動局に対して割り当てる無線チャネル割当方法において、
   無線チャネルを構成する各キャリアを、特定数単位にかつ広い周波数帯域にわたって分散するように、グループ化した周波数管理テーブルを管理し、空きスロットを利用して周期的に無線チャネルの干渉波の受信レベルを測定し、その結果を、各スロットにおける前記グループ単位に、受信レベルの低いキャリア順に保持するテーブル管理ステップと、
   無線チャネルの割り当てを要求された場合（再要求も含む）に、前記周波数管理テーブルに基づいて、割当スロットおよびその割当スロットにおける割当キャリアの候補を決定する無線チャネル候補決定ステップと、
   前記割当スロットにおいて前記割当キャリアの候補のキャリアセンスを実施し、当該候補の中の最小受信レベルのキャリアを選択する最小受信レベルキャリア選択ステップと、
   前記選択キャリアの受信レベルと、干渉や妨害がないかどうかを判断するための特定のしきい値と、を比較し、当該しきい値未満の場合に、前記選択キャリアを割当キャリアに決定する無線チャネル決定ステップと、
   を含むことを特徴とする無線チャネル割当方法。
2. さらに、前記テーブル管理ステップにおいては、前記各グループに、システムを構成する基地局毎に個別の優先度を設定し、
   前記無線チャネル候補決定ステップにおいては、前記優先度に基づいた各スロットのグループ内検索（判定）を行い、当該検索結果に基づいて割当スロットおよびその割当スロットにおける割当キャリアの候補を決定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の無線チャネル割当方法。
3. 前記無線チャネル決定ステップによる比較の結果、前記選択キャリアの受信レベルが前記特定のしきい値以上の場合は、再度優先度に基づいた各スロットのグループ内検索（判定）を行い、無線チャネル候補決定ステップを実行することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の無線チャネル割当方法。
4. 前記無線チャネル候補決定ステップは、
   段階的に設定可能なキャリアセンスレベルを所定のレベルに設定し、さらに、前記周波数管理テーブルにおいて最初に検索するグループを前記優先度が最も高いグループに設定する設定ステップと、
   スロット毎に、前記設定グループに割り当てられたキャリアの先頭キャリアの受信レベルが前記設定キャリアセンスレベルを下回っているかどうかを判定し、各先頭キャリアの受信レベルの少なくとも一つが前記設定キャリアセンスレベルを下回っていた場合に、受信レベルが最も低い先頭キャリアが存在するスロットを割当スロットに決定する割当スロット決定ステップと、
   を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の無線チャネル割当方法。
5. 前記割当スロット決定ステップによる判定の結果、前記設定キャリアセンスレベルを下回っている先頭キャリアが存在しない場合は、さらに、前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定し、最低以外であれば、前記設定グループの優先度を下げて、再度割当スロット決定ステップを実行することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の無線チャネル割当方法。
6. 前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定した結果、優先度が最低の場合は、さらに、前記設定キャリアセンスレベルが最大レベルかどうかを判定し、
   最大レベル以外であれば、前記設定キャリアセンスレベルを上げて、さらに、前記設定グループの優先度を最高に設定し、再度割当スロット決定ステップを実行し、
   一方で、最大レベルであれば、スロットおよびキャリアの割り当てを拒否することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の無線チャネル割当方法。
7. 前記割当スロット決定ステップは、
   受信レベルが最も低い先頭キャリアが存在するスロットが複数存在する場合、それらのスロットの中で、受信レベル測定時刻が最も現在時刻に近いスロットを割当スロットに決定することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の無線チャネル割当方法。
8. 前記割当スロット決定ステップによる判定の結果、前記設定キャリアセンスレベルを下回っている先頭キャリアが存在しない場合は、さらに、前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定し、最低以外であれば、前記設定グループの優先度を下げて、再度割当スロット決定ステップを実行することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の無線チャネル割当方法。
9. 前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定した結果、優先度が最低の場合は、さらに、前記設定キャリアセンスレベルが最大レベルかどうかを判定し、
   最大レベル以外であれば、前記設定キャリアセンスレベルを上げて、さらに、前記設定グループの優先度を最高に設定し、再度割当スロット決定ステップを実行し、
   一方で、最大レベルであれば、スロットおよびキャリアの割り当てを拒否することを特徴とする請求の範囲第８項に記載の無線チャネル割当方法。
10. 前記無線チャネル候補決定ステップは、
    段階的に設定可能なキャリアセンスレベルを所定のレベルに設定し、さらに、前記周波数管理テーブルにおいて最初に検索するグループを前記優先度が最も高いグループに設定する設定ステップと、
    スロット毎に、前記設定グループに割り当てられたキャリアの先頭キャリアの受信レベルが前記設定キャリアセンスレベルを下回っているかどうかを判定し、各先頭キャリアの受信レベルの少なくとも一つが前記設定キャリアセンスレベルを下回っていると判定された場合に、当該下回っていると判定された先頭キャリアが存在するスロット毎に、前記設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求め、当該キャリア数の最も多いスロットを割当スロットに決定する割当スロット決定ステップと、
    を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の無線チャネル割当方法。
11. 前記割当スロット決定ステップによる判定の結果、前記設定キャリアセンスレベルを下回っている先頭キャリアが存在しない場合は、さらに、前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定し、最低以外であれば、前記設定グループの優先度を下げて、再度割当スロット決定ステップを実行することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の無線チャネル割当方法。
12. 前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定した結果、優先度が最低の場合は、さらに、前記設定キャリアセンスレベルが最大レベルかどうかを判定し、
    最大レベル以外であれば、前記設定キャリアセンスレベルを上げて、さらに、前記設定グループの優先度を最高に設定し、再度割当スロット決定ステップを実行し、
    一方で、最大レベルであれば、スロットおよびキャリアの割り当てを拒否することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の無線チャネル割当方法。
13. 前記割当スロット決定ステップは、
    前記設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求めた結果、当該キャリア数が複数スロットで同一となり、かつ、前記設定キャリアセンスレベルが最大レベル以外の場合に、
    前記設定キャリアセンスレベルを段階的に上げて当該設定キャリアセンスレベルが最大になるまで、または、前記キャリア数が同一のスロットがなくなるまで、新たな設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求め、最終的に、当該キャリア数の最も多いスロットを割当スロットに決定することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の無線チャネル割当方法。
14. 前記割当スロット決定ステップによる判定の結果、前記設定キャリアセンスレベルを下回っている先頭キャリアが存在しない場合は、さらに、前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定し、最低以外であれば、前記設定グループの優先度を下げて、再度割当スロット決定ステップを実行することを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の無線チャネル割当方法。
15. 前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定した結果、優先度が最低の場合は、さらに、前記設定キャリアセンスレベルが最大レベルかどうかを判定し、
    最大レベル以外であれば、前記設定キャリアセンスレベルを上げて、さらに、前記設定グループの優先度を最高に設定し、再度割当スロット決定ステップを実行し、
    一方で、最大レベルであれば、スロットおよびキャリアの割り当てを拒否することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の無線チャネル割当方法。
16. 前記割当スロット決定ステップは、
    前記設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求めた結果、当該キャリア数が複数スロットで同一となり、かつ、前記設定グループの優先度が最低以外の場合に、 前記設定グループを段階的に下げて当該設定グループが最低になるまで、または、前記キャリア数が同一のスロットがなくなるまで、前記設定キャリアセンスレベルを下回るキャリアの数を求め、最終的に、当該キャリア数の最も多いスロットを割当スロットに決定することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の無線チャネル割当方法。
17. 前記割当スロット決定ステップによる判定の結果、前記設定キャリアセンスレベルを下回っている先頭キャリアが存在しない場合は、さらに、前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定し、最低以外であれば、前記設定グループの優先度を下げて、再度割当スロット決定ステップを実行することを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の無線チャネル割当方法。
18. 前記設定グループの優先度が最低かどうかを判定した結果、優先度が最低の場合は、さらに、前記設定キャリアセンスレベルが最大レベルかどうかを判定し、
    最大レベル以外であれば、前記設定キャリアセンスレベルを上げて、さらに、前記設定グループの優先度を最高に設定し、再度割当スロット決定ステップを実行し、
    一方で、最大レベルであれば、スロットおよびキャリアの割り当てを拒否することを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の無線チャネル割当方法。
19. 前記無線チャネル候補決定ステップは、
    前記割当スロットにおける優先度の最も高いグループの先頭から所定数のキャリアを選択し、さらに、それらのキャリアの受信レベルが、前記割当キャリアの候補となり得るかどうかを判定するためのしきい値レベル未満かどうかを判定し、判定対象の全キャリアが前記しきい値レベル未満であれば、それらのキャリアを割当キャリアの候補に決定することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の無線チャネル割当方法。
20. 前記しきい値レベル未満かどうかを判定した結果、前記しきい値レベル以上と判定されたキャリアがあった場合は、
    前記グループの優先度を下げながら、割当キャリアの候補が前記所定数に達するまで、各グループを構成するキャリアが前記しきい値レベル未満かどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の無線チャネル割当方法。

Images