JP4978850B2 - セルラシステム、そのキャリア割当方法、基地局、及び移動局 - Google Patents

Description

本発明は、セルラシステム、そのキャリア割当方法、基地局、及び移動局に関し、特にセル内側とセル外側において異なるキャリアを利用して無線ネットワークと移動局との間の通信を行うセルラシステムのキャリア割当方法に関する。

移動通信システムでは、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと、各々の基地局が形成する１つまたは複数のセルに存在する多数の移動局との間で通信を行うセルラシステムが知られている。このセルラシステムにおいては、無線ネットワークと、多数の移動局との間で多量のユーザ情報の通信ができるようにするために、同一の周波数キャリア（以下、「キャリア」と記す）を複数のセルにおいて同時に利用している。

このようなセルラシステムにおいて、同一のキャリアを、できるだけ多数のセルにおいて同時に利用できるようにするため、図９に示すような方法が知られている。この方法によると、各セル内のエリアを基地局に近いエリア（以下、「セル内側」と記す）と、基地局から離れたエリア（以下、「セル外側」と記す）との２つエリアに分割する。そして、セル外側では、所定のキャリアを例えば３つのグループ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）に分けて、各グループのキャリアを、互いに隣接するセルでは同時に利用しないように３セル毎に１つのセルのみに配置する。一方、セル内側では、それ以外のキャリア（Ｆ）を配置する。

このようにセル内側とセル外側とで異なるキャリアを配置して利用する方法は、例えば、特許文献１に記載されている。

このようなキャリアの利用方法を実現するために、各基地局は、各セルにおいて所定の送信電力で共通パイロット信号を送信し、移動局では、その共通パイロット信号を複数の周辺の基地局から受信して、その受信電力を測定する。そして、その受信電力が最も高いセルを、その移動局が通信を行う自セルとし、２番目に共通パイロット信号が高いセルを隣接セルとして、自セルと隣接セルの共通パイロットの受信電力の比が、所定のしきい値（以下、「セル内側しきい値」と記す）以上の場合には、セル内側のキャリアを利用する。一方、その他の場合は、セル外側のキャリアを利用する。その他の方法として、共通パイロットの受信電力の比を用いる代わりに、自セルの共通パイロットの受信品質（例えば、共通パイロット信号の受信電力や、その受信電力と干渉波信号電力の比）が所定のしきい値以上である場合にセル内側のキャリアを利用し、その他の場合にセル外側のキャリアを利用する方法も考えられる。

このように複数のキャリアを複数のセルで同時に利用するセルラシステムでは、できるだけ多くのキャリアをできるだけ多くのセルで高い利用率で利用できるようにすると、システム全体として周波数利用効率が高くなり、トラヒック収容能力が高くなる。
特開平６−３１１０８９号公報

しかし、前述した従来例のセルラシステムでは、セル内側の移動局に利用可能なキャリア（Ｆ）とセル外側の移動局に利用可能なキャリア（ｆ１、ｆ２、ｆ３）とを配置して利用する際、例えば、セル外側の移動局に利用可能なキャリア（Ｆ）の数が少なすぎると、セル外側に割当可能なキャリアが不足する一方で、セル内側においてのみ利用可能なキャリアが利用されていない状況が発生しやすいため、周波数利用効率が低下する。逆に、セル外側の移動局に利用可能なキャリア（Ｆ）の数が多すぎると、セル内側においてのみ利用可能なキャリアが不足し、１セル繰り返しで利用できるキャリアが少なくなるため、周波数利用効率が低下する。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、上記の課題を解決し、セル内側とセル外側との互いのキャリア配置を最適化し、キャリアの利用効率を高めることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係るセルラシステムのキャリア割当方法は、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムのキャリア割当方法であって、前記無線ネットワークが、前記複数のキャリアを、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てるステップと、前記複数の移動局の各々を対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局に区分するステップと、相互に隣接する基地局のうちの一方の基地局である第一の基地局の前記内側セルに位置する前記セル内側移動局との間で前記第一のキャリアを用いて通信を行い、前記相互に隣接する基地局のうちの他方の基地局である第二の基地局の前記外側セルに位置する前記セル外側移動局との間で前記第二のキャリアを用いて通信を行うステップと、通信されたデータに基づいて、前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況を測定するステップと、通信されたデータに基づいて、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況を測定するステップと、測定された、少なくとも前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と前記第二の基地局の前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況に基づいて、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を変更するステップと、を有することを特徴とする。
また、本発明に係るセルラシステムは、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムにおいて、前記無線ネットワークは、前記複数のキャリアを、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てる割り当て手段と、前記複数の移動局の各々を対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局に区分し、相互に隣接する基地局のうちの一方の基地局である第一の基地局の前記セル内側移動局との間で前記第一のキャリアを用いて通信を行い、前記相互に隣接する基地局のうちの他方の基地局である第二の基地局の前記セル外側移動局との間で前記第二のキャリアを用いて通信を行う通信手段と、前記通信手段により通信されるデータに基づいて、前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況を測定する測定手段と、前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と前記第二の基地局の前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況とから、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、セル内側とセル外側との互いのキャリア配置を最適化し、キャリアの利用効率を高めることができる。

本発明の実施例１及び実施例２におけるセルラシステムの構成図である。 本発明の実施例１〜実施例４におけるキャリア配置例である。 本発明の実施例１におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。 本発明の実施例２におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。 本発明の実施例３〜実施例６におけるセルラシステムの構成図である。 本発明の実施例３におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。 本発明の実施例４におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。 本発明の実施例５及び実施例６におけるキャリア配置例である。 従来技術におけるセルに対するキャリア配置の一例である。 本発明の他の実施例におけるセルラシステムの無線ネットワークの構成図である。 本発明の他の実施例におけるセルラシステムの基地局の構成図である。 本発明の他の実施例におけるセルラシステムの基地局の構成図である。 本発明の他の実施例におけるセルラシステムの基地局の構成図である。 本発明の他の実施例におけるセルラシステムの移動局の構成図である。

符号の説明

１、２ 基地局
３、４ セル
５ 基地局制御装置（ＢＳＣ）
６、７ 移動局
８ ゲートウェイ装置（ＧＷ）

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本実施の形態のセルラシステムは、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局から構成され、基地局と移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっている。このセルラシステムでは、次のようなキャリア割当方法を実施する。まず、無線ネットワークが、移動局の各々をセル内側移動局またはセル外側移動局に区分する。そして、セル内側移動局と第一のキャリアを用いて通信を行い、セル外側移動局と第二のキャリアを用いて通信を行う。この通信により、第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況を測定し、第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況を測定する。キャリアの利用状況としては、後述するキャリアの利用率や、キャリアの平均利用数などが測定される。こうして測定された、少なくとも第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とに基づいて、第二のセルにおける第二のキャリアの数を変更する。

例えば、キャリアの利用状況として利用率を用いる場合を考える。ここで、第二のセルを自セルとし、第一のセルを自セルに隣接するセル（隣接セル）とする。そして、第一のキャリアをセル内側移動局用のキャリアとし、第二のキャリアをセル外側移動局用のキャリアとする。この場合、第一のセル（隣接セル）における第一のキャリア（セル内側移動局用のキャリア）の利用率が予め設定された第一の利用率しきい値よりも低く、第二のセル（自セル）における第二のキャリア（セル外側移動局用のキャリア）の利用率が予め設定された第二の利用率しきい値よりも高いときには、第二のセルにおける第二のキャリアの数を増やす。こうすることで、第一のセルにおける第一のキャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、第二のセルにおける第二のキャリアが不足する確率を小さくできる。また、逆に、第一のセルにおける第一のキャリアの利用率が予め設定された第三の利用率しきい値よりも高く、第二のセルにおける第二のキャリアの利用率が予め設定された第四の利用率しきい値よりも低いときには、第二のセルにおける第二のキャリアの数を減らす。こうすることで、第一のセルにおける第一のキャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、第二のセルにおける第二のキャリアが不足する確率を小さくできる。これにより、セルラシステムにおけるキャリアの利用効率を高めることができる。

すなわち、本実施の形態では、第一のセル（隣接セル）の第一のキャリア（セル内側用キャリア）の利用率などの利用状況を考慮して第二のセル（自セル）の第二のキャリア（セル外側用キャリア）の割り当てを変更している。これによって、第二のセル（自セル）でセル外側用キャリアを増やしたとき、第一のセル（隣接セル）のセル内側と同時に同じキャリアを使用することによる干渉を回避できる。

以下、図面を参照して、具体的な実施例を説明する。

まず、本発明の実施例１を説明する。

図１は、本実施例のセルラシステムの構成図である。このセルラシステムは、無線ネットワークと、複数の移動局６、７から構成される。このうち無線ネットワークは、複数の基地局１〜２と、各基地局６、７がカバーする通信エリアとなるセル３、４と、各基地局６〜７に接続された基地局制御装置５（ＢＳＣ：Base Station Controller）とから構成される。このセルラシステムは、この他に多数の基地局と移動局を含むが、ここではその図示は省略する。本実施例では、基地局１のセル３が第一のセル、基地局２のセル４が第二のセルに対応し、基地局制御装置５が、基地局１の第一のキャリアであるセル内側用キャリアの利用率と基地局２の第二のキャリアであるセル外側用キャリアの利用率とによって、基地局２のセル外側用キャリアの数を変更する（後述参照）。

図１に示すセルラシステムには、基地局１、２と移動局６、７との間で、通信を行うために複数のキャリアが利用できるようになっている。各々のキャリアは、上り回線用のキャリアと下り回線用のキャリアが各々存在し、上り回線と下り回線は、周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）方式で互いに異なるキャリアを用いる。

各キャリアは、送信時間単位に区切られ、基地局１、２と移動局６、７で通信を行うときには、その移動局に使用するキャリアを選択し、送信時間単位で送信時間を割り当てて、その送信時間にデータブロックの送信を行う。

無線ネットワークは、各移動局６、７が通信を行う基地局１、２との間の伝搬損失とセル内側しきい値とから、各移動局６、７がセル内側に存在するか、セル外側に存在するかを判定する。ここでは、基地局６、７が一定の電力で送信するパイロット信号の移動局６、７における受信電力によって、伝搬損失を反映する。

このセルラシステムでは、上り回線と下り回線の両方において、各キャリアにおける信号の受信電力が一定に近づくように送信電力制御が行われている。その制御方法として、本実施例では、最も簡単な方法を採用している。これによると、上り回線、下り回線と共に、セル内側用キャリア（第一のキャリア）の送信電力は、セル外側用キャリア（第二のキャリア）の送信電力に１より小さい所定の係数を乗じた値となっており、セル内側用キャリアの送信電力はセル外側用キャリアの送信電力よりも小さいものとする。

図１の例では、基地局１、２は、各々一定の電力でパイロット信号（図示せず）を送信している。移動局６、７は、各々基地局１、２からパイロット信号を受信して、その受信電力Ｐ１、Ｐ２を測定し、その結果を基地局制御装置５に通知する。基地局制御装置５は、その中で基地局２からのパイロット信号の受信電力Ｐ２が最大であれば、基地局２を、移動局６、７との間の通信を行う基地局として選択する。さらにその次に受信電力が大きい基地局１からのパイロット信号の受信電力Ｐ１を選択する。そして、両者の比であるＰ２／Ｐ１を所定のセル内側しきい値Ｔと比較する。その結果、Ｐ２／Ｐ１＞＝Ｔであれば、移動局６、７は、基地局２のセル内におけるセル内側に存在すると判定する。一方、Ｐ２／Ｐ１＜Ｔであれば、移動局６、７は、基地局２のセル内におけるセル外側に存在すると判定する。図１の例では、移動局６は、Ｐ２／Ｐ１＞＝Ｔとなり、セル内側に存在すると判定される。また、移動局７は、Ｐ２／Ｐ１＜Ｔとなり、セル外側に存在すると判定される。この場合、基地局２のセル４が第一のセルに対応し、基地局１のセル３が第二のセルに対応する。

本実施例では、上り回線と下り回線の各々において、複数のキャリアが、セル内側用キャリアに対応するキャリアグループＦと、セル外側用キャリアに対応するキャリアグループｆ１、ｆ２、ｆ３とに分けられている。このうち、キャリアグループＦは、全てのセル３、４のセル内側の移動局との通信に利用可能である。また、キャリアグループｆ１は、セル３の外側の移動局との通信に利用可能となっている。また、キャリアグループｆ２は、セル４の外側の移動局との通信に利用可能となっている。さらに、キャリアグループｆ３は、セル３、４以外の図示されていないセルの外側で利用可能となっている。

図１の例では、基地局２とそのセル４内のセル内側に存在する移動局６との間で通信を行うときには、セル内側用キャリアであるキャリアグループＦに属するキャリアを選択して使用する。また、基地局２とそのセル４内のセル外側に存在する移動局７との間で通信を行うときには、セル内側用キャリアであるキャリアグループｆ２に属するキャリアを選択して使用する。

図２は、ある瞬間における、これらのキャリアグループへのキャリア配置を示している。このセルラシステムにおいて利用可能な複数のキャリアとして、１２個のキャリア（キャリア番号１〜１２）が存在している。このうち、キャリアグループＦには、６個のキャリア（キャリア番号１〜６）が配置される。また、キャリアグループｆ１には、２個のキャリア（キャリア番号７、１０）が配置される。また、キャリアグループｆ２には、２個のキャリア（キャリア番号８、１１）が配置される。さらに、キャリアグループｆ３には、２個のキャリア（キャリア番号９、１２）が配置されている。

図２においては、セル内側用キャリアとして、キャリアグループＦに属する６個のキャリア（キャリア番号１〜６）は、全セルに共通になっているが、これは全セル共通とは限らず、セル毎に設定する。また、セル外側キャリアは、セルに対応する基地局毎にキャリアグループｆ１、ｆ２、ｆ３の何れか一つが配置されている。図２の例では、セル３をカバーする基地局１には、キャリアグループｆ１に属する２個のキャリア（キャリア番号７、１０）が配置されている。また、セル４をカバーする基地局２には、キャリアグループｆ２に属する２個のキャリア（キャリア番号８、１１）が配置されている。さらに、セル３、４以外のセルをカバーする基地局Ｎには、キャリアグループｆ３に属する２個のキャリア（キャリア番号９、１２）が配置されている。

基地局１、２の各々は、所定の時間間隔で、セル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒを計算する。この利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒは、本実施例では、次のように計算される。まず、基地局１、２の各々は、セル内側用キャリアであるキャリアグループＦに属する６個のキャリア（キャリア番号１〜６）の各々において、データブロックの送信を行った時間の割合Ｕ＿ｉｎｎｅｒ１、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ２、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ３、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ４、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ５、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ６を計算する。次に、これらの平均値（（Ｕ＿ｉｎｎｅｒ１＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ２＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ３＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ４＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ５＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ６）／６）を計算する。そして、計算された平均値をセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒとする。

また、基地局１、２の各々は、同様にセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒを測定する。

ここで、基地局１におけるセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒは、次のように計算される。まず、セル外側用キャリアであるキャリアグループｆ１に属する２個のキャリア（キャリア番号７、１０）の各々において、データブロックの送信を行った時間の割合Ｕ＿ｏｕｔｅｒ７、Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１０を計算する。次に、これらの平均値（（Ｕ＿ｏｕｔｅｒ７＋Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１０）／２）を計算する。そして、計算された平均値をセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒとする。

また、基地局２におけるセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒは、次のように計算される。まず、セル外側用キャリアであるキャリアグループｆ２に属する２個のキャリア（キャリア番号８、１１）の各々において、データブロックの送信を行った時間の割合Ｕ＿ｏｕｔｅｒ８、Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１１を計算する。次に、これらの平均値（（Ｕ＿ｏｕｔｅｒ８＋Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１１）／２）を計算する。そして、計算された平均値をセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒとする。

基地局１、２の各々は、上記の所定時間間隔で、上記のように計算された、セル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒと、セル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒとを基地局制御装置５に通知する。

図３は、本実施例におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。基地局制御装置５は、まず、基地局１から上記のように計算されたセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒを受信し、基地局２から上記のように計算されたセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒを受信する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。

そして、基地局制御装置５は、基地局１からのセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第一の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ１よりも低く、基地局２からのセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第二の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ２よりも高い場合には、基地局２のセル外側用キャリアの数を増やす（ステップＳ４３、Ｓ４４、Ｓ４５）。

一方、基地局制御装置５は、基地局１からのセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第三の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ１よりも高く、基地局２からのセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第四の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ２よりも低い場合には、基地局２のセル外側用キャリアの数を減らす（ステップＳ４６、Ｓ４７、Ｓ４８）。

ここで、第一の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ１は、第三の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ１よりも低い値に設定し、第四の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ２は、第二の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ２よりも低い値に設定しておく。

上記処理にてセル外側用キャリアの数を増減する際には、セル外側用キャリアとするキャリアの優先度が定められており、１２個のキャリア（キャリア番号１〜１２）では、キャリア番号が大きいものが優先的にセル外側用キャリアとなるようにする。また、セル外側用キャリアであるキャリアグループｆ１、ｆ２、ｆ３は、キャリア番号の３の剰余が各々１、２、０となるキャリアのみを配置できることになっている。さらに、セル内側用キャリアであるキャリアグループＦは、３キャリア単位で変更できることになっている。

従って、上記処理にて基地局２がセル外側用キャリアの数を増やすときには、図２に示すキャリア配置状態において外側用キャリア増加後の基地局２として示しているように、セル内側用キャリアであるキャリアグループＦに属する６個のキャリア（キャリア番号１〜６）のうちキャリア番号の大きい３個のキャリア（キャリア番号４〜６）をセル内側用キャリアから除去し、そのうち１個のキャリア（キャリア番号５）をセル外側用キャリアに追加する。

逆に、上記処理にて基地局２がセル外側用キャリアの数を減らすときには、図２に示すキャリア配置状態において外側用キャリア減少後の基地局２として示しているように、セル外側用キャリアであるキャリアグループｆ２に属する２個のキャリア（キャリア番号８、１１）のうちキャリア番号の小さいキャリア（キャリア番号８）をセル外側用キャリアから除去し、そのキャリア（キャリア番号８）をセル内側用キャリアに追加する。図２の例では、キャリアグループｆ１、ｆ３に属するキャリア（キャリア番号７、９）についても、同様にセル外側用キャリアから除去し、セル内側キャリアに追加する。

この実施例では、あるセルにおいて、セル外側用キャリアに変更したキャリアは、隣接するセルにおいてセル内側用キャリアとして利用されていることがある。この場合、その隣接するセルでは、そのキャリアをセル内側用キャリアとして利用し続けるものとする。従って、上記のように、基地局２のセル４において、セル内側用キャリアに属するキャリア（キャリア番号５）をセル外側用キャリアに変更した場合であっても、そのキャリア（キャリア番号５）は、セル４に隣接するセル３を形成する基地局１においては、セル内側用キャリアとして引き続き利用する。

なお、これにより、隣接するセル間で同一のキャリアを同時に利用することがあるため、相互に干渉する場合が考えられる。しかしながら、セル内側用キャリアは、セル外側用キャリアよりも送信電力が小さく、さらに、セル内側用キャリアは、基地局と移動局の間の伝搬損失が小さい状態で使用される。このため、上記のように相互に干渉する場合でも、双方のセルにおいて、そのキャリアの希望波電力と干渉波電力の比は、所要値以上とすることができる。

一方、本実施例では、あるセルにおいて、セル内側用キャリアに変更したキャリアは、隣接するセルにおいてもセル内側用キャリアとなる。従って、上記のように、基地局２のセル４においてセル外側用キャリアに属するキャリア（キャリア番号７〜９）をセル内側用キャリアに変更したときには、これらのキャリア（キャリア番号７〜９）は、セル４に隣接するセル３を形成する基地局１においてもセル内側用キャリアとして、セル内側の移動局に対して利用可能となる。

従って、本実施例によれば、基地局制御装置５は、基地局１におけるセル内側用キャリアの利用率が予め設定された第一の利用率しきい値よりも低く、基地局２におけるセル外側用キャリアの利用率が予め設定された第二の利用率しきい値よりも高いときには、基地局２におけるセル外側用キャリアの数を増やす。こうすることで、基地局１におけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、基地局２におけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。また、逆に、基地局制御装置５は、基地局１におけるセル内側用キャリアの利用率が予め設定された第三の利用率しきい値よりも高く、基地局２におけるセル外側用キャリアの利用率が予め設定された第四の利用率しきい値よりも低いときには、基地局２におけるセル外側用キャリアの数を減らす。こうすることで、基地局１におけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、基地局２におけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。これにより、セルラシステムにおけるキャリアの利用効率を高めることができる。

すなわち、本実施例では、基地局１のセル内側用キャリアの利用率を考慮して基地局２のセル外側用キャリアの割り当てを変更している。これによって、基地局２でセル外側用キャリアを増やしたとき、基地局１のセル内側と同時に同じキャリアを使用することによる干渉を回避できる。

以上説明したように、本実施例によれば、セル内側の移動局が使用するキャリアは全てのセルで繰り返し利用し、セル外側の移動局が使用するキャリアは３セル繰り返しで利用するセルラシステムにおいて、セル内側とセル外側で利用するキャリアの数を最適化し、キャリアの利用効率を高めることができる。

なお、本実施例においては、第一の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ１、第三の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ１、第四の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ２、第二の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ２は、一定値と仮定したが、第一の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ１と第三の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ１は、基地局１のセル内側キャリアのキャリア数、第四の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ２と第二の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ２は、基地局２のセル外側用キャリアのキャリア数に応じて定めてもよい。

また、本実施例においては、基地局２のセル外側用キャリアの数を増減する際に、基地局２におけるセル内側用キャリアの利用率を考慮していないが、これが所定の値以下であることを基地局２のセル外側用キャリアの増加の条件とし、さらに、これが別の所定の値以上であることを基地局２のセル外側用キャリアの減少の条件としてもよい。

次に、本発明の実施例２を説明する。

前述した実施例１では、基地局制御装置５が、基地局１のセル内側用キャリアの利用率と基地局２のセル外側用キャリアの利用率によって、基地局２のセル外側用キャリアの数を変更していた。これに対し、本実施例では、基地局制御装置５が、基地局１のセル内側用キャリアの平均利用数と基地局２のセル外側用キャリアの平均利用数によって基地局２のセル外側用キャリアの数を変更する。その他の部分は、実施例１と同じであるため、その説明を省略する。

本実施例では、基地局１、２の各々は、所定の時間間隔で、セル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒを計算する。この平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒは、次のように計算される。まず、基地局１、２の各々は、セル内側用キャリアであるキャリア１〜６の各々において、データブロックの送信を行った時間の割合Ｕ＿ｉｎｎｅｒ１、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ２、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ３、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ４、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ５、Ｕ＿ｉｎｎｅｒ６を計算する。次に、これらの和（Ｕ＿ｉｎｎｅｒ１＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ２＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ３＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ４＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ５＋Ｕ＿ｉｎｎｅｒ６）を計算する。そして、計算された和の値をセル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒとする。

また、基地局１、２の各々は、同様にセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒを計算する。

ここで、基地局１におけるセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒは、次のように計算される。まず、基地局１は、セル外側用キャリアである２個のキャリア（キャリア番号７、１０）の各々において、データブロックの送信を行った時間の割合Ｕ＿ｏｕｔｅｒ７、Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１０を計算する。次に、これらの和（Ｕ＿ｏｕｔｅｒ７＋Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１０）を計算する。そして、計算された和の値をセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒとする。

また、基地局２におけるセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒは、次のように計算される。まず、基地局２は、セル外側用キャリアである２個のキャリア（キャリア番号８、１１）の各々において、データブロックの送信を行った時間の割合Ｕ＿ｏｕｔｅｒ８、Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１１を計算する。次に、これらの和（Ｕ＿ｏｕｔｅｒ８＋Ｕ＿ｏｕｔｅｒ１１）を計算する。そして、計算された和の値をセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒとする。

基地局１、２の各々は、上記の所定時間間隔で、上記のように計算された、セル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒと、セル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒとを基地局制御装置５に通知する。

図４は、本実施例におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。基地局制御装置５は、まず、基地局１からセル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒを受信し、基地局２からセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒを受信する（ステップＳ５１、Ｓ５２）。

そして、基地局制御装置５は、基地局１からのセル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第一の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ１よりも低く、基地局２からのセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第二の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ２よりも高い場合には、基地局２のセル外側用キャリアの数を増やす（ステップＳ５３、Ｓ５４、Ｓ５５）。

一方、基地局制御装置５は、基地局１からのセル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第三の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ１よりも高く、基地局２からのセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第四の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ２よりも低い場合には、基地局２のセル外側用キャリアの数を減らす（ステップＳ５６、Ｓ５７、Ｓ５８）。

ここで、第一の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ１は、第三の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ１よりも低い値に設定し、第四の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ２は、第二の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ２よりも低い値に設定する。さらに、第一の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ１と第三の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ１は、セル内側キャリアのキャリア数、第四の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ２と第二の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ２は、セル外側キャリアのキャリア数に応じて定める。例えば、ここでは、セル内側キャリアのキャリア数をＭ＿ｉｎｎｅｒとして、Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ１＝Ｍ＿ｉｎｎｅｒ−４、Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ１＝Ｍ＿ｉｎｎｅｒ−１とする。また、セル外側キャリアのキャリア数をＭ＿ｏｕｔｅｒとして、Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ２＝Ｍ＿ｏｕｔｅｒ−１．５、Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ２＝Ｍ＿ｏｕｔｅｒ−０．５とする。

従って、本実施例によれば、基地局制御装置５は、基地局１におけるセル内側用キャリアの平均利用数が予め設定された第一の利用数しきい値よりも低く、基地局２におけるセル外側用キャリアの平均利用数が予め設定された第二の利用数しきい値よりも高いときには、基地局２におけるセル外側用キャリアの数を増やす。こうすることで、基地局１におけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、基地局２におけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。また、逆に、基地局制御装置５は、基地局１におけるセル内側用キャリアの平均利用数が予め設定された第三の利用数しきい値よりも高く、基地局２におけるセル外側用キャリアの平均利用数が予め設定された第四の利用数しきい値よりも低いときには、基地局２におけるセル外側用キャリアの数を減らす。こうすることで、基地局１におけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、基地局２におけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。これにより、セルラシステムにおけるキャリアの利用効率を高めることができる。

すなわち、本実施例では、基地局１のセル内側用キャリアの平均利用数を考慮して基地局２のセル外側用キャリアの割り当てを変更している。これによって、基地局２でセル外側用キャリアを増やしたとき、基地局１のセル内側と同時に同じキャリアを使用することによる干渉を回避できる。

なお、本実施例においては、基地局２のセル外側キャリアの数を増減する際に、基地局２におけるセル内側キャリアの平均利用数を考慮していないが、これが所定の値以下であることを基地局２のセル外側キャリアの増加の条件とし、さらに、これが別の所定の値以上であることを基地局２のセル外側キャリアの減少の条件としてもよい。

次に、本発明の実施例３を説明する。

本実施例では、図５のセルラシステム構成図に示すように、実施例１の基地局制御装置５の代わりに、基地局１、２は、ゲートウェイ装置（ＧＷ）８に接続されており、基地局１、２間で制御情報の交換ができるようになっている。このセルラシステムの無線ネットワークは、基地局１、２と、基地局１、２がカバーするセル３、４とから構成されることになる。

前述した実施例１では、セル内側用キャリアとセル外側用キャリアの利用率など、基地局１、２から通知されるキャリアの利用状況の情報を用いて基地局制御装置５がセル外側用キャリアを変更していた。これに対し、本実施例では、基地局１、２間でキャリアの利用状況の情報を交換し、その情報を用いてセル外側用キャリアを変更する。その他の部分は、実施例１と同じであるため、その説明を省略する。

基地局１、２の各々は、所定の時間間隔で、セル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒとセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒを計算する。この計算方法は、実施例１と同じである。そして、基地局１、２は、上記の所定時間間隔で、Ｕ＿ｉｎｎｅｒと、Ｕ＿ｏｕｔｅｒとの情報を相互に交換する。

図６は、本実施例におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。この処理は、基地局２において実施される。基地局２は、まず、自セルであるセル４に隣接するセル３を形成する基地局１からセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒを受信すると共に、自セル基地局２のセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒを計算する（ステップＳ７１、Ｓ７２）。

そして、基地局２は、基地局１からのセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第一の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ１よりも低く、計算されたセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第二の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ２よりも高い場合には、基地局２のセル外側用キャリアの数を増やす（ステップＳ７３、Ｓ７４、Ｓ７５）。

一方、基地局２は、基地局１からのセル内側用キャリアの利用率Ｕ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第三の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ１よりも高く、計算されたセル外側用キャリアの利用率Ｕ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第四の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ２よりも低い場合には、基地局２のセル外側用キャリアの数を減らす（ステップＳ７６、Ｓ７７、Ｓ７８）。

ここで、第一の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ１は、第三の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ１よりも低い値に設定し、第四の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｌｏｗ２は、第二の利用率しきい値Ｕｔｈ＿Ｈｉｇｈ２よりも低い値に設定しておく。

従って、本実施例によれば、基地局２は、隣接セルにおけるセル内側用キャリアの利用率が予め設定された第一の利用率しきい値よりも低く、自セルにおけるセル外側用キャリアの利用率が予め設定された第二の利用率しきい値よりも高いときには、自セルにおけるセル外側用キャリアの数を増やす。こうすることで、隣接セルにおけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、自セルにおけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。また、逆に、基地局２は、隣接セルにおけるセル内側用キャリアの利用率が予め設定された第三の利用率しきい値よりも高く、自セルにおけるセル外側用キャリアの利用率が予め設定された第四の利用率しきい値よりも低いときには、自セルにおけるセル外側用キャリアの数を減らす。こうすることで、隣接セルにおけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、自セルにおけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。これにより、セルラシステムにおけるキャリアの利用効率を高めることができる。

すなわち、本実施例では、隣接セルのセル内側用キャリアの利用率を考慮して自セルのセル外側用キャリアの割り当てを変更している。これによって、自セルでセル外側用キャリアを増やしたとき、隣接セルのセル内側と同時に同じキャリアを使用することによる干渉を回避できる。

次に、本発明の実施例４を説明する。

本実施例では、図５のセルラシステム構成図に示すように、前述した実施例２の基地局制御装置５の代わりに、基地局１、２は、ゲートウェイ装置（ＧＷ）８に接続されており、基地局１、２間で制御情報の交換ができるようになっている。このセルラシステムの無線ネットワークは、基地局１、２と、基地局１、２がカバーするセル３、４とから構成されることになる。

前述した実施例２では、セル内側用キャリアとセル外側用キャリアの平均利用数など、基地局１、２から通知されるキャリアの利用状況の情報を用いて基地局制御装置５がセル外側用キャリアを変更していた。これに対し、本実施例では、基地局１、２間でキャリアの利用状況の情報を交換し、その情報を用いてセル外側用キャリアを変更する。その他の部分は、前述した実施例２と同じであるため、その説明を省略する。

基地局１、２の各々は、所定の時間間隔で、セル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒとセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒを計算する。この計算方法は、実施例２と同じである。そして、基地局１、２は、上記の所定時間間隔で、Ｎ＿ｉｎｎｅｒ、Ｎ＿ｏｕｔｅｒの情報を相互に交換する。

図７は、本実施例におけるセル外側用キャリアの変更方法を示すフロー図である。この処理は、基地局２において実施される。基地局２は、まず、基地局１からセル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒを受信すると共に、基地局２のセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒを計算する（ステップＳ８１、Ｓ８２）。

そして、基地局２は、基地局１からのセル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第一の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ１よりも低く、計算されたセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第二の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ２よりも高い場合には、基地局２のセル外側用キャリアの数を増やす（ステップＳ８３、Ｓ８４、Ｓ８５）。

一方、基地局２は、基地局１からのセル内側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｉｎｎｅｒが予め設定された第三の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ１よりも高く、計算されたセル外側用キャリアの平均利用数Ｎ＿ｏｕｔｅｒが予め設定された第四の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ２よりも低い場合には、基地局２のセル外側用キャリアを減らす（ステップＳ８６、Ｓ８７、Ｓ８８）。

なお、第一の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ１、第三の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ１、第四の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｌｏｗ２、第二の利用数しきい値Ｎｔｈ＿Ｈｉｇｈ２の設定方法は、前述した実施例２と同様である。

従って、本実施例によれば、基地局２は、隣接セルにおけるセル内側用キャリアの平均利用数が予め設定された第一の利用数しきい値よりも低く、自セルにおけるセル外側用キャリアの平均利用数が予め設定された第二の利用数しきい値よりも高いときには、自セルにおけるセル外側用キャリアの数を増やす。こうすることで、隣接セルにおけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、自セルにおけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。また、逆に、基地局２は、隣接セルにおけるセル内側用キャリアの平均利用数が予め設定された第三の利用数しきい値よりも高く、自セルにおけるセル外側用キャリアの平均利用数が予め設定された第四の利用数しきい値よりも低いときには、自セルにおけるセル外側用キャリアの数を減らす。こうすることで、隣接セルにおけるセル内側用キャリアが不足する確率を殆ど増やすことなく、自セルにおけるセル外側用キャリアが不足する確率を小さくできる。これにより、セルラシステムにおけるキャリアの利用効率を高めることができる。

すなわち、本実施例では、隣接セルのセル内側用キャリアの利用率を考慮して自セルのセル外側用キャリアの割り当てを変更している。これによって、自セルでセル外側用キャリアを増やしたとき、隣接セルのセル内側と同時に同じキャリアを使用することによる干渉を回避できる。

次に、本発明の実施例５を説明する。

本実施例では、セルラシステムの構成やセル外側用キャリアの増加と減少の決定方法は、前述した実施例３と同じであるが、各セルで利用可能なキャリアの配置が実施例３と異なる。その他の部分は、前述した実施例３と同じであるため、その説明を省略する。

本実施例では、上り回線と下り回線の各々において、複数のキャリアを、セル内側の移動局との通信に利用可能なキャリアグループ１と、セル外側の移動局との通信に利用可能なキャリアグループ２とに分けている。そして、キャリアグループ１では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式をそのまま用いるが、キャリアグループ２では、ＯＦＤＭ方式において、さらに符号多重を行うことによって、同一キャリアで同一セル内だけでなく隣接セルとも同時に複数の移動局が基地局と通信できるようになっている。

そして、基地局２と移動局６との間で通信を行うときには、キャリアグループ１のキャリアを選択して使用する。また、基地局２と移動局７との間で通信を行うときには、キャリアグループ２のキャリアを選択して使用する。キャリアグループ２を用いるときには、基地局は、符号多重を行うための符号も選択して割り当てることになる。

図８は、ある瞬間における、これらのキャリアグループへのキャリア配置を示している。このセルラシステムにおいて利用可能な複数のキャリアとして、１２個のキャリア（キャリア番号１〜１２）が存在している。このうち、キャリアグループ１には、３個のキャリア（キャリア番号１〜３）が配置されている。また、キャリアグループ２には、キャリア（キャリア番号４〜１２）が配置されている。このようなキャリアグループへのキャリア配置は、全セル共通とは限らず、セル毎に設定する。

ここで、セル外側用キャリアの数を増減する際には、セル外側用キャリアとするキャリアの優先度が定められており、１２個のキャリア（キャリア番号１〜１２）では、キャリア番号が大きいものが優先的にセル外側用キャリアとなるようにする。キャリアグループ１、２共に、１キャリア単位で変更できることになっている。

従って、図８に示すキャリア配置状態において基地局２がセル外側用キャリアの数を増やすときには、キャリア（キャリア番号３）をセル内側用キャリアから除去し、そのキャリア（キャリア番号３）をセル外側用キャリアに追加する。逆に、図８に示すキャリア配置状態において基地局２がセル外側用キャリアの数を減らすときには、キャリア（キャリア番号４）をセル外側用キャリアから除去し、そのキャリア（キャリア番号４）をセル内側用キャリアに追加する。

本実施例では、あるセルにおいて、セル外側用キャリアに変更したキャリアは、隣接するセルにおいてセル内側用キャリアとして利用されていることがあるが、その隣接するセルでは、そのキャリアをセル内側用キャリアとしての利用を続けるものとする。従って、上記のように、基地局２のセル４において、キャリア（キャリア番号３）をセル外側用キャリアに変更した場合であっても、そのキャリア（キャリア番号３）は、セル４に隣接するセル３の基地局１においては、セル内側用キャリアとして引き続き利用する。

一方、本実施例では、あるセルにおいて、セル内側用キャリアに変更したキャリアは、隣接するセルにおいてもセル内側用キャリアとなる。従って、上記のように、基地局２のセル４においてキャリア（キャリア番号４）をセル内側用キャリアに変更したときには、そのキャリア（キャリア番号４）は、セル４に隣接するセル３の基地局１においてもセル内側用キャリアとして、セル内側の移動局に対して利用可能となる。

次に、本発明の実施例６を説明する。

本実施例では、セルラシステムの構成やセル外側用キャリアの増加と減少の決定方法は、実施例４と同じであるが、各セルで利用可能なキャリアの配置が前述した実施例４と異なり、前述した実施例５と同様である。その他の部分は、前述した実施例４と同じであるため、その説明を省略する。

本実施例では、前述した実施例５と同様に、上り回線と下り回線の各々において、複数のキャリアが、セル内側の移動局との通信に利用可能なキャリアグループ１とセル外側の移動局との通信に利用可能なキャリアグループ２に分けられている。そして、キャリアグループ１では、ＯＦＤＭ方式をそのまま用いるが、キャリアグループ２では、ＯＦＤＭ方式において、さらに符号多重を行うことによって、同一キャリアで同一セル内だけでなく隣接セルとも同時に複数の移動局が基地局と通信できるようになっている。各キャリアグループのキャリアの変更方法は、前述した実施例５と同様であるので、その説明を省略する。

（その他の実施例）
以上、本発明の６つの実施例１〜６について説明したが、本発明は、以上の実施例に限られるものではなく、例えば、セル内側用キャリアとセル外側用キャリアの利用状況として、キャリア利用数が所定値を超える確率などを用いても、本発明は同様に実施できる。

また、前述した各実施例１〜６のセルラシステムを構成する無線ネットワーク（基地局、基地局制御装置）と、移動局との各内部構成については、既知のものが適用できる。基地局は、一例として、基地局アンテナ、送受信回路、変復調回路、制御回路、信号処理回路、インターフェース回路等の既知回路を有している。基地局制御装置は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）／ＲＡＭ（Random Access Memory））、基地局接続用のインターフェース回路等の既知回路を有している。移動局は、一例として、移動局アンテナ、送受信回路、変復調回路、制御回路、信号処理回路等の既知回路を有している。移動局は、例えば携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handy Phone）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯端末、車載器などの移動端末が適用可能である。

例えば、前述した実施例１や実施例２のように各基地局が基地局制御装置に接続される無線ネットワークの形態では、次のように構成してもよい。この場合、各基地局は、例えば制御回路又は信号処理回路により、上述したようにセル内側用キャリア及び外側キャリアの利用率や平均利用数などの利用状況を測定し、その測定結果をインターフェース回路を介して基地局制御装置に送信するようにしてもよい。基地局制御装置は、例えばＣＰＵがメモリに予め設定された制御プログラムを実行することにより、図３や図４に示すフローに従い、送られてきた各基地局の測定結果に基づいて、上述したようにセル外側用キャリアの数を変更するようにしてもよい。この例では、図３や図４に示すフローは、基地局制御装置のＣＰＵにより実行可能な制御プログラムとして予めＲＯＭ等のメモリ内に格納されてもよい。この場合の制御プログラム及びこれを記録するメモリ等の記録媒体は、本発明の範疇に含まれる。

また、前述した実施例３や実施例４のように各基地局がゲートウェイ装置を介して接続される無線ネットワークの形態では、次のように構成してもよい。この場合、各基地局は、例えば制御回路又は信号処理回路により、図６や図７に示すフローに従い、前述したように隣接セルからのセル内側用キャリアの利用率や平均利用数などの利用状況を受信し、自セルのセル外側用キャリアの利用率や平均利用数などの利用状況を計算し、これらに基づいて自セルのセル外側用キャリアの数の変更するようにしてもよい。この例では、図６や図７に示すフローは、各基地局の制御回路又は信号処理回路内のプロセッサにより実行可能な制御プログラムとして予めＲＯＭ等のメモリ内に格納されてもよい。この場合の制御プログラム及びこれを記録するメモリ等の記録媒体は、本発明の範疇に含まれる。

なお、第一及び第二のキャリアの利用状況は、第一及び第二のキャリアの利用率であってもよい。この場合、第二のキャリアの数を変更するステップは、第一のセルにおける第一のキャリアの利用率が予め設定された第一の利用率しきい値より低く、第二のセルにおける第二のキャリアの利用率が予め設定された第二の利用率しきい値より高い場合に、第二のセルにおける第二のキャリアの数を増やすステップと、第一のセルにおける第一のキャリアの利用率が予め設定された第三の利用率しきい値より高く、第二のセルにおける第二のキャリアの利用率が予め設定された第四の利用率しきい値より低い場合に、第二のセルにおける第二のキャリアの数を減らすステップとを有してもよい。

また、第一及び第二のキャリアの利用状況は、第一及び第二のキャリアの平均利用数であってもよい。この場合、第二のキャリアの数を変更するステップは、第一のキャリアの平均利用数が予め設定された第一の利用数しきい値より低く、第二のキャリアの平均利用数が予め設定された第二の利用数しきい値より高い場合に、第二のセルにおける第二のキャリアの数を増やすステップと、第一のキャリアの平均利用数が予め設定された第三の利用数しきい値より高く、第二のキャリアの平均利用数が予め設定された第四の利用数しきい値より低い場合に、第二のセルにおける第二のキャリアの数を減らすステップとを有してもよい。

また、複数のキャリアを第一のキャリアと第二のキャリアとに分けて複数のセルの各々に割り当てるステップは、第一のキャリアが第二のキャリアに比べてより多くのセルで利用されるように複数のセルの各々に第一のキャリアと第二のキャリアとを割り当ててもよい。

また、第二のキャリアは、複数の移動局が基地局と同時に通信可能に符号多重されていてもよい。

また、複数の移動局の各々をセル内側移動局またはセル外側移動局に区分するステップは、複数の基地局がパイロット信号を送信するステップと、移動局が１つまたは複数の基地局が送信するパイロット信号を受信するステップと、１つまたは複数の基地局から受信したパイロット信号の受信品質レベルの中で最良のものと２番目のものの比が予め設定されたセル内側しきい値より高いときに、該当する移動局をセル内側移動局と判定し、それ以外のときに、該当する移動局をセル外側移動局と判定するステップとを有してもよい。

また、複数のキャリアは、互いの選択順序が予め設定され、第一のセル及び第二のセルにおいて第二のキャリアの数を変更するとき、選択順序により前記第二のキャリアとなるキャリアを決定してもよい。

さらに、セルラシステムの無線ネットワーク、基地局、及び移動局は、以下のように構成してもよい。

１）セルラシステムは、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、基地局と移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっている。この構成において、図１０に示すように、無線ネットワーク１１は、キャリア割当部１２、通信部１３、測定部１４、及びキャリア変更部１５を備える。キャリア割当部１２は、複数のキャリアを第一のキャリアと第二のキャリアとに分けて、複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てる。通信部１３は、複数の移動局の各々をセル内側移動局またはセル外側移動局に区分し、セル内側移動局との間で第一のキャリアを用いて通信を行い、セル外側移動局との間で第二のキャリアを用いて通信を行う。測定部１４は、通信部１３により通信されるデータに基づいて、複数のセルの内の第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と、複数のセルの内の第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とを測定する。キャリア変更部１５は、第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とから、第二のセルにおける第二のキャリアの数を変更する。

２）セルラシステムは、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、基地局と移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっている。この構成において、図１１に示すように、基地局２１は、キャリア割当部２２、通信部２３、測定部２４、及びキャリア変更部２５を備える。キャリア割当部２２は、複数のキャリアを第一のキャリアと第二のキャリアとに分けて、複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てる。通信部２３は、複数の移動局の各々をセル内側移動局またはセル外側移動局に区分し、セル内側移動局との間で第一のキャリアを用いて通信を行い、セル外側移動局との間で第二のキャリアを用いて通信を行う。測定部２４は、通信部２３により通信されるデータに基づいて、複数のセルの内の第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と、複数のセルの内の第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とを測定する。キャリア変更部２５は、第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とから、第二のセルにおける第二のキャリアの数を変更する。

３）セルラシステムは、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、基地局と移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっている。この構成において、図１２に示すように、基地局３１は、通信部３２、測定部３３、受信部３４、及びキャリア変更部３５を備える。通信部３２は、複数の移動局の各々をセル内側移動局またはセル外側移動局に区分し、セル内側移動局との間で第一のキャリアを用いて通信を行い、セル外側移動局との間で第二のキャリアを用いて通信を行う。測定部３３は、通信部３２により通信されるデータに基づいて、複数のセルの内の第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況を測定する。受信部３４は、複数の基地局の内の他の基地局から、複数のセルの内の第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況を受信する。キャリア変更部３５は、第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況と、第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況とに基づいて、第二のセルにおける第二のキャリアの数を変更する。

４）セルラシステムは、少なくとも複数の基地局とその各基地局に接続された基地局制御装置とから構成される無線ネットワークと、複数の移動局とから構成され、基地局と移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっている。この構成において、図１３に示すように、基地局４１は、通信部４２、測定部４３、及び通知部４４を備える。通信部４２は、複数の移動局の各々をセル内側移動局またはセル外側移動局に区分し、セル内側移動局との間で第一のキャリアを用いて通信を行い、セル外側移動局との間で第二のキャリアを用いて通信を行う。測定部４３は、通信部４２により通信されるデータに基づいて、複数のセルの内の第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と、複数のセルの内の第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とを測定する。通知部４４は、第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とを基地局制御装置４５に通知する。基地局制御装置４５は、基地局４１の通知部４４からの通知に基づいて、第二のセルにおける第二のキャリアの数を変更する。

５）セルラシステムは、少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局から構成され、基地局と移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっている。この構成において、図１４に示すように、移動局５１は、無線ネットワーク５６により、セル内側移動局５２と、セル外側移動局５３とに区分される。セル内側移動局５２は、複数のキャリアの内の無線ネットワークにより割り当てられた第一のキャリアを用いて基地局との間で通信を行う第一の通信部５４を有する。セル外側移動局５３は、複数のキャリアの内の無線ネットワークにより割り当てられた第二のキャリアを用いて基地局との間で通信を行う第二の通信部５５を有する。無線ネットワーク５６は、複数のセルの内の第一のセルにおける第一のキャリアの利用状況と、複数のセルの内の第二のセルにおける第二のキャリアの利用状況とに基づいて、第二のセルにおける第二のキャリアの数を変更する。

なお、以上のセルラシステムの無線ネットワーク、基地局、移動局の各部（各手段）を実現するためのハードウェア及びソフトウエア構成は特に限定されるものではなく、各部の機能を実現可能なものであれば、いずれのものでも適用可能である。例えば、各部の機能毎に回路を独立させて構成したものでも、各部の機能を１つの回路にまとめて一体に構成したものでも、いずれのものであってもよい。或いは、全ての機能を主にソフトウエアの処理で実現するものでもあってもよい。

以上、実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

（文献の引用）
本出願は、２００６年７月１３日に出願された日本出願特願２００６−１９２８８４号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、セルラシステム、そのキャリア割当方法、基地局、及び移動局の用途に利用可能である。例えば、セル内側とセル外側において異なるキャリアを利用して無線ネットワークと移動局との間の通信を行うセルラシステムの用途に利用可能である。

Claims (12)

1. 少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムのキャリア割当方法であって、
   前記無線ネットワークが、
   前記複数のキャリアを、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てるステップと、
   前記複数の移動局の各々を対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局に区分するステップと、
   相互に隣接する基地局のうちの一方の基地局である第一の基地局の前記内側セルに位置する前記セル内側移動局との間で前記第一のキャリアを用いて通信を行い、前記相互に隣接する基地局のうちの他方の基地局である第二の基地局の前記外側セルに位置する前記セル外側移動局との間で前記第二のキャリアを用いて通信を行うステップと、
   通信されたデータに基づいて、前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況を測定するステップと、
   通信されたデータに基づいて、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況を測定するステップと、
   測定された、少なくとも前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と前記第二の基地局の前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況に基づいて、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を変更するステップと、
   を有することを特徴とするセルラシステムのキャリア割当方法。
2. 前記第一及び第二のキャリアの利用状況は、前記第一及び第二のキャリアの利用率であり、
   前記第二のキャリアの数を変更するステップは、
   前記第一の基地局の内側セルにおける前記第一のキャリアの利用率が予め設定された第一の利用率しきい値より低く、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの利用率が予め設定された第二の利用率しきい値より高い場合に、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を増やすステップと、
   前記第一の基地局の内側セルにおける前記第一のキャリアの利用率が予め設定された第三の利用率しきい値より高く、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの利用率が予め設定された第四の利用率しきい値より低い場合に、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を減らすステップとを有することを特徴とする請求項１記載のセルラシステムのキャリア割当方法。
3. 前記第一及び第二のキャリアの利用状況は、前記第一及び第二のキャリアの平均利用数であり、
   前記第二のキャリアの数を変更するステップは、
   前記第一のキャリアの平均利用数が予め設定された第一の利用数しきい値より低く、前記第二のキャリアの平均利用数が予め設定された第二の利用数しきい値より高い場合に、前記第二の基地局の外側セルにおける第二のキャリアの数を増やすステップと、
   前記第一のキャリアの平均利用数が予め設定された第三の利用数しきい値より高く、前記第二のキャリアの平均利用数が予め設定された第四の利用数しきい値より低い場合に、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を減らすステップとを有することを特徴とする請求項１記載のセルラシステムのキャリア割当方法。
4. 前記複数のキャリアを前記第一のキャリアと前記第二のキャリアとに分けて前記複数のセルの各々に割り当てるステップは、
   前記第一のキャリアが前記第二のキャリアに比べてより多くのセルで利用されるように前記複数のセルの各々に前記第一のキャリアと前記第二のキャリアとを割り当てることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれか１項に記載のセルラシステムのキャリア割当方法。
5. 前記第二のキャリアは、前記複数の移動局が前記基地局と同時に通信可能に符号多重されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセルラシステムのキャリア割当方法。
6. 前記複数の移動局の各々をセル内側移動局またはセル外側移動局に区分するステップは、
   前記複数の基地局がパイロット信号を送信するステップと、
   前記移動局が１つまたは複数の前記基地局が送信するパイロット信号を受信するステップと、
   前記１つまたは複数の基地局から受信したパイロット信号の受信品質レベルの中で最良のものと２番目のものの比が予め設定されたセル内側しきい値より高いときに、該当する前記移動局を前記セル内側移動局と判定し、それ以外のときに、該当する前記移動局を前記セル外側移動局と判定するステップとを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセルラシステムのキャリア割当方法。
7. 前記複数のキャリアは、互いの選択順序が予め設定され、
   前記第一の基地局の内側セル及び前記第二の基地局の外側セルにおいて前記第二のキャリアの数を変更するとき、前記選択順序により前記第二のキャリアとなるキャリアを決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のセルラシステムのキャリア割当方法。
8. 少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムにおいて、
   前記無線ネットワークは、
   前記複数のキャリアを、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てる割り当て手段と、
   前記複数の移動局の各々を対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局に区分し、相互に隣接する基地局のうちの一方の基地局である第一の基地局の前記セル内側移動局との間で前記第一のキャリアを用いて通信を行い、前記相互に隣接する基地局のうちの他方の基地局である第二の基地局の前記セル外側移動局との間で前記第二のキャリアを用いて通信を行う通信手段と、
   前記通信手段により通信されるデータに基づいて、前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況を測定する測定手段と、
   前記第一の基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と前記第二の基地局の前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況とから、前記第二の基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を変更する変更手段と、
   を備えたことを特徴とするセルラシステム。
9. 少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局とから構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムの基地局において、
   前記複数のキャリアが、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てられ、且つ、前記複数の移動局の各々が対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局に区分され、
   前記セル内側移動局との間で前記第一のキャリアを用いて通信を行い、前記セル外側移動局との間で前記第二のキャリアを用いて通信を行う通信手段と、
   前記通信手段により通信されるデータに基づいて、前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と、前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況を測定する測定手段とを備え、
   自基地局に隣接する基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と自基地局の前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況とから、自基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数が変更されることを特徴とするセルラシステムの基地局。
10. 少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局から構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムの基地局において、
    前記複数のキャリアが、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てられ、且つ、前記複数の移動局の各々が対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局に区分され、
    自基地局における自セルの前記セル外側移動局との間で前記第二のキャリアを用いて通信を行う通信手段と、
    前記通信手段により通信されるデータに基づいて、前記自基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況を測定する測定手段と、
    自基地局に隣接する基地局と、該基地局のセルの前記セル内側移動局との間で前記第一のキャリアを用いて通信が行われ、その通信データに基づいて得られた前記隣接する基地局のセルの前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況を前記隣接する基地局から受信する受信手段と、
    前記自基地局に隣接する基地局から受信した前記隣接する基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と、自基地局の前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況とに基づいて、自基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数を変更するキャリア変更手段と、
    を備えたことを特徴とするセルラシステムの基地局。
11. 少なくとも複数の基地局とその各基地局に接続された基地局制御装置とから構成される無線ネットワークと、複数の移動局とから構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムの基地局において、
    前記複数のキャリアが、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てられ、且つ、前記複数の移動局の各々が対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局に区分され、
    前記セル内側移動局との間で前記第一のキャリアを用いて通信を行い、前記セル外側移動局との間で前記第二のキャリアを用いて通信を行う通信手段と、
    前記通信手段により通信されるデータに基づいて、前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と、前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況を測定する測定手段と、
    前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況とを前記基地局制御装置に通知する通知手段とを備え、
    前記通知手段からの通知に基づいて、前記基地局制御装置により自基地局に隣接する基地局の前記内側セルにおける前記第一のキャリアの利用状況と自基地局の前記外側セルにおける前記第二のキャリアの利用状況とから、自基地局の外側セルにおける前記第二のキャリアの数が変更されることを特徴とするセルラシステムの基地局。
12. 少なくとも複数の基地局から構成される無線ネットワークと複数の移動局から構成され、前記基地局と前記移動局との間の通信に複数のキャリアが利用可能となっているセルラシステムの移動局において、
    前記無線ネットワークにより、前記複数のキャリアが、前記複数の基地局のセルについてそれぞれセル内の内側に位置する内側セルに対応する第一のキャリアと、前記セル内の前記内側セルの外側に隣接する外側セルに対応する第二のキャリアとに分けて、前記複数の基地局により形成される複数のセルの各々に割り当てられ、且つ、前記複数の移動局の各々が対応する基地局のセル内の内側セルに位置するセル内側移動局と、前記外側セルに位置するセル外側移動局とに区分され、
    前記セル内側に位置する場合には、前記無線ネットワークにより割り当てられた前記第一のキャリアを用いて対応する基地局との間で通信を行う第一の通信手段を有し、
    前記セル外側に位置する場合には、前記無線ネットワークにより割り当てられた前記第二のキャリアを用いて対応する基地局との間で通信を行う第二の通信手段を有し、
    前記無線ネットワークにより、相互に隣接する基地局のうちの一方の基地局の前記セル内側における第一のキャリアの利用状況と、前記相互に隣接する基地局のうちの他方の基地局のセル外側における前記第二のキャリアの利用状況とに基づいて、前記他方の基地局のセル外側における前記第二のキャリアの数が変更されることを特徴とするセルラシステムの移動局。

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