JPH09509546A - モービルセルラー通信システムの性能の改善 - Google Patents
モービルセルラー通信システムの性能の改善Info
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Abstract
(57)【要約】
モービルユニットが特定の能力を有しているかどうかを検出し、モービルユニットが特定の能力を有することを検出したことに応答して、システムの性能を改善するようベース局の運用を調節することにより、モービル通信システムにおけるシステムの性能を改善する。この能力とは、より低い信号対混信(C/I)条件で無線受信をすることでよい。この場合、モービルユニットが特定の能力を有していることを受信したことに応答して、ベース局の送信機のパワーを低いパワーエンジンに調節し、C/Iがより高いことが必要なモービルへの混信を少なくし、システムの容量を増すことにより、システムの性能を改善できる。検出とは、モービル局が特定の能力を有するかどうかを示すようエンコードされた信号を、モービルユニットから受信することでよい。これとは異なり、この信号は識別信号を受信したのは複数のモービルユニットのうちのどれからであるかを表示するようエンコードされた信号とすることができる。この場合、ベース局は識別信号を使用して加入者のホーム交換機内に設けることができるデータベースから能力表示コードを検索する。本発明の別の特徴によれば、モービルユニットが特定の能力を有することを検出したことに応答して、モービルユニットに課金するよう2つの課金レートのうちの安いほうのレートが選択される。これにより、システムと共に加入者にとっても節約となり、加入者が特定の能力を有する通常より高価なモービルユニットを購入する動機が生じる。
Description
【発明の詳細な説明】
モービルセルラー通信システムの性能の改善
背景
本発明はセルラーモービル電話システムに関し、より詳細にはコストと性能と
の間の妥協を変えながら加入者電話の種々の設計に適応する方法および装置に関
するものである。
セルラー電話システムでは、サービスプロバイダーにとってできるだけ多くの
同時会話をシステム容量がサポートできることが、重要なことである。その理由
は、このような容量は収入に直接影響するからである。同時にセルラー電話機は
小売販売業者にとって低コストであることが重要な民生用製品である。小売側の
コストを高くすることにより容量を増すことができるシステムおよび電話を設計
することが可能であるが、一方容量を少なくしてかかるハードウェアのコストを
低減することも可能である。このような相反する矛盾は、大容量のため使用を促
進したいと考えるより高価な電話機に対して、サービスプロバイダーから小売業
者に奨励金を提供させることによって処理できる。しかしながらこのような方法
は、機器とサービスを独立して競争させるという自由を制限するという欠点があ
る。その理由は、小売側の顧客は最初の運用者から最大の奨励金が出される電話
機を取得し、その後奨励金は提供しないが、加入料金および通話料金の安い第2
の運用者に変えることが認められないからである。
サービスプロバイダにとって利点があるが、小売側の顧客にとって欠点がある
、より高価な電話機のかかる例としては、ダイバーシティ受信技術を使用するこ
とが挙げられる。モービル電話機内に2つの別個の受信チェーンとアンテナを設
けることにより、良好な質の通信に必要な信号対混信比(C/I)を7dBも多
く低減することができることが判っている。所定の地理的ゾーン内で別々の会話
をするのに、無線周波数チャンネルを何倍再使用できかは必要なC/Iに直接関
連しているので、電話ネットワークの容量はダイバーシティ受信できるモービル
を使用することによってほぼ倍にできる。
すべてのモービル加入者が高価なユニットを購入するわけではないので、同じ
地理的エリア内で上記の例の改善およびそれに対応する周波数再利用制限のある
、またはない双方の移動電話に適応する方法を提供することが望ましい。更に、
小売側の顧客により複雑な製品を取得するよう動機を与えることも好ましい。こ
のような動機を与えることにより移動通信システムをより高い容量で運用するこ
とが可能となるからである。
概要
本発明の1つの特徴によれば、ベース(基地)局とモービル(移動)ユニット
を含むセルラー通信システムにおけるベース局を運用するための方法および装置
において、上記およびそれ以外の目的が達成される。まず、モービルユニットが
特定の能力を有するかどうかが検出される。次に、モービルユニットが特定の能
力を有すると検出したことに応答して、システムの性能を改善するよう、ベース
局の運用が調節される。
本発明の1つの実施例によれば、モービルユニットが特定の能力を有すると検
出することは、モービル局が特定の能力を有するかどうかを示すようエンコード
された信号を、モービルユニットから受信することである。
これとは異なり、モービル局が特定の能力を有すると検出することは、複数の
モービルユニットのどれから識別信号を受信したかを識別するようエンコードさ
れた識別信号を、モービル局から受信し、次にこの識別信号を使ってデータベー
スから能力表示コードを検索することでもよい。
本発明の別の特徴では、特定の能力とは、ダイバーシティ受信により達成でき
る、より低い信号対混信条件のことである。更に、ベース局の運用を調節する工
程は、移動ユニットが特定の能力を有すると受信したことに応答して、ベース局
の送信機のパワーを低いパワーレンジまで調節することである。これにより、よ
り高いC/Iを必要とする低コストのモービルへの干渉(混信)が少なくなり、
システムの能力が増す。
本発明の更に別の特徴によれば、ベース局の運用の調節とはモービルユニット
が特定の能力を有すると検出したことに応答し、モービルユニットに課金するた
めの2つの課金レートのうちの低いレートを選択することである。このことは、
高性能のモービルはネットワークの容量のうちのわずかしか利用せず、小売側の
顧客が高性能のユニットを取得することを奨励するという事実を示している。
図面の簡単な説明
図面を参照して次の詳細な説明を読むことにより、本発明の目的および利点が
理解できよう。
第1図は、本発明に従い運用されるベース局を有するモービル通信システム内
の1つのセルのブロック図である。
第2図は、本発明の数種類の特徴に従うベース局の運用のフローチャートであ
る。
第3図は、本発明の別の実施例の数種類の特徴に従うベース局の運用のフロー
チャートである。
第4図は、本発明の1つの特徴に従い、能力に応じた課金を実行するためのシ
ステム例のブロック図である。
詳細な説明
1994年5月17日に、アンダーソン外により出願された「無線通信システ
ムにおけるチャンネルを利用するための方法および装置」を発明の名称とする、
継続中の米国特許出願第08/245,031号には、現在使用されている固定
周波数プラン以外の無線周波数チャンネルを割り当てるより効率的な方法が記載
されており、この出願を参考例として引用する。1994年3月7日にハーテセ
ンにより出願された「パワー制御およびモービル支援ハンドオーバー測定値を使
用するチャンネル割り当てのための方法およびシステム」を発明の名称とする、
継続中の米国特許出願第08/207,032号には、現在のプラン以外の無線
周波数チャンネルを割り当てる別の効率的な方法が記載されている。この出願は
本願の出願人に譲渡されており、参考例としてここに引用する。1994年9月
1日にポール・W・デントにより出願された「時間および周波数スロット割り当
てシステムおよび方法」を発明の名称とする、継続中の米国特許出願第08/2
99,255号には、TDMAシステムに適したチャンネルを割り当てる他の方
法が記載されている。この出願も本願出願人に譲渡されており、参考例として引
用する。この方法は、ベース局においてすべての利用可能なチャンネルの潜在的
な質を連続して推定し、各モービル通話に最良のチャンネルを割り当てるように
なっている。上記出願に開示されている適応型チャンネル割り当て方法はベース
−モービル間通信とモービル−ベース間通信の双方方向での質を予測し、チャン
ネル割り当て時に考慮することを可能にするものである。
本発明の1つの特徴によれば、適応型チャンネル割り当て方法は、C/Iニー
ズの異なるシステムにおけるモービルを考慮するように変更される。すなわちシ
ステムが達成したい目標のC/Iは各モービルユニットの特定の能力に応じて変
更される。これと共に、目標のC/Iに達していないことにペナルティを与える
よう、コスト機能が変えられる。これについてはモービル通信システム内のセル
100を示す図1を参照して説明する。セル100は、ベース局110と複数の
モービルユニット(そのうちの2つを示す)とを含む。高性能モービル120お
よび低性能モービル130の各々はセル100内に位置している限りベース局1
10によってサービスされる。高性能モービル120は、例えばダイバーシティ
受信技術を利用することにより低い信号対混信(C/I)条件を有する。一方、
低性能モービル130はこれら技術を使用しないので、高性能モービル120の
C/I条件よりも高いC/I条件を有する。
先に述べたように、システムの容量を増すために高性能モービル120のより
高い性能の能力を活用することは、ベース局110にとって有利である。従って
、本発明の1つの特徴により、ベース局110は第2図に示されたフローチャー
トに従い、高性能モービル120および低性能モービル130の各々と通信する
。このベース局110のハイレベルでの運用は、第2図における点線で示された
大ブロックによって表示されている。大ブロック210において、ベース局11
0はこの局が通信したいモービルユニットの能力を検出する。大ブロック220
において、ベース局10の運用は検出された能力に対応して調節される。
本発明に従うベース局の運用のより詳細な例は、実線で示された第2図のブロ
ックに示されている。この図において、検出すべき能力は上記のように改善され
たC/I条件である。従って、ベース局110が通信中のモービルユニット12
0、130のいずれかからのC/I条件表示コードを受信することにより、ブロ
ック215においてその運用を開始する。当然ながらC/I条件表示コードは直
接必要な情報を含んでもよい。例えばモービルユニット120、130が次のよ
うにエンコードされた2ビットコードに応答するように、プロトコルを設定でき
る。
コード 意味
00 6dBのC/Iを受け入れできる
01 12dBのC/Iを受け入れできる
10 18dBのC/Iを受け入れできる
11 24dBのC/Iを受け入れできる
上記のようなエンコード化により、次の式により直接必要なC/Iを決定でき
る。
必要なC/I=6(コード+1)dB
上記エンコード化方法によれば、コード=00はダイバーシティのある、また
はないパケットデータ送信モードに対応でき、コード=01は音声トラフィック
を受信するためのダイバーシティアンテナ/受信機を備えたモービル電話に対応
でき、コード=10は代表的な高度なモービルフォンサービス(AMPS)の非
ダイバーシティモービル電話に対応でき、コード=11はユーザーが支払いたい
特別なクリアな(ハイファイの)チャンネルのためのユーザーが選択した要求に
対応できる(かかるチャンネルは、例えば国際通話に対して好ましい)。モービ
ルユニットの設計自体に影響しないシステムを提供することが望ましい場合、モ
ービル120、130に明瞭にC/I条件を表示するコードを送信させる別の選
択案として、移動ユニットから受信されたコードをモービルユニット自信の電話
番号または電子シリアル番号とすることができる。従来のシステムではかかる情
報は、一般に移動ユニットとベース局との間で送信され、そのエンコード化およ
び通信方法は当業者には周知のものである。この場合、ベース局110は受信し
た電話番号または電子シリアル番号を使用して加入者のホーム交換機内にあるデ
ータベースにアクセスしたり、このデータベースより対応するC/I条件表示コ
ードを検索する。
次に、ブロック230では、受信したC/I条件表示コードの値に応じて分岐
が行われる。ベース局110が訂正のモービル130と通信中であることをコー
ドが表示していれば、送信機のパワーが通常のレンジ内と称されるレンジ内にあ
るよう、ベース局110が送信機のパワーを調節するブロック240を実行する
。
これとは異なり、ベース局110が高性能モービル120と通信中であるとコ
ードが表示すれば、ブロック230からブロック250へプログラムの実行を進
める。ブロック250ではベース局110は通常のレンジよりも低いレンジまで
送信機のパワーを低下させる。これによりベース局110は高性能モービル12
0のC/I条件を満たしたまま、より高いC/Iを必要とする低性能モービル1
30に対する干渉波(混信)を少なくすることができる。
上記のように、ベース局110は更に、ベース局110からのモービル局の距
離および優勢な信号対混信条件等のファクターに従って、通常のレンジと低いレ
ンジ内に交互に送信機のパワーを適応させることができる。第2図に示されてい
ないこれら技術は継続中の米国特許出願第08/207,032号に記載されており、この
出願を参考例として引用する。
第2図を参照して上で説明した方法の別の方法として、第3図は、検出した能
力に応じてベース局110の運用を調節する方法を除き、第2図のすべての点で
同じ変形例を示す。この別の実施例において、モービルユニットとの通信のため
に使用される信号のパワーレベルを調節する代わりにモービルユニットによって
使用するためのチャンネルの選択を、モービルユニットの能力に応じて行う。ベ
ース局110はモービルユニットによって使用するための多数の異なるチャンネ
ル(周波数)のいずれかを指定できるので、ベース局110にも割り当てられて
いる他の割り当て可能な周波数よりも再使用近接度の近い周波数(すなわちベー
ス局110およびモービルユニットによって使用される同じ周波数を割り当てで
きる最も近い他のベース局からの距離)を、高性能モービルユニット120によ
って使用できるように割り当てることにより、干渉波を低減し、システム容量を
増すことができる。隣接チャンネルとの混信を防止するため、より近い近接度の
チャンネルは当然他のチャンネルよりも低いパワーレベルで一斉送信しなければ
ならないので有利な効果が得られる。
従って、ステップ330において、ベース局110が低性能モービル130と
通信中であることを、受信されたC/I条件表示コードが表示していれば、ブロ
ック340を実行する。このブロックでは、ベース局が他の割り当て可能なチャ
ンネルの分離距離よりも長い分離距離で(すなわちそのチャンネルのための送信
機のパワーが通常のレンジ内にあるよう、より遠い再使用近接度で)再使用され
るチャンネルを割り当てる。他方、ベース局110が高性能モービル120と通
信中であることを、受信されたC/I条件表示コードが示していれば、ブロック
350においてベース局110はより短い再使用距離で再利用されるチャンネル
を割り当てる(すなわちより近い再使用近接度のチャンネルを割り当てる)。こ
れによりベース局110は高い周波数を再利用することにより容量を大きくした
まま、高性能モービル120のC/I条件を満足することが可能となる。
本発明の別の特徴によれば、ベース局110はモービル局のC/I条件の知識
を利用して、測定した会話に対する加入者への課金レート、例えば毎分当たりの
セントを決定する。すなわち送信機のパワーを通常のレンジ内に入るよう調節(
ブロック240)した後、ベース局110は通話に対する課金レートをより高く
設定するブロック245を実行する。同様に、低いレンジ内に送信機のパワーを
調節(ブロック250)した後、ベース局110は通話に対しより低い課金レー
トを設定するブロック255を実行する。このように課金レートを使い分けるこ
とは、高性能モービル120はネットワーク容量のうちの少ないネットワーク容
量しか使用しないことを意味している。このように加入者に対して料金が節約で
きることを知らせることにより、電話機を長時間利用することが予想される小売
側の顧客が、より高価な高性能のモービルユニット120を取得するように奨励
する。上記のように、このことは高性能ユニットの使用によりシステム容量を増
すことができるので、全体としてモービル通信システムに有利である。
上記能力に応じた課金を行うためのモービル通信システムの例が第4図に示さ
れている。図解のため、1つの低性能モービルユニット400および1つの高性
能ユニット410が示されている。しかしながらこのシステムは、各タイプのモ
ービルユニットのうちの1つよりも多いユニットを処理できる。モービルユニッ
ト400、410とシステムとの間の無線通信は、ベース局430に結合された
アンテナ420によって達成される。このベース局430はモービル交換センタ
ー440に結合されている。本発明によれば、モービル交換センター440は自
動課金サブシステム441を含む。このサブシステムの運用は第2図および第3
図に示されたフローチャートのいずれかに記載されている。これとは別に、ビジ
ターロケーションレジスタ(VLR)(図示せず)内に自動課金サブシステム4
41を含めることもできる。いずれの場合でも自動課金サブシステム441は本
明細書に記載した機能を実行するようプログラムされた汎用デジタルコンピュー
タでよい。かかるプログラムの書き込みは当業者に周知であるので、ここではこ
れ以上詳細には説明しない。
上記により詳細に述べたように、モービルユニット400、410の各々はユ
ニットが低性能タイプのものであるか、または高性能タイプのものであるかを示
す信号を送る。この情報はアンテナ420からベース局430へ中継される。ベ
ース局430はこの情報を使って(高性能モービルユニット410であるモービ
ルに応答して)安い課金レート(課金表A)を使用するか、または(低性能モー
ビルユニット400であるモービルに応答して)高い課金レート(課金表B)を
使用するかを判断する。次に、ベース局430からモービル交換センター440
内の自動課金サブシステム441へ選択した料金表を示すコードが送信される。
課金表コードが受信されることにより、自動課金サブシステム441は利用され
る能力のみならず、これら能力が利用される積算時間に基づき、通話の料金を決
定する。
通話が終了すると通話の累積料金を表示するコードが自動課金サブシステム4
41から料金が請求されるモービルユニットに対応するホームロケーションレジ
スタ(HLR)(図示せず)へ送られる。この送信は周知の信号化システム第7
号またはIS41プロトコルのいずれかにより実行することができる。
以上で、特定の実施例を参照して本発明について説明したが、当業者には上記
好ましい実施例の態様以外の特定の態様で本発明を実施することが可能であるこ
とは明らかであろう。これは本発明の要旨から逸脱することなく行うことができ
る。
例えばモービルユニットのC/I条件を検出し、よって送信機のパワーを調節
することにより得られる上記実施例の利点についての説明を中心にして説明した
。しかしながら本発明は、全部ではないが、一部のモービルユニットはシステム
の
性能を改善するという高度な特性を特徴とするような状況にも適用可能で会う。
かかる場合、本発明は特定のモービルユニットが高度な特性を有していることを
検出し、次に検出された場合の高度な特性を活用するよう、システムの運用を変
えることを提案するものである。更に本発明は、消費者が高度な特性を具体化す
るより効果なユニットを購入することを奨励するよう、高度な特性が検出された
際に課金レートを調節することを提案するものである。
従って、好ましい実施例は単なる説明のためのものであり、限定的なものと見
なすべきでない。本発明の範囲はこれまでの説明ではなく、添付した請求の範囲
に示されており、請求の範囲に入る変形例および均等物のすべては、これらの請
求の範囲に含まれるべきものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG),
AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C
H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB
,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR,
KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M
N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU
,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TT,
UA,UG,UZ,VN
【要約の続き】
索する。本発明の別の特徴によれば、モービルユニット
が特定の能力を有することを検出したことに応答して、
モービルユニットに課金するよう2つの課金レートのう
ちの安いほうのレートが選択される。これにより、シス
テムと共に加入者にとっても節約となり、加入者が特定
の能力を有する通常より高価なモービルユニットを購入
する動機が生じる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ベース局およびモービルユニットを含むセルラー通信システムにおいて、 モービルユニットがより低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力を有 しているかどうかを検出する工程と、 モービルユニットが特定の能力を有していることを受信したことに応答して、 システムの性能を改善するようベース局の運用を調節する工程とを備え、 システムの性能の改善がセルラー通信システムにおいて使用されるスペクトル リソースの使用を低減することを含む、ベース局を運用するための方法。 2.モービル局が特定の能力を有するかどうかを表示するようエンコードされ た信号をモービルユニットから受信することを、前記検出工程が含む、請求項1 記載の方法。 3.前記検出工程が、 複数のモービルユニットのうちのどれから識別信号を受信したかを識別するよ う、エンコードされた識別信号をモービルユニットから受信する工程と、 データベースから能力を表示するコードを検索するよう、識別信号を使用する 工程とを含む、請求項1記載の方法。 4.ベース局およびモービルユニットを含むセルラー通信システムにおいて、 モービルユニットがより低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力を有 しているかどうかを検出する工程と、 モービルユニットが特定の能力を有していることを受信したことに応答して、 システムの性能を改善するようベース局の運用を調節する工程とを備え、 ベース局を運用を調節する工程がモービルユニットが特定の能力を有している ことを受信したことに応答して、ベース局の送信機のパワーを低いパワーレンジ まで調節する工程を含む、ベース局を運用するための方法。 5.ベース局およびモービルユニットを含むセルラー通信システムにおいて、 モービルユニットがより低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力を有 しているかどうかを検出する工程と、 モービルユニットが特定の能力を有していることを受信したことに応答して、 システムの性能を改善するようベース局の運用を調節する工程とを備え、 ベース局が複数の割り当て可能な周波数を含み、各割り当て可能な周波数も含 む他の最も近いベース局の再使用距離を示す再使用パラメータを特徴とし、 ベースの運用を調節する工程が割り当て可能な周波数の他の1つの再使用距離 よりもより近い再使用距離を示す再使用パラメータを有する割り当て可能な周波 数のうちの選択された1つをモービルユニットによって使用されるよう割り当て することを含む、ベース局を運用するための方法。 6.ベース局およびモービルユニットを含むセルラー通信システムにおいて、 モービルユニットがより低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力を有 しているかどうかを検出する工程と、 モービルユニットが特定の能力を有していることを受信したことに応答して、 システムの性能を改善するようベース局の運用を調節する工程とを備え、 ベース局の運用を調節する工程が、モービルユニットが特定の能力を有するこ とを検出したことに応答して、2つの課金レートのうちの安いほうのレートを選 択し、モービルユニットによる、またはモービルユニットへの通話料金の自動積 算を制御するため選択された課金レートを使用することを含む、ベース局を運用 するための方法。 7.ベース局とモービルユニットを含むセルラー通信システムにおいて、 モービルユニットがより低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力を有 するかどうかを検出するための手段と、 モービルユニットが特定の能力を有していることを検出したことに応答して、 システムの性能を改善するよう、ベース局の運用を調節するための手段とを備え 、 システムの性能の改善がセルラー通信システムにおいて使用されるスペクトル リソースの使用を低減することを含む、ベース局の運用を制御するための装置。 8.検出手段が、 モービル局が特定の能力を有していることを表示するようエンコードされた信 号をモービルユニットから受信するための手段を含む、請求項7記載の装置。 9.検出手段が、 複数のモービルユニットのうちのどれから識別信号を受信したかを識別するよ うエンコードされた識別信号をモービルユニットから受信するための手段と、 識別信号を使用してデータベースから能力表示コードを検索するための手段と を含む、請求項7記載の装置。 10.ベース局とモービルユニットを含むセルラー通信システムにおいて、 モービルユニットがより低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力を有 するかどうかを検出するための手段と、 モービルユニットが特定の能力を有していることを検出したことに応答して、 システムの性能を改善するよう、ベース局の運用を調節するための手段とを備え 、 ベース局の運用を調節するための手段が、モービルユニットが特定の能力を有 することを受信したことに応答してベース局の送信機のパワーを低いパワーエン ジンに調節する手段を含む、ベース局の運用を制御するための装置。 11.ベース局とモービルユニットを含むセルラー通信システムにおいて、 モービルユニットがより低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力を有 するかどうかを検出するための手段と、 モービルユニットが特定の能力を有していることを検出したことに応答して、 システムの性能を改善するよう、ベース局の運用を調節するための手段とを備え 、 ベース局の運用を調節するための手段が、モービルユニットが特定の能力を有 することを検出したことに応答して、モービルユニットに課金するための2つの 課金レートのうちの安いほうのレートを選択するための手段を含む、ベース局の 運用を制御するための装置。 12.より低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力は、モービルユニ ットがダイバーシティ受信技術を利用していることによるものである、請求項1 記載の方法。 13.より低い信号対混信比で信号を受信できる特定の能力は、モービルユニ ットがダイバーシティ受信技術を利用していることによるものである、請求項1 記載の装置。
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