JPH077763A - 細胞形移動無線システムおよび該移動無線システム用固定ステーションならびに評価ユニット−コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 細胞形移動無線システムにおいて、無線チャ
ネルキャパシティの増加を達成する。 【構成】 固定ステーションと移動ステーションを有す
る細胞形移動無線システムであり、１つの無線ゾーンを
サブゾーンへ分割し、各サブゾーンごとにそれに固有の
選択無線チャネルを割り当て、移動ステーションをサブ
ゾーンへ割り当てるために、他の固定ステーションの無
線技術パラメータを測定し評価する。この移動無線シス
テムにおいて、個々の移動ステーションに対応づけ配属
された位置ベクトルを測定値から形成し、個々の位置ベ
クトルを用いて関連の移動ステーションを特定のサブゾ
ーンに割り当てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つの無線ゾーンを複
数サブゾーンへ分割し、各サブゾーンごとにそれに固有
の選択無線チャネルを割り当て、移動ステーションをサ
ブゾーンへ割り当てるために、他の固定ステーションの
無線技術パラメータを測定し評価する形式の、固定ステ
ーションと移動ステーションを有する細胞形移動無線シ
ステムに関する。さらに本発明は、この形式の移動無線
システムのためのコントローラおよび評価ユニットなら
びに固定ステーションに関する。

【０００２】

【従来の技術】著しく大きな通達範囲をカバーする移動
無線システムは長い間、細胞形無線ネットワークとして
設計されていきた。この種の無線ネットワークの各ゾー
ンには、その無線ゾーン内に位置する移動ステーション
との無線接続を維持する少なくとも１つの固定ベースス
テーションが設けられている。周波数帯域を、各無線シ
ステムにとって移動無線システム全体でできるかぎり多
数の加入者がアクセス可能であるようにするために、ネ
ットワーク設計が極めて重要視される。

【０００３】無線ネットワーク設計のために、利用可能
な無線チャネルの総数のうち制限された個数の無線チャ
ネルが各固定ステーションに割り当てられている。隣接
する無線ゾーンでは異なる無線チャネルが用いられてい
るので、無線チャネル間の相互干渉作用を回避できる。
しかし周波数帯域数が制限されていることから、最大の
加入者受容量を得るためには無線ネットワーク全体にお
ける無線チャネルを再利用すべきである。無線ゾーンの
総数と同一周波数を有する無線ゾーン数との比を、ここ
では再利用ファクタと称する。

【０００４】１９８３年５月の Samuel W.Halpern によ
る論文”REUSE PARTITIONING IN CELLULAR SYSTEMU
S”、33th IEEE Veh.Tech.Conf.、第３２２頁〜３２７
頁から、無線システムのキャパシティを高めるために、
利用可能な無線チャネルを種々異なる再利用ファクタで
使用するようにした細胞形無線システムの構想が知られ
ている。無線チャネルを移動無線ステーションへ割り当
てるために、受信信号の品質が測定される。最小の再利
用ファクタを有する無線チャネル群のうちから１つの無
線チャネルが、最良の受信信号品質を有する移動ステー
ションへ割り当てられる一方で、最大の再利用ファクタ
を有する無線チャネル群のうちから１つの無線チャネル
が、最低の受信品質を有する移動ステーションへ割り当
てられる。その結果、１つの無線ゾーンの領域は、種々
異なる再利用ファクタを有するサブゾーンへ分割され
る。理想の電波伝播条件を想定した場合、このようにし
て形成されたサブゾーンは互いに同心の環状領域により
構成される。

【０００５】ＷＯ９１／１８４５０号ではこの方式が採
用されており、これによれば移動ステーションはそれ自
身の固定ステーションの受信電界強度を測定するだけで
なく、隣接する固定ステーションの受信電界強度も測定
する。測定値から干渉グラジエントが求められ、他方、
無線チャネル群のうちの１つの移動ステーションがこの
グラジエントに基づいて割り当てられる。この場合、無
線チャネル群の間の差が再利用度ないし再利用ファクタ
である。

【０００６】このようにして行われる割り当てにより、
理想的には移動ステーションの検出された干渉状況が考
慮される。すべての測定値は１つの信号値すなわち干渉
グラジエントの得られるように結合されるので、この値
の迅速な計算が保証される。見出されるべき電波伝播状
況に基づき、選択的に、実際には空間的に著しく離れて
いる同じ干渉グラジエントの無線位置関係も可能であ
る。

【０００７】上記のサブゾーン構想のための必要条件
は、考慮された種々異なる再利用係数による綿密かつコ
ストのかかる無線ネットワーク設計である。

【０００８】このような設計はまず、チャネル配分計画
を立てることから始められる。チャネル配分プランを立
てるために、各無線ゾーンの所要チャネルを考慮する必
要がある。無線ゾーンの所要チャネルは、無線ゾーンの
サイズと地域的に予期される無線トラヒックの総量とに
依存する。たとえば大都市地域内では、全くの村落地域
よりも多くの無線チャネルが必要とされる。ある程度は
この理由のために、可変サイズの無線ゾーンがすでに用
いられており、これにより低減された送信出力であるい
わゆる小ゾーンにおいて、この小ゾーンからごく短い距
離のところにある無線チャネルを再利用できる。

【０００９】無線干渉を避けるために無線ゾーンを離し
ておくべき距離は、多数の要因に依存する。それらの要
因はたとえば送信出力や、無線伝送経路における遮蔽、
湾曲、散乱、反射およびマルチパス伝播により引き起こ
される無線電波の伝播条件に依存する。

【００１０】無線ゾーンを設計する場合、統計的な手法
により（高度差、建造物等のような）地勢データが考慮
され、あるいは計測自動車による測定走行によりデータ
が求められる。たとえばグラフカラーリングのような手
法を用いることにより、互いに干渉し合う無線チャネル
がそれぞれ十分に遠く離れている無線ゾーンに割り当て
られる。

【００１１】ＷＯ９０／１０３４２号には無線ゾーン設
計手法が開示されている。この手法によれば、電界強度
および干渉の測定がこの目的のために特別に構成された
計測自動車により設計段階において行われ、その結果は
データバンクに蓄積される。各無線ゾーンに対し、予期
される推定最大トラヒック負荷に応じた無線チャネル数
が割り当てられる。そして測定結果に基づき、個々の無
線ゾーン間のインタラクションを表わすいわゆる排他マ
トリクスが算出される。反復的割り当てアルゴリズムに
おいて、無線チャネル割り当てはランダムな順序で行わ
れる。この手法によっても完全なチャネル割り当てを行
うことができなければ、前記のステップのいずれか１つ
のステップにおいて新たな試行が行われる。

【００１２】したがってこれらのチャネル割り当て手法
によれば、開始時点からそれぞれ各無線ゾーンまたは各
無線チャネル群に対し、固有の再利用ファクタを有する
所定数の無線チャネルが固定的に割り当てられる。制限
された数のチャネルしか利用できなければ、１つの無線
ゾーンに割り当てられる無線チャネル数の増加により、
隣接無線ゾーンの利用可能なチャネルが常に犠牲にされ
る。移動通信の必要性がいっそう増加していることか
ら、既存の移動無線ネットワークも設計中のネットワー
クも、いずれはそのキャパシティの限界に達してしまう
ことになる。

【００１３】統計に基づき実現される単純化によってし
か、公知の手法による設計を正当な限界内に保てない。
しかしとりわけ小ゾーンおよび極小ゾーン内では、算出
されたデータはいよいよ信頼できないものになるので、
統計的単純化はもはや許容できない。

【００１４】設計段階中に著しくコストをかけて測定走
行を行っても、周知の欠点を部分的にしか除去できな
い。たとえば測定走行によっても、移動無線が作動され
たときに生じるトラヒックの構造的展開、様相を十分に
は予測できない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べた形式の移動無線システムにおいて、
無線チャネルキャパシティの増加を最も簡単な手法で達
成しようとすることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、個々の移動ステーションに対応づけ配属された位置
ベクトルを測定値から形成し、個々の位置ベクトルを用
いて当該の移動ステーションを特定のサブゾーンに割り
当てることにより解決される。

【００１７】

【発明の利点】複数個の測定値を１つの位置ベクトルが
得られるように結合すれば、比例してわずかな回路構成
およびコストで移動ステーションの無線位置関係のいっ
そう良好な分析を達成できる。割り当てに基づきグラジ
エントにより形成されるサブゾーン形成は、無線ネット
ワーク中で検出された伝播条件にのみ依存する一方で、
位置ベクトルを用いることによりサブゾーンに対し実質
的に任意の形状を与えることができる。その結果、分類
に用いられるパラメータに依存して、同じ無線ゾーンの
サブゾーンとは異なるように、および他の（隣接）無線
ゾーン中のサブゾーンとは異なるようにこの手法により
形成されたサブゾーンは、距離に関してもその干渉特性
に関してもいっそう良好に分離することができる。

【００１８】形成された位置ベクトルを設けられている
サブゾーンのうちの１つへ割り当てる計算のためには、
実際にはわずかに余分の回路構成およびコストがかかる
が、このことは著しい利点を有する。すなわち、すべて
の無線ゾーン内で検出された地表状態および地形に関す
る特性を、場合によってはそれ自体やっかいな特性です
ら、サブゾーンの形成に利用でき、それらのサブゾーン
は単にそれらの地表状態および地形に関する特性によ
り、互いにそのまま分離される。したがって、たとえば
無線ゾーンを指向性アンテナのセクタに分割すること
や、付加的な小ゾーンおよび極小ゾーンへ分割するよう
な付加的な技術処回路構成を省略できる。しかも、自然
条件に適合されたサブゾーンの分離により予想外に生じ
る効果とは、複数個のサブゾーンのうちの１つのサブゾ
ーンのすべての無線チャネル群が同じ再利用ファクタを
有することができ、それでもやはりキャパシティの増加
が達成されることである。さらに別の特別な利点は、無
線チャネル群の計画を著しく簡単にすることができ、そ
れでもなお無線ネットワークの総合的なキャパシティを
増加させることができることである。

【００１９】好適には、サブゾーンへの無線ゾーンの分
割は、１つのサブゾーン内で同じ無線条件が生じるよう
にして行われる。必ずしも必要ではないが、１つのサブ
ゾーンを無線ゾーンの特定の局部領域に相応させること
ができる。さらに、位置ベクトルを用いることにより、
同じ干渉グラジエントを有する無線位置関係を空間的に
配分し、それらを異なるサブゾーンに割り当てられるこ
ともできる。

【００２０】好適な無線技術パラメータを求めるために
以下の値を測定することができる。すなわちたとえば、
ビットおよびフレームエラーレート、Ｓ／Ｎ比、実際の
チャネル占有状態、固定ステーションと移動ステーショ
ンとの間の距離等を測定できる。無線技術パラメータと
して信号電界強度を用いることにより、すでに満足でき
る結果を得ることができる。有利には、測定された信号
電界強度を結合して１つの信号強度ベクトルとすること
ができ、たとえばこの信号強度ベクトルの第１の要素は
移動ステーション自身の固定ステーションの信号強度を
表わし、他の要素はその他の固定ステーションの信号強
度を表わす。

【００２１】とりわけ有利なのは、移動ステーション自
身の無線ゾーンの固定ステーションの測定信号強度に比
例するように隣接する固定ステーションの測定信号強度
を表わすことである。その結果、個々の移動ステーショ
ンにおける干渉状態に関する情報が得られる。測定信号
強度に対数値が与えられているならば、他のすべての要
素から信号強度ベクトルの第１の要素を差し引くことに
より無線ベクトルが得られる。この無線ベクトルは移動
無線ステーションにおける干渉状態を表わしているの
で、以下ではこのベクトルを干渉ベクトルと称する。

【００２２】サブゾーンへの移動ステーションの割り当
ては、この場合、干渉ベクトルの分類に基づき行われ
る。基本的に統計的である手法（たとえば”回帰分析）
あるいはニューラルネットワーク理論による手法（たと
えば”学習ベクトル量子化）も、この分類に適してい
る。

【００２３】この分類にとりわけ有利なのは、比例させ
られた信号強度と、無線システムに依存する閾値との比
較である。無線システムに依存するこの閾値はたとえ
ば、最大許容の同一チャネル干渉である。この閾値を上
回っているときにはおそらく干渉が生じており、閾値に
達していないときにはこの干渉はおそらくは生じていな
い。閾値を上回っているか下回っているかに依存して、
２つのメッセージ”干渉あり”および”干渉なし”を発
生させることができる。したがって呼出し中、各移動ス
テーションに対して１つの整合ベクトルを形成できる。

【００２４】１つの無線ゾーン内の、同じ整合ベクトル
を有するすべての移動ステーションは、１つのサブゾー
ンに割り当てられる。割り当てテーブルを用いることに
より、互いに異なる複数個の整合ベクトルを１つのサブ
ゾーンに結合することもできる。このようにして、類似
の干渉状態を有する複数個のサブゾーンを結合できる。
このことはたとえば、類似の干渉状態を有する複数個の
サブゾーンが小さなトラヒック負荷しか有していないと
きに有利である。これら類似のサブゾーンを結合するこ
とにより、実質的に同じトラヒック負荷を有するサブゾ
ーンを生成することができ、その結果として、利用可能
なチャネル数を均等に、したがっていっそう良好に利用
できる。

【００２５】トラヒック負荷を測定し測定結果を割り当
てテーブルの変更に用いることにより、サブゾーンの結
合を実際に生じるトラヒック負荷に適合できる。

【００２６】サブゾーンを分類するために整合ベクトル
を使用することの利点は、それによって著しく簡単に総
合的なアクティブノイズ情報が表わされることである。
アクティブノイズ情報とは、他の固定ステーションによ
り引き起こされた、当該の移動ステーションに及ぼされ
るすべての不所望な影響を合成したものであることを意
味する。逆にいえば、パッシブノイズ情報とは、当該の
移動ステーションにより引き起こされた、他の固定ステ
ーションに及ぼされるすべての不所望な影響を合成した
ものであることを意味する。

【００２７】すべての整合ベクトルをたとえば中央評価
ユニットにおいて収集することにより、パッシブノイズ
情報を得ることができる。このようにして、整合マトリ
クスを用いることによりサブゾーン中におけるチャネル
整合性に関するあらゆる情報が得られる。

【００２８】可調整の閾値を用いることにより、いっそ
う大きなネットワークフレキシビリティが得られる。

【００２９】閾値ごとに、およびサブゾーンごとに、閾
値により決定された無線品質基準を満たす制限された個
数の利用可能な無線チャネルが生じる。したがって１つ
のサブゾーン中の無線品質は閾値の増減により調整でき
る。たとえば夜間のように無線トラヒックがわずかであ
れば、閾値を増加させることにより高い無線品質を得る
ことができる。無線トラヒックが、たとえば周期的にい
っそう高い無線トラヒックを必要とする場合、閾値を低
減することにより無線ゾーンのキャパシティは無線品質
の低減を伴って再び拡大される。

【００３０】閾値を変えることにより１つのサブゾーン
の実際上のサイズも変化し、さらにサブゾーンのサイズ
によって１つの無線ゾーン中に存在するサブゾーン数も
変化する。したがってサブゾーンのサイズまたは個数を
それぞれ、著しく簡単な手段によりネットワークの要求
に適合調整できる。さらにたとえば、過比例的閾値を用
いることにより、トラヒック負荷の著しくわずかな特定
のゾーンの存在を実際に終了させることができる。適切
な無線動作を保証するために、もはや実際には存在しな
いサブゾーンの無線トラヒックは、適切な判別基準を用
いることにより、たとえば割り当てテーブルを用いるこ
とにより、別のサブゾーンへ割り当てられる。

【００３１】この種の無線ネットワークの決定的な利点
は、信頼できないデータを有する小ゾーンおよび極小ゾ
ーンの設計を回避できることである。実際の干渉状態お
よび実際のトラヒック負荷に応じたサブゾーンの適合調
整は、ネットワークが作動している間、各無線ゾーンご
とに自律的に実施可能である。

【００３２】固定チャネルのリストは、たとえばグラフ
カラーリング、シミュレートされたアニーリング（anne
aling ）等のような、従来の無線ネットワークの相応に
適合された手法により、サブゾーンごとになされる。目
下のチャネル要求により、関連のサブゾーンリストから
任意のチャネル割り当てが生じる。

【００３３】しかしダイナミックなチャネル割り当てを
用いることもでき、これは整合マトリクスを使用しない
が、チャネル割り当てのために様々にゾーン情報を利用
する。これらすべての手法は、サブゾーン情報を無線ゾ
ーンの代わりに用いるようにして変形可能である。この
種のダイナミックなチャネル割り当て手法はたとえば、
Furuya および Akaiwaによるチャネル分離手法である。

【００３４】細胞形移動無線システムのさらに別の実施
形態として、割り当てパラメータを収集し評価すること
によって、評価されたデータに基づき無線チャネルの割
り当て、サブゾーンのサイズおよび個数を変化させる。

【００３５】割り当てパラメータの収集および評価によ
り、先行して行われた計算よりもいっそう良好に実際の
瞬時のチャネル要求が示され、いっそう良好な近似で細
胞形移動無線システム全体における実際の干渉状態が示
される。評価されたデータに基づいてサブゾーンおよび
無線チャネルを評価して再割り当てすることにより、移
動無線システムを１つのチャネルに対するそれぞれの要
求に適合調整できる。このことにより、それぞれモデリ
ングまたは先行の計算ではこれまでは実際には不可能で
あったような小さなサイズのサブゾーンを選択すること
も可能になる。

【００３６】次に、図面に示された実施例に基づき本発
明を詳細に説明する。

【００３７】

【実施例の説明】図１には、大都市で実現される移動無
線システムのモデルが示されている。固定ステーション
は、水平に延在する街路と垂直に延在する街路の十字路
に配置されている。平行に延在する街路間の無線交信に
対して遮蔽物となる建造物の直線部分は、それらの街路
の側方に位置している。したがって無線電波は街路の方
向でしか伝播し得ない。このような組織構造はたとえば
マンハッタンで見出せるものであることから、このモデ
ルをマンハッタンモデルと称する。

【００３８】このモデルに基づいて、位置ベクトルを利
用したサブゾーン形成の利点を明瞭に示すことができ
る。しかし本発明は概してこのモデルに限定されるもの
ではない。本発明は無線伝播条件に関連して一般的に発
生する妨害を活用しているので、たとえば遮蔽物となる
建造物等のような障害物の存在は、本発明に対し好適な
作用を有する。

【００３９】図１に示されたモデルの場合、各々の固定
ステーションは８つの隣接固定ステーションを有する。
電波は水平方向と垂直方向へ伝播するため、垂直方向と
水平方向に隣り合う固定ステーションは、同じ無線チャ
ネルを利用できない。その結果、このモデルにおいて干
渉を及ぼす隣接送信機数は４つに低減される。建造物の
遮蔽作用のために、対角線上に隣接する無線ゾーンであ
ればやはり同じ無線チャネルを利用できる。たとえば、
各無線ゾーンごとに必要とされる無線チャネルを５０個
とすれば、各々１０個の別個の無線チャネルを有する合
計１０個の異なる無線チャネル群Ａ〜Ｋが、このモデル
のために提供される（対角線上に配置された固定ステー
ションは互いに干渉し合わないという作用はすでに設計
段階で考慮できる）。

【００４０】一般的に、位置ベクトルを形成するための
測定データを収集するためには、２つの異なる選択の可
能性がある。一方では、移動ステーション自体が位置ベ
クトル算出に必要な全データを収集してそれらを固定ス
テーションへ送信することができる。他方では、近くの
固定ステーションが個々の各移動ステーションを測定し
てそれらのデータを評価ユニットへ伝送することもでき
る。

【００４１】この実施例では第１の選択の可能性が示さ
れており、これは、各固定ステーションが少なくとも１
つの機能チャネルを最大送信出力で放射する細胞形移動
無線システムに著しく有利である。最大送信出力で機能
チャネルを放射することにより、隣接ゾーン内の移動ス
テーションによってもなお十分な電界強度で、この機能
チャネルを受信できるようになる。

【００４２】細胞形無線システムの場合、このような機
能チャネルは、固定ステーションとその無線ゾーン内の
加入者間で機能データを交換するために用いられ、たと
えば、電話接続形成の要求を送信したり、あるいは割り
当てられた通話チャネルの応諾的受領確認のために用い
られる。それらの機能によって、このような機能チャネ
ルを制御チャネルとも称する。

【００４３】図５に示されている実施例の場合、移動ス
テーション自身が固定ステーションへ通知したならば、
あるいは移動ステーションが隣接無線ゾーンからこの移
動ステーションの固定ステーションの無線ゾーンへそれ
ぞれ移動すると、この移動ステーションに関与する固定
ステーションにより、測定されるべき機能チャネルのす
べての周波数が通知される。したがってこの実施例によ
れば、固定ステーション１（図２参照）のカバーエリア
内に位置する移動ステーションに対し、固定ステーショ
ン３、５、７、９の機能チャネルの周波数が通知され
る。タイムスロット中で圧縮された形式で音声信号が送
／受信される最新の移動無線システムの場合、移動ステ
ーションはタイムスロットの間で、それらの周波数に同
調させて無線技術パラメータ−この実施例では送信され
た機能チャネルの受信電界強度−を測定するのに十分な
時間を有している。したがって連続的に受信の行われる
他の無線システムには、たとえば所望の無線技術パラメ
ータを測定するために挿入されるべき適切な付加的な受
信機を設けるようにする。測定されたパラメータは、移
動ステーションによってそれが割り当てられている固定
ステーションへ送り返される。

【００４４】図５に示されている実施例の固定ステーシ
ョンは、ベースステーションコントローラ５１を有して
いる。このベースステーションコントローラにおいてた
とえば、移動ステーション５０から受信された信号が音
声データとシグナリングデータとに分離される。次に、
移動ステーション５０により送信された測定値ＳＳＤ
（信号強度データ、Signal Strength Data）がシグナリ
ングデータから選び出され、専用の評価ユニット５２へ
供給される。この評価ユニットはたとえば、図６に示さ
れているようなソフトウェアと組み合わせられたマイク
ロコンピュータである。

【００４５】このマイクロコンピュータは、移動ステー
ションから測定データを引き継ぎ（６２）、それらを処
理して位置ベクトルを形成する（６２）。この形成処理
の順序は任意に選択してかまわないにしても、常に同じ
順序を用いるべきである。この実施例の場合には、固定
ステーションの参照キャラクタの番号付けにしたがって
測定結果が選択される： (SSD(3), SSD(5), SSD(7), SSD(9)) ＳＳＤ（３）は、固定ステーション３の機能チャネルが
移動ステーションにより受信された際の電界強度に相応
する、という具合である。

【００４６】次に、このようにして順序付けられた位置
ベクトルが正規化される（６３）。この目的で、移動ス
テーションがそれ自身の固定ステーションを受信した際
の受信電界強度ＳＳＤ（１）によって位置ベクトルの個
々の要素が除算される：(SSD(3)/SSD(1), SSD(5)/SSD
(1), SSD(7)/SSD(1), SSD(9)/SSD(1))正規化されたこの
位置ベクトルをサブゾーンに割り当てるために（６
４）、位置ベクトルの正規化された各要素が所定の閾値
と比較され、整合ベクトルが算出される。位置ベクトル
の関連の要素がこの閾値を上回っているならば、位置ベ
クトルの関連の要素に相応する整合ベクトルの要素は”
１”の値を得ることになり、そうでなければ”０”の値
を得る。好適にはこの閾値は、干渉のない無線接続に必
要なチャネル間の間隔に等しくなるように選定される。

【００４７】４つの要素を有する整合ベクトルの場合、
単に計算上の観点からすれば２⁴ ＝１６個の異なる整合
ベクトルが可能であり、したがってこの実施例の場合、
１６個の種々異なるサブゾーンを識別できる。いっそう
多くの閾値を用いれば、任意に多くの分解能が得られ
る。最も簡単な事例では、それぞれの整合ベクトルに対
し無線チャネルをそれらに固有に選択することができ
る。そして算出された整合ベクトルに依存して、その整
合ベクトルに割り当てられた空き無線チャネルが移動ス
テーションに割り当てられる。

【００４８】実際の同一チャネル干渉を測定するために
は、固定ステーションがすべて実際に同じチャネル上で
送信すべきであり、せいぜい割り当てられたチャネル上
で送信すべきである。このことも適切な回路およびコス
トで達成できる。他方、この実施例では、実際のチャネ
ル間の間隔が近似的に測定されるのではなく、固定ステ
ーションの機能チャネルのうちの１つの信号強度が測定
される。

【００４９】同一チャネル干渉を回避するために、これ
らの機能チャネルの周波数は少なくとも隣接無線ゾーン
とは異なるように選定されるので、この実施例では、良
好な近似では機能チャネルの伝播条件は使用される無線
チャネルの伝播条件に実質的に相応するものであると想
定してよい、という認識を利用している。このようにす
れば、選択すべき各チャネルのチャネル間の間隔を測定
する手間は、各機能チャネルのチャネル間の間隔の測定
に移し変えられる。

【００５０】図２には、整合ベクトルとサブゾーンの間
の実際の関係が示されている。この図には図１で示され
たのと同じモデルが示されているが、各無線ゾーン１は
５つのサブゾーン１１〜１５に分割されている。図２の
場合、サブゾーンの境界は点線で示されている。

【００５１】たとえば、サブゾーン１４内に移動ステー
ションが存在している場合、固定ステーション５までの
距離は、ここではチャネル間の間隔が均一に大きいよう
な大きさである。隣接する建造物の遮蔽作用により、垂
直方向に隣り合う移動ステーション３および７に対する
チャネル間の間隔も相応に保たれている。他方、ベース
ステーション９に対するチャネル間の間隔は相応に小さ
く、したがってここでは、移動ステーションによりなさ
れた測定に応じて関連のベクトル中に１つの”１”が与
えられる。このため整合ベクトル（０，０，０，１）に
より、移動ステーションをこのサブゾーンに明瞭に割り
当てることができる。相応に、残りのサブゾーンに関す
る明瞭な他の整合ベクトルが存在する。

【００５２】上述のように、採用されたこの実施例によ
れば１６個の異なる整合ベクトルないしサブゾーンがそ
れぞれ可能である。しかし用いられているモデルの場
合、隣り合う無線ステーションが実質的に等しい出力で
受信されるような場所のみで、２つの”１”の与えられ
た整合ベクトルを備えたゾーンを有することができる。
街路に沿った電波の伝播が理想状態にあるとすれば、こ
のモデル中のそれらの場所は、建造物の位置する場所に
相応する。したがってこのモデルでは１つのサブゾーン
から別のサブゾーンへの移動の開始時点から、中央のサ
ブゾーンに対して４つの”０”を有する整合ベクトル
と、中央のサブゾーンの周囲に位置するサブゾーンに対
しそれぞれただ１つの”１”しか有していない４つの整
合ベクトルだけの優位性が示されている。

【００５３】このような理想状態は、たとえば図３に示
された割り当てテーブルにより、無線ネットワーク設計
の開始時点から考慮できる。図３に示された割り当てテ
ーブルによれば、理論上生じるサブゾーンの個数は、制
限された個数のサブゾーンまで低減される。図３の列Ｋ
（ｉ）にはすべての整合ベクトルが記載されている。反
対の列Ｋ′（ｉ）中において、選択された整合ベクトル
は可能な各整合ベクトルに割り当てられている。図３に
示された割り当てテーブルは、２つ以上の”１”を含む
各整合ベクトルは、要素がすべて”１”である整合ベク
トルに割り当てられるように構成されている。このよう
にすれば、割り当てられる整合ベクトルの個数は５個に
制限される。

【００５４】用いられた割り当ての結果、特定のサブゾ
ーンは無線ゾーンの各街路セクションに明瞭に割り当て
られる。中央のサブゾーンに対し付加的に配属されたサ
ブゾーンは、建造物中の無線位置関係として到来するサ
ブゾーンに実質的に相応する。たとえばいわゆる構内シ
ステムにより、建造物中の無線トラヒックが生じた場
合、付加的に中央のサブゾーンに配属されたサブゾーン
はこの無線トラヒックにわずかにしか寄与しない。垂直
および水平方向における無線トラヒックの同じ流れによ
り、無線ゾーン内のトラヒック負荷はすべての５つのサ
ブゾーンに均等に配分される。

【００５５】図４には、各サブゾーンが１つの無線チャ
ネルに割り当てられ、したがって各無線ゾーンが５０個
の無線チャネルに割り当てられるような無線チャネル配
分プランが示されている。サブゾーン形成のために、今
後は１０個の無線チャネルを有する７つの無線チャネル
群Ａ〜Ｇだけしか干渉のない動作に必要とされない。し
たがって、このようにして低減された３つの無線チャネ
ルを移動無線システム全体にわたって配分することによ
り、このモデルは図１に示された周波数分割と比べて約
４３％、著しくキャパシティを増加させることができ
る。このキャパシティ増加はいずれにしても、干渉グラ
ジエントに適合させた分割により無線ゾーンをサブゾー
ンに分割したときに得られる増加量よりも大きい。図４
の理想状態が、等距離にある送信機がすべて同じ送信出
力で送信するものであると想定するならば、中央のサブ
ゾーン１５の周知に位置するすべてのサブゾーン１１、
１２、１３、１４は等しい干渉の商を有することにな
り、したがって互いに区別されない。

【００５６】このモデルに関してなされているような理
想状態の想定はもちろん、実際には期待できない。しか
し本発明の利点は、移動ステーションの割り当ての結
果、測定されたパラメータによりサブゾーンに対する自
律的かつ明瞭な割り当てが可能になることである。これ
らのサブゾーンは地域的な要因にすら依存せず、サブゾ
ーンの無線特性によってのみ決定される。

【００５７】サブゾーンへの自律的な割り当てにより、
（新たに建てられたフラットな建造物により遮られるこ
と等）地形や地表状態の変化も含ませることができる。
したがって目立った地形や地表状態の変化によりサブゾ
ーン構造が変化する。それというのはたとえば種々異な
る整合ベクトルのために、特定の無線位置関係に対して
それぞれ異なる分類が行われるからである。

【００５８】上記で考慮した実施例の場合、受信電界強
度は移動ステーションにおいて測定されただけである。
固定ステーションと移動ステーションの間の無線の減衰
は方向には依存しないので、それらの測定は固定ステー
ションにおいて行うこともできる。この場合には中央に
おいてデータを記憶し評価する必要がある。

【００５９】この実施例の場合、整合ベクトルは１つの
サブゾーンのダウンリンク干渉（downlink interferenc
e、 ダウンリンク＝固定ステーションから移動ステーシ
ョンへの方向）の状態だけを表わしている。中央部にお
いて受信電界強度を記憶し評価することにより、アップ
リンク干渉（uplink interference、 アップリンク＝移
動ステーションから固定ステーションへの方向）の状態
を生じさせることも可能である。

【００６０】本発明の特別な実施形態の場合、それぞれ
の可能なサブゾーンに記憶場所が配属されており、そこ
にはこのサブゾーン中でなされた呼量が記録される。評
価周期の最後に、たとえば週の終わりに、わずかなトラ
ヒック負荷しか有しておらず好適には同じ干渉状態を有
する複数個のサブゾーンが１つのサブゾーンに結合され
る。同じ干渉状態を有するサブゾーンは、それらのサブ
ゾーンの整合ベクトルを評価し比較することに得られ
る。結合されたサブゾーンは、割り当てテーブルの右側
の列Ｋ′（ｉ）において同じエントリを有する。

【００６１】そしてサブゾーン情報により、移動無線シ
ステムが自律的にそれ自身を開始時点から実際の要求お
よび実際の無線トラヒック状態に適合化するように、こ
のような移動無線システムを適応性をもって配置するこ
とができる。自己構造化形の無線システムによる利点は
たとえば次の点にある。すなわち一般的に、新たな無線
システムを作動させるときにトラヒック負荷は最初は徐
々にしか増加せず、他方、個々のサブゾーンにわたるト
ラヒック負荷の相対的な配分は、無線ユーザの絶対数に
依存することなく行われる。このようにして、新たな無
線システムの最適化をピーク以外の期間中にすでに行う
ことができ、他方、たとえば割り当てテーブルを最適化
するために、開始時点では増加する計算処理過程を他の
いかなる問題もなく考慮できる。

【００６２】たとえばこの種の自己適応形無線システム
により、極小ゾーンネットワークの動作の信頼性が高め
られる。それというのは無線ネットワーク設計において
これまで用いられてきた手法は、極小ゾーンに確かに役
立つように思われるからである。

【００６３】さらに、時間的に連続して求められた２つ
の位置ベクトルまたは整合ベクトルをそれぞれ比較する
ことにより、移動ステーションが１つの無線ゾーン内で
移動した方向を求めることもできる。この情報は、それ
自体周知のようにして無線ゾーンの管理引き渡しのため
の判定を下すために用いることができる。たとえば、移
動ステーションが別の無線ゾーンの方向へ実際に移動し
ているのか、あるいは無線ゾーンの境界に沿って移動ス
テーションが移動しているにすぎないのかを判定でき
る。後者の場合、上記の情報によって絶え間ない不必要
な無線ゾーン管理引き渡しを回避できる。

【００６４】

【発明の効果】本発明により、細胞形移動無線システム
において、無線チャネルキャパシティの増加を最も簡単
な手法で達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】均一な無線チャネル配分によるマンハッタンモ
デルを示す図である。

【図２】マンハッタンモデルによる無線ゾーン配分を示
す図である。

【図３】分類されたサブゾーンのための整合テーブルの
割り当てテーブルを示す図である。

【図４】分類されたサブゾーンにわたる無線チャネル配
分によるマンハッタンモデルを示す図である。

【図５】本発明による無線システムのための固定ステー
ションの概略図である。

【図６】移動ステーションをサブゾーンに割り当てるた
めの本発明による評価ユニットコントローラにおける処
理ステップを示す図である。

【符号の説明】

５０ 移動ステーション ５１ ベースステーションコントローラ ５２ 評価ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｑ 7/28 7304−5Ｋ Ｈ０４Ｑ 7/04 Ｊ (72)発明者 ディートマール ヴィルヘルム クンツ ドイツ連邦共和国 ニュルンベルク 10 トゥルン− ウント タクシスシュトラー セ 10 フィリップス コムニカツィオー ン インドゥストリー アーゲー内 (72)発明者 ベルンハルト ヤーコプ リューバー ドイツ連邦共和国 ニュルンベルク 10 トゥルン− ウント タクシスシュトラー セ 10 フィリップス コムニカツィオー ン インドゥストリー アーゲー内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの無線ゾーンを複数サブゾーンへ分
   割し、各サブゾーンごとにそれに固有の選択無線チャネ
   ルを割り当て、移動ステーションをサブゾーンへ割り当
   てるために、他の固定ステーションの無線技術パラメー
   タを測定し評価する形式の、固定ステーションと移動ス
   テーションを有する細胞形移動無線システムにおいて、 個々の移動ステーションに対応づけ配属された位置ベク
   トルを測定値から形成し、個々の位置ベクトルを用いて
   当該の移動ステーションを特定のサブゾーンに割り当て
   ることを特徴とする移動無線システム。
2. 【請求項２】 移動ステーションをサブゾーンへ割り当
   てるために、前記の測定値を無線システムに依存する閾
   値と比較する、請求項１記載の移動無線システム。
3. 【請求項３】 サブゾーンを割り当てるために割り当て
   テーブルが設けられている、請求項１または２記載の移
   動無線システム。
4. 【請求項４】 実際のトラヒック負荷を毎回測定し、測
   定されたトラヒック負荷にしたがって前記の割り当てテ
   ーブルを制御する手段が設けられている、請求項３記載
   の移動無線システム。
5. 【請求項５】 無線システムに依存する閾値を変化させ
   る、請求項２〜４のいずれか１項記載の移動無線システ
   ム。
6. 【請求項６】 割り当てパラメータとして信号強度が測
   定される、請求項１〜５のいずれか１項記載の移動無線
   システム。
7. 【請求項７】 隣接固定ステーションの測定信号強度
   を、移動ステーション自身の無線ゾーンにおける固定ス
   テーションの測定信号強度に比例させる、請求項６記載
   の移動無線システム。
8. 【請求項８】 １つの無線ゾーン内で移動ステーション
   の移動する方向を、時間順次の２つの位置ベクトルの比
   較により求める、請求項１〜７のいずれか１項記載の移
   動無線システム。
9. 【請求項９】 割り当てパラメータを収集し評価する手
   段と、評価されたデータに基づき新たなチャネル配分を
   決定する手段と、個々のサブゾーンにわたるチャネル配
   分を変更する手段が設けられている、請求項１〜８のい
   ずれか１項記載の移動無線システム。
10. 【請求項１０】 無線ゾーンをサブゾーンへ分割し、各
    サブゾーンごとにそれに固有の選択無線チャネルを配列
    構成するための評価ユニットとコントローラとを有し、
    移動ステーションをサブゾーンへ割り当てるために無線
    技術パラメータを評価する形式の、細胞形移動無線シス
    テム用固定ステーションにおいて、 評価された無線技術パラメータから、移動ステーション
    に配属される位置ベクトルを形成し、当該の位置ベクト
    ルを用いて当該の移動ステーションを特定のサブゾーン
    へ割り当てることを特徴とする、細胞形移動無線システ
    ム用固定ステーション。
11. 【請求項１１】 無線ゾーンをサブゾーンへ分割し、各
    サブゾーンごとにそれに固有の無線チャネル選択を編成
    し、移動ステーションをサブゾーンへ割り当てるために
    無線技術パラメータを評価する形式の評価ユニット−コ
    ントローラにおいて、 評価された無線技術パラメータから、移動ステーション
    に配属された位置ベクトルを形成し、関連の位置ベクト
    ルを用いて関連の移動ステーションを特定のサブゾーン
    に割り当てることを特徴とする評価ユニットおよびコン
    トローラ。
12. 【請求項１２】 細胞形移動無線システム用評価ユニッ
    ト−コントローラにおいて、 移動無線ステーションからおよび／または移動無線ステ
    ーションを介して得られた測定結果を収集する手段と、 収集されたデータをサブゾーンへ分類する手段と、 分類されたデータに基づき新たなチャネル割り当てを実
    施する手段が設けられていることを特徴とするコントロ
    ーラおよび評価ユニット。