JPH0618345B2 - 送信権制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複数の局が複数のチャンネルを共有する通信シ
ステム、特に複数の局が複数の通信ゾーンを構成し周波
数チャンネルを共有し再利用している無線通信システム
の送信権制御方式に関する。

（従来の技術） 移動通信システムにおいては周波数を有効に利用するた
めに、基地局ごとに通信ゾーンを設定し、隣接する通信
ゾーンでは異なった周波数チャンネルを使用するように
指定し、同一の周波数を使用する場合には距離が十分は
なれて干渉を起こさないゾーンを割り当てる方法が取ら
れている。増大する移動通信の需要に対処するために
は、このゾーンを小さくして周波数の空間的再利用をい
っそう進める必要がある。ところがゾーンが小さくなる
とゾーン設計は建物などの影響を受けて飛躍的に困難に
なる。この様な問題に対処するために、各システムでチ
ャンネルを使用する前に観測し、そのチャンネルが空い
ていると判定された場合にのみ使用するようにする方法
が検討されている。更に干渉を起こす確率を小さくする
ために各チャンネルの利用状態の過去の履歴をもとに各
チャンネルに対して優先順位を定めて、その優先順位に
基づいてチャンネルを利用する方法がある。この様な優
先順位を定める送信権制御方法は昭和60年10月16日出願
の特願昭60-231652号［送信権制御方法］（文献１）に
詳しく記されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の様な送信権制御方法を実現しようとするとチャン
ネルが空いているかどうかの判定方法が大きな問題とな
る。一般に干渉を受ける電波の強度は受信電界よりも低
いレベルなのでチャンネル空き検出の閾値はサービスゾ
ーン内での受信電力よりも低いレベルに設定する必要が
ある。さらに移動通信においてはフェージングによって
受信信号の強度が変動するから、干渉波の電力が正しく
推定できない。従って観測時には干渉を受けないレベル
の受信信号であったとしても通信中に干渉を起こし始め
る可能性がある。この様な干渉を避けるためにはチャン
ネル空き検出の閾値を実際に許容される閾値よりも低く
設定する必要がある。ところが、こうすれば干渉は避け
られるものの必要以上に低いレベルの信号を検出してし
まうため周波数の空間的再利用効率が悪くなってしま
う。

本発明の目的は、上述の従来の送信権制御方法の問題点
を克服し、効率よく周波数の再利用が実現でき、かつ干
渉を起こすことのない送信権制御方式を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、複数の局が複数のチャンネルを共有す
る無線通信システムにおいて、それぞれの局でチャンネ
ルの使用に先立ってそのチャンネルが空いているかどう
かを受信電界強度と閾値との比較により判定し、空いて
いるとの判定がされた場合にだけ送信を開始する手段
と、それぞれのチャンネルに対して過去の履歴に基づい
て優先順位を定め該優先順位の高いチャンネルから順に
使用する手段とを有する送信権制御方式であって、前記
閾値はチャンネルごとに定められ、通信中に干渉を受け
たか否かで前記閾値を変動させる手段を有することを特
徴とする送信権制御方式を提供することできる。

（発明の原理） 干渉を起こす確率を低くし、かつ効率の良い周波数の空
間的再利用を実現するには、干渉を起こしやすいチャン
ネルは空きチャンネルと判定する閾値を下げてマージン
をとり干渉を起こしにくいチャンネルに対してはマージ
ンをとらないようにすれば良い。この為には運用中に干
渉を受けたチャンネルに対しては単に優先順位を下げる
だけでなく閾値も下げるようにすれば良い。過去の履歴
により使用するチャンネルに対して優先順位を定めるよ
うにするとある程度の時間経過後にはそれぞれの無線基
地局は干渉を起こす距離内では互いに異なったチャンネ
ルを優先的に使用するようになる。この場合の過去の履
歴は、長時間かけて測定されるから、信頼性の高いもの
となる。従って、少なくとも優先順位の高いチャンネル
に関しては干渉を起こす確率が小さくなるので閾値は下
げられない。これに対して優先順位の低いチャンネルは
干渉を起こす距離内で使用している確率も高く干渉を受
けやすいので閾値が運用中に下げられ干渉確率を小さく
するように自動的に制御がかかる。本発明では、このよ
うにして干渉を起こさず、かつ周波数の有効な空間的再
利用を実現することができる。

（実施例） 次に図面を参照して本発明について詳細に説明する。

第２図に閾値の値と通信ゾーンの関係を示す。各ゾーン
のサービスエリア限界においての受信電界レベルよりも
許容干渉波レベルは低い値になる。フェージングによる
電界検出の誤りを小さくするためには回線の利用状況の
判定閾値レベルをそれよりも低い値に設定する必要があ
る。但し、雑音によって判定を誤らないように、この閾
値は雑音レベルよりは高い値でなくてはならない。この
様に閾値を設定した時のゾーンの大きさを図示すると第
２図（ｂ）のようになる。中央の無線基地局からの通信
ゾーンよりも干渉ゾーンは大きくなっており、干渉検出
ゾーンはそれよりも更に大きくなっている。実際には干
渉ゾーンの外側では同じ周波数を再利用できるのである
が、チャンネル利用の判定を誤らないようにしようとす
ると干渉検出ゾーンの外側でしか同じ周波数の再利用は
できなくなる。この対策として本発明ではチャンネル毎
に判定閾値を替え、それぞれを適応的に変化させる方法
を取る。

第１図に本発明の送信権制御方式の実施例のアルゴリズ
ムを示す。送信要求が到着すると無線器はまず優先順位
の最も高いチャンネルを観測する必要がある。この観測
をキャリアセンスと呼ぶ。はじめに優先度の最も高いチ
ャンネルにシンセサイザーを設定しキャリアセンスを行
う。ここで設定したチャンネルをチャンネルＫと表わ
す。次にそのチャンネルが使用中であるかどうかを判定
する為の閾値Ｔ（Ｋ）を読み出す。受信信号レベルがＴ
（Ｋ）以上であればそのチャンネルは使用中であると判
定され次の優先度のチャンネルを設定し同じ動作を繰返
す。もしも受信信号レベルがＴ（Ｋ）以下であればその
チャンネルは空いていると判定して通信を開始する。こ
のときにそれぞれのチャンネルが使用中であったか否か
という情報を用いてチャンネル間の優先度を変動させ
る。このようにチャンネルの優先度を変動させることに
よって、それぞれの基地局は互いに干渉する距離内にあ
るものは異なったチャンネルを使用するようになり、空
いている確率が高くかつ干渉を起こす確率の低いチャン
ネルから順に観測するようになることは文献１に詳述さ
れている。

キャリアセンスを行った時点では干渉信号レベルは低く
ても通信を開始したあとで端末の移動などにより干渉を
受けるようになる場合がある。特に干渉が平均的には大
きい値であるにも拘らずフェーデイングのためにたまた
ま小さいと観測されたような場合には非常に高い確率で
干渉を起こす。干渉を起こすと今後そのようなことが起
こりにくくなるようにそのチャンネルの閾値Ｔ（Ｋ）を
下げて通信を終了する。通信終了まで干渉を起こさなけ
ればそのチャンネルの閾値Ｔ（Ｋ）を上げて通信を終了
する。Ｔ（Ｋ）の最大値は許容干渉波レベルに設定しそ
れ以下のレベルで変動するようにしておけば具体的なＴ
（Ｋ）の変えかたはどの様なものでも良い。こうすると
干渉を受けたチャンネルは閾値が下げられ、使用中と判
定される確率が高くなるから優先度は自動的に低くな
る。一方干渉を受けないチャンネルは閾値が上がり、優
先度の高いチャンネルとなる。このようなチャンネルは
その基地局がほんど独占的に使用することになるのでこ
のようなチャンネルに対して閾値を上げて第２図の干渉
ゾーンで周波数の再利用を実現することは周波数の有効
利用の為に極めて重要である。一方優先度の低いチャン
ネルは閾値にマージンがあり干渉を起こす確率が小さく
なる。

なお、本実施例では干渉を検出すると通信を終了すると
しているが、他のチャンネルに移って通信を継続するこ
とももちろん可能である。また、干渉検出の方法もどの
ようなものであっても本発明を適用できることは明らか
である。

（発明の効果） 以上に詳細に述べたように、本発明によれば、干渉を起
こす確率が低くかつ周波数の空間的再利用を効率よく実
現する送信権制御方式を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の送信権制御方式におけるア
ルゴリズムを示す図であり、第２図は信号レベルと通信
領域の関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の局が複数のチャンネルを共有する無
   線通信システムにおいて、それぞれの局でチャンネルの
   使用に先立ってそのチャンネルが空いているかどうかを
   受信電界強度と閾値との比較により判定し、空いている
   との判定がされた場合にだけ送信を開始する手段と、そ
   れぞれのチャンネルに対して過去の履歴に基づいて優先
   順位を定め該優先順位の高いチャンネルから順に使用す
   る手段とを有する送信権制御方式であって、前記閾値は
   チャンネルごとに定められ、通信中に干渉を受けたか否
   かで前記閾値を変動させる手段を有することを特徴とす
   る送信権制御方式。