JP4589287B2 - パワー制御と有向チャネル割当てを併用して隣接チャネル干渉の管理を行なうためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
この特許出願は、合衆国特許出願第08/580570号、“System and Metod For Managing Neighbor Channel Interference In Channelized Cellular Systems”(M.BENVENISTE-7)および、合衆国特許出願第08/580568号、“System and Method For Management of Neighbor Channel Interference With Cellular Reuse Partitioning”(M.BENVENISTE-8)と関連するものであり、これらの特許出願が、同一の出願人による現在の出願と同時に申請されてるために、これらも参照されるべきである。
)チャネルとの間の関係が固定される。あるセルに割当てられたチャネルは、そのセル内の呼のみをサービスすることができ、各チャネルは、それらチャネルを割当てられた全てのセルによって同時に使用することができる。固定的なチャネル割当ての一例として、“規則的(regular )”なチャネル割当てがあるが、これは、同一サイズの、規則的な間隔のセルを持つことを特徴とする。規則的なチャネル割当ては、セル間をトラヒックが一様に分配されるシステムに対しては、最適である。
有向割当て(Directed Assignment )法−−無輻湊状態において隣接セル間の隣接チャネル衝突を低減することを目的とする;および
混合型パワー制御と有向チャネル割当ての併用(Mixed Power Control with Directed Assignment)法−−隣接セル間の隣接チャネル干渉を低減することを目的とする:
が含まれ、これらのおのおのが、本発明の一つの実施例を構成するものである。
”とラベルされる機能ブロックを含む)から構成されるものとして説明される。これらが表す機能は、共有あるいは専用ハードウエアの使用を通じて提供され、これらには、これに限定されるものではないが、ソフトウエアを実行する能力を持つハードウエアが含まれる。例えば、図3および4内に示される“OMC”、“MSC”、および“BS”、並びに、図4の“コンピュータプロセッサ”機能の幾つかあるいは全ては、一つあるいは複数のプロセッサによって提供され、これらプロセッサには、共有プロセッサも含まれる。(“プロセッサ”という用語の使用は、ソフトウエアを実行する能力を持つハードウエアを排他的に差すものと理解されるべきできない)。
A.概要
本発明の方法論が、ここでは、複数の実現(実施例)として示されるが、これら新規の方法のおのおのが、隣接チャネル干渉を管理し、結果として、総合的なS/I比目標を達成することを目標とする。これら実施例の具体的な説明から明らかになるように、各実施例は、独立して実現することもできるが、これらの殆どは、一つあるいはそれ以上の他の実施例と組み合わせて実現することも、あるいは、参照として示された一連の関連する特許出願において開示される方法論の実施例と組み合わせて実現することも可能である。
テーブル1は、18dBの設計コーチャネルS/I閾値が使用された場合のサービスされる加入者によって実現されるS/I比Tと、チャネル間隔wとの間のトレードオフを提供する。
以下の節においては、3つの新規の干渉管理方法論について説明されるが、これらは、従来の技術による様々な方法によって達成されるそれと比べて隣接チャネル干渉を低減させる。これら新たな干渉管理方法論は、各々が本発明の一つの実現(実施例)を構成し、それぞれ、混合型パワー制御法(Mixed Power Control)、有向割当て法(Directed Assignment)法、および混合型パワー制御と有向割当ての併用法(Mixed Power Control With Directed Assignment)と称される。
従来の様々なパワー制御法の適用(あるいは非適用)と、サービスされる加入者によって経験される隣接チャネル干渉との間の関係についての前の議論において、これら干渉が伝送の方向によって(ダウンリンクかアップリンクかによって
)、並びに、サービスされる加入者ユニットの、付近の他の加入者ユニットに対する位置、および付近のサービスを提供するおよび/あるいは他の基地局に対する位置によってばらつくことが示された。以下では、このばらつきを大幅に改善する新規の混合型パワー制御方法論について述べられる。説明から明らかになるように、この混合型パワー制御方法論は、単独にて実現することもできるが、ただし、これは、ここにおいて、および、対の参照された特許出願において開示されている他の新規の幾つかの干渉を管理するための方法論に組み込むことも可能である。
パワー制御の一般的な説明において、従来のパワー制御方針がダウンリンク上に適用された場合、つまり、基地局付近の加入者ユニットに対して受信信号強度が低減された場合、隣接チャネル干渉の影響が悪化されることが示された。この場合は、干渉信号のサービス信号の強度に対する比、P(dBにて表現)は、二つの加入者ユニットをサービスする信号のパワーの低下の差に等しくなる。最悪の場合が、図5aの場合のように、加入者ユニットiをサービスする信号のパワーが大幅に低減され、加入者ユニットjをサービスする信号が最大のパワーにて動作する場合に発生する。テーブル1に反映される一例としてのケースにおいては、18dBの設計コーチャネルS/I比が使用された場合でも、実現されるS/I比は、コーチャネル間隔が使用される近い方の加入者ユニットに対してダウンリンク上のパワーが約28dB低減された場合は(この構成においては現実的な低減)、負になることがわかる。
ダウンリンクの場合と異なり、パワー制御は、一般的には、アップリンク方向に対しては隣接チャネル干渉を低減するのに有効であることが知られている。しかしながら、後に説明されるように、本発明の混合型パワー制御方法論がアップリンクに対して適用される場合は、セルのある領域内では、隣接チャネル干渉に悪影響を与えることなしに、パワー制御を排除することが可能になる。
26dBのパワー低減能力−dB(φM )で十分である。
隣接チャネル干渉の代用として、二つの隣接チャネルが同一あるいは隣接するセル内で同時に使用されたときに発生する隣接チャネル衝突(adjacent-channel conflicts)の数が使用できる。前の議論から明らかのように、全ての隣接チャネル衝突が隣接チャネル干渉を発生されるわけではないが、それでも、隣接チャネル衝突の数を低減すると、隣接チャネル干渉の尤度が低減すると一般的に述べることができる。
1.利用可能なチャネルがチャネルセットの間で、各セットが、“+”あるいは“−”のラベルを持ち、さらに、隣接チャネルを持つ任意の二つのセットが反対のラベルを持つように分配される。
2.各セルにも、ラベル“+”あるいは“−”が割当てられる。
3.セルはそのセルと同一のラベルを割当てられた一つあるいは複数のセットからのチャネルを使用することができる。
4.“+”のラベルを持つセルは、それらのユーザに利用可能な最低の番号のチャネルを割当て、一方、“−”のラベルを持つセルは、それらのユーザに利用可能な最も高い番号のチャネルを割当てる。
ダウンリンク上にはパワー制御を用いずアップリンク上には全パワー制御を用いることを特徴とするパワー制御方針に対しては、チャネル間隔2を使用することで、セル内の隣接チャネル干渉の影響を、このパワー制御方針と併用して、十分に低減できることが示された。関連する前に参照されたBenveniste-8(S/N 08/580568)と称される特許出願においては、このようなパワー制御方針に対しては、セル内に、ダウンリンクについては、隣接セルからの隣接チャネル干渉からの影響が無視できるような領域が存在することが示されたが、加入者ユニットが隣接セルに対して、アップリンク上に隣接チャネル干渉を殆ど与えないような類似する領域が存在する。より詳細には、図11(Benveniste-8特許出願の図7に対応)に示されるように、セル1内の輪郭XX’の左に位置する加入者ユニットは、セル2内に使用される隣接チャネルからのダウンリンク干渉を受けることはない。同様に、輪郭YY’の右に位置する加入者ユニットは、セル1に対してアップリンクの隣接チャネル干渉を与えることはない。
前の節において示されたように、隣接チャネル干渉の確率は、隣接セル内の隣接チャネルユーザを正しくマッチングすることによって低減することができる。このユーザマッチング問題は、複雑な組合せ最適化問題であるが、ただし、以下に説明される単純な発見的アルゴリズムによってこの問題の良好な解に到達することが可能である。
mi は、加入者ユニットMi の自身の基地局からの距離を表し、
ni は、加入者ユニットMi の隣の基地局からの距離を表す。
出願人の関連する文献においては、ダウンリンク方向におけるパワー制御の適用に対しては、隣接チャネル干渉は、以下のときに発生しないことが示される:
1.利用可能なチャネルがチャネルセット間で各セットが“+”あるいは“−
”のラベルを持ち、隣接チャネルを持つ任意の二つのセットが反対のラベルを持つように分配される。
2.各セルに“+”あるいは“−”のラベルが割当てられる。
3.セルは、そのセルと同一のラベルを割当てられた一つあるいは複数のセットからのチャネルを使用することができる。
4.各セル内のユーザには、サービスを提供する基地局からの距離の降順にチャネルが割当てられる。“+”のラベルを持つセルは、それらのユーザに最初に最も低い番号のチャネルを割当て、一方、“−”のラベルを持つセルは、それらのユーザに最初に最も高い番号を持つチャネルを割当てる。
’がどの程度広がっているかに依存する。これは、一方、隣接チャネル干渉の確率を最小にするために選択されたパワー制御のレンジに依存する。
ここに説明される方法論は、固定的およびフレキシブルな両方のチャネル割当てに対して使用することが可能である。この節においては、固定的かつ規則的なチャネル割当てに対するこの方法論の一例としての適用について説明される。フレキシブルなチャネル割当てに対してこの方法を使用する例については、M.Benveniste,A.G.Greenberg,およびP.E.Wrightによる“On dynamic channel assignment in wirelss system:Extensions of Ordered Borrowing",forthcoming.、において説明されている。
ここでは、隣接チャネル干渉を管理するための複数の新規の方法論について開示された。これら方法、およびこれらの組合せは、固定的なあるいはフレキシブルな、そして、規則的なあるいは不規則的な全てのチャネル割当てに対して採用することが可能である。さらに、これら方法は、全てのチャネル化されたシステムに対して、それらが、周波数分割多重アクセスを採用するか、周波数分割/時間分割ハイブリッドアクセスを採用するかに関係なく適用することができる。
脚注1
図1に示されるセルの六角形状は、作図上の便宜のために使用されることに注意する。このような六角セル表現は、これがセルに対する理想的なパワーカバーエリアである円形形状に接近するために採用される。ただし、この円形形状を使用した場合は、重複エリアが発生し、サービスを受けるエリアの図面が不鮮明となる。一方、便宜的な六角形状のセルを使用した場合は、サービスエリアを表す複数のセルを、セル間のギャップおよび重複無しに示すことができる。
脚注2
勿論、後に詳細に説明されるように、無線通信技術分野での比較的最近の進展を表すフレキシブルなチャネル割当て方法論は、通常、セル内の固定的でないチャネル割当てを伴う。
脚注3
これら従来のアプローチは、以下の参照文献において見ることができる:
脚注4
勿論、アップリンクに対するパワー制御を、他の目的に対して要求される場合は、lM とセル境界の間で適用することもできる。ここでのポイントは、アップリンクに対するパワー制御は、隣接チャネル干渉を管理する目的に対しては必要でないということである。
lm 半径
Xk パワーレンジ
Claims (6)
- 複数のセルに分割されたサービスエリアを持つ無線通信網内の干渉を管理する方法であって、複数の通信チャネルが前記セル間での割り当てのために利用可能であり、該方法が、
中央送信サイトによってサービスを受ける移動体装置への送信又は移動体装置からの送信に対してパワー制御を適用するステップを備え、該パワー制御の適用が以下の、
中央送信サイトから移動体装置への送信に対しては、前記中央送信サイトからある半径距離を越えて位置する移動体装置に関してのみ該パワー制御が適用されるとともに、
移動体装置から中央送信サイトへの送信に対しては、前記中央送信サイトからある半径距離内に位置する移動体装置に関してのみ該パワー制御が適用される、
という制約を受け、
前記半径距離が許容可能なレベルの干渉が達成できるように決定され、
前記方法が、さらに、
前記利用可能なチャネル各々が互いに素な2つのカテゴリの1つに対応するラベルが割り当てられるようにするステップ、
共通のラベルに割り当てられたチャネルを前記セル各々に使用させるステップ、及び
前記チャネルを前記セル各々内のユーザに割り当てるステップであって、該割り当てるステップが、前記互いに素なカテゴリのうちの第1のカテゴリに対応するラベルを持つセルについては、該セルのユーザが利用可能な最低周波数のチャネルに割り当てられるとともに、前記互いに素なカテゴリのうちの第2のカテゴリに対応するラベルを持つセルについては、該セルのユーザが利用可能な最も高い周波数のチャネルに割り当てられるという制約に従う、ステップ
からなる方法。
- 請求項1の方法であって、さらに、
前記ユーザの従属する基地局各々からの距離を減少させるために、チャネルを各セル内のユーザに割り当てるステップであって、割り当てられたスペクトルの一端とは反対側のスペクトルの他端から割り当てを始める、ステップ
からなる方法。
- 請求項2の方法において、前記チャネルをユーザに割り当てるステップが、
前記利用可能なチャネルを複数のチャネルのセットに分配するステップであって、前記セットの各々が、前記2つの互いに素なカテゴリの1つに対応するラベルに割り当てられるように分配し、これにより隣接するチャネルを持ついずれの2つのセットについても同一のカテゴリのラベルが付けられないような、ステップ
からなる方法。
- 請求項3の方法において、前記セルが共通のラベルを割り当てられたチャネルを使用するようにするステップが、前記セル各々が共通のラベルを割り当てられた1以上の前記チャネルのセットからのみ選択されるチャネルを使用するようにすることによって実行される方法。
- 請求項3の方法であって、さらに、
セル内の前記チャネル割り当てが、移動体装置が前記セルから出たときに、最初のチャネル割り当てで使用される各ステップによって再構成される方法。
- 無線通信網内の干渉を管理するためのモデルを含むように製造されたメモリ装置であって、該モデルが請求項2記載の方法の各ステップを実行するメモリ装置。
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