(57)【要約】  セル領域内に位置した複数の端末に個別の無線チャネルを割当て、割当チャネルで各端末とパケット通信する無線通信システム用の基地局であって、  制御部からのチャネルの割当要求に応答して、チャネル状態テーブル上で割当可能状態となっているチャネル群から、上記端末用の割当チャネルを選択する動的チャネル割当部を備え、  上記動的チャネル割当部が、割当済みとなっている複数のチャネルの中から干渉チャネルを検出し、該干渉チャネルを割当不可チャネルに変更すべきか否かをランダムに判定し、上記チャネル状態テーブルの状態情報を周期的に変更する。
2010067404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル領域内に位置した複数の端末に個別の無線チャネルを割当て、割当チャネルで各端末とパケット通信する無線通信システム用の基地局であって、
送受信されるパケット毎に、端末で使用すべきチャネルの割当要求を発生する制御部と、
上記チャネル割当要求に応答して、上記無線通信システムで使用可能な複数の無線チャネルの中から、上記端末用の割当チャネルを選択する動的チャネル割当部とを備え、
上記動的チャネル割当部が、
上記無線通信システムで使用可能な無線チャネルのチャネル番号と対応する複数のエントリからなり、各エントリが、チャネル割当可否を示す状態情報を含むチャネル状態テーブルと、
上記チャネル状態テーブル上で割当可能状態となっているチャネル群から、端末への割当チャネルを選択する割当チャネル決定部と、
上記割当チャネル決定部で割当済みとなっている複数のチャネルの中から、干渉値と閾値との比較によって干渉チャネルを検出し、該干渉チャネルについて割当不可チャネルに変更すべきか否かをランダムに判定する削除チャネル判定部と、
上記削除チャネル判定部で割当不可チャネルと判定した干渉チャネルについて、上記チャネル状態テーブルの状態情報を変更する割当不可チャネル更新部を含むことを特徴とする基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局において、
前記削除チャネル判定部が、干渉チャネル毎に発生させた乱数値に基づいて、前記干渉チャネルを割当不可チャネルに変更すべきか否かを判定することを特徴とする基地局。
【請求項３】
請求項１に記載の基地局において、
前記動的チャネル割当部が、前記チャネル状態テーブル上で割当不可状態となっているチャネルの個数が目標値よりも少ない場合に、割当可能状態となっているチャネル群から、上記目標値に不足する個数のチャネルをランダムに選択し、選択されたチャネルを割当不可状態に変更するための手段を含むことを特徴とする基地局。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の基地局において、
前記動的チャネル割当部が、前記チャネル状態テーブルの状態情報の初期値を決定するチャネル状態変更部を有し、上記チャネル状態変更部が、上記チャネル状態テーブルの複数のエントリから所定個数のエントリをランダムに選択し、選択されたエントリの状態情報を割当可能状態に設定することを特徴とする基地局。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の基地局において、
前記セル領域が、基地局からの距離に応じて分割された複数のサブセル領域からなり、
前記制御部が、前記セル領域内に存在する各端末の識別子と対応づけて、該端末が位置するサブセル領域を示すグループ識別子を記憶した端末位置テーブルを有し、
前記チャネル割当要求が、端末識別子とグループ識別子を含み、
前記チャネル状態テーブルが、上記複数のサブセル領域と対応する複数のサブテーブルからなり、各サブテーブルが、各サブセル領域内での前記無線チャネルの割当可否を示す状態情報を示す複数のエントリからなり
前記割当チャネル決定部が、前記チャネル割当要求が示すグループ識別子で特定されたサブテーブルを参照して、上記チャネル割当要求が示す端末識別子をもつ端末への割当チャネルを選択することを特徴とする基地局。
【請求項６】
請求項５に記載の基地局において、
前記動的チャネル割当部が、
前記割当済みチャネルを示す割当チャネルテーブルを備え、
前記割当チャネル決定部が、上記割当チャネルテーブルと、前記チャネル割当要求が示すグループ識別子で特定されたサブテーブルを参照して、前記端末への割当チャネルを選択することを特徴とする基地局。
【請求項７】
請求項５に記載の基地局において、
前記動的チャネル割当部が、
前記割当済みチャネルで測定された干渉値を記憶する干渉状態テーブルと、
前記各グループ識別子と対応付けて閾値を記憶する閾値テーブルとを備え、
前記削除チャネル判定部が、上記閾値テーブルからグループ識別子順に読み出した閾値と、上記干渉状態テーブルが示す割当済みのチャネルの干渉値に基づいて、前記サブセル領域毎に、前記割当不可チャネルに変更すべき干渉チャネルを判定し、
前記割当不可チャネル更新部が、上記削除チャネル判定部による判定結果に従って、前記チャネル状態テーブルの状態情報をサブテーブル毎に変更することを特徴とする基地局。
【請求項８】
請求項７に記載の基地局において、
前記閾値テーブルが、サブセル領域と基地局との距離が遠くなるに従って閾値が小さくなるように、前記グループ番号毎に異なった閾値を記憶していることを特徴とする基地局。
【請求項９】
請求項８に記載の基地局において、
前記削除チャネル判定部が、特定のサブセル領域で割当不可チャネルと判定されたチャネルについては、上記特定サブセル領域よりも外側の各サブセル領域で、前記干渉値と閾値とを比較することなく、割当不可チャネルと判定することを特徴とする基地局。
【請求項１０】
請求項５〜請求項９の何れかに記載の基地局において、
前記動的チャネル割当部が、前記チャネル状態テーブルの状態情報の初期値を決定するチャネル状態変更部を有し、上記チャネル状態変更部が、上記チャネル状態テーブルの各サブテーブルから所定個数のエントリをランダムに選択し、選択されたエントリの状態情報を割当可能状態に設定することを特徴とする基地局。
【請求項１１】
請求項５〜請求項９の何れかに記載の基地局において、
前記チャネル状態テーブルが、更新単位となる所定個数のチャネル番号をグルーピングして、更新単位毎に割当可否を示す状態情報を記憶しており、
前記削除チャネル判定部が、更新単位となる複数のチャネルに同一の判定結果を与えることを特徴とする基地局。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れかに記載の基地局において、
前記削除チャネル判定部が、前記制御部によって、所定周期で起動されることを特徴とする基地局。
【請求項１３】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の基地局において、
前記動的チャネル割当部が、
前記チャネル状態テーブル上で割当可能状態にあるチャネル数をカウントし、カウント値が目標値よりも少ない場合に、上記チャネル状態テーブル上で割当不可状態にあるチャネル群から、上記目標値に不足する個数のチャネルをランダムに選択する割当可能チャネル選択部と、
上記割当可能チャネル選択部で選択されたチャネルについて、上記チャネル状態テーブルの状態情報を割当可能状態に変更する割当可能チャネル更新部を含むことを特徴とする基地局。
【請求項１４】
請求項５〜請求項１１の何れかに記載の基地局において、
前記サブテーブル毎に、割当可能状態にあるチャネル数をカウントし、カウント値が目標値よりも少ない場合に、該サブテーブル上で割当不可状態にあるチャネル群から、上記目標値に不足する個数のチャネルをランダムに選択する割当可能チャネル選択部と、
上記サブテーブル毎に、上記割当可能チャネル選択部で選択されたチャネルについて、状態情報を割当可能状態に変更する割当可能チャネル更新部を含むことを特徴とする基地局。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基地局において、
前記割当可能チャネル選択部が、特定のサブセル領域で割当可能状態になっているチャネルについては、上記特定サブセル領域よりも内側の各サブセル領域でも割当可能チャネルとして選択することを特徴とする基地局。
【請求項１６】
請求項１３〜請求項１５の何れかに記載の基地局において、
前記割当可能チャネル選択部が、前記制御部によって所定の周期で起動されることを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム用の基地局に関し、更に詳しくは、各基地局が自律分散制御によって無線端末にチャネル割当てを行う移動無線通信システムに適用される無線基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディジタル移動体通信システムでは、隣接する複数の基地局が形成するセル間で無線チャネル信号が干渉しないように、各基地局が、自局セル内の無線端末（移動端末）に対して、隣接基地局とは異なるチャネルを選択的に割当てる。【０００３】
例えば、固定的チャネル割当て方式では、隣接する複数の基地局が同一チャネルを使用しないように、基地局制御局が、基地局毎に使用可能なチャネルを予め指定している。固定的チャネル割当て方式は、隣接セル間でのチャネル干渉を最小限に抑圧できる反面、各基地局で利用できるチャネル数が制限されるため、無線通信システム全体としての周波数利用効率が悪くなる。【０００４】
そこで、ディジタル移動体通信システムでは、各基地局が、隣接基地局における無線チャネルの使用状況を自律的に判断し、自局で使用できると判断したチャネル群から無線端末の割当てチャネルを選択する動的チャネル割当方式が注目されている。動的チャネル割当方式によれば、各基地局が、無線通信システムで定義された全チャネルの中から、自局で使用可能なチャネル群を選択できるため、周波数利用効率のよい無線通信システムを構築できる。【０００５】
動的チャネル割当方式の無線通信システムでは、各基地局が、無線端末との通信に使用される全チャネルについて、例えば、キャリアセンスによって干渉波レベルを測定し、干渉波レベル、例えば、ＣＩＲ（希望波対干渉波電力比）が所定閾値よりも小さいチャネルを空きチャネルと判定して、無線端末への割当てチャネルを選択している。【０００６】
例えば、特開平８−３３０３３号公報（特許文献１）は、移動端末と通信するための複数の無線送受信機を備えた基地局が、各無線チャネルに割当て優先度を設定しておき、チャネル設定処理において、割当て優先度順に無線チャネル干渉を測定して空きチャネルを検出し、待機状態にある各無線送受信機に空きチャネルを設定する無線チャネル割当制御方法を提案している。特許文献１では、発着呼によって無線チャネルの割当て要求が発生したとき、基地局が、待機状態にある送受信機を選択し、この送受信機に設定されている無線チャネルを端末に通知している。また、待機状態にある送受信機に割当てたチャネルについて、基地局が周期的に干渉測定を実行し、設定チャネルが使用不可と判定された場合は、別の空きチャネルを送受信機に設定している。【０００７】
周波数利用効率を向上させるチャネル割当て技術の一つとして、リユースパーティショニング（Reuse Partitioning）がある。リユースパーティショニングでは、例えば、セルを基地局に近いセル中心領域と、基地局から離れたセル境界領域とに分割しておき、隣接基地局からの電波が届きにくいセル中心領域に位置した無線端末に対しては、他の基地局と共通のチャネルを割当て、セル境界領域に位置した無線端末に対しては、基地局毎に異なったチャネルを割当てる。リユースパーティショニングを適用すると、セル中心領域における周波数の利用効率を改善できるため、周波数リソースを増やすことなく、基地局当たりの収容端末数を増加することが可能となる。【０００８】
例えば、信学技報、ＲＣＳ９１−３２、１９９１年（非特許文献１）には、“マイクロセル移動通信システムにおける自律分散ダイナミックチャネル割当て方式（ＡＲＰ）”と題して、リユースパーティショニングを自律分散制御によって実現する技術が提案されている。
また、特開２００２―４４７２０号公報（特許文献２）には、無線路における伝搬遅延時間を利用してセル内の無線端末の位置を特定するようにしたリユースパーティショニング方式の基地局が提案されている。【０００９】
【非特許文献１】金井敏仁：“マイクロセル移動通信システムにおける自律分散ダイナミックチャネル割当て方式（ＡＲＰ）”、信学技報、ＲＣＳ９１−３２（１９９１）
【特許文献１】特開平８−３３０３３号公報
【特許文献２】特開２００２―４４７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の無線チャネル割当制御方法は、待機状態にある送受信機に設定された無線チャネルが、端末へのチャネル割当て時点でも空き状態にあることが、前提となっている。従って、この無線チャネル割当制御方法は、例えば、ＰＨＳシステムのように、端末が同一の割当てチャネルを持続的に使用する回線交換方式の無線通信システムに適しており、割当てチャネルが頻繁に変わるパケット交換方式の無線通信システムでは、有効に機能しない可能性がある。【００１１】
パケット交換方式の無線通信システムでは、パケット毎にチャネル割当てが発生するため、チャネルの使用状態が頻繁に変化する。従って、干渉測定時に空きチャネルと判断されたチャネルが、その直後に他の基地局で使用されたため、端末へのチャネル割当て時点では、既に割当不可チャネルになっている可能性が高くなる。また、各基地局が、周期的な干渉測定によって、自律的に空きチャネルを検出しておき、一群の空きチャネルの中から、端末への割当てチャネルを選択する動的チャネル割当方式の無線通信システムでは、各基地局は、空きチャネルが他の基地局で使用中の状態となったことを瞬時に知ることができない。【００１２】
例えば、隣接する２つの基地局ＢＳ１とＢＳ２が、それぞれ自律的に検出した空きチャネル群を管理し、基地局ＢＳ１が、基地局ＢＳ２よりも一瞬早く、空きチャネルＣＨｎを自セル内の端末に割当てたと仮定する。チャネルＣＨｎが、基地局ＢＳ２の空きチャネル群にも含まれていた場合、チャネルＣＨｎが既に使用中チャネルとなったことを知らない基地局ＳＢ２が、自セル内の別の端末にチャネルＣＨｎを割当てた結果、セル間でチャネル干渉が発生する可能性がある。【００１３】
リユースパーティショニング方式の無線通信システムの場合でも、各基地局がパケット毎に自律分散的にチャネル割当てを実行しようとすると、上記と同様の問題が発生する。【００１４】
本発明の目的は、パケット交換方式の無線通信システムで動的チャネル割当てを可能にする基地局を提供することにある。
本発明の他の目的は、特に、リユースパーティショニングの動的チャネル割当てに適したパケット交換無線通信システム用の基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明では、セル領域内に位置した複数の端末に個別の無線チャネルを割当て、各端末と割当チャネルでパケット通信する無線通信システム用の基地局が、チャネル割当要求を発生する制御部と、上記制御部からのチャネルの割当要求に応答して、チャネル状態テーブル上で割当可能状態となっているチャネル群から、上記端末用の割当チャネルを選択する動的チャネル割当部を備え、上記動的チャネル割当部が、割当済みとなっている複数のチャネルの中から干渉チャネルを検出し、該干渉チャネルを割当不可チャネルに変更すべきか否かをランダムに判定して、上記チャネル状態テーブルの状態情報を周期的に変更することを特徴とする。【００１６】
更に詳述すると、本発明の無線通信システム用の基地局は、送受信されるパケット毎に、端末で使用すべきチャネルの割当要求を発生する制御部と、上記チャネル割当要求に応答して、上記無線通信システムで使用可能な複数の無線チャネルの中から、上記端末用の割当チャネルを選択する動的チャネル割当部とを備え、
上記動的チャネル割当部が、上記無線通信システムで使用可能な無線チャネルのチャネル番号と対応する複数のエントリからなり、各エントリが、チャネル割当可否を示す状態情報を含むチャネル状態テーブルと、上記チャネル状態テーブル上で割当可能状態となっているチャネル群から、端末への割当チャネルを選択する割当チャネル決定部と、上記割当チャネル決定部で割当済みとなっている複数のチャネルの中から、干渉値と閾値との比較によって干渉チャネルを検出し、該干渉チャネルについて割当不可チャネルに変更すべきか否かをランダムに判定する削除チャネル判定部と、上記削除チャネル判定部が割当不可チャネルと判定した干渉チャネルについて、上記チャネル状態テーブルの状態情報を変更する割当不可チャネル更新部とを含むことを特徴とする。【００１７】
削除チャネル判定部は、例えば、干渉チャネル毎に発生させた乱数値に基づいて、上記干渉チャネルを割当不可チャネルに変更すべきか否かを判定する。本発明の１実施例では、上記動的チャネル割当部が、上記チャネル状態テーブル上で割当不可状態となっているチャネルの個数が目標値よりも少ない場合に、割当可能状態となっているチャネル群から、上記目標値に不足する個数のチャネルをランダムに選択し、選択されたチャネルの状態情報を変更するための手段を含む。【００１８】
セル領域が、基地局からの距離に応じて分割された複数のサブセル領域からなる場合、上記制御部が、前記セル領域内に存在する各端末の識別子と対応づけて、該端末が位置するサブセル領域を示すグループ識別子を記憶した端末位置テーブルを備え、端末識別子とグループ識別子を含むチャネル割当要求を発生する。
この場合、チャネル状態テーブルは、上記複数のサブセル領域と対応する複数のサブテーブルからなり、各サブテーブルが、各サブセル領域内での無線チャネルの割当可否を示す状態情報を記憶する複数のエントリからなり、上記割当チャネル決定部が、上記チャネル割当要求が示すグループ識別子で特定されたサブテーブルを参照して、上記チャネル割当要求が示す端末識別子をもつ端末への割当チャネルを選択する。【００１９】
本発明の１実施例では、上記動的チャネル割当部が、割当済みチャネルで測定された干渉値を記憶する干渉状態テーブルと、グループ識別子と対応付けて閾値を記憶する閾値テーブルとを備え、上記削除チャネル判定部が、上記閾値テーブルからグループ識別子順に読み出した閾値と、上記干渉状態テーブルが示す割当済みチャネルの干渉値に基づいて、上記サブセル領域毎に、割当不可チャネルに変更すべき干渉チャネルを判定し、上記割当不可チャネル更新部が、上記削除チャネル判定部による判定結果に従って、上記チャネル状態テーブルの状態情報をサブテーブル毎に変更する。【００２０】
本発明の１実施例では、上記閾値テーブルには、サブセル領域と基地局との距離が遠くなるに従がって閾値が小さくなるように、グループ番号によって異なった閾値が記憶される。また、上記削除チャネル判定部が、特定のサブセル領域で割当不可チャネルと判定されたチャネルについては、上記特定サブセル領域よりも外側の各サブセル領域で、前記干渉値と閾値とを比較することなく、割当不可チャネルと判定する。【００２１】
本発明の他の特徴は、上記動的チャネル割当部が、上記チャネル状態テーブル上で割当可能状態となっているチャネル数をカウントし、カウント値が目標値よりも少ない場合に、上記チャネル状態テーブル上で割当不可状態となっているチャネル群から、上記目標値に不足する個数のチャネルをランダムに選択する割当可能チャネル選択部と、上記割当可能チャネル選択部で選択されたチャネルについて、上記チャネル状態テーブルの状態情報を割当可能状態に変更する割当可能チャネル更新部とを備えたことにある。【００２２】
セル領域が複数のサブセル領域に分割され、上記チャネル状態テーブルが、グループ識別子で特定される複数のサブテーブルからなる場合、上記割当可能チャネル選択部は、上記サブテーブル毎に、割当可能状態となっているチャネル数をカウントし、カウント値が目標値よりも少ない場合に、該サブテーブル上で割当不可状態となっているチャネル群から、上記目標値に不足する個数のチャネルをランダムに選択する。【００２３】
本発明の１実施例では、上記割当可能チャネル選択部が、特定のサブセル領域で割当可能状態になっているチャネルについては、それよりも内側の各サブセル領域でも割当可能チャネルとして選択する。【００２４】
本発明の更に他の特徴は、上記動的チャネル割当部が、上記チャネル状態テーブルの状態情報の初期値を決定するチャネル状態変更部を有し、上記チャネル状態変更部が、上記チャネル状態テーブルの複数のエントリから所定個数のエントリをランダムに選択し、選択されたエントリの状態情報を割当可能状態に設定するようにしたことにある。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の基地局では、割当済みチャネルが干渉チャネルとなった場合に、動的チャネル割当部が、干渉チャネルを割当不可チャネルに変更すべきか否かをランダムに判定するようになっている。また、割当可能チャネルの個数が目標値より少なくなったとき、動的チャネル割当部が、割当不可チャネル群の中からランダムに選択したチャネルを割当可能チャネルに変更している。【００２６】
従って、本発明によれば、チャネル状態テーブルに記憶される割当可能チャネル群の構成が、基地局毎に異なったものとなるため、チャネル状態テーブルに基づいて選択した割当チャネルがセル間で干渉する可能性を低減できる。また、本発明の基地局では、既に割当済みのチャネルについて、干渉チャネルか否かの判定が実行されるため、全チャネルの空き状態を判定する方式に比較して、干渉測定とチャネル状態テーブルの更新所要時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の幾つかの実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の無線基地局および動的チャネル割当て方法が適用される無線通信システムの概略的な構成図を示す。【００２８】
無線通信システムは、複数の無線基地局（ＢＳ）１０（１０Ａ、１０Ｂ、・・・１０Ｎ）と、これらの無線基地局１０が接続される基地局制御装置（ＢＳＣ）３０とからなる。基地局制御装置３０は、Ｌ３スイッチ（またはルータ）３１とゲートウェイ（ＧＷ）３２を介して、外部の通信ネットワーク、例えば、インターネットＮＷに接続されている。但し、Ｌ３スイッチ３１の機能は、基地局制御装置３０と一体化されてもよい。各基地局１０は、無線通信圏内となるセル１（１Ａ、１Ｂ、・・・１Ｍ）内に位置した複数の移動無線端末（ＭＳ）２０（２０−１、２０−２、・・・）と無線チャネルで通信する。【００２９】
図２は、各無線基地局（以下、単に基地局と言う）１０が、リユースパーティショニングでチャネル割当てを行う場合のセル領域と空きチャネルの関係を示す。
リユースパーティショニングでは、各基地局１０によって形成されるセル１が、基地局からの距離によって複数のサブセル領域（１Ａ−１、１Ａ−２、・・・１Ａ−ｎ）、（１Ｂ−１、１Ｂ−２、・・・１Ｂ−ｎ）、（１Ｃ−１、１Ｃ−２、・・・１Ｃ−ｎ）に分割され、セル内の複数の無線端末（以下、単に端末と言う）２０が、現在位置となるサブセル領域と対応付けて、複数のグループに分けて管理される。【００３０】
リユースパーティショニング方式の無線通信システムでは、各基地局１０は、サブセル領域毎にチャネル状態を管理する。サブテーブル２Ｂ−１は、基地局１０Ｂのセル中心領域１Ｂ−１のチャネル状態、サブテーブル２Ｂ−ｎは、基地局１０Ｂのセル境界領域のチャネル状態、サブテーブル２Ａ−ｎは、基地局１０Ａのセル境界領域のチャネル状態を示しており、サブテーブル内の数字はチャネル番号、Ｘマークを付したチャネル番号は割当不可チャネル、その他のチャネル番号は割当可能チャネルを意味している。【００３１】
初期状態では、各サブセル領域において、全チャネルが割当可能となっており、基地局が、複数の端末に対してチャネル割当てを繰り返すうちに、隣接セルで使用中のチャネルと干渉する割当不可チャネル数が増加し、割当可能チャネル（空きチャネル）群を形成するチャネル番号の分布が変化する。但し、セル中心領域では、隣接セルからの干渉電波が弱くなるため、サブテーブル２Ｂ−１、２Ｂ−ｎが示すように、セル境界領域よりも割当可能チャネル数は多くなる。【００３２】
従来の動的チャネル割当てでは、各基地局が、無線通信システムで使用できる全チャネルについて干渉状態を周期的に測定し、干渉値が所定閾値を越えるチャネルを割当不可チャネルと判定し、干渉の少ない割当可能チャネル群の中から、端末に割当てるべきチャネルを選択するようにしている。
各基地局が、端末に対してパケット単位で頻繁にチャネル割当を行った場合、干渉測定時に割当可能と判断したチャネルが、その後の他の基地局での使用によって、短時間のうちに割当不可チャネルとなってしまう。従って、各基地局１０が、周期的に干渉測定を行い、割当可能と判断したチャネルをチャネル状態テーブルに記憶したとしても、実際にチャネル割当を実行する時点では、チャネル状態テーブルの内容が、各チャネルの最新の状態とは異なったものとなっているため、適切でないチャネルが端末に割当てられることになる。【００３３】
本発明の特徴は、隣接する２つの基地局、例えば、１０Ａと１０Ｂが実行した干渉測定によって、チャネルＣＨｊが干渉チャネルと判定された場合であっても、基地局１０Ａ、１０Ｂが、チャネルＣＨｊをランダムに取り扱うことによって、結果的に、基地局１０Ａ、１０Ｂで内容的に異なったチャネル状態テーブルが形成され、互いに異なった候補チャネル（割当可能チャネル）群から端末への割当チャネルが選択されるようにしたことにある。【００３４】
図３は、基地局（ＢＳ）１０の基本的な面的配置を示す。
複数の基地局を正六角形の中心と各頂点に位置するように等間隔に配置した場合、均一半径の六角セルが規則的に配列されたセル配置となる。基地局の配列が不規則になると、半径と形状が不均一のセル配置となる。本発明は、セル配列が不規則な無線通信システムにも適用できる。【００３５】
図４は、本発明において、基地局１０と端末２０との間の無線区間に適用される無線チャネル構成の１例を示す。
以下の実施例では、無線区間に、複信方式としてＴＤＤ（Time Division Duplex）アクセス方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を適用した無線通信システムについて説明する。但し、本発明は、基地局と端末が、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）やＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）など、ＯＦＤＭＡ以外の無線チャネルで通信する無線通信システムにも適用できる。【００３６】
ＯＦＤＭＡでは、システム帯域幅が、サブキャリア周波数（ｆ０〜ｆｎ−１）対応の複数のサブチャネルに分割され、各サブチャネル上に、時間軸方向に複数のタイムスロットが形成される。時間軸方向には、所定周期でフレーム期間が定義され、各フレーム期間は、基地局１０から端末２０に向かう下りデータの通信期間（Downlink）と、端末２０から基地局１０に向かう上りデータの通信期間（Uplink）とからなる。【００３７】
ＯＦＤＭＡでは、各サブチャネル上の１タイムスロット期間が１チャネルとなり、基地局１０から端末２０に割当てられる通信チャネルの最小単位となる。図示した例では、Downlinkが、チャネル番号１〜ＰをもつＰ個のチャネルからなり、Uplinkが、チャネル番号１〜ｐをもつｐ個のチャネルからなっている。以下に説明する実施例では、図４に示したチャネルはユーザパケットの送受信に使用されるものとし、制御パケットは、これらのチャネルとは別の制御チャネルで送受信されるものとする。【００３８】
本発明の基地局１０は、後述するチャネル状態テーブルでDownlinkとUplinkの各チャネルの状態を管理し、チャネル状態テーブルを参照して、自セル内の複数の端末に動的なチャンネル割当てを行う。【００３９】
図５は、基地局１０の１実施例を示すブロック構成図である。
基地局１０は、制御部１００と、端末２０との間で無線電波を送受信するアンテナ１０１と、アンテナ１０１に接続された送受信切替え用のスイッチ１０２と、基地局制御装置３０との接続回線に接続される回線インタフェース１０３と、回線インタフェース１０３に接続された上位レイヤ処理部１０４と、スイッチ１０２に接続された送信ＲＦ（Radio Frequency）部１０６および受信ＲＦ部１０７と、上位レイヤ処理部１０４と送信ＲＦ部１０６との間に接続された下りベースバンド処理部１０５と、上位レイヤ処理部１０４と受信ＲＦ部１０７との間に接続された上りベースバンド処理部１０８と、受信ＲＦ部１０７に接続された干渉測定部１０９および受信電力測定部１１０と、動的チャネル割当部１２０を含む。【００４０】
尚、制御部１００と動的チャネル割当部１２０の実体は、プロセッサ１１が実行するプログラムモジュールであり、これらのプログラムモジュールはメモリ１２に格納されている。ここでは、発明の理解を容易にするために、制御部１００と動的チャネル割当部１２０が、他の構成要件と接続関係をもつ機能ブロックとして図示されている。動的チャネル割当部１２０は、後述するように、データメモリ１３に形成された各種のテーブルを参照して、端末へのチャネル割当てを実行する。【００４１】
制御部１００は、受信電力測定部１１０の測定結果と、各端末から報告された送信電力情報に基づいて、各端末が位置するサブセル領域を周期的に判定し、端末識別子（ＩＤ）と現在位置との関係を示す端末位置テーブル１９０を更新する。端末位置テーブル１９０には、各端末の現在位置が、各サブセル領域に割当てられたグループ識別子に変換して記憶される。【００４２】
動的チャネル割当部１２０は、後述するように、干渉測定部１０９で測定されたチャネル別の干渉値、または端末から通知された干渉値に基づいて、図８で詳述するチャネル状態テーブル１３０を周期的に更新しており、制御部１００から、端末ＩＤとグループ識別子を指定したチャネル割当要求を受信すると、チャネル状態サブテーブル１３０を参照して、端末への割当チャネルを動的に決定する。割当チャネルは、端末ＩＤと共に下りベースバンド処理部に通知される。【００４３】
以下の実施例では、チャネル状態テーブル１３０は、Uplink用のチャネル状態テーブルとDownlink用のチャネル状態テーブルからなる。また、各チャネル状態テーブルは、グループ識別子と対応付けられた複数のサブテーブルからなる。動的チャネル割当部１２０は、制御部１００からチャネル割当要求を受信したとき、制御部１００が指定したグループ識別子と対応するチャネル状態サブテーブルを参照して、端末に割当るべきチャネルを選択する。【００４４】
無線フレーム期間が、図４で説明したように、UplinkとDownlinkに時分割されているため、制御部１００は、Uplink期間には受信ＲＦ部１０７、Downlink期間には送信ＲＦ部１０６がアンテナ１０１に接続されるように、スイッチ１０２を周期的に切替える。【００４５】
受信ＲＦ部１０７は、Uplinkの各チャネルでの受信信号をベースバンド信号に変換して、上りベースバンド処理部１０８に出力する。上りベースバンド処理部１０８は、受信ＲＦ部１０７から受信した上りベースバンド信号から、各チャネルの受信パケット（ユーザパケット）を抽出して、上位レイヤ処理部１０４に出力する。制御チャネルで受信した制御パケットは、制御部１００に転送される。上位レイヤ処理部１０４は、上り方向の各ユーザパケットに対して、上りベースバンド処理部１０８よりも上位レイヤのプロトコル処理を実行した後、各ユーザパケットを回線インタフェース１０４に出力する。制御部１００は、端末から上りパケット送信用のチャネル割当要求を示す制御パケットを受信すると、端末位置テーブルを参照して要求元端末のグループ識別子を特定し、動的チャネル割当部１２０に、端末ＩＤとグループ識別子を指定して、上りチャネルの割当を要求する。【００４６】
上位レイヤ処理部１０４は、回線インタフェース１０４から下り方向のユーザパケットを受信すると、受信パケットに上位レイヤの所定のプロトコル処理を実行し、受信パケットの宛先端末の識別子（ＩＤ）を制御部１００に通知した後、受信パケットを下りベースバンド処理部１０５に出力する。制御部１００は、上位レイヤ処理部１０４から下りパケットの宛先端末ＩＤ（アドレス）を通知されたとき、端末位置テーブルを参照して宛先端末のグループ識別子を特定し、動的チャネル割当部１２０に、端末ＩＤとグループ識別子を指定して下りチャネルの割当を要求する。【００４７】
動的チャネル割当部１２０は、制御部１００から上り（Uplink）チャネルまたは下り（Downlink）チャネルの割当要求を受信すると、制御部１００が指定したグループ識別子と対応するチャネル状態サブテーブルを参照して、割当チャネルを決定する。割当チャネルは、端末ＩＤと共に下りブースバンド処理部１０５に通知される。【００４８】
下りベースバンド処理部１０５は、動的チャネル割当部１２０から端末ＩＤと割当チャネルを受信すると、これらの情報項目を含む制御パケットを生成する。下りベースバンド処理部１０５で生成された制御パケットは、下り制御チャネルの送信期間に、送信ＲＦ部１０６に出力される。一方、上位レイヤ処理部１０４から下りベースバンド処理部１０５に入力された下りユーザパケットは、下りベースバンド処理部１０５で一時的にバッファリングした後、動的チャネル割当部１２０が指定したdownlinkの割当チャネルのタイミングで、送信ＲＦ部１０６に出力される。【００４９】
図６は、端末２０の１実施例を示すブロック構成図である。
端末２０は、プロセッサ２００と、内部バス２１０を介してプロセッサ２００に接続された通信制御部２０１、メモリ２１１および入出力（Ｉ／Ｏ）装置２１２と、基地局１０との間で無線電波を送受信するアンテナ２１と、アンテナ２１に接続された送受信切替え用のスイッチ２０２と、上位レイヤ処理部２０４と、スイッチ２０２に接続された送信ＲＦ（Radio Frequency）部２０６および受信ＲＦ部２０７と、上位レイヤ処理部２０４と送信ＲＦ部２０６との間に接続された上りベースバンド処理部２０５と、上位レイヤ処理部２０４と受信ＲＦ部１０７との間に接続された下りベースバンド処理部２０８と、受信ＲＦ部２０７に接続された干渉測定部２０９と、上位レイヤ処理部２０４に接続されたＣＯＤＥＣ部２１４と、ＣＯＤＥＣ部２１４に接続された音声入出力部２１３とからなる。メモリ２１１には、プロセッサ２００が実行する各種のアプリケーションプログラムと制御ルーチンが格納されている。【００５０】
通信制御部２０１は、Uplink期間には送信ＲＦ部２０６、Downlink期間には受信ＲＦ部２０７がアンテナ２１に接続されるように、スイッチ２０２を周期的に切替える。また、通信制御部２０１は、下り制御チャネルの受信期間と、基地局１０から割当られた下りチャネル期間に、受信ＲＦ部２０７、下りベースバンド処理部２０８を稼動し、上り制御チャネルの送信期間と、基地局１０から割当てられた上りチャネル期間に、上りベースバンド処理部２０５、送信ＲＦ部２０６からの信号送信を可能にする。【００５１】
受信ＲＦ部２０７は、下り制御チャネルと下り割当チャネルで受信した信号をベースバンド信号に変換して、下りベースバンド処理部２０８に出力する。下りベースバンド処理部２０８は、受信ＲＦ部２０７から受信したベースバンド信号から、自局宛のユーザパケットと制御パケットを抽出して、ユーザパケットは上位レイヤ処理部２０４、制御パケットは制御部２０１に出力する。【００５２】
上位レイヤ処理部２０４は、受信パケットに上位レイヤの所定のプロトコル処理を実行し、受信パケットが音声パケットの場合は、受信パケットから抽出した音声データをＣＯＤＥＣ２１４に出力する。音声パケット以外のユーザパケットと、アプリケーションレイヤの制御パケットは、内部バス２１０を介して、プロセッサ２００に出力される。また、上位レイヤ処理部２０４は、ＣＯＤＥＣ２１４から出力された送信音声パケットと、プロセッサ２００から出力された送信パケットに上位レイヤの所定のプロトコル処理を実行し、送信パケットを上りベースバンド処理部２０５に出力する。【００５３】
通信制御部２０１は、下りベースバンド処理部２０８から入力される制御パケットに応じた通信制御動作を実行する。通信制御部２０１は、基地局１０から指定された割当チャネルに従って、上述した受信ＲＦ部２０７と下りベースバンド処理部２０８における下り信号の受信と、上りベースバンド処理部２０５と送信ＲＦ部２０６における上りチャネルでの送信を制御する。また、通信制御部２０１は、干渉測定部２０９で測定されたDownlink割当チャネルの干渉値を示す制御パケットと、Uplink割当チャネルにおけるパケットの送信電力を示す制御パケットを生成し、これらの制御パケットを上りベースバンド処理部２０５に入力し、上り制御チャネルで基地局１０に送信する。【００５４】
図７は、図５に示した動的チャネル割当部１２０の１実施例を示すブロック構成図である。
動的チャネル割当部１２０は、プログラムモジュールとして、削除チャネル判定部１２１と、割当不可チャネル更新部１２２と、割当可能チャネル選択部１２４と、割当可能チャネル更新部１２５と、割当チャネル決定部１２６を含み、これらのプログラムモジュールが参照するテーブルとして、目標値テーブル１２３と、割当チャネルテーブル１２７と、干渉状態テーブル１２８と、閾値テーブル１２９と、チャネル状態テーブル１３０と、チャネルリスト１４０、１４５を含む。更新単位変更部１５０、更新単位テーブル１６０、チャネル状態変更部１７０は、本発明の他の実施例を構成する要素であり、本発明の基本実施例に必須の要素ではない。【００５５】
割当チャネル決定部１２６は、制御部１００から、グループ番号と端末ＩＤを示すチャネル割当要求を受信した時、現時点で割当済みのチャネル（通信中チャネル）を示す割当チャネルテーブル１２７と、チャネル状態テーブル１３０を参照して、端末の割当チャネルを決定し、割当チャネルと端末ＩＤを下りベースバンド処理部１０５に通知すると共に、割当チャネルテーブル１２７を更新する。【００５６】
本発明の特徴は、周期的に起動される削除チャネル判定部１２１と割当可能チャネル選択部１２４によって、チャネル状態テーブル１３０に記憶される割当可能チャネルをランダムに分散させ、各基地局が、隣接する他の基地局とは異なった割当可能チャネル群から、端末への割当チャネルを選択できるようにしたことにある。【００５７】
削除チャネル判定部１２１は、割当チャネルテーブル１２７と、干渉状態テーブル１２８と、閾値テーブル１２９を参照して、UplinkとDownlinkの複数のチャネルのうち、割当不可とすべきチャネルを判定して、チャネルリスト１４０に記憶する。チャネルリスト１４０の内容は、割当不可チャネル更新部１２２によって、チャネル状態テーブル１３０に反映される。【００５８】
割当可能チャネル選択部１２４は、目標値テーブル１２３と、割当チャネルテーブル１２７と、チャネル状態テーブル１３０を参照し、チャネル状態テーブル１３０で割当不可状態になっているチャネル群のなかから、割当可能チャネルに変更すべきチャネルを選択して、チャネルリスト１４５に記憶する。チャネルリスト１４５の内容は、割当可能チャネル更新部１２５によって、チャネル状態テーブル１３０に反映される。【００５９】
図８は、チャネル状態テーブル１３０の１実施例を示す。
本実施例では、基地局１０が、同一端末に対して、DownlinkとUplinkで別々のチャネルを割当てるものとし、チャネル状態テーブル１３０が、Downlink用のチャネル状態テーブル１３０Ｄと、Uplink用のチャネル状態テーブル１３０Ｕとからなっている。各チャネル状態テーブルは、Downlink用かUplink用かを示すテーブル区分欄１３１と、チャネル番号欄１３２と、端末が位置するサブセル領域を示すグループ番号１３４別に分割された複数の割当可能フラグ欄１３３を含む。従って、Downlink用のチャネル状態テーブル１３０Ｄは、グループ番号１３４と対応した複数のサブテーブル１３０Ｄ−１〜１３０−Ｎからなり、Uplink用のチャネル状態テーブル１３０Ｕは、グループ番号１３４と対応した複数のサブテーブル１３０Ｕ−１〜１３０Ｕ−Ｎからなっている。【００６０】
本実施例では、チャネル状態テーブル１３０（１３０Ｄ、１３０Ｕ）の割当可能フラグ１３３は、初期状態において、全てのチャネル番号が割当可能チャネルであることを示す「１」に設定される。本発明によれば、基地局１０が、端末へのチャネル割当てを繰り返すうちに、割当可能フラグが「０」を示すテーブルエントリが、チャネル状態テーブル１３０内でランダムに分散し、隣接する複数の基地局が、互いに異なった組み合わせで割当可能チャネル番号群を示すチャネル状態テーブル１３０を備えることになる。【００６１】
図９は、割当チャネル決定部１２６によって更新される割当チャネルテーブル１２７の１実施例を示す。
本実施例では、割当チャネルテーブル１２７も、Downlink用の割当チャネルテーブル１２７Ｄと、Uplink用の割当チャネルテーブル１２７Ｕとからなっている。各割当チャネルテーブルは、チャネル番号１２７１と割当フラグ１２７２との対応関係を示す複数のエントリからなり、割当フラグ１２７２は、チャネル番号１２７１をもつチャネルが、自セル内の端末に割当済み（「１」）か否（「０」）かを示す。【００６２】
図１０は、削除チャネル判定部１２１によって更新される干渉状態テーブル１２８の１実施例を示す。
干渉状態テーブル１２８は、通信中チャネル番号１２８１と干渉値１２８２との対応関係を示す複数のエントリからなる。通信中チャネル番号１２８１は、割当チャネルテーブル１２７Ｄ、１２７Ｕにおいて、割当フラグ１２７２が「１」のチャネル番号に相当している。【００６３】
削除チャネル判定部１２１は、Uplinkの割当不可チャネル（削除チャネル）を判定する際に、干渉状態テーブル１２８に、通信中チャネル番号１２８１として、割当チャネルテーブル１２７Ｕが示す割当済チャネルの番号を記憶し、通信中チャネル番号１２８１で特定される各Uplinkチャネルについて、干渉測定部１０９で干渉値を測定し、測定結果を干渉値１２８２として、干渉状態テーブル１２８に記憶する。干渉値１２８２としては、例えば、干渉波の受信電力、ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference plus Noise Ration）などの値が記憶される。Downlinkの削除チャネルを判定する場合、削除チャネル判定部１２１は、干渉状態テーブル１２８に、通信中チャネル番号１２８１として、割当チャネルテーブル１２７Ｄが示す割当済チャネルの番号を記憶し、干渉値１２８２として、端末側から報告された干渉値を記憶する。【００６４】
図１１は、削除チャネル判定部１２１が参照する閾値テーブル１２９の１実施例を示す。
閾値テーブル１２９は、グループ番号１２９１と閾値１２９２との対応関係を示す複数のエントリからなる。ここで、閾値１２９２は、グループ番号１２９１で特定されたサブセル領域で干渉チャネルを判定するとき、干渉値と比較される閾値を示している。干渉値が閾値を超えた場合、干渉チャネルと判定される。但し、本発明では、全ての干渉チャネルが割当不可チャネルに変更される訳ではない。閾値１２９２は、サブセル領域が基地局から離れる（グループ番号が大きくなる）に従がって、小さい値となっている。【００６５】
図１２は、割当可能チャネル選択部１２４が参照する目標値テーブル１２３の１実施例を示す。
目標値テーブル１２３は、グループ番号１２３１と割当可能チャネル目標値１２３２との対応関係を示す複数のエントリからなる。割当可能チャネル選択部１２４は、チャネル状態テーブル１３０が示す割当可能チャネルの個数が目標値１２３２よりも少ない場合、割当可能チャネルの個数が目標値となるように、割当不可チャネル番号群の中からランダムにチャネル番号を選択して、割当可能フラグ１３３を「１」に変更する。【００６６】
図１３は、基地局１０の制御部１００が利用する端末位置テーブル１９０の１実施例を示す。
端末位置テーブル１９０は、端末ＩＤ１９０１とグループ識別子１９０２との関係を示す複数のエントリからなる。制御部１００は、例えば、受信電力測定部１１０で測定された各端末１０からの受信電力の値と、端末１０から制御パケットによって報告された送信電力の値に基づいて、基地局と端末との間の距離を計算し、各端末の現在位置となるサブセル領域を推定して、グループ識別子１９０２の値を特定する。基地局１０と各端末２０がＧＰＳ（Global Positioning System）を備えていた場合、各端末に現在位置を報告させ、制御部１００が、各端末の現在位置と基地局１０の位置から、グループ識別子１９０２の値を特定するようにしてもよい。【００６７】
図１４は、削除チャネル判定部１２１によって更新されるチャネルリスト１４０の１実施例を示す。
チャネルリストは、Downlink用のチャネルリスト１４０Ｄと、Uplink用のチャネルリスト１４０Ｕとからなる。各チャネルリストは、Downlink用かUplink用かを示すテーブル区分欄１４１と、通信中チャネル番号欄１４２と、グループ番号１４４別に分割された複数の判定結果欄１４３を含む。従って、Downlink用のチャネルリスト１４０Ｄは、グループ番号１４４と対応した複数のサブリスト１４０Ｄ−１〜１４０−Ｎからなり、Uplink用のチャネルリスト１４０Ｕは、グループ番号１４４と対応した複数のサブリスト１４０Ｕ−１〜１４０Ｕ−Ｎからなっている。【００６８】
チャネルリスト１４０Ｄの通信中チャネル番号欄１４２には、割当チャネルテーブル１２７Ｄにおいて、割当フラグが「１」となっているエントリのチャネル番号が記憶される。同様に、チャネルリスト１４０Ｕの通信中チャネル番号欄１４２には、割当チャネルテーブル１２７Ｕにおいて、割当フラグが「１」となっているエントリのチャネル番号が記憶される。【００６９】
削除チャネル判定部１２１は、後述するように、チャネルリスト１４０が示す通信中チャネルについて、干渉値をサブセル領域毎に設定された閾値と比較する。干渉値が閾値を超えたチャネルは、乱数を利用してランダムに割当不可チャネルに変更される。割当不可チャネルとなった通信中チャネルは、判定結果欄１４３に「１」が設定される。
【実施例１】
【００７０】
図１５は、削除チャネル判定部（プログラムモジュール）１２１の第１実施例を示すフローチャートである。削除チャネル判定部１２１は、制御部１００によって、周期的に起動される。【００７１】
本実施例では、削除チャネル判定部１２１が、Downlink用のチャネル状態テーブル１３０Ｄで割当不可チャネルに変更すべきチャネル（削除チャネル）の判定と、Uplink用のチャネル状態テーブル１３０Ｕにおける削除チャネルの判定を連続的に行なう場合について説明するが、Downlinkの削除チャネルの判定処理と、Uplinkの削除チャネルの判定処理を分離しておき、削除チャネル判定部１２１が、制御部１００から指定されたリンクの削除チャネル判定を実行するようにしてもよい。【００７２】
図１５のフローチャートにおいて、パラメータｄは、チャネルリスト１４０におけるテーブル区分１４１、パラメータｉは、チャネルリスト１４０および干渉状態テーブル１２８のエントリ番号、パラメータｇは、チャネルリスト１４０のグループ番号１４４を示す。【００７３】
削除チャネル判定部１２１が起動されると、プロセッサ１１は、先ず、パラメータｄに初期値０を設定し、パラメータβに、削除チャネルをランダムに決定するための確率値を設定する（ステップ２１０１）。ここで、パラメータβの値は、０＜β＜１となっている。【００７４】
プロセッサ１１は、干渉状態テーブル１２８と、第ｄチャネルリスト（ｄ＝０のときは、チャネルリスト１４０Ｄ）の全グループの判定結果１４３をクリアし（２１０２）、上記チャネルリストの通信中チャネル番号１４２に、第ｄ割当チャネルテーブル（ｄ＝０のときは、割当チャネルテーブル１２７Ｄ）で割当フラグ１２７２が「１」となっているチャネル番号を記憶し、第ｄチャネルリストに記憶された通信中チャネル番号の個数をパラメータＫに設定する（２１０３）。この後、プロセッサ１１は、第ｄチャネルリストの通信中チャネル番号欄１４２が示す各チャネルについて、干渉値を測定し、通信中チャネル番号と干渉値を干渉状態テーブル１２８に記憶する（２１０４）。【００７５】
プロセッサ１１は、パラメータｇに初期値０を設定（２１０５）した後、ｇの値をインクリメントし（２１０６）、パラメータｇとグループ番号の最大値Ｎとを比較する（２１０７）。ｇ＞Ｎでなければ、プロセッサ１１は、干渉状態テーブル１２８のエントリ番号を特定するパラメータｉに初期値０を設定（２１０８）した後、ｉの値をインクリメントして（２１０９）、ｉとＫを比較する（２１１０）。ｉ＞Ｋでなければ、プロセッサは、干渉状態テーブル１２８の第ｉエントリが示す干渉値１２８２と、閾値テーブル１２９の第ｇエントリが示す閾値ＴＨ（ｇ）を比較し（２１２０）、干渉値がＴＨ（ｇ）以下の場合は、ステップ２１０９以降の処理を繰り返す。【００７６】
ステップ２１２０で、干渉値がＴＨ（ｇ）を超えていた場合、すなわち、チャネルリストの第ｉエントリの通信中チャネルが干渉チャネルとなっていた場合、プロセッサ１１は、乱数発生器で乱数ｘを発生し（２１２１）、この乱数ｘを確率パラメータβと比較する（２１２２）。ｘの値がβ以上の場合は、プロセッサ１１は、ステップ２１０９以降の処理を繰り返す。ｘ＜βの場合は、プロセッサ１１は、第ｉエントリが示すチャネルを割当不可チャネル（削除チャネル）と判定し、第ｄチャネルリストの第ｇグループの第ｉエントリＣd,g（ｉ）の判定結果欄１４３に「１」を設定（２１２３）した後、ステップ２１０９以降の処理を繰り返す。【００７７】
ステップ２１０９〜２１２３を繰り返すことによって、Downlink用のチャネルリスト１４０Ｄに通信中チャネル１４２として登録された全チャネルについて、第ｇグループの閾値ＴＨ（ｇ）を適用した干渉判定が行なわれる。また、干渉値が閾値ＴＨ（ｇ）を超えたチャネルのうち、乱数ｘを適用してランダムに選択されたチャネルが、チャネルリストでグループ番号ｇをもつサブリスト１４０Ｄ−ｇに、削除チャネルとして記憶される。【００７８】
ステップ２１１０でパラメータｉの値がＫを超えたとき、プロセッサ１１は、ステップ２１０６でグループ番号ｇの値をインクリメントし、新たな閾値ＴＨ（ｇ）を適用して、上述した判定処理を繰り返す。また、ステップ２１０７で、パラメータｇの値がグループ番号の最大値Ｎを超えたとき、チャネルリスト１４０のテーブル区分１４１を示すパラメータｄの値がインクリメントされる（２１３０）。【００７９】
プロセッサ１１は、ｄ＞１でなければ（２１３１）、ステップ２１０２に戻り、次の割当チャネルテーブル（ｄ＝１のときは、割当チャネルテーブル１２７Ｕ）が示す通信中のチャネル番号について、上述した処理を繰り返す。本実施例では、ｄ＝１のとき、Uplink用のチャネルリスト１４０Ｕに、Uplink用の割当チャネルテーブル１２７Ｕが示す通信中のチャネル番号が登録され、干渉値が閾値ＴＨ（ｇ）を超え、且つランダムに選択されたチャネルが、チャネルリスト１４０Ｕに削除チャネルとして記憶される。プロセッサ１１は、ｄ＞１となったとき、削除チャネル判定部１２１の処理を終了する。
削除チャネル判定部１２１による削除チャネルの判定処理が終了すると、制御部１００は、割当不可チャネル更新部（プログラムモジュール）１２２を起動する。【００８０】
図１６は、割当不可チャネル更新部１２２の１実施例を示すフローチャートである。
割当不可チャネル更新部１２２が起動されると、プロセッサ１１は、パラメータｄに初期値０を設定し（２２０１）、第ｄチャネルリスト１４０Ｄに登録されている通信中チャネル番号１４２の個数をカウントして、パラメータＫに設定する（２１０２）。この後、プロセッサ１１は、パラメータｇに初期値０を設定し（２２０３）、ｇの値をインクリメントして（２２０４）、ｇとグループ番号の最大値Ｎを比較する（２２０５）。【００８１】
ｇ＞Ｎでなければ、プロセッサ１１は、チャネルリスト１４０のエントリ番号を特定するためのパラメータｉに初期値０を設定（２２０６）した後、ｉの値をインクリメントして（２２０７）、ｉとＫを比較する（２２０８）。ｉ＞Ｋでなければ、プロセッサは、第ｄチャネルリストの第ｇグループの第ｉエントリＣd,g（ｉ）の判定結果欄１４３をチェックし（２２０９）、エントリＣd,g（ｉ）の判定結果が「１」でなければ、ステップ２２０７以降の処理を繰り返す。エントリＣd,g（ｉ）の判定結果が「１」の場合、プロセッサ１１は、エントリＣd,g（ｉ）が示す通信中チャネル番号１４３の値をパラメータｊに設定し（２２１０）、第ｄチャネル状態テーブル１３０Ｄの第ｇグループの第ｊエントリＥd,g（ｊ）の割当可能フラグ１３３を「０」に変更して（２２１１）、ステップ２２０７以降の処理を繰り返す。【００８２】
ステップ２２０８でパラメータｉの値がＫを超えたとき、プロセッサ１１は、ステップ２１０６でグループ番号ｇの値をインクリメントして、上述したステップ２２０５〜２２１１の処理を繰り返す。ステップ２２０５で、パラメータｇの値が最大値Ｎを超えたとき、プロセッサ１１は、チャネルリスト１４０のテーブル区分１４１を示すパラメータｄの値をインクリメントし（２２１２）、ｄ＞１でなければ（２２１３）、ステップ２２０２に戻って、次のチャネルリスト１４０Ｕが示す通信中のチャネル番号について、上述した処理を繰り返す。プロセッサ１１は、ｄ＞１となったとき、割当不可チャネル更新部１２２の処理を終了する。【００８３】
本実施例では、ｄ＝０のとき、Downlink用のチャネルリスト１４０Ｄに従って、Downlink用のチャネル状態テーブル１３０Ｄが更新され、ｄ＝１のとき、Uplink用のチャネルリスト１４０Ｕに従って、Uplink用のチャネル状態テーブル１３０Ｕが更新される。【００８４】
上述した実施例では、削除チャネル判定部１２１の動作が終了したとき、制御部１００が、割当不可チャネル更新部１２２を起動しているが、割当不可チャネル更新部１２２は、全ての判定処理を終了した削除チャネル判定部１２１によって起動されるようにしてもよい。また、割当不可チャネル更新部１２２の機能を削除チャネル判定部１２１に統合してもよい。この場合、例えば、Downlink用の削除チャネルの判定処理が終了したとき、Downlink用のチャネルリスト１４０Ｄに従って、Downlink用のチャネル状態テーブル１３０Ｄを更新し、Uplink用の削除チャネルの判定処理が終了したとき、Uplink用のチャネルリスト１４０Ｕに従って、Uplink用のチャネル状態テーブル１３０Ｕを更新するようにしてもよい。【００８５】
次に、割当可能チャネル選択部１２４と、割当可能チャネル更新部１２５の実施例について、図１７〜図１９を参照して説明する。
前述した割当不可チャネル更新部１２２によって、割当可能チャネルの一部が割当不可チャネルに変更されると、チャネル状態テーブル１３０上では、割当可能チャネルの個数が一時的に減少する。割当可能チャネル選択部（プログラムモジュール）１２４は、チャネル状態テーブル１３０上に、目標値テーブル１２３で目標値１２３２として指定された個数以上の割当可能チャネルを確保するために実行される。【００８６】
図１７は、割当可能チャネル選択部１２４によって更新され、割当可能チャネル更新部１２５によって参照されるチャネルリスト１４５の１例を示す。
チャネルリスト１４５は、Downlink用のチャネルリスト１４５Ｄと、Uplink用のチャネルリスト１４５Ｕとからなる。各チャネルリストは、Downlink用かUplink用かを示すテーブル区分欄１４６と、グループ番号１４８別に分割された複数の割当可能チャネル番号欄１４７とを含む。従って、Downlink用のチャネルリスト１４５Ｄは、グループ番号１４８と対応した複数のサブリスト１４５Ｄ−１〜１４５−Ｎからなり、Uplink用のチャネルリスト１４５Ｕは、グループ番号１４８と対応した複数のサブリスト１４５Ｕ−１〜１４５Ｕ−Ｎからなる。本実施例では、各サブリストの末尾に、増加チャネル数１４９が記憶される。【００８７】
増加チャネル数１４９は、チャネル状態テーブル１３０に割当可能チャネルとして追加すべきチャネルの個数を示している。割当可能チャネル番号欄１４７には、割当可能フラグ１３３を「０」から「１」に変更すべきチャネル番号が記憶される。【００８８】
図１８は、第１実施例に適用される割当可能チャネル選択部１２４のフローチャートを示す。割当可能チャネル選択部１２４は、割当不可チャネル更新部１２２によるチャネル状態テーブルの更新処理が終了した後で、制御部１００によって起動される。【００８９】
割当可能チャネル選択部１２４が起動されると、プロセッサ１１は、テーブル区分を示すパラメータｄに初期値０を設定し（２４０１）、第ｄチャネルリスト１４５Ｄの各サブリストの内容をクリア（２４０２）した後、グループ番号を特定するためのパラメータｇに初期値０を設定する（２４０３）。この後、プロセッサ１１は、パラメータｇの値をインクリメントし、パラメータｉに初期値「１」を設定し（２４０４）、パラメータｇとグループ番号の最大値Ｎとを比較する（２４０５）。【００９０】
ｇ＞Ｎでなければ、プロセッサ１１は、目標値を示すパラメータＹに、目標値テーブル１２３の第ｇエントリが示す目標値Ｙ（ｇ）を設定し（２４０６）、第ｄチャネル状態テーブル１３０Ｄの第ｇグループで、割当可能フラグが「１」となっているエントリ（割当可能チャネル）の個数Ｘをカウントして（２４０７）、増加チャネル数Ｍ＝Ｙ−Ｘを算出する（２４０８）。プロセッサ１１は、Ｍの値を第ｄチャネルリストの第ｇグループの増加チャネル数Ｍ（ｇ）として記憶（２４０９）した後、Ｍの値が０を超えているか否かを判定し（２４１０）、Ｍ＞０でなければ、ステップ２４０４に戻って、パラメータｇの値をインクリメントし、パラメータｉを初期値「１」にして、次のグループ番号で上述した処理を繰り返す。【００９１】
ステップ２４１０でＭ＞０の場合、プロセッサ１１は、第ｄチャネル状態テーブル１３０Ｄの第ｇグループで、割当可能フラグが「０」となっているエントリ（割当不可チャネル）群のなかから、ランダムに１つのエントリ（チャネル番号ｊ）を選択し（２４１１）、第ｄチャネルリストの第ｇグループの第ｉエントリＣd,g（ｉ）に、チャネル番号ｊを記憶する（２４１２）。この後、プロセッサ１１は、パラメータＭの値をデクリメントし、パラメータｉの値をインクリメントして（２４１３）、ステップ２４１０以降の処理を繰り返す。【００９２】
パラメータＭの値が０以下になったとき、プロセッサ１１は、ステップ２４０４に戻って、パラメータｇの値をインクリメントし、パラメータｉを初期値「１」にして、次のグループ番号で上述した処理を繰り返す。ステップ２４０５で、パラメータｇの値が、グループ番号の最大値Ｎを超えたとき、テーブル区分を示すパラメータｄの値がインクリメントされる（２４１４）。【００９３】
プロセッサ１１は、ｄ＞１でなければ（２４１５）、ステップ２４０２に戻って、次のチャネルリスト１４５Ｕをクリアし、次のチャネル状態テーブル１３０Ｕについて、上述した処理を繰り返す。ｄ＞１となったとき、割当可能チャネル選択部１２４の処理は終了する。
割当可能チャネル選択部１２４によるチャネル選択処理が終了すると、制御部１００は、割当可能チャネル更新部（プログラムモジュール）１２５を起動する。【００９４】
図１９は、割当可能チャネル更新部（プログラムモジュール）１２５のフローチャートを示す。
割当可能チャネル更新部１２５が起動されると、プロセッサ１１は、パラメータｄに初期値０を設定し（２５０１）、パラメータｇに初期値０を設定し（２５０２）、ｇの値をインクリメントして（２５０３）、ｇとグループ番号の最大値Ｎを比較する（２５０３）。【００９５】
ｇ＞Ｎでなければ、プロセッサ１１は、第ｄチャネルリスト１４５Ｄの第ｇグループのサブリスト１４５Ｄ−ｇに記憶してある増加チャネル数Ｍ（ｇ）の値をパラメータＫに設定し（２５０５）、サブリスト１４５Ｄ−ｇ内のエントリを特定するためのパラメータｉに初期値０を設定する（２５０６）。この後、プロセッサ１１は、ｉの値をインクリメントして（２５０７）、ｉとＫを比較する（２２５８）。ｉ＞Ｋでなければ、プロセッサは、第ｄチャネルリストの第ｇグループの第ｉエントリＣd,g（ｉ）に記憶されているチャネル番号の値をパラメータｊに設定し（２５０９）、第ｄチャネルテーブル１３０Ｄの第ｇグループの第ｊエントリＥd,g(ｊ)の割当可能フラグ１３３を「１」に変更して（２５１０）、上述したステップ２５０７以降の処理を繰り返す。【００９６】
ステップ２５０８でパラメータｉの値がＫを超えたとき、プロセッサ１１は、ステップ２５０３でグループ番号ｇの値をインクリメントして、上述したステップ２５０４〜２５１０の処理を繰り返す。ステップ２５０４で、パラメータｇの値が最大値Ｎを超えたとき、プロセッサ１１は、チャネルリスト１４５のテーブル区分１４６を示すパラメータｄの値をインクリメントし（２５１１）、ｄ＞１でなければ（２５１２）、ステップ２５０２に戻る。これによって、次のチャネルリスト１４５Ｕを使用して、上述した処理が繰り返される。プロセッサ１１は、ｄ＞１となったとき、割当可能チャネル更新部１２５の処理を終了する。【００９７】
本実施例では、ｄ＝０のとき、Downlink用のチャネルリスト１４５Ｄに従って、Downlink用のチャネル状態テーブル１３０Ｄが更新され、ｄ＝１のとき、Uplink用のチャネルリスト１４５Ｕに従って、Uplink用のチャネル状態テーブル１３０Ｕが更新される。【００９８】
上述した実施例では、割当可能チャネル選択部１２４の動作が終了したとき、制御部１００が、割当可能チャネル更新部１２５を起動しているが、割当可能チャネル更新部１２５は、全ての判定処理を終了した割当可能チャネル選択部１２４によって起動されるようにしてもよい。また、割当可能チャネル更新部１２５の機能を割当可能チャネル選択部１２４に統合してもよい。この場合、例えば、Downlink用の割当可能チャネルの判定処理が終了したとき、Downlink用のチャネルリスト１４５Ｄに従って、Downlink用のチャネル状態テーブル１３０Ｄを更新し、Uplink用の割当可能チャネルの判定処理が終了したとき、Uplink用のチャネルリスト１４５Ｕに従って、Uplink用のチャネル状態テーブル１３０Ｕを更新するようにしてもよい。【００９９】
図２０の（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ基地局１０Ａ、１０Ｂが備えるチャネル状態テーブル１３０Ｕの一部である第ｇサブテーブル１３０Ｕ−ｇの変化を示している。
図示した例では、エントリE1,g(4)とE1,g(10)が示すように、第４チャネルと第１０チャネルが、基地局１０Ａと１０Ｂの双方で、割当可能チャネルとなっている。従って、これらのチャネルが、基地局１０Ａ、１０Ｂの双方で端末に割当てられた場合、チャネル間干渉が発生する。従来の技術では、干渉チャネルに対する扱いが、各基地局が同一となっているため、基地局１０Ａで割当不可と判断した干渉チャネルは、基地局１０Ｂでも割当不可チャネルと判断される。【０１００】
これに対して、本発明では、上記第４チャネルと第１０チャネルが通信中チャネルとなったとき、削除チャネル判定部１２１が、干渉チャネルをランダムに割当不可チャネルに変更するようになっているため、サブテーブル１３０Ｕ−ｇ’のエントリE1,g(4)、E1,g(10)が示すように、基地局１０Ａと１０Ｂでは、干渉チャネルに対する扱いが異なったものとなる。また、割当可能チャネル選択部１２４の機能によって、割当不可チャネル群の一部がランダムに割当可能チャネルに変更されるため、例えば、エントリE1,g(1)、E1,g(8)が示すように、基地局１０Ａと１０Ｂで異なったチャネルが割当可能チャネルとなる。従って、本発明によれば、上述した削除チャネル判定部１２１と割当可能チャネル選択部１２４を周期的に起動することによって、隣接する複数の基地局が、互いに異なった割当可能チャネル群を示すチャネル状態テーブルにもとづいて、動的チャネル割当てを実行することが可能となる。【０１０１】
図２１は、割当チャネル決定部（プログラムモジュール）１２６の１実施例を示すフローチャートである。割当チャネル決定部１２６は、制御部１００からのチャネル割当要求に応答して起動される。本実施例では、チャネル割当要求は、端末ＩＤと、グループ番号と、割当リンクの識別情報を含む。【０１０２】
割当チャネル決定部１２６が起動されると、プロセッサ１１は、チャネル割当要求が示すグループ番号をパラメータｇに設定（２６０１）した後、チャネル割当すべきリンクを判定する（２０６２）。割当リンクがUplinkの場合は、プロセッサ１１は、テーブル区分パラメータｄを１に設定し（２６０３）、割当リンクがDownlinkの場合は、パラメータｄを０に設定する（２６０４）。【０１０３】
プロセッサ１１は、チャネル番号を示すパラメータｉの値を初期値０に設定（２６０５）した後、パラメータｉをインクリメントし（２６０６）、ｉがチャネル番号の最大値（Ｐまたはｐ）を超えたか否かを判定する（２６０７）。パラメータｉが最大値以下であれば、プロセッサ１１は、第ｄチャネル状態テーブル（１３０Ｄまたは１３０Ｕ）の第ｇグループの第ｉエントリＥd,g（ｉ）の割当可能フラグ１３３をチェックし（２６０８）、割当可能フラグが１の場合は、第ｄ割当チャネルテーブル（１２７Ｄまたは１２７Ｕ）の第ｉエントリＥ（ｉ）の割当フラグ１２７２をチェックする（２６０９）。【０１０４】
エントリＥ（ｉ）の割当フラグが０の場合、すなわち、第ｉチャネルが割当可能チャネル、且つ、空きチャネルのとき、プロセッサ１１は、上記エントリＥ（ｉ）の割当フラグを１に変更し（２６１０）、割当チャネルＣＨ（ｄ）にチャネル番号ｉを設定して（２６１１）、ＣＨ（ｄ）と端末ＩＤを下りベースバンド処理部１０５に出力して（２６１２）、チャネル割当を終了する。【０１０５】
ステップ２６０８で、割当可能フラグが０（第ｉチャネルが割当不可チャネル）、またはステップ１２６０９で、割当フラグが１（第ｉチャネルが通信中チャネル）の場合、ステップ２６０６以降の処理が繰り返され、パラメータｉの値がチャネル番号の最大値Ｐを超えたとき、プロセッサ１１は、制御部１００に割当不可を通知して（２６１３）、チャネル割当を終了する。【０１０６】
上記実施例では、割当チャネル決定部１２６が、チャネル状態テーブル１３０が示す割当可能チャネル群のうち、割当チャネルテーブル１２７で空き状態にあることが確認されたチャネルを割当チャネルとして選択したが、ここで選択されたチャネルについて干渉値を測定し、干渉が許容値を超えていた場合は、別のチャネルを選択するようにしてもよい。【０１０７】
上述した第１実施例によれば、各基地局が、互いに異なったチャネル番号の組み合わせで、チャネル状態テーブルに割当可能チャネル群を記憶できるため、端末割当チャネルが干渉する可能性を低減できる。また、削除チャネル判定部１２１が、通信中チャネルに限定して、グループ番号毎の干渉判定を繰り返すようになっているため、無線通信システムの全チャネルについて干渉判定を繰り返す場合に比較して、干渉判定の所要時間を短縮できる。【０１０８】
図３０は、本発明を適用した無線通信システムにおけるUplinkのユーザ（端末）あたりの周波数利用効率［ｂｐｓ／Ｈｚ／ｕｓｅｒ］の累積分布を示す。縦軸Ｃ．Ｄ．Ｆは、累積分布を表している。【０１０９】
ここでは、基地局は、２０ｍ間隔の六角セル配置となっており、各セルは、セル半径の７０％を境として第１、第２のサブセル領域に分割され（グループ数Ｎ＝２）、全チャネル数Ｐを４０、１基地局あたりユーザ(端末)数を１６、各端末への割当チャネル数を１とし、全端末の使用チャネルが、４フレーム間隔で変更された場合を想定している。また、各端末は、基地局での受信電力が−５０ｄＢｍとなるように理想的に送信電力制御されているものとする。本発明によれば、セル間のチャネル干渉を抑圧できるため、従来方式と比較して、周波数利用効率が改善されることがわかる。
【実施例２】
【０１１０】
図２に示したリユースパーティショニング方式の無線通信システムでは、基地局に近いサブセル領域で干渉チャネルと判定されたチャネルは、セル境界に近いサブセル領域でも干渉チャネルとなる。本発明の第２実施例では、リユースパーティショニングの上記特性に着目して、グループ番号ｍのサブセル領域で削除チャネルを判定するとき、これより内側のサブセル領域（グループ番号ｍ−１）における判定結果を参照する。【０１１１】
第２実施例では、例えば、チャネルｉが、グループ番号ｍ−１のサブセル領域で割当不可チャネルとなっていた場合、グループ番号ｍのサブセル領域では、干渉判定することなく、チャネルｉを割当不可チャネルと判断する。逆に、グループ番号ｍのサブセル領域で割当可能と判定されたチャネルは、グループ番号ｍ−１のサブセル領域でも割当可能チャネルにする。【０１１２】
図２２は、削除チャネル決定部１２１の第２実施例を示すフローチャートである。図１５で説明した第１実施例と同一のステップは、図１５と同一符号を付してあるため、説明を省略する。
第２実施例では、ステップ２１１０で、干渉状態テーブル１２８のエントリ番号を特定するパラメータｉを通信中チャネル数Ｋと比較し、ｉ＞Ｋでなければ、グループ番号ｇをチェックする（２１１１）。グループ番号ｇが１、すなわち、基地局に最も近いサブセル領域で削除チャネルを判定しているときは、プロセッサ１１は、第１実施例と同様、干渉値判定（２１２０）と、乱数判定（２１２２）によって、割当不可チャネル（削除チャネル）に変更すべき干渉チャネルを選択する。【０１１３】
ステップ２１１１で、ｇ＝１でなかった場合、プロセッサ１１は、第ｄチャネルリストのグループ番号「ｇ−１」の第ｉエントリＣd,g-1（ｉ）の判定結果をチェックし（２１１２）、第ｉエントリＣd,g-1（ｉ）の判定結果が「１」となっていた場合は、第ｄチャネルリストのエントリＣd,g（ｉ）の判定結果を「１」に設定して（２１１３）、ステップ２１０９に戻る。第ｉエントリＣd,g-1（ｉ）の判定結果が「０」となっていた場合、プロセッサ１１は、第１実施例と同様、干渉値判定（２１２０）と、乱数判定（２１２２）によって、割当不可チャネルに変更すべき干渉チャネルを選択する。【０１１４】
動的チャネル割当部１２０に、第２実施例の削除チャネル決定部１２１が適用された場合でも、図１６に示した割当不可チャネル更新部１２２によって、チャネル状態テーブル１３０を更新することができる。【０１１５】
図２３は、割当可能チャネル選択部１２４の第２実施例のフローチャートを示す。  図１８で説明した第１実施例と同一のステップは、図１８と同一符号を付してあるため、説明を省略する。
第２実施例では、第１実施例とは逆に、グループ番号ｇの大きいサブセル領域から順に割当可能チャネルの選択処理を実行し、何れかのサブセル領域で割当可能と判定されたチャネルは、それよりも内側の全てのサブセル領域で、割当可能チャネルと判定する。【０１１６】
図２３の割当可能チャネル選択部１２４において、プロセッサ１１は、パラメータｄで特定される第ｄチャネルリストをクリア（２４０２）した後、グループ番号を示すパラメータｇをグループ番号の最大値Ｎに設定し（２４０３Ａ）、チャネル状態テーブル１３０におけるチャネル番号を示すパラメータｊを０、チャネルリスト１４０におけるエントリを特定するパラメータｉの値を１に設定して（２４０４Ａ）、パラメータｇの値をチェックする（２４０５Ａ）。パラメータｇが０でなければ、ステップ２４０６〜２４０９を実行して、第ｇグループで増加すべき割当可能チャネルの個数Ｍを算出し、これを第ｇグループのチャネルリストに記憶する。【０１１７】
この後、プロセッサ１１は、パラメータｇがグループ番号の最大値Ｎか否かを判定する（２４２０）。ｇ＝Ｎ、すなわち、プロセッサ１１が、セルの最も外側のサブセル領域でチャネル選択を実行している場合は、第１実施例と同様、ステップ２４１０〜２４１３を繰り返すことによって、割当不可チャネル群のなかからランダムにＭ個の割当可能チャネルを選択する。第ｇグループで割当可能チャネルの選択が終了すると、プロセッサ１１は、パラメータｇの値をデクリメント（２４２７）した後、ステップ２４０４Ａでパラメータｊ、ｉの値を初期化し、ステップ２４０５Ａ以降の処理を繰り返す。【０１１８】
ステップ２４２０で、ｇ＝Ｎでなかった場合は、プロセッサ１１は、パラメータｉの値をインクリメントし（２４２１）、ｉの値がチャネル番号の最大値Ｐを超えたか否かを判定する（２４２２）。ｉ＞Ｐでなければ、プロセッサ１１は、第ｄチャネル状態テーブル１３０において、現在処理対象となっているサブセル領域の１つ外側のサブセルを示すグループ番号「ｇ＋１」の第ｊエントリＥd,g+1（ｊ）の割当可能フラグと、現在処理対象としているグループ番号ｇの第ｊエントリＥd,g（ｊ）の割当可能フラグをチェックする（２４２３）。【０１１９】
エントリＥd,g+1（ｊ）の割当可能フラグが「０」、またはエントリＥd,g（ｊ）の割当可能フラグが「１」の場合は、ステップ２４２１に戻る。エントリＥd,g+1（ｊ）の割当可能フラグが「１」で、エントリＥd,g（ｊ）の割当可能フラグが「０」の場合、プロセッサ１１は、第ｄチャネルリストの第ｇグループの第ｉエントリＣd,g（ｉ）にチャネル番号ｊを記憶し（２４２４）、パラメータＭの値をデクリメントし、パラメータｉの値をインクリメントして（２４２５）、Ｍの値をチェックする（２４２６）。【０１２０】
Ｍ＞０の場合、プロセッサ１１は、ステップ２４２１に戻って、上述した処理を繰り返し、Ｍ＝０になったとき、ステップ２４２７に進む。Ｍ＝０になる前に、インクリメントされたパラメータｊが最大値Ｐを超えた場合（２４２２）、プロセッサ１１は、割当可能チャネルの追加個数がＭになるまで、ステップ２４１０〜２４１３を繰り返す。
動的チャネル割当部１２０に、第２実施例の割当可能チャネル選択部１２４が適用された場合でも、図１９に示した割当可能チャネル更新部１２５によって、チャネル状態テーブル１３０を更新することができる。【０１２１】
尚、図２３では、外側サブセル領域の割当可能チャネルを内側サブセル領域に複写するシーケンスにおいて、割当可能チャネルが目標値に達した時点（２４２６）で、グループ番号をインクリメントし（２４１７）、次のサブセル領域での判定処理に遷移させているが、判定ステップ２４２６を省略して、外側サブセル領域の全ての割当可能チャネルを内側サブセル領域に複写するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１２２】
図２４は、本発明の第３実施例として、図１６に示した割当不可チャネル更新部１２２に追加されるプログラムモジュール部分のフローチャートを示す。
ここに示したプログラムモジュール部分は、チャネル状態テーブル１３０上で、チャネルリスト１４０に記憶されたチャネル番号を割当不可チャネルに変更したとき、チャネル状態テーブル１３０上で割当不可チャネルが目標個数に足りない場合に、不足した個数のチャネルを割当可能チャネル群のなかからランダムに選択し、割当不可チャネルに変更するためのものである。【０１２３】
図１６の割当不可チャネル更新部１２２では、ステップ２２０７〜２２１１で、チャネルリスト１４０に記憶された第ｇグループのＫ個のチャネルについて、チャネル状態リスト１３０で割当不可チャネルへの変更が終了したとき、ステップ２２０４でパラメータｇの値をインクリメントすることによって、次のグループ番号のチャネルリストに従って、チャネル状態リスト１３０で割当不可チャネルへの変更が繰り返されるようになっている。【０１２４】
図２４のフローチャートは、チャネル状態リスト１３０で割当不可チャネルへの変更が終了したとき、ステップ２２０４に進む前に実行される。
本実施例では、プロセッサ１１は、第ｄチャネル状態テーブル１３０の第ｇグループの割当不可チャネルの個数Ｘをカウントし（２２２０）、Ｘを予め指定されている目標値Ｚと比較する（２２２１）。ＸがＺ以上の場合は、図１６のステップ２２０４が実行される。ＸがＺより小さい場合、プロセッサ１１は、第ｄチャネル状態テーブル１３０の第ｇグループで、割当可能フラグ１３３が「１」のエントリ群のなかから、ランダムにエントリＥd,g（ｊ）を選択し（２２２２）、エントリＥd,g（ｊ）の判定結果１３３を「０」に変更し（２２２３）、Ｘの値をインクリメントして（２２２４）、ステップ２２２１を実行する。【０１２５】
本実施例によれば、チャネル状態テーブル１３０上で、最低Ｚ個のチャネルが割当不可チャネルとなり、割当可能チャネル分布のランダム性が増すため、隣接セル間で端末への割当チャネルの干渉可能性を更に低減できる。
尚、図２４では、簡単化のために全てのグループに共通の目標値Ｚを使用しているが、目標値Ｚは、図１２に示した割当可能チャネルの目標値Ｙと同じように、グループ番号によって異なった値を使用してもよい。
【実施例４】
【０１２６】
次に、本発明に第４実施例として、図７に示した更新単位変更部１５０の機能について説明する。
第４実施例では、例えば、図２５に示すチャネル状態テーブル１３０Ｂのように、複数のチャネル番号１３２をグルーピングし、グルーピングされた複数のチャネルを更新単位１３５として、割当可能フラグ１３３を設定する。図２５では、２チャネルずつグルーピングして、更新単位番号１３５を付与してある。このチャネル状態テーブル１３０Ｂを利用すれば、削除チャネル判定部１２２と割当可能チャネル選択部１２４で、更新単位となる複数チャネルに同一の判定結果を与えれば済むため、チャネルの判定処理が容易になり、チャネル状態テーブルの更新所要時間を短縮できる。【０１２７】
更新単位変更部１５０は、例えば、図２６に示す更新単位テーブル１６０を参照して、更新単位となるチャネル数を平均干渉値に応じて最適化する。図示した例では、更新単位テーブル１６０は、平均干渉値１６１と対応付けて、更新単位チャネル数１６２と、結合規則１６３を記憶している。【０１２８】
平均干渉値１６１は、干渉測定部１０９で測定された干渉値の全チャネルの平均値であり、更新単位チャネル数１６２は、平均干渉値１６１が小さくなるに従って多くなる。図示した例では、平均干渉値がＸｄを超えた場合は、更新単位チャネル数が最小値「１」となり、平均干渉値がＸ０以下の場合は、更新単位チャネル数が最大値Ｐとなっている。実用上、更新単位チャネル数が最大値Ｐになることはない。【０１２９】
結合規則１６３は、更新単位チャネル数１６２が示す複数チャネルの組み合わせ規則を示す。最も単純な結合規則１６３は、図２５に示すように、チャネル番号順に、更新単位チャネル数１６２が示すｍ個のチャネルをグルーピングするものである。但し、チャネル番号が不連続となる複数のチャネルをグルーピングして、更新単位にしてもよい。【０１３０】
本実施例では、図１０に示した干渉状態テーブル１２８に代えて、例えば、図２７に示す更新単位別の干渉状態テーブル１２８Ｂが使用される。
干渉状態テーブル１２８Ｂには、更新単位番号１２８０と対応づけて、チャネル番号１２８１と、平均干渉値１２８３が記憶される。削除チャネル判定部１２１は、干渉状態テーブル１２８Ｂで更新単位となっている複数のチャネルで干渉値を測定し、それらの平均値を平均干渉値１２８３として記憶しておき、平均干渉値１２８３を閾値と比較することによって、チャネル番号１２８１が示す各チャネルが割当可能チャネルか否かを判定する。【０１３１】
図２８は、更新単位変更部１５０の１実施例を示すフローチャートである。
更新単位変更部１５０は、削除チャネル判定部１２１の実行に先立って、制御部１００により起動される。更新単位変更部１５０が起動されると、プロセッサ１１は、チャネル状態テーブルに登録される全チャネルの平均干渉値を算出し（１５０１）、更新単位テーブル１６０を参照して、上記平均干渉値と対応する更新単位チャネル数１６２と、結合規則１６３を特定する（１５０２）。次に、プロセッサ１１は、結合規則１６３に従って、複数のチャネル番号をグルーピングし、図２５、図２７で説明したチャネル状態テーブル１３０と、干渉状態テーブル１２８Ｂを生成して（１５０３）、削除チャネル判定部１２１を起動する（１５０４）。【０１３２】
第１実施例の削除チャネル判定部１２１では、図１５のフローチャートのステップ２１０４で、干渉状態テーブル１２８に、割当チャネルテーブル１２７が示す通信中のチャネルで測定した干渉値を記憶しておき、ステップ２１２０で、通信中の各チャネルについて、干渉値が閾値ＴＨ（ｇ）を超えているか否かを判定した。
第４実施例では、削除チャネル判定部１２１は、干渉状態テーブル１２８の代わりに干渉状態テーブル１２８Ｂを使用し、ステップ２１０４で、更新単位別の複数チャネルの平均干渉値を干渉状態テーブル１２８Ｂに記憶しておき、ステップ２１２０では、割当チャネルテーブル１２７が示す通信中の各チャネルについて、干渉状態テーブル１２８Ｂが示す平均干渉値が閾値ＴＨ（ｇ）を超えているか否かを判定すればよい。【０１３３】
平均干渉値が閾値ＴＨ（ｇ）を超えた場合、乱数ｘと確立値βとの関係によって、割当不可チャネル（削除チャネル）がランダムに決定され、ステップ２１２３で、判定結果がチャネルリスト１４０に記憶される。本実施例では、更新単位となる複数チャネルのうち、何れかのチャネルで削除チャネル判定が終わっていれば、同じ更新単位に含まれる他のチャネルについては、削除チャネル判定を省略できる。従って、判定対象チャネルを特定するためのパラメータｉの値を更新したとき、チャネルリスト１４０を参照して、第ｉチャネルと同じ更新単位で既に削除チャネル判定が実行済みか否かをチェックし、実行済みの場合は、前と同じ判定結果をｉチャネルに適用することによって、第ステップ２１２０〜２１２３を省略するようにしてもよい。この場合、削除チャネル判定部１２１の起動時に、例えば、図１４に示したチャネルリスト１４２に、通信中チャネル番号１４２と対応付けて、チャネル状態テーブル１３０Ｂまたは干渉状態テーブル１２８Ｂが示す更新単位番号を記憶しておくとよい。
【実施例５】
【０１３４】
次に、本発明に第５実施例として、図７に示したチャネル状態変更部１７０の機能について説明する。
本発明では、上述したように、削除チャネル判定部１２１が、乱数ｘと確率値βに従って、干渉チャネルをランダムに割当不可チャネルに変更し、割当可能チャネル選択部１２４が、割当不可チャネル群の一部をランダムに割当可能チャネルに変更するようになっているため、削除チャネル判定部１２１と割当可能チャネル選択部１２４を周期的に起動することによって、チャネル状態テーブル１３０が示す割当可能チャネル群を基地局毎に異なったチャネル組み合わせにすることができる。【０１３５】
しかしながら、上述した第１実施例〜第４実施例では、チャネル状態テーブル１３０の割当可能フラグ１３３が、初期状態では、全チャネルで割当可能チャネルを示す状態となっている。そのため、割当チャネル決定部１２６が、隣接する複数の基地局１０で、同一アルゴリズムでチャネル割当を行う限り、初期状態では、隣接セルの間でチャネル干渉が発生する確率が高くなっている。【０１３６】
図７に示したチャネル状態変更部１７０は、基地局１０が初期状態にあるとき、制御部１００によって起動され、チャネル状態テーブル１３０が示す割当可能フラグ１３３の状態をランダムに「１」状態に設定する機能を備える。【０１３７】
図２９は、チャネル状態変更部１７０の１実施例を示すフローチャートである。
チャネル状態変更部１７０でが起動されると、プロセッサ１１は、先ず、チャネル状態テーブル１３０のグループ別サブテーブルの全ての割当可能フラグ１３３をクリア（「０」状態）する（１７０１）。この後、プロセッサ１１は、割当可能チャネル選択部１２４を起動し（１７０２）、割当可能チャネル選択部１２４の動作が終了すると、割当可能チャネル更新部１２５を起動する（１７０３）。割当可能チャネル更新部１２５の動作が終了すると、制御部１００に初期化終了を通知して（１７０４）、チャネル状態変更部１７０の動作を終了する。【０１３８】
チャネル状態テーブル１３０の割当可能フラグ１３３が全て「０」状態にあるとき、グループ別の全てのサブテーブルで、割当可能チャネルのカウント数Ｘが０個となる。従って、図１８のフローチャートから明らかなように、割当可能チャネル選択部１２４を実行すると、チャネル状態テーブル１３０のグループ別の各サブテーブルから、予め目標値テーブル１２３で指定されたＹ（ｇ）個の割当可能チャネルをランダムに選択することができる。割当可能チャネル選択部１２４で選択された割当可能チャネルのチャネル番号は、チャネルリスト１４５に記憶されるため、割当可能チャネル更新部１２５を実行することによって、チャネル状態テーブル１３０に割当可能チャネルを示すフラグ１３３をランダムに記憶することができる。【０１３９】
ステップ１７０２で、図２３に示した第２実施例の割当可能チャネル選択部１２４を起動すれば、外側サブセル領域で割当可能なチャネル番号を内側サブセル領域でも割当可能なチャネルにできる。また、目標値テーブル１２３に、基地局に近いサブセル領域（グループ番号）ほど値が大きくなるように、目標個数Ｙ（ｇ）を設定しておくことによって、サブセル領域によって異なったチャネル組み合わせの割当可能チャネル群を生成できる。【０１４０】
上述した削除チャネル判定部１２１において、閾値ＴＨ（ｇ）を低くすると、チャネル干渉に敏感になるため、割当可能チャネルから割当不可チャネルへの変更が頻繁に発生し、チャネル状態テーブル上で、割当可能チャネル群の構成変更が活発に行われる。逆に、閾値ＴＨ（ｇ）を大きくすると、割当不可チャネルへの変更が抑制されるため、割当可能チャネル群の構成が安定する。従って、閾値テーブル１２９において、セル境界のサブセル領域（グループ番号＝Ｎ）では、閾値ＴＨ（ｇ）を低くし、セル中心（基地局）に近づく（グループ番号が小さくなる）に従って、閾値ＴＨ（ｇ）を高くしておくことによって、リユースパーティショニングを効果的に行なうことが可能となる。【０１４１】
本発明では、割当不可チャネルと割当可能チャネルがランダムに選択されているため、チャネル状態テーブルに記憶される割当可能チャネルの目標個数を少なくしておくと、隣接する複数の基地局が、互いに異なった割当可能チャネル群の中から端末への割当チャネルを選択できる可能性が高くなり、チャネル間干渉を回避できる。逆に、割当可能チャネルの目標個数を多くすると、端末への割当チャネル数が増えるため、基地局が、多くの端末と通信できる。従って、目標値テーブル１２３において、干渉の可能性が高いセル境界のサブセル領域では、割当可能チャネルの目標値を小さくしておき、セル中心に近づくに従って、割当可能チャネルの目標値を大きくしておくことによって、リユースパーティショニングを効果的に行うことができる。【０１４２】
以上の実施例では、削除チャネル判定部１２１と割当不可チャネル更新部１２２、割当可能チャネル選択部１２４と割当可能チャネル更新部１２５が、制御部１００からの指示に従って周期的に起動されるものとして説明した。制御部１００は、図４に示したフレーム期間を単位として、例えば、奇数フレームでは、削除チャネル判定部１２１と割当不可チャネル更新部１２２を起動し、偶数フレームでは、割当可能チャネル選択部１２４と割当可能チャネル更新部１２５を起動すればよい。また、削除チャネル判定部１２１と割当不可チャネル更新部１２２、割当可能チャネル選択部１２４と割当可能チャネル更新部１２５を複数フレームおきに起動するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、移動無線通信システムに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の無線基地局および動的チャネル割当て方法が適用される無線通信システムの概略的な構成図を示す図。
【図２】基地局１０が、リユースパーティショニングでチャネル割当てを行う場合のセル領域と空きチャネルの関係を示す図。
【図３】基地局（ＢＳ）１０の基本的な面的配置を示す図。
【図４】基地局１０と端末２０との間の無線区間に適用される無線チャネル構成の１例を示す図。
【図５】基地局１０の１実施例を示すブロック構成図。
【図６】端末２０の１実施例を示すブロック構成図。
【図７】図５に示した動的チャネル割当部１２０の１実施例を示すブロック構成図。
【図８】チャネル状態テーブル１３０の１実施例を示す図。
【図９】割当チャネルテーブル１２７の１実施例を示す図。
【図１０】干渉状態テーブル１２８の１実施例を示す図。
【図１１】削除チャネル判定部１２１が参照する閾値テーブル１２９の１実施例を示す図。
【図１２】割当可能チャネル選択部１２４が参照する目標値テーブル１２３の１実施例を示す図。
【図１３】制御部１００が利用する端末位置テーブル１９０の１実施例を示す図。
【図１４】削除チャネル判定部１２１によって更新されるチャネルリスト１４０の１実施例を示す図。
【図１５】削除チャネル判定部１２１の第１実施例を示すフローチャート。
【図１６】割当不可チャネル更新部１２２の実施例を示すフローチャート。
【図１７】割当可能チャネル選択部１２４によって更新されるチャネルリスト１４５の１例を示す図。
【図１８】割当可能チャネル選択部１２４の第１実施例を示すフローチャート。
【図１９】割当可能チャネル更新部１２５の実施例を示すフローチャート
【図２０】基地局１０Ａ、１０Ｂが備えるチャネル状態テーブル１３０Ｕの変化を説明するための図。
【図２１】割当チャネル決定部１２６の１実施例を示すフローチャート。
【図２２】削除チャネル決定部１２１の第２実施例を示すフローチャート。
【図２３】割当可能チャネル選択部１２４の第２実施例のフローチャート。
【図２４】割当不可チャネル更新部１２２に追加される第３実施例のプログラムモジュール部分のフローチャート。
【図２５】第４実施例で使用されるチャネル状態テーブル１３０Ｂの１例を示す図。
【図２６】第４実施例で使用される更新単位テーブル１６０の１例を示す図。
【図２７】第４実施例で使用される更新単位別の干渉状態テーブル１２８Ｂの１例を示す図。
【図２８】更新単位変更部１５０の１実施例を示すフローチャート。
【図２９】チャネル状態変更部１７０の１実施例を示す図。
【図３０】本発明の効果を示す図。
【符号の説明】
【０１４５】
１０：基地局、２０：端末、１００：制御部、１２０：動的チャネル割当部、１２１：削除チャネル判定部、１２２：割当不可チャネル更新部、１２３：目標値テーブル、１２４：割当チャネル選択部、１２５：割当チャネル更新部、１２６：割当チャネル決定部、１２７：割当チャネルテーブル、１２８：干渉状態テーブル、１２９：閾値テーブル、１３０：チャネル状態テーブル、１４０，１４５：チャネルリスト、１５０：更新単位変更部、１６０：更新単位テーブル、１７０：チャネル状態変更部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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