JP2004201137A - 指向性ビーム通信システム、指向性ビーム通信方法、基地局及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】隣接する複数セクタ間でアレイアンテナを共用して用いることにより、指向性ビーム送受信時のビーム幅を狭ビーム化し、干渉抑圧効果を向上させる。
【解決手段】複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナ１４による指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局ＭＳに対して通信を行う指向性ビーム通信システムであって、移動局ＭＳ側において、共通チャネルの受信品質を測定する受信品質測定部３２と、この測定結果に基づいて、移動局ＭＳの在圏位置を特定する在圏位置特定部２２と、特定された在圏位置に基づいて、隣接する複数のセクタ間でアレイアンテナ１４を共用して指向性ビーム送受信を行うアレイアンテナ制御部１１とを有する。
【選択図】 図５
【解決手段】複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナ１４による指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局ＭＳに対して通信を行う指向性ビーム通信システムであって、移動局ＭＳ側において、共通チャネルの受信品質を測定する受信品質測定部３２と、この測定結果に基づいて、移動局ＭＳの在圏位置を特定する在圏位置特定部２２と、特定された在圏位置に基づいて、隣接する複数のセクタ間でアレイアンテナ１４を共用して指向性ビーム送受信を行うアレイアンテナ制御部１１とを有する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムにおいて、特にアレイアンテナを用いる指向性ビーム送受信を適用する指向性ビーム通信システム、指向性ビーム通信方法、基地局及び制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動通信システムにおいては、複数の基地局をセル状に配置することによりサービスエリアを面的にカバーするセルラシステムが適用されている。このセルラシステムにおいては、さらに１セルを複数のセクタに分割し、セクタ毎に基地局アンテナを設置してサービスエリアを構成するセクタ構成が用いられる。現在の移動通信サービスでは、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように一般的に３セクタあるいは６セクタ構成が適用されている。
【０００３】
このような移動通信システムにおいて、他ユーザからの干渉電力を抑圧する技術として適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信技術がある。これは複数のアンテナを用いて送受信を行い、各アンテナの入力信号を適当な重み（ウエイト）に応じて合成することにより、送信信号に指向性を持たせ、他ユーザの送信電力との間における干渉電力を低減するものである。例えば、ＤＳ−ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）無線アクセス方式において、パイロットシンボルを用いるコヒーレント適応アンテナアレイダイバーシチ（ＣＡＡＡＤ：ＣｏｈｅｒｅｎｔＡｄａｐｔｉｖｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ）受信法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の移動通信システムにおいては、下りリンクについても、上りリンクで形成したビームパタンに、無線回路で生じる振幅・位相変動の補償を行った後、指向性ビーム送信を行う適応アンテナアレイ送信法がある。この方法では、下りリンクにおいて指向性ビーム送信を適用することにより、同一セクタ内の他ユーザ干渉電力及び他セル・セクタからの他ユーザ干渉電力を低減することが可能となる（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
移動通信システムにおいて、下りリンクにおけるチャネル構成は、大別して、各ユーザの個別の情報データを伝送するための個別チャネルと、全ユーザに共通の制御データを伝送するための共通チャネルがある。図１０（ａ）及び（ｂ）に適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信を適用するＢＳにおける、下りリンクにおける個別チャネル及び共通チャネルの送信ビームパタンの一例を示す。
【０００６】
同図（ａ）に示すように、指向性ビーム送信により、各ユーザの個別チャネルのビームを絞って送信することにより、ユーザ間の干渉電力を低減することができる。一方、制御情報を伝送するための共通チャネルはセクタ内の全てのユーザが受信できるようにする必要があることから、同図（ｂ）に示すように、無指向性ビームにより送信する。
【０００７】
【非特許文献１】
S.Tanaka,M.Sawahashi,and F.Adachi,"Pilot symbo1-assisted decision-directed coherent adaptive array diversity for DS-CDMA mobile radio reverse link,"IEICE Trans.Fundamentals,IEICE,Dec.1997,vol.E80-A, pp.2445-2454.
【０００８】
【非特許文献２】
H.Taoka,S.Tanaka,T,Ihara,and M.Sawahashi,"Adaptive antenna array transmit diversity in FDD forward link for WCDMA and broadband packet wirelessaccess,"IEEE Wireless Communications,U.S.A.,IEEE,April 2002, PP.2-10.
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信を適用するＢＳにおいては、図１１（ａ）に示すように、適応アンテナアレイ送受信用のアレイアンテナＡ１〜Ａ３をセクタ＃１〜＃３毎に設置し、セクタ毎に独立にアンテナウエイトを生成して指向性ビーム送受信する構成となっている。一般に、基地局ＢＳアンテナの設置条件の制約により１セル当たりに設置可能なアンテナ数は制限される。
【００１０】
この従来の適応アンテナアレイでは、図１１（ｂ）に示すように、例えば、セクタ数が６以上（セクタ＃１〜＃６）となるような場合、図１２に示すように、６本の素子アンテナを波長の１／２倍の間隔で線形配置することにより、ビーム幅１７°の指向性ビームを形成して指向性ビーム送受信を行う。なお、ここでは、６セクタ構成とし、セクタ当たりのアレイアンテナ素子数が６の場合において、隣接する２セクタのみを示しており、素子アンテナの水平ビーム幅は６０°と仮定する。
【００１１】
ところが、このようにセクタ数が大きいときには、セクタ当たりのアレイアンテナ素子数が少なくなるためにアレイアンテナによる指向性ビームのビーム幅が広くなってしまい、結果として干渉抑圧効果が低減してしまうという問題がある。
【００１２】
また、特に無線アクセス方式として符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を用いる場合は、一般に下りリンクにおいて信号を送信する際に、セクタを識別するための各セクタに固有のスクランブル符号および各セクタ内のチャネルを識別するためのチャネライゼーション符号を用いて送信信号を拡散変調して送信する。このとき、チャネライゼーション符号としては一般に直交符号が用いられ、同一のスクランブル符号を用いるチャネル間ではチャネル間の直交性を保つことができるため、チャネル間で生じる干渉を小さく抑えることができる。
【００１３】
ここで、３セクタ構成の場合は、セクタあたりのアレイアンテナ素子数が比較的大きいためにアレイアンテナによる指向性ビームのビーム幅が狭くなるため、大きな干渉抑圧効果を得ることができる。
【００１４】
また、チャネライゼーション符号の拡散率がＮの場合は、チャネライゼーション符号数はＮ個であり、１セクタ内でＮ個以上のチャネルを収容する場合にはチャネライゼーション符号が不足してしまい、チャネル間の識別を行うために１セクタ内で複数のスクランブル符号を用いて通信を行う必要がある。しかしながら、同一セクタ内で複数のスクランブル符号が用いられる場合には、異なるスクランブル符号を割り当てられたチャネル間では互いに干渉を生じるため、システム容量が劣化してしまう問題がある。
【００１５】
一方、６セクタ構成の場合は、３セクタの場合に比較して１セクタ当たりのエリア面積が１／２となり、１セクタ当たりに収容するユーザ数は１／２倍となるため、チャネライゼーション符号が不足することはない。
【００１６】
しかしながら、前述のとおりセクタ当たりのアレイアンテナ素子数が少なくなるためにアレイアンテナによる指向性ビームのビーム幅が広くなってしまい、結果として干渉抑圧効果が低減してしまうという問題がある。
【００１７】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、隣接する複数セクタ間でアレイアンテナを共用して用いることにより、指向性ビーム送受信時のビーム幅を狭ビーム化し、干渉抑圧効果を向上してシステム容量を増大させるとともに、ユーザーに割り当てる符号数を確保することのできる指向性ビーム通信システム、指向性ビーム通信方法、基地局及び制御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局に対して通信を行う際に、隣接する複数のセクタ間でアレイアンテナを共用して指向性ビーム送受信を行う。
【００１９】
このような本発明によれば、アレイアンテナを複数セクタ間で共有することにより、１セクタ当たりに使用するアンテナ素子数を増大することができ、この結果、指向性ビームの狭ビーム化を図り、干渉抑圧効果を向上することができる。
【００２０】
上記発明においては、移動局側において、共通チャネルの受信品質を測定し、または、移動局からの信号の到来方向を推定し、この測定結果または推定結果に基づいて、移動局の在圏位置を特定し、各セクタに固有のスクランブル符号を割り当てることが好ましい。この場合には、移動局側の受信環境に応じて、セクタ毎に固有のスクランブル符号を割り当てるため、隣接するセクタ間でアレイアンテナを共有する場合であっても、移動局に割り当てるチャネル数を相当数確保することが可能となる。
【００２１】
上記発明において共通チャネルは、アレイアンテナとは別途独立に設けられ、複数のセクタ毎に１又は複数対応させて設置されるセクタアンテナを介して送受信することができる。この場合には、共通チャネルと、個別チャネルを異なるビームパタンとして制御することが可能となり、通信環境に応じて、多種多様な指向性ビームの制御を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る移動通信システムの構成を示す。同図に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、各セルに在圏する移動局ＭＳと、複数のセルＳ１及びＳ２毎に設置された基地局ＢＳ１及びＢＳ２と、各基地局ＢＳ１及びＢＳ２に接続された無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２により構成される。
【００２３】
無線ネットワーク無線制御装置ＲＮＣは、有線伝送路により、複数の基地局ＢＳ１やＢＳ２に接続されており、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２に対して、各移動局ＭＳの位置登録管理や、スクランブル符号の割当等を行う。
【００２４】
基地局ＢＳ１及び２は、複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナを備えており、このアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、サービスエリア内の複数のセクタに在圏する移動局ＭＳに対して通信を行う。
【００２５】
本実施形態において、各アレイアンテナは、各セクタあたり６素子を有している。１セルあたりの全アレイアンテナ素子数は、６セクタ全体で３６本となっている。そして、特に、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、素子アンテナの水平ビーム幅は２セクタ＃１及び＃２をカバーする１２０°とし、各基地局ＢＳ１及びＢＳ２は、隣接する２セクタ＃１及び＃２において１２素子のアレイアンテナを共有している。
【００２６】
詳述すると、１２本の素子アンテナを波長の１／２倍の間隔で線形配置することにより、図２（ｂ）に示すように、ビーム幅８．５°の指向性ビームを形成して指向性ビーム送受信を行う。このように、素子数の多いアレイアンテナを複数セクタ＃１及び＃２間で共有することにより指向性ビームの水平ビームパタンの狭ビーム化を図ることができ、干渉抑圧効果を向上することが可能となる。
【００２７】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る指向性ビーム送受信を適用する基地局装置構成における共通チャネルの水平ビームパタン及びスクランブル符号の一例を示す。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、本実施形態において共通チャネルは、アレイアンテナとは別にセクタ＃１及び＃２毎に設置するセクタアンテナにより送信し、このセクタアンテナのビームパタンは６０°ビームとし、セクタ＃１及び＃２毎に固有のスクランブル符号＃１及び＃２を割り当ててセクタ送信することを特徴とする。
【００２９】
また、本実施形態では、複数のセクタ＃１及び＃２のそれぞれに送信される共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ ＰＩｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ）の受信品質（例えば受信信号電力）を移動局ＭＳ側で測定し、最も受信品質の良いセクタを在圏セクタとして選択する。具体的には、移動局ＭＳで共通パイロットチャネルの受信品質の測定を行い、この受信品質測定結果を基地局ＢＳを通して無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２に通知し、ＲＮＣ２において在圏セクタを決定する。
【００３０】
ＲＮＣ２では、各ＭＳの個別チャネルに在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当て、これに基づいて、基地局ＢＳでは、図３（ｂ）に示すように、下りリンクにおいて各ユーザに対して在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当てた個別チャネルを指向性ビーム送信する。
【００３１】
さらに、本実施形態では、図４に示すように、ユーザ（移動局ＭＳ）がアレイアンテナを共有するセクタ＃１からセクタ＃２に移動する場合は、共通パイロットチャネルの受信品質に基づいてユーザの在圏セクタが切り替わったと検出されたときに、ＲＮＣ２においてスクランブル符号＃１から＃２へと切り替える。このとき、指向性ビームのアンテナウエイトは、スクランブル符号の切り替えを意識することなく連続的に更新される。
【００３２】
（指向性ビーム通信システムの構成）
図５は、第２実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、移動局ＭＳは、基地局ＢＳから送信される共通チャネルや個別チャネルを受信する受信部３１と、受信した共通チャネルの受信品質を測定する受信品質測定部３２と、受信品質測定部３２による測定結果を送信部３４から基地局ＢＳを介して無線制御装置ＲＮＣに通知する通知部３３を有している。
【００３３】
ＲＮＣ２は、各基地局ＢＳと有線伝送路を通じてデータを送受信する通信部２１と、移動局ＭＳから通知された受信品質に基づいて各移動局ＭＳの在圏位置を特定する在圏位置特定部２２と、特定された在圏位置に基づいて、スクランブル符号を割り当てるスクランブル符号割当部２３とを備えている。このスクランブル符号割当部２３により割り当てられたスクランブル符号は、通信部２１を通じて、各基地局ＢＳに通知される。
【００３４】
基地局ＢＳは、アレイアンテナ１４に指向性ビーム送受信を行わせるとともに、アレイアンテナ１４の共有を制御するアレイアンテナ制御部１１と、セクタアンテナ１５を制御するセクタアンテナ制御部１２と、有線伝送路を通じてＲＮＣ２とデータの送受信を行う通信部１３と、移動局ＭＳが在圏するセクタに割り当てられた固有のスクランブル符号により拡散変調する拡散変調部１７とを備えている。
【００３５】
上記セクタアンテナ１５は、アレイアンテナ１４とは別途独立に設けられ、複数のセクタ毎に１又は複数対応させて設置されるアンテナであり、このセクタアンテナ１５を介して共通チャネルの送受信が行われる。
【００３６】
（指向性ビーム通信システムの動作）
図６は、スクランブル符号切替制御の処理を示すフロー図である。同図に示すように、先ず、移動局ＭＳがセクタ＃１〜＃２へ移動した際（Ｓ１０１）、移動局ＭＳの受信品質測定部３２により、各セクタの共通パイロットチャネルの受信信号電力を測定する（Ｓ１０２）。この測定結果は、移動局ＭＳの通知部３３から基地局ＢＳを通じて、無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２の通信部２１に通知される（Ｓ１０３）。
【００３７】
この通知を受けた無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２では、在圏位置特定部２２により、各移動局ＭＳの受信信号電力測定結果に基づいて、在圏エリアを判定し（Ｓ１０４）、スクランブル符号割当部２３により、在圏エリアに固有のスクランブル符号を割当て、通信部２１を介して、各基地局ＢＳに通知する（Ｓ１０５）。この無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２からの通知を受けた基地局ＢＳは、拡散変調部１７によって、ＲＮＣより通知されたスクランブル符号を用いて拡散変調し、アレイアンテナ制御部１１により、アレイアンテナ１４の共有を制御し、個別チャネルを指向性ビーム送信する（Ｓ１０６）。
【００３８】
（指向性ビーム通信システムによる作用・効果）
この第２実施形態に係る指向性ビーム通信システムによれば、アレイアンテナ１４を複数セクタ間で共有することにより、１セクタ当たりに使用するアンテナ素子数を増大することができ、この結果、指向性ビームの狭ビーム化を図り、干渉抑圧効果を向上することができる。
【００３９】
上記発明においては、移動局ＭＳの受信品質測定部３２において、共通チャネルの受信品質を測定し、この測定結果に基づいて、ＲＮＣにおいて、移動局ＭＳの在圏位置を特定し、特定された在圏位置に基づいて、アレイアンテナ１４の共有を制御するため、移動局ＭＳの受信環境に応じて、効率的に指向性ビーム送受信を行うことができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、共通チャネルを、アレイアンテナ１４とは別途独立に設けられたセクタアンテナ１５を介して送受信するため、共通チャネルと、個別チャネルとを異なるビームパタンとして制御することが可能となり、通信環境に応じて、多種多様な指向性ビームの制御を実現することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、各セクタに固有のスクランブル符号を割り当てるため、隣接するセクタ間でアレイアンテナ１４を共有する場合であっても、チャネライゼーション符号が不足することがなく、移動局ＭＳに割り当てるチャネル数を相当数確保することが可能となる。
【００４２】
［第３実施形態］
次いで、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、基地局ＢＳにおいてアレイアンテナを用いて受信される上り受信信号を用いて各移動局ＭＳからの信号について、到来方向（ＤＯＡ：Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）推定を行い、このＤＯＡ推定値に基づいてＭＳの在圏セクタを判定する。
【００４３】
具体的には、基地局ＢＳで、各移動局ＭＳのＤＯＡ推定を行い、この測定結果をＲＮＣに通知し、ＲＮＣにおいて在圏セクタを決定する。ＲＮＣでは、各ＭＳの個別チャネルに在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当てる。そして、基地局ＢＳでは、下りリンクにおいて各ユーザに対して在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当てた個別チャネルを指向性ビーム送信する。
【００４４】
ここで、ＤＯＡ推定方法は、例えば、ＢＳにおいてアレイアンテナのメインローブを全方向に渡って単位ステップ角（例えば１°）毎に走査し、アレイ合成後受信電力が最も大きくなる方向をＤＯＡ推定値として求める。
【００４５】
また、該ユーザがアレイアンテナを共有するセクタ＃１からセクタ＃２に移動する場合は、ＤＯＡ推定により求めた移動局ＭＳからの上り送信信号のＤＯＡが、予め定めたアレイアンテナを共有するセクタ間のエリア境界に相当する方向（角度）を超えたときに、ＢＳからＲＮＣにＤＯＡ情報を通知し、ＲＮＣにおいてスクランブル符号を切り替える。
【００４６】
（指向性ビーム通信システムの構成）
図７は、本実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態において、移動局ＭＳは、特段の構成を有する必要はなく、公知の装置により実現することができる。
【００４７】
基地局ＢＳは、アレイアンテナ１４に指向性ビーム送受信を行わせるとともに、アレイアンテナ１４の共有を制御するアレイアンテナ制御部１１と、各移動局ＭＳからの信号の到来方向を推定するＤＯＡ推定部１６と、有線伝送路を通じてＲＮＣ２とデータの送受信を行う通信部１３と、移動局ＭＳが在圏するセクタに割り当てられた固有のスクランブル符号により拡散変調する拡散変調部１７とを備えている。
【００４８】
ＲＮＣ２は、各基地局ＢＳと有線伝送路を通じてデータを送受信する通信部２１と、基地局ＢＳから通知されたＤＯＡに基づいて各移動局ＭＳの在圏位置を特定する在圏位置特定部２２’と、特定された在圏位置に基づいて、スクランブル符号を割り当てるスクランブル符号割当部２３とを備えている。このスクランブル符号割当部２３により割り当てられたスクランブル符号は、通信部２１を通じて、各基地局ＢＳに通知される。
【００４９】
（指向性ビーム通信システムの動作）
図８は、本実施形態における、スクランブル符号切替制御の処理を示すフロー図である。同図に示すように、先ず、移動局ＭＳがセクタ＃１〜＃２へ移動した際（Ｓ２０１）、基地局ＢＳのＤＯＡ推定部１６により、移動局ＭＳの上り信号の到来方向を推定する（Ｓ２０２）。この推定結果は、各基地局ＢＳの通信部１３から無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２の通信部２１に通知される（Ｓ２０３）。
【００５０】
この通知を受けた無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２では、在圏位置特定部２２’により、基地局ＢＳから通知された到来方向情報に基づいて、各移動局ＭＳの在圏エリアを判定し（Ｓ２０４）、スクランブル符号割当部２３により在圏エリアに固有のスクランブル符号を割当て、この割り当てられたスクランブル符号を通信部２１を通じて各基地局ＢＳに通知する（Ｓ２０５）。この無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２からの通知を受けた基地局ＢＳは、拡散変調部１７によって、ＲＮＣより通知されたスクランブル符号を用いて拡散変調し、アレイアンテナ制御部１１により、アレイアンテナ１４の共有を制御し、個別チャネルを指向性ビーム送信する（Ｓ２０６）。
【００５１】
（指向性ビーム通信システムによる作用・効果）
この第３実施形態に係る指向性ビーム通信システムによれば、アレイアンテナ１４を複数セクタ間で共有することにより、１セクタ当たりに使用するアンテナ素子数を増大することができ、この結果、指向性ビームの狭ビーム化を図り、干渉抑圧効果を向上することができる。
【００５２】
特に、本実施形態では、ＤＯＡ推定部１６によって移動局ＭＳからの信号の到来方向を推定し、この推定結果に基づいて、移動局ＭＳの在圏位置を特定するため、移動局ＭＳ側の在圏位置をより精度良く特定することができ、移動局ＭＳの在圏位置に応じて、効率的に指向性ビーム送受信を行うことができる。
【００５３】
なお、本実施形態においても、各セクタに固有のスクランブル符号を割り当てるため、隣接するセクタ間でアレイアンテナ１４を共有する場合であっても、チャネライゼーション符号が不足することがなく、移動局ＭＳに割り当てるチャネル数を相当数確保することが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セクタ数の多いセクタ構成において、アレイアンテナを隣接する複数セクタ間で共有して用いることにより、ユーザーに割り当てる符号数を確保しつつ、指向性ビームの水平ビーム幅を狭ビーム化することができ、干渉抑圧特性を向上することが可能となる。結果として、移動通信方式のシステム容量を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に係る指向性ビーム送受信を適用する基地局装置構成における素子アンテナ及びアレイアンテナの水平ビームパタンを示す説明図である。
【図３】第２実施形態に係る水平ビームパタンを示す説明図である。
【図４】第２実施形態に係るアレイアンテナを共有するセクタ間のスクランブル符号切替制御を示す説明図である。
【図５】第２実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るスクランブル符号切替制御を示すフロー図である。
【図７】第３実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態に係るスクランブル符号切替制御を示すフロー図である。
【図９】従来のセクタ構成を示す説明図である。
【図１０】従来の下りリンクにおける送信ビームパタンを示す説明図である。
【図１１】従来の基地局の構成を示す説明図である。
【図１２】従来の指向性ビーム送受信を適用する基地局装置構成における素子アンテナ及びアレイアンテナの水平ビームパタンを示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ３…アレイアンテナ
ＢＳ１，ＢＳ２…基地局
ＭＳ…移動局
Ｓ１，Ｓ２…セル
＃１，＃２…セクタ
２…無線ネットワーク制御装置
１１…アレイアンテナ制御部
１２…セクタアンテナ制御部
１３…通信部
１４…アレイアンテナ
１５…セクタアンテナ
１６…ＤＯＡ推定部
１７…拡散変調部
２１…通信部
２２…在圏位置特定部
２３…スクランブル符号割当部
３１…受信部
３２…受信品質測定部
３３…通知部
３４…送信部
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムにおいて、特にアレイアンテナを用いる指向性ビーム送受信を適用する指向性ビーム通信システム、指向性ビーム通信方法、基地局及び制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動通信システムにおいては、複数の基地局をセル状に配置することによりサービスエリアを面的にカバーするセルラシステムが適用されている。このセルラシステムにおいては、さらに１セルを複数のセクタに分割し、セクタ毎に基地局アンテナを設置してサービスエリアを構成するセクタ構成が用いられる。現在の移動通信サービスでは、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように一般的に３セクタあるいは６セクタ構成が適用されている。
【０００３】
このような移動通信システムにおいて、他ユーザからの干渉電力を抑圧する技術として適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信技術がある。これは複数のアンテナを用いて送受信を行い、各アンテナの入力信号を適当な重み（ウエイト）に応じて合成することにより、送信信号に指向性を持たせ、他ユーザの送信電力との間における干渉電力を低減するものである。例えば、ＤＳ−ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）無線アクセス方式において、パイロットシンボルを用いるコヒーレント適応アンテナアレイダイバーシチ（ＣＡＡＡＤ：ＣｏｈｅｒｅｎｔＡｄａｐｔｉｖｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ）受信法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の移動通信システムにおいては、下りリンクについても、上りリンクで形成したビームパタンに、無線回路で生じる振幅・位相変動の補償を行った後、指向性ビーム送信を行う適応アンテナアレイ送信法がある。この方法では、下りリンクにおいて指向性ビーム送信を適用することにより、同一セクタ内の他ユーザ干渉電力及び他セル・セクタからの他ユーザ干渉電力を低減することが可能となる（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
移動通信システムにおいて、下りリンクにおけるチャネル構成は、大別して、各ユーザの個別の情報データを伝送するための個別チャネルと、全ユーザに共通の制御データを伝送するための共通チャネルがある。図１０（ａ）及び（ｂ）に適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信を適用するＢＳにおける、下りリンクにおける個別チャネル及び共通チャネルの送信ビームパタンの一例を示す。
【０００６】
同図（ａ）に示すように、指向性ビーム送信により、各ユーザの個別チャネルのビームを絞って送信することにより、ユーザ間の干渉電力を低減することができる。一方、制御情報を伝送するための共通チャネルはセクタ内の全てのユーザが受信できるようにする必要があることから、同図（ｂ）に示すように、無指向性ビームにより送信する。
【０００７】
【非特許文献１】
S.Tanaka,M.Sawahashi,and F.Adachi,"Pilot symbo1-assisted decision-directed coherent adaptive array diversity for DS-CDMA mobile radio reverse link,"IEICE Trans.Fundamentals,IEICE,Dec.1997,vol.E80-A, pp.2445-2454.
【０００８】
【非特許文献２】
H.Taoka,S.Tanaka,T,Ihara,and M.Sawahashi,"Adaptive antenna array transmit diversity in FDD forward link for WCDMA and broadband packet wirelessaccess,"IEEE Wireless Communications,U.S.A.,IEEE,April 2002, PP.2-10.
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の適応アンテナアレイによる指向性ビーム送受信を適用するＢＳにおいては、図１１（ａ）に示すように、適応アンテナアレイ送受信用のアレイアンテナＡ１〜Ａ３をセクタ＃１〜＃３毎に設置し、セクタ毎に独立にアンテナウエイトを生成して指向性ビーム送受信する構成となっている。一般に、基地局ＢＳアンテナの設置条件の制約により１セル当たりに設置可能なアンテナ数は制限される。
【００１０】
この従来の適応アンテナアレイでは、図１１（ｂ）に示すように、例えば、セクタ数が６以上（セクタ＃１〜＃６）となるような場合、図１２に示すように、６本の素子アンテナを波長の１／２倍の間隔で線形配置することにより、ビーム幅１７°の指向性ビームを形成して指向性ビーム送受信を行う。なお、ここでは、６セクタ構成とし、セクタ当たりのアレイアンテナ素子数が６の場合において、隣接する２セクタのみを示しており、素子アンテナの水平ビーム幅は６０°と仮定する。
【００１１】
ところが、このようにセクタ数が大きいときには、セクタ当たりのアレイアンテナ素子数が少なくなるためにアレイアンテナによる指向性ビームのビーム幅が広くなってしまい、結果として干渉抑圧効果が低減してしまうという問題がある。
【００１２】
また、特に無線アクセス方式として符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を用いる場合は、一般に下りリンクにおいて信号を送信する際に、セクタを識別するための各セクタに固有のスクランブル符号および各セクタ内のチャネルを識別するためのチャネライゼーション符号を用いて送信信号を拡散変調して送信する。このとき、チャネライゼーション符号としては一般に直交符号が用いられ、同一のスクランブル符号を用いるチャネル間ではチャネル間の直交性を保つことができるため、チャネル間で生じる干渉を小さく抑えることができる。
【００１３】
ここで、３セクタ構成の場合は、セクタあたりのアレイアンテナ素子数が比較的大きいためにアレイアンテナによる指向性ビームのビーム幅が狭くなるため、大きな干渉抑圧効果を得ることができる。
【００１４】
また、チャネライゼーション符号の拡散率がＮの場合は、チャネライゼーション符号数はＮ個であり、１セクタ内でＮ個以上のチャネルを収容する場合にはチャネライゼーション符号が不足してしまい、チャネル間の識別を行うために１セクタ内で複数のスクランブル符号を用いて通信を行う必要がある。しかしながら、同一セクタ内で複数のスクランブル符号が用いられる場合には、異なるスクランブル符号を割り当てられたチャネル間では互いに干渉を生じるため、システム容量が劣化してしまう問題がある。
【００１５】
一方、６セクタ構成の場合は、３セクタの場合に比較して１セクタ当たりのエリア面積が１／２となり、１セクタ当たりに収容するユーザ数は１／２倍となるため、チャネライゼーション符号が不足することはない。
【００１６】
しかしながら、前述のとおりセクタ当たりのアレイアンテナ素子数が少なくなるためにアレイアンテナによる指向性ビームのビーム幅が広くなってしまい、結果として干渉抑圧効果が低減してしまうという問題がある。
【００１７】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、隣接する複数セクタ間でアレイアンテナを共用して用いることにより、指向性ビーム送受信時のビーム幅を狭ビーム化し、干渉抑圧効果を向上してシステム容量を増大させるとともに、ユーザーに割り当てる符号数を確保することのできる指向性ビーム通信システム、指向性ビーム通信方法、基地局及び制御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局に対して通信を行う際に、隣接する複数のセクタ間でアレイアンテナを共用して指向性ビーム送受信を行う。
【００１９】
このような本発明によれば、アレイアンテナを複数セクタ間で共有することにより、１セクタ当たりに使用するアンテナ素子数を増大することができ、この結果、指向性ビームの狭ビーム化を図り、干渉抑圧効果を向上することができる。
【００２０】
上記発明においては、移動局側において、共通チャネルの受信品質を測定し、または、移動局からの信号の到来方向を推定し、この測定結果または推定結果に基づいて、移動局の在圏位置を特定し、各セクタに固有のスクランブル符号を割り当てることが好ましい。この場合には、移動局側の受信環境に応じて、セクタ毎に固有のスクランブル符号を割り当てるため、隣接するセクタ間でアレイアンテナを共有する場合であっても、移動局に割り当てるチャネル数を相当数確保することが可能となる。
【００２１】
上記発明において共通チャネルは、アレイアンテナとは別途独立に設けられ、複数のセクタ毎に１又は複数対応させて設置されるセクタアンテナを介して送受信することができる。この場合には、共通チャネルと、個別チャネルを異なるビームパタンとして制御することが可能となり、通信環境に応じて、多種多様な指向性ビームの制御を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る移動通信システムの構成を示す。同図に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、各セルに在圏する移動局ＭＳと、複数のセルＳ１及びＳ２毎に設置された基地局ＢＳ１及びＢＳ２と、各基地局ＢＳ１及びＢＳ２に接続された無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２により構成される。
【００２３】
無線ネットワーク無線制御装置ＲＮＣは、有線伝送路により、複数の基地局ＢＳ１やＢＳ２に接続されており、各基地局ＢＳ１，ＢＳ２に対して、各移動局ＭＳの位置登録管理や、スクランブル符号の割当等を行う。
【００２４】
基地局ＢＳ１及び２は、複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナを備えており、このアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、サービスエリア内の複数のセクタに在圏する移動局ＭＳに対して通信を行う。
【００２５】
本実施形態において、各アレイアンテナは、各セクタあたり６素子を有している。１セルあたりの全アレイアンテナ素子数は、６セクタ全体で３６本となっている。そして、特に、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、素子アンテナの水平ビーム幅は２セクタ＃１及び＃２をカバーする１２０°とし、各基地局ＢＳ１及びＢＳ２は、隣接する２セクタ＃１及び＃２において１２素子のアレイアンテナを共有している。
【００２６】
詳述すると、１２本の素子アンテナを波長の１／２倍の間隔で線形配置することにより、図２（ｂ）に示すように、ビーム幅８．５°の指向性ビームを形成して指向性ビーム送受信を行う。このように、素子数の多いアレイアンテナを複数セクタ＃１及び＃２間で共有することにより指向性ビームの水平ビームパタンの狭ビーム化を図ることができ、干渉抑圧効果を向上することが可能となる。
【００２７】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る指向性ビーム送受信を適用する基地局装置構成における共通チャネルの水平ビームパタン及びスクランブル符号の一例を示す。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、本実施形態において共通チャネルは、アレイアンテナとは別にセクタ＃１及び＃２毎に設置するセクタアンテナにより送信し、このセクタアンテナのビームパタンは６０°ビームとし、セクタ＃１及び＃２毎に固有のスクランブル符号＃１及び＃２を割り当ててセクタ送信することを特徴とする。
【００２９】
また、本実施形態では、複数のセクタ＃１及び＃２のそれぞれに送信される共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ ＰＩｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ）の受信品質（例えば受信信号電力）を移動局ＭＳ側で測定し、最も受信品質の良いセクタを在圏セクタとして選択する。具体的には、移動局ＭＳで共通パイロットチャネルの受信品質の測定を行い、この受信品質測定結果を基地局ＢＳを通して無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２に通知し、ＲＮＣ２において在圏セクタを決定する。
【００３０】
ＲＮＣ２では、各ＭＳの個別チャネルに在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当て、これに基づいて、基地局ＢＳでは、図３（ｂ）に示すように、下りリンクにおいて各ユーザに対して在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当てた個別チャネルを指向性ビーム送信する。
【００３１】
さらに、本実施形態では、図４に示すように、ユーザ（移動局ＭＳ）がアレイアンテナを共有するセクタ＃１からセクタ＃２に移動する場合は、共通パイロットチャネルの受信品質に基づいてユーザの在圏セクタが切り替わったと検出されたときに、ＲＮＣ２においてスクランブル符号＃１から＃２へと切り替える。このとき、指向性ビームのアンテナウエイトは、スクランブル符号の切り替えを意識することなく連続的に更新される。
【００３２】
（指向性ビーム通信システムの構成）
図５は、第２実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、移動局ＭＳは、基地局ＢＳから送信される共通チャネルや個別チャネルを受信する受信部３１と、受信した共通チャネルの受信品質を測定する受信品質測定部３２と、受信品質測定部３２による測定結果を送信部３４から基地局ＢＳを介して無線制御装置ＲＮＣに通知する通知部３３を有している。
【００３３】
ＲＮＣ２は、各基地局ＢＳと有線伝送路を通じてデータを送受信する通信部２１と、移動局ＭＳから通知された受信品質に基づいて各移動局ＭＳの在圏位置を特定する在圏位置特定部２２と、特定された在圏位置に基づいて、スクランブル符号を割り当てるスクランブル符号割当部２３とを備えている。このスクランブル符号割当部２３により割り当てられたスクランブル符号は、通信部２１を通じて、各基地局ＢＳに通知される。
【００３４】
基地局ＢＳは、アレイアンテナ１４に指向性ビーム送受信を行わせるとともに、アレイアンテナ１４の共有を制御するアレイアンテナ制御部１１と、セクタアンテナ１５を制御するセクタアンテナ制御部１２と、有線伝送路を通じてＲＮＣ２とデータの送受信を行う通信部１３と、移動局ＭＳが在圏するセクタに割り当てられた固有のスクランブル符号により拡散変調する拡散変調部１７とを備えている。
【００３５】
上記セクタアンテナ１５は、アレイアンテナ１４とは別途独立に設けられ、複数のセクタ毎に１又は複数対応させて設置されるアンテナであり、このセクタアンテナ１５を介して共通チャネルの送受信が行われる。
【００３６】
（指向性ビーム通信システムの動作）
図６は、スクランブル符号切替制御の処理を示すフロー図である。同図に示すように、先ず、移動局ＭＳがセクタ＃１〜＃２へ移動した際（Ｓ１０１）、移動局ＭＳの受信品質測定部３２により、各セクタの共通パイロットチャネルの受信信号電力を測定する（Ｓ１０２）。この測定結果は、移動局ＭＳの通知部３３から基地局ＢＳを通じて、無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２の通信部２１に通知される（Ｓ１０３）。
【００３７】
この通知を受けた無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２では、在圏位置特定部２２により、各移動局ＭＳの受信信号電力測定結果に基づいて、在圏エリアを判定し（Ｓ１０４）、スクランブル符号割当部２３により、在圏エリアに固有のスクランブル符号を割当て、通信部２１を介して、各基地局ＢＳに通知する（Ｓ１０５）。この無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２からの通知を受けた基地局ＢＳは、拡散変調部１７によって、ＲＮＣより通知されたスクランブル符号を用いて拡散変調し、アレイアンテナ制御部１１により、アレイアンテナ１４の共有を制御し、個別チャネルを指向性ビーム送信する（Ｓ１０６）。
【００３８】
（指向性ビーム通信システムによる作用・効果）
この第２実施形態に係る指向性ビーム通信システムによれば、アレイアンテナ１４を複数セクタ間で共有することにより、１セクタ当たりに使用するアンテナ素子数を増大することができ、この結果、指向性ビームの狭ビーム化を図り、干渉抑圧効果を向上することができる。
【００３９】
上記発明においては、移動局ＭＳの受信品質測定部３２において、共通チャネルの受信品質を測定し、この測定結果に基づいて、ＲＮＣにおいて、移動局ＭＳの在圏位置を特定し、特定された在圏位置に基づいて、アレイアンテナ１４の共有を制御するため、移動局ＭＳの受信環境に応じて、効率的に指向性ビーム送受信を行うことができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、共通チャネルを、アレイアンテナ１４とは別途独立に設けられたセクタアンテナ１５を介して送受信するため、共通チャネルと、個別チャネルとを異なるビームパタンとして制御することが可能となり、通信環境に応じて、多種多様な指向性ビームの制御を実現することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、各セクタに固有のスクランブル符号を割り当てるため、隣接するセクタ間でアレイアンテナ１４を共有する場合であっても、チャネライゼーション符号が不足することがなく、移動局ＭＳに割り当てるチャネル数を相当数確保することが可能となる。
【００４２】
［第３実施形態］
次いで、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、基地局ＢＳにおいてアレイアンテナを用いて受信される上り受信信号を用いて各移動局ＭＳからの信号について、到来方向（ＤＯＡ：Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）推定を行い、このＤＯＡ推定値に基づいてＭＳの在圏セクタを判定する。
【００４３】
具体的には、基地局ＢＳで、各移動局ＭＳのＤＯＡ推定を行い、この測定結果をＲＮＣに通知し、ＲＮＣにおいて在圏セクタを決定する。ＲＮＣでは、各ＭＳの個別チャネルに在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当てる。そして、基地局ＢＳでは、下りリンクにおいて各ユーザに対して在圏セクタに固有のスクランブル符号を割り当てた個別チャネルを指向性ビーム送信する。
【００４４】
ここで、ＤＯＡ推定方法は、例えば、ＢＳにおいてアレイアンテナのメインローブを全方向に渡って単位ステップ角（例えば１°）毎に走査し、アレイ合成後受信電力が最も大きくなる方向をＤＯＡ推定値として求める。
【００４５】
また、該ユーザがアレイアンテナを共有するセクタ＃１からセクタ＃２に移動する場合は、ＤＯＡ推定により求めた移動局ＭＳからの上り送信信号のＤＯＡが、予め定めたアレイアンテナを共有するセクタ間のエリア境界に相当する方向（角度）を超えたときに、ＢＳからＲＮＣにＤＯＡ情報を通知し、ＲＮＣにおいてスクランブル符号を切り替える。
【００４６】
（指向性ビーム通信システムの構成）
図７は、本実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態において、移動局ＭＳは、特段の構成を有する必要はなく、公知の装置により実現することができる。
【００４７】
基地局ＢＳは、アレイアンテナ１４に指向性ビーム送受信を行わせるとともに、アレイアンテナ１４の共有を制御するアレイアンテナ制御部１１と、各移動局ＭＳからの信号の到来方向を推定するＤＯＡ推定部１６と、有線伝送路を通じてＲＮＣ２とデータの送受信を行う通信部１３と、移動局ＭＳが在圏するセクタに割り当てられた固有のスクランブル符号により拡散変調する拡散変調部１７とを備えている。
【００４８】
ＲＮＣ２は、各基地局ＢＳと有線伝送路を通じてデータを送受信する通信部２１と、基地局ＢＳから通知されたＤＯＡに基づいて各移動局ＭＳの在圏位置を特定する在圏位置特定部２２’と、特定された在圏位置に基づいて、スクランブル符号を割り当てるスクランブル符号割当部２３とを備えている。このスクランブル符号割当部２３により割り当てられたスクランブル符号は、通信部２１を通じて、各基地局ＢＳに通知される。
【００４９】
（指向性ビーム通信システムの動作）
図８は、本実施形態における、スクランブル符号切替制御の処理を示すフロー図である。同図に示すように、先ず、移動局ＭＳがセクタ＃１〜＃２へ移動した際（Ｓ２０１）、基地局ＢＳのＤＯＡ推定部１６により、移動局ＭＳの上り信号の到来方向を推定する（Ｓ２０２）。この推定結果は、各基地局ＢＳの通信部１３から無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２の通信部２１に通知される（Ｓ２０３）。
【００５０】
この通知を受けた無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２では、在圏位置特定部２２’により、基地局ＢＳから通知された到来方向情報に基づいて、各移動局ＭＳの在圏エリアを判定し（Ｓ２０４）、スクランブル符号割当部２３により在圏エリアに固有のスクランブル符号を割当て、この割り当てられたスクランブル符号を通信部２１を通じて各基地局ＢＳに通知する（Ｓ２０５）。この無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２からの通知を受けた基地局ＢＳは、拡散変調部１７によって、ＲＮＣより通知されたスクランブル符号を用いて拡散変調し、アレイアンテナ制御部１１により、アレイアンテナ１４の共有を制御し、個別チャネルを指向性ビーム送信する（Ｓ２０６）。
【００５１】
（指向性ビーム通信システムによる作用・効果）
この第３実施形態に係る指向性ビーム通信システムによれば、アレイアンテナ１４を複数セクタ間で共有することにより、１セクタ当たりに使用するアンテナ素子数を増大することができ、この結果、指向性ビームの狭ビーム化を図り、干渉抑圧効果を向上することができる。
【００５２】
特に、本実施形態では、ＤＯＡ推定部１６によって移動局ＭＳからの信号の到来方向を推定し、この推定結果に基づいて、移動局ＭＳの在圏位置を特定するため、移動局ＭＳ側の在圏位置をより精度良く特定することができ、移動局ＭＳの在圏位置に応じて、効率的に指向性ビーム送受信を行うことができる。
【００５３】
なお、本実施形態においても、各セクタに固有のスクランブル符号を割り当てるため、隣接するセクタ間でアレイアンテナ１４を共有する場合であっても、チャネライゼーション符号が不足することがなく、移動局ＭＳに割り当てるチャネル数を相当数確保することが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セクタ数の多いセクタ構成において、アレイアンテナを隣接する複数セクタ間で共有して用いることにより、ユーザーに割り当てる符号数を確保しつつ、指向性ビームの水平ビーム幅を狭ビーム化することができ、干渉抑圧特性を向上することが可能となる。結果として、移動通信方式のシステム容量を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に係る指向性ビーム送受信を適用する基地局装置構成における素子アンテナ及びアレイアンテナの水平ビームパタンを示す説明図である。
【図３】第２実施形態に係る水平ビームパタンを示す説明図である。
【図４】第２実施形態に係るアレイアンテナを共有するセクタ間のスクランブル符号切替制御を示す説明図である。
【図５】第２実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るスクランブル符号切替制御を示すフロー図である。
【図７】第３実施形態に係る指向性ビーム通信システムの構成を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態に係るスクランブル符号切替制御を示すフロー図である。
【図９】従来のセクタ構成を示す説明図である。
【図１０】従来の下りリンクにおける送信ビームパタンを示す説明図である。
【図１１】従来の基地局の構成を示す説明図である。
【図１２】従来の指向性ビーム送受信を適用する基地局装置構成における素子アンテナ及びアレイアンテナの水平ビームパタンを示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ３…アレイアンテナ
ＢＳ１，ＢＳ２…基地局
ＭＳ…移動局
Ｓ１，Ｓ２…セル
＃１，＃２…セクタ
２…無線ネットワーク制御装置
１１…アレイアンテナ制御部
１２…セクタアンテナ制御部
１３…通信部
１４…アレイアンテナ
１５…セクタアンテナ
１６…ＤＯＡ推定部
１７…拡散変調部
２１…通信部
２２…在圏位置特定部
２３…スクランブル符号割当部
３１…受信部
３２…受信品質測定部
３３…通知部
３４…送信部
Claims (13)
- 複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局に対して通信を行う指向性ビーム通信システムであって、
隣接する複数のセクタ間で前記アレイアンテナを共用して前記指向性ビーム送受信を行うことを特徴とする指向性ビーム通信システム。 - 前記移動局側において、共通チャネルの受信品質を測定する受信品質測定部と、
前記受信品質測定部による測定結果を通知する通知部と、
前記通知部による通知に基づいて、前記移動局の在圏位置を特定する在圏位置特定部と、
前記移動局が在圏するセクタに固有のスクランブル符号を割り当てるスクランブル符号割当部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の指向性ビーム通信システム。 - 前記共通チャネルは、前記アレイアンテナとは別途独立に設けられ、前記複数のセクタ毎に１又は複数対応させて設置されるセクタアンテナを介して送受信されることを特徴とする請求項２に記載の指向性ビーム通信システム。
- 前記移動局からの信号の到来方向を推定する到来方向推定部と、
前記到来方向推定部による推定結果に基づいて、前記移動局の在圏位置を特定する在圏位置特定部と、
前記移動局が在圏するセクタに固有のスクランブル符号を割り当てるスクランブル符号割当部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の指向性ビーム通信システム。 - 複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局に対して通信を行う指向性ビーム通信方法であって、
隣接する複数のセクタ間で前記アレイアンテナを共用して前記指向性ビーム送受信を行うことを特徴とする指向性ビーム通信方法。 - 前記移動局側において、共通チャネルの受信品質を測定するステップ（１）と、
前記ステップ（１）による測定結果に基づいて、前記移動局の在圏位置を特定するステップ（２）と、
前記移動局が在圏するセクタに固有のスクランブル符号を割り当てるステップ（３）と
を有することを特徴とする請求項５に記載の指向性ビーム通信方法。 - 前記ステップ（１）において、共通チャネルは、前記アレイアンテナとは別途独立に設けられ、前記複数のセクタ毎に１又は複数対応させて設置されるセクタアンテナを介して送受信されることを特徴とする請求項６に記載の指向性ビーム通信方法。
- 前記移動局からの信号の到来方向を推定するステップ（１）と、
前記ステップ（１）による推定結果に基づいて、前記移動局の在圏位置を特定するステップ（２）と、
前記移動局が在圏するセクタに固有のスクランブル符号を割り当てるステップ（３）と
を有することを特徴とする請求項５に記載の指向性ビーム通信方法。 - 複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局に対して通信を行う基地局であって、
隣接する複数のセクタ間で前記アレイアンテナを共用して前記指向性ビーム送受信を行うことを特徴とする基地局。 - 前記移動局側において測定された共通チャネルの受信品質を取得する通信部と、
前記アレイアンテナに指向性ビーム送受信を行わせるアレイアンテナ制御部と、
前記通信部による取得結果に基づいて特定された前記移動局の在圏位置に基づいて、前記移動局が在圏するセクタに割り当てられた、該セクタに固有のスクランブル符号により拡散変調する拡散変調部と
を有することを特徴とする請求項９に記載の基地局。 - 前記共通チャネルは、前記アレイアンテナとは別途独立に設けられ、前記複数のセクタ毎に１又は複数対応させて設置されるセクタアンテナを介して送受信されることを特徴とする請求項１０に記載の基地局。
- 前記移動局からの信号の到来方向を推定する到来方向推定部と、
前記アレイアンテナに指向性ビーム送受信を行わせるアレイアンテナ制御部と、
前記到来方向推定部による推定結果に基づいて特定された前記移動局の在圏位置に基づいて、前記移動局が在圏するセクタに割り当てられた、該セクタに固有のスクランブル符号により拡散変調する拡散変調部と
を有することを特徴とする請求項９に記載の基地局。 - 複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナによる指向性ビーム送受信により、複数のセクタにより構成されたサービスエリア内に在圏する移動局に対して通信を行う基地局を制御する制御装置であって、
前記移動局における受信品質、又は移動局からの信号の到来方向に基づいて前記移動局の在圏位置を特定する在圏位置特定部と、
前記移動局が在圏するセクタに固有のスクランブル符号を割り当てるスクランブル符号割当部と、
割り当てられたスクランブル符号を前記基地局に通知する通信部と
を有することを特徴とする制御装置。
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