JPH08340575A - チャネルの割当方法 - Google Patents

チャネルの割当方法

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JPH08340575A
JPH08340575A JP7180529A JP18052995A JPH08340575A JP H08340575 A JPH08340575 A JP H08340575A JP 7180529 A JP7180529 A JP 7180529A JP 18052995 A JP18052995 A JP 18052995A JP H08340575 A JPH08340575 A JP H08340575A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セルラネットワークにおけるハンドオーバー
障害確率を低下させる方法を提供する。 【構成】 本発明の方法は、ネットワークの各セル内に
画成される前置ハンドオーバーゾーンを移動体通信加入
者が移動中か否か決定するステップと、前置ハンドオー
バーゾーンを移動中の移動体通信加入者について隣接セ
ル内にフリーチャネルを保留するステップと、隣接セル
の境界を横切って延びるハンドオーバー領域に移動体通
信加入者が入った時点でフリーチャネルが存在すれば、
この時点でフリーチャネルを該移動体通信加入者に許可
するか、又は、この時点でフリーチャネルが使用不能で
あれば、フリーチャネルが使用可能になるまで、ハンド
オーバー要求を待ち行列に入れるステップとからなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は移動セルラネットワーク
に関する。更に詳細には、本発明はセルラネットワーク
の隣接セルの境界を越えて延びるハンドオーバー領域内
を移動する移動体通信加入者にチャネルを割当てる方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動セルラネットワークは、大きな地理
的領域内の移動体通信加入者に無線通信を供給する無線
システムである。セルラネットワークは一般的に、半径
２〜２０ｋｍの範囲内の複数の隣接セルを画成するため
の、地理的領域全体内に規則的パターンに配置された複
数の基地局からなる。
【０００３】例えば、特定のセル内で移動体無線ユニッ
トを装備した移動体通信加入者は、このセルの基地局に
より供給される無線チャネルにより通信する。移動体通
信加入者がネットワークの隣接セル間を移動する場合、
ハンドオーバー（引き渡し）が行わなければならない。
【０００４】これにより、移動体通信加入者は或るセル
の基地局との通信を終了し、別のセルの基地局との通信
を開始する。しかし、フリーチャネルが目標セル内で使
用できない場合、ハンドオーバーはブロックされること
があり、移動体通信加入者へのサービスが中断する。例
えば、呼出の強制終了などのようなハンドオーバー障害
の確率はセルラシステムの性能を評価する主要な要因で
ある。
【０００５】ハンドオーバー中断を最小にするか又は軽
減する技術は従来から開発されており、非保留式及び保
留式ハンドオーバーシステムの両方を含む。非保留式シ
ステムでは、ハンドオーバー要求は、例えば、先入れ先
出し方式のような待ち行列方式に基づいて優先順位が付
けられる。このようなシステムでは、目標セル内で発呼
された新規呼出は、待ち行列内の全てのハンドオーバー
要求が満たされるまで、チャネルが割当てられない。
【０００６】保留式システムでは、固定数の又は動的に
調整可能な数のフリーチャネルが、ハンドオーバー要求
のためにネットワークの各セルに保留されている。例え
ば、米国特許第５０８１６７１号明細書には、移動体通
信加入者のハンドオーバー要求について、ネットワーク
の各セル内の所定数の保留チャネルを割当てることによ
りハンドオーバー中断を軽減するシステムが開示されて
いる。
【０００７】しかし、このようなシステムでは、ハンド
オーバー用に保留されたフリーチャネルは予測数未満の
ハンドオーバー要求により利用可能になる。従って、フ
リーチャネルが存在したとしても、総搬送トラヒックは
減少する。
【０００８】ハンドオーバー中断を軽減する別の方法が
米国特許第５１８９７３４号明細書に開示されている。
この方法は、移動体通信加入者が移動中のセルに隣接す
るセルのサブセットを形成するステップと、これらの各
セル内の基地局に、何れか一方の基地局をハンドオーバ
ーする場合にはチャネルを確保するように要求するステ
ップとからなる。
【０００９】このようなシステムでは、複数のセル内の
ハンドオーバー要求について保留されたフリーチャネル
は、移動体通信加入者が現在のセル内を移動している期
間中に使用される。このため、セルラネットワークの全
体的効率は低下する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、呼出ブロッキングの確率を高めることなく、しか
も、総搬送トラヒックを減少させることなく、移動セル
ラネットワークにおけるハンドオーバー障害の確率を低
下させる優れた保留式システムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は移動セルラネットワークにおけるハンドオ
ーバー障害確率を低下させる方法を提供する。本発明の
方法によれば、セルラネットワークの第１及び第２の隣
接セルの境界を越えて延びるハンドオーバー領域に進入
する移動体通信加入者にチャネルを割当てる。
【００１２】前置ハンドオーバーゾーンが、領域内を移
動する移動体通信加入者についてフリーチャネルが保留
される関連ハンドオーバー領域に近接する、ネットワー
クの各セル内に画成される。本発明の方法は、移動体通
信加入者が第１のセルの前置ハンドオーバーを移動中か
否か決定するステップと、第１のセル内の前置ハンドオ
ーバーゾーンを移動中の移動体通信加入者に第２のセル
内でチャネルを保留するステップと、移動体通信加入者
がハンドオーバー領域内に進入した時に、この加入者に
第２のセル内で保留されたチャネルを許可するステップ
とからなる。
【００１３】好ましくは、本発明の方法は、移動体通信
加入者がハンドオーバー領域内に進入したときに、フリ
ーチャネルが第２のセル内で使用できない場合に、ハン
ドオーバー領域内に進入した移動体通信加入者のチャネ
ル要求を待ち行列に入れるステップを更に有する。チャ
ネル要求を待ち行列に入れるステップは、各移動体通信
加入者に付随する測定出力信号に応じて、ハンドオーバ
ー領域内を移動する各移動体通信加入者のチャネル要求
を順序付けることからなる。
【００１４】本発明の方法は、もし第２のセル内でフリ
ーチャネル待ちのハンドオーバー領域内を移動中の移動
体通信加入者が存在せず、かつ、第２のセル内のフリー
チャネルの数が第１のセル内の前置ハンドオーバーゾー
ンを移動中の移動体通信加入者の人数よりも大きけれ
ば、第２のセル内で発呼された新規呼出に対し第２のセ
ル内でフリーチャネルを許可するステップを更に有す
る。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を具体的に
説明する。
【００１６】図１は、境界１６により分離される隣接セ
ル１２及び１４を含む複数の隣接セルを有する従来技術
のセルラ無線ネットワーク１０の模式的構成図である。
図２に示されるように、第１の基地局１８はセル１２内
に配置され、第２の基地局２０はセル１４内に配置され
ている。ハンドオーバー領域２２は境界１６を超えて延
びており、セル１２内の第１の境界線２４とセル１４内
の第２の境界線２６により画成される。
【００１７】説明の便宜上、参照符号３０，３２及び３
４で示される３人の移動体通信加入者がハンドオーバー
領域２２内に配置されており、この３人の移動体通信加
入者は、それぞれの方向表示矢線により示されるよう
に、目標セルである第２のセル１４の方向に向かって移
動している。
【００１８】図２に示される従来のセルラ無線ネットワ
ーク１０では、境界線２４は目標セル１４に向かって移
動中の移動体通信加入者により基地局から受信される出
力が高信頼性無線通信を行うのに十分である地点を画成
する。移動体通信加入者が境界線２４を横切る場合、移
動体通信加入者は何れの基地局とも通信できる。このよ
うな場合、移動体通信加入者の呼出は一方のセルから別
のセルにハンドオーバー（引き渡し）される。
【００１９】移動体通信加入者３０，３２及び３４がハ
ンドオーバー領域２２を横切り、目標セル１４に向かっ
て移動するにつれて、移動体通信加入者が基地局１８か
ら受信する出力は低下し、一方、基地局２０から受信す
る出力は増大する。移動体通信加入者が境界線２６を横
切ると、これらの加入者はもはや基地局１８によるサー
ビスを受けることはできず、呼出が転送（ハンドオーバ
ー）されなければ、呼出は終了される。従って、申し分
のないハンドオーバーを行うためには、移動体通信加入
者がハンドオーバー領域２２内を移動中の期間内に呼出
を転送しなければならない。
【００２０】図３は、本発明により構成されたセルラネ
ットワーク５０の模式的構成図である。セルラネットワ
ーク５０は、境界５６により分離された隣接セル５２及
び５４を含む複数の隣接セルを有する。図４に示される
ように、ハンドオーバー領域５８は境界５６を横切るよ
うに延びており、進行中の呼出をセル５２及び５４間で
うまく転送できるエリアを画成する。
【００２１】図４において、前置ハンドオーバーゾーン
はセルラネットワーク５０の各セル内に画成される。こ
のセル内を移動中の移動体通信加入者のためにチャネル
が隣接セル内に保留される。更に具体的には、前置ハン
ドオーバーゾーン６２がハンドオーバー領域５８に近接
するセル５２内に画成される。セル５４に向かって移動
中の移動体通信加入者のためにセル５４内にチャネルが
保留される。同様に、前置ハンドオーバーゾーン６４が
ハンドオーバー領域５８に近接するセル５４内に画成さ
れる。
【００２２】セル５２に向かって移動中の移動体通信加
入者のためにセル５２内にチャネルが保留される。前置
ハンドオーバーゾーンにより、移動体通信加入者は、前
置ハンドオーバーゾーンを移動中に、同時に２つのチャ
ネルを保持することができる。
【００２３】各セル内の前置ハンドオーバーゾーンの幅
ＬPはハンドオーバー領域の幅ＬHよりも著しく小さい。
従って、２個のチャネルは極短時間だけ同時に保持され
る。従って、チャネルリソースに対する影響は最小にと
どまる。その結果、システムの全体的効率は損なわれな
い。
【００２４】本発明のチャネル保留システムは、チャネ
ルが目標セル内で使用不能な場合に、ハンドオーバー領
域５８内を移動中の移動体通信加入者のハンドオーバー
要求を順序付けるための待ち行列方式を使用する。測定
系優先順位付け方式（ＭＢＰＳ）を使用することが好ま
しい。この方式によれば、ハンドオーバー要求は、移動
体通信加入者が現在のセルの基地局から受信する出力レ
ベルにより優先順位が付けられる。
【００２５】この待ち行列方式は、"A Measurment-Base
d Prioritization Scheme for Handovers in Mobile Ce
llular Networks," IEEE J. Select. Areas Commun., V
ol.10, No.8, October 1992に開示されている。この待
ち行列方式では、ハンドオーバー領域内の各移動体通信
加入者に付随する出力レベルは定期的に測定され、ハン
ドオーバー待ち行列内で待機中の移動体通信加入者はそ
の優先順位に従って定期的に記憶される。
【００２６】使用可能なチャネル待ちの移動体通信加入
者は、その出力測定値が低下するにつれて優先権を獲得
する。目標セル内でチャネルが使用可能になると、この
チャネルは最高優先権（すなわち、最低出力測定値）を
有する移動体通信加入者に許可される。ハンドオーバー
領域内を移動中の移動体通信加入者のハンドオーバー要
求を順序付けるために、本発明のチャネル保留システム
において別の待ち行列方式を使用することもできる。
【００２７】次に、セルラ無線ネットワーク５０内でチ
ャネルが割当てられる方法を説明する。図４において、
５人の移動体通信加入者７２，７４，７６，７８及び８
０が図示されており、セルラ無線ネットワーク５０内を
移動中である。先ず、セル５２内に配置された基地局８
２が、移動体通信加入者から伝送される無線出力測定値
に基づき、前置ハンドオーバーゾーン６２内を移動中の
移動体通信加入者を決定する。
【００２８】移動体通信加入者（すなわち、移動体通信
加入者７２）が前置ハンドオーバーゾーン６２内に存在
することが決定されると、この移動体通信加入者のため
にセル５４内でチャネルが保留される。この時点で、移
動体通信加入者７２は２個のチャネルを同時に保持す
る。一方のチャネルはセル５２で使用中であり、他方の
チャネルはセル５４内で保留されている。
【００２９】移動体通信加入者７２が前置ハンドオーバ
ーゾーン６２を離れ、ハンドオーバー領域５８に進入す
ると、セル５４における保留チャネルは移動体通信加入
者７２に許可され、呼出は首尾良くハンドオーバー（引
き渡し）される。しかし、この時点でセル５４内で使用
可能なチャネルが存在しない場合、移動体通信加入者７
２のハンドオーバー要求は、ハンドオーバー領域５８内
を移動中の他の移動体通信加入者（すなわち、移動体通
信加入者７４，７６及び７８）のハンドオーバー要求と
共に、待ち行列に入れられる。
【００３０】待ち行列に入ると、移動体通信加入者７
２，７４，７６及び７８のチャネル要求は、これら加入
者の各出力レベルに応じて、順序付けすることができ
る。図４において、移動体通信加入者７８は、後からチ
ャネル要求を開始することにより他の移動体通信加入者
の誰よりも後から待ち行列へ入れられたとしても、最高
優先権を有する。この測定系優先順位付け方式（ＭＢＰ
Ｓ）はセルラ無線ネットワーク５０におけるハンドオー
バー障害の確率を低下させる。
【００３１】本発明のハンドオーバーシステムでは、チ
ャネルは、図５に示される方法のように、目標セル内で
開始される新規呼出に割当てられる。図５に示される流
れ図と共に図４を参照する。セル５４内を移動中の移動
体通信加入者（すなわち、移動体通信加入者８０）によ
り新規呼出がセル５４内で発呼される場合、ハンドオー
バー領域５８内を移動中の、フリーチャネル待ちの移動
体通信加入者が存在せず、また、セル５４内のフリーチ
ャネルの数（ｎｆｃ）が、前置ハンドオーバーゾーン６
２内を移動中の移動体通信加入者の人数（ｎｍｐ）より
も多ければ、フリーチャネルがこの新規呼出に割当てら
れる。前置ハンドオーバーゾーン内の移動体通信加入者
の人数は各セルの基地局８２及び８４によりそれぞれ定
期的に決定され、セル間で通信される。
【００３２】本発明の優先順位付け方式によれば、新規
呼出がセル５４内で開始され、セル５４内に使用可能な
フリーチャネルが存在しない場合、又はハンドオーバー
待ち行列内に残りのハンドオーバー要求が存在する場
合、新規呼出はブロックされる。更に、目標セル５４内
のフリーチャネルの数がセル５２内の前置ハンドオーバ
ーゾーン６２を移動中の移動体通信加入者の人数よりも
小さい場合、新規呼出はブロックされる。
【００３３】従って、本発明のハンドオーバーシステム
は前置ハンドオーバーゾーン内を移動中のトラヒック容
量に基づいてチャネルを割当てる。この“先読み(look-
ahead)”チャネル保留システムは、従来技術の“非先読
み”チャネル保留システムに比べて、ハンドオーバー障
害確率の大幅な低減を達成できる。
【００３４】ハンドオーバー障害の確率、呼出ブロッキ
ングの確率及び全搬送トラヒックに対する本発明の“先
読み”チャネル保留システムの効果は、モデルシミュレ
ーションを用いて従来技術の“非先読み”チャネル保留
システムと比較されるように、図６〜図８にそれぞれグ
ラフにより実証されている。
【００３５】シミュレーションは、ポアッソン分布を呈
する着呼に対して５０チャネルの想定容量を有する単一
セルを包含する。基地局から受信される出力は、セルに
付随するハンドオーバー領域で単調に低下するものと思
われる。従って、ハンドオーバー要求は、シレベル測定
値よりもむしろ距離測定値に応じて優先順位付けされ
る。
【００３６】シミュレーションは、２０〜１１０アーラ
ン(Erlangs)（到着速度対単一チャネルのサービス速度
の比）の範囲について行った。また、ハンドオーバート
ラヒックは総提供トラヒックの２５％であると仮定す
る。このシミュレーションはまた、前置ハンドオーバー
ゾーンの幅ＬP対ハンドオーバー領域の幅ＬHの比が０．
２０であると仮定する。
【００３７】図６〜８を参照する。従来の“非先読み”
チャネル保留システムに比べて、前置ハンドオーバーゾ
ーンを使用する本発明の“先読み”チャネル保留システ
ムは、呼出ブロッキング確率を殆ど増大させることな
く、しかも、総搬送トラヒックの低下無しに、ハンドオ
ーバー障害確率を低下させることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、前置ハンドオーバ
ーゾーンを使用する本発明の“先読み”チャネル保留シ
ステムによれば、呼出ブロッキング確率を殆ど増大させ
ることなく、しかも、総搬送トラヒックの低下無しに、
ハンドオーバー障害確率を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の隣接セルからなる従来のセルラネットワ
ークの模式的構成図である。
【図２】ハンドオーバー領域が２つの隣接セルの境界を
横切って延びる、図１に示された従来のセルラネットワ
ークの２つの隣接セルの模式的拡大構成図である。
【図３】本発明によるセルラネットワークの模式的構成
図である。
【図４】２つのセルの境界を横切って延びるハンドオー
バー領域に近接する各隣接セル内の前置ハンドオーバー
ゾーンが画成される、図３に示されたセルラネットワー
クの２つの隣接セルの模式的拡大構成図である。
【図５】本発明により構成されたセルラネットワークの
目標セル内で起呼された新規呼出に対しチャネルを割当
てる方法を示す流れ図である。
【図６】２つの異なるチャネル保留システムに関するハ
ンドオーバー障害確率と提供トラヒックとの関係を示す
特性図である。
【図７】２つの異なるチャネル保留システムに関する呼
出ブロッキング確率と提供トラヒックとの関係を示す特
性図である。
【図８】２つの異なるチャネル保留システムに関する搬
送トラヒックと提供トラヒックとの関係を示す特性図で
ある。
【符号の説明】
１０ 従来のセルラネットワーク １２，１４ セル １６ 境界 １８ 第１の基地局 ２０ 第２の基地局 ２２ ハンドオーバー領域 ２４ 第１の境界線 ２６ 第２の境界線 ３０，３２，３４ 移動体通信加入者 ５０ 本発明のセルラネットワーク ５２，５４ セル ５６ 境界 ５８ ハンドオーバー領域 ６２，６４ 前置ハンドオーバーゾーン ７２，７４，７６ 移動体通信加入者 ８２ 第１の基地局 ８４ 第２の基地局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディネシュ ケー．アンヴェカー アメリカ合衆国，07060 ニュージャージ ー， ノース プレインフィールド，ルー ト 401 ウェスト 22，アパートメント 35 ジー (72)発明者 バラクリシュナン ナレンドラン アメリカ合衆国，07974 ニュージャージ ー，ニュー プロヴィデンス，ゲイルズ ドライブ 127，アパートメント エー７

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セルラネットワークの第１及び第２の隣
    接セルの境界間に延びるハンドオーバー領域に進入する
    移動体通信加入者にチャネルを割当てる方法であり、前
    記各セルは、該セル内に提供された、所定数の呼出割当
    用チャネルを有し、更に、該セル内に画成された、ハン
    ドオーバー領域に近接する前置ハンドオーバーゾーンを
    有し、該方法は、(a)前記第１のセルの前置ハンドオー
    バーゾーンを移動体通信加入者が移動中であるか否か決
    定するステップと，(b)前記第１のセル内の前置ハンド
    オーバーゾーンを移動中の移動体通信加入者に前記第２
    のセル内でチャネルを割当てるステップと，(c)移動体
    通信加入者がハンドオーバー領域に進入した時点で移動
    体通信加入者に、前記第２のセル内で保留されたチャネ
    ルを許可するステップとからなることを特徴とするチャ
    ネル割当方法。
  2. 【請求項２】 移動体通信加入者がハンドオーバー領域
    に進入した時点で、前記第２のセル内でチャネルが使用
    不能である場合、ハンドオーバー領域に進入した移動体
    通信加入者のチャネル要求を待ち行列に入れるステップ
    を更に有する請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 移動体通信加入者のチャネル要求を待ち
    行列に入れる前記ステップは、前記各移動体通信加入者
    に付随する測定出力信号に応じて、ハンドオーバー領域
    内を移動中の各移動体通信加入者のチャネル要求を順序
    付けることからなる請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 前記第２のセル内でフリーチャネル待ち
    のハンドオーバー領域内を移動中の移動体通信加入者が
    存在せず、しかも、前記第２のセル内のフリーチャネル
    の数が前記第１のセル内の前置ハンドオーバーゾーンを
    移動中の移動体通信加入者の人数よりも多ければ、前記
    第２のセル内で起呼された新規呼出に対し、前記第２の
    セル内でフリーチャネルを許可するステップを更に有す
    る請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記第２のセル内でフリーチャネルが使
    用不能な場合、前記新規呼出をブロッキングするステッ
    プを更に有する請求項４の方法。
  6. 【請求項６】 前記第２のセル内でフリーチャネル待ち
    のハンドオーバー領域内を移動する移動体通信加入者が
    少なくとも一人存在する場合、前記新規呼出をブロッキ
    ングするステップを更に有する請求項４の方法。
  7. 【請求項７】 前記第２のセル内のフリーチャネルの数
    が前記第１のセル内の前置ハンドオーバーゾーンを移動
    中の移動体通信加入者の人数よりも少ない場合、前記新
    規呼出をブロッキングするステップを更に有する請求項
    ４の方法。
  8. 【請求項８】 移動体通信加入者が前置ハンドオーバー
    ゾーンを移動中か否か決定する前記ステップは、移動体
    通信加入者から伝送される出力信号を測定することによ
    り、前記移動体通信加入者の相対的位置を算出すること
    からなる請求項１の方法。
  9. 【請求項９】 (a)隣接セル間に延びる境界を有し、セ
    ルに提供された呼出割当用の所定数のチャネルをそれぞ
    れ有する複数の隣接セルと，(b)移動体通信加入者の進
    行中の呼出が或るセルから別のセルに転送される、隣接
    セルの境界を横切って延びるハンドオーバー領域と，
    (c)セルに付随するハンドオーバー領域に近接する複数
    の隣接セルの各々に画成される前置ハンドオーバーゾー
    ンとからなり、前記留内を移動中の移動体通信加入者に
    隣接セル内にチャネルが保留されるセルラネットワー
    ク。
  10. 【請求項１０】 前記各セルは、セル内に画成された前
    置ハンドオーバーゾーンを移動中の移動体通信加入者が
    存在するか否か決定する、セル内に配置された各基地局
    を有し、隣接セル内の基地局に対し移動体通信加入者の
    相対的位置を通信する請求項９のセルラネットワーク。
  11. 【請求項１１】 前記各セル内の前置ハンドオーバーゾ
    ーンの幅は、前置ハンドオーバーゾーンに近接するハン
    ドオーバー領域の幅よりも狭い請求項９のセルラネット
    ワーク。
  12. 【請求項１２】 各境界により画成される複数のセル
    と、隣接セルの境界を横切って延びるハンドオーバー領
    域を有するセルラネットワークにおいて、 セルに付随するハンドオーバー領域に近接する前記各セ
    ル内に画成される前置ハンドオーバーゾーンからなり、
    隣接セルに向かって移動中の移動体通信加入者に隣接セ
    ル内でチャネルが保留されることを特徴とするセルラネ
    ットワーク。
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