JPH03222596A - 移動通信システムにおける無線基地局 - Google Patents

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、交換制御局と分散配置された無線基地局とが
同報性を有する有線通信媒体で接続しである移動通信シ
ステムおよび自局と他局との干渉関係を推定する無線基
地局に関する。

（従来の技術） 従来の移動通信システムの構成を第３図に示す。

本図において、３−１は交換制御局、３−２１・・　３
−２ｎは無線基地局、３−３１　、・・・７３−ｍは移
動通信機である。第３図に示すように各無線基地局３−
２１・・・、３−２ｎは交換制御局３１とスター状に接
続してあって、情報のやりとりは基本的に各無線基地局
３−２１　、・・・、３−２ｎと交換制御局３−１との
間でしか行われていなかった、従って第３図に示すよう
な移動通信システムの構成では、各無線基地局は他の無
線基地局の状態、例えば他の無線基地局が現在どの無線
チャネルを用いてどの移動通信機と通信中であるかとい
うような情報を直接得ることができなかった。

従来は、このような他の無線基地局の情報を特に必要と
はしていなかったから、第３図に示すようなスター状の
接続で問題はなかった。しかし今後は、各無線基地局が
他の無線基地局の状態を知ることにより効果的な制御が
可能になるケースが考えられる。

（発明が解決しようとする課題） 移動通信システムでは、各移動機は分散配置された無線
基地局との間で無線チャネルを用いて通信を行う。無線
チャネルはシステム全体で複数用意してあり、その内の
１つを選んで用いるが、このとき互いが位置的に近い２
つの無線基地局で同時に同じチャネルを用いると干渉が
起こるから、各無線基地局における無線チャネルの選び
方が問題となる。従来の自動車電話システム等では、無
線基地局の配置から干渉が発生しないように前もって各
無線基地局に決まった無線チャネルを割り当てておくこ
とにより、この問題を回避している。

このように、前もって各無線基地局に使用する無線チャ
ネルを割り当てておく方法を固定割り当て方式と呼ぶ。

固定割り当てを行うなめには、前もって各無線基地局間
の干渉関係がわからなければならない。従来の自動車電
話システムは、いわゆる大セルシステムと呼ばれるもの
で、サービスエリアを半径数十ｋｍの大きな領域に分割
し、そのそれぞれのサービスエリアに無線基地局が配置
されている。この従来の自動車電話システムの各無線基
地局は大きな領域をカバーするから、その各無線基地局
は高いアンテナを用い、また送信パワーも大きい。この
ような大セル方式では、無線基地局間の干渉関係は、主
に無線基地局間の距離に依存して決まるから、無線基地
局の地理的な配置から前もってチャネルの割り当てを決
めることが可能であった。しかし近年、都市部等では、
加入者の急増に伴って無線周波数の有効利用のために、
セル半径を縮小して周波数の繰り返し利用効率を高める
マイクロセルシステムと呼ばれるものが検討されている
。このマイクロセルシステムでは、小型の無線基地局を
数百ｍおきに配置するから、大セルシステムと比べて無
線基地局の数も２桁以上増加し、また無線基地局の規則
正しい配置も難しくなる。また各無線基地局のアンテナ
高も信号機程度の高さとなるから、電波の干渉関係も周
りのビルや障害物の影響により複雑なものとなって、大
セルシステムの時のように、無線基地局の配置だけから
事前に干渉関係を知ることは不可能である。さらにまた
、無線基地局間の干渉間係は新たなビルや道路の建設な
どの環境の変化に応じて変化するので、システム設計時
になとえ分かつていたとしても、その後逐次更新される
ことになる。

以上に説明したマイクロセルシステムにおけるチャネル
割当てに必要な各無線基地局間の干渉関係は、各無線基
地局が他の無線基地局の状態をモニターすることができ
れば、各無線基地局による分散処理により推定すること
が可能であるが、従来の移動通信システムでは各無線基
地局が他の無線基地局の状態を知ることはできず、マイ
クロセルシステムにおけるチャネル割当てに必要な各無
線基地局間の干渉関係を求められないという欠点があっ
た。

（課題を解決するための手段） 本発明の移動通信システムは、 複数の移動機と、複数の無線基地局と、１つまたは複数
の交換制御局とを有し、前記複数の無線基地局および前
記１つまたは複数の交換制御局は同報性を有する有線通
信媒体を介して接続しである。

また本発明の無線基地局は、 前記移動通信システムにおける無線基地局であって、 同報性を有する有線通信媒体上を流れる情報を観測して
どの無線基地局がどの無線チャネルを使用中であるかを
知る！！線チャネル観測手段と、自局における各無線チ
ャネルの受信レベルの値を観測する受信レベル観測手段
と、前記無線チャネル観測手段で得る各無線チャネルを
使用中の無線基地局の情報および前記受信レベル観測手
段で得る自局における該無線チャネルの受信レベルの値
から、自局と自局以外の無線基地局との干渉間係を推定
する手段とを有する。

（作用） 本発明の無線通信システムにおいては、各無線基地局は
同報性を有する有線通信媒体を介して他の無線基地局と
接続しであるから、前記有線通信媒体を通じて他の無線
基地局の状態を知ることができる、 また本発明の無線基地局においては、他の無線基地局の
状態と、各無線チャネルの受信レベルの値とによって、
配置からだけでは知ることができない無線基地局間の干
渉関係を推定することができる。この干渉関係を用いれ
ば無線通信システムにおける！！線チャネルの最適な割
当てが可能となる。

（実施例） 次に、本発明について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の移動通信システムの一実施例を示す構
成図である。本図において、１−１は交換制御局、１−
２１．・・・、１−２ｎは無線基地局、１−３１．・・
・、１−３ｍは移動通信機、１−４は同報性を有する有
線通信媒体、１−５は固定通信網である。各無線基地局
１−２１．・・・　１−２ｎと交換制御局１−１とは、
同報性を有する有線通信媒体１−４で接続してあり、交
換制御局１−１は各無線基地局１−２１．・・・、１−
２ｎと固定通信網１−５間の接続制御および無線基地局
の制御を行う。第４図は、第１図の同報性を有する有線
通信媒体１−４上で情報のやりとりを行うためのフレー
ム構成の一例を示すフォーマット図である。

本図に示すように、情報のやりとりを行うフレームは上
り通信用と下り通信用の部分とからなる。

ここで上りとは各無線基地局１−２１　・・・　１−２
ｎから交換制御局１−１向き、下りとは交換制御局１−
１から各無線基地局１−２１．・・・、１−２ｎ向きの
通信を指すものである。上り通信および下り通信の画部
分とも無線チャネルのチャネル数分のサブフレームで構
成されており、更に各サブフレームはそれぞれ複数の固
定長のスロットで構成されている。移動通信機と通信中
の各無線基地局は、該通信に用いている無線チャネルの
チャネル番号に対応するサブフレーム内のスロットの１
つを用いて交換制御局との間で情報のやりとりを行う。

上り通信では、各無線基地局１−２１゜・・・、１−２
ｎは送信元アドレスとして自局のアドレスを各送信情報
の先頭に付加し、下り通信では交換制御局１−１は宛先
アドレスとして、相手の無線基地局のアドレスを送信情
報の先頭に付加する。従って各無線基地局１−２１．・
・・、１−２ｎは、同報性を有する有線通信媒体上の上
り通信部分のフレームを観察することにより、現在どの
無線基地局がどの無線チャネルを使用中であるかを知る
ことができる。−力無線区間において、各無線基地局１
−２１．・−・、１−２ｎは各無線チャネルの受信レベ
ルを観測することにより、現在どの無線チャネルが干渉
範囲内の無線基地局によって使用中であるかを知ること
ができる。　第２図は、本発明の無線基地局の干渉関係
の推定の手順を示す流れ図である。ここで無線チャネル
の数をｎ、無線基地局の数をｍとする。まず全ての無線
チャネルの受信レベルを観測してその各受信レベルをＲ
（ｉ）（ｉ−１〜ｎ）とする（ステップ１）。

次に観測値Ｒ（ｉ）を特定の閾値りと比較しくステップ
２）、もし閾値以上であった場合にはＲＩ（ｉ）＝１と
しくステップ３）、それ以外はＲＩ（ｉ）＝Ｏとする（
ステップ４）６次に同報性を有する有線通信媒体上の上
りフレームを観察して各無線チャネルに対応したスロッ
ト内の情報の先頭につけられた送信元無線基地局のアド
レス部分を、各無線チャネルと対応させて記録して、チ
ャネルｉを使用中の無線基地局のアドレスの集合をＬ（
ｉ）とする（ステップ５）７次にステップ３およびステ
ップ４で生成したＲ１（ｉ）とステップ３で生成したＬ
（ｉ）とにより、自局と各無線基地局との干渉関係の推
定値を更新する。すなわち、観測レベルが閾値り以上で
あった無線チャネルを使用中の無線基地局ｊとの間の干
渉係数Ｃｊを一定値にだけ増加しくステップ６）、逆に
観測レベルが閾値り以下であった無線チャネルを使用中
の無線基地局ｊとの間の干渉係数Ｃｊを一定値にだけ減
少させる（ステップ７）、ただしＣｊには上限Ｃｍａｘ
と下限Ｃｍ１ｎを設け、その範囲内で更新を行うものと
する。以上の手順により、第５図に示すような各無線基
地局に対応した干渉関係表が生成、更新される。第５図
は、無線基地局Ｘが生成、更新する干渉関係表の一例を
示す図であり、自局以外の全ての無線基地局との間の干
渉関係がＣｊとして示されている。この例ではＣｊが大
きい無線基地局はど無線基地局Ｘと干渉関係が大きいこ
とを表している。

次に、以上の手順により各無線基地局で独立に生成、更
新された干渉関係表をもとに無線チャネルの割当てを行
う場合の例を簡単に説明する。各無線基地局は自局が生
成した干渉関係表を特定時間に交換制御局に転送する。

交換制御局は、各無線基地局から送られた各無線基地局
毎の干渉関係表を並べて第６図に示すような全無線基地
局間の干渉関係マトリクスを生成する。第６図において
、各行は第５図に示した各無線基地局の位置関係表その
ものである。システム全体での干渉量を最小にするよう
な無線チャネル割り当ては、このマトリックスの各要素
の値をコストとして、通常の最適化問題として定式化で
き、最適化問題の手法を用いて最適解または準最適解を
求めることが出来る。

（発明の効果） 以上に詳細に記したように、本発明によれば、特にマイ
クロセルシステムなどで、各無線基地局間の干渉関係を
配置だけから事前に予測することができない場合に、無
線通信システムを運用しながら実際の受信レベルの観測
結果を利用して干渉マトリックスを得ることができ、こ
の干渉マトリックスを用いることによって、最適な無線
チャネルの選択ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の移動通信システムの一実施例を示す構
成図、第２図は本発明の無線基地局の干渉関係の推定の
手順を示す流れ図、第３図は従来の移動通信システムを
示す構成図、第４図は本発明の移動通信システムにおけ
る同報性を有する有線通信媒体上のフレームフォーマッ
トを示す図、第５図は本発明の無線基地局が生成、更新
する干渉関係表の一例を示す図、第６図は本発明の無線
通信システムの交換制御局が無線チャネル割当てに用い
る干渉間係マトリックスの一例を示す図である。 １−１・・・交換制御局、１−４・・・有線通信媒体、
１−５・−・固定通信網、１−２１．１−２２．・・・
１−２ｎ・・・無線基地局、１−３１．１−３２．・・
・１−３ｍ・・・移動通信機、３−１・・・交換制御局
、３−２１．３−２２．・・・、３−２ｎ・・・無線基
地局、３−３１　３−３２．・・・、３−３ｍ・・・移
動通信機。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の移動機と、複数の無線基地局と、１つまた
   は複数の交換制御局とを有し、前記複数の無線基地局お
   よび前記１つまたは複数の交換制御局は同報性を有する
   有線通信媒体を介して接続してあることを特徴とする移
   動通信システム。
2. （２）請求項１に記載の移動通信システムにおける無線
   基地局であつて、 同報性を有する有線通信媒体上を流れる情報を観測して
   どの無線基地局がどの無線チャネルを使用中であるかを
   知る無線チャネル観測手段と、自局における各無線チャ
   ネルの受信レベルの値を観測する受信レベル観測手段と
   、前記無線チャネル観測手段で得る各無線チャネルを使
   用中の無線基地局の情報および前記受信レベル観測手段
   で得る自局における該無線チャネルの受信レベルの値か
   ら、自局と自局以外の無線基地局との干渉関係を推定す
   る手段とを有することを特徴とする無線基地局。