专利名称：基站装置和无线通信信道分配方法
技术领域：
本发明涉及基站装置和无线通信信道(以下，简称为‘信道’)分配方法。
背景技术：
如笹岡秀一在“移动通信”(オ一ム社，pp.127-158(1998))中所述，在使用蜂窝方式的移动通信系统中，作为分配信道的方法，大致有预先决定各小区使用的信道的固定信道分配法(Fixed Channel Assignment)，以及按照呼叫请求随时间改变信道分配的动态信道分配法(Dynamic ChannelAssignment)。
在固定信道分配法中，预先确定各小区使用的信道，所以控制等简单，但不能灵活地对付各小区的呼叫量的变动。
相反，在动态信道分配法中，控制等变得复杂，但按照呼叫的请求来分配信道，所以可以进行与呼叫量的变动对应的高效率的信道分配。特别是随着近年来的移动通信需要的增大，为了高效率地利用有限的频率资源，正在寻求高效率的动态信道分配法。
作为高效率的动态分配法之一，有金井敏仁在“微小区移动通信系统中的自主分散动态信道分配方式(ARP)”(信学技报，RCS91-32(1991))中披露的方法。在该ARP(Autonomous Reuse Partitioning；自主再用分配)方式中，在所有的小区中按照同一优先顺序选择信道，在选择出的信道中从CIR(有用波与干扰波功率比)在规定的阈值以上的信道起被依次使用。具体地说，就ARP方式的信道分配来说，如下进行分配。再有，在以下说明中，将从移动台向基站方向的通信线路称为‘上行线路’，相反地，将从基站向移动台方向的通信线路称为‘下行线路’。
1.测定上行线路的有用波电平和下行线路的有用波电平。
2.根据对于所有的基站所公用的优先顺序，选择优先级最高的空信道。
3.对选择出的信道，由基站端测定上行线路的干扰波电平，由移动台端测定下行线路的干扰波电平。
4.在选择出的信道的上行线路和下行线路的CIR在规定的阈值以上的情况下，分配该选择出的信道。在选择出的信道的上行线路或下行线路的其中一个的CIR低于规定的阈值的情况下，选择优先级第二高的空信道，在使所有的信道结束前，重复进行3和4的处理。
于是，通过以ARP方式进行信道分配，可以在各小区中自主地实现根据从移动台至基站的距离长度、即传播路径损耗的大小来对每个信道设定最合适的小区复用数(cell refuse factor)的所谓复用分配(Halpem“ReusePartitioning in Cellular Systems”，Proc.Of VTC’83，pp.322-327(1983))。通过实现复用分配来设定最合适的小区复用数，作为系统整体，可以容纳更多的呼叫。
这里，在上述SRP方式的信道分配方法中，CIR的规定阈值越大，呼叫损失越增加，而CIR的规定阈值越小，干扰率越高，而且存在使强制切断增加的倾向。即，在CIR的规定阈值最合适的情况下，可获得最高的频率利用效率，系统容量也最大。
但是，由于通信状况时刻变化，实际上通过模拟等难以预测并预设定系统容量最大的最合适的阈值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基站装置和无线通信信道分配方法，在动态信道分配方法中，可以使判定是否分配信道时使用的阈值(以下称为‘判定阈值’)最合适并使系统容量最大。
为了实现上述目的，在本发明中，按照当前的通信状况来控制无线通信信道的分配而使系统容量最大。更具体地说，在本发明中，通过按照当前的通信状况来自适应地改变判定阈值而使系统容量最大。
图1是表示本发明实施例1的基站的结构方框图。
图2是说明本发明实施例1的基站根据CIR进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。
图3是说明本发明实施例1的基站根据干扰功率进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。
图4是说明本发明实施例2的基站根据CIR进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。
图5是说明本发明实施例3的基站根据CIR进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)图1是表示本发明实施例1的基站的结构方框图。基站100对本小区内的各移动台分配信道，与各移动台进行无线通信。
在基站100中，无线部102将从通信中的移动台发送的经天线101接收到的信号的频率进行下变频后输出到调制解调部103。此外，无线部102将调制解调部103调制后的发送信号的频率进行上变频后从天线101发送。在发送接收时，无线部102使用由信道分配部105分配的信道接收来自移动台的信号，或向移动台发送信号。
调制解调部103对从无线部102输出的信号实施规定的解调处理后输出到会话监视部(session monitor unit)104。通过该解调可获得接收数据。此外，调制解调部103对发送数据实施规定的调制处理后输出到无线部102。
会话监视部104通过观测从解调部103输出的信号，来发出干扰率的计算和强制切断执行的指示。
即，会话监视部104测定通信中的呼叫的会话时间和干扰时间。然后，会话监视部104在从信道分配部105通知该呼叫的终止呼叫时，将会话时间和干扰时间与发生了终止呼叫的情况一起通知阈值控制部106。再有，会话时间指从呼叫确立至呼叫终止的时间，而干扰时间指在会话中接收信号受到干扰的时间。此外，‘受到干扰’指接收信号的CIR在期望值以下。
会话监视部104在通信中的呼叫持续规定时间后受到干扰的情况下，对信道分配部105发出指示，以便强制切断该呼叫。此时，会话监视部104将发生了强制切断的情况通知阈值控制部106。接收了强制切断的指示的信道分配部105对通信中的呼叫执行强制切断来终止呼叫。
信道分配部105根据由阈值控制部106控制的判定阈值和上行线路的CIR值的比较结果来进行信道分配。再有，有关信道分配的具体方法将后述。此外，信道分配部105在发生了呼叫损失的情况下，将发生了呼叫损失的情况通知阈值控制部106。
阈值控制部106按照当前的通信状况来自适应地改变判定阈值。即，阈值控制部106根据干扰率、发生强制切断和发生呼叫损失而自适应地改变判定阈值。
这里，作为表示当前的通信状况的信息，使用干扰率、发生强制切断和发生呼叫损失的原因在于，一般来说，这些信息被用作系统容量的评价尺度。再有，表示当前的通信状况的信息不限于上述三种信息，只要是可以用作系统容量的评价尺度的信息，也可以将任何信息用作表示当前的通信状况的信息。
下面，说明阈值控制部106的工作情况。图2是说明本发明实施例1的基站根据CIR进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。
在从会话监视部104通知了发生终止呼叫或发生强制切断的情况下，或在从信道分配部105通知了发生呼叫损失的情况下，阈值控制部106开始工作。
首先，在步骤(以下省略为‘ST’)201中，阈值控制部106判定发生的事件。即，阈值控制部106判定在终止呼叫、强制切断、或呼叫损失中发生了哪一个事件。
在ST201中，在判定为发生了终止呼叫的情况下，在ST202中，阈值控制部106根据从会话监视部104通知的干扰时间和会话时间来计算干扰率。具体地说，阈值控制部106通过将干扰时间除以会话时间来求出干扰率。
接着，在ST203中，阈值控制部106将ST202中求出的干扰率与干扰率的规定阈值进行比较。然后，在干扰率比规定阈值高的情况下，换句话说，在从当前的通信状况来看，作为判定阈值的CIR阈值过低的情况下，在ST204中，阈值控制部106使CIR阈值增加规定量。例如，阈值控制部106使CIR阈值增加0.1dB。另一方面，在ST203中，在干扰率在规定的阈值以下的情况下，维持当前的CIR阈值。
此外，在ST201中判定为发生了强制切断的情况下，换句话说，从当前的通信状况来看，在CIR阈值过低的情况下，与上述同样，在ST204中，阈值控制部106使CIR阈值增加规定量。
在ST206中，从阈值控制部106将ST204中增加后的CIR阈值通知信道分配部105。由此，使分配信道的呼叫的干扰率变低，降低强制切断的发生频度。
此外，在ST201中判定为发生了呼叫损失的情况下，换句话说，在从当前的通信状况来看，在CIR阈值过高的情况下，在ST205中，阈值控制部106使CIR阈值减少规定量。例如，阈值控制部106使CIR阈值减少0.1dB。在ST206中，从阈值控制部106将ST205中减少后的CIR阈值通知信道分配部105。由此，降低呼叫损失的发生频度。
下面，说明信道分配部105使用接收信号的CIR值进行信道分配的方法。信道分配部105使用由阈值控制部106控制的CIR阈值如下进行对各移动台的信道分配。
1.根据对所有基站公用的优先顺序，选择优先级最高的空信道。
2.比较选择出的信道的上行线路的CIR值和由阈值控制部106控制的CIR阈值。
3.在上行线路的CIR值在CIR阈值以上的情况下，分配该选择出的信道。另一方面，在上行线路的CIR值低于CIR阈值的情况下，选择优先级第二高的空信道，在结束所有的信道前重复进行2和3的处理。
4.在判定为所有信道中不可进行分配的情况下，形成呼叫损失。
再有，在上述说明中，说明了根据接收信号的CIR值进行信道分配的情况。但是，也可以根据接收信号的干扰功率值进行信道分配。这种情况下的阈值控制部106和信道分配部105的工作情况如下所示。图3是说明本发明实施例1的基站根据干扰功率进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。再有，对与图2所示的操作相同的操作步骤附以相同标号，并省略说明。
在ST203中干扰率比规定的阈值高的情况下，或在ST201中判定为发生了强制切断的情况下，在ST304中，阈值控制部106使作为判定阈值的干扰功率阈值减少规定量。在ST306中，从阈值控制部106将ST304中减少后的干扰功率阈值通知信道分配部105。由此，使分配信道的呼叫干扰率变低，降低强制切断的发生频度。
此外，在ST201中判定为发生了呼叫损失的情况下，在ST305中，阈值控制部106使干扰功率阈值增加规定量。在ST306中，从阈值控制部106将ST305中增加后的干扰功率阈值通知信道分配部105。由此，降低呼叫损失的发生频度。
下面，说明信道分配部105使用接收信号的干扰功率值进行信道分配的方法。信道分配部105使用由阈值控制部106控制的干扰功率阈值如下进行对各移动台的信道分配。
1.根据对所有基站公用的优先顺序，选择优先级最高的空信道。
2.比较选择出的信道的上行线路的干扰功率值和由阈值控制部106控制的干扰功率阈值。
3.在上行线路的干扰功率值低于干扰功率阈值的情况下，分配该选择出的信道。另一方面，在上行线路的干扰功率值在干扰功率阈值以上的情况下，选择优先级第二高的空信道，在结束所有的信道前重复进行2和3的处理。
4.在判定为所有信道中不可进行分配的情况下，形成呼叫损失。
于是，根据本实施例，按照当前的通信状况来控制无线通信信道的分配，可以进行与当前的通信状况对应的最合适的信道分配，所以可以使系统容量最大。即，根据本实施例，按照当前的通信状况来自适应地改变判定阈值，可以始终根据最合适的判定阈值进行信道分配，所以可以使系统容量最大。
(实施例2)在本小区或相邻小区内存在发送大的发送功率的信号的移动台的情况下，其他移动台会受到大的干扰。这种情况下，干扰率升高，而且强制切断的发生频度增加，所以在上述实施例1中所示的阈值控制中，CIR阈值逐渐上升。其结果，由于CIR阈值变得非常高，所以陷入完全不能容纳通信请求的呼叫的状态，反而使系统容纳能力下降。
此外，在急剧发生多个呼叫等情况下，由于呼叫损失的发生频度增加，所以在上述实施例1中所示的阈值控制中，CIR阈值逐渐下降。其结果，由于CIR阈值变得非常低，逐渐容纳通信请求的呼叫，所以移动台相互产生的干扰增大。因此，在各个呼叫中不能保证期望的通信质量，反而使系统容纳能力下降。
因此，在本实施例中，在判定阈值上设置上限和下限，通过改变判定阈值而不超过其上下限，来对持续发生上述异常通信状况的情况进行处理。
图4是说明本发明的实施例2的基站根据CIR进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。再有，对与图2所示操作相同的操作步骤附以相同标号，并省略说明。
在ST203中，在干扰率比规定的阈值高的情况下，或在ST201中判定为发生了强制切断的情况下，阈值控制部106在ST401中估计增加后的CIR阈值，在ST402中将该估计值和CIR阈值的上限值进行比较。
然后，在ST402中估计值比上限值大的情况下，阈值控制部106不使CIR阈值增加。即，维持当前的CIR阈值。另一方面，在ST402中估计值在上限值以下的情况下，阈值控制部106使CIR阈值增加规定量。
此外，在ST201中判定为发生了强制切断的情况下，阈值控制部106在ST403中估计减少后的CIR阈值，在ST404中将该估计值和CIR阈值的下限值进行比较。
然后，在ST404中估计值比下限值小的情况下，阈值控制部106不使CIR阈值减少。即，维持当前的CIR阈值。另一方面，在ST404中估计值在下限值以上的情况下，阈值控制部106使CIR阈值减少规定量。
再有，在根据接收信号的干扰功率值进行信道分配的情况下，在干扰功率阈值上也设置上限和下限，当然也可以改变干扰功率阈值，以便不超过其上下限。
于是，根据本实施例，在判定阈值上设置上限和下限，改变判定阈值，以便不超过其上下限，所以即使在持续发生了上述异常的通信状况的情况下，也可以防止降低系统的容纳能力。
(实施例3)在随着业务量的急剧增加等造成线路质量的急速下降而使强制切断频发的状况下，有必要限制对发出通信请求的呼叫的信道的分配，确保当前通信中的呼叫的通信质量。
因此，在本实施例中，在强制切断频发的情况下，使判定阈值的变化量暂时性地增加，对于发出了通信请求的呼叫，限制新的信道的分配。
图5是说明本发明实施例3的基站根据CIR进行信道分配情况下的阈值控制部的工作情况的流程图。再有，对与图2所示操作相同的操作步骤附以相同标号，并省略说明。
阈值控制部106在ST501中对规定时间内的强制切断的发生次数进行计数，在ST502中将该强制切断的发生次数和发生次数的规定阈值进行比较。
然后，在ST502中，在强制切断的发生次数比规定的阈值多的情况下，在ST503中，阈值控制部106使CIR阈值的增加规定量。具体地说，例如，阈值控制部106使增加量为通常量的两倍。
另一方面，在ST502中，在强制切断的发生次数在规定的阈值以下的情况下，在ST504中，阈值控制部106使CIR阈值的增加量变更为通常量。
通过这样的ST502～ST504的处理，在强制切断频发的状况中将CIR阈值的增加量暂时性地增加。
再有，在根据接收信号的干扰功率值进行信道分配的情况下，当然也可以在强制切断频发的状况中使干扰功率阈值的减少量暂时性地增加。
于是，根据本实施例，在强制切断频发的情况下，使判定阈值的变化量暂时性地增加，对于发出通信请求的呼叫，限制分配新的信道，所以可以防止线路质量的急速下降，可以防止使通信中的呼叫的通信质量下降。
再有，在上述说明中，作为信道分配方式，说明了使用ARP方式的情况，但并不限于此，只要是根据表示有用波与干扰波功率比和干扰功率值等表示通信质量的值来进行信道分配的方式，使用任何方式都可以。
此外，本发明不特别限定于在系统中使用的多址连接方式。即，本发明也可以应用于系统中使用的多址连接方式为FDMA(Frequency DivisionMultiple Access；频分多址)、TDMA(Time Division Multiple Access；时分多址)和CDMA(Code Division Multiple Access；码分多址)的其中任何一个情况。
如以上说明，根据本发明，可以使动态信道分配法中使用的判定阈值最合适，并使系统容量最大。
本说明书基于2000年12月7日申请的(日本)特愿2000-372280。其内容全部包含于此。
权利要求
1.一种基站装置，包括控制器，按照当前的通信状况来控制无线通信信道的分配而使系统容量最大；以及信道分配器，根据所述控制来进行无线通信信道的分配。
2.如权利要求1所述的基站装置，其中，信道分配器根据判定阈值和表示通信质量的值的比较结果来进行无线通信信道的分配，控制器根据表示当前通信状况的信息来改变所述判定阈值。
3.如权利要求2所述的基站装置，其中，控制器按照接收信号的干扰率来改变判定阈值。
4.如权利要求2所述的基站装置，其中，控制器在发生了呼叫损失的情况下改变判定阈值。
5.如权利要求2所述的基站装置，其中，控制器改变判定阈值，使得不超过预先设定的上下限值。
6.如权利要求2所述的基站装置，其中，表示通信质量的值是有用波与干扰波功率比。
7.如权利要求2所述的基站装置，其中，表示通信质量的值是干扰功率值。
8.如权利要求2所述的基站装置，其中，控制器在发生了强制切断的情况下改变判定阈值。
9.如权利要求8所述的基站装置，其中，控制器在规定时间内强制切断的发生次数大于规定次数的情况下使判定阈值的变化量增加。
10.一种无线通信信道分配方法，包括控制步骤，按照当前的通信状况来控制无线通信信道的分配而使系统容量最大；以及信道分配步骤，根据所述控制来进行无线通信信道的分配。
11.如权利要求10所述的无线通信信道分配方法，其中，在信道分配步骤中，根据判定阈值和表示通信质量的值的比较结果来进行无线通信信道的分配，在控制步骤中，根据表示当前通信状况的信息来改变所述判定阈值。
全文摘要
会话监视部(104)将会话时间和干扰时间与产生终止呼叫的情况一起通知阈值控制部(106)，而且，将发生了强制切断的情况也通知阈值控制部(106)。信道分配部(105)将产生了呼叫损失的情况通知阈值控制部(106)。阈值控制部(106)根据干扰率、强制切断的发生和呼叫损失的发生来自适应地变更判定阈值。然后，信道分配部(105)根据由阈值控制部(106)控制的判定阈值和上行线路的CIR值的比较结果来进行信道分配。
文档编号H04W16/10GK1398493SQ01804624
公开日2003年2月19日 申请日期2001年12月6日 优先权日2000年12月7日
发明者庄司隆浩, 平松胜彦 申请人:松下电器产业株式会社