(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の移動無線局に対して第１のチャネルが割り当てられる場合の、ネットワークの基地局から第１の移動無線局において受信される信号に対する信号対干渉比の推定値である、第１の信号対干渉比推定値と、
前記第１の移動無線局に対して前記第１のチャネルが割り当てられる場合の、前記ネットワークの基地局から第２の移動無線局において受信される信号に対する信号対干渉比の推定値である、第２の信号対干渉比推定値と、
を、少なくとも１つの信号対干渉比基準値と比較することと、
前記比較の結果に基づき、基地局コントローラにおいて、前記第１及び第２の信号対干渉比推定値が前記少なくとも１つの信号対干渉比基準値を満たすか否か、に基づいて前記第１の移動無線局に対する候補チャネルとしての前記第１のチャネルの優先度を決定し、前記第１の移動無線局に対するチャネル配置を実行することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１及び／又は第２の信号対干渉比推定値は、前記それぞれの移動無線局における測定に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び／又は第２の信号対干渉比推定値は各々、
送信出力レベルが知られているチャネルでの、それぞれの無線局における受信出力レベルの測定と、
同じ固定送受信装置によって送信された任意の無線チャネルの出力レベルの情報と、
に基づく、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の移動無線局と、前記第１の移動無線局が測定値を報告した前記固定送受信装置との間の、すべての可能な無線チャネルの信号対干渉比推定値を計算することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記方法は通信用ネットワークにおける方法であって、該通信用ネットワークは、複数の移動局と、複数の基地局と、複数の基地局を制御する少なくとも１つの基地局コントローラと、を有する移動通信用ネットワークであって、前記方法は前記基地局コントローラにおいて計算を実行することを含む、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記チャネル配置は、固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の接続に対して送信出力レベルを割り振ることを含む、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記チャネル配置は、固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の接続に対して無線チャネルを割り振ることを含む、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の送信に時分割多元接続が利用され、前記無線チャネルはタイムスロットによって定義される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の送信に周波数分割多元接続が利用され、前記無線チャネルは搬送周波数によって定義される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
アクティブな無線接続中、前記配置処理によって接続が第２のチャネルへハンドオーバーされる、請求項７乃至９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のチャネルは、前記第１の移動局と、前記第１の移動局が現在関連付けられている基地局とは異なる基地局と、の間の無線チャネルである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のチャネルは、前記第１の移動無線局と、前記第１の移動無線局が現在関連付けられている基地局と同一の基地局と、の間の無線チャネルである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
複数の無線局に亘っての信号対干渉比分布の測定値を、前記基準値として利用する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記測定値の目標値の範囲を設定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記目標値の範囲の設定においてネットワークのトラフィック負荷状況を考慮する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の移動無線局へ送信するために、隣接セルのリストを生成することを更に含み、周波数であって前記第１の移動無線局が該周波数について測定を行うべきである該周波数を前記リストが指示し、
前記第１の移動無線局の少なくとも１つの特定の条件に基づいて前記リストの周波数を選択することを含む、請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
前記特定の条件の中に前記第１の移動無線局の移動速度が含まれる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ネットワークが少なくとも２つのオーバーレイ・ネットワーク層を有し、各層が異なる基地局送信出力範囲を持ち、前記特定の条件が現行のネットワーク層を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記特定の条件の中に前記第１の移動無線局の現在の所在位置が含まれる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
第１の移動無線局に対して第１のチャネルが割り当てられる場合の、ネットワークの基地局から第１の移動無線局において受信される信号に対する信号対干渉比の推定値である、第１の信号対干渉比推定値と、
前記第１の移動無線局に対して第１のチャネルが割り当てられる場合の、前記ネットワークの基地局から第２の移動無線局において受信される信号に対する信号対干渉比の推定値である、第２の信号対干渉比推定値と、
を、少なくとも１つの信号対干渉比基準値と比較するための比較手段と、
基地局コントローラにおいて、前記第１及び第２の信号対干渉比推定値が前記少なくとも１つの信号対干渉比基準値を満たすか否か、に基づいて前記第１の移動無線局に対する候補チャネルとしての前記第１のチャネルの優先度を決定し、前記第１の移動無線局に対するチャネル配置を実行するためのチャネル配置手段と、
を備えた、装置。
【請求項２１】
前記第１及び／又は第２の信号対干渉比推定値は、前記それぞれの移動無線局における測定に基づく、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１及び／又は第２の信号対干渉比推定値は各々、
送信出力レベルが知られているチャネルでの、それぞれの無線局における受信出力レベルの測定と、
同じ固定送受信装置によって送信された任意の無線チャネルの出力レベルの情報と、
に基づく、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の移動無線局と、前記第１の移動無線局が測定値を報告した前記固定送受信装置との間の、すべての可能な無線チャネルの信号対干渉比推定値を計算するための計算手段を更に含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記装置は通信用ネットワークにおける装置であって、該通信用ネットワークは、複数の移動局と、複数の基地局と、複数の基地局を制御する少なくとも１つの基地局コントローラと、を有する移動通信用ネットワークであって、前記装置は前記基地局コントローラにおいて計算を実行するための計算実行手段を含む、請求項２０乃至２３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２５】
前記チャネル配置手段は、固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の接続に対して送信出力レベルを割り振るための手段である、請求項２０乃至２４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２６】
前記チャネル配置手段は、固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の接続に対して無線チャネルを割り振るための手段である、請求項２０乃至２４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２７】
前記固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の送信に時分割多元接続が利用され、前記無線チャネルはタイムスロットによって定義される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記固定送受信装置と前記第１の移動無線局との間の送信に周波数分割多元接続が利用され、前記無線チャネルは搬送周波数によって定義される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
アクティブな無線接続中、前記配置処理によって接続が第２のチャネルへハンドオーバーされる、請求項２６乃至２８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項３０】
前記第１のチャネルは、前記第１の移動局と、前記第１の移動局が現在関連付けられている基地局とは異なる基地局と、の間の無線チャネルである、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記第１のチャネルは、前記第１の移動無線局と、前記第１の移動無線局が現在関連付けられている基地局と同一の基地局と、の間の無線チャネルである、請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
複数の無線局に亘っての信号対干渉比分布の測定値を、前記基準値として利用する、請求項２０に記載の装置。
【請求項３３】
前記測定値の目標値の範囲を設定するための設定手段を含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記設定手段は、前記目標値の範囲の設定においてネットワークのトラフィック負荷状況を考慮する、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記第１の移動無線局へ送信するために隣接セルのリストを生成するためのリスト生成手段を更に含み、周波数であって前記第１の移動無線局が該周波数について測定を行うべきである該周波数を前記リストが指示し、
前記第１の移動無線局の少なくとも１つの特定の条件に基づいて前記リストの周波数を選択するための選択手段を含む、請求項２０乃至３４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項３６】
前記特定の条件の中に前記第１の移動無線局の移動速度が含まれる、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
ネットワークが少なくとも２つのオーバーレイ・ネットワーク層を有し、各層が異なる基地局送信出力範囲を持ち、前記特定の条件が現行のネットワーク層を有する、請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記特定の条件の中に前記第１の移動無線局の現在の所在位置が含まれる、請求項３５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信のためのシステムと方法に関し、特に、移動通信用ネットワークにおける動的無線チャネルの配置のためのシステムと方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル移動通信用ネットワークでは、無線信号を正しく受信し復号化する能力は受信装置おける搬送波対干渉の強さの比Ｃ／Ｉに左右される。非常に低いＣ／Ｉのために劣悪な品質や全損失という結果が生じることになる。一方で、無線通信の品質はＣ／Ｉ比が非常に高いとき著しく良好になるわけでもない。その理由は、ある一定量のノイズに対処できるように送信方法が設計されていて、ある一定のＣ／Ｉレベル以上で受信信号を正しく復調し復号化できるようなっているためである。しかし、非常に高いＣ／Ｉがネットワークの容量を最大化するというわけでもない。他の受信装置に対して生じる干渉を減らすように搬送波の強さＣを落とすか、あるいは、他の送信装置によって生じるより大きな干渉を許容することが望ましい。これによって利用可能な電磁気スペクトラムのの無線部分の中からより多くの容量を得る手段が提供される。同様に過度のＣ／Ｉは容量の損失という結果につながる。
特許出願ＷＯ９７/３２４４４には、セルラー電話システムにおける周波数チャネルをセルに割り振る方法についての記載がある。この出願は、セルラー電話システムにおける周波数チャネルのセルへの自動割振りに関する。上り回線信号品質は干渉レベルという観点から測定される。選択された周波数チャネルについて、対応する送受信装置によって上り回線干渉レベルの測定が行われる。無線局の信号対干渉比が上り回線信号品質と上り回線の干渉レベルとの測定値から計算される。さらに、基地局コントローラＢＳＣから外部ＡＦＴツールへの膨大な量の測定データが得られるという大きな問題が残る。結論として、今日のＧＳＭネットワークでは、Ｃ／Ｉは受信装置にわたって均質に分布されないということが言える。
別の出願ＵＳ５５９４９４９には、新しい呼に対して候補チャネルを決定するために基地局が利用可能な、下り回線チャネルに対する干渉を局所的に推定する方法及び装置についての記載がある。移動局と新しい接続が確立されるとき、基地局は干渉測定を行うために予め接続されている移動局に信号を送る。次いで、これらの測定値を利用して、新しい接続が下り回線で受ける干渉が推定される。基地局は、制御チャネルで移動局の受信信号の強さを測定し、その測定に基づいて、移動局が基地局から受信する信号強度を推定する。前記干渉測定値と、前記信号強度測定とに基づいて、基地局ＢＴＳは搬送波対干渉比の計算を行う。
【０００３】
上記は、ネットワークのすべての受信装置にわたって任意の時点にＣ／Ｉを均質に分布するという周知の最終目標へ通じる。
【０００４】
しかし、現行のＧＳＭ(汎欧州デジタル移動電話方式)ネットワークでは、この目標は少しも実現されていない。以下の言明によってこの現状を要約できる。
【０００５】
周波数計画が固定化されている。すなわち各基地局の送受信装置(ＴＲＸ)には１つの周波数または１つの周波数ホップ・シーケンスが割り当てられている。この周波数計画によって、Ｃ／Ｉの拡散基準に準拠する移動局(ＭＳ)へのチャネル配置すなわち周波数とＴＤＭＡ(時分割多元接続)タイムスロット(ＴＳ)とが阻止される。一般に、ハンドオーバー(ＨＯ)と出力制御(ＰＣ)の決定は、Ｃ／Ｉに基づいて行われるものではなく、磁場の強さ(ＦＳ)と品質(ビット誤り率を意味する)のような他の不十分な量に基づいて行われる。基地局ＢＴＳによっていくつかのＣ／Ｉ測定を行うことができるが、これらの測定には限界があり、しかも上り回線方向(ＭＳからＢＴＳ)だけに対する測定である。隣接セルについてはＢＣＣＨ周波数(制御チャネル)に対するＦＳ測定しか行われない。ＨＯは非ＢＣＣＨ周波数に関する無線状況についての直接的情報なしで行われる。周波数ホッピング(ＦＨ)によって時間的統計的干渉拡散が行われるが、積極的な干渉管理は現在実行されていない。ソフト容量の拡張特性であるインテリジェント・アンダーレイ・オーバーレイ(ＩＵＯ)の中で、Ｃ／Ｉの評価が１セル毎のベースで行われ、ＴＤＭＡフレームの８個すべてのＴＳにわたって平均値が計算される。本明細書ではＣ／Ｉとは、ＭＳにおける実際のＣ／Ｉというよりはむしろ最悪の場合のシナリオを表す。自動周波数計画(ＡＦＰ)についての従来のコンセプトでは、固定周波数計画Ｃ／Ｉ基準に従って周期的に改善される。Ｃ／Ｉは５つのネットワーク・トラフィックから計算されるが、ＩＵＯの場合と同じように、結果として生じるＣ／Ｉマトリックスはセル・エリア間の干渉を意味し、ＭＳ自身が経験するような干渉を意味するものではない。さらに、基地局コントローラＢＳＣから外部ＡＦＰツールへ膨大な量の測定データを取得するという大きな問題はそのまま残っている。結論として、今日のＧＳＭネットワークでは、Ｃ／Ｉは受信装置にわたって均質に分布されないということが言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の提案する解決方法は、完全にＧＳＭの領域内で現行のネットワークに対する改善を提供するものである。主要な利点として以下の諸点が挙げられる。
【０００７】
Ｃ／Ｉが各ＭＳにおいて決定され連続的に追跡が行われる。この連続的追跡によって、各ＭＳに対する不十分なＣ／Ｉや過度のＣ／Ｉのネットワークによる検出が可能になり、さらに、ネットワークの下り回線Ｃ／Ｉの分布全体の査定が可能となる。ローカルで、かつ、グローバルな干渉管理が可能となる。ハンドオーバー(ＨＯ)と下り回線の出力制御(ＰＣ)がＣ／Ｉ基準に基づくことになる。ネットワークは、すべてのＭＳが影響を受けることになる、潜在的ＨＯや下り回線に対するＰＣの決定値を比較する。したがって、ＨＯと下り回線のＰＣ決定はＣ／Ｉに基づくものとなる。干渉に起因する呼損リスクが少なくなる。Ｃ／ＩベースのこのようなＨＯに起因して、ネットワークは、低すぎるＣ／Ｉを持つＭＳについてはＣ／Ｉを高くし、高すぎるＣ／Ｉを持つＭＳについてはＣ／Ｉを低くすることが可能となるため、すべてのＭＳにわたってＣ／Ｉの均質化を行って、最も均質なＣ／Ｉの分布にできるだけ近づくようになされる。ＢＣＣＨを除いて基本的に周波数計画を行う必要がなくなる。必要に応じて、Ｃ／Ｉを考慮して決定されるようなチャネル配置とＨＯに対する周波数が割り振られる。１つのＴＲＸについて固定周波数割当てを行うのとは対照的に、ＴＲＸの範囲内の各ＴＳに対して異なる周波数の割り振りが可能となる。周波数ホッピング(ＦＨ)は存在しない、すなわち、チャネルで使用される周波数がフレーム毎に変更されることは一般にない。
【０００８】
各ＨＯが行われた後に各ＭＳが受信する隣接セル・リストが以下のように指定される。ＭＳには、Ｃ／Ｉ、速度、トラフィック、急速な信号強度の低下などのような様々な基準に従って専用の隣接リストを与えることができる。これによって、異なるオーバーレイ・ネットワーク層(マクロ層およびマイクロ層など)の管理や、最適のチャネル配置を決定するために、異なる組の隣接セルについての報告が必要となる場合の管理が可能となる。ローカル・トラフィックが、各セルに与えられたローカルなハード容量を、インストールされたＴＲＸの数の分だけ超えた場合、下り回線のＣ／Ｉ拡散が制約を受けるにすぎない。このＣ／Ｉ拡散のみによって実質的容量利得と品質利得とが結果として得られる。品質を犠牲にせずに３と３.５の間の効果的な周波数の再使用が予想される。容量と品質とは実際のトラフィックに応じてバランスがとられる。干渉管理の焦点はセルの平均に従う代わりにＭＳ自身における無線状況に集まる。この点に関して、ネットワークは“単一の論理セル”と考えることができ、ＭＳはネットワークの中を通るＭＳ自身の有効距離に沿ってモニターされる。本発明は、計画の立案を行わずに大幅に改善されるＩＵＯと考えることもでき、この場合、Ｃ／Ｉの測定値はＭＳにおける実際の振舞いを表す。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によれば、固定送受信装置と移動無線局とを有する通信用ネットワークの無線チャネル配置を行う方法が提供される。該方法は、
無線局の信号対干渉比を示す推定値を計算するステップと、
無線局の計算された信号対干渉比に基づいて、無線局との特定の無線接続のためのチャネル配置を実行するステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、
いくつかの基地局を有する移動通信用ネットワークであって、各基地局が関連するセル・エリアからの及び関連するセル・エリアへの通信用の無線信号の送受信が可能である移動通信用ネットワークと、
前記いくつかの基地局が接続されている基地局コントローラとが提供され、該ネットワークは、
移動局の信号対干渉比を示す推定値を計算する手段と、
移動局の計算された信号対干渉比を示す推定値に基づいて、移動局との特定の無線接続のためのチャネル配置を実行する手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、基地局コントローラと接続されたいくつかの基地局を管理し、無線接続を介して基地局の中の１つと接続された移動局との通信を管理する基地局コントローラが提供され、該基地局コントローラが、
移動局の信号対干渉比を示す推定値を計算する手段と、
移動局の信号対干渉比を示す推定値に基づいて移動局との無線接続のためのチャネル配置を実行する手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
ネットワークにおいて、異なる移動局ＭＳのＣ／Ｉ比は基地局コントローラＢＳＣによって決定される。既に現行のネットワークでは、下り回線搬送波の強さＣと干渉値Ｉとを計算するために必要なデータのほとんどはＢＳＣの中に存在する。ＢＳＣは、どのＢＴＳがどの周波数で、また、どのような送信出力で送信を行うかを知っている。サービス提供チャネルとＢＣＣＨ周波数とでこの情報を各ＭＳの磁場の強さの測定値と関係づけるだけで、実際のＣ／Ｉ比、及び、潜在的Ｃ／Ｉ比を計算するには十分である。異なるＢＴＳの送信間の相関的タイミングを知る要件は、ＢＴＳが自律的に作動し、ＢＴＳの送信が互いに同期されない標準的ＧＳＭシステムでは利用可能ではない。本発明は、全く同じＢＳＣと接続された異なるＢＴＳの同調スロットのアラインメントを行うために利用することができる。実際、本発明によってタイムスロット・アラインメントを実現するための位置調整が行われる。
【００１３】
自己制御ネットワークを達成するための本発明のさらなる利点が与えられる。
【００１４】
周波数計画を立てる必要性が大部分消滅する。非ＢＣＣＨ周波数が予め割り当てられず、真に動的に割り振られるためＡＦＰは不要となる。残りのＢＣＣＨ周波数計画は本発明を用いて適切にずっと容易に自動化が可能となり、従来のＡＦＰを必要としなくなる。
【００１５】
本発明はＩＵＯに取って代わるものである。したがって、ＩＵＯのためのかなり複雑で時間のかかる計画を立てる努力が不要となる。本発明はＦＨなしで機能する。したがって、ＦＨまたはＩＦＨ(＝インテリジェント周波数ホッピング)に関連するすべての計画(ホップ・シーケンスの選択やホップ・シーケンス番号など)が不要となる。
【００１６】
ＨＯと下り回線ＰＣとはずっと単純化される。パラメータの数がより少なくなり、そのパラメータのほとんどの計画と改善をさらに容易にすることが可能となる。それは、これらのパラメータが干渉制御、ネットワーク品質、トラフィック制御およびハード容量に、より密接に関連するためである、従来のＨＯとＰＣによる方法はＢＳＣ間のＨＯと、上り回線問題のような特別の状況を処理するために依然として必要となる場合もあるかもしれないが、パラメータが呼び出されることがほとんどなくなるので、パラメータの改善を行う必要は少なくなる。ソフト容量とＣ／Ｉの目標値との間には直接的関係が存在するので、トラフィック制御、すなわちトラフィック・ハンドオーバーによるセル間の容量の動的シフトはずっと容易で自動化可能なものになる。この直接的関係によってＨＯとＰＣ処理の制御が行われる。異なる搬送波対干渉比に従って様々なレートを用いて加入者の類別が可能とある。
【００１７】
以上すべてをまとめて考えると、本発明に準拠する配置を用いるタイムスロット・アラインメントは自己制御ネットワークへの大きな一歩を踏み出すものである。この場合ほとんどのネットワーク用パラメータは不要となるか、動作しているネットワークの中で収集された測定値と統計値とに従ってネットワークによって自動的に同調が行われるかのいずれかとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
“ネットワークの同期およびネットワークの同期方法”という名称の別の特許出願の中に、エア・インターフェースにおけるタイムスロット・アラインメントの達成方法を指定する方法が示されている。特許出願ＵＫ９８２２９６５.１は本明細書に参考文献として取り入れられている。この別の特許出願には、いくつかの基地局(ＢＴＳ)からの下り回線送信の基地局コントローラ(ＢＳＣ)による処理方法が開示されている。次いで、ＢＳＣは、意味のある時間フレームの範囲内で各基地局の送信をどれだけ調整する必要があるかの決定を行い、すべての送信のアラインメントを行い、それによってネットワークの同期をとる。この別の特許出願は、エア・インターフェースを介する基地局間のフレーム数とタイムスロットとの差分の検出方法を開示するものである。この方法によって、ＢＴＳの８タイムスロット毎の各ＢＴＳの送信間の時間差に関する情報が与えられる。
【００１９】
ＢＴＳ送信のタイムスロット・アラインメントによって、可聴クリック音を除去するハンドオーバーの同期のようないくつかの直接的利益が得られる。しかし、タイムスロット・アラインメントは周波数の再使用を減らすことにより、ネットワークの容量を増加させる追加的解決方法の基礎を与えるものである。
【００２０】
図１はネットワークを概略的に図示する。このネットワークはいくつかの基地局(ＢＴＳ)１、２、３などを具備する。各基地局ＢＴＳは、関連セル・エリア４、５、６間で無線信号の送受信が可能な無線送受信装置を備えている。これらの信号によって基地局は、関連セルの中に位置する移動局９との交信を行うことが可能となる。この移動局端末装置９自身の中に無線送受信装置が含まれている。各基地局は、基地局コントローラ(ＢＳＣ)７を介して移動交換センター(ＭＳＣ)と接続され、次いでこの移動交換センターは公衆電話網(ＰＳＴＮ)１０や他の移動交換センター(図示せず)とリンクしている。このシステムによって、移動局のユーザーは電話コールや、対応する宛先との接続を確立することができる。この宛先はＰＳＴＮや移動通信用ネットワークの別の移動局の加入者あるいはコンピュータ・ネットワークの端末装置(図示せず)であってもよい。
【００２１】
以下のセクションでは、異なるネットワーク・エレメントの各々に対する本発明の要件について説明する。すべての要件は周知のＧＳＭシステムと互換性があり、ＣＤＭＡのような他の移動通信システムについても使用可能であるが、本発明では一例としてＧＳＭに関連するシステムが指定されている。
【００２２】
図２は周知のフレーム・オフセット値を用いるタイムスロット・アラインメントを図示する。ネットワークは同期を必要とするが、この文脈では同期とはＢＴＳバースト送信が同時に生じることすなわちすべてのＢＴＳのタイムスロットが互いのアラインメントを行うことを意味する。ＴＤＭＡフレーム境界とフレーム数は同期を行う必要はないが、ＢＳＣはフレーム境界とすべてのＢＴＳ間のフレーム数との間の差を知っている必要がある(図２)。
【００２３】
この同期を行うための解決方法については、上記参考文献特許出願ＵＫ９８２２９６５.１の中に詳細な記載がある。この発明のほとんどについては、同じＢＳＣによって制御されるすべてのＢＴＳが同期するものと仮定されている。
【００２４】
本発明の最適の機能のためには、ネットワーク内での任意の時点におけるコチャネル干渉の発生を避けることが望ましい。コチャネル干渉は同一周波数でしかも隣接ＴＳで送信されるバーストから発生する。このバーストからのコチャネル干渉の発生は、タイムスロット・アラインメントの達成精度に依存し、また、コチャネル干渉が著しくなる距離に依存し、この距離はＢＴＳ送信出力に依存するする。最も近い隣接サイトを潜在的に強い干渉発生源と考え、次に最も近い隣接サイトを潜在的に弱い干渉発生源と考えるように距離と送信出力とが選択される。このようにして、正しいネットワーク計画によって著しいコチャネル干渉を回避することが可能となる。このようなネットワーク計画は当業者には公知の事柄である。タイムスロット・アラインメントを行うための、上記引用文献が示す解決方法の目標精度は５μｓである。連続するＴＳの２つのバースト間の分離は、ＧＳＭ仕様によれば、基準送信出力より−６ｄＢ下の出力ランプで、ポイント間で少なくとも１４μｓでなければならない。したがって、潜在的に干渉を発生させるほど近接しているＢＴＳが少なくとも約１.５ｋｍ離れている場合、同じ周波数でしかも隣接ＴＳで送信されるバースト間に干渉が存在しないと仮定しても安全である。(１.５ｋｍは５μｓの伝送遅延に対応することに留意されたい。)
【００２５】
この同期精度は、最も近い隣接サイトだけが潜在的に干渉発生源である場合１ｋｍ２当たり約０.５サイトの最小値に対応し、また次に最も近い隣接サイトが潜在的干渉発生源である場合、１ｋｍ２当たり約２サイトの最小値に対応する(双方の数値とも正規のネットワークに関するものであることが理解されるであろう)。非常に人口密度の高い都市部では、マクロ層のこの要件は既に満たされている。すなわち人口密度の高い都市部の一般的最大密度は１ｋｍ２当たり約３サイトである。
【００２６】
ルーズな再使用を示す隣接したＢＣＣＨ周波数帯域が使用される。基本的には、他のすべての周波数が任意のＴＲＸと関連付けられているわけではない。したがって、非ＢＣＣＨ周波数については周波数計画は不要である。但し、ＢＳＣ境界は例外である。各ＢＳＣ境界の両側に沿って、分離周波数グループが境界に近接してセルと関連付けられ、各ＢＳＣ境界にわたる干渉は本発明にとっては無視できるものとなる。この関連付けは、同一周波数帯域を使用する異なるネットワークが著しい相互干渉を起こすことが許されない国家間の境界に沿って行われる周波数計画と類似している。ＦＨも、ＩＵ０も、あるいはＩＦＨも使用されない。本発明はこれらの現行の容量解決方法を凌ぐものであるため、この解決方法の本質的利益は本発明の中に含まれている。
【００２７】
異なる層(マクロ層とマイクロ層など)は一般に、別個のＢＣＣＨと非ＢＣＣＨ周波数帯域とを必要とする。しかし、異なる層間のＢＣＣＨと非ＢＣＣＨ周波数用の周波数帯域の共有は、一般に本発明の解決方法を無効にするものではない。これは、異なるネットワーク層(マクロ層、マイクロ層、ピコ・セル層を意味する)の中で同じ周波数が使用される場合でも本発明が機能することを意味する。初期チャネル配置用としてＢＣＣＨ周波数のチャネルも使用されるので、１セル当たり１つの“安全な”(ルーズに再使用される)周波数では非常に大容量のセルについては不十分となる可能性がある。このような事態が生じた場合、別個の周波数帯域から得られる一定の、ルーズに再使用される周波数を１つの特別なＴＲＸに割り当てることができる。この割当ては、ＩＵＯ内の正規の層に対して２つ以上のＴＲＸを割り当てることに対応する。
【００２８】
ＢＴＳ(より正確にはＢＴＳの送受信装置)は、すべてのＴＳで周波数の変更が可能である必要がある。合成されたＦＨ用のＴＲＸは一般に、すべてのＴＤＭＡフレーム毎に(すなわち８番目のＴＳ毎に)その周波数を変更するにすぎない。しかし、新しいＢＴＳは、独立ＦＨシーケンス用として各ＴＳで指定することができるので、ＢＴＳに対するハードウェアの修正なしで本発明の要件が満たされることになる。ＢＴＳは、ＢＳＣによるコマンドに応じて各ＴＳに対して周波数の割り当てと非割り当てとを独立に行わなければない。以下、基本的同期解決方法に必要な事項に加えて、基地局コントローラＢＳＣにおいてどのような種類の新しい構成が必要であるかについて説明を行う。さらに、本発明に準拠するＢＳＣの実現の際には十分なリアルタイム処理の出力と保存がＢＳＣにおいて必要となる。以下、搬送波の強さと干渉の動的推定を行う方法について説明する。
【００２９】
同期したネットワークを有することにより、ＢＳＣは、サービス提供チャネルでＭＳが経験するようなＣ／Ｉの推定を行うことが可能となる。同様に、同期したネットワークの他の任意のチャネルで潜在的Ｃ／Ｉが供された場合にＭＳが経験する潜在的Ｃ／Ｉの推定をＢＳＣが行うことも可能である(図３)。図３を参照しながらこれを行う方法について説明する。
【００３０】
以下、最大の潜在搬送波の強さの推定方法について説明する。ＢＣＣＨ周波数がルーズに再使用されているために、他のＢＣＣＨ周波数から到来する、ＭＳの最も強い搬送波を持つ隣接セルのＢＣＣＨ周波数に対する干渉はほとんど存在しない。ＢＣＣＨ周波数が連続した周波数帯域から受信されるため、非ＢＣＣＨ周波数からの無視できる隣接チャネル干渉しか存在しない。
【００３１】
従って、任意の強い搬送波を持つ隣接セルｃについてＭＳが報告する磁場の強さ(ＦＳ)の測定値ＳＢＣＣＨ(ｃ)(ｄＢｍで測定される)は、この特定のセルによってＭＳがサービスを受ける場合、このＭＳが経験する搬送波の最大の強さＣＢＣＣＨ(ｃ)に近似する。ＢＣＣＨ周波数に対する出力制御(ＰＣ)が存在しないので、ＣＢＣＣＨ(ｃ)は、ＢＣＣＨ周波数の各ＴＳに対する潜在的な搬送波の強さに直接近似する。すべての非ＢＣＣＨチャネルに対しては、ＢＴＳが最大出力で送信を行っているとき、ＣＢＣＣＨ(ｃ)は予想される最大の搬送波の強さとなる。
【００３２】
以下、干渉の強さの推定方法について説明する。図４に、ＢＳＣは、すべてのセルに対するすべての周波数とすべてのタイムスロットのＢＴＳ送信出力値のリアルタイム・マトリックスを構成する。ＢＣＣＨ搬送波隣接セルの測定された磁場の強さは、ＢＴＳ送信出力値と共に用いられて、隣接セルからのコチャネル干渉の影響が計算される。
【００３３】
図４に描かれている図よりも詳細に説明すると、ＢＳＣは、ＢＣＣＨ周波数と基地局識別コード(ＢＳＩＣ)とを認知しながら、ＭＳが報告する各ＢＣＣＨＦＳ測定値に対応するセルの識別を行う。ＢＳＩＣとＢＣＣＨ周波数とは一般にセルを一意的に識別するわけではないが、それにもかかわらずＢＳＣは他の手段によってセルの識別を行う。例えば、ＢＳＣがすべてのＢＴＳの地理上の所在位置を中に入れて予めプログラムされている場合、ＢＳＣは、正しいＢＳＩＣとＢＣＣＨ周波数とを持つすべてのセルの中でサービスを提供しているＢＴＳに地理的に最も近いＢＴＳを持つセルの選択が可能となる。
【００３４】
識別子の報告を受けたセルｃを識別後に、ＢＳＣは、このセルｃの中ですべての配置されたチャネルの識別を次に行うことができる(図４)。周波数ｆとタイムスロットｓを持つ各チャネルについて、ＢＳＣは使用されているＢＴＳ送信出力レベルＰＷＲ(ｃ,ｆ,ｓ)を認知している。ＭＳがサービスしている周波数を持ち、ＭＳのサービス用ＴＳと同時に送信されるＴＳを持つチャネルが実際のコチャネル干渉発生源であり、ＭＳに影響を与えるＣ／Ｉの中の総干渉値Ｉに影響する。次式では、同時に生じるＢＴＳのＴＳとＭＳの双方は、実際にはそのそれぞれのＴＤＭＡフレーム領域の中で異なるＴＳ番号を持つ場合もあるが、フレーム境界が同期していないために、ｓによって示されている(但しこのフレーム境界はＢＳＣによって認知されている)。他の任意のチャネルは潜在的干渉発生源であり、ＭＳのサービス提供セルの対応するチャネルによってＭＳがサービスを受ける場合、ＭＳが経験するＣ／Ｉの総干渉値Ｉに影響する。同様にし、実際の、潜在的隣接チャネル干渉発生源の識別が可能となる。周波数ｆで、ＴＳで隣接セルｃから到来する、ＭＳにおけるコチャネル干渉値Ｉｃ(ｃ,ｆ,ｓ)は、最大ＢＴＳ出力、すなわちＢＣＣＨで出力ＰＷＲ(ｃ、ｆＢＣＣＨ)が使用される場合、セルのＢＣＣＨ周波数(ＣＢＣＣＨ(ｃ))についてＭＳが報告するＦＳ測定値によって直接与えられる。これは、ＧＳＭ９００、ＧＳＭ１８００あるいはＧＳＭ１９００などの如何に関らず周波数に左右されずに、周波数帯域全体にわたって物理的送信特性が十分に類似していることに起因するためである。２バンド、単一ＢＣＣＨネットワーク用として、２バンド内の異なる信号減衰を考慮に入れる必要がある。この関係は周知のものであり、カバーエリア計画の中で現在利用されている。
【００３５】
干渉を引き起こすＢＴＳの送信出力が(ＰＣに起因して)低下した場合、ＭＳにおける干渉が過大評価されないように、ＢＣＣＨ周波数のＦＳ測定値ＣＢＣＣＨ(ｃ)を低い値の方へ修正する必要がある。妥当な近似値として、最大送信出力と実際のＢＴＳ送信出力(ｄＢｍでの)との差分が、測定されたＦＳから減じられる(図５)。すなわち、
Ｉｃ(ｃ,ｆ,ｓ)＝ＣＢＣＣＨ(ｃ)−(ＰＷＲ(ｃ,ｆＢＣＣＨ)−ＰＷＲ(ｃ,ｆ,ｓ))
【００３６】
この近似値は、出力予算ハンドオーバーの標準的ＧＳＭ出力予算の計算と、ＨＯ候補評価とを行うために使用される。さらに、必ずしもというわけではないが、非線形的伝搬特性を考慮に入れるさらに優れた修正方法が考えられる。以下、干渉計算のさらなる改善について説明する。
【００３７】
隣接チャネル干渉は２つの方法のいずれかによる処理が可能である。１つの解決方法では、コチャネル干渉発生源に備えて修正値が満たされるように、ＭＳにおける干渉値に対して修正値が単に適用される。この修正の大きさは、ＧＳＭ要件から導き出す(−３０ｄＢなど)か、一般的な典型的値(−４０ｄＢなど)とするか、各ＢＴＳについて指定され、ＢＳＣの中へ予めプログラムされている個々の値とするかのいずれかとすることができる。この解決方法には、合成されたコチャネルと隣接チャネル干渉に対して、周波数、ＴＳおよびＭＳ当たり唯一の干渉値Ｉ(および１つのＣ／Ｉ)しか存在しない。
【００３８】
さらに優れた解決方法では、ＢＳＣは、各周波数、ＴＳおよびＭＳに対して、コチャネル干渉と隣接チャネル干渉とに対する干渉値Ｉ(および個々のＣ／Ｉ)の計算を行う。修正値を適用する代わりに、Ｃ／Ｉ評価値の低い方の閾値と、ハンドオーバー決定の低い方の閾値とが使用される。例えば、隣接チャネルＣ／Ｉの閾値の方を、コチャネルＣ／Ｉの閾値より１８ｄＢ低くすることができる。
【００３９】
干渉に対して別の修正値を適用することにより、下り回線の不連続な送信(ＤＴＸ)を考慮することもできる。最も自然な修正値として、ｄＢで表わされる送信用に使用されるフレームの相対的量がある。送信用に使用されるフレームの相対的量は、実際のトラフィックに基づいてＢＳＣによって計算するか、ＤＴＸに起因してバーストの約１／２を送信するだけの場合、−３ｄＢなどの典型的値にするかのいずれかとなる。同様に、すべてのフレームが送信用として使用されるとは限らない、干渉を引き起こすチャネル(半速音声用、専用信号設定用など)については、対応する干渉減少値の計算を行ってもよい。
【００４０】
必ずしもすべての(半速音声用、専用信号設定用などの)ＴＤＭＡフレームを連続的に使用するわけではないチャネルの配置を目的として、各潜在的チャネル配置を行うための干渉による影響値を計算することができる。ずっと簡単な代替的解決方法として、統計的近似として全速チャネルについて計算した干渉による影響値を利用する方法がある。この時点で、ＢＳＣは、周波数ｆで、ＴＳｓでセルｓから到来する各ＭＳにおけるすべての干渉による影響値Ｉｃ(ｃ,ｆ,ｓ)を認知している。
【００４１】
各ＭＳについて、ＢＳＣは各周波数とＴＳについての、異なるセルに由来するすべての干渉による影響値Ｉｃ(ｃ,ｆ,ｓ)の“加算”を次に行う。この結果、サービス提供用ＴＳを含む８個のＴＳの各々について最も強い搬送波を持つ隣接セルで使用される各周波数ｆでの総干渉値Ｉの妥当な推定値が得られる。
【数１】
0004477238.tif 000002
【００４２】
この“加算”には、すべての干渉信号の時系列に関する情報が必要となるので、物理的に正確な方法で行うことは不可能である。しかし、第１の近似値では、信号振幅領域における干渉値の和が計算される。すなわち、すべての干渉による影響が、ｄＢｍの代わりに、√Ｗで表現された後、数学的に加算され、次いで、
0004477238.tif 000003
ように定義される：
【数２】
0004477238.tif 000004
【００４３】
無線伝播推定モデルによって知られているようなさらに優れたアルゴリズムの利用も可能であることが理解できる。報告された隣接セルのいずれのセルにおいても使用されない非ＢＣＣＨ周波数ｆについては、すべてのＴＳについて干渉推定値Ｉ(ｆ,ｓ)が最小値に設定される。サービス提供セルがＴＳの中で使用する非ＢＣＣＨ周波数ｆについては、言うまでもなくサービス提供用ＴＳｓについてのものを除いて、干渉推定値Ｉ(ｆ,ｓ)は最大値に設定される。
【００４４】
以下、サービス提供セルに対する搬送波の強さの推定方法について説明する。
【００４５】
サービス提供チャネル(周波数ｆ０とＴＳｓ０)でのＭＳのＦＳ測定値Ｓ０は、実際の搬送波信号Ｃ０と実際の干渉値Ｉ０との合成された影響を表す。すなわち
0004477238.tif 000005
がって、実際の搬送波の強さＣ０は、信号振幅領域においてＳ０からＩ０を減じることにより計算することができる。この場合、セル内ＨＯを目的として、サービス提供セルＣ０に対する最大の潜在搬送波の強さＣＢＣＣＨ(Ｃ０)の推定値が役に立つ。ＣＢＣＣＨ(Ｃ０)は、ＭＳによっては測定されないものの、実際の送信出力ＰＷＲ(Ｃ０,ｆ０,ｓ０)と、サービス提供セルに対するＢＣＣＨ送信出力とから、ＣＢＣＣＨ(Ｃ０)を推論することは可能である。ＢＳＣはこれら出力の双方を知っている。
ＣＢＣＣＨ(Ｃ０)＝Ｃ０＋(ＰＷＲ(Ｃ０,ｆＢＣＣＨ)−ＰＷＲ(Ｃ０,ｆ０,ｓ０))
【００４６】
要約すると、ＢＳＣは、ＢＳＣがサービスを提供している各対象ＭＳについて(すなわちＢＳＣが制御しているＢＴＳのエリア内にある各ＭＳについて)、実際の搬送波の強さと、サービス提供チャネルに対する干渉値とを知っている。さらに、最も強い搬送波を持つセルで使用されている各周波数について、また、ＭＳの８個のＴＳの各々について潜在的最大搬送波の強さと、潜在的干渉値とを知っている。Ｃ／Ｉ比は、単にＣ−Ｉによって与えられるにすぎないが、ＢＳＣはＣとＩとの追跡を独立に行っている。これらＣとＩの計算は、ＢＳＣがＭＳの測定報告値を受信するときはいつでも(すなわち通常４８０ｍｓ毎に、また、少なくとも９６０ｍｓ毎に)、各ＭＳについて実行される。ＢＳＣは、統計的散乱を平滑化するためにこれらすべての推定値の移動平均値を記録する。この移動平均値のウィンドウ・サイズは固定パラメータであってもよいし、測定値自身によってあるいは他の基準によって決定してもよい。この移動平均値のウィンドウ・サイズは、ＭＳのトラフィック負荷、速度、セルのサイズに依って２−１０の測定報告の範囲になるものと予想される。測定値は単一の測定報告でＭＳによって報告され、次いで、４８０ｍｓの時間内にキャプチャされる。この測定報告は(全速チャネルでの)測定時間の終了後約４２０ｍｓでＢＴＳに着信する。この遅延のために、ＢＳＣは実際にはＣ／Ｉの推定ために必要なチャネル構成データ(チャネル配置、ＢＴＳ送信出力、およびおそらくＤＴＸの使用)の履歴を記録する必要がある。チャネル構成の変更は通常測定時間中に行われる。ＣとＩの推定値が、単一の測定時間中に行われる各チャネル構成について計算され、次いで、異なるチャネル構成が有効な測定時間の範囲内で時間量を用いて重み付けが行われる。測定報告がＢＳＣに着信する際の正確な遅延時間量はＢＳＣによって決定することはできない。なぜなら、タイムスロット・アラインメントによる解決方法は、エア・インターフェースでのＢＴＳ間の同期だけを行うものであり、ＡｂｉｓインターフェースでのＢＳＣとＢＴＳ間の同期を行うものではないからである。チャネル構成データの変更があまり頻繁に(１回の測定時間当たり多数回)生じなければ、正確な遅延時間量がＢＳＣによって決定できないという上記の問題は重要ではない。しかし、４２０ｍｓなどの固定遅延時間を仮定するよりも良好な近似値を実際に得ることができる。ＢＴＳは、ＭＳの測定時間がＢＴＳ自身の時間領域内でいつ生じるかを知っている。なぜなら、ＢＴＳは、ＧＳＭ仕様に準拠して、上り回線の測定のＢＴＳ自身の測定時間を調整して、ＭＳの下り回線測定時間と同時に測定時間が生じるようにする必要があるからである。したがって、ＢＴＳは、ＢＳＣへ送る測定結果に、測定時間の終了時点を示す指示を記したタグをつけることができる。この時点はフレーム番号などによって示すことができる。この“測定結果”を示すＡｂｉｓメッセージは、オペレータ指定データ用として使用されるオプションのデータ・フィールド“補足説明”を含むため、このようなタイム・タグは現行のＧＳＭ仕様と互換性がある。ＢＳＣは、最後の測定報告と共に受信されたフレーム番号と相関するＢＳＣ内部時間基準と共にチャネル構成��ータの履歴を保存することができる。Ａｂｉｓインターフェースを介する遅延によって残りの唯一の未知の遅延時間が与えられる。４８０ｍｓの測定時間と比較するとこの遅延時間は短い。ＣとＩの移動平均値は特定のＭＳの移動平均値であり、セル・エリアの移動平均値ではないのでＨＯによって影響を受けることはない。ＨＯの後で平均化処理を行う必要はない。ＨＯは、連続的Ｃ／Ｉ評価処理に対する追加の待ち時間を生じる原因となるものではない。
【００４７】
以下、動的チャネル配置を行うために前述のＣ／Ｉ推定値をどのように利用するかについて説明を行う。
【００４８】
第１の初期チャネル配置について説明する。初期チャネル配置を行うために、ＢＳＣは、ＭＳから測定データをまだ受信していないので、任意のチャネルの潜在的Ｃ／Ｉの査定を行うことはできない。非ＢＣＣＨチャネルをＭＳに割り当てることは、当該ＭＳあるいは他のＭＳのいずれかにおいて高い干渉を生じるリスクが高くなる。単純な解決方法として、ＢＳＣがＭＳにおいて潜在的Ｃ／Ｉを高い信頼性で推定することができないときはいつでも、ＢＣＣＨ周波数で常時チャネルを配置する方法がある。ＭＳにおいて潜在的Ｃ／Ｉを高い信頼性で推定できる十分な測定結果がＭＳからＢＳＣへ着信したらすぐに、ＢＳＣは非ＢＣＣＨチャネル(同じセルまたは別のセルのいずれか)へハンドオーバーを命令することが望ましい。下り回線ＰＣはＢＣＣＨ周波数で利用可能ではないので、いずれにせよ非ＢＣＣＨチャネルでトラフィックを持つ方が望ましい。
【００４９】
必要なときにＢＣＣＨチャネルが利用できない場合、ＢＳＣは、高い干渉というリスクにもかかわらず、非ＢＣＣＨチャネルの配置を行うことができる。セル内のすべてのＭＳのすべての潜在的干渉を平均化することによって決定される潜在的干渉を最低限にしてチャネルの選択を行うことにより、このリスクを最小限にすることが望ましい。未使用のＢＣＣＨチャネルがない場合、すなわち、待ち合わせ、有向リトライ(directed retry)、あるいは、ＢＣＣＨチャネルを解放するための高い優先度のＨＯがない場合、アクセスの輻輳状態という問題を解決する従来の手段を利用することもできる。
【００５０】
第２に、Ｃ／Ｉベースのハンドオーバーについて説明を行う。本発明によって可能となるＣ／Ｉ基準に基づいてＨＯの決定を行う原理について説明する。移動平均値と閾値に基づくような、標準的ＧＳＭのＨＯとＰＣアルゴリズムで示されるような、ある一定のＣ／Ｉ条件の検出について本明細書で説明する。しかし、本発明に準拠する方法は従来の閾値を必要とするものではない。
【００５１】
実際のＣ／Ｉ推定値および潜在的Ｃ／Ｉ推定値の連続的モニターを行うことにより、ＢＳＣによるＨＯの必要性の検出が可能となるだけでなく、セルおよびＢＳＣエリア全体における現行の全Ｃ／Ｉの分布の査証が可能となる。最終目標は、セルにわたって、また、ＢＳＣエリアにわたって、カバーエリアが許す限りまたハード容量の限界が許す限り実際のＣ／Ｉを均等に拡散することである。ＢＳＣはＣ／Ｉの目標値の範囲を用いてこの拡散を達成する。Ｃ／Ｉの目標値の範囲を選択する様々な方法が存在する。例えば、
【００５２】
１．オペレータは、ネットワークに対して、あるいは、個々のセルに対して固定したＣ／Ｉの目標値の範囲を選択することにより、ある一定の品質を保持するようにする。ＢＳＣは、Ｃ／Ｉの目標値を保持する必要に応じてトラフィックのソフト・ブロッキング(soft-blocking)を適用する。ビジネス上のクライアントまたはプライベートなクライアントなどのようなユーザー・グループに応じて加入者の分類が可能となり、ユーザーが受ける品質はその分類に左右される。
２．  通信事業者は、Ｃ／Ｉの目標値の範囲がローカル・トラフィック負荷に依存する方法を選択して、半自動的に品質を容量と交換するようにする。
３．ＢＳＣは、セルまたはＢＳＣエリアの現在の平均的実際のＣ／ＩにＣ／Ｉの目標値を自律的に設定する。この設定によって所定の現在のトラフィック負荷の品質が最大化される。
【００５３】
しかし、ソフト容量は、各セルについて設けられたＴＲＸの数によって与えられるハード容量によって限定される。したがって、ハード容量が最小Ｃ／Ｉの目標値と等しくなる。ハンドオーバーと出力制御と間の関係について以下説明する。本発明については、ＰＣとＨＯ処理とは相互により緊密に関連し、ＰＣはさらに効率的に機能する。実際のＣ／Ｉ推定値をモニターすることにより、ＢＳＣは各ＭＳについてＰＣまたはＨＯの必要性の検出が可能となる。Ｃ／Ｉが低い方のＣ／Ｉ閾値を切る場合、このことによって、可能な場合には、ＢＴＳ送信出力の増加あるいはＨＯがトリガーされる。Ｃ／Ｉが高い方のＣ／Ｉ閾値を切る場合、このことによって、可能な場合には、不必要に高いＣ／Ｉを持つＭＳが示され、ＢＴＳ送信出力の低下あるいはＨＯがトリガーされる。より好適な選択がＢＴＳ送信出力の変更であるかＨＯであるかは、当該ＭＳとその他のＭＳに対する２つの可能性の潜在的影響を計算することにより決定される。ＢＳＣはＨＯの候補とＰＣとの推定評価を実行する。
【００５４】
本発明については、通常のものより多くの可能なＨＯ候補が存在する。ＨＯ候補は候補セル、候補周波数および候補ＴＳによって定義される。これらの任意の組合せはＨＯ時に変更が可能である。原則として、ＨＯは、ＭＳが有効なＢＳＩＣを報告した任意の隣接セル、非ＢＣＣＨ周波数の組全体の中から得られる任意の周波数および任意のＴＳへのハンドオーバーが可能である。ＢＳＣ処理時間の節減のために、同じ精度ですべてのＨＯ候補の評価が可能となるわけではない。それはＨＯ候補の総数がきわめて大きいためである。例えば、２０の非ＢＣＣＨ周波数と６の報告を受けた隣接セルを持つシステムの中には、１つのＭＳ当たり２０×６×８−１＝９５９のＨＯ候補が存在する。したがって、ＨＯ候補のグループ全体が単純な閾値条件に基づいて即座に廃棄される。例えば、周波数とＴＳとの特定の組合せでＭＳにおける潜在的干渉が一定の閾値以上である場合、ＨＯ候補セルにかかわらず、この周波数とＴＳへのＨＯが考えられる。一般的に言えば、ＨＯ候補はその潜在的Ｃ／Ｉに従って評価される。各ＭＳについて、また、各ＨＯ候補用について、ＢＳＣは、ＨＯの決定が当該ＭＳの実際のＣ／ＩおよびＢＳＣの制御下にあるすべての他のＭＳの実際のＣ／Ｉにどのようにインパクトを与えるかの推定を行うことができる。この処理によって決定されるように、ＨＯ候補の廃棄またはその優先順位の割り当てを行うことが可能となる。さらに具体的に、周波数ｆ０で、ＴＳでセルＣ０によって現在サービスを受けているＭＳｍ０と、ＨＯ候補セルｃと、候補周波数ｆと、候補ＴＳｓ０とについて考察してみる。(ｃ１はｃ０に等しい場合もあるのでこの中にはセル内ＨＯが含まれることに留意されたい)。ＨＯ後のこのＭＳの最大の潜在的Ｃ／Ｉは、搬送波の強さＣＢＣＣＨ(ｃ１)と干渉値Ｉ(ｆ１,ｓ１)とによって与えられる。この最大の潜在的Ｃ／Ｉが低すぎると考えられる場合(低い方のＣ／Ｉの目標値の閾値以下など)、このＨＯ候補は廃棄される。この最大の潜在的Ｃ／Ｉが高すぎると見なされた場合(高い方のＣ／Ｉの目標値の閾値以上など)、ＨＯ後のＭＳｍ０に対するＰＣの潜在的影響は前述したものと同じ方法を用いて考慮される。候補ＢＴＳの送信出力ＰＷＲＨＯ(ｃ１,ｆ１)＜ＰＷＲ(ｃ１,ｆＢＣＣＨ)は、対応する潜在的(最大値以下の)Ｃ／ＩがＣ／Ｉの目標値の範囲内に入るように、好適には、高い方のＣ／Ｉの目標閾値の近くになるように計算される。この潜在的Ｃ／Ｉは、この処理で計算される候補搬送波の強さＣＨＯ(ｃ１)＜ＣＢＣＣＨ(ｃ１)と同じ干渉値Ｉ(ｆ１,ｓ１)とによって与えられる。
【００５５】
この計算された候補ＢＴＳ送信出力ＰＷＲＨＯ(ｃ１,ｆ１)が最小の許容されるＢＴＳ送信出力以下に落ちた場合、この送信出力をこの最小値までリセットする必要がある。この時結果として得られるＣ／Ｉは高い方のＣ／Ｉの目標閾値以上になり、ＨＯ候補は廃棄されるか低い優先順位を保持するかのいずれかになる。(他のセル内の)他のＭＳに対するこのＨＯ候補の潜在的インパクトは２倍になる。第１に、サービス提供セルＣ０を強く受信し、周波数ｆ０によって、同時に生じるＴＳｓ０でサービスを受ける各ＭＳｍにおける干渉値Ｉ(ｆ０,ｓ０)はＩｃ(Ｃ０,ｆ０,ｓ０)分だけ減少する。潜在的に影響を受けるＭＳｍの対応する潜在的Ｃ／Ｉが高い方のＣ／Ｉの目標閾値以上になった場合、ＨＯ候補の優先順位は低くなる。サービス提供ＢＴＳの最大送信出力に対してｍ１が高くなればなるほど、優先順位は低くなる。
【００５６】
第２のインパクトとして、強く候補セルｃ０を受信し、かつ、候補周波数ｆ０によって、また、同時に生じるＴＳｓ１の中で既にサービスを受けた各ＭＳｍ１において干渉値Ｉ(ｆ１,ｓ１)が増加することが挙げられる。この増加の大きさは、潜在的に影響を受けたＭＳによって受信されるようなＢＣＣＨ搬送波の強さと、ＢＣＣＨ出力と、ＭＳｍ０の候補出力との間の出力差ＰＷＲ(ｃ１,ｆＢＣＣＨ)−ＰＷＲＨＯ(ｃ１,ｆ１)とを考慮に入れて、ＢＳＣにより計算される。この潜在的干渉値から、また、その実際の搬送波の強さから計算されるＭＳｍの潜在的Ｃ／Ｉが、高い方のＣ／Ｉの目標閾値以下になった場合、ＨＯ候補は高い優先権を保持する。同じ潜在的干渉と、ＭＳの実際の搬送波の強さではなく(そのサービス提供ＢＴＳでの)ＭＳの最大の潜在的搬送波の強さとから計算されたＭＳｍ１の潜在的Ｃ／Ｉが、高い方のＣ／Ｉの目標値以下である場合、ＨＯ候補は低い優先順位を保持するか、あるいは廃棄される。ＭＳの潜在的Ｃ／Ｉを高い方のＣ／Ｉの目標閾値以下に保つために、ＭＳｍ１の搬送波の強さを高める必要があればあるほど、ますますその優先順位は低くなる。
【００５７】
本発明に準拠する方法で利用が可能な出力制御方法について以下説明する。
【００５８】
ＭＳのｍ０のサービス提供チャネルに対する、送信出力の潜在的変化の影響は、ＨＯ候補評価を行うための方法と同様の方法でＢＳＣによって推定される。ｍ０における対応する潜在的Ｃ／ＩがＣ／Ｉの目標値の範囲内に入るように、ＭＳｍ０のサービス提供チャネルのための候補ＢＴＳ送信出力が計算される。この候補ＢＴＳ送信出力がＢＴＳ送信出力のサービス提供セルの許容範囲外になった場合、ＰＣは不可能となる。
【００５９】
ＢＴＳ送信出力の潜在的減少は常に有益である。この場合ＰＣは高い優先順位で考慮される。ＨＯについて説明した場合のように、ＢＴＳ送信出力の潜在的増加時に、他のＭＳへの追加的干渉が推定される。影響を受けたＭＳのＣ／Ｉの目標値が満たされない場合、ＰＣの優先順位が低くなる。結果として得られるＰＣの優先順位と、最高の優先順位を持つＨＯ候補のＨＯ優先順位に依存して、ＢＴＳ送信出力の変更と、ＨＯのいずれを実行するのがＣ／Ｉ評価全体にとって良いかがＢＳＣによって決定される。
【００６０】
以下、Ｃ／Ｉ値を考慮するハンドオーバーについて説明を行う。ＢＳＣは、ＨＯ候補の評価処理で設定された優先順位に従ってＨＯ候補の中のＨＯ目標値を選択する。これらの優先順位が、影響を受けたＭＳのＣ／Ｉに対するＨＯの潜在的影響に基づいていたために、このＨＯ目標値の選択はＣ／Ｉの分布全体を均質化することになる。ＢＳＣは、標準的ＧＳＭ処理に従って、同期したＨＯに命令を出す。ＢＳＣは、すでに計算された候補ＢＴＳの送信出力となるように新しいチャネルで最初のＢＴＳ送信出力を選択する。ＢＳＣは新しいチャネルで最小の可能な最初のＭＳ送信出力を選択することもできる。新しいチャネルでのこの最初のＭＳ送信出力は、古いチャネルでのＭＳ送信出力によって近似的に与えられ、新しいチャネルと古いチャネルとの間のＢＴＳ送信出力の差分だけ修正される。上り回線と下り回線送信の特性の間の関係が、サービスを提供している古いＢＴＳと新しいＢＴＳとの間で異なる場合、セキュリティ・マージンが必要となる場合がある。例えば、サービスを提供している新しいＢＴＳは、受信用アンテナのダイバーシティー・ゲインが不足する場合がある。もし何らの他のＭＳが、ＨＯの結果として、また、ＨＯ候補の評価中に決定されたように、そのサービス提供チャネルでさらに高い送信出力を必要とする場合、ＢＳＣは対応するＰＣコマンドを発する。セル間ＨＯが成功した後、ＭＳは新しい隣接リストを受信し、次いで、セル内ＨＯ後に新しい隣接リストの送信が可能となる。好適には、この隣接リストは、アイドル・モード処理用としてＢＣＣＨで放送される一般的な隣接セル・リストではなく、各ＭＳのローカル環境に基づく専用隣接セル・リストであることが望ましい。ＢＳＣ内ＨＯ時に、ＢＳＣは必要に応じて、ＢＳＣがＭＳに対して決定した異なる特徴的振舞いに基づく専用隣接セル・リストをＭＳへ送信する。このような特性値として、特定の隣接セルに対するＣとＩの推定値、ＭＳの所在位置、ＭＳの速度、ＭＳの速度の変化率、ローカル・トラフィック負荷、層関係、および、これらの任意の組み合わせがある。
【００６１】
基本的には、上記の送信専用隣接リストは、高速に移動するＭＳ用のマクロな隣接リストと、低速移動するＭＳ用のミクロな隣接リストとを意味する。これらの専用隣接リストは、急速な信号強度の低下に起因する潜在的呼損のインスタンスにおけるような、特定のネットワーク状態に応じて送信される。
【００６２】
ＢＳＣ間ハンドオーバー(ＨＯ)は現行のＧＳＭシステムで処理される。出力予算、低い下り回線品質および低い下り回線ＦＳのために、Ｃ／ＩベースのＨＯは現行のＢＳＣ内ＨＯに取って代わるものである。下り回線ＦＳと品質の目標値の範囲とに基づく出力制御はもはや不要となる。下り回線Ｃ／ＩベースのＨＯは上り回線のほとんどのＨＯ条件をキャッチするようになるとはいえ、上り回線ＨＯ基準の必要性は依然残っている。これは、下り回線のＣ／Ｉ評価の中に顕れない、問題のある上り回線の無線伝搬条件に対処するためである。上り回線ＰＣは不変のままである。
【００６３】
Ｃ／ＩベースのＨＯについては、干渉という見地からＢＳＣによってネットワークの最少化が行われる。この最小化によってソフト容量が最大化される。ソフト容量と、Ｃ／Ｉの目標値によって制御される品質との間にはバランスが存在する。より高いＣ／Ｉの目標値はより高い品質へ通じるが容量の減少にもつながり、この逆もまた同様である。Ｃ／Ｉの目標値に従ってローカル・トラフィック負荷に対処するためにトラフィックＨＯが実行され、次いで、ローカル・トラフィック負荷に依存して、Ｃ／Ｉの目標値の再評価を行うことが可能となる。
【００６４】
以下、例示の実現例に基づいて隣接セルの数について解説する。
【００６５】
１つの好ましい実施例では各Ｃ／Ｉ推定値は６つの最も強い搬送波を持つ隣接セルから得られる干渉値を考慮に入れるだけである。ＢＳＣは隣接セル・リストを選択して、６つの最も強い搬送波を持つ隣接セルを最大限に利用する。
【００６６】
６以上の重要な隣接セルが実際に存在する場合、時間と共に相対的順序が変化する可能性がきわめて強い。例えば、強さの異なる類似セルが、異なる時刻に現在６番目に最も強い搬送波を持つ隣接セルとして報告される場合がある。このようにして、ＢＳＣは、６以上の隣接セルから到来する干渉のレベルの決定をＭＳにおいて行うことができるが、６つの最も強い搬送波を持つセルの中で連続して報告されるセルの場合に比べて少ない統計的処理でこれは行われる。
【００６７】
現在、移動局補助周波数配置(ＭＡＦＡ)の標準化が行われている。これによって、隣接セル・リストからのセルの測定を一時的に中止し、代わりに他の周波数でＦＳの測定を行うことが可能となるであろう。但しこの場合ＢＳＩＣの報告は不要である。また、このＭＡＦＡによって、Ｃ／Ｉ推定を目的として隣接セルの供給が可能となるが、一方、すべてのＨＯ候補セルは標準的ＧＳＭ隣接セル・リストの中に存在している必要がある。
【００６８】
この専用隣接セル・リスト特性は、ＭＳに対する修正を必要とせずにＭＡＦＡの中間的解決方法を生み出すものである。
【００６９】
下り回線Ｃ／Ｉだけが考慮される。上り回線の測定値はＣ／Ｉ値の考慮用としても確かに評価することができる。一般に、上り回線方向で妥当な干渉管理を達成するには本明細書で示したような包括的なＣ／Ｉ値評価で十分である。それにもかかわらず、上り回線方向の中でだけ現れる特別な問題を処理するために、上り回線処理を行う通常の処理のうちの少なくともいくつかの処理が必要となる。既述したように、干渉による影響値を正確に加算することは簡単ではない。また同様に、ＰＣ、ＤＴＸなどの影響は近似的にしか計算できない。搬送波の強さの誤差および軽視したＢＣＣＨ内干渉に由来する潜在的干渉推定値の誤差は、ＢＣＣＨの再使用係数を増やすことにより少なくすることができる。ＢＣＣＨ用の周波数をより多く利用し、非ＢＣＣＨ送信用の周波数をより少なく利用することは、それによって著しくＣ／Ｉの推定精度が上がれば、容量や品質全体をより高める結果になる可能性がある。
【００７０】
同期を達成する方法は故障許容的なものであるとはいえ、タイムスロット・アラインメントが一時的に失われる可能性は常に存在する。この場合、非同期セルを行き来する干渉の査定を行うことはできない。このことは初期チャネル配置の場合と類似しているので同様に処理することが望ましい。例えば、同期が回復するまでＢＣＣＨチャネルをまず好適に配置することが望ましい。
【００７１】
本発明に準拠する方法は、理論的には、ＢＳＣだけではなくネットワーク全体に対しても適用可能である。しかし、実際には、現行のＧＳＭ仕様がＢＳＣ間の直接通信をサポートしていないので、本発明の実現は単一ＢＳＣエリアの範囲内でのみ実行可能である。同じことが同期についても当てはまる。しかし、言うまでもなく本方法は各ＢＳＣエリアにおいて実現が可能であり、したがって移動通信用ネットワーク全体をカバーするものである。
【００７２】
将来、上記限界は、開発中の任意の基地局サブシステム(ＢＳＳ)の新しいＩＰベースの相互接続の助けを借りて解決が可能となるかもしれない。しかし、実際のＣ／Ｉ推定値と潜在的Ｃ／Ｉ推定値との計算に要求されるような、ＢＳＣ間のチャネル構成データの連続的交換は、高いリアルタイムの容量を必要とするので、利用できなくなるかもしれない。これが利用できるとすれば、ネットワーク全体に対する方法の利用にはＢＳＣ境界における周波数計画を必要とすることになろう。さらに、何らかのＢＳＣ間のコーディネーションのネットワーク管理システム(ＮＭＳ)への委任が考えられる。例えば、ＮＭＳは、異なるＢＳＣからＣ／Ｉ統計を収集してネットワーク全体のＣ／Ｉ分布を評価し、各ＢＳＣまたは各セルについてＣ／Ｉの目標値の選択を行うことが可能である。
【００７３】
本発明をサポートしない基地局(ＢＴＳ)をネットワークから取り除かなければならないというわけではない。周波数は非ＢＣＣＨ送信への再割当てが可能である限り、かつ、一時的にＢＴＳオフラインをとる必要がない限り、各ＴＳについて周波数の割り当てを許可しないＢＴＳをそのまま限定的に利用することも可能であろう。Ｃ／Ｉの決定は同じ方法でそのまま可能であろう。しかしずっと少ない周波数について、さらに少ない干渉情報しか利用できなくなる。なぜなら、測定された各ＢＣＣＨ周波数が、ＴＲＸの数によって与えられる他のいくつかの周波数に対してしか利用できないからである。ＨＯ候補間の選択は、ＴＲＸへの精々１つのチャネル配置が存在するだけの場合、ＴＲＸへの再割当てが可能となるので周波数は著しく狭くなる。チャネル配置の中には、固定送受信装置と無線局との間の接続に対する無線チャネルの配置が含まれ、無線チャネルはタイムスロットによって定義され、ＦＤＭＡ(周波数分割多元接続)システムでは無線チャネルは搬送周波数によって定義される。
【００７４】
別の実施例では、本発明は、各ＭＳにおける搬送波対干渉の強さの比(Ｃ／Ｉ)の推定に加えて、移動局(ＭＳ)が報告するすべての磁場の強さの測定値の処理方法を提供する。このような方法は、時間差およびＢＴＳ送信間の送信出力の中の情報をＢＳＣで考慮することにより達成される。Ｃ／Ｉ推定値の中には、特定のＭＳに対して特定のチャネル配置(特定の周波数割当てと特定のタイムスロット)が特定のＢＴＳにおいて行われる場合、各ＭＳに影響を与える実際のＣ／Ｉと、各ＭＳに影響を与える潜在的Ｃ／Ｉとが含まれる。これらのＣ／Ｉ推定値利用して、ハンドオーバーと出力制御処理が制御され、特定のＭＳの特定のチャネルへのハンドオーバがどのＢＴＳでいつ行うかが決定され、各ＭＳに対する最低の可能なＢＴＳ送信出力が選択される。周波数は‘ＴＲＸ’ベースではなく‘ＴＲＸとタイムスロット’ベースで割り当てられる(ＢＣＣＨを除く)。さらに、この割り振られた周波数はフレーム毎に不変のままである。すなわち周波数ホッピングは発生しない。セルに対する周波数の一定の割当てが存在しないので、また、ハンドオーバーが同期しているので、セル内およびセル間ハンドオーバーが非常に似たものになり、チャネル配置がＣ／Ｉ評価と現在のトラフィック負荷とに基づいて真に動的になる。
【００７５】
これらの特性によって、現行の容量解決方法の利用により可能なものよりずっとタイトな周波数の再使用が可能となるので、タイムスロット・アラインメントによって可能になった容量利益の最適化が行われる。特定のネットワーク構成に依存して、３と３.５の間の効率的再使用が可能となる。ネットワークのＣ／Ｉレベルの平滑化に必要なときはいつでもハンドオーバーが行われる。この拡散処理は、各ＢＴＳにインストールされたＴＲＸの数によって限定される。これは、Ｃ／ＩをすべてのＭＳ間で均質な分布状態に保つという、周波数計画とチャネル配置の最終目標にきわめて近いものとなる。
【００７６】
図６は、本発明に準拠する基地局コントローラＢＳＣの考えられる実現例を図示するものである。ＢＳＣは、信号対干渉比を示す推定値(ＣＡＬＣ)２０を計算する手段と、チャネル配置(ＡＬＬＯＣ)２１を実行する手段とを具備する。実際には、これらの計算(ＣＡＬＣ)機能と配置(ＡＬＬＯＣ)機能とは、メモリ(ＭＥＭ)２２内に保存された、本発明に準拠する方法を実行するソフトウェアと、ＢＳＣの機能を制御し、メモリ２２の中でプログラムを実行するマイクロプロセッサとして実現が可能である。チャネル配置手段(ＡＬＬＯＣ)は、ＢＴＳとＭＳＣへ割り当てる信号の制御を行い、この信号は例えばマルチプレクサ(ＭＸ)２３を介してＢＴＳへ進む。
【００７７】
本発明が、前述の、例示として示す本発明の例示実施例に限定されるものではないこと、さらに、以下の請求項および当業者の知識の範囲内で改変が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  概略的にネットワークを図示する。
【図２】  周知のフレーム・オフセット値を用いるタイムスロット・アラインメントを図示する。
【図３】  同期されたネットワークの中でＣ／Ｉを決定する方法を図示する。
【図４】  ＢＴＳ送信出力値のＢＳＣリアルタイム・マトリックスを図示する。
【図５】  ＢＣＣＨと非ＢＣＣＨ出力との間の関係を図示する。
【図６】  ＢＳＣについての記述を図示する。
【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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