【発明の詳細な説明】
ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワーク
におけるチャンネル選択方法発明の分野
本発明は、ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークにおける物理的
チャンネルの選択に係る。より詳細には、本発明は、固定の物理的制御チャンネ
ルの選択及び物理的トラフィックチャンネルの選択に係る。先行技術の説明
セルラー無線ネットワークの開発に使用できる無線スペクトルの量に制限があ
ることが１つの重大な問題である。無線周波数の使用を入念にプランニングする
ことにより、同一チャンネル信号及び隣接チャンネル信号で生じる干渉を最小に
するための試みがなされている。ベースステーションのカバレージエリア即ちセ
ルは、通常、六角形エリアとしてモデリングされる。六角形は、互いに重畳する
ように配置される。周波数は、異なる種類の複雑なモデルに基づいて個別のセル
へと分割される。その目的は、無線接続に生じる干渉を最小にして、ネットワー
クの容量を最大にすることである。この点について、「周波数再使用ファクタ」
の考え方がとられる。原理的に、再使用ファクタが低いほど、周波数レンジの利
用効率が高い。一方、セルの再使用パターンにおいて同じ又は隣接周波数を互い
に近づけることはできない。というのは、システムに甚だしい干渉が生じるから
である。
ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークでは、周波数プランニング
が手動で行なわれる。このとき、ネットワークオペレータに利用できる周波数帯
域を最も効率的に使用するようにプランニングされる。周波数プランニングは、
ネットワークをプランニングする際に前もって行なわれる。コミッショニングの
際に、周波数プランニングの結果を、例えば、地域において実行されるべきベー
スステーションのカバレージ測定によってチェックしなければならない。これは
、無線波の伝播を理論的にモデリングすることは非常に困難であり、理論的な計
算及びプランニングだけで完全に信頼性のある周波数プランを形成することはで
きないからである。特に、異なる地形や建築物によって無線信号に生じる反射が
、
セルのカバレージのプランニングを困難なものにする。ネットワークをコミッシ
ョニングする際には、ネットワークのカバレージエリアの拡張や、ネットワーク
の容量の増加に対して周波数プランニング及び測定を行わねばならない。
手動でのネットワークプランニング及びそれに関連した測定は経費がかかるが
、人口密度の高い国や都市ではセルラー無線ネットワークのユーザ浸透度が比較
的低いために、これまでのところは経済的に行えている。
移動電話及び他の加入者ターミナルの利用が益々普及するにつれて、ネットワ
ークの容量を増加し続けねばならない。これは、異なる種類の周波数プランニン
グ及び測定の形態で高いコストを招く。
容量を高めるためには、マイクロセル及びピコセルを導入しなければならない
。周波数プランニングは、これまで以上に増加しそして困難なものとなる。特に
、オフィスビルディングでは、異なる種類の建築材料が無線波の伝播に干渉を引
き起こすという問題が生じる。このような問題の多い対象について周波数プラン
ニングするための新規な方法が開発された。しかしながら、システムのワーキン
グ能力を確保するためには、経費のかかる測定が必要とされる。一方、周波数再
使用ファクタがあまり高いと、容量が失われるという点でコストがかかる。
結論としては、現在のＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークは、
入念な周波数プランニングを必要とし、システムのワーキング能力を確保するた
めにコストが若干高くなると言える。発明の要旨
本発明の目的は、上記の問題を解消する方法を提供することである。
これは、ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークにおいて物理的チ
ャンネルの選択を実行する方法であって、上記セルラー無線ネットワークは、少
なくとも１つのベースステーションと、両方向無線リンクによりベースステーシ
ョンに接続された少なくとも１つの加入者ターミナルとを備え、両方向無線リン
クは、少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルダウンリンク及び少なくと
も１つの固定の物理的制御チャンネルアップリンクと、少なくとも１つの物理的
トラフィックチャンネルダウンリンク及び少なくとも１つの物理的トラフィック
チャンネルアップリンクとによって構成され、上記物理的チャンネル上に論理的
チャンネルが配置され、ベースステーションは、そのベースステーションに対し
て許された物理的チャンネルのリストを含み、その許された物理的チャンネルの
干渉レベルを測定し、そして無線リンクとして使用されるべき物理的チャンネル
をその測定された干渉レベルに基づいて選択するという方法によって達成される
。
本発明による第１の方法は、ベースステーションが、それが測定した上記許さ
れた物理的チャンネルから、干渉レベルの最も低いチャンネルを固定の物理的制
御チャンネルとして選択することを特徴とする。
本発明による第２の方法は、選択された物理的トラフィックチャンネルのダウ
ンリンクから固定周波数間隔の距離に位置する物理的チャンネルを物理的トラフ
ィックチャンネルのアップリンクとして選択することを特徴とする。
本発明による第３の方法は、無線リンクとして使用される物理的トラフィック
チャンネルのダウンリンクと物理的トラフィックチャンネルのアップリンクとの
間の周波数間隔がランダムなサイズであることを特徴とする。
本発明の別の目的は、ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線システムにおいて
物理的チャンネルの選択を実行するシステムであって、このセルラー無線ネット
ワークは、少なくとも１つのベースステーションと、両方向無線リンクによりベ
ースステーションに接続された少なくとも１つの加入者ターミナルとを備え、両
方向無線リンクは、少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルダウンリンク
及び少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルアップリンクと、少なくとも
１つの物理的トラフィックチャンネルダウンリンク及び少なくとも１つの物理的
トラフィックチャンネルアップリンクとによって構成され、論理的チャンネルは
、上記物理的チャンネル上に位置し、ベースステーションは、そのベースステー
ションに対して許された物理的チャンネルのリストを維持するように構成され、
そしてベースステーション及び／又は加入者ターミナルは、その許された物理的
チャンネルの干渉レベルを測定するように構成され、そしてベースステーション
は、無線リンクとして使用されるべき物理的チャンネルをその測定された干渉レ
ベルに基づいて選択するように構成されるシステムを提供することである。
本発明による第１のシステムは、ベースステーションが、それが測定した上記
許された物理的チャンネルから、干渉レベルの最も低いチャンネルを固定の物理
的制御チャンネルとして選択するよう構成されたことを特徴とする。
本発明による第２のシステムは、ベースステーションが、選択された物理的ト
ラフィックチャンネルのダウンリンクから固定周波数間隔の距離に位置する物理
的チャンネルを物理的トラフィックチャンネルのアップリンクとして選択するよ
う構成されたことを特徴とする。
本発明による第３のシステムは、無線リンクとして使用される物理的トラフィ
ックチャンネルのダウンリンクと物理的トラフィックチャンネルのアップリンク
との間の周波数間隔がランダムなサイズであることを特徴とする。
本発明の方法によって多大な効果が達成される。非常に大きな効果は、周波数
プランニングが完全に回避されることである。別の大きな効果は、効果的なチャ
ンネル選択により達成される周波数の効率的な再使用によりネットワーク容量が
増加することである。ネットワーク容量は、マイクロセル及びピコセルのコスト
効率の良い導入が可能であることによっても増加する。本発明は、市場の期待が
大きいＧＳＭ／ＣＤＳベースのオフィスシステムを実施できることである。
本発明のシステムは、上記と同じ効果を有する。好ましい実施形態及び詳細な
実施形態は、所望の技術的効果を与えるように異なる種類の組合せで結合するこ
とができる。図面の簡単な説明
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は、セルラー無線ネットワークを示す図である。
図２は、無線リンクの物理的チャンネルと、物理的チャンネル上で移動される
べき論理的チャンネルとを示す図である。
図３は、ベースステーション及びベースステーションコントローラの構造を例
示するブロック図である。
図４は、加入者ターミナルの構造を例示するブロック図である。好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は、全てのＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークに適用で
きる。ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークは、全ての異なる開発
段階即ちフェーズ１、２及び２＋のパンヨーロピアンＧＳＭシステムと；ＧＳＭ
システムをベースに開発されたＤＣＳ１８００及びＤＣＳ１９００システムと；
これらシステムを将来開発するための種々のプロジェクト及びそれらをベースと
する新たな開発プロジェクト、例えば、ＧＳＭシステムを部分的にベースとする
ものでは開発中のＵＭＴＳシステムとを意味する。ここでは、ＧＳＭシステムを
一例として使用するが、本発明は、これに限定されるものではない。
図１は、本発明によるセルラー無線ネットワークの構造を例示する図である。
ベースステーション１００、１０２は、六角形のカバレージエリア、即ちセルを
有する。ベースステーション１００、１０２は、おそらく、接続ライン１１２を
経てベースステーションコントローラ１１４へ接続される。ベースステーション
コントローラ１１４の役目は、多数のベースステーション１００、１０２のオペ
レーションを制御することである。通常、ベースステーションコントローラ１１
４から移動電話交換機１１６への接続があり、そこから、更に、公衆交換電話ネ
ットワーク１１８への接続がある。オフィスシステムでは、ベースステーション
１００、ベースステーションコントローラ１１４に加えて、移動電話交換機１１
６のオペレーションを１つの装置の結合することができ、この装置が、次いで、
公衆交換電話ネットワーク１１８に接続され、例えば、公衆交換電話ネットワー
ク１１８の電話交換機に接続される。セルの加入者ターミナル１０４、１０６は
、セルのベースステーション１００への両方向無線リンク１０８、１１０を有す
る。更に、ネットワーク部分、即ちセルラー無線ネットワークの固定部分は、よ
り多くのベースステーション、ベースステーションコントローラ、送信システム
及びネットワークマネージメントシステムを異なるレベルで備えてもよい。当業
者に明らかなように、セルラー無線ネットワークは、多数の他の構造体も含むが
、ここでは詳細に説明する必要がなかろう。
両方向無線リンク１０８は、物理的チャンネルを使用することにより実施され
る。物理的チャンネルは、例えば、ＧＳＭでは、２００ｋＨｚ周波数帯域の１つ
のタイムスロットである。図２は、無線リンク１０２に必要なチャンネルを簡単
に示している。縦軸は、ＧＳＭシステムの周波数レンジを示し、ベースステーシ
ョン１００は図面の左に示され、そして加入者ターミナル１０４は右に示されて
いる。低い周波数帯域２１２はアップリンクに使用され、即ち加入者ターミナル
１０４からベースステーション１００へのアップリンクに使用される。ＧＳＭで
は、低い週多数帯域２１２が８９０ないし９１５ＭＨｚの周波数範囲より成る。
高い周波数帯域２１０はダウンリンクに使用され、即ちベースステーション１０
０から加入者ターミナル１０４へのダウンリンクに使用される。ネットワークオ
ペレータは、周波数帯域の所定の部分のみを割り当て、例えば５ＭＨｚの周波数
帯域を２００ｋＨｚの搬送波に分割して割り当て、その各々は通常８個のタイム
スロットより成る。ここでは、タイムスロットは、物理的チャンネルと称する。
例えば、スピーチの送信の際には、２つの物理的チャンネルが通常トラフィック
チャンネルとして使用され、その１つはダウンリンクチャンネル２０２でありそ
して１つはアップリンクチャンネル２０６である。１９９７年ないし１９９８年
に新たな規格が完成した際に、多数の物理的チャンネルを、例えば、データ送信
用に、又は動画映像の送信用に同時に使用することができる。
図２から明らかなように、アップリンク及びダウンリンクの物理的トラフィッ
クチャンネル２０２、２０６には、論理的トラフィックチャンネルＴＣＨが配置
される。この論理的トラフィックチャンネルＴＣＨは、もし必要であれば、トラ
フィックチャンネルに関連した高速関連制御チャンネルＦＡＣＣＨと完全に又は
部分的に置き換えることができる。更に、接続の確立及び接続中の信号は、個別
の固定の物理的制御チャンネル、即ち固定の物理的制御チャンネル２００ダウン
リンクと、固定の物理的制御チャンネル２０２アップリンクの両方を必要とする
。「固定」とは、固定の制御チャンネルが常に同じ周波数及び同じタイムスロッ
トで送信され、そして固定の制御チャンネルが個々のコールにコミットされない
(例えば、ＤＥＣＴのように)ことを意味する。物理的制御チャンネルダウンリン
クは、ブロードキャスト制御チャンネルＢＣＣＨ、周波数修正チャンネルＦＣＣ
Ｈ、同期チャンネルＳＣＨ、ページングチャンネルＰＣＨ、アクセス許可チャン
ネルＡＧＣＨ、スタンドアローン専用制御チャンネルＳＤＣＣＨ、及び低速関連
制御チャンネルＳＡＣＣＨである。物理的制御チャンネルアップリンクは、ラン
ダムアクセスチャンネルＲＡＣＨ、スタンドアローン専用制御チャンネルＳＤＣ
ＣＨ及び低速関連制御チャンネルＳＡＣＣＨである。この構造に関する更に別の
情報及びこれらチャンネルの目的は、ＧＳＭ仕様書及び文献「ＧＳＭの紹介(An
introduction to GSM)」、Ｓ．Ｍ．レドリ、Ｍ．Ｋ．ウエバー、Ｍ．Ｗ．オリフ
ァント著、アーテクハウス、ロンドン、１９９５年、ＩＳＢＮ０−８９００６−
７８５−６から明らかとなろう。
ベースステーション１００は、それに対して許された物理的チャンネルのリス
トを維持する。ネットワークのコミッショニングの際に、ベースステーション１
００には、ベースステーション１００がトラフィックとして使用できる物理的チ
ャンネルのリストが設けられる。その後、ネットワークの使用準備ができたとき
に、ネットワークオペレータは、もし希望であれば、ネットワークマネージメン
トシステムによってその許されたチャンネルのリストを変更し、或いはあるネッ
トワーク要素、例えば、ベースステーションコントローラ１１４は、それが管理
するベースステーション１００、１０２に許された周波数のリストを、ネットワ
ーク又はベースステーションコントローラ１１４により管理されるネットワーク
の部分に許された周波数の範囲が維持されるように、自動的に再編成する。許さ
れた物理的チャンネルのリストは、オペレータに割り当てられた全周波数範囲を
含んでもよいし、或いはその一部分のみを含んでもよい。第１の場合には、ネッ
トワーク全体が動的に動作し、従って、各ベースステーションは、全ての物理的
チャンネルをオペレータに使用できるように割り当て、その最良のものが各特定
の状態に使用されるよう選択される。他の形態によれば、各ベースステーション
は、オペレータの全周波数範囲の小さな部分を任意に有する。従って、周波数の
使用は、一般に、おおよそのレベルでプランニングされている。
ベースステーション１００及び／又は加入者ターミナル１０４は、許されたチ
ャンネルのリストをチェックし、そして各物理的チャンネルの干渉レベルを測定
する。この測定は、ランダムに又は周期的に繰り返される。測定装置は、そのチ
ャンネルのリストを維持する。リストは、多数の異なるやり方で実現され、例え
ば、チャンネルが異なるクラスに分割され、例えば、使用中チャンネル、干渉の
ないチャンネル及び干渉のあり得るチャンネルに分割される。リストを実現する
別のやり方は、リストの第１チャンネルが干渉をほとんど又は全く含まずそして
リストの最後のチャンネルが干渉を最も多く含むか又は使用中であるというよう
に物理的チャンネルを配列することである。リストの他のチャンネルは、これら
両極端の中間であって、干渉レベルが上昇するように配列される。
ベースステーション１００及び／又は加入者ターミナル１０４は、測定された
干渉レベルに基づいて無線リンクとして使用されるべき物理的チャンネルを選択
する。ベースステーション１００は、それが測定した許された物理的チャンネル
から、干渉レベルが最も低いチャンネルを固定の物理的制御チャンネル２００、
２０４として選択する。次いで、ベースステーション１００は、それが選択した
少なくとも１つの低い干渉の物理的チャンネル２００において論理的制御チャン
ネルを送信する。従って、ベースステーション１００は、例えば、接続の確立に
重要な制御チャンネルを送信するときに、低い干渉の物理的チャンネルを使用す
る。これにより、ユーザが受けるサービスのクオリティが改善される。というの
は、加入者ターミナル１０４は、ベースステーション１００への接続１０８を確
実に確立できるからである。対応的に、加入者ターミナル１０４は、ベースステ
ーション１００により選択された低い干渉の物理的制御チャンネル２０４を使用
する。固定の物理的制御チャンネルは、通常、ベースステーションのコミッショ
ニングの際又はネットワークトポロジーが変化するときに選択される。
ベースステーション１００は、おそらく、それが選択した物理的チャンネルを
ベースステーションコントローラ１１４へ通知する。次いで、ベースステーショ
ンコントローラ１１４は、上記ベースステーション１００の隣接ベースステーシ
ョン１０２に、ベースステーション１００がどの物理的チャンネルを使用するか
通知する。
ベースステーション１００は、物理的チャンネルを送信するのに使用されるべ
き送信単位即ちバーストに含まれたトレーニングシーケンスを検出し、そしてそ
の使用に対し、隣接ベースステーション１０２に使用されない少なくとも１つの
トレーニングシーケンスを選択して、それをベースステーションコントローラ１
１４へ通知する。トレーニングシーケンスとは、ベースステーション１００及び
加入者ターミナル１０４の両方に知られたビットシーケンスで、受信者が受信バ
ーストと同期を取るのに役立つものである。
両方向無線リンクを確立する際に、個別の物理的制御チャンネル２００、２０
４において通常行なわれる信号伝送の部分を、既に選択された物理的トラフ
ィックチャンネル２０２、２０６において実行するように移動することができる
。従って、ＳＤＣＣＨチャンネルの容量が節約され、無線リンク１０８を確立す
る際に、ＲＡＣＨチャンネルから選択されたトラフィックチャンネル２０２、２
０６へ直接的にハンドオーバーが行なわれる。従って、リンク１０８を確立する
のに必要な信号伝送は、トラフィックチャンネル２０２、２０６で行なわれる。
物理的なＳＤＣＣＨチャンネルは全く必要とされず、リンクのトラフィックチャ
ンネル２０２、２０６２関連したＦＡＣＣＨチャンネルが信号伝送に使用される
。トラフィックチャンネル２０２、２０６のカバレージは、制御チャンネル２０
０、２０４より優れていると推定できる。というのは、リンクはトラフィックチ
ャンネルに２人の当事者しか有しておらず、一方、多数の異なる加入者ターミナ
ル１０４、１０６が同じ制御チャンネルを使用するからである。
加入者ターミナル１０４は、それが測定した許された物理的チャンネルから、
干渉レベルの最も低いチャンネルを物理的チャンネルダウンリンク２０２として
選択する。従って、加入者ターミナル１０４は、許された周波数において物理的
チャンネルの干渉レベルを測定する。システム情報において、加入者ターミナル
１０４は、加入者ターミナルがそのトラフィックチャンネルを選択できるところ
の許されたチャンネルはどれであるかの情報をベースステーション１００から受
信する。加入者ターミナル１０４は、そのチャンネルのリストを維持する。この
リストは、例えば、上記リストと同様であり、ベースステーション１００により
維持される。
物理的トラフィックチャンネルアップリンク２０６を選択する際には、２つの
選択肢がある。無線リンク１０８として使用されるべき物理的トラフィックチャ
ンネルのダウンリンク２０２及び物理的トラフィックチャンネルのアップリンク
２０６は、それらの間の周波数間隔がランダムなサイズである場合には、個別に
選択することができる。これは、例えば、ＧＳＭ規格に使用される４５ＭＨｚの
固定のデュープレックス間隔が必ずしも有効でなく、ダウンリンク及びアップリ
ンクの両方のトラフィックチャンネルは、干渉ができるだけ低くなるように選択
されることを意味する。従って、加入者ターミナル１０４又はベースステーショ
ン１００は、ベースステーション１００により測定された許された物理的チャン
ネルから、干渉レベルが最も低いチャンネルを選択する。
固定のデュープレックス間隔が使用される場合には、選択された物理的チャン
ネルのダウンリンクから固定の周波数間隔の距離に位置する物理的チャンネルが
物理的チャンネルのアップリンクとして選択される。
リンク１０８の確立だけでなくハンドオーバーにおいてもトラフィックチャン
ネル２０２、２０６の選択は問題となる。ハンドオーバーは、例えば、干渉増大
のためにチャンネルのクオリティが甚だしく低下することによるセル内ハンドオ
ーバー、即ち物理的チャンネルからセル内の別のチャンネルへのハンドオーバー
である。又、リンク１０８があるベースステーション１００から別のベースステ
ーション１０２へハンドオーバーされることを意味するセル間ハンドオーバーも
考えられる。
加入者ターミナルは、トラフィックチャンネル２０２、２０６を選択する間に
、ベースステーション１００により配布されるシステム情報を使用する。ベース
ステーション１００により配布されるシステム情報とは、ベースステーション１
００がブロードキャスト型の送信によりある論理的制御チャンネルに配布する情
報を意味する。このシステム情報は、実施の仕方で変化し得る。
このシステム情報は、許されたチャンネルのリストを含む。この点について、
許されたチャンネルのリストは、加入者ターミナル１０４、１０６がそのトラフ
ィックチャンネル２０２、２０６を上記のように選択するために、加入者ターミ
ナルにより使用するよう意図される。
システム情報は、各隣接ベースステーション１０２の形式を含んでもよい。加
入者ターミナル１０４に隣接ベースステーション１０２の形式、例えば、ＧＳＭ
フェーズ１、ＧＳＭ／ＤＣＳフェーズ２、ＤＳ（ダイナミック選択）が通知され
ることは、加入者ターミナル１０４がそのオペレーションをプランニングする上
で役立つ。上記隣接ベースステーション１０２への考えられるハンドオーバーを
実行する間に、加入者ターミナル１０４は、本発明で述べる手順がそこで使用さ
れるかどうか分かる。これは、公知技術によるベースステーションと、本発明に
よるベースステーションの両方を一緒に含むネットワークを構築できるようにす
る。
システム情報は、各隣接ベースステーション１０２に許されたチャンネルのリ
ストを含むことができる。このチャンネルにおいて、加入者ターミナル１０４は
、それが受信した無線フィールドの測定、及びおそらく考えられるハンドオーバ
ーの準備としての干渉測定を実行する。システム情報は、各隣接ベースステーシ
ョンのＢＣＣＨチャンネルを含む物理的チャンネルの識別データ、例えば、同期
式無線ネットワークの場合には周波数及びタイムスロットを含むことができる。
ここで、加入者ターミナル１０４は、隣接ベースステーション１０２により割り
当てられた全てのチャンネルを測定する必要はなく、加入者ターミナル１０４は
、ＢＣＣＨチャンネルを含む物理的チャンネルにおいて受信した無線フィールド
のみを測定する。
システム情報は、物理的トラフィックチャンネルのアップリンクの干渉レベル
に関する情報を含むことができる。このように、加入者ターミナル１０４は、上
記チャンネルのカバレージがどのようにベースステーション１００に向かうかを
見出し、加入者ターミナル１０４は、そのトラフィックチャンネルを上記のよう
に選択するときにこの情報を使用する。
システム情報は、割り当てられた物理的チャンネルのリストを含んでもよい。
従って、加入者ターミナルは、どのチャンネルが既に割り当てられたか通知され
る。これらチャンネルの干渉測定はもはや必要なく、加入者ターミナル１０４は
、それらを割り当て済みと表示する。
システム情報は、チャンネル選択に対するクオリティスレッシュホールドを含
むことができる。チャンネル選択に対するクオリティスレッシュホールドとは、
それより低いと、チャンネルがしかるべき状態にありそしてそれより高いと、チ
ャンネルは信頼性のあるトラフィックにとってあまりに多くの干渉を含むという
干渉レベルの限界を意味する。
システム情報は、セル内ハンドオーバーに対してクオリティスレッシュホール
ドを含むことができる。このスレッシュホールドは、それより高いと、加入者タ
ーミナル１０４が良好なカバレージの別のチャンネルへ移動することをベースス
テーション１００に要求する無線リンクの干渉レベルの限界を意味する。又、シ
ステム情報は、セル間ハンドオーバーに対する限界も含むことができる。
加入者ターミナル１０４がアクティブであって不連続送信を使用するときには
、加入者ターミナル１０４は、その送信中断中に隣接ベースステーション１０２
の測定を実行して、考えられるセル間ハンドオーバーの必要性を見出すことがで
きる。
周波数ホッピングにおいて、加入者ターミナル１０４は、周波数ホッピングシ
ーケンスに使用されるべき物理的チャンネルを選択する。このように、本発明の
方法は、周波数ホッピングを使用するＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネッ
トワークにおいても機能する。
加入者ターミナル１０４は、トラフィックチャンネルを選択すると、それが提
案した物理的トラフィックチャンネルを受け入れるようにベースステーションに
要求する。このとき、加入者ターミナル１０４は、それが選択した少なくとも１
つの物理的チャンネルの識別データをＲＡＣＨチャンネルを経てベースステーシ
ョン１００へ信号し、即ちトラフィックチャンネルとして使用したい干渉レベル
の低い少なくとも１つの選択された物理的チャンネルはどれであるかを信号する
。これは、接続の確立の際に、即ち移動発信コール及び移動着信コールの両方に
関与するときに行なわれる。又、これは、コール中に行うこともでき、これによ
り、ハンドオーバーに関連した信号伝送が、古いトラフィックチャンネルに関連
したＦＡＣＣＨチャンネルにおいて実行される。ベースステーション１００は、
加入者ターミナル１０４により提案された少なくとも１つのトラフィックチャン
ネルを受け入れるかどうかをＡＧＣＨチャンネルを経て通知する。上述したよう
に、加入者ターミナル１０４は、加入者ターミナル１０４がベースステーション
から提案された少なくとも１つのトラフィックチャンネルの受け入れ信号を受け
取った直後に、その提案された少なくとも１つのトラフィックチャンネルでトラ
フィックを開始するよう移動することができる。次いで、接続の確立に関連した
信号伝送がそのトラフィックチャンネルにおいて行なわれる。又、接続の確立に
関連した信号伝送が、ＧＳＭ規格で規定された通常のやり方で実行され、それま
では、提案されたトラフィックチャンネルの使用が開始されないことも考えられ
る。
ベースステーション１００が加入者ターミナル１０４により提案されたトラフ
ィックチャンネルを拒絶したときには、加入者ターミナル１０４は他の少なくと
も１つのトラフィックチャンネルを提案する。ベースステーション１００は、加
入者ターミナル１０４により提案されたトラフィックチャンネルを、そのチャン
ネルのクオリティがベースステーションの観点からトラフィックに充分良好でな
い場合に、拒絶することができる。ベースステーション１００は、加入者ターミ
ナル１０４により提案されたトラフィックチャンネルを所定の回数しか拒絶でき
ない。しかしながら、ベースステーションは、信号及び良好なアンテナの後処理
に対してより多くの処理容量を有するので、不都合な状態において加入者ターミ
ナル１０４に対するチャンネル選択が最適化される。又、チャンネル選択は、不
成功とみなすこともでき、この場合は、もう一度実行しなければならない。
ベースステーション１００及びベースステーションコントローラ１１４の構造
を詳細に示す図３について説明する。ベースステーションコントローラ１１４は
、ベースステーション１００に接続される。ベースステーションコントローラ１
１４は、移動電話交換機１１６に接続される。ベースステーションコントローラ
１１４、ベースステーション１００、及び移動電話交換機１１６は、一般に、個
別の装置である。更に、ベースステーション１００及びベースステーションコン
トローラ１１４のオペレーションが単一の装置に結合されたシステムが知られて
いる。移動電話交換機１１６のオペレーションもその単一の装置に結合すること
ができる。
移動電話交換機１１６の役割は、例えば、スイッチングネットワークの実現、
接続の確立及び解除の制御、請求書データの収集、及びエコー打消装置の制御で
ある。
ベースステーションコントローラ１１４は、多数のベースステーション１００
を監視及び制御する。典型的に、数十又は数百のベースステーション１００に対
してベースステーションコントローラ１１４は１つである。ベースステーション
コントローラ１１４は、グループスイッチングネットワーク３０２と、トランス
コーダ３０４と、制御ユニット３０６とを備えている。グループスイッチングネ
ットワーク３０２は、スピーチ及びデータをスイッチングすると共に信号回路を
接続するのに使用される。トランスコーダ３０４は、公衆電話ネットワークと移
動電話ネットワークとの間に使用されるべき異なるデジタルスピーチコードモー
ドを変換し、互いに適合し得るようにする。制御ユニット３０６は、コール制御
、移動管理、統計データ及び信号の収集を実行する。
ベースステーション１００は、通常、１ないし１６個のトランシーバを備え、
その各々は、ＧＳＭにおいて８個の物理的なチャンネルを表わす。ベースステー
ション１００は、フレームユニット３１２と、周波数ホッピングユニット３１４
と、搬送波ユニット３１６と、アンテナ３１８と、制御及びメンテナンスユニッ
ト３２４とを備えている。ダウンリンクでは、フレームユニット３１２において
、チャンネルコード化、チャンネルインターリーブ、データ暗号化、及びバース
ト形成が行なわれる。アップリンクでは、フレームユニット３１２において、デ
ジタル復調、データ暗号解読、チャンネルインターリーブ解除及びチャンネルデ
コード動作が行なわれる。周波数ホッピングユニット３１４では、基本帯域波の
周波数ホッピングが行なわれる。搬送波ユニット３１６は、トランシーバ３２０
及び受信器３２２を備えている。送信されるべき信号の変調(例えばＧＭＳＫ変
調)及び電力増幅は、搬送波ユニット３１６の送信器３２０で行なわれる。受信
信号のＡ／Ｄ変換及び受信信号強度指示（ＲＳＳＩ）測定は、搬送波ユニット３
１６の受信器３２２で行なわれる。制御及びメンテナンスユニット３２４は、ベ
ースステーション３１０の他のユニットのオペレーションを制御及び監視する。
ベースステーション１００は、一般に、多数のフレームユニット３１２及びそれ
に対応する搬送波ユニット３１６を備えている。
ベースステーション１００は、許された物理的チャンネルのリストを維持する
ように構成される。更に、ベースステーション１００は、許された物理的チャン
ネルの干渉レベルを測定するように構成される。ベースステーション１００は、
測定された干渉レベルに基づいて、無線リンクに使用されるべき物理的チャンネ
ルを選択するようにも構成される。
本発明を実施する最も簡単なやり方は、本発明の方法の段階をソフトウェアと
して実行するように変換することである。従って、ソフトウェアは、例えば、ベ
ースステーション１００の制御及びメンテナンス部分３２４に含まれたプロセッ
サのメモリに配置することができる。このとき、制御部分３２４は、チャンネル
の干渉レベルを測定するように受信器３２０を制御し、そして論理的制御チャン
ネルがある物理的チャンネル上に送信されるようにフレームユニット３１２及び
送信器３２２を制御する。一方、本発明は、ＡＳＩＣ回路で実施することもでき
るし、又は個別のＨＷ部分で構成された個別のロジックで実施することもできる
。
考えられる加入者ターミナル１０４の構造を簡単に示す図４について説明する
。加入者ターミナル１０４は、ユーザ部分４００と、無線部分４２０と、制御ユ
ニット４５０と、アンテナ４７０とを含む。ユーザ部分４００の役目は、加入者
ターミナル１０４のユーザインターフェイスとして動作することである。無線部
分４２０の役目は、送信されるべき信号を無線リンク１０８に適合するように変
換し、そして受信信号をユーザが理解するように各々変換することである。アン
テナ４７０の役目は、無線リンク１０８から信号を受信し、そして信号を無線リ
ンク１０８へ送信することである。ユーザ部分４００は、スピーカ４０２と、デ
ィスプレイ４０４と、キーボード４０６と、マイクロホン４０８とを備えている
。無線部分４２０は、受信器４３０と、送信器４４０と、制御ユニット４５０と
、デュープレックスフィルタ４６０とを備えている。受信器４３０は、復調器４
３２と、暗号解読器４３４と、チャンネルデコーダ４３６と、ソースデコーダ４
３８とを備えている。送信器は、ソースコーダ４４２と、暗号器４４４と、チャ
ンネルコーダ４４６と、変調器４４８とを備えている。
信号はアンテナ４７０で受信され、そこからデュープレックスフィルタ４６０
を経て受信器４３０へ送られる。最初に、信号は復調器４３２で復調される。次
いで、暗号が暗号解読器４３４で解読される。その後、信号がチャンネルデコー
ダ４３６においてデコードされる。最終的に、受信した情報は、ソースデコーダ
４３８により表示可能な形態に変換され、次いで、スピーチ情報がスピーカ４０
２へ送られ、そしてベースステーション１００から送られた信号が制御ユニット
４５０で処理される。送信されるべき情報がマイクロホン４０８及び制御ユニッ
ト４５０から送信器４４０へ到来するときには、スピーチ情報がデジタル化され
、そしてそれに続いて、ソースコーダ４４２においてデジタル化スピーチ情報及
び信号からコードワードが形成される。次いで、送信されるべき情報がチャンネ
ルコーダ４４４においてコード化され、その後、暗号器４４６で暗号化が行なわ
れる。次いで、情報は変調器４４８で変調される。最終的に、送信されるべ
き情報は、デュープレックスフィルタ４６０を経てアンテナ４７０へ送られる。
本発明にとって重要なことは、制御ユニット４５０が、図中でそれに接続された
ユニットを制御することである。
本発明によるセルラー無線ネットワークの加入者ターミナル１０４は、通常の
構造を次のように変形することを含む。即ち、加入者ターミナル１０４は、許さ
れた物理的チャンネルの干渉レベルを測定するように構成される。この測定は、
制御ユニット４５０が受信器４３０を制御してその周波数を変更しそして各許さ
れたチャンネルの干渉レベルを測定するように公知技術に基づいて実行される。
更に、加入者ターミナル１０４は、測定された干渉レベルに基づいて、無線リン
クとして使用されるべき物理的チャンネルを選択するように構成される。
本発明の最も簡単な実施の場合、制御ユニット４５０に必要なソフトウェアは
、通常の動作に加えて、ベースステーション４１０から受信した変調された信号
を解読することができ、信号を送信することができ、そして上記のように干渉レ
ベルの測定を行うことができるものである。又、上記オペレーションは、例えば
、ＡＳＩＣ回路によって実施することもできるし、又はＨＷ部分で構成された個
別のロジックによって実施することもできる。
以上、添付図面を参照して本発明を説明したが、本発明は、これに限定される
ものではなく、請求の範囲に記載した本発明の範囲内で種々の変更がなされ得る
ことが明らかであろう。
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１０月２５日（１９９９．１０．２５）
【補正内容】請求の範囲
１．ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークにおいて物理的チャン
ネルを選択する方法であって、上記セルラー無線ネットワークは、少なくとも１
つのベースステーション(100)と、両方向無線リンク(108)によりベースステーシ
ョン(100)に接続された少なくとも１つの加入者ターミナル(104)とを備え、上記
両方向無線リンク(108)は、少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルダウ
ンリンク及び少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルアップリンクと、少
なくとも１つの物理的トラフィックチャンネルダウンリンク及び少なくとも１つ
の物理的トラフィックチャンネルアップリンクとによって構成され、上記物理的
チャンネル上に論理的チャンネルが配置され、上記ベースステーション(100)は
、そのベースステーション(100)に対して許された物理的チャンネルのリストを
含み、その許された物理的チャンネルの干渉レベルを測定し、そして無線リンク
(108)として使用されるべき物理的チャンネルをその測定された干渉レベルに基
づいて選択するという方法において、
選択された物理的トラフィックチャンネルのダウンリンクから固定周波数間隔
の距離に位置する物理的チャンネルを物理的トラフィックチャンネルのアップリ
ンクとして選択することを特徴とする方法。
２．ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークにおいて物理的チャン
ネルを選択する方法であって、上記セルラー無線ネットワークは、少なくとも１
つのベースステーション(100)と、両方向無線リンク(108)によりベースステーシ
ョン(100)に接続された少なくとも１つの加入者ターミナル(104)とを備え、上記
両方向無線リンク(108)は、少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルダウ
ンリンク及び少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルアップリンクと、少
なくとも１つの物理的トラフィックチャンネルダウンリンク及び少なくとも１つ
の物理的トラフィックチャンネルアップリンクとによって構成され、上記物理的
チャンネル上に論理的チャンネルが配置され、上記ベースステーション(100)は
、そのベースステーション(100)に対して許された物理的チャンネルのリストを
含み、その許された物理的チャンネルの干渉レベルを測定し、そして無線リンク
(108)として使用されるべき物理的チャンネルをその測定された干渉レベルに基
づいて選択し、そして無線リンクとして使用される物理的トラフィックチャンネ
ルのダウンリンクと物理的トラフィックチャンネルのアップリンクとの間の周波
数間隔がランダムなサイズであるという方法において、
ベースステーション(100)により配布されるシステム情報が選択のために使用
され、そしてこのシステム情報は、物理的チャンネルのアップリンクの干渉レベ
ルに関する情報を含むことを特徴とする方法。
３．上記システム情報は、許されたチャンネルのリストを含む請求項２に記載
の方法。
４．上記システム情報は、チャンネル選択のためのクオリティスレッシュホー
ルドを含む請求項２に記載の方法。
５．上記システム情報は、セル内ハンドオーバーに対するクオリティスレッシ
ュホールドを含む請求項２に記載の方法。
６．上記システム情報は、セル間ハンドオーバーに対するクオリティスレッシ
ュホールドを含む請求項２に記載の方法。
７．ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線ネットワークにおいて物理的チャン
ネルを選択する方法であって、上記セルラー無線ネットワークは、少なくとも１
つのベースステーション(100)と、両方向無線リンク(108)によりベースステーシ
ョン(100)に接続された少なくとも１つの加入者ターミナル(104)とを備え、上記
両方向無線リンク(108)は、少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルダウ
ンリンク及び少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルアップリンクと、少
なくとも１つの物理的トラフィックチャンネルダウンリンク及び少なくとも１つ
の物理的トラフィックチャンネルアップリンクとによって構成され、上記物理的
チャンネル上に論理的チャンネルが配置され、上記ベースステーション(100)は
、そのベースステーション(100)に対して許された物理的チャンネルのリストを
含み、その許された物理的チャンネルの干渉レベルを測定し、そして無線リンク
(108)として使用されるべき物理的チャンネルをその測定された干渉レベルに基
づいて選択し、そして無線リンクとして使用される物理的トラフィックチャンネ
ルのダウンリンクと物理的トラフィックチャンネルのアップリンクとの間の周波
数間隔がランダムなサイズであるという方法において、
上記加入者ターミナル(104)は、それが提案した物理的なトラフィックチャン
ネルの受け入れをベースステーション(100)に要求することを特徴とする方法。
８．加入者ターミナル(104)は、それが選択した少なくとも１つの物理的チャ
ンネルの識別データを、ＲＡＣＨチャンネルを経てベースステーション(100)へ
送信し、そしてベースステーション(100)は、加入者ターミナル(104)により提案
された少なくとも１つのトラフィックチャンネルを受け入れるかどうかＡＧＣＨ
チャンネルを経て通知する請求項７に記載の方法。
９．ベースステーション(100)が加入者ターミナル(104)により提案されたトラ
フィックチャンネルを拒絶するときには、加入者ターミナル(104)は、別の少な
くとも１つのトラフィックチャンネルを提案する請求項８に記載の方法。
１０．ベースステーション(100)は、加入者ターミナル(104)により提案された
トラフィックチャンネルを所定の回数だけ拒絶する請求項９に記載の方法。
１１．ＧＳＭ／ＤＣＳベースのセルラー無線システムにおいて物理的チャンネ
ルを選択するシステムであって、このセルラー無線ネットワークは、少なくとも
１つのベースステーション(100)と、両方向無線リンク(108)によりベースステー
ション(100)に接続された少なくとも１つの加入者ターミナル(104)とを備え、両
方向無線リンク(108)は、少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルダウン
リンク及び少なくとも１つの固定の物理的制御チャンネルアップリンクと、少な
くとも１つの物理的トラフィックチャンネルダウンリンク及び少なくとも１つの
物理的トラフィックチャンネルアップリンクとによって構成され、上記物理的チ
ャンネル上に論理的チャンネルが配置され、ベースステーション(100)は、その
ベースステーション(100)に対して許された物理的チャンネルのリストを維持す
るように構成され、そしてベースステーション(100)及び／又は加入者ターミナ
ル(104)は、その許された物理的チャンネルの干渉レベルを測定するように構成
され、そしてベースステーション(100)は、無線リンク(108)として使用されるべ
き物理的チャンネルをその測定された干渉レベルに基づいて選択するように構成
されたシステムにおいて、
上記ベースステーション(100)は、選択された物理的トラフィックチャンネル
のダウンリンクから固定周波数間隔の距離に位置する物理的チャンネルを物理的
トラフィックチャンネルのアップリンクとして選択するよう構成されたことを特
徴とするシステム。
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フロントページの続き
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【要約の続き】
リンクとアップリンクとの間の周波数間隔がランダムな
サイズである。