(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも各基地局にとって必要な周波数の数と、移動通信網内で許容される周波数と、同一周波数及び／又は隣接周波数が少なくとも一つある場合に各基地局の間で生じ得る障害作用についての情報に基づいて、移動通信網の各基地局に周波数を割り当てる方法において、
（ａ）  所定のすべての周波数がまだ割り当てられてはいない基地局から、
（イ）基地局によって必要な周波数の数に関連して、該基地局に割り当てることのできる周波数の最大数と、
（ロ）周波数を割り当てるための困難度と、
（ハ）別の基地局との関係において、同一周波数及び／又は隣接周波数のうちの少なくとも一つの利用に起因する基地局の干渉確率の和とからなる基地局選択基準のうちの一つに従って１つの基地局を選択し、
基地局が選択された基地局選択基準に従っては選択できない場合には、該選択された基地局選択基準以外の基地局選択基準から順次他の基地局選択基準に従って基地局を選択する工程と、
（ｂ）  （イ）（ｉ）前記工程（ａ）で選択された基地局で許容される周波数であって、被選択基地局に割り当て可能な周波数の最大数とこの基地局によってなお必要とされる周波数の比について、被選択基地局へそれを割り当てると１よりも低い値となるような周波数である等級と、
（ii）前記等級（ｉ）において被選択基地局で許容される周波数であって、別の基地局に割り当て可能な周波数の最大数とこの別の基地局によってなお必要とされる周波数の比について、選択された基地局へそれを割り当てると１よりも低い値となるような周波数である等級と、
（iii）前記等級（ｉ）と（ii）にまだ分類されていないが、選択された基地局で許容される周波数である等級とからなる各等級のうちの一つと、
（ロ）干渉費用関数と、
（ハ）移動通信網において割り当てられた周波数の割り当て頻度であって、周波数が選択された周波数選択基準に従っては選択できない場合には、該選択された周波数選択基準以外の周波数選択基準から順次他の基地局選択基準に従って周波数を選択するものと、からなる周波数選択基準のうちのから選択された一つの周波数選択基準に従て、１つの周波数を選択する工程と、
（ｃ）工程（ｂ）で選択された周波数を、工程（ａ）で選択された基地局に割り当てる工程を有する周波数割り当て方法。
【請求項２】
工程（ｂ）において、工程（ａ）で選択された基地局のために前記周波数が選択されることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項３】
更に、工程（ｃ）に続いて、工程（ａ）において選択された基地局と工程（ｂ）において選択された周波数と生じうる障害作用に基づいて、もはや許容されない基地局と周波数の表示が行われることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項４】
すべての基地局に所要数の周波数が割り当てられるまで、又は、一又はそれ以上の基地局が一又はそれ以上の周波数を必要とし該周波数がもはや割り当て可能でなくなるまで、工程（ａ）〜（ｃ）が繰り返され、前記周波数がもはや割り当て可能でない場合、工程（ｂ）〜（ｃ）が繰り返されることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項５】
生じ得る障害作用についての情報が干渉確率であることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項６】
入力情報が更に各基地局のための困難度を含み、所要数の周波数が割り当てられなかった各基地局の困難度が工程（ｃ）の後に引き上げられることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項７】
工程（ａ）の後に、干渉費用関数を利用して工程（ａ）での基地局選択に基づいて干渉状況が評価され、工程（ｂ）において、更なる周波数選択基準に従って周波数を選択することが干渉費用関数の上昇が最小となるような周波数を選択するであることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項８】
入力情報が更に個々の基地局の負荷能力Ｌ及びトラヒックロードＶを含み、干渉費用関数の上昇Ｅが、事前に選択された基地局Ａと別の基地局Ｂとの間で有意な干渉確率pAB、pBAのとき障害作用の評価の和として、各基地局で必要とされる周波数の数Ｚを考慮して、
0003541210.tif 000003
として、算出されることを特徴とする請求の範囲７に記載の方法。
【請求項９】
干渉確率が隣接チャネルによる干渉の確率も含むことを特徴とする請求の範囲７に記載の方法。
【請求項１０】
工程（ａ）において、基地局選択基準には、ランダム法が含まれていることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項１１】
工程（ａ）において、基地局になお割り当て可能な周波数の最大の数とこの基地局によってなお必要とされる周波数の数との比が第１の基地局選択基準として適用されて、最小の比を有する基地局が選択され、そして、
更なる基地局選択基準に従った選択が、
基地局が選択された前記第１の基地局選択基準に従っては選択できない場合には、前記第１の選択基準に従って選択された基地局のそれぞれに対する困難度が第２の選択基準として適用され、最大の困難度を有する基地局が選択され、基地局が選択された該第２の基地局選択基準に従っては選択できない場合には、別の基地局との関係で同一周波数又は隣接周波数が利用されることに起因する各基地局に存在する干渉確率の和が第３の基地局選択基準として適用され、最大の干渉確率の和を有する基地局が選択され、基地局が選択された該第３の基地局選択基準に従っては選択できない場合には、第３の選択基準に従って選択されない残りの基地局の中からランダム選択が適用されるように、行われることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）における周波数選択基準が、
周波数が選択された第１の周波数選択基準に従っては選択できない場合には、干渉費用関数の可能な上昇が第２の周波数選択基準として考慮され、この上昇が、事前に選択された基地局とその他の基地局との間の干渉確率の値のうち、許容最大干渉確率より上でなく且つ有意と見做される干渉確率より下でない値から算出され、
周波数が選択された第２の周波数選択基準に従っては選択できない場合には、これまでに行われた周波数割り当ての頻度が第３の周波数選択基準として役立ち、最も頻度の低い周波数が選択され、
周波数が選択された第３の周波数選択基準に従っては選択できない場合には、第４の周波数選択基準として残りの周波数の中からランダム選択が行われることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項１３】
生じ得る障害作用についての情報が干渉確率であり、工程（ｂ）において、周波数選択基準の一つが、有意と見做される最低値と許容最高と見做される最高値との間にある範囲内での干渉確率を考慮することであることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）において、周波数選択基準が、更に、ランダム法を有することを特徴とする請求の範囲１に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも各基地局にとって必要な周波数の数と、移動通信網内で許容される周波数と、同一周波数及び隣接周波数が少なくとも一つある場合に各基地局の間で生じ得る障害作用についての情報に基づいて、移動通信網の各基地局に周波数を割り当てる方法において、
（ａ）  所定のすべての周波数がまだ割り当てられてはいない基地局から、
（イ）基地局によって必要な周波数の数に関連して、該基地局に割り当てることのできる周波数の最大数と、
（ロ）周波数を割り当てるための困難度と、
（ハ）別の基地局との関係において、同一周波数及び隣接周波数のうちの少なくとも一つの利用に起因する基地局の干渉確率の和とからなる基地局選択基準のうちから選択された一つの基準に従って一つの基地局を選択し、
基地局が前記選択された基地局選択基準に従っては選択できない場合には、その選択された基地局選択基準以外の基地局選択基準のうちから順次選択される他の基地局選択基準に従って基地局を選択する工程と、
（ｂ）干渉費用関数を利用して、前記工程（ａ）での基地局選択に起因する干渉を評価する工程と、
（ｃ）干渉費用関数の増加が最小となるような周波数を選択する工程と、
（ｄ）工程（ｃ）で選択された周波数を、工程（ａ）で選択された基地局に割り当てる工程を有する周波数割り当て方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、少なくとも各基地局に必要な周波数の数と、移動通信網内で許容される周波数と、同一周波数及び／又は隣接周波数の場合に基地局の間で生じ得る障害作用についての情報とを含む入力情報から出発して、移動通信網の各基地局に周波数を割り当てる方法に関するものである。
移動通信網では、移動通信網によって把握されるエリア内に基地局が分散している。基地局は、各基地局のサービスエリア内にある移動局と通信を行うように設計された送受信装置を含む。移動通信網用に使用することのできる周波数の数には限界があるので、異なる基地局に同じ周波数が割り振られてしまうことは排除できず、これにより、或る移動局が複数の基地局から同じ周波数の信号を受信するとき干渉が生じる。更に、非常に隣接した周波数による干渉も排除することができない。移動局内で基地局の信号を受信（ダウンリンク）するときの干渉による障害の他に、基地局内で受信（アップリンク）するときの干渉も考慮しなければならない。
それ故に、個々の基地局への周波数の割り当ては、移動通信網のできるだけ干渉のない運転が保証されるように行われねばならない。このために様々な方法が公知であるが、それらでは、基地局ごとに周波数が割り当てられるが、基地局と別の基地局との間で干渉確率が所定の限界値を超えるときには、既に別の基地局に割り当てられている周波数が排除されるようにしている。
国際出願第90/10341号により公知の方法では、まだ周波数を受け取っていないが、最低要件を超えていないためにすべて同一の周波数を有することのできる基地局の最大群がそれぞれ個々の周波数ごとに順次まとめられている。この方法の目的はできるだけ少ない周波数を利用することである。
GRANDの名称で知られているコンピュータプログラムの中で使用される別の方法（A.Gamst:"A resource allocation technique for FDMA systems"、所収:Alta Frequenza、第57巻第２号）では、それぞれまだ未確定な周波数要望の最大群が個々の周波数ごとに基地局で順次形成される。つまりここでは、一つの基地局が２以上の周波数を必要とする事例が既に考慮されている。周波数が確保されると、その周波数はこの群にまとめられる周波数要望をすべて同時に満足することができるものでなければならない。即ち、特定の最低要件が満たされたままである。この場合にもこの方法の目的はできるだけ少ない周波数を利用することである。必要な周波数の最低数を賢く算出することによって、この方法では周波数の数を最小にするという目標が達成されたか否かの点検をすることさえ可能である。
GLOBECOM' 85（IEEE Global Telecommunication Conference）の報告書に、セルラ（基地局）にチャネル（周波数）を割り当てる方法が記載されている。この割り当てはセルラ選択基準を利用してセルラ（基地局）を選択することによって行われる。選択されたセルラに対してチャネル選択基準を利用して好適なチャネルが割り当てられる。この選択操作を利用して好適なセルラ及び／又はチャネルを明確に選択することに成功しない場合、ランダム原理に従って選択が行われ、又は群ごとの割り当てが行われ、即ち一つのチャンネルが求められたセルラの各々に割り当てられる。
利用する周波数の数を最小にする公知の方法の通常の目的は疑問視されねばならない。移動通信網の運用者には、普通、確定された数の周波数の利用が許されている。運用者は、移動通信網のできるだけ干渉のない運転が保証されるように、これを適応させたいと希望する。
公知の方法では欠点として第１周波数の利用頻度が過度に多く、最後の周波数にごく稀にしか利用されない。更に、干渉に関する狭い見方（最低要請が満たされているか否か）によって、回避可能な干渉によって移動通信網の運用を不必要に困難にする周波数計画が作成されている。
本発明の課題は、利用可能なスペクトルの均一な利用をもたらす、移動通信網の基地局に周波数を割り当てる方法を提供することである。
請求項１に記載された好ましい１実施態様において、本発明による方法は、
（ａ）所定のすべての周波数がまだ割り当てられてはいない大量の基地局から、第１基地局選択基準に従って、及び必要なら別の基地局選択基準に従って、一つの基地局を選択する工程、
（ｂ）第１周波数選択基準に従って、及び必要なら別の周波数選択基準に従って、一つの周波数を選択する工程、
（ｃ）  （ｂ）で選択された周波数を、（ａ）で選択された基地局に割り当てられたものとして表示する工程、
以上の工程が交互に実行されることを特徴としている。
請求項２に記載された選択的方法では、項目（ｂ）において、項目（ａ）で選択された基地局の干渉状況がいわゆる干渉費用関数を利用して評価されることによって、周波数の選択が行われ、割り当てによって引き起こされる干渉費用関数の上昇が最小となるように、周波数が選択される。
本発明による方法の利点として、基地局の間で生じ得る障害作用を考慮して周波数が殆ど均一に移動通信網に、即ちエリアに分配される。障害作用を説明するのには好ましくは干渉確率が適している。本発明による方法は、干渉確率の他に、それ自体で利用可能な別の情報も最適に利用する。
干渉確率を求めること自体は公知であり、例えば既に触れた刊行物国際出願第90/10341号に述べられている。それによれば、サービスエリアのうち有効信号対障害信号比が所定値より小さい地域の割合が干渉確率である。干渉確率を求める別の方法では、地域の割合はなおこの地域で発生するトラヒック量で評価することができる。
本発明による方法は、有利には、コンピュータプログラムとして実施することができ、下記入力情報を処理することができる：
（１）同一チャネル、第１隣接チャネル、第２隣接チャネル、等（アップリンク又はダウンリンク又は両方の混合）に現れる干渉の確率についてのデータ。
（２）基本的に網内で許容される周波数のデータ。
（３）個々の各基地局についての下記データ：
（ａ）必要な周波数の数、
（ｂ）局地的に提供される周波数、
（ｃ）局地的に禁止される周波数、
（ｄ）困難度、
（ｅ）耐えるべきトラヒックロード、
（ｆ）負荷能力（トラヒックロード対容量）。
（４）同一チャネルに関して、第１隣接チャネル等の場合、それぞれ、許容可能な最大干渉確率とその下にある閾値。この閾値から、干渉確率は有意と見做される。
（５）周波数割り当てランの最大数。
（６）系固有の（例えばGSM固有の）補助要求。例えば、送信カプラ特性に基づくチャネル間隔、等。
このプログラムでは、（１）と（４）のうち少なくとも一つの事例（同一チャネル、第１隣接チャネル、等）についてのデータが不可欠である。更に不可欠なのが（２）、（３）  （ａ）及び（５）である。削除することができるのは（３）  （ｂ）  （ｃ）と（６）である。デフォルト値で置き換えることのできるのは（３）  （ｄ）〜（ｆ）である。
好ましくは、１サイクルにおいて各基地局の周波数需要が副次的条件を維持しつつ満たすことができたとき、又は最大数の周波数割り当てサイクルが実行されたとき、この方法は終了する。後者の場合、この方法の成果は場合によっては部分的解であるにすぎないことがあり、そのことに基づいて適用者は入力データに関して新たに対応することができる。１割り当てサイクルは、それぞれ一つの基地局に一つの周波数が割り当てられる一連の個別割り当てからなる。
この方法の成果は、結局、基地局にそれぞれ割り当てられた周波数が列挙されているリストからなる。このリストは更に別のデータ、例えば、周波数の割り当て後に存在する干渉確率、又は、必要に応じてなお与えることのできる自由周波数、等を含むことができる。
本発明の枠内で基本的には別の順序も選択することができるのではあるが、それぞれまず基地局が選択され、次にそれまでに選択された基地局用に周波数が選択されると、有利であることが判明した。
本発明による方法の一つの改良は、更に、基地局及び周波数の選択に基づいて、生じ得る障害作用を考慮して、特に許容最大干渉確率を考慮して、もはや許容されていない個別割り当て（基地局への周波数）の表示が行われることである。
本発明による方法の実行は本来任意の方法段階で中断することができ、次に、その都度活動する計画者自身によってその他の割り当てを行うことができる。しかし、本発明による方法の一つの展開では、すべての基地局に必要な数の周波数が割り当てられるまで、又は、更に必要な場合には、周波数がもはや割り当て可能でなくなるまで、工程（ａ）〜（ｃ）が繰り返され、周波数がもはや割り当て可能でない場合、別の入力情報で周波数の割り当てが繰り返される。これにより、本発明による方法によって割り当てが殆ど最適に行われることが確保されている。
本発明による方法では、好ましくは、基地局によってなお必要とされる周波数の数との割合において、この基地局になお一緒に割り当て可能な周波数の最大数が、この基地局によってなお必要とされる周波数の数との割合において第１基地局選択基準として役立つ。
本発明による方法の別の一つの展開では、生じ得る障害作用についての情報が干渉確率であり、別の基地局において、同一周波数及び／又は隣接周波数が利用されているが故に被選択基地局に存在する干渉確率の和が基地局選択基準として役立つ。これにより、周波数割り当ての更なる最適化が行われる。
既に先に触れたように、入力情報の一つとして各基地局ごとに困難度を入力することができる。しかし、それぞれ一つの局に必要な周波数を割り当てることのできる困難度は、しばしば、割り当てるとき自体に既知となる−−つまり単数又は複数の割り当てサイクルの後に。
それ故に、更に別の一つの展開によれば、入力情報が更に各基地局ごとに困難度を含み、必要な数の周波数が割り当てられなかった基地局の困難度が確定的又は非確定的に引き上げられるように、すべての周波数要件を満足してはいない割り当て後に困難度が変更されて、工程（ａ）に従って基地局を選択する際に困難度が考慮される。
他の一つの展開では、工程（ｂ）に従って周波数を選択するために、周波数選択基準が、下記等級のうちの最高等級に対する各周波数の帰属関係からなり：
−等級１には、選択された基地局になお一緒に割り当て可能な周波数のうち最大数とこの基地局によってなお必要とされる周波数の数との比について、この基地局にそれを割り当てると１より低い値が生成されるであろうような周波数が、選択された基地局で許される周波数のうちから組み入れられ、
−等級２には、別の基地局になお一緒に割り当て可能な周波数の最大数とこの別の基地局によってなお必要とされる周波数の数との比について、選択された基地局にそれを割り当てると１より低い値が生成されるであろうような周波数が、残りの周波数のうちから組み入れられ、
−等級３には、それまでにまだ分類されていないが網内で許容されているその他すべての周波数が組み入れられる。
別の一つの展開では、やはり干渉状況が全体として好ましいものとされ、それまでに行われた割り当てによって生成される干渉状況が干渉費用関数を利用して評価され、それを割り当てることで干渉費用関数の上昇が最小となるような周波数が別の周波数選択基準として選択される。
この構成は、公知の方法の別の欠点を取り除く。公知の方法では、「許容」又は「非許容」の意味で厳密に設定された確率値を内容とする適合性行列が干渉確率の行列から導き出される。それに対して、本発明のこの展開では、所定の値の範囲の内部で、求められた干渉確率が使用される。この値の範囲より下の干渉確率の値は無視することができる。この値の範囲より上の干渉確率は、厳密な要求「非許容」をもたらす。
この値の範囲の内部では、割り当てが基本的に許されている。しかし、今なお高い干渉に基づいて割り当てが望ましくないかどうかが考慮される。このことから、特に、全体として諸周波数でサービスされるエリアの各部分エリアが周波数割り当てにおいて、その干渉状況が許すように良好にサービスされることになる。
この構成では、好ましくは、入力情報が更に個々の基地局の負荷能力Ｌ及びトラヒックロードＶを含み、干渉費用関数の上昇Ｅが、事前に選択された基地局Ａと別の基地局Ｂとの間で有意な干渉確率pAB、pBAのとき妨害作用の評価の和として、各基地局で必要とされる周波数の数Ｚを考慮して、
0003541210.tif 000002
として算出されて、干渉費用関数の上昇が求められる。
詳細な所与の条件に応じて、干渉確率は隣接チャネルによる干渉の確率も含むことができる。
同一チャネルの場合又は隣接チャネルの場合２つの干渉確率（ダウンリンクの場合:Bセルラ内のＡによる障害、Ａセルラ内のＢによる障害；アップリンクの場合:B移動局によるＡの障害、Ａ移動局によるＢの障害）の少なくとも一つが適切な有意限界の上にあるあらゆる基地局対Ａ、Ｂが、干渉費用関数を計算するときに検討される。
かかる対Ａ、Ｂについて、両方の指向性関係「ＡがＢを乱す」と「ＢがＡを乱す」は別々に評価される。これらの関係は、有意な障害関係と称される。例えば「ＢがＡを乱す」の場合、基地局Ａに割り当てられる各周波数について、同一周波数又は隣接周波数（第１、第２、等）が基地局Ｂで利用されるかどうかが点検される。こうした各場合に、適宜な干渉確率が書き留められる。基地局Ａのすべての周波数をこのように処理した後、このように書き留められた干渉確率がすべて加算され、基地局Ａの負荷能力、基地局Ｂの負荷能力及び基地局Ａのトラヒックロードで乗算され、最後に、基地局Ｂに割り当てられる周波数の数で除算される。
この解は、障害関係「ＢがＡを乱す」の評価を提供する。これは、網全体にとっての基地局Ａの重要性で重み付けされた平均確率として解釈され、この確率で基地局Ａの利用者は利用時間の間基地局Ｂの運転によって乱される。有意な障害関係の評価の和が干渉費用関数の結果である。
本発明による方法の別の改良として、移動通信網の中で個々に割り当てられた周波数の頻度が別の周波数選択基準として考慮される。
いずれにしても選択を終了することができるようにするために、本発明の別の一つの展開では、基地局の選択時及び／又は周波数の選択時に、先行するすべての選択基準の適用後になお複数の基地局及び／又は周波数が選択されねばならないとき、ランダム法が適用される。
本発明による方法の有利な一実施態様では、工程（ａ）に従って基地局を選択するために、この基地局になお一緒に割り当て可能な周波数の最大数とこの基地局によってなお必要とされる周波数の数との比が第１基地局選択基準として適用され、最小の比を有する基地局が選択され、最小の比を有する複数の基地局から、個々の基地局に割り当てられる困難度が第２選択基準として適用され、最大の困難度を有する基地局が選択され、第２基地局選択基準で明確な選択がなされない場合、別の基地局との関係で同一周波数及び／又は隣接周波数が利用されるために各基地局に存在する干渉確率の和が第３基地局選択基準として適用され、最大の干渉確率の和を有する基地局が選択され、第３選択基準の適用後に明確な選択がなされない場合、残りの局の中からランダム選択が行われる。
別の有利な実施態様では、工程（ｂ）に従って周波数を選択するために、第１周波数選択基準が、下記等級のうちの最高等級に対する各周波数の帰属関係からなり：
−等級１には、選択された基地局になお一緒に割り当て可能な周波数の最大数とこの基地局によってなお必要とされる周波数の数との比について、この基地局にそれを割り当てると１より低い値が生成されるであろうような周波数が、選択された基地局で許される周波数のうちから組み入れられ、
−等級２には、別の基地局になお一緒に割り当て可能な周波数の最大数とこの別の基地局によってなお必要とされる周波数の数との比について、選択された基地局にそれを割り当てると１より低い値が生成されるであろうような周波数が、残りの周波数のうちから組み入れられ、
−等級３には、それまでにまだ分類されていないが網内で許容されているその他すべての周波数が組み入れられ；
第１周波数選択基準に従って明確な選択がなされない場合、干渉費用関数の可能な上昇が第２周波数選択基準として考慮され、この上昇が、事前に選択された基地局とその他の基地局との間の干渉確率の値のうち、許容最大干渉確率より上でなく且つ有意と見做される干渉確率より下でない値から算出され、それまでに行われた周波数割り当ての頻度が第３周波数選択基準として役立ち、最も頻度の低い周波数が選択され、第３周波数選択基準に従って明確な選択がなされない場合、残りの周波数の中からランダム選択が行われる。
各一つの基地局用に必要な少なくとも若干数の周波数と、移動通信網内で許容される周波数と、同一周波数又は隣接周波数の場合に基地局の間で干渉の確率（干渉確率）とを含む入力情報から出発して、移動通信網の基地局に周波数を割り当てる本発明による別の方法では、個々の基地局と割り当てられた周波数が徐々に選択され、周波数を選択するとき干渉確率が数字の点で考慮される。
この方法の特徴は、干渉確率に関して移動通信網を最適化するのに本質的に寄与し、別の工程及び選択基準と一緒に基地局及び周波数に適用することができる。
この方法において、好ましくは、有意と見做される最低値と許容最高の見做される最高値との間にある値の範囲の内部で干渉確率が考慮される。
本発明の一実施例が幾つかの図に示されており、以下で詳しく説明される。
図１は、４つの基地局の間で入力量として仮定される干渉確率を行列の形で示す。
図２は、基地局の間の障害関係のグラフである。
図3.1〜図3.8は、様々な周波数、つまり基地局と、残留容量となお必要とされる周波数との間の比との間の関係を各工程ごとに表の形で示す。
見易くするために、４つの基地局Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有する極めて小さな移動通信網から出発する。これは、例えば、既存網の拡張である。しかし、実際には、本発明による方法でもって数百の基地局又は数千の基地局さえ有する移動通信網に周波数割り当てが行われる。更に、この実施例では割り当てるべき周波数が８つにすぎないが、これは判り易くするためである。
この実施例は、図１に示された干渉確率が予め決定されていることを前提とする。いわゆるダウンリンクの場合、これは、或る基地局とそのエリア内にある移動局との間の通信が別の基地局によって乱される確率を示す。図１によれば、例えば、同一周波数を使用するとき基地局Ｄが基地局Ｃを12％の確率で乱す。10％の干渉確率は許容可能な最大確率と見做され、１％未満の干渉確率はもはや有意とは見做されない。
移動通信網の既存基地局に対する干渉確率は、著しく簡略化されたこの実施例では明確には列挙されていない。それらは有意ではないか又は基地局Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤの個々の周波数の禁止をもたらすものと想定されている。干渉確率によって基地局Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの間に与えられる障害関係は、図２に示すようにグラフの形でも表すことができる。実線の結線はは同一周波数の使用禁止を明確に意味する。該当するパーセント数付きの破線は、同一周波数の使用が許されてはいるが、しかし、望ましくないことを示す。それは、干渉確率が大きければ大きいほど、一層望ましくない。
基地局Ａ〜Ｄについて以下のことが既知であるとする。
−Ａは２つの周波数を必要とし、周波数３、５、８を使用してはならず、困難度が22であることと、
−Ｂは２つの周波数を必要とし、周波数２、３、５を使用してはならず、困難度が20であることと、
−Ｃは一つの周波数を必要とし、周波数２、３、５、６、７、８を使用してはならず、困難度が30であることと、
−Ｄは２つの周波数を必要とし、周波数３、５、６、８を使用してはならず、困難度が18である。
周波数を利用する可能性が図3.1に表で示されており、数字の上の横線は、各基地局について当該周波数が禁止されていることを意味する。
拡張すべき移動通信網について、既存部分において周波数の利用頻度が大きくなればなるほど、周波数の数が大きくなることが既知であると、更に、想定される。個々の基地局のトラヒックロードと負荷能力はすべて同じダミー値１が設定されるものとする。本方法で最高10の周波数割り当てサイクルが実行されると仮定される。
一つの基地局で一緒に利用される２つの周波数は、送信カプラ特性に基づいて３のチャネル間隔を有していなければならず、例えば周波数４が利用されると同一基地局で周波数２、３、５、６の利用は自動的に禁止される。
すべての入力データが既知となった後、本発明による方法は第１周波数割り当てサイクルを開始する。この場合、まず第１基地局を選択しなければならない。このために、最上位の基地局選択基準を点検するために基地局Ａ〜Ｄ用になお必要とされる周波数の数に対する残留容量の比が計算される。
これは、基地局Ａに関して以下のことを意味する。
周波数１は利用可能である、
周波数２は１の故に禁止されている、
周波数３は１の故に、またその他でも禁止されている、
周波数４は利用可能である、
周波数５は４の故に、しかしその他でも禁止されている、
周波数６は４の故に禁止されている、
周波数７は利用可能である、
周波数８は７の故に禁止されていることである。
そのことから、残留容量３、残留容量となお必要とされる周波数との比は3/2となる。この比と基地局Ｂ、Ｃ、Ｄに関する該当する比が図3.1の右に記載されている。
最上位の基地局選択基準に基づいて、基地局の一つＡ、Ｂ又はＤで周波数割り当てを開始することができる。これらの基地局から選択するために、第２位の基地局選択基準が、つまり困難度が利用され、基地局Ａが選択される。
基地局Ａは周波数３、５、８が禁止されている。許された周波数（１、２、４、６、７）のいずれも、基地局Ａへの第２の所要周波数の割り当てを既に今や不可能としないであろう。即ち、等級１は空である。同様に等級２が空である。それ故に等級３は１を超える周波数からなるので、これらの周波数から第２位の周波数選択基準に従って更に選別される。基地局Ｃ、Ｄには周波数がまだ割り当てられていないので、基地局Ａの各周波数について干渉費用関数の変化はゼロでなければならない。それ故に、第３位の周波数選択基準に従って別の選択が必要となる。既存網内での利用頻度についてのメモに従って周波数１が選択されねばならない。この割り当ての結果、周波数２、３は基地局Ａではもはや利用してはならず、また周波数１は干渉確率が高い（図１参照）が故に基地局Ｂでは利用してはなならい。最初の個別割り当て後に存在するこの状態が図3.2の表に示されている。枠の中の数字は、当該周波数が割り当てられたことを意味する。
図3.2は、更に、最初の個別割り当て後に新たに計算された残留容量となお必要とされる周波数の数との比を示す。それ故に、第２個別割り当てでは基地局Ｂが選択される。この基地局には周波数１、２、３、５が禁止されている。周波数６の選択は、基地局Ｂに対する第２周波数の割り当てを既に今や不可能とするであろう。それ故に周波数６は等級１に属する。等級２が空であり、等級３は周波数４、７、８を含む。基地局Ｃはまだ周波数を受け取っていないので、等級３の周波数について干渉費用関数の変化はそれぞれゼロに等しくなければならない。前記頻度基準に基づいて周波数４が選択されて基地局Ｂに割り当てられる。このことが図3.3に示されている。図3.3は更に残留容量となお必要とされる周波数との間の新たな比を示している。それによれば、最上位の選択基準に従った第３個別の割り当てには基地局Ａ、Ｂ、Ｄが検討対象となる。第２位の基地局選択基準に従って基地局Ａが選択される。
周波数６、７は両方とも等級３内にあり、基地局Ｃ、Ｄでは周波数がなお欠落しているが故に干渉費用関数の変更を行うことができないので、やはり頻度基準に従って周波数６が選択される。この第３個別割り当て後に、図3.4に示された中間結果が得られる。
第４個別割り当てでは困難度に従って基地局Ｂが選択される。周波数７を割り当てると、基地局Ｄにはもはや２つの周波数を割り当てることができないことを意味する。それ故に周波数７は等級２に属し、周波数８は等級３に属して選択される。この第４個別割り当て後に、図3.5に示された状態が得られる。
第５個別割り当てでは基地局Ｄが選択される。この基地局用になお残っている周波数はすべて等級３に属する。周波数１に関しては、基地局Ａで利用されているので干渉費用関数が上昇するが、周波数２、７に関してはそうではない。これらの周波数から頻度基準に従って周波数２が選択される。その後、図3.6に示された状態が得られる。
第６個別割り当てでは再び基地局Ｄが選択される。周波数７だけが等級３に属する。それ故にこの周波数が基地局Ｄに割り当てられる。このことが図3.7に示されている。
図3.7から更にわかるように、なお基地局Ｃに一つの周波数が割り当てられているだけであり、このために２つの周波数、つまり周波数１、４が自由である。両方の周波数について干渉費用関数が上昇する。
この上昇は、周波数１が割り当てられる場合、以下の如くに計算される。まず、関係「ＣがＡを乱す」について干渉費用関数の上昇が８％（図１）の干渉確率で計算される。この障害関係は、基地局Ａの負荷能力LA、基地局Ｃの負荷能力LC及び基地局ＡのトラヒックロードVAで乗算され、基地局Ａ用に全体として必要とされる周波数の数で除算される。負荷能力ＬもトラヒックロードＶも１と仮定されたので、
（８・１・１・１）/2＝４
となる。関係「ＡがＣを乱す」について干渉費用関数の上昇が同様に計算され、
（８・１・１・１）/1＝８
となる。その他すべての潜在的障害関係について計算は０となる。従って、評価（干渉費用関数）の和は12だけ高まる。周波数４を割り当てる場合、同様の計算によって干渉費用関数が３だけ高まる。そのことから、第２位の周波数選択基準に従って周波数４が選択されねばならない。この第１個別割り当て後に、図3.8に示された状態が得られる。こうして、第１割り当てサイクルが終了する。まだ満たされていない周波数需要を有する基地局がもはや存在しないので、操作全体も終了する。図3.8に示された最終結果は副次的条件をすべて満たし、できるだけ干渉のない網運転を保証する周波数計画を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３．１】
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【図３．２】
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【図３．３】
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【図３．４】
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【図３．５】
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【図３．６】
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【図３．７】
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【図３．８】
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