(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他のＣＤＭＡ符号無線チャネルからの多重アクセス干渉が削除された後の、特定移動局から受信した信号波における複数時間の通信品質を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果から新たな呼を受付けた時の通信品質を推定し、推定された通信品質が予め定められている許容範囲内に収まるときに、該新呼を受付け、範囲外のときには、該新呼を受付けないよう制御する制御手段とを有することを特徴とする呼受付装置であって、
前記測定手段は、
受信信号を制御チャネルと通話チャネルとに分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された通話チャネルの通信品質をフレーム誤り率（Frame  Error  Ratio  :FER)、或いは、ビット誤り率（Bit  Error  Ratio  :BER)を測定する算出手段とを有し、
前記制御手段は、
前記算出手段から、定期的にフレーム誤り率或いはビット誤り率の測定値を収集する収集手段と、
前記収集手段により収集された測定値を、移動局の接続数に対応させて基地局ごとに格納する格納手段と、
前記格納手段に格納された測定値に基づき、新たな呼を受付けた時の通信品質を推定し、推定された通信品質が予め定められている許容範囲内に収まるときに、該新呼を受付け、範囲外のときには、該新呼を受付けないよう制御する制御手段とを有することを特徴とする呼受付装置。
【請求項２】
請求項１記載の呼接続装置において、前記制御手段は、前記予め定められている許容範囲内は、前記新たな呼が音声通話である場合には１０＾（−３）とし、
前記新たな呼がデータ通信である場合には１０＾（−５）として、呼の受付を制御することを特徴とする呼受付装置。
【請求項３】
請求項１記載の呼接続制御装置において、前記制御手段は、新たな呼のフレーム誤り率、或いはビット誤り率を、前記格納手段に格納されている測定値を表わす回帰近似に基づいて算出することを特徴とする呼受付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，CDMA(Code Division Multiple Access)システムに用いられる呼受付装置、交換機及び呼受付制御方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信では、限られた周波数帯域で多数の移動局を収容する為に、無線周波数の効率的利用は重要課題である。そのためセルラーシステムでは、基地局から電波が届く範囲（以下セルと記述）にいかに効率良く移動局を割り付けるかが重要になる。又、この事は、移動局と基地局間の通信路（以下無線チャネルと記述）をどのように割り付けるかと同様である。
【０００３】
従来のＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access)やＴＤＭＡ(Time  Division  Multiple  Access)のシステムにおいて、基地局に無線チャネルを固定的に割り付ける方式では、同一無線チャネルからの干渉妨害が低くなるように、基地局に割り付ける無線チャネルを決定している。この方式では、基地局に割り当てられる無線チャネルの数より呼（接続要求）が多ければ、その呼には、無線チャネルが割り当てられず、呼損となる。又、逆にセル内に割り当てられる無線チャネル数より、セル内の呼が少ない場合には、利用されない無線チャネルが存在し、有限な周波数を無駄に使用していることになる。
【０００４】
特開平１０−１２６８４２号公報には、チャネル割り当ての際には、ＣＩＲ（Carrier to Interference power Raio)といった干渉量の測定値を基に判断するＣＤＭＡ(Code  Division  Multiple  Access)システムが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のＣＤＭＡシステムでは、呼の受付け判定にＣＩＲといった干渉量を観測する方式となっており、セル内外から来る他のＣＤＭＡチャネルの干渉波を除去する多重アクセス干渉の除去機能を考慮に入れていなかった。
【０００６】
そのため、多重アクセス干渉の除去機能を備えたＣＤＭＡシステムにおいて、ＣＩＲを基に呼受付判定をおこなうと、多重アクセス干渉の除去機能で干渉波が完全に除去された場合には、ＣＩＲが無限大となり呼制御不能になる問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の技術の欠点を解消し、無線資源を効率的に活用できる呼受付装置、交換機及び呼受付制御方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、多重アクセス干渉の除去機能による他のＣＤＭＡ無線チャネルからの干渉波を除去した効果を考慮に入れ、各無線基地局において、通信品質を確保した上で、同時に接続できる無線端末の数を効率的に増加させることができる呼受付装置、交換機及び呼受付制御方法を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の他の目的は、多重アクセス干渉の除去機能の向上効果を、システム全体の無線資源の効率的に活用、という効果に発展することができる呼受付装置、交換機及び呼受付制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ＣＤＭＡシステムに用いられる呼受付装置において、他のＣＤＭＡ符号無線チャネルからの多重アクセス干渉が削除された後の、特定移動局から受信した信号波における複数時間の通信品質を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果から新たな呼を受付けた時の通信品質を推定し、推定された通信品質が予め定められている許容範囲内に収まるときに、該新呼を受付け、範囲外のときには、該新呼を受付けないよう制御する制御手段とを備えたのである。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、ＣＤＭＡシステムに用いられる呼受付装置において、特定移動局から受信した信号波における複数時間のフレーム誤り率、或いはビット誤り率を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果から新たな呼を受付けた時のフレーム誤り率、或いはビット誤り率を推定し、推定されたフレーム誤り率、或いはビット誤り率が予め定められている許容範囲内に収まるときに、該新呼を受付け、範囲外のときには、該新呼を受付けないよう制御する制御手段とを備えたのである。
【００１２】
更に、上記目的を達成するため、特定移動局から受信した信号波における複数時間のフレーム誤り率、或いはビット誤り率を測定し、前記測定結果から新たな呼を受付けた時のフレーム誤り率、或いはビット誤り率を推定し、推定されたフレーム誤り率、或いはビット誤り率が予め定められている許容範囲内に収まるときに、該新呼を受付け、範囲外のときには、該新呼を受付けないよう制御するようにしたのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下では，本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
本説明では、呼受付判定に通話チャネルにおけるフレーム誤り率を用いるものとする。例えば、一般的に制御チャネルは、通話チャネルより高い信頼性を要求されるため、通話チャネルと送信される電力が異なる場合があり、たとえ、制御チャネルで品質が確保できても、電力の小さい通話チャネルの通信品質が確保できるとは限らないためである。
【００１５】
図６は、本発明の呼受付方法を適用したＣＤＭＡシステムの構成図である。
【００１６】
図６のＣＤＭＡシステムでは、基地局１０からの電波が到着する範囲をセル５０と呼ぶ。サービスエリアは単一または、複数の基地局１０を使ってセルを組み合わせ、各基地局１０に利用可能な拡散コードを配分することによって構成される。
【００１７】
ＣＤＭＡ交換機３０は、複数の基地局１０と接続され、複数セルによって構成されるサービスエリアの統括制御、無線回線の接続に関する制御、また、ハンドオーバ等のセル間の移動に伴う制御、移動局との交換、公衆網４０との接続を行う。
【００１８】
図４および図５は、図６に示すＣＤＭＡシステムに使用される基地局１０、ＣＤＭＡ交換機３０のブロック構成を示している。
【００１９】
基地局１０の上り回線（すなわち移動局から基地局への送信）処理に必要な構成は、受信信号を受けるアンテナ１００、広帯域に復調する拡散復調部１０１、拡散符号を発生させる拡散符号発生部１０３、狭帯域の復調を行う復調部１０２、セル内、およびセル外より受けた干渉波を削除するマルチユーザディテクション１０４、受信信号に誤り訂正等を施し、受信チャネルに復元する情報部１０５、ＣＤＭＡ交換機３０とのインタフェースをもつ交換機インタフェース１０６からなる。同様に、下り回線（すなわち基地局から移動局の送信）処理に必要な構成は、ＣＤＭＡ交換機インタフェース１０６、送信データに誤り訂正符号化を施す情報部１０８、データを狭帯域変調する変調部１０９、拡散符号により広帯域変調する拡散変調部１１０、拡散符号を発生する拡散符号発生部１１１、電波を送信するアンテナ１１２から構成される。その他に基地局１０を制御する制御部１０７がある。
【００２０】
一方、図５のＣＤＭＡ交換機３０は、基地局１０とのインタフェースとデータフォーマット変換機能をもつ基地局回線ＩＦ３００、受信チャネルを通話チャネルと制御チャネルに分離したり、制御チャネルを挿入するチャネル分離・挿入回路３０１、通話チャネルのＣＲＣ判定を行うＣＲＣチェック回路３０２、少なくともこのチャネル分離・挿入回路３０１とＣＲＣチェック回路３０２とにより、測定手段を構成する、ＣＲＣ結果を付加するＣＲＣ付加回路３０７、音声符号化されたデータを復号化する音声復号化回路３０３、音声データを音声符号化する音声符号化回路３０８、スイッチ制御を行うＳＷ回路３０４、公衆網側に対して制御チャネルを挿入、又は分離するチャネル挿入・分離回路３０５、公衆網とのインタフェースをもつ網回線ＩＦ３０６、ＣＤＭＡ交換機の制御を司る制御手段であるＣＰ(Control  Processor)回路３１０から構成される。
【００２１】
次に、上り回線において、移動局からの接続要求があった場合の接続手順を図８のシーケンスをもとに説明する。
【００２２】
基地局１０のセル内に存在する移動局６０は、基地局１０に対して同期確立要求の制御チャネルを発信する。制御チャネルを受信した基地局１０は、情報部１０５でチャネルを分離して、制御部１０７に送る。制御部１０７では、制御チャネルの内容が同期確立要求であることを解読する。すると、移動局６０に対して、受信応答の制御チャネルを返送すると同時に、ＣＤＭＡ交換機３０に対して同期確立要求の制御チャネルを送信する。ＣＤＭＡ交換機３０では、制御チャネルを受信するとチャネル分離・挿入回路３０１によってＣＰ回路３１０に転送される。ＣＰ３１０では、制御チャネルを解読し、同期確立要求であることを認識すると、同期確立動作を行い、動作終了後は同期確立応答の制御チャネルを基地局１０に対して送信する。その制御チャネルを受信した基地局１０は、移動局６０に対して同期確立応答の制御チャネルを送信する。
【００２３】
移動局６０は、同期確立が終了したことを確認した後、制御チャネルを用いて、呼接続要求データを発信する。基地局１０が、呼接続要求データを受信すると、基地局１０の制御部１０６は、ＣＤＭＡ交換機３０に対して呼接続要求データを送信する。呼接続要求データを受け取ったＣＤＭＡ交換機３０では、チャネル分離・挿入回路３０１により、ＣＰ回路３１０へと転送される。ここでのＣＰ回路３１０は、図３に示すように、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)回路３１３、呼受付処理ソフトウェアメモリ３３０、接続情報テーブルメモリ３２０、解放処理ソフトウェアメモリ３１２、スイッチインタフェース回路３１１、制御バスインタフェース３１５、統計情報収集ソフトウェアメモリ３１４から構成され、制御バスインタフェース３１５は、全てのブロックとバス接続されており、各回路の設定、統計情報の収集、制御チャネルの転送に使われる。
【００２４】
チャネル分離・挿入回路３０１から呼接続要求データを受け取った制御バスインタフェース３１５は、ＣＰＵ回路３１３へ割り込みをかける。割り込みをかけられたＣＰＵ回路３１３は、呼受付処理ソフトウェアメモリ３３０に格納されているソフトウェアを起動して、呼受付制御処理を開始する。呼受付制御処理において、接続可能と判断した場合は、呼接続要求データをチャネル挿入・分離回路３０５を通して接続先に送信する。接続先から接続許可応答データが返送されると、基地局１０対して接続許可応答データを送信する。基地局１０は、接続許可応答データを受信すると、移動局６０に対して、接続許可応答データを転送する。移動局６０は、接続許可応答データを受け取ると、通話を開始する。
【００２５】
次に、図１のフローチャートを用いて、呼受付制御方法の処理手順を説明する。
【００２６】
ＣＰＵ回路３１３への割り込みによって、呼受付処理の開始要求があると、呼受付処理ソフトウェア３３０に従い、ＣＰＵ３１３は以下の処理を行う。呼受付処理の開始要求があると、ステップ３３３に進み、要求が接続要求であるかを判定する。接続要求ではない場合は、終了となる。判定結果が接続要求である場合は、ステップ３３４に進み、空き拡散符号が存在するか判断する。全ての拡散符号が使用されており、空き拡散符号がない場合には、ステップ３３９に進み、呼受付拒否処理を行い、終了となる。
【００２７】
ステップ３３４において空き拡散符号が存在している場合には、ステップ３３５に進み、既存接続のＦＥＲを基に、ＣＰＵ３１３は新たな呼を受付けた場合のＦＥＲを予測する。該新呼のＦＥＲを求めた後に、ステップ３３６に進み、ステップ３３５で予測したＦＥＲと、接続可能な音質であると予め定めているＦＥＲのしきい値ＦＥＲｔｈ、例えば、１０＾（−３）とを比較する。
【００２８】
ステップ３３６で比較したＦＥＲがＦＥＲｔｈより大きい場合（ＦＥＲ＞ＦＥＲｔｈ）には、接続可能な音質ではないと判断して、ステップ３３９に進み、呼受付拒否処理を行い、終了する。逆に、ステップ３３６で比較したＦＥＲがＦＥＲｔｈより小さい場合（ＦＥＲ＜ＦＥＲｔｈ）には、接続可能な音質であると判断して、ステップ３３７に進み、呼受付処理により、拡散符号を割り当てる。次に、ステップ３３８に進み、呼接続要求を発信した移動局の番号、呼を受付けた後のＦＥＲを接続情報テーブルメモリ３２０に追加し、終了となる。
【００２９】
また、ＣＰＵ回路３１３により切断要求があった場合は、ステップ３３２で判定され、ステップ３４０に進み、ＣＰＵ回路３１３は、解放処理ソフトウェアメモリ３１２のソフトウェアを起動して、呼切断処理を行う。次に、ステップ３４１に進み、接続情報テーブル３２０から、切断要求のあった接続情報を削除し、終了となる。
【００３０】
次に、通話チャネルとＦＥＲ測定について説明する。
【００３１】
本実施の形態では、通話チャネルのＦＥＲの測定は、測定値の信頼性向上のため、セル内外からの干渉波を除去した後に行なう。本システムでのユーザ音声は、移動局６０において、まず、アナログ／ディジタル変換によって６４kbit/sのＰＣＭデータに変換され、更に８kbit/sに圧縮符号化される。通信路へ出力する際には、通信路誤りを検出するため、図９に示すように、圧縮符号化された８０ビットデータにＣＲＣ演算を施し、演算結果８ビットを付加した８８ビットとした８.８kbit/sデータを通話チャネルを使って転送する。ＣＤＭＡ交換機３０において、基地局１０から受信する通話チャネル、つまり、セル内、及び外より基地局が受信する干渉波を除去した通話チャネルを受信すると、チャネル分離・挿入回路３０１において通話チャネルであることを識別し、ＣＲＣチェック回路３０２へ転送する。ＣＲＣチェック回路３０２では、通話チャネルのＣＲＣ演算、ＣＲＣチェックを行い、８８ビットのデータからＣＲＣ演算結果８ビットを削除した８０ビットの圧縮符号化データを音声復号化回路３０３へ転送する。音声復号化回路３０３では、圧縮符号化されたデータを復号化して、６４kbit/sのＰＣＭデータに復元する。復元されたデータは、スイッチ制御を経て、網回線インタフェース３０６によりデータフォーマットを変換されて接続先へと転送される。
【００３２】
ＦＥＲは、ＣＲＣチェック回路３０２において、ＣＲＣチェック結果が、異常と判断した場合を１フレーム誤りと定義して、フレーム誤り数を測定する。ＣＰ３１０の統計情報収集ソフトウェアメモリ３１４に格納している統計情報収集ソフトウェアは、定期的に制御バスを通して、ＣＲＣチェック回路３０２にあるＦＥＲ測定値を収集し、接続情報テーブルメモリ３２０に格納する。
【００３３】
次に、接続情報テーブルについて説明する。接続情報テーブルメモリ３２０には、図２示すような、接続情報テーブルが格納されており、この図では、ある１つの基地局の接続情報テーブル例を示している。接続情報テーブル３２１には、接続順に対応した移動局番号、接続移動局に対応した上り回線のＦＥＲ測定値が記録されており、移動局番号は、前述のフローチャートのステップ３３８において追加される。ＦＥＲは、移動局の呼受付処理後から次に移動局を受け付けるまでの間の値を記録する。図２の例での接続数1のＦＥＲは、移動局番号２１を受け付けてから、移動局番号１０を受け付けるまでの間、統計情報収集ソフトウェアが一定時間おきに収集し、更新する。
【００３４】
次に、呼受け付け時に判断するＦＥＲ予測の算出手順について説明する。
【００３５】
ＦＥＲ予測は、前述の接続情報テーブルのＦＥＲ値を基に、呼接続数とＦＥＲの関係式を導き出すことによって行う。図７は、呼接続数とＦＥＲの関係式を概念的に導くために、図２の接続情報テーブルの上りＦＥＲ測定値をグラフに表した一例である。移動局を９９台収容している場合のＦＥＲ測定値をプロットする。例えば、１台目のＦＥＲはプロット６００である。これらプロットと誤差を最小にする回帰直線６０４を引く。この回帰直線は、測定値から新たな呼のＦＥＲを予測するためのものであり、nを移動局総接続数、Niを呼受付時の接続数、FERiを上りＦＥＲ測定値とおくと式(1)で表せる。
【００３６】
FER = a*Ni + b                                                (1)
a = (n*ΣNi*FERi−ΣNiΣFERi)/
(n*ΣNi^２-(ΣNi)^２)       (2)
b = (ΣNi^２*ΣFERi-ΣNi*FERi*ΣNi)/
(n*ΣNi^2- (ΣNi)^2)  (3)
もちろん、誤差を最小にするため、高次式を用いることもできる。この直線は、呼接続数が増える毎に補正を行い、常に誤差が最小になるようにする。
【００３７】
次に、１００台目の移動局が呼接続要求した場合のＦＥＲ予測手順を説明する。
【００３８】
先ず、９９台の移動局を収容している時点の回帰直線は、（４）式のようになり、
FER = 8.74*10^(-6)*Ni
+2.42*10^(-5)        (４)
ここでの、呼受付閾値は、1.0*10^(-3)とする。１００台目の移動局から呼接続要求があると、図８のシーケンスを経て図１フローチャートへと進む。ステップ335において、回帰式（４）に呼受付時の接続数Niに100を代入し予測ＦＥＲを算出することで推定する。この場合の結果は、9.0*10^(-4)となり、呼受付閾値1.0*10^(-3)以下であるので、呼受付可能と判断して、ステップ３３７に進み、呼受け付け処理を行うことが出来る。以上は、新たな呼が音声である場合を例示して説明したが、通話チャネルによりデータ通信である場合には、ＣＰＵ３１３が呼受付処理ソフトウェアに従い、呼受付閾値を1.0*10^(-5)以下とすることにより、通信品質を確保することができる。また、図２に示した上りＦＥＲ測定値も移動局に対応させて、音声通信かデータ通信かという呼種別を管理し、回帰直線604も呼種別ごとに作成することで、呼種別に見合ったＦＥＲの予測を行うことができる。
【００３９】
又、このＦＥＲ予測方法は、送信電力制御を行っており、図１０のようにＦＥＲがある接続数まで一定値で、多重限界数から増加する場合にも適用出来る。
【００４０】
更に、上述のＦＥＲに代えて、ビット誤り率（Ｂｉｔ  ＥＲＲＯＲ  ＲＡＴＥ： ＢＥＲ）を用いても、同様の効果を達成できることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、上記実施の形態によれば、上記従来の技術の欠点を解消し、無線資源を効率的に活用できる。
【００４２】
また、上記実施の形態によれば、多重アクセス干渉の除去機能による他のＣＤＭＡ無線チャネルからの干渉波を除去した効果を考慮に入れ、各無線基地局において、通信品質を確保した上で、同時に接続できる無線端末の数を効率的に増加させることができる。
【００４３】
さらに、上記実施の形態によれば、多重アクセス干渉の除去機能の向上効果を、システム全体の無線資源の効率的に活用、という効果に発展することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の呼受付制御の制御フローを示すフローチャートである。
【図２】接続情報テーブルメモリ上に格納するデータの概念図である。
【図３】ＣＤＭＡ交換機におけるＣＰ回路のブロック構成を表した図である。
【図４】本発明の適用されるＣＤＭＡシステムにおける、多重アクセス干渉の除去機能を備えた基地局の構成を表したブロック図である。
【図５】本発明の適用先であるＣＤＭＡ交換機の構成を表した図である。
【図６】本発明が適用されるＣＤＭＡシステムの構成を表した図である。
【図７】新呼音質の算出手段を概念的に説明するための呼接続数とフレーム誤り率の関係グラフである。
【図８】呼接続の制御シーケンスである。
【図９】ＣＤＭＡ交換機の音声符号化回路における通話チャネルのフォーマットである
【図１０】呼接続数とフレーム誤り率の関係がある接続数まで一定値をとる場合のグラフである。
【符号の説明】
１０…基地局、３０…ＣＤＭＡ交換機、４０…公衆網、６０…移動局、１０４…マルチユーザディテクション、３０１…チャネル分離・挿入回路、３０２…ＣＲＣチェック回路、３０３…音声符号化回路、３０４…スイッチ、３０５…チャネル分離・挿入回路、３０７…ＣＲＣ付加回路、３０８…音声符号化回路、３１０…ＣＰ回路、３１３…ＣＰＵ。
【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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