ＰＣＳシステムのための周波数自動割り当て方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法に関し、更に詳細には、ＰＣＳシステムの多数の無線基地局に対して周波数を一斉に割り当てる場合に、割り当て周波数の片寄りや未使用周波数の出現を防ぐことのできる周波数自動割り当て方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）とは、狭帯域ＰＣＳと広帯域ＰＣＳとに大別される。狭帯域ＰＣＳは、９００ＭＨｚ帯の５０／１２．５ｋＨｚ幅の無線チャネルを利用するパーソナル移動通信サービスで、高度ページングや双方向ページング、移動メッセージ通信、片方向及び双方向の電子メールなどが考えられている。また、広帯域ＰＣＳは１９００ＭＨｚ帯を利用する双方向のパーソナル移動通信サービスで、デジタル化されたセルラ方式の移動電話を始めとして、無線ＰＢＸ、デジタル業務用移動無線、パケット移動通信、無線ＬＡＮなどが含まれる。
【０００３】ＰＣＳシステムの一つとして自動車電話システムのような移動通信システムでは、限られた利用可能周波数を有効に利用するために、互いに干渉妨害が発生しないゾーン間で同一チャネル（同一周波数帯域）を割り当て、繰り返し利用している。ところで、移動体通信システムの周波数割り当て方式には、固定チャネル割り当て方式とダイナミックチャネル割り当て方式とがある。固定チャネル割り当て方式は、干渉波を考慮して各無線基地局に使用周波数を固定的に割り当てる方式である。一方、ダイナミックチャネル割り当て方式は、無線基地局に周波数を固定的に割り当てる代わりに、無線交換局が通信毎に割り当て可能な全周波数の中から周波数を選択して割り当て、無線基地局にて希望波対干渉波電力比を測定し、希望波対干渉波電力比の測定値が予め定めたしきい値に達していれば、割り当てる方式であって、周波数利用効率が高い。
【０００４】ダイナミックチャネル割り当て方式の一例が、特開平６−２７６１３８号公報に記載されている。公報に開示されているダイナミックチャネル割り当て方式は、扇形ゾーン構成の無線通信システムにおけるダイナミックチャネル割り当て方式であって、無線基地局Ａ、Ｂ、Ｃは、図６に示すように、水平面内指向性を有するアンテナにより各々複数の扇形ゾーンＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・・、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３をカバーする。無線チャネル１〜１２は、無線基地局当たりの扇形ゾーンの数のグループＸ１、Ｘ２、Ｘ３にグループ分けされる。通信要求が発生すると、方向が同じ全ての扇形ゾーンＡ１、Ｂ１、・・・・、Ｇ１では同じチャネルグループＸ１からチャネルを選択し、希望波対干渉波電力比が一定値以上であれば、希望波を割り当る。これにより、チャネルの利用効率向上を実現するとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来のダイナミックチャネル割り当て方式には、次のような問題点があった。第１には、サービス開始時に、全無線基地局が、無線基地局への周波数割り当て処理を一斉に行うので、使用周波数の片寄りや、使用されない周波数が出現する可能性が高く、チャネルの利用効率の向上が難しいということである。第２には、同一周波数を再割り当てする時には、前に割り当てた無線基地局からの距離を考慮せずに、順次に、使用可能周波数を割り当てることになるので、周波数自動割り当て処理時に、無線基地局が、都度、希望波対干渉波電力比を求めるという電波品質の無駄な測定処理が多発することである。
【０００６】そこで、本発明の目的は、ＰＣＳシステムの無線基地局に周波数を自動的に割り当てるに際し、電波品質の無駄な測定処理を必要することなく、高い有効利用率で周波数を自動的に割り当てる方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係るＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法は、無線交換局のサービスエリアを複数のエリアにグループ分けする第１のステップと、第１のステップでグループ分けしたエリア毎に、サービスエリア内の無線基地局をグループ分けする第２のステップと、周波数を割り当てる無線基地局を決定する第３のステップと、周波数を無線基地局に割り当てる際に、使用可能な各周波数毎に再利用可能距離を決定する第４のステップと、再利用可能距離に基づいて、干渉波の影響が所定値以下になるという条件で、無線基地局に周波数を割り当てる第５のステップとを有することを特徴としている。
【０００８】本発明で、再利用可能距離とは、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離を言う。干渉波の影響が所定値以下になるとは、例えば希望波対干渉波電力比が所定の値以上になることを言う。本発明方法では、サービス開始時における無線基地局への周波数自動割り当ての際、使用可能な各周波数について再利用可能距離を管理するテーブルを用いて、周波数の干渉状況を把握しながら無線基地局に周波数を割り当てることにより、電波品質の無駄な測定処理を必要することなく、高い有効利用率で周波数を自動的に割り当てている。
【０００９】好ましい実施態様では、設置無線基地局をエリア毎にグループ分けし（図２参照）、この中から順次周波数を割り当てる無線基地局を決定する。周波数を無線基地局に割り当てる際には、使用可能な各周波数毎に再利用可能距離を管理するテーブル（図３参照）を用いて、干渉波の状況を把握しながら無線基地局に周波数を割り当てる。更に説明すると、無線交換局は、サービスエリア内の設置無線基地局をエリア毎にグループ分けし、その中から次に割り当てるエリアを決定している。また、無線基地局に周波数を割り当てる際には、使用可能な各周波数の再利用可能距離を管理するテーブル（図３R>３参照）をチェックし、再利用可能距離が割り当て可能であると判断した周波数を無線基地局に割り当てる。このため、サービスエリア内における割り当て周波数の片寄り及び、使用されない周波数の出現を防ぐことができる。また、割り当てた周波数の干渉波チェック時に強干渉波を受ける可能性を低減でき、全無線基地局への周波数割り当てに要する処理時間も短縮できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１本実施形態例は、本発明に係る周波数自動割り当て方法の実施の形態の一つの例である。図１は、本発明に係る周波数自動割り当て方法を適用する、無線交換局、サービスエリアに配置された無線基地局、及び、無線基地局がカバーするゾーンとからなるネットワークの概念図、図２はゾーンをエリアにグループ分けしたエリアと無線基地局との関係を示すテーブル、及び図３は周波数と再利用可能距離との関係を示すテーブルである。実施形態例１では、図１に示すように、無線交換局Ｂ１のサービスエリアに配置された無線基地局＃１、＃２、＃３、…は、各々ゾーンａ１，ａ２，ａ３，…を自身のアンテナによりカバーしていて、有線により無線交換局Ｂ１に接続されている。無線基地局＃１、＃２、＃３、…は、干渉波の測定、例えば希望波対干渉波電力比を行い、その測定結果を無線交換局Ｂ１へ通知する。無線基地局Ｂ１は、無線基地局＃１、＃２、＃３、…からの希望波対干渉波電力比の測定結果を受領して、希望波対干渉波電力比がある一定値以上であれば、周波数の割り当てを行う機能を有する。
【００１１】本実施形態例では、サービルエリア内の無線基地局＃１、＃２、＃３、…に周波数を割り当てる時、無線交換局Ｂ１は、ゾーンａ１からａＮをエリアＡ１、エリアＡ１を囲むエリアＡ２、エリアＡ２を囲むエリアＡ３（図示せず）等に区分けする。エリアＡ１の外輪郭とエリアＡ２の外輪郭との距離は、無線基地局がカバーできる距離である。無線交換局Ｂ１は、更に、区分けしたエリアＡ１、Ａ２、…に、例えば図２の無線基地局グループ群管理テーブルに示すように、各無線基地局をグループ分けする。図２に示す無線基地局グループ群管理テーブルでは、エリアＡ１には無線基地局＃１から＃７までが割り当てられ、エリアＡ２には無線基地局＃８から＃Ｎまでが割り当てられている。そして、無線交換局Ｂ１は、この無線基地局グループ群管理テーブルにより無線交換局の割当てを管理し、この中から次に周波数を割り当てるエリアを決定する。
【００１２】無線交換局Ｂ１は、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離を再利用可能距離、例えば再利用可能距離＝２、３とし、また１つの無線基地局がカバーする距離を再利用可能距離＝１とする。つまり、再利用可能距離＝１とは、１つの無線基地局がカバーする距離で、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離＝再利用可能距離＝Ｎであって、本実施形態例ではＮ＝３としている。尚、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離と、１つの無線基地局がカバーする距離とは、同距離でない。更に言えば、１つの無線基地局がカバーする距離を再利用可能距離の単位として用い、１つの無線基地局がカバーする距離を、再利用可能距離＝１とするのは、サービスエリア内に割り当てる全ての周波数についてである。そして、無線交換局Ｂ１は、周波数毎に再利用可能距離を、例えば図３に示す再利用可能距離管理テーブルのような表で予め定めておいて、管理する。図３のテーブルによれば、周波数ｆ１及びｆ２の再利用可能距離は２、周波数ｆ３及びｆＮの再利用可能距離は０である。
【００１３】無線交換局Ｂ１は、無線基地局＃１、＃２、＃３、…に周波数を割り当てる際に、再利用可能距離管理テーブル（図３）を用いて、再利用可能距離が０である周波数、例えばｆ３を割り当て、割り当てた周波数ｆ３には再利用可能距離３を設定する。更に言えば、あるエリアで周波数割り当てに使用された周波数の再利用可能距離を３に設定し、割り当てられなかった周波数の再利用可能距離を−１する。再利用可能距離が０になった時、即ち前回割り当てエリアから再利用可能距離３以上離れた時、その周波数は再割当て可能となる。再利用可能距離が０であるとは、サービスエリア内で無線基地局にその周波数を割り当てても干渉し合わない状態、即ち、前回割り当てエリアから再利用可能距離３以上離れた状態、または、一度も周波数の割り当てに使用されていない状態を示す。ここで、割り当てた周波数ｆ３に再利用可能距離３を設定するのは、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても干渉し合わない距離を本実施形態例では再利用可能距離＝３、即ち１つの無線基地局がカバーする距離×３としているからである。エリアＡ１への周波数割り当てが終了したときに、割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１し、新たに再利用可能距離が０になった周波数が有れば、次回以降の周波数割り当てに利用可能となるように再利用可能距離管理テーブル（図３）の最後に再登録し、以前の登録場所からは削除する。尚、エリアＡ１への周波数割り当てが終了したときに、割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１するのは、サービスエリア内でグループ分けしたエリア（Ａ１）へ周波数（ｆ１〜ｆ５）を割り当てると、割り当てられた周波数（ｆ１〜ｆ５）には再利用可能距離＝３を設定し、次のグループ分けしたエリア（Ａ２）へはその周波数（ｆ１〜ｆ５）を割り当てないようにする。エリア（Ａ１）で割り当てられなかった周波数（ｆ６〜ｆＮ）は、前回割り当てられたエリアから再利用可能距離１（一つの無線基地局がカバーする距離）離れたことになるので、割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１することになる。例えば、図３で言えば、ｆ３の再利用可能距離が０になったので、テーブルの最後に再登録し、再利用可能距離を３に設定する。尚、再登録すると、再利用可能距離を３に設定するのは、次の理由に因る。即ち、エリアへの周波数割り当てに使用する周波数は、再利用可能距離が０である周波数を割り当てることになる。再利用可能距離が０になると、周波数割り当てに使用可能となり、実際に無線基地局に周波数が割り当てられると、割り当てられた周波数の再利用可能距離には３を設定し、再利用可能距離管理テーブルの最後に再登録する。割り当てられた周波数を再登録する際に再利用可能距離に３を設定するのは、近隣エリアの周波数割り当てに使用されないようにするためである。
【００１４】次に、図４を参照しつつ、本発明に係る周波数自動割り当て方法の実行手順を説明する。図４は周波数自動割り当て方法の実行手順を示すフローチャートである。無線交換局がサービスエリア内の無線基地局に使用可能な周波数を割り当てる際、先ず、ステップ１００で、割り当てを行うエリアを抽出する。次いで、ステップ１０１で、エリアの中から実際に周波数を割り当てる無線基地局を抽出し、次に、ステップ１０２で割り当てる周波数を抽出する。続いて、ステップ１０３で、抽出した周波数の再利用可能距離が０であるか判定する。再利用可能距離が０であれば、ステップ１０４に移行する。再利用可能距離が０でない場合には、ステップ１０２に戻り、再利用可能距離が０である周波数が見つかるまで、割り当てる周波数の抽出を繰り返す。ステップ１０４では、無線基地局に周波数を割り当て、次に、ステップ１０５に移行する。ステップ１０５では、割り当てた周波数について、干渉波チェックを行い、例えば希望波対干渉波電力比が所定値以上であれば、ステップ１０６に移行し、干渉波の影響が所定値以下であれば、ステップ１０２に戻り、希望波対干渉波電力比が所定値以上の周波数が見つかるまで、ステップ１０２からステップ１０５までのステップを繰り返す。
【００１５】ステップ１０６では、割り当てた周波数に再利用可能距離を設定し、ステップ１０７に移行し、エリア内の全無線基地局に割り当てが完了したかどうか、判断する。割り当てが完了していないと、ステップ１０１に戻り、周波数を割り当ててる無線基地局を抽出し、一つのエリア内の全無線基地局に割り当てが完了するまでステップ１０１からステップ１０７までのステップを繰り返す。
【００１６】エリア内の全無線基地局に周波数の割り当てが完了すれば、ステップ１０８に移行し、今までに割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離に対して−１を行い、ステップ１０９に移行し、新たに再利用可能距離が０になった使用可能な周波数があるかどうか判定する。新たに再利用可能距離が０になった周波数、即ち使用可能な周波数が有れば、ステップ１１１に移行し、次回割り当て可能周波数として再利用可能距離を管理するテーブルの最後に登録し、ステップ１０９に戻る。新たに再利用可能距離が０になった使用可能な周波数が無ければ、ステップ１１０に移行し、全エリアに周波数の割り当てが完了したかどうか、判定する。完了していない時には、ステップ１００に戻り、 全エリアに周波数の割り当てが完了するまで、ステップ１００からステップ１１０までのステップを繰り返す。全エリアに周波数の割り当てが完了すれば、周波数自動割り当て方法の手順が終了する。
【００１７】実施形態例２本実施形態例は、本発明の周波数自動割り当て方法の別の実施の形態であって、図５は本実施形態例の周波数自動割り当て方法を適用するネットワークである。本実施形態例では、図５に示すように、サービスエリアが相互に隣接する複数の無線交換局Ｂ１と無線交換局Ｂ２があって、それぞれ、複数の無線基地局＃１、＃２、＃３、…と無線基地局＊１、＊２、＊３、とに有線により接続されている。各無線基地局＃１、＃２、…、及び無線基地局＊１、＊２、…は、干渉波の測定を行い、それぞれ、測定結果を無線交換局Ｂ１、Ｂ２へ通知する。また、無線基地局Ｂ１、Ｂ2 は、それぞれ、無線基地局＃１、＃２、…、無線基地局＊１、＊２、…からの干渉波測定結果を受領して、干渉波の影響がある一定値以下であれば周波数の割り当てを行う機能を有する。
【００１８】サービスエリア内の無線基地局＃１、＃２、…、＊１、＊２、…に周波数を割り当てるとき、無線交換局Ｂ１は、設置無線基地局＃１、＃２、…を各エリアにグループ分けし、この中から次に周波数を割り当てるエリアを決定する。同様に、無線交換局Ｂ２は、設置無線基地局＊１、＊２、…を各エリアにグループ分けし、この中から次に周波数を割り当てるエリアを決定する。無線交換局Ｂ１と無線交換局Ｂ１が管理するエリア１とエリア２の隣接しているところでは、互いに同一周波数を無線基地局＃１１と無線基地局＊１１に割り当てないように、無線交換局Ｂ１、Ｂ２はそれぞれが管理している再利用可能距離管理テーブルをチェックし、隣接する無線交換局で再利用可能距離が０である周波数を割り当て無いようにする。尚、実施形態例１は無線交換局が一つの例であって、本実施形態例は無線交換局が２つある場合である。従って、隣接する無線交換局で再利用可能距離が０である周波数を割り当て無いようにするのは、例えば無線基地局＊１１で周波数ｆ１を割り当てたとすると、無線基地局＃１１における周波数ｆ１は隣接する無線基地局（距離＝０）で割り当てることになり、干渉が発生し易くなるからである。即ち、無線基地局が２つある場合には、２つの無線基地局が情報、即ち再利用可能距離管理テーブルのやりとりを行いながら周波数を割り当てる。更に言えば、無線交換局が２つ（Ｂ１，Ｂ２）ある場合は、１）各無線交換局Ｂ１，Ｂ２は、それぞれ、各エリアにグループ分けした無線基地局グループ群管理テーブルにより次に周波数を割り当てるエリアを決定する。２）それぞれの交換局Ｂ１，Ｂ２は各エリアへの周波数割り当て処理が完了する度に情報（再利用可能距離管理テーブル）を相手無線交換局へ通知する。３）各無線交換局Ｂ１，Ｂ２のグループ分けした各エリアに周波数を割り当てる際に相手無線交換局の情報（再利用可能距離管理テーブル）をチェックし、自無線交換局で再利用可能距離が０の周波数であっても、相手交換局の情報で同一周波数の再利用可能距離が０で無ければ、その周波数の割り当ては行わないようにする。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、ＰＣＳシステムのサービス開始時に周波数自動割り当て処理を行う際、高い有効利用率で周波数を自動的に割り当てている。また、エリア毎に再利用可能距離管理テーブルを用いて順次周波数の割り当て処理を行うので、使用周波数の片寄りや使用されない周波数の出現を防ぐことができる。更には、周波数毎に再利用可能距離をチェックしながら無線基地局に周波数の割り当てを行うので、無線基地局による無駄な干渉波測定処理の費用を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】無線基地局グループ群管理テーブルの例を示す図である。
【図３】再利用可能距離管理テーブルの例を示す図である。
【図４】周波数自動割り当て処理フローチャートを示す図である。
【図５】無線交換局が複数存在した実施形態例のネットワークの構成を示す図である。
【図６】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
Ａ１、Ａ２ 無線基地局をグループ分けしたエリア
Ｂ１、Ｂ２ 無線交換局
＃１〜＃１９、＊１〜＊１２ 無線基地局
ａ１〜ａ１９ 各無線基地局がカバーするゾーン
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法に関し、更に詳細には、ＰＣＳシステムの多数の無線基地局に対して周波数を一斉に割り当てる場合に、割り当て周波数の片寄りや未使用周波数の出現を防ぐことのできる周波数自動割り当て方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）とは、狭帯域ＰＣＳと広帯域ＰＣＳとに大別される。狭帯域ＰＣＳは、９００ＭＨｚ帯の５０／１２．５ｋＨｚ幅の無線チャネルを利用するパーソナル移動通信サービスで、高度ページングや双方向ページング、移動メッセージ通信、片方向及び双方向の電子メールなどが考えられている。また、広帯域ＰＣＳは１９００ＭＨｚ帯を利用する双方向のパーソナル移動通信サービスで、デジタル化されたセルラ方式の移動電話を始めとして、無線ＰＢＸ、デジタル業務用移動無線、パケット移動通信、無線ＬＡＮなどが含まれる。
【０００３】ＰＣＳシステムの一つとして自動車電話システムのような移動通信システムでは、限られた利用可能周波数を有効に利用するために、互いに干渉妨害が発生しないゾーン間で同一チャネル（同一周波数帯域）を割り当て、繰り返し利用している。ところで、移動体通信システムの周波数割り当て方式には、固定チャネル割り当て方式とダイナミックチャネル割り当て方式とがある。固定チャネル割り当て方式は、干渉波を考慮して各無線基地局に使用周波数を固定的に割り当てる方式である。一方、ダイナミックチャネル割り当て方式は、無線基地局に周波数を固定的に割り当てる代わりに、無線交換局が通信毎に割り当て可能な全周波数の中から周波数を選択して割り当て、無線基地局にて希望波対干渉波電力比を測定し、希望波対干渉波電力比の測定値が予め定めたしきい値に達していれば、割り当てる方式であって、周波数利用効率が高い。
【０００４】ダイナミックチャネル割り当て方式の一例が、特開平６−２７６１３８号公報に記載されている。公報に開示されているダイナミックチャネル割り当て方式は、扇形ゾーン構成の無線通信システムにおけるダイナミックチャネル割り当て方式であって、無線基地局Ａ、Ｂ、Ｃは、図６に示すように、水平面内指向性を有するアンテナにより各々複数の扇形ゾーンＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・・、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３をカバーする。無線チャネル１〜１２は、無線基地局当たりの扇形ゾーンの数のグループＸ１、Ｘ２、Ｘ３にグループ分けされる。通信要求が発生すると、方向が同じ全ての扇形ゾーンＡ１、Ｂ１、・・・・、Ｇ１では同じチャネルグループＸ１からチャネルを選択し、希望波対干渉波電力比が一定値以上であれば、希望波を割り当る。これにより、チャネルの利用効率向上を実現するとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来のダイナミックチャネル割り当て方式には、次のような問題点があった。第１には、サービス開始時に、全無線基地局が、無線基地局への周波数割り当て処理を一斉に行うので、使用周波数の片寄りや、使用されない周波数が出現する可能性が高く、チャネルの利用効率の向上が難しいということである。第２には、同一周波数を再割り当てする時には、前に割り当てた無線基地局からの距離を考慮せずに、順次に、使用可能周波数を割り当てることになるので、周波数自動割り当て処理時に、無線基地局が、都度、希望波対干渉波電力比を求めるという電波品質の無駄な測定処理が多発することである。
【０００６】そこで、本発明の目的は、ＰＣＳシステムの無線基地局に周波数を自動的に割り当てるに際し、電波品質の無駄な測定処理を必要することなく、高い有効利用率で周波数を自動的に割り当てる方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係るＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法は、無線交換局のサービスエリアを複数のエリアにグループ分けする第１のステップと、第１のステップでグループ分けしたエリア毎に、サービスエリア内の無線基地局をグループ分けする第２のステップと、周波数を割り当てる無線基地局を決定する第３のステップと、周波数を無線基地局に割り当てる際に、使用可能な各周波数毎に再利用可能距離を決定する第４のステップと、再利用可能距離に基づいて、干渉波の影響が所定値以下になるという条件で、無線基地局に周波数を割り当てる第５のステップとを有することを特徴としている。
【０００８】本発明で、再利用可能距離とは、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離を言う。干渉波の影響が所定値以下になるとは、例えば希望波対干渉波電力比が所定の値以上になることを言う。本発明方法では、サービス開始時における無線基地局への周波数自動割り当ての際、使用可能な各周波数について再利用可能距離を管理するテーブルを用いて、周波数の干渉状況を把握しながら無線基地局に周波数を割り当てることにより、電波品質の無駄な測定処理を必要することなく、高い有効利用率で周波数を自動的に割り当てている。
【０００９】好ましい実施態様では、設置無線基地局をエリア毎にグループ分けし（図２参照）、この中から順次周波数を割り当てる無線基地局を決定する。周波数を無線基地局に割り当てる際には、使用可能な各周波数毎に再利用可能距離を管理するテーブル（図３参照）を用いて、干渉波の状況を把握しながら無線基地局に周波数を割り当てる。更に説明すると、無線交換局は、サービスエリア内の設置無線基地局をエリア毎にグループ分けし、その中から次に割り当てるエリアを決定している。また、無線基地局に周波数を割り当てる際には、使用可能な各周波数の再利用可能距離を管理するテーブル（図３R>３参照）をチェックし、再利用可能距離が割り当て可能であると判断した周波数を無線基地局に割り当てる。このため、サービスエリア内における割り当て周波数の片寄り及び、使用されない周波数の出現を防ぐことができる。また、割り当てた周波数の干渉波チェック時に強干渉波を受ける可能性を低減でき、全無線基地局への周波数割り当てに要する処理時間も短縮できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１本実施形態例は、本発明に係る周波数自動割り当て方法の実施の形態の一つの例である。図１は、本発明に係る周波数自動割り当て方法を適用する、無線交換局、サービスエリアに配置された無線基地局、及び、無線基地局がカバーするゾーンとからなるネットワークの概念図、図２はゾーンをエリアにグループ分けしたエリアと無線基地局との関係を示すテーブル、及び図３は周波数と再利用可能距離との関係を示すテーブルである。実施形態例１では、図１に示すように、無線交換局Ｂ１のサービスエリアに配置された無線基地局＃１、＃２、＃３、…は、各々ゾーンａ１，ａ２，ａ３，…を自身のアンテナによりカバーしていて、有線により無線交換局Ｂ１に接続されている。無線基地局＃１、＃２、＃３、…は、干渉波の測定、例えば希望波対干渉波電力比を行い、その測定結果を無線交換局Ｂ１へ通知する。無線基地局Ｂ１は、無線基地局＃１、＃２、＃３、…からの希望波対干渉波電力比の測定結果を受領して、希望波対干渉波電力比がある一定値以上であれば、周波数の割り当てを行う機能を有する。
【００１１】本実施形態例では、サービルエリア内の無線基地局＃１、＃２、＃３、…に周波数を割り当てる時、無線交換局Ｂ１は、ゾーンａ１からａＮをエリアＡ１、エリアＡ１を囲むエリアＡ２、エリアＡ２を囲むエリアＡ３（図示せず）等に区分けする。エリアＡ１の外輪郭とエリアＡ２の外輪郭との距離は、無線基地局がカバーできる距離である。無線交換局Ｂ１は、更に、区分けしたエリアＡ１、Ａ２、…に、例えば図２の無線基地局グループ群管理テーブルに示すように、各無線基地局をグループ分けする。図２に示す無線基地局グループ群管理テーブルでは、エリアＡ１には無線基地局＃１から＃７までが割り当てられ、エリアＡ２には無線基地局＃８から＃Ｎまでが割り当てられている。そして、無線交換局Ｂ１は、この無線基地局グループ群管理テーブルにより無線交換局の割当てを管理し、この中から次に周波数を割り当てるエリアを決定する。
【００１２】無線交換局Ｂ１は、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離を再利用可能距離、例えば再利用可能距離＝２、３とし、また１つの無線基地局がカバーする距離を再利用可能距離＝１とする。つまり、再利用可能距離＝１とは、１つの無線基地局がカバーする距離で、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離＝再利用可能距離＝Ｎであって、本実施形態例ではＮ＝３としている。尚、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても互いに干渉し合わない距離と、１つの無線基地局がカバーする距離とは、同距離でない。更に言えば、１つの無線基地局がカバーする距離を再利用可能距離の単位として用い、１つの無線基地局がカバーする距離を、再利用可能距離＝１とするのは、サービスエリア内に割り当てる全ての周波数についてである。そして、無線交換局Ｂ１は、周波数毎に再利用可能距離を、例えば図３に示す再利用可能距離管理テーブルのような表で予め定めておいて、管理する。図３のテーブルによれば、周波数ｆ１及びｆ２の再利用可能距離は２、周波数ｆ３及びｆＮの再利用可能距離は０である。
【００１３】無線交換局Ｂ１は、無線基地局＃１、＃２、＃３、…に周波数を割り当てる際に、再利用可能距離管理テーブル（図３）を用いて、再利用可能距離が０である周波数、例えばｆ３を割り当て、割り当てた周波数ｆ３には再利用可能距離３を設定する。更に言えば、あるエリアで周波数割り当てに使用された周波数の再利用可能距離を３に設定し、割り当てられなかった周波数の再利用可能距離を−１する。再利用可能距離が０になった時、即ち前回割り当てエリアから再利用可能距離３以上離れた時、その周波数は再割当て可能となる。再利用可能距離が０であるとは、サービスエリア内で無線基地局にその周波数を割り当てても干渉し合わない状態、即ち、前回割り当てエリアから再利用可能距離３以上離れた状態、または、一度も周波数の割り当てに使用されていない状態を示す。ここで、割り当てた周波数ｆ３に再利用可能距離３を設定するのは、サービスエリア内で無線基地局に同一周波数を割り当てても干渉し合わない距離を本実施形態例では再利用可能距離＝３、即ち１つの無線基地局がカバーする距離×３としているからである。エリアＡ１への周波数割り当てが終了したときに、割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１し、新たに再利用可能距離が０になった周波数が有れば、次回以降の周波数割り当てに利用可能となるように再利用可能距離管理テーブル（図３）の最後に再登録し、以前の登録場所からは削除する。尚、エリアＡ１への周波数割り当てが終了したときに、割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１するのは、サービスエリア内でグループ分けしたエリア（Ａ１）へ周波数（ｆ１〜ｆ５）を割り当てると、割り当てられた周波数（ｆ１〜ｆ５）には再利用可能距離＝３を設定し、次のグループ分けしたエリア（Ａ２）へはその周波数（ｆ１〜ｆ５）を割り当てないようにする。エリア（Ａ１）で割り当てられなかった周波数（ｆ６〜ｆＮ）は、前回割り当てられたエリアから再利用可能距離１（一つの無線基地局がカバーする距離）離れたことになるので、割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離を−１することになる。例えば、図３で言えば、ｆ３の再利用可能距離が０になったので、テーブルの最後に再登録し、再利用可能距離を３に設定する。尚、再登録すると、再利用可能距離を３に設定するのは、次の理由に因る。即ち、エリアへの周波数割り当てに使用する周波数は、再利用可能距離が０である周波数を割り当てることになる。再利用可能距離が０になると、周波数割り当てに使用可能となり、実際に無線基地局に周波数が割り当てられると、割り当てられた周波数の再利用可能距離には３を設定し、再利用可能距離管理テーブルの最後に再登録する。割り当てられた周波数を再登録する際に再利用可能距離に３を設定するのは、近隣エリアの周波数割り当てに使用されないようにするためである。
【００１４】次に、図４を参照しつつ、本発明に係る周波数自動割り当て方法の実行手順を説明する。図４は周波数自動割り当て方法の実行手順を示すフローチャートである。無線交換局がサービスエリア内の無線基地局に使用可能な周波数を割り当てる際、先ず、ステップ１００で、割り当てを行うエリアを抽出する。次いで、ステップ１０１で、エリアの中から実際に周波数を割り当てる無線基地局を抽出し、次に、ステップ１０２で割り当てる周波数を抽出する。続いて、ステップ１０３で、抽出した周波数の再利用可能距離が０であるか判定する。再利用可能距離が０であれば、ステップ１０４に移行する。再利用可能距離が０でない場合には、ステップ１０２に戻り、再利用可能距離が０である周波数が見つかるまで、割り当てる周波数の抽出を繰り返す。ステップ１０４では、無線基地局に周波数を割り当て、次に、ステップ１０５に移行する。ステップ１０５では、割り当てた周波数について、干渉波チェックを行い、例えば希望波対干渉波電力比が所定値以上であれば、ステップ１０６に移行し、干渉波の影響が所定値以下であれば、ステップ１０２に戻り、希望波対干渉波電力比が所定値以上の周波数が見つかるまで、ステップ１０２からステップ１０５までのステップを繰り返す。
【００１５】ステップ１０６では、割り当てた周波数に再利用可能距離を設定し、ステップ１０７に移行し、エリア内の全無線基地局に割り当てが完了したかどうか、判断する。割り当てが完了していないと、ステップ１０１に戻り、周波数を割り当ててる無線基地局を抽出し、一つのエリア内の全無線基地局に割り当てが完了するまでステップ１０１からステップ１０７までのステップを繰り返す。
【００１６】エリア内の全無線基地局に周波数の割り当てが完了すれば、ステップ１０８に移行し、今までに割り当てた周波数以外の周波数の再利用可能距離に対して−１を行い、ステップ１０９に移行し、新たに再利用可能距離が０になった使用可能な周波数があるかどうか判定する。新たに再利用可能距離が０になった周波数、即ち使用可能な周波数が有れば、ステップ１１１に移行し、次回割り当て可能周波数として再利用可能距離を管理するテーブルの最後に登録し、ステップ１０９に戻る。新たに再利用可能距離が０になった使用可能な周波数が無ければ、ステップ１１０に移行し、全エリアに周波数の割り当てが完了したかどうか、判定する。完了していない時には、ステップ１００に戻り、 全エリアに周波数の割り当てが完了するまで、ステップ１００からステップ１１０までのステップを繰り返す。全エリアに周波数の割り当てが完了すれば、周波数自動割り当て方法の手順が終了する。
【００１７】実施形態例２本実施形態例は、本発明の周波数自動割り当て方法の別の実施の形態であって、図５は本実施形態例の周波数自動割り当て方法を適用するネットワークである。本実施形態例では、図５に示すように、サービスエリアが相互に隣接する複数の無線交換局Ｂ１と無線交換局Ｂ２があって、それぞれ、複数の無線基地局＃１、＃２、＃３、…と無線基地局＊１、＊２、＊３、とに有線により接続されている。各無線基地局＃１、＃２、…、及び無線基地局＊１、＊２、…は、干渉波の測定を行い、それぞれ、測定結果を無線交換局Ｂ１、Ｂ２へ通知する。また、無線基地局Ｂ１、Ｂ2 は、それぞれ、無線基地局＃１、＃２、…、無線基地局＊１、＊２、…からの干渉波測定結果を受領して、干渉波の影響がある一定値以下であれば周波数の割り当てを行う機能を有する。
【００１８】サービスエリア内の無線基地局＃１、＃２、…、＊１、＊２、…に周波数を割り当てるとき、無線交換局Ｂ１は、設置無線基地局＃１、＃２、…を各エリアにグループ分けし、この中から次に周波数を割り当てるエリアを決定する。同様に、無線交換局Ｂ２は、設置無線基地局＊１、＊２、…を各エリアにグループ分けし、この中から次に周波数を割り当てるエリアを決定する。無線交換局Ｂ１と無線交換局Ｂ１が管理するエリア１とエリア２の隣接しているところでは、互いに同一周波数を無線基地局＃１１と無線基地局＊１１に割り当てないように、無線交換局Ｂ１、Ｂ２はそれぞれが管理している再利用可能距離管理テーブルをチェックし、隣接する無線交換局で再利用可能距離が０である周波数を割り当て無いようにする。尚、実施形態例１は無線交換局が一つの例であって、本実施形態例は無線交換局が２つある場合である。従って、隣接する無線交換局で再利用可能距離が０である周波数を割り当て無いようにするのは、例えば無線基地局＊１１で周波数ｆ１を割り当てたとすると、無線基地局＃１１における周波数ｆ１は隣接する無線基地局（距離＝０）で割り当てることになり、干渉が発生し易くなるからである。即ち、無線基地局が２つある場合には、２つの無線基地局が情報、即ち再利用可能距離管理テーブルのやりとりを行いながら周波数を割り当てる。更に言えば、無線交換局が２つ（Ｂ１，Ｂ２）ある場合は、１）各無線交換局Ｂ１，Ｂ２は、それぞれ、各エリアにグループ分けした無線基地局グループ群管理テーブルにより次に周波数を割り当てるエリアを決定する。２）それぞれの交換局Ｂ１，Ｂ２は各エリアへの周波数割り当て処理が完了する度に情報（再利用可能距離管理テーブル）を相手無線交換局へ通知する。３）各無線交換局Ｂ１，Ｂ２のグループ分けした各エリアに周波数を割り当てる際に相手無線交換局の情報（再利用可能距離管理テーブル）をチェックし、自無線交換局で再利用可能距離が０の周波数であっても、相手交換局の情報で同一周波数の再利用可能距離が０で無ければ、その周波数の割り当ては行わないようにする。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、ＰＣＳシステムのサービス開始時に周波数自動割り当て処理を行う際、高い有効利用率で周波数を自動的に割り当てている。また、エリア毎に再利用可能距離管理テーブルを用いて順次周波数の割り当て処理を行うので、使用周波数の片寄りや使用されない周波数の出現を防ぐことができる。更には、周波数毎に再利用可能距離をチェックしながら無線基地局に周波数の割り当てを行うので、無線基地局による無駄な干渉波測定処理の費用を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】無線基地局グループ群管理テーブルの例を示す図である。
【図３】再利用可能距離管理テーブルの例を示す図である。
【図４】周波数自動割り当て処理フローチャートを示す図である。
【図５】無線交換局が複数存在した実施形態例のネットワークの構成を示す図である。
【図６】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
Ａ１、Ａ２ 無線基地局をグループ分けしたエリア
Ｂ１、Ｂ２ 無線交換局
＃１〜＃１９、＊１〜＊１２ 無線基地局
ａ１〜ａ１９ 各無線基地局がカバーするゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】 無線交換局のサービスエリアを複数のエリアにグループ分けする第１のステップと、第１のステップでグループ分けしたエリア毎に、サービスエリア内の無線基地局をグループ分けする第２のステップと、周波数を割り当てる無線基地局を決定する第３のステップと、周波数を無線基地局に割り当てる際に、使用可能な各周波数毎に再利用可能距離を決定する第４のステップと、再利用可能距離に基づいて、干渉波の影響が所定値以下になるという条件で、無線基地局に周波数を割り当てる第５のステップとを有することを特徴とする、ＰＣＳシステムのための周波数自動割り当て方法。
【請求項２】 第２のステップにおいて、サービスエリア内の無線基地局をエリア毎にグループ分けした結果をテーブルにすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法。
【請求項３】 第４のステップにおいて、使用可能な各周波数について再利用可能距離を定めたテーブルを作成することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法。
【請求項１】 無線交換局のサービスエリアを複数のエリアにグループ分けする第１のステップと、第１のステップでグループ分けしたエリア毎に、サービスエリア内の無線基地局をグループ分けする第２のステップと、周波数を割り当てる無線基地局を決定する第３のステップと、周波数を無線基地局に割り当てる際に、使用可能な各周波数毎に再利用可能距離を決定する第４のステップと、再利用可能距離に基づいて、干渉波の影響が所定値以下になるという条件で、無線基地局に周波数を割り当てる第５のステップとを有することを特徴とする、ＰＣＳシステムのための周波数自動割り当て方法。
【請求項２】 第２のステップにおいて、サービスエリア内の無線基地局をエリア毎にグループ分けした結果をテーブルにすることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法。
【請求項３】 第４のステップにおいて、使用可能な各周波数について再利用可能距離を定めたテーブルを作成することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣＳシステムの周波数自動割り当て方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図６】
【図５】
【図４】
【特許番号】特許第３０５６１１９号（Ｐ３０５６１１９）
【登録日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１４）
【発行日】平成１２年６月２６日（２０００．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−１２８２９９
【出願日】平成９年５月１９日（１９９７．５．１９）
【公開番号】特開平１０−３２２７５６
【公開日】平成１０年１２月４日（１９９８．１２．４）
【審査請求日】平成９年５月１９日（１９９７．５．１９）
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
【登録日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１４）
【発行日】平成１２年６月２６日（２０００．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成９年５月１９日（１９９７．５．１９）
【公開番号】特開平１０−３２２７５６
【公開日】平成１０年１２月４日（１９９８．１２．４）
【審査請求日】平成９年５月１９日（１９９７．５．１９）
【出願人】（０００２３２２５４）日本電気通信システム株式会社 (586)
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