JPH08140135A - 移動通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共通の通話チャンネルを使用するサービスエ
リアの広い基地局と狭い基地局の混在する移動通信シス
テムにおいて、周波数の利用効率を高くし収容可能な加
入者数を多くすることにある。 【構成】 共通に用いる複数の通話チャンネルの選択順
序を、セルの大きさに応じて異ならせている。たとえ
ば、マイクロセルの基地局１６、１７では、そのチャン
ネル番号の小さいのから選択するように設定し、マクロ
セルの基地局１５では、その番号の大きいものから順に
選択するように設定してある。これにより、マイクロセ
ルで優先的に割り当てられる使用頻度の高いチャンネル
と、マクロセルで使用頻度の高いチャンネルを分離する
ことができ、階層間の干渉を少なくすることができる。
その結果周波数の利用効率の高いチャンネル割り当てを
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セルラー方式の移動通
信システムに係わり、特にサービスエリアの広さに応じ
てそのセルが多階層化された移動通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車電話システムの様な大容量の移動
通信システムでは、サービスエリアを複数の基地局によ
ってカバーし、干渉妨害の発生しない基地局間では互い
に同一のチャンネルを利用して別々の通信を行い周波数
の利用効率の向上を図ることが行われている。このよう
な通信方式は一般にセルラー方式と呼ばれている。セル
ラー方式におけるチャンネルの割当方式には、２つのタ
イプがある。その１つは固定チャンネル割当方式と呼ば
れるもので、同一のチャンネルで通信しても、互いに干
渉妨害の発生しないだけ離れた基地局に同一のチャンネ
ルを固定的に割り振るものである。たとえば、１００個
のチャンネルを第１〜第５０チャンネルと第５１〜第１
００チャンネルの２つのグループに分け、隣接した基地
局には互いに異なるグループのチャンネルを割り当て
る。これにより、同一のチャンネルを複数の基地局で同
時に使用しても干渉妨害が発生しないようになってい
る。

【０００３】他の１つのチャンネル割当方式は、ダイナ
ミックチャンネル割当方式と呼ばれるもので、全チャン
ネルの中から通信ごとに干渉妨害が発生しないチャンネ
ルを選択して割り当てるものである。通話チャンネルが
１００チャンネルあるとすると、各基地局はこれら全て
の中から干渉妨害の発生しないチャンネルを自由に選択
することができるようになっている。

【０００４】固定チャンネル割当方式は、干渉妨害の起
こり得る比較的近くの他の基地局に割り当てられたチャ
ンネルが空き状態であっても、自局に割り当てられたチ
ャンネルしか利用できない。このため、チャンネルの利
用効率が低くなり、収容可能な加入者数を多くすること
が難しい。これに対して、ダイナミックチャンネル割当
方式では、干渉妨害が発生しない限りどのチャンネルも
自由に利用することができるので、周波数の利用効率が
高く、収容可能な加入者数を多くすることができる。

【０００５】特開平４−３５１１２６号公報には、各基
地局で互いに同一の順序にしたがって、全チャンネルの
中から干渉妨害の発生しないチャンネルを選択するよう
にしたダイナミックチャンネル割当方式が開示されてい
る。たとえば、第１〜第１００の１００個の通話チャン
ネルの中から、どの基地局も第１チャンネルから優先的
に選択するように設定されている。このようにすると、
どの基地局でも第１チャンネルの使用頻度が最も高く、
チャンネル番号の増加に従ってその使用頻度が低下する
ようになる。このため、どの基地局で測定しても第１チ
ャンネルに近いチャンネルほど干渉波レベルが大きく、
チャンネル番号が大きくなるほど干渉波レベルが小さく
なるという傾向が発生する。

【０００６】従って、希望波対干渉波電力比のマージン
の小さい通話チャンネルから優先的に割り当てられると
いう状況が形成される。また、基地局に近い移動局との
間では、その距離が短いために希望波レベルが十分に大
きく、干渉波レベルの大きなチャンネルであっても、干
渉妨害が発生しないだけの希望波対干渉波電力比が得ら
れる。このため、優先度の高いチャンネル、すなわち第
１チャンネル寄りの空きチャンネルが割り当てられるよ
うになる。一方、基地局から離れた移動局との間では、
その距離が長いために希望波レベルが小さい。このた
め、所定の希望波対干渉波電力比を得るためには、干渉
波レベルの小さいチャンネルを選択しなければならず、
優先順位の低いチャンネルが割り当てられるようにな
る。このように、基地局との距離が近い移動局との間の
通信では、優先度の高いチャンネルが割り当てられ、基
地局と離れた移動局との間の通信では優先度の低いチャ
ンネルが割り当てられるという傾向が生まれ、基地局と
移動局との間の距離と割り当てられる通話チャンネルと
の対応関係が各基地局で揃うようになる。

【０００７】優先順位の高いチャンネルは基地局に近い
移動局で利用されるという状況が各セルで実現されれ
ば、各基地局で優先順位の高い同一のチャンネルで通信
を行ってもセル間での干渉妨害は少ない。従って同一の
チャンネルを利用して各基地局はその近傍の移動局と個
別に通信を行うことができ周波数の利用効率が高くな
る。一方、基地局から離れた移動局は、他の基地局との
距離もそれだけ近くなり、１つの基地局で優先度の低い
チャンネルが割り当てられると、比較的近くに存在する
基地局にとってはこれが干渉波となる。したがって、こ
の基地局では、優先順位の低いそのチャンネルでは所定
の希望波対干渉波電力比を満足できなくなる。このた
め、その間隔の短い基地局どうしでは優先度の低い同一
チャンネルは使用されなくなる。このように、優先度の
高いチャンネルは基地局近傍の移動局により、各基地局
で頻繁に使用されるようになり、優先度の低いチャンネ
ルは基地局から距離の離れた移動局によって、ある程度
以上の距離を置いた基地局間で繰り返し使用されるよう
になる。このような状況が形成されるので周波数の利用
効率が一層良くなり、収容可能な加入者数を多くするこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、収容可能な加入
者数を増加させるために、マイクロセルと呼ばれるサー
ビスエリアの小さな基地局を配置したセルラー方式の移
動通信システムの導入が検討されている。マイクロセル
に対して１つの基地局のサービスエリアが広いセルはマ
クロセルと呼ばれている。１つのマクロセルのサービス
エリアを複数のマイクロセルに分けてカバーすると、各
マイクロセルで同一のチャンネルを同時に使用できるの
で、周波数の利用効率が良く加入者数の増加を図ること
ができる。しかし、全てのエリアをマイクロセルによっ
てカバーするには、設置する基地局の数が多くなり、単
位面積当たりの基地局設置費用が多くなってしまうとい
う問題がある。そこで、加入者数の多いエリアをマイク
ロセルによってカバーし、マイクロセルでサービスされ
る地域も覆う形で、サービスすべきエリア全体をマクロ
セルでカバーする階層的な基地局の構成が検討されてい
る。

【０００９】サービスエリアがマクロセルだけ、あるい
はマイクロセルだけによってカバーされるように、サー
ビスエリア内のセルが１つの階層で構成されている場合
は、各基地局でチャンネル選択順序を揃えることで、周
波数の利用効率を高くすることができる。しかしなが
ら、マクロセルとマイクロセルによって階層的にサービ
スエリアが覆われている場合には、各階層共に同じ順序
でチャンネルを選択すると、周波数の利用効率が悪くな
る。すなわち、マクロセルで優先順位の高い第１チャン
ネルが割り当てられると、そのマクロセルでカバーされ
るエリア内の全てのマイクロセルで、優先度の高いその
チャンネルを利用することができなくなる。このように
他の階層のセルからの干渉波によって、各階層において
優先度の高いチャンネル程高い頻度で繰り返し利用さ
れ、優先度の低いチャンネル程大きな繰り返し周期で利
用されるという周波数の利用効率の高い構造が崩れてし
まう。その結果、収容可能な加入者数を多くすることが
できなくなってしまうという問題がある。

【００１０】そこで本発明の目的は、共通の通話チャン
ネルを利用するサービスエリアの広い基地局と狭い基地
局とが混在する移動通信システムにおいて、周波数の利
用効率を高くし収容可能な加入者数を多くすることにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、共通に割り当てられた複数の通話チャンネルの中か
らサービスエリアの広さに応じて分類されたグループご
とに異なる順序で空きチャンネルを選択するために予め
用意された複数の選択順序のうち自局の属するグループ
に割り当てられた選択順序を予め記憶した選択順序記憶
手段と、移動局との間で通信を行うときこの選択順序記
憶手段に記憶されている選択順序に従って複数の通話チ
ャンネルの中から希望波対干渉波電力比が予め定められ
た規定値以上の空きチャンネルを選択する通話チャンネ
ル選択手段と、この通話チャンネル選択手段によって選
択された通話チャンネルを用いて通信を行う通信手段と
をそれぞれ備えかつ２以上のグループに分散して配置さ
れた複数の基地局を移動通信システムに具備させてい
る。

【００１２】すなわち請求項１記載の発明では、サービ
スエリアの広さに応じてセルを複数のグループに分類す
る。また、互いの基地局で共通に利用される通話チャン
ネルは複数用意されている。これら通話チャンネルの中
から空きチャンネルを選択する際の選択順序としてグル
ープごとに異なる選択順序が予め用意されており、各基
地局は自局の属するグループに割り当てられた選択順序
をその選択順序記憶手段に記憶している。移動局との間
で通信を行うときこの選択順序記憶手段の記憶している
選択順序に従ってそれぞれの基地局は、希望波対干渉波
電力比が規定値以上の空きチャンネルを通話チャンネル
として割り当てるようになっている。このように通話チ
ャンネルの選択順序を各グループごとに異ならせたの
で、使用頻度の高い通話チャンネルを各グループ間で分
離することができる。これにより、他のグループのセル
からの干渉妨害を受けることが少なくなり周波数の利用
効率を向上させることができる。

【００１３】請求項２記載の発明では、共通に割り当て
られた複数の通話チャンネルの中からサービスエリアの
広さに応じて分類されたグループごとに異なる順序で空
きチャンネルを選択するために予め用意された複数の選
択順序のうち自局の属するグループに割り当てられた選
択順序を予め記憶した選択順序記憶手段と、通話要求を
受信したときこの選択順序記憶手段に記憶されている選
択順序に従って複数の通話チャンネルの中から希望波対
干渉波電力比が予め定められた規定値以上の空きチャン
ネルを検索する通話チャンネル検索手段と、この通話チ
ャンネル検索手段によって空きチャンネルが見出された
ときこれを用いて通信を行う通信手段と、通話チャンネ
ル検索手段によって希望波対干渉波電力比が規定値以上
の空きチャンネルが見出せなかったとき通話要求の送信
元にこれを通知する通知手段とをそれぞれ備えかつ２以
上のグループに分散して配置された複数の基地局と、通
信を開始するとき通話要求をこれら基地局のいずれかに
送信する第１の通話要求送信手段と、通話要求の送信先
の基地局によって通話チャンネルが確保されたときこれ
を用いてその基地局との間で通信を行う対基地局通信手
段と、通話要求の送信先の基地局によって通話チャンネ
ルが確保されなかったときその基地局と異なるグループ
に属する基地局に通話要求を送信する第２の通話要求送
信手段とをそれぞれ備えた任意の数の移動局とを移動通
信システムに具備させている。

【００１４】すなわち請求項２記載の発明では、１つの
グループで通話チャンネルを確保できないときに、他の
グループで通話チャンネルを検索するようにしている。
これにより、呼損になる確率を低くすることができる。

【００１５】請求項３記載の発明では、共通に割り当て
られた複数の通話チャンネルの中からサービスエリアの
広さに応じて分類されたグループごとに異なる順序で空
きチャンネルを選択するために予め用意された複数の選
択順序のうち自局の属するグループに割り当てられた選
択順序を予め記憶した選択順序記憶手段と、通話要求を
受信したときこの選択順序記憶手段に記憶されている選
択順序に従って複数の通話チャンネルの中から希望波対
干渉波電力比が予め定められた規定値以上の空きチャン
ネルを検索する通話チャンネル検索手段と、この通話チ
ャンネル検索手段によって空きチャンネルが見出された
ときこれを用いて通信を行う通信手段と、通話チャンネ
ル検索手段によって希望波対干渉波電力比が規定値以上
の空きチャンネルが見出せなかったとき通話要求の送信
元にこれを通知する通知手段とをそれぞれ備えかつ２以
上のグループに分散して配置された複数の基地局と、通
話要求を送信すべきグループの選択順序として予め定め
られた互いに共通のグループ選択順序を記憶したグルー
プ選択順序記憶手段と、通信を開始するときこのグルー
プ選択順序に従って通話要求を基地局に送信する第１の
通話要求送信手段と、通話要求の送信先の基地局によっ
て通話チャンネルが確保されたときこれを用いてその基
地局との間で通信を行う対基地局通信手段と、通話要求
の送信先の基地局によって通話チャンネルが確保されな
かったときグループ選択順序に従って次のグループに属
する基地局に通話要求を送信する第２の通話要求送信手
段とをそれぞれ備えた任意の数の移動局とを移動通信シ
ステムに具備させている。

【００１６】すなわち請求項３記載の発明では、移動局
におけるグループの選択順序を統一している。これによ
り、２以上のグループに分散して通話チャンネルが利用
される頻度が減り、階層間の干渉をより小さくすること
ができる。

【００１７】請求項４記載の発明では、サービスエリア
の広さに応じて基地局が複数のグループに分類されてお
り、移動局との間で通信を行うときに共通に割り当てら
れている複数の通話チャンネルの中からグループごとに
異なる選択順序で希望波対干渉波電力比が予め定められ
た規定値以上の空きチャンネルを選択するようになって
いる。

【００１８】すなわち請求項４記載の発明では、通話チ
ャンネルの選択順序を各グループごとに異ならせてい
る。このため、使用頻度の高い通話チャンネルを各グー
プ間で分離することができ、他のグループのセルからの
干渉妨害を受けることが少なくなり周波数の利用効率を
向上させることができる。

【００１９】請求項５記載の発明では、１つのグループ
において希望波対干渉波電力比が規定値以上の空きチャ
ンネルを見出せないとき、他のグループで空きチャンネ
ルの選択を行うようになっている。

【００２０】すなわち請求項５記載の発明では、１つの
グループで通話チャンネルを確保できないときに、他の
グループで通話チャンネルを検索するようにしたので、
呼損になる確率を低くすることができる。

【００２１】請求項６記載の発明では、クループの優先
順序が予め共通に定めれており、１つのグループにおい
て希望波対干渉波電力比が規定値以上の空きチャンネル
を見出せないとき、この優先順序に従って順次他のグル
ープで空きチャンネルの選択を行うようになっている。

【００２２】すなわち請求項６記載の発明では、グルー
プの選択順序を統一したので同一のグループのセルによ
って通信が行われる頻度が高くなる。このため、２以上
のグループに分散して通話チャンネルが利用される頻度
が低くなり、グループ間の干渉をより小さくすることが
できる。

【００２３】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２４】図１は、サービスエリアが階層化された移
動通信システムにおけるセルの構成を表わしたものであ
る。この移動通信システムでは、そのサービスエリアは
マクロセル１１と、そのエリア内に設けられたマイクロ
セル１２、１３によってカバーされている。移動通信シ
ステムは、公衆電話網との接続を行う交換局１４と、マ
クロセル１１の基地局１５と、マイクロセル１２、１３
の基地局１６、１７とから構成されている。また、この
移動通信システムのサービスエリア内には移動局２１〜
２３が存在している。サービスエリアの比較的狭いマイ
クロセル１６、１７を第１階層セルと呼び、これら第１
階層セルのサービスエリアを覆うマクロセル１２を第２
階層セルと呼ぶことにする。

【００２５】たとえば、移動局２１と基地局１６の間で
通信が行われる場合、移動局２１から送信された電波は
基地局１６では受信すべき電波である上り希望波２４に
なる。また、基地局１６からの送信波は移動局２１で受
信すべき下り希望波２５である。基地局１６では、移動
局２１以外の移動局から送信される電波は上り干渉波に
なる。マイクロセル１７と通信している移動局２２の送
信波は、マイクロセル１２の基地局１６では同一階層か
らの上り干渉波２６になる。また、マクロセル１１と通
信している移動局２３の送信波は基地局１６では他階層
からの上り干渉波２７になる。移動局２１では、基地局
１６以外の基地局からの電波は下り干渉波になる。マイ
クロセル１３の基地局１７の送信波は、移動局２１では
同一階層からの下り干渉波２８であり、マクロセル１１
の基地局１５の送信波は、移動局２１では他階層からの
下り干渉波２９になっている。

【００２６】これらの基地局は互いに第１〜第１００チ
ャンネルまでの１００チャンネルの通話チャンネルをダ
イナミックチャンネル割当方式によって共用するように
なっている。第１階層セルであるマイクロセル１２、１
３では、第１チャンネルから第１００チャンネルに向う
順序で空きチャンネルが検索されるようにそのチャンネ
ル選択順序が設定されている。一方、第２階層セルであ
るマクロセル１１では第１００チャンネルから第１チャ
ンネルに向う順序にそのチャンネル選択順序が設定され
ている。また、空きチャンネルを見出しても、基地局で
の上り希望波対干渉波電力比および移動局での下り希望
波干渉波電力比が、干渉妨害の発生しない所定の値以上
確保できないときは、設定されているチャンネル選択順
序に従って次の空きチャンネルが検索されるようになっ
ている。第１階層セルと第２階層セルのチャンネル選択
順序は逆になっているので、第１階層セルで頻繁に利用
される優先度の高いチャンネルと、第２階層セルで頻繁
に利用される優先度の高いチャンネルは、互いに干渉妨
害を起こし難くなっている。

【００２７】上り希望波の受信レベルを上り希望波レベ
ル（Ｄｕｐ）、同一階層からの上り干渉波の受信レベル
を同一階層上り干渉波レベル（Ｕｕｐｓ）、他階層から
の上り干渉波の受信レベルを他階層上り干渉波レベル
（Ｕｕｐｏ）とする。このとき、Ｄｕｐ−Ｕｕｐｓ−Ｕ
ｕｐｏが上り希望波対干渉波電力比になる。また、下り
希望波の受信レベルを下り希望波レベル（Ｄｄｏｗ
ｎ）、同一階層からの下り干渉波の受信レベルを同一階
層下り干渉波レベル（Ｕｄｏｗｎｓ）、他階層からの下
り干渉波の受信レベルを他階層下り干渉波レベル（Ｕｄ
ｏｗｎｏ）とする。このとき、Ｄｄｏｗｎ−Ｕｄｏｗｎ
ｓ−Ｕｄｏｗｎｏが下り希望波対干渉波電力比になる。

【００２８】図２は、各基地局の構成の概略を表わした
ものである。基地局は、電波の送出および受信を行うア
ンテナ４１を備えている。アンテナ４１は分配器４２に
接続されており、ここで、送受信する電波を制御チャン
ネルと各通話チャンネルに分離あるいは合成するように
なっている。分配器４２には、制御チャンネルで送受信
を行う制御チャンネル送受信回路４３と、通話チャンネ
ルで送受信を行う通話チャンネル送受信回路４４₁ 〜４
４₃ が接続されている。制御チャンネル送受信回路４３
および通話チャンネル送受信回路４４₁ 〜４４₃ にはそ
れぞれ、これらによって受信した電波のレベルを測定す
る受信レベル検出回路４５₁ 〜４５₄ が接続されてい
る。また、通話チャンネル送受信回路４４₁ 〜４４
₃ は、送受信すべきチャンネルの選択を行うチャンネル
選択回路４６と接続されている。制御チャンネル送受信
回路４３は、制御チャンネルにおける各種コマンドの送
受信や、受信レベルの測定を指示する制御回路４７と接
続されている。

【００２９】基地局は、その制御の中枢的な役割を果た
すＣＰＵ（中央処理装置）４８を備えており、その入出
力ポートを通じて、受信レベル検出回路４５₁ 〜４
５₄ 、チャンネル選択回路４６、制御回路４７と接続さ
れている。ＣＰＵ４８はその内部に、プログラムやチャ
ンネルの選択順序を記憶したＲＯＭ（リード・オンリ・
メモリ）および、プログラムを実効する上で必要なデー
タを一時的に記憶するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メ
モリ）を備えている。通話チャンネル送受信回路４４₁
〜４４₃ はそれぞれ交換局インターフェイス回路４９と
接続されている。交換局インターフェイス回路４９は、
図１に示した交換局１４と通信ケーブル５１で接続され
ており、基地局で送受信するデータはここで時分割多重
されて伝送されるようになっている。

【００３０】図３は各移動局の構成の概略を表わしたも
のである。移動局は、基地局との間で電波の送受信を行
うアンテナ６１を備えており、これには分配器６２が接
続されている。分配器６２は、送受信される信号を通話
チャンネルと制御チャンネルに分離あるいは合成を行う
ものである。分配器６２には、通話チャンネルでの送受
信を行う通話チャンネル送受信回路６３と、制御チャン
ネルでの送受信を行う制御チャンネル送受信回路６４が
接続されている。通話チャンネル送受信回路６３および
制御チャンネル送受信回路６３にはそれぞれその受信レ
ベルの測定を行う受信レベル検出回路６５₁ 、６５₂ が
接続されている。通話チャンネル送受信回路には、その
通話チャンネルの選択を行うチャンネル選択回路６６が
接続されている。制御チャンネル送受信回路６４には、
制御チャンネルでの受信レベルの測定や、通話チャンネ
ルの受信レベルの測定結果を制御チャンネルを通じて送
信すべきことを指示する制御回路６７が接続されてい
る。

【００３１】移動局は、その制御の中枢的な役割を有す
るＣＰＵ６８を備えている。ＣＰＵ６８は、その入出力
ポートを通じて受信レベル検出回路６５₁ 、６５₂ 、チ
ャンネル選択回路６６および制御回路６７とそれぞれ接
続されている。ＣＰＵ６８は、基地局のＣＰＵ４８と同
様、その内部にＲＯＭおよびＲＡＭを備えており、この
ＲＯＭには、通話要求を送信する際のグループの選択順
序が予め記憶されている。通話チャンネル送受信回路に
よって送受信されるデータは、データ入出力端子６９を
介して外部装置に入出力されるようになっている。外部
装置としては、モデムや、入出力アンプを介して接続さ
れるマイク、スピーカがある。

【００３２】図４は、マイクロセルの基地局で通話チャ
ンネルを選択する際の処理の流れを表わしたものであ
る。通話チャンネルは第１チャンネルから第１００チャ
ンネルの１００チャンネルあるものとする。また、通話
チャンネルのほかに各種制御信号を送受信するための制
御チャンネルが設けられている。移動局が発呼局の場合
は発呼要求を表わした発呼要求信号がこの制御チャンネ
ルを通じて基地局に送信されるようになっている。ま
た、移動局が被呼局の場合には、基地局からの呼出しに
対して移動局が応答したことを表わした呼出応答信号が
移動局から基地局に制御チャンネルを通じて送信される
ようになっている。さらに、基地局が移動局に向けて電
波を送信する送信電力（Ｐｂｓ）と、移動局が基地局に
向けて送信する送信電力（Ｐｍｓ）は既知でありＣＰＵ
４８の内部ＲＯＭに記憶してある。また、基地局は、定
期的に各空きチャンネルにおける干渉波を受信し、その
干渉波レベルを測定してＣＰＵ４８内部のＲＡＭに記憶
するようになっている。

【００３３】基地局は、通話要求が発生したとき発呼要
求信号や呼出応答信号を伝送する制御チャンネルの受信
レベルを受信レベル検出回路４５₄ によって測定し、上
り希望波レベル（Ｄｕｐ）としてＣＰＵ４８内のＲＡＭ
に記憶する（ステップＳ１０１）。次に、ＣＰＵ４８は
ＲＯＭに記憶してある移動局の送信電力（Ｐｍｓ）から
測定した上り希望波レベルを差し引いて、基地局と移動
局間の伝搬損（Ｌ）を求める（ステップＳ１０２）。伝
搬損は移動局から基地局への上り回線と、基地局から移
動局への下り回線で同一と考えられる。そこで、ＣＰＵ
４８は、ＲＯＭに記憶してある基地局の送信電力（Ｐｂ
ｓ）から伝搬損（Ｌ）を差し引くことによって、移動局
での受信レベルである下り希望波レベル（Ｄｄｏｗｎ）
を求める（ステップＳ１０３）。

【００３４】次に、ＲＯＭに記憶してある選択順序に従
いその優先順位の高い第１チャンネルから検索を開始す
るために、チャンネル番号を“１”に初期化する（ステ
ップＳ１０４）。チャンネル番号はＲＡＭ上の所定のエ
リアに記憶されるようになっている。上り希望波レベル
から予め記憶してある第１チャンネルの干渉波レベルを
引き、上り希望波対干渉波電力比を求め、干渉妨害なく
通信可能な規定値として予めＲＯＭに記憶してある希望
波対干渉波電力比と比較する（ステップＳ１０５）。上
り希望波対干渉波電力比が規定値以上ある場合には（ス
テップＳ１０５；Ｙ）、制御回路４７および制御チャン
ネル送受信回路４２を通じて、移動局にそのチャンネル
における下り干渉波レベルの測定を指示する。そして、
その結果を制御チャンネルを通じて移動局から受信する
（ステップＳ１０６）。ＣＰＵ４８はステップＳ１０３
で求めた下り希望波レベルから下り干渉波レベルを差し
引いて下り希望波対干渉波電力比を求め、これが規定値
以上であるかどうかを調べる（ステップＳ１０７）。

【００３５】下り希望波対干渉波電力比が規定値以上あ
る場合には（ステップＳ１０７；Ｙ）、そのチャンネル
を通話チャンネルとして割り当てる（ステップＳ１０
８）。すなわち、通話チャンネル送受信回路４４₁ 〜４
４₃ のうち、現在空き状態になっている回路を選択し、
チャンネル選択回路４６を通じて割り当てるべき通話チ
ャンネルで送受信が行われるようにその通話チャンネル
送受信回路を設定する。上り希望波対干渉波電力比が所
定の値以上無い場合（ステップＳ１０５；Ｎ）あるいは
下り希望波対干渉波電力比が所定の値以上無い場合（ス
テップＳ１０７；Ｎ）にはそのチャンネルを割り当てる
ことはできない。そこで、ＣＰＵ４８は既に第１００チ
ャンネルまですべて検索したかどうかを調べる（ステッ
プＳ１０９）。全てのチャンネルの検索が終了していな
い場合には（ステップＳ１０９；Ｎ）、チャンネル番号
を“１”だけ増加させて（ステップＳ１１０）、ステッ
プＳ１０５に戻り、次に優先順位の高いチャンネルの検
索を順次行う。全てのチャンネルの検索が終了している
場合には（ステップＳ１０９；Ｙ）、通話チャンネルを
割り当てることができないので、呼損信号を送出し（ス
テップＳ１１１）、処理を終了する（エンド）。

【００３６】図５は、マクロセルの基地局で通話チャン
ネルを選択する際の処理の流れを表わしたものである。
通話チャンネルはマイクロセルと同じ第１チャンネルか
ら第１００チャンネルを備えている。また、制御チャン
ネルを通じて発呼要求信号および呼出応答信号が伝送さ
れるようになっている。さらに、基地局の送信電力（Ｐ
ｂｓ）と、移動局の送信電力（Ｐｍｓ）は既知でありこ
れをＣＰＵ４８内部のＲＯＭに記憶している。また、マ
イクロセルの場合と同様に基地局は、定期的に各空きチ
ャンネルにおける干渉波レベルを測定して記憶するよう
になっている。マクロセルにおけるチャンネル選択処理
は、図４に示したものとほぼ同様であるが、チャンネル
の選択順序が第１００チャンネルから第１チャンネルに
向う順に設定されている点が異なる。

【００３７】マクロセルの基地局のＣＰＵ４８は、通話
要求が発生したとき発呼要求信号や呼出応答信号を伝送
する制御チャンネルの受信レベルを受信レベル検出回路
４５ ₄ によって測定し、これを上り希望波レベル（Ｄｕ
ｐ）として記憶する（ステップＳ２０１）。次に、移動
局の送信電力（Ｐｍｓ）から上り希望波レベルを差し引
いて、基地局と移動局間の伝搬損（Ｌ）を求める（ステ
ップＳ２０２）。伝搬損は上り回線と、下り回線で同一
であるので、基地局の送信電力（Ｐｂｓ）から伝搬損
（Ｌ）を差し引いて、下り希望波レベル（Ｄｄｏｗｎ）
を求める（ステップＳ２０３）。

【００３８】次に、ＣＰＵ４８内部のＲＯＭに記憶して
ある選択順序に従いその優先順位の高い第１００チャン
ネルから検索を開始するために、チャンネル番号を“１
００”に初期化する（ステップＳ２０４）。上り希望波
レベルから予め記憶してある干渉波レベルを引き、上り
希望波対干渉波電力比を求め、これと希望波対干渉波電
力比の規定値とを比較する（ステップＳ２０５）。上り
希望波対干渉波電力比が規定値以上ある場合には（ステ
ップＳ２０５；Ｙ）、基地局のＣＰＵ４８は、制御回路
４７、制御チャンネル送受信回路４３を通じて移動局に
そのチャンネルにおける下り干渉波レベルの測定を指示
し、その結果を移動局から受信する（ステップＳ２０
６）。

【００３９】ＣＰＵ４８は、下り希望波レベルから下り
干渉波レベルを差し引いて下り希望波対干渉波電力比を
求め、これが規定値以上であるかどうかを調べる（ステ
ップＳ２０７）。下り希望波対干渉波電力比が規定値以
上ある場合には（ステップＳ２０７；Ｙ）、そのチャン
ネルを通話チャンネルとして割り当てる（ステップＳ２
０８）。上り希望波対干渉波電力比が規定値以上無い場
合（ステップＳ２０５；Ｎ）あるいは下り希望波対干渉
波電力比が規定値以上無い場合（ステップＳ２０７；
Ｎ）には、第１チャンネルまですべて検索したかどうか
を調べる（ステップＳ２０９）。全てのチャンネルの検
索が終了していない場合には（ステップＳ２０９；
Ｎ）、チャンネル番号を“１”だけ減少させて（ステッ
プＳ２１０）、ステップＳ２０５に戻り、次に優先順位
の高いチャンネルの検索を行う。全てのチャンネルの検
索が終了している場合には（ステップＳ２０９；Ｙ）、
通話チャンネルを割り当てることができないので、制御
回路４７および制御チャンネル送受信回路４３を通じて
呼損信号を送出し（ステップＳ２１１）、処理を終了す
る（エンド）。

【００４０】図６は、マイクロセルとマクロセルにおけ
るチャンネルの使用頻度を表わしたものである。マイク
ロセルの使用頻度７１は、第１チャンネルに近づく程高
くなっている。一方マクロセルの使用頻度７２は、第１
００チャンネルに近いほど高くなっている。このように
マイクロセルのチャンネル選択順序とマクロセルのチャ
ンネル選択順序を逆にすることによって、それぞれの階
層のセルで使用頻度の高いチャンネルが他の階層のセル
においてその使用頻度が低くなる。これにより、階層間
における干渉が軽減される。たとえば、第１〜第３のマ
クロセルが順に隣接して配置され、それぞれのマクロセ
ルのサービスエリア内に、マイクロセルが１０個ずつ配
置されているものとする。また、マイクロセルとマクロ
セルには共通の第１〜第１００の通話チャンネルが確保
されている。マイクロセルは第１チャンネルから優先的
に選択し、マクロセルは第１００チャンネルから優先的
に選択するものとする。このとき、マクロセルではその
優先度の高い第１００チャンネル寄りのチャンネルが各
基地局の近傍の移動局で頻繁に利用される。一方マイク
ロセルではその優先度の高い第１チャンネル寄りの通話
チャンネルが近傍の移動局によって頻繁に使用される。
マクロセルで優先順位の低いチャンネルはマイクロセル
では優先順位の高いチャンネルになっているので、互い
に使用頻度の高いチャンネルが分離し、階層間における
干渉妨害が発生し難い。その結果、互いに他の階層の存
在にほとんど関係なく優先度の高いチャンネルを使用す
ることができ、周波数の利用効率が高くなる。

【００４１】一方、第１と第３のマクロセルの中間に位
置する第２のマクロセルにおいて基地局から比較的遠く
の移動局との通信に優先度の低いチャンネルが割り当て
られたとする。これによりその両隣の第１および第３の
マクロセルでは希望波レベルの小さい遠くの移動局にこ
のチャンネルを割り当てることができなくなる。これ
は、第２のマクロセルで割り当てた優先順位の低いチャ
ンネルの電波が、第１および第３のマクロセルでは同一
階層からの干渉波になり、希望波対干渉波電力比が規定
値以上確保できなくなるためである。その結果、第１お
よび第３のマクロセル内に配置されているマイクロセル
ではマクロセルで優先順位の低いチャンネル、すなわち
マイクロセルでは優先順位の高いチャンネルを利用して
通信を行うことができる。

【００４２】マクロセルで優先順位の低いチャンネルは
互いに距離の離れたセルで利用されるため、マクロセル
の存在により優先順位の高いチャンネルが使用できなく
なるマイクロセルも大きな繰り返し周期になる。したが
って、マイクロセルではその優先順位の高いチャンネル
を利用できる場合が多くなり、周波数の利用効率を高く
することができる。また、優先順位の低いチャンネルが
割り当てられる頻度は低いので、第２のマクロセルに含
まれるマイクロセルでもその優先度の高いチャンネルを
利用できる確率は高い。このように、各階層間の干渉が
軽減されることで、それぞれの階層のセルにおいて優先
度の高いチャンネルは、頻繁に利用され、また、優先度
の低いチャンネルはセル間の距離を置いて大きな繰り返
し周期で利用されるようになる。すなわち、２つの階層
が存在しても、互いにそれぞれの階層だけが存在したと
きと同じようなチャンネル割当の構造を作り出すことが
でき、周波数の利用効率を高くすることができる。

【００４３】図７は、階層数が３つの場合における各階
層のセルに与えられるチャンネルの優先順位を表わした
ものである。第１階層の選択順序８１は第１チャンネル
から優先的にチャンネルが選択され、第２階層の選択順
序８２は、第１００チャンネルから優先的に選択される
ようになっている。さらに、第３階層の選択順序８３
は、第１および第２の階層にできるだけ干渉妨害を及ぼ
さないように、第５０チャンネルを最優先のチャンネル
として、その両側のチャンネルを交互に選択するように
なっている。このように、各階層における優先順位の高
いチャンネルをできるだけ分離することによって、階層
間の干渉妨害を少なくすることができる。

【００４４】第１の変形例

【００４５】各階層において干渉妨害の発生しない空き
チャンネルが見出せずに呼損となった場合でも、セルが
多階層化されていれば、他の階層において干渉妨害の発
生しない空きチャンネルを割り当てることができる可能
性は十分にある。そこで、第１の変形例では、１つの階
層で呼損になったときに他の階層に移動して空きチャン
ネルを検索するようにしている。

【００４６】図８は、１つの階層のセルで呼損になった
ときに他の階層に移動する様子を表わしたものである。
第１階層セルであるマイクロセルから空きチャンネルの
検索処理９１を行い、図４に示した流れ図のステップＳ
１１１で呼損になると、第２階層セルであるマクロセル
において空きチャンネルの検索処理９２を行うようにな
っている。マクロセルから空きチャンネルの検索処理９
２を始めた場合は、図５に示した流れ図のステップＳ２
１１で呼損になると、第１階層セルであるマイクロセル
に移り空きチャンネルの検索処理９１を行うようになっ
ている。たとえば、マイクロセルで干渉妨害の発生しな
い空きチャンネルが見出せなかった場合でも、移動局と
マクロセルの基地局の距離によっては、第２階層のマク
ロセルで干渉妨害の発生しない空きチャンネルを割り当
てることができる場合がある。したがって、呼損が生じ
たときに他の階層に移動して空きチャンネルを検索する
ことによって、最終的に呼損となる確率を低くすること
ができる。

【００４７】図９は、１つのセルで呼損が生じた場合に
移動局の行う処理の流れを表わしたものである。移動局
はまず、制御回路６７および制御チャンネル送受信回路
６４により、制御チャンネルを通じて第１階層のセル、
ここではマイクロセルに通話要求信号を送出する（ステ
ップＳ３０１）。通話要求を受けたマイクロセルの基地
局では図４に示した流れに従って通話チャンネルの割当
処理を行う。移動局は、マイクロセルの基地局で行われ
るチャンネル割当処理が終了するのを待機し第１階層の
セルにおいてチャンネルが確保されたときは（ステップ
Ｓ３０２；Ｎ）その階層のセルによって通信を行う（ス
テップＳ３０３）。すなわち、制御チャンネルを通じ
て、使用すべき通話チャンネルの番号を受信し、通話チ
ャンネル送受信回路６３の通話チャンネルをチャンネル
選択回路６６によってこのチャンネルに設定する。第１
階層のセルから呼損信号を受信したときは（ステップＳ
３０２；Ｙ）、ＣＰＵ６８内部のＲＯＭに予め記憶して
あるグループ選択順序に従って第２階層のセル、ここで
はマクロセルに対して通話要求を送出する（ステップＳ
３０４）。その後、移動局はマクロセルの基地局で図５
に示した通話チャンネルの割当処理の終了を待機し、呼
損信号を受信したときは（ステップＳ３０５；Ｙ）、通
話不可を図示しない表示器に表示して（ステップＳ３０
６）処理を終了する（エンド）。第２階層で通話チャン
ネルが確保されたときは（ステップＳ３０５；Ｎ）、通
話チャンネル送受信回路６３によってそのチャンネルを
用いてマクロセルの基地局との間で通信を行う（ステッ
プＳ３０７）。

【００４８】第２の変形例

【００４９】セルが階層化されているときに、どの階層
のセルを利用して通信すべきかの階層選択順序が統一さ
れていると、同一の階層で通信が行われることが多くな
り、他の階層からの干渉妨害を一層少なくすることがで
きる。第２の変形例では、移動局が通話要求を発する際
に、その送信先のセルの階層の選択順序を各移動局にお
いて統一するようにしている。

【００５０】図１０は、通話要求に対して第１の階層セ
ルから順に空きチャンネルを検索する際の状態遷移を表
わしたものである。各移動局は、通話要求を送出すべき
セルの階層の選択順序であるグループ選択順序を予め記
憶している。グループ選択順序はどの移動局でも同一に
なっている。移動局は発呼待ちの状態１０１から、発呼
要求があると通話要求を第１階層のマイクロセルに送出
する。これにより、第１階層セルの基地局において空き
チャンネルの検索処理１０２が行われる。ここで、空き
チャンネルが見出せないときは、第２階層セルに対して
通話要求を送出する。そして第２階層セルの基地局にお
いて空きチャンネルの検索処理１０３が行われる。第２
階層セルも呼損になったときは、通話が不可能であるこ
とを表示したのち、再び発呼待ちの状態１０１に戻る。
このように同一の階層に属する基地局から空きチャンネ
ルの検索を行うことによって、使用される通話チャンネ
ルが２以上の階層に分散することを少なくするこができ
る。このため、階層間の干渉をより一層軽減することが
できる。

【００５１】図１０に示したようにマイクロセルから検
索すると、同一のチャンネルを多数のセルで同時に利用
し易くなり、収容呼量を多くすることができる。たとえ
ば、都市部では、マイクロセルから優先的に選択するこ
とによって、収容呼量を増やすことができる。逆にマク
ロセルから検索を行った方が有利な場合もある。たとえ
ば、マクロセルから選択すれば自動車電話のように通話
中の移動距離が大きい場合でもセル間での切り換え処理
を少なくすることができるという利点がある。このほ
か、加入者数の比較的少ない山間部などでは全体をマク
ロセルで覆い、マクロセルで電波の届きにくい地区だ
け、マイクロセルを配置すると基地局の設置費用を少な
くすることができる。このとき、マクロセルから優先的
に選択し、マクロセルで通話ができないときだけマイク
ロセルに移動するようにすれば、呼損を減少させること
ができる。

【００５２】以上説明した実施例および第１、第２の変
形例では、各基地局は第１〜第１００チャンネルの中
で、チャンネルを割り当てるようにしたが、チャンネル
は任意の数で良いことは言うまでもない。また、階層数
は２階層および３階層に限られるものではない。階層数
が増加した場合には、各階層で、優先度の高いチャンネ
ルをできる限り分離するようにその選択順序を設定すれ
ばよい。

【００５３】また実施例では、基地局は通話チャンネル
送受信回路を３つだけ用意しているが、この数はこれに
限定されない。また、通話チャンネルが１００チャンネ
ルであったとしても、１００チャンネル同時に利用する
ことは殆どないと考えられるので、必ずしも１００個の
通話チャンネル送受信回路を用意する必要はない。さら
に、各基地局で呼損になったときに、呼損信号を送出す
るようにしたが、呼損信号を送出しなくても、何らかの
方法で通話チャンネルが確保できないことが移動局で分
かればよい。たとえば、通話要求を送信してから、所定
の時間内に通話チャンネルが割り当てられないとき、移
動局側で呼損が生じたものと判断してもよい。また、１
つの階層で呼損が生じたときに他の階層に移動する際
に、移動局側が、通話要求を送信し直すようにしたが、
基地局側で他の階層の基地局に空きチャンネルの検索を
通信ケーブル等を通じて依頼してもよい。

【００５４】

【発明の効果】このように請求項１および請求項４記載
の発明によれば、通話チャンネルの選択順序を各グルー
プごとに異ならせたので、使用頻度の高い通話チャンネ
ルを各グープ間で分離することができる。これにより、
他のグループのセルからの干渉妨害を受けることが少な
くなり周波数の利用効率を向上させることができる。

【００５５】また請求項２および請求項５記載の発明に
よれば、１つのグループで通話チャンネルを確保できな
いときに、他のグループで通話チャンネルを検索するよ
うにしたので、呼損になる確率を低くすることができ
る。

【００５６】さらに請求項３および請求項６記載の発明
によれば、グループの選択順序を統一したので、同一の
グループのセルによって通信が行われる頻度が高くな
る。このため、２以上のグループに分散して通話チャン
ネルが利用される頻度が低くなり、グループ間の干渉を
より小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるサービスエリアの階
層化された移動通信システムにおけるセルの構成を表わ
した説明図である。

【図２】本発明の一実施例における各基地局の構成の概
略を表わしたブロック図である。

【図３】本発明の一実施例における各移動局の構成の概
略を表わしたブロック図である。

【図４】マイクロセルの基地局で通話チャンネルを選択
する際の処理の流れを表わした流れ図である。

【図５】マクロセルの基地局で通話チャンネルを選択す
る際の処理の流れを表わした流れ図である。

【図６】マイクロセルとマクロセルにおけるチャンネル
の使用頻度を表わした説明図である。

【図７】階層数が３つの場合に、各階層のセルに与えら
れるチャンネル選択の優先順位を表わした説明図であ
る。

【図８】１つの階層のセルで呼損になったときに他の階
層に移動する様子を表わした説明図である。

【図９】１つのセルで呼損が生じた場合に移動局の行う
処理の流れを表わした流れ図である。

【図１０】通話要求に対して第１の階層セルから順に空
きチャンネルを検索する際の状態遷移を表わした説明図
である。

【符号の説明】

１１ マクロセル １２、１３ マイクロセル １５、１６、１７ 基地局 ２１、２２、２３ 移動局 ４３、６４ 制御チャンネル送受信回路 ４４₁ 〜４４₃ 、６３ 通話チャンネル送受信回路 ４５₁ 〜４５₄ 、６５₁ 、６５₂ 受信レベル検出回路 ４６、６６ チャンネル選択回路 ４８、６８ ＣＰＵ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通に割り当てられた複数の通話チャン
   ネルの中からサービスエリアの広さに応じて分類された
   グループごとに異なる順序で空きチャンネルを選択する
   ために予め用意された複数の選択順序のうち自局の属す
   るグループに割り当てられた選択順序を予め記憶した選
   択順序記憶手段と、移動局との間で通信を行うときこの
   選択順序記憶手段に記憶されている選択順序に従って前
   記複数の通話チャンネルの中から希望波対干渉波電力比
   が予め定められた規定値以上の空きチャンネルを選択す
   る通話チャンネル選択手段と、この通話チャンネル選択
   手段によって選択された通話チャンネルを用いて通信を
   行う通信手段とをそれぞれ備えかつ２以上のグループに
   分散して配置された複数の基地局を具備することを特徴
   とする移動通信システム。
2. 【請求項２】 共通に割り当てられた複数の通話チャン
   ネルの中からサービスエリアの広さに応じて分類された
   グループごとに異なる順序で空きチャンネルを選択する
   ために予め用意された複数の選択順序のうち自局の属す
   るグループに割り当てられた選択順序を予め記憶した選
   択順序記憶手段と、通話要求を受信したときこの選択順
   序記憶手段に記憶されている選択順序に従って前記複数
   の通話チャンネルの中から希望波対干渉波電力比が予め
   定められた規定値以上の空きチャンネルを検索する通話
   チャンネル検索手段と、この通話チャンネル検索手段に
   よって空きチャンネルが見出されたときこれを用いて通
   信を行う通信手段と、前記通話チャンネル検索手段によ
   って希望波対干渉波電力比が前記規定値以上の空きチャ
   ンネルが見出せなかったとき前記通話要求の送信元にこ
   れを通知する通知手段とをそれぞれ備えかつ２以上のグ
   ループに分散して配置された複数の基地局と、 通信を開始するとき前記通話要求をこれら基地局のいず
   れかに送信する第１の通話要求送信手段と、通話要求の
   送信先の基地局によって通話チャンネルが確保されたと
   きこれを用いてその基地局との間で通信を行う対基地局
   通信手段と、通話要求の送信先の基地局によって通話チ
   ャンネルが確保されなかったときその基地局と異なるグ
   ループに属する基地局に通話要求を送信する第２の通話
   要求送信手段とをそれぞれ備えた任意の数の移動局とを
   具備することを特徴とする移動通信システム。
3. 【請求項３】 共通に割り当てられた複数の通話チャン
   ネルの中からサービスエリアの広さに応じて分類された
   グループごとに異なる順序で空きチャンネルを選択する
   ために予め用意された複数の選択順序のうち自局の属す
   るグループに割り当てられた選択順序を予め記憶した選
   択順序記憶手段と、通話要求を受信したときこの選択順
   序記憶手段に記憶されている選択順序に従って前記複数
   の通話チャンネルの中から希望波対干渉波電力比が予め
   定められた規定値以上の空きチャンネルを検索する通話
   チャンネル検索手段と、この通話チャンネル検索手段に
   よって空きチャンネルが見出されたときこれを用いて通
   信を行う通信手段と、前記通話チャンネル検索手段によ
   って希望波対干渉波電力比が前記規定値以上の空きチャ
   ンネルが見出せなかったとき前記通話要求の送信元にこ
   れを通知する通知手段とをそれぞれ備えかつ２以上のグ
   ループに分散して配置された複数の基地局と、 通話要求を送信すべきグループの選択順序として予め定
   められた互いに共通のグループ選択順序を記憶したグル
   ープ選択順序記憶手段と、通信を開始するときこのグル
   ープ選択順序に従って通話要求を基地局に送信する第１
   の通話要求送信手段と、通話要求の送信先の基地局によ
   って通話チャンネルが確保されたときこれを用いてその
   基地局との間で通信を行う対基地局通信手段と、通話要
   求の送信先の基地局によって通話チャンネルが確保され
   なかったとき前記グループ選択順序に従って次のグルー
   プに属する基地局に通話要求を送信する第２の通話要求
   送信手段とをそれぞれ備えた任意の数の移動局とを具備
   することを特徴とする移動通信システム。
4. 【請求項４】 サービスエリアの広さに応じて基地局が
   複数のグループに分類されており、移動局との間で通信
   を行うときに共通に割り当てられている複数の通話チャ
   ンネルの中からグループごとに異なる選択順序で希望波
   対干渉波電力比が予め定められた規定値以上の空きチャ
   ンネルを選択することを特徴とする移動通信システム。
5. 【請求項５】 １つのグループにおいて希望波対干渉波
   電力比が前記規定値以上の空きチャンネルを見出せない
   とき、他のグループで空きチャンネルの選択を行うこと
   を特徴とする請求項４記載の移動通信システム。
6. 【請求項６】 クループの優先順序が予め共通に定めれ
   ており、１つのグループにおいて希望波対干渉波電力比
   が前記規定値以上の空きチャンネルを見出せないとき、
   この優先順序に従って順次他のグループで空きチャンネ
   ルの選択を行うことを特徴とする請求項４記載の移動通
   信システム。