JP3996344B2

JP3996344B2 - タイムスケジューリング方式

Info

Publication number: JP3996344B2
Application number: JP2000354637A
Authority: JP
Inventors: 義一鹿倉
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: US7304967B2; US20020061000A1; JP2002159046A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセルラを用いた移動通信に利用する。特に、複数の端末に時分割で時間スロットを割当てることにより多重を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セルラを用いた移動通信では、時分割多重では時間ごとに異なる端末に時間スロットを割り当てることにより複数の端末を収容している。隣接する基地局からそれぞれ同一タイミングで送信する場合には、受信する端末間の距離が近い際、隣接基地局から端末への干渉が非常に大きくなるという問題がある。
【０００３】
例えば、図７のように、基地局１が端末Ａに、基地局２が端末Ｂに同一タイミングで送信している場合には、端末Ａと端末Ｂとの距離が非常に近いため、基地局１の端末Ｂに対する干渉、基地局２の端末Ａに対する干渉が非常に大きくなる。
【０００４】
このような問題を解決する従来の方法として、一つの基地局のみが送信する方法、あるいは、隣接する複数の基地局が一つの端末のみに送信する方法がある。以下、VTC 2000 Spring予稿集(2_09_02講演番号と予稿集のページ)掲載の”Simple Inter-Cell Coordination Schemes for a High Speed CDMA Packet Downlink”記載のタイムスケジューリング方法について図８および図９を用いて説明する。
【０００５】
図８では、基地局１のみが送信を行い、基地局２は同一タイミングでは送信しない。これにより、端末Ａへの干渉がなくなる。図９では、基地局１、基地局２ともに端末Ａに送信を行う。これにより、端末Ａへの干渉が無くなるとともに、ダイバーシチ効果が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した従来のタイムスケジューリング方式では、セルの境界付近に端末が位置するときには、隣接する基地局のうち一局しか送信することができない。あるいは、隣接する基地局が同じ一つの端末に対して同じ信号を送信することしかできない。
【０００７】
これにより基地局は、使用できる時間スロットおよびキャリアの制限を受けることになる。これは端末とのアクセス効率の低下を招くことになる。
【０００８】
本発明は、このような背景に行われたものであって、隣接する基地局においても、同一周波数キャリアを同一時間スロットでそれぞれ端末に割り当てることを可能にし、基地局と端末とのアクセス効率を向上させることができるタイムスケジューリング方式を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明が提供する第一のタイムスケジューリング方式は、隣接する基地局のうち、いずれか一つの基地局がセル境界付近に位置する端末に送信しているときには、他の基地局は、セル境界付近以外に位置する端末に送信するよう時間スロット割当てを行う。
【００１０】
本発明が提供する第二のタイムスケジューリング方式は、隣接する基地局のうち、いずれか一つの基地局が、セルをＮ個（Ｎは任意の自然数）に区切ったセクタの一つであるセクタｉ（ｉはＮ以下の自然数）のセル境界付近の端末に送信しているときには、他の基地局は、前記セクタｉと向かい合う対向セクタのセル境界付近および前記対向セクタの両側に隣接するｊ個（ｊは０〜Ｎ−１の整数）の隣接セクタのセル境界付近以外に位置する端末に送信するよう時間スロット割当てを行う。
【００１１】
本発明が提供する第三のタイムスケジューリング方式は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有し、いずれか一つの基地局が、通信品質情報が第一の閾値以下の端末に送信しているときには、他の基地局は前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上の通信品質情報を持つ端末に送信するよう時間スロット割当てを行う。
【００１２】
本発明が提供する第四のタイムスケジューリング方式は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有し、いずれか一つの基地局が、セルをＮ個（Ｎは任意の自然数）に区切ったセクタの一つであるセクタｉ（ｉはＮ以下の自然数）の通信品質情報が第一の閾値以下の端末に送信しているときには、他の基地局は、前記セクタｉと向かい合う対向セクタおよび前記対向セクタの両側に隣接するｊ個（ｊは０〜Ｎ−１の整数）の隣接セクタの前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上の通信品質情報を持つ端末または前記対向セクタおよび前記隣接セクタ以外に位置する端末に送信するよう時間スロット割当てを行う。
【００１３】
本発明が提供する第五のタイムスケジューリング方式は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有し、かつ、前記通信品質情報をＭ個（Ｍは自然数）の通信品質クラスに分割し、隣接する基地局が同一タイミングで異なる通信品質クラスの端末に送信するよう時間スロット割当てを行う。
【００１４】
本発明が提供する第六のタイムスケジューリング方式は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有し、かつ、前記通信品質情報をＭ個（Ｍは自然数）の通信品質クラスに分割し、隣接する基地局が同一タイミングで異なる通信品質クラスの端末または互いに対向しないセクタに位置する端末に送信するよう時間スロット割当てを行う。
【００１５】
すなわち、本発明は、複数の基地局と、この基地局と無線回線により接続される複数の端末とを備え、前記基地局が接続する前記端末毎に異なる時間スロットを割当てる手段を備えたセルラ通信システムのタイムスケジューリング方式である。
【００１６】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記割当てる手段は、それぞれの前記基地局がセル境界付近に位置する前記端末に対して通信を行うための前記時間スロットを割り当てるときには互いに隣接する複数の前記基地局間ではそれぞれ異なる前記時間スロットを割当てる第一の割当手段を備えたところにある。
【００１７】
さらに、前記割当てる手段は、隣接する前記基地局のうちいずれか一つの前記基地局がセルをＮ個（Ｎは任意の自然数）に区切ったセクタの一つであるセクタｉ（ｉはＮ以下の自然数）のセル境界付近の端末に送信しているときには他の基地局は前記セクタｉと向かい合う対向セクタのセル境界付近および前記対向セクタの両側に隣接するｊ個（ｊは０〜Ｎ−１の整数）の隣接セクタのセル境界付近以外に位置する端末に送信するよう前記時間スロットを割当てる第二の割当手段を備えることが望ましい。
【００１８】
あるいは、前記割当てる手段は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有しいずれか一つの基地局が通信品質情報が第一の閾値以下の端末に送信しているときには他の基地局は前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上の通信品質情報を持つ端末に送信するよう前記時間スロットを割当てる第三の割当手段を備えてもよい。
【００１９】
あるいは、前記割当てる手段は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有しいずれか一つの基地局がセルをＮ個（Ｎは任意の自然数）に区切ったセクタの一つであるセクタｉ（ｉはＮ以下の自然数）の通信品質情報が第一の閾値以下の端末に送信しているときには他の基地局は前記セクタｉと向かい合う対向セクタおよび前記対向セクタの両側に隣接するｊ個（ｊは０〜Ｎ−１の整数）の隣接セクタの前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上の通信品質情報を持つ端末または前記対向セクタおよび前記隣接セクタ以外に位置する端末に送信するよう前記時間スロットを割当てる第四の割当手段を備えてもよい。
【００２０】
あるいは、前記割当てる手段は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有しかつ前記通信品質情報をＭ個（Ｍは自然数）の通信品質クラスに分割し隣接する基地局が同一タイミングで異なる通信品質クラスの端末に送信するよう前記時間スロットを割当てる第五の割当手段を備えてもよい。
【００２１】
あるいは、前記割当てる手段は、隣接する基地局がセル内の端末の通信品質情報を共有しかつ前記通信品質情報をＭ個（Ｍは自然数）の通信品質クラスに分割し隣接する基地局が同一タイミングで異なる通信品質クラスの端末または互いに対向しないセクタに位置する端末に送信するよう前記時間スロットを割当てる第六の割当手段を備えてもよい。
【００２２】
あるいは、前記割当てる手段は、前記第一の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第一の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第一の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局のうちいずれか一つの基地局のみに前記時間スロットを割当てる第七の割当手段を備えてもよい。
【００２３】
あるいは、前記割当てる手段は、前記第二の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第二の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第二の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局のうちいずれか一つの基地局のみに前記時間スロットを割当てる第八の割当手段を備えてもよい。
【００２４】
あるいは、前記割当てる手段は、前記第三の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第三の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第三の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局のうちいずれか一つの基地局のみに前記時間スロットを割当てる第九の割当手段を備えてもよい。
【００２５】
あるいは、前記割当てる手段は、前記第四の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第四の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第四の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局のうちいずれか一つの基地局のみに前記時間スロットを割当てる第十の割当手段を備えてもよい。
【００２６】
あるいは、前記割当てる手段は、前記第五の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第五の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第五の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局のうちいずれか一つの基地局のみに前記時間スロットを割当てる第十一の割当手段を備えてもよい。
【００２７】
あるいは、前記割当てる手段は、前記第六の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第六の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第六の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局のうちいずれか一つの基地局のみに前記時間スロットを割当てる第十二の割当手段を備えてもよい。
【００２８】
あるいは、前記割当てる手段は、前記通信品質情報の通信品質クラスがｋ（ｋはＭ−１以下の自然数）の端末に割り当てるスロットが空きのときには通信品質クラスがｋより高いクラスの端末のうち最も通信品質クラスの低い端末に前記時間スロットを割当てる手段を備えてもよい。
【００２９】
また、隣接する基地局のうち少なくとも一つの基地局はデータ速度を下げて送信を行う手段を備える構成としたり、あるいは、各基地局が送信電力一定で送信しかつ地面に垂直な方向に指向性を持つアンテナにより送信を行う手段を備えた構成としたり、あるいは、各基地局が端末の受信電力が一定となるよう送信電力制御を行う手段を備えた構成としたり、あるいは、各基地局が端末の受信電力が一定となるよう送信電力制御を行いかつ地面に垂直な方向に指向性を持つアンテナにより送信を行う手段を備えた構成とすることが望ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図１ないし図６を参照して説明する。図１は本発明によるタイムスケジューリング法の第一実施例を示す図である。図２は本発明によるタイムスケジューリング法の第一実施例を説明するための図である。図３は本発明によるタイムスケジューリング法の実施例の有効性を説明するための第一の図である。図４は本発明によるタイムスケジューリング法の実施例の有効性を説明するための第二の図である。図５は本発明によるタイムスケジューリング法の第二実施例を示す図である。図６は本発明によるタイムスケジューリング法の第二実施例を説明するための図である。
【００３１】
本発明は、図１に示すように、基地局１および２と、この基地局１および２と無線回線により接続される端末ＡおよびＢとを備え、基地局１および２は、基地局１および２が接続する端末ＡおよびＢ毎に異なる時間スロットを割当てるセルラ通信システムのタイムスケジューリング方式である。
【００３２】
ここで、本発明の特徴とするところは、基地局１および２は、それぞれの基地局１および２がセル境界付近に位置する端末ＡおよびＢに対して通信を行うための前記時間スロットを割り当てるときには互いに隣接する基地局ＡおよびＢ間ではそれぞれ異なる前記時間スロットを割当てる第一の割当手段を備えたところにある。
【００３３】
さらに、基地局１および２は、隣接する基地局１および２のうちいずれか一つの基地局１または２がセルをＮ個（Ｎは任意の自然数）に区切ったセクタの一つであるセクタｉ（ｉはＮ以下の自然数）のセル境界付近の端末に送信しているときには他の基地局２または１は前記セクタｉと向かい合う対向セクタのセル境界付近および前記対向セクタの両側に隣接するｊ個（ｊは０〜Ｎ−１の整数）の隣接セクタのセル境界付近以外に位置する端末ＡまたはＢに送信するよう前記時間スロットを割当てる第二の割当手段を備える。
【００３４】
あるいは、基地局１および２は、隣接する基地局１および２がセル内の端末ＡおよびＢの通信品質情報を共有しいずれか一つの基地局１または２が通信品質情報が第一の閾値以下の端末ＡまたはＢに送信しているときには他の基地局２または１は前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上の通信品質情報を持つ端末ＢまたはＡに送信するよう前記時間スロットを割当てる第三の割当手段を備える。
【００３５】
あるいは、基地局１および２は、隣接する基地局１および２がセル内の端末ＡおよびＢの通信品質情報を共有しいずれか一つの基地局１または２がセルをＮ個（Ｎは任意の自然数）に区切ったセクタの一つであるセクタｉ（ｉはＮ以下の自然数）の通信品質情報が第一の閾値以下の端末ＡまたはＢに送信しているときには他の基地局２または１は前記セクタｉと向かい合う対向セクタおよび前記対向セクタの両側に隣接するｊ個（ｊは０〜Ｎ−１の整数）の隣接セクタの前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上の通信品質情報を持つ端末ＢまたはＡまたは前記対向セクタおよび前記隣接セクタ以外に位置する端末に送信するよう前記時間スロットを割当てる第四の割当手段を備える。
【００３６】
あるいは、基地局１および２は、隣接する基地局１および２がセル内の端末ＡおよびＢの通信品質情報を共有しかつ前記通信品質情報をＭ個（Ｍは自然数）の通信品質クラスに分割し隣接する基地局１および２が同一タイミングで異なる通信品質クラスの端末ＡまたはＢに送信するよう前記時間スロットを割当てる第五の割当手段を備える。
【００３７】
あるいは、基地局１および２は、隣接する基地局１および２がセル内の端末ＡおよびＢの通信品質情報を共有しかつ前記通信品質情報をＭ個（Ｍは自然数）の通信品質クラスに分割し隣接する基地局１および２が同一タイミングで異なる通信品質クラスの端末ＡまたはＢまたは互いに対向しないセクタに位置する端末に送信するよう前記時間スロットを割当てる第六の割当手段を備える。
【００３８】
あるいは、基地局１および２は、前記第一の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第一の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第一の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局１および２のうちいずれか一つの基地局１または２のみに前記時間スロットを割当てる第七の割当手段を備える。
【００３９】
あるいは、基地局１および２は、前記第二の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第二の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第二の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局１および２のうちいずれか一つの基地局１または２のみに前記時間スロットを割当てる第八の割当手段を備える。
【００４０】
あるいは、基地局１および２は、前記第三の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第三の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第三の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局１および２のうちいずれか一つの基地局１または２のみに前記時間スロットを割当てる第九の割当手段を備える。
【００４１】
あるいは、基地局１および２は、前記第四の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第四の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第四の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局１および２のうちいずれか一つの基地局１または２のみに前記時間スロットを割当てる第十の割当手段を備える。
【００４２】
あるいは、基地局１および２は、前記第五の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第五の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第五の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局１および２のうちいずれか一つの基地局１または２のみに前記時間スロットを割当てる第十一の割当手段を備える。
【００４３】
あるいは、基地局１および２は、前記第六の割当手段によるタイムスケジューリングにより所要通信品質を満足できるときには前記第六の割当手段によるタイムスケジューリングを用い前記第六の割当手段によるタイムスケジューリングでは所要通信品質を満足できないときには隣接する基地局１および２のうちいずれか一つの基地局１または２のみに前記時間スロットを割当てる第十二の割当手段を備える。
【００４４】
また、隣接する基地局１および２のうち少なくとも一つの基地局1または２はデータ速度を下げて送信を行う。
【００４５】
あるいは、基地局１および２は、前記通信品質情報の通信品質クラスがｋ（ｋはＭ−１以下の自然数）の端末ＡおよびＢに割り当てるスロットが空きのときには通信品質クラスがｋより高いクラスの端末ＡまたはＢのうち最も通信品質クラスの低い端末ＡまたはＢに前記時間スロットを割当てる手段を備える。
【００４６】
各基地局１および２が送信電力一定で送信しかつ地面に垂直な方向に指向性を持つアンテナにより送信を行う。
【００４７】
各基地局１および２が端末ＡおよびＢの受信電力が一定となるよう送信電力制御を行う。
【００４８】
各基地局１および２が端末ＡおよびＢの受信電力が一定となるよう送信電力制御を行いかつ地面に垂直な方向に指向性を持つアンテナにより送信を行う。
【００４９】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【００５０】
次に本発明について図面を参照して説明する。図１は、本発明による第一の実施例を示す図である。図１では、基地局１がセル周辺の端末Ａに送信している。基地局２は端末Ａへの干渉を避けるため、また、自局下の端末が基地局１からの強い干渉を避けるため、セル周辺の端末Ｂでなく、基地局２近くの端末Ｂ’に送信している。
【００５１】
なお、端末がセル周辺に位置するかどうかを判定する方法としては、例えば、端末において受信電力あるいは受信電力と干渉電力の比等の通信品質情報を測定し、これを端末が基地局に送信し、通信品質情報が所定の閾値を満たしていない場合にセル周辺に位置すると判断する方法が考えられる。
【００５２】
図２のように、基地局が地面に垂直方向の指向性を有するアンテナを用いて送信し、送信電力が一定である場合について、図３および図４を用いて説明する。
【００５３】
まず、図３のように、基地局１がセル周辺の端末Ａ（基地局１からの距離が９ｒ）に送信しているときに、基地局２がセル境界の端末Ｂ（基地局２からの距離が９ｒ）に送信している場合と、基地局近くの端末Ｂ’（基地局２からの距離がｒ）に送信している場合の、端末Ａへの基地局２からの干渉を評価する。但し、簡単のため、端末は基地局１と２を結ぶ直線上に配置されるものと仮定する。
【００５４】
干渉電力は、距離のα乗に反比例し、基地局２のビームの中心からの角度が大きくなると小さくなると仮定する。基地局２が端末Ｂへ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ→Ａは次式で表される。
Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ）／｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^α／２
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］
【００５５】
ここで、ｈは基地局の高さである。また、基地局２が端末Ｂ’へ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ’→Ａは次式で表される。
Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ’）／｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^α／２
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］
【００５６】
但し、ここでＰ_ｍａｘは、基地局の送信電力をあらわす。また、ｆ（θ）は地面に垂直な方向のアンテナ指向性を表し、θが大きくなるほど値が小さくなる関数であり、最大値は１である。ｒ＝ｈ＝１、α＝２と仮定すると、
Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ）／１２２
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［１／１２２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／８２^１／２］Ｈ１．１５°
Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ’）／１２２
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［１／１２２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／２^１／２］Ｈ３９．８１°
【００５７】
従って、Ｉ_Ｂ→Ａに対するＩ_Ｂ’→Ａの比は、
Ｉ_Ｂ’→Ａ／Ｉ_Ｂ→Ａ＝ｆ（３９．８１°）／ｆ（１．１５°）
となり、アンテナ指向性が鋭くなるほど、干渉抑制効果が大きくなる。
【００５８】
次に、基地局１近くに端末Ａ’が位置する場合の基地局２による干渉を評価する。この場合、提案方式を導入することにより干渉が増加する。基地局２が端末Ｂへ送信しているときの端末Ａ’における干渉Ｉ_Ｂ→Ａ’は次式で表される。
Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ）／｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］
【００５９】
また、基地局２が端末Ｂ’へ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ’→Ａは次式で表される。
Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ）／｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］
ｒ＝ｈ＝１とすると、
Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ）／３６２
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［１／３６２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／８２^１／２］Ｈ３．３３°
Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐ_ｍａｘ×ｆ（θ_Ｂ’）／３６２
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［１／３６２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／２^１／２］Ｈ２６．９９°
【００６０】
従って、Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}に対するＩ_Ｂ→Ａ’の比は、
Ｉ_Ｂ→Ａ’／Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝ｆ（３．３３°）／ｆ（２６．９９°）
となる。従って、提案方式では、従来方式において両基地局とも基地局付近の端末に送信している場合と比較して、干渉が増加する。
【００６１】
基地局１下の端末のＳＩＲが最も良いのは、従来方式では、基地局１→Ａ’、基地局２→Ｂ’の場合で、提案方式では、基地局１→Ａ’、基地局２→Ｂの場合である。また、基地局１下の端末のＳＩＲが最も悪いのは、従来方式では、基地局１→Ａ、基地局２→Ｂの場合で、提案方式では、基地局１→Ａ、基地局２→Ｂ’の場合である。端末Ａの受信電力をＳＡ、端末Ａ’の受信電力をＳＡ’とすると、
Ｓ_Ａ＝Ｐ_ｍａｘ／｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝＝Ｐ_ｍａｘ／８２
Ｓ_Ａ’＝Ｐ_ｍａｘ／｛ｈ^２＋ｒ^２｝＝Ｐ_ｍａｘ／２
となる。従来方式での最大ＳＩＲをＳＩＲ_Ａ’Ｂ’、最小ＳＩＲをＳＩＲ_ＡＢとすると、
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’＝Ｓ_Ａ’／Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐ_ｍａｘ／２／｛Ｐ_ｍａｘ×ｆ（２６．９９°）／３６２｝＝１８１／ｆ（２６．９９°）
ＳＩＲ_ＡＢ＝Ｓ_Ａ／Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐ_ｍａｘ／８２／｛Ｐ_ｍａｘ×ｆ（１．１５°）／１２２｝Ｈ１．５／ｆ（１．１５°）
となる。この比、ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢは
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢＨ１２１×ｆ（１．１５°）／ｆ（２６．９９°）
であり、アンテナ指向性がない場合でも１２１倍、アンテナ指向性がある場合はさらに大きい値となり、端末間による通信品質の差が大きくなる。
【００６２】
次に、提案方式での最大ＳＩＲをＳＩＲ_Ａ’Ｂ、最小ＳＩＲをＳＩＲ_ＡＢ’とすると、
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ＝Ｓ_Ａ’／Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐ_ｍａｘ／２／｛Ｐ_ｍａｘ×ｆ（３．３３°）／３６２｝＝１８１／ｆ（３．３３°）
ＳＩＲ_ＡＢ’＝Ｓ_Ａ／Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐ_ｍａｘ／８２／｛Ｐ_ｍａｘ×ｆ（３９．８１°）／１２２｝Ｈ１．５／ｆ（３９．８１°）
となる。この比、ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢは
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ／ＳＩＲ_ＡＢ’Ｈ１２１×ｆ（３９．８１°）／ｆ（３．３３°）
であり、送信電力が一定であるため、アンテナ指向性がない場合１２１倍となり従来方式と変わらない。しかし、アンテナ指向性が鋭くなるほどこの値は小さくなり、端末間による通信品質の差が是正されると考えられる。
【００６３】
以上のように、提案方式を用いることにより、基地局１、２が同時に送信しても、セル周辺の端末への干渉を抑制できるとともに、基地局近くの端末とセル周辺の端末の通信品質の差を是正できる。
【００６４】
基地局が地面に垂直方向に指向性なアンテナを用いて送信し、端末の受信電力が一定となるよう送信電力制御を行う場合についても、同様に、図３および図４を用いて説明する。
【００６５】
送信電力制御を行う場合、基地局２が端末Ｂへ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ→Ａは次式で表される。
Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐｃ／［｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］^α／２
【００６６】
また、基地局２が端末Ｂ’へ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ’→Ａは次式で表される。
Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐｃ／［｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］^α／２
但し、ここでＰｃは、端末の受信電力をあらわす。
ｒ＝ｈ＝１、α＝２と仮定すると、
Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐｃ／［１２２^１／２−８２^１／２］^２，ＨＰｃ／３．９６
Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐｃ／［１２２^１／２−２^１／２］ ^２，ＨＰｃ／９２．７６
【００６７】
従って、Ｉ_Ｂ→Ａに対するＩ_Ｂ’→Ａの比は、
Ｉ_Ｂ’→Ａ／Ｉ_Ｂ→ＡＨ０．０４
となり、干渉は大幅に減少する。
【００６８】
次に、基地局１近くに端末Ａ’が位置する場合の基地局２による干渉を評価する。この場合、提案方式を導入することにより干渉が増加する。基地局２が端末Ｂへ送信しているときの端末Ａ’における干渉Ｉ_Ｂ→Ａ’は次式で表される。
Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐｃ／［｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］^２
【００６９】
また、基地局２が端末Ｂ’へ送信しているときの端末Ａにおける干渉_{ＩＢ’→Ａ}は次式で表される。
Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐｃ／［｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］^２
ｒ＝ｈ＝１とすると、
Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐｃ／［３６２^１／２−８２^１／２］^２，ＨＰｃ／９９．４２
Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐｃ／［３６２^１／２−２^１／２］^２，ＨＰｃ／３１０．１９
【００７０】
従って、Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}に対するＩ_Ｂ→Ａ’の比は、
Ｉ_Ｂ→Ａ’／Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}Ｈ３．１２
となる。従って、提案方式では、従来方式において両基地局とも基地局付近の端末に送信している場合と比較して、干渉が増加する。しかし、基地局１下の端末がセル周辺にある場合の干渉抑制効果（０．０４倍）に比べると小さい。
【００７１】
基地局１下の端末のＳＩＲが最も良いのは、従来方式では、基地局１→Ａ’、基地局２→Ｂ’の場合で、提案方式では、基地局１→Ａ’、基地局２→Ｂの場合である。また、基地局１下の端末のＳＩＲが最も悪いのは、従来方式では、基地局１→Ａ、基地局２→Ｂの場合で、提案方式では、基地局１→Ａ、基地局２→Ｂ’の場合である。端末Ａの受信電力をＳ_Ａ、端末Ａ’の受信電力をＳ_Ａ’とすると、
Ｓ_Ａ＝Ｐｃ
Ｓ_Ａ’＝Ｐｃ
となる。従来方式での最大ＳＩＲをＳＩＲ_Ａ’Ｂ’、最小ＳＩＲをＳＩＲ_ＡＢとすると、
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’＝Ｓ_Ａ’／Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐｃ／｛Ｐｃ／３１０．１９｝＝３１０．１９
ＳＩＲ_ＡＢ＝Ｓ_Ａ／Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐｃ／｛Ｐｃ／３．９６｝Ｈ３．９６
となる。この比、ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢは
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢＨ７８．３３
であり、端末間による通信品質の差が大きくなる。
【００７２】
次に、提案方式での最大ＳＩＲをＳＩＲ_Ａ’Ｂ、最小ＳＩＲをＳＩＲ_ＡＢ’とすると、
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ＝Ｓ_Ａ’／Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐｃ／｛Ｐｃ／９９．４２｝＝９９．４２
ＳＩＲ_ＡＢ’＝Ｓ_Ａ／Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐｃ／｛Ｐｃ／９２．７６｝Ｈ９２．７６
となる。この比、ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢは
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ／ＳＩＲ_ＡＢ’Ｈ１．０７
であり、従来方式と比較して、端末間による通信品質の差が是正される。
【００７３】
以上のように、提案方式を用いることにより、基地局１、２が同時に送信しても、セル周辺の端末への干渉を抑制できるとともに、基地局近くの端末とセル周辺の端末の通信品質の差を是正できる。
【００７４】
基地局が地面に垂直方向に指向性を有すアンテナを用いて送信し、端末の受信電力が一定となるよう送信電力制御を行う場合についても、同様に、図３および図４を用いて説明する。
【００７５】
送信電力制御＋アンテナ指向性を用いる場合、基地局２が端末Ｂへ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ→Ａは次式で表される。
Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐｃ×ｆ（θＢ）／［｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］^２
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］
【００７６】
また、基地局２が端末Ｂ’へ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ’→Ａは次式で表される。
Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐｃ×ｆ（θ_Ｂ’）／［｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］^２
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１１ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］
【００７７】
但し、ここでＰｃは、端末の受信電力をあらわす。ｒ＝ｈ＝１とすると、
Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐｃ×ｆ（θ_Ｂ）／［１２２^１／２−８２^１／２］^２，ＨＰｃ×ｆ（θ_Ｂ）／３．９６
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［１／１２２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／８２^１／２］Ｈ１．１５°
Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐｃ×ｆ（θ_Ｂ’）／［１２２^１／２−２^１／２］^２，ＨＰｃ×ｆ（θ_Ｂ’）／９２．７６
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［１／１２２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／２^１／２］Ｈ３９．８１°
【００７８】
従って、Ｉ_Ｂ→Ａに対するＩ_Ｂ’→Ａの比は、
Ｉ_Ｂ’→Ａ／Ｉ_Ｂ→ＡＨ０．０４×ｆ（３９．８１°）／ｆ（１．１５°）
となり、干渉は大幅に減少し、アンテナ指向性が鋭くなるほど効果が大きくなる。
【００７９】
次に、基地局１近くに端末Ａ’が位置する場合の基地局２による干渉を評価する。この場合、提案方式を導入することにより干渉が増加する。
【００８０】
基地局２が端末Ｂへ送信しているときの端末Ａ’における干渉Ｉ_Ｂ→Ａ’は次式で表される。
Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐｃ×ｆ（θ_Ｂ）／［｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］^α／２
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（９ｒ）^２｝^１／２］
【００８１】
また、基地局２が端末Ｂ’へ送信しているときの端末Ａにおける干渉Ｉ_Ｂ’→Ａは次式で表される。
Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐｃ×ｆ（θ_Ｂ’）／［｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２−｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］^α／２
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋（１９ｒ）^２｝^１／２］−ｃｏｓ^−１［ｈ／｛ｈ^２＋ｒ^２｝^１／２］
ｒ＝ｈ＝１、α＝２と仮定すると、
Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐｃ×ｆ（θ_Ｂ）／［３６２^１／２−８２^１／２］^２，ＨＰｃ×ｆ（θ_Ｂ）／９９．４２
θ_Ｂ＝ｃｏｓ^−１［１／３６２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／８２^１／２］Ｈ３．３３°
Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐｃ×ｆ（θ_Ｂ’）／［３６２^１／２−２^１／２］^２，ＨＰｃ×ｆ（θ_Ｂ’）／３１０．１９
θ_Ｂ’＝ｃｏｓ^−１［１／３６２^１／２］−ｃｏｓ^−１［１／２^１／２］Ｈ２６．９９°
【００８２】
従って、Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}に対するＩ_Ｂ→Ａ’の比は、
Ｉ_Ｂ→Ａ’／Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}Ｈ３．１２×ｆ（３．３３°）／ｆ（２６．９９°）
となる。従って、提案方式では、従来方式において両基地局とも基地局付近の端末に送信している場合と比較して、干渉が増加する。しかし、基地局１下の端末がセル周辺にある場合の干渉抑制効果に比べると小さい。
【００８３】
基地局１下の端末のＳＩＲが最も良いのは、従来方式では、基地局１→Ａ’、基地局２→Ｂ’の場合で、提案方式では、基地局１→Ａ’、基地局２→Ｂの場合である。また、基地局１下の端末のＳＩＲが最も悪いのは、従来方式では、基地局１→Ａ、基地局２→Ｂの場合で、提案方式では、基地局１→Ａ、基地局２→Ｂ’の場合である。端末Ａの受信電力をＳ_Ａ、端末Ａ’の受信電力をＳ_Ａ’とすると、
Ｓ_Ａ＝Ｐｃ
Ｓ_Ａ’＝Ｐｃ
となる。従来方式での最大ＳＩＲをＳＩＲ_Ａ’Ｂ’、最小ＳＩＲをＳＩＲ_ＡＢとすると、
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’＝Ｓ_Ａ’／Ｉ_{Ｂ’→Ａ’}＝Ｐｃ／｛Ｐｃ×ｆ（２６．９９°）／３１０．１９｝＝３１０．１９／ｆ（２６．９９°）
ＳＩＲ_ＡＢ＝Ｓ_Ａ／Ｉ_Ｂ→Ａ＝Ｐｃ／｛Ｐｃ ×ｆ（１．１５°）／３．９６｝Ｈ３．９６／ｆ（１．１５°）
となる。この比、ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢは
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢＨ７８．３３×ｆ（１．１５°）／ｆ（２６．９９°）
であり、端末間による通信品質の差が大きくなる。アンテナ指向性が鋭くなるほどこの差は大きい。
【００８４】
次に、提案方式での最大ＳＩＲをＳＩＲ_Ａ’Ｂ、最小ＳＩＲをＳＩＲ_ＡＢ’とすると、
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ＝Ｓ_Ａ’／Ｉ_Ｂ→Ａ’＝Ｐｃ／｛Ｐｃ×ｆ（３．３３°）／９９．４２｝＝９９．４２／ｆ（３．３３°）
ＳＩＲ_ＡＢ’＝Ｓ_Ａ／Ｉ_Ｂ’→Ａ＝Ｐｃ／｛Ｐｃ×ｆ（３９．８１°）／９２．７６｝Ｈ９２．７６／ｆ（３９．８１°）
となる。この比、ＳＩＲ_Ａ’Ｂ’／ＳＩＲ_ＡＢは
ＳＩＲ_Ａ’Ｂ／ＳＩＲ_ＡＢ’Ｈ１．０７×ｆ（３９．８１°）／ｆ（３．３３°）
であり、従来方式と比較して、端末間による通信品質の差が是正される。アンテナ指向性が鋭くなると、基地局１下の端末がセル周辺にある場合の方が、基地局付近にある場合よりＳＩＲが大きくなる。
【００８５】
以上のように、提案方式を用いることにより、基地局１、２が同時に送信しても、セル周辺の端末への干渉を抑制できるとともに、基地局近くの端末とセル周辺の端末の通信品質の差を是正できる。
【００８６】
次に本発明について図面を参照して説明する。図５は、本発明による第二の実施例を示す図である。図５では、セルを６つのセクタに分け、基地局１が一つのセクタのセル周辺端末Ａに送信している。基地局２は端末Ａへの干渉を避けるため、また、自局下の端末が基地局１からの強い干渉を避けるため、基地局１が送信するセクタに対向するセクタに送信する場合、セル周辺の端末Ｂでなく、基地局２近くの端末Ｂ’に送信している。基地局２が、基地局１が送信するセクタに対向するセクタ以外に送信する場合は、セル周辺の端末Ｂに送信することを許す。
【００８７】
これは、例えば、図６のように基地局が互いに対向しないセクタに送信する場合、両基地局が同時にセル周辺の端末に送信しても、端末間の距離が離れているため、基地局１から端末Ｂ’への干渉、基地局２から端末Ａへの干渉が弱いためである。
【００８８】
以上のように、提案方式を用いることにより、基地局１、２が同時に送信しても、セル周辺の端末への干渉を抑制できるとともに、基地局近くの端末とセル周辺の端末の通信品質の差を是正できる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、隣接する複数の基地局が同時にそれぞれ異なる端末に対して送信しても、セル周辺の端末への干渉を抑制できるとともに、基地局近くの端末とセル周辺の端末の通信品質の差を是正できる。これにより、基地局と端末とのアクセス効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタイムスケジューリング法の第一実施例を示す図。
【図２】本発明によるタイムスケジューリング法の第一実施例を説明するための図。
【図３】本発明によるタイムスケジューリング法の実施例の有効性を説明するための第一の図。
【図４】本発明によるタイムスケジューリング法の実施例の有効性を説明するための第二の図。
【図５】本発明によるタイムスケジューリング法の第二実施例を示す図。
【図６】本発明によるタイムスケジューリング法の第二実施例を説明するための図。
【図７】従来のタイムスケジューリング法を説明するための第一の図。
【図８】従来のタイムスケジューリング法を説明するための第二の図。
【図９】従来のタイムスケジューリング法を説明するための第三の図。
【符号の説明】
１、２基地局
Ａ、Ｂ、Ａ’、Ｂ’ 端末

Claims

複数の基地局と、これらの基地局と無線回線により接続される複数の端末とを備え、
前記端末の通信品質を測定し、通信品質クラスを決定する手段と、
互いに隣接する複数の前記基地局間では、同じ通信品質クラスの端末にはそれぞれ異なる時間スロットを割当て、異なる基地局間で端末に同一の時間スロットを割当てるときは、異なる通信品質クラスの端末に対して割当てる手段とを有することを特徴とするタイムスケジューリング方式。
複数の基地局と、これらの基地局と無線回線により接続される複数の端末を有する無線通信システムにおけるタイムスケジューリング方法であって、
前記端末の通信品質を測定し、通信品質クラスを決定するステップと、
互いに隣接する複数の前記基地局間では、同じ通信品質クラスの端末にはそれぞれ異なる時間スロットを割当て、異なる基地局間で端末に同一の時間スロットを割当てるときは、異なる通信品質クラスの端末に対して割当てるステップとを有することを特徴とするタイムスケジューリング方法。