JP2009021976A - 無線通信システム、無線基地局、移動局、および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムでの適応信号処理を有効に行うこと。
【解決手段】移動局１００と無線基地局１０とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、移動局１００は、無線基地局１０からの呼び出し信号を受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求を送信し、無線基地局１０は、リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムにおいて、移動局１００は、リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ無線基地局１０がリンクチャネル割当信号を送信するより前に所定信号を送信する送信部１２４と、無線基地局１０は、所定信号を受信する受信部２６と、受信した所定信号の既知部分を用いて適応信号処理を行うことにより重み値を算出する適応信号処理部３０と、を含むことを特徴とする無線通信システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム、無線基地局、移動局、および無線通信方法に関する。

昨今の移動体通信において、通信の安定化、高速化、収容ユーザ数の増化、などに対応するため、適応信号処理の技術を利用することが多く検討されている。

この適応信号処理技術には、ＡＡＡ（ａｄａｐｔｉｖｅ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ：アダプティブアレイアンテナ）又はＡＡＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ：アダプティブアンテナシステム）などアンテナ素子毎に得られる信号に重み付け合成するなどの信号処理を適応的に行う制御技術や、適応フィルタなどの遅延させた信号毎に重み付け合成するなどの信号処理を適応的に行う制御技術などが挙げられる。

アダプティブアレイアンテナなどの技術は、同一周波数及び同一タイミングにおける複数の通信相手を分離し通信を行う空間多重（ＳＤＭＡ： ｓｐａｃｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）を可能とする。

この空間多重の技術をＰＨＳなどのＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の通信方式に利用することにより通信チャネルの多重化を行うものが考案されている（特許文献１参照）。

この際、受信のアダプティブアレイアンテナにより得られた重み付けの値を送信時に用いることで、受信時と同様の利得で所望とする通信相手に送信を行うことが出来ることが一般に知られている。
特開２００１−２８５１８７号公報

前述のように受信時に得られた重み付けの値を送信時に用いることが有効である為には、重み値を得た受信時と送信時とで所望とする通信相手や他の妨害波源となる他の通信装置との間の電波伝搬環境が同じか近い環境であることが望まれる。

一方、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式では、各通信装置が受信を行う時刻と送信を行う時刻とが異なっており、送信時と受信時とで電波伝搬環境がある程度異なってしまう。

この電波伝搬環境の変化は、所望とする通信相手、妨害波源、通信を行おうとしている通信装置自体及び電波を反射吸収する物体などのそれぞれが移動する速度に応じた速さで変化する。

このため、アダプティブアレイアンテナなど適応信号処理を送信に対して行う場合、受信にて得た重み値などの制御情報が有効と思われる時間内に送信側に適用されなければならない。

このため、これまでは受信から送信までの時間間隔が短いやり取りが行われているとき、たとえば特許文献１の場合であればＰＨＳのトラフィックチャネル（ＴＣＨ）でのやり取り時であれば送信から受信まで２．５ミリ秒であり、移動局などの移動速度が一般の生活レベルであれば問題なく送信における適応信号処理を行うことが出来る。
しかし、通信装置間のやり取りにおける送受信間の時間間隔が前述に対し比較的大きい場合、例えば図１０従来のＰＨＳにおける割当スロット構造に示すような制御チャネル（ＣＣＨ：Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）のフレーム構造をとり、無線基地局と移動局とが１００ミリ秒毎に送信受信可能となるシステムでは、例えば図１１従来のＰＨＳにおける割当シーケンスに示すように、移動局からの上り（移動局送信＝Ｒｘ無線基地局受信）ＳＣＣＨ（図１１中ＳＣＣＨ１）によりＬＣＨ（リンクチャネル）確立要求を送信（Ｓ１１）し、無線基地局が割当処理を開始（Ｓ１２）、無線基地局では下り（無線基地局送信）ＳＣＣＨによりＬＣＨ割当を応答（Ｓ１３）するまでに最低９７．５ミリ秒（図１１中、ｎは０を含む自然数）掛って通信確立（Ｓ１４）に至っているが、この場合トラフィックチャネルにおけるやり取りに比べ非常に長い時間間隔となる為、電波伝搬環境の変化が大きくなり、無線基地局にて移動局への送信に対する適応信号処理、具体的にはアダプティブアレイアンテナの効果を得られる移動局の許容速度が非常に小さくなり、実用的ではない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、空間多重などの適応信号処理による通信品質に関して、より精度の高い適用を行い、通信品質改善の効果を十分に得られる無線通信システム、無線基地局、移動局、無線通信方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に関わる移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、移動局は、無線基地局からの呼び出し信号の受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求を送信し、無線基地局は、リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムにおいて、移動局は、リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ無線基地局がリンクチャネル割当信号を送信するより前に所定信号を送信する送信部と、無線基地局は、所定信号を受信する受信部と、受信した所定信号の既知部分を用いて重み値を算出する適応信号処理部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る無線基地局は、リンクチャネル確立要求信号に基づいて移動局から所定信号が送信されるか否かを判定する所定信号判定部をさらに備え、基地局受信部は、所定信号が送信されると判定された場合、所定信号を受信し、所定信号が送信されないと判定された場合、所定信号を受信する時間を他に開放する。

また、本発明に係る無線基地局は、所定信号判定部が所定信号が送信されると判定した場合に、リンクチャネル割当信号を所定時間後に送信できるか否か判定する送信判定部と、送信判定部がリンクチャネル割当信号を所定時間後には送信できないと判定した場合、移動局に所定信号の送信を停止させる停止信号を送信する停止信号送信部と、をさらに備え、移動局送信部は、停止信号により所定信号の送信を停止し、基地局受信部は、リンクチャネル割当信号を所定時間後には送信できないと判定された場合にも所定信号を受信する時間を他に開放する。

また、本発明に係る停止信号送信部は、停止信号に、当該無線基地局がリンクチャネル割当信号を送信できるタイミングを含めて送信し、移動局送信部は、当該送信できるタイミングの手前のタイミングで所定信号を送信し、基地局受信部は、当該送信できるタイミングの手前のタイミングに所定信号を受信する。

また、本発明に係る無線基地局は、適応信号処理部により得られた重み値に基づき、リンクチャネル割当信号に対し重み付けをする送信信号処理部を含む。

また、本発明に係る呼び出し信号は、ＰＨＳにおける一斉呼び出しチャネルであり、リンクチャネル確立要求信号は、ＰＨＳにおける、個別セル用チャネルによって移動局から無線基地局へ送信されるリンクチャネル確立要求であり、リンクチャネル割当信号はＰＨＳにおける、個別セル用チャネルによって無線基地局から移動局へ送信されるリンクチャネル割当であり、移動局ＩＤはＰＨＳにおけるＰＳ−ＩＤである、ことを特徴とする。

また、本発明に係る所定信号は、リンクチャネル確立要求信号の割当用情報をＰＨＳにおける同期ワードとすることを特徴とする。

また、本発明に係る所定信号は、移動局毎に異なる符号を少なくとも当該所定信号に含むことを特徴とする。

また、本発明に係る移動局は、移動局ごとに異なる移動局ＩＤを記憶する移動局記憶部を含み、移動局毎に異なる符号は、移動局ＩＤに基づき生成されること、を特徴とする。

また、本発明に係る移動局は、当該移動局の送信信号に符号拡散変調を行う符号拡散変調部を含み、無線基地局は、符拡散部により符号拡散変調された信号を受信し符号拡散復調を行う符号拡散復調部を含み、移動局毎に異なる符号は、移動局毎に異なる拡散符号に基づき符号拡散変調部にて生成され、無線基地局は、符号拡散復調部により所望とする移動局からの所定信号を復調すること、を特徴とする。

また、本発明に係る移動局は、移動局ごとに異なる移動局ＩＤを記憶する移動局記憶部を含み、符号拡散変調部は拡散符号を移動局ＩＤに基づき生成する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、移動局は、無線基地局からの呼び出し信号の受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求信号を送信し、無線基地局は、リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムの無線基地局において、無線基地局は、移動局がリンクチャネル確立要求信号の送信後かつ当該無線基地局がリンクチャネル割当信号を送信するより前に移動局が送信する所定信号を受信する基地局受信部と、受信した所定信号の既知部分を用いて重み値を算出する適応信号処理部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るリンクチャネル確立要求信号に基づいて移動局から所定信号が送信されるか否かを判定する所定信号判定部をさらに備え、基地局受信部は、所定信号が送信されると判定された場合、所定信号を受信し、所定信号が送信されないと判定された場合、所定信号を受信する時間を他に開放する。

また、本発明に係る移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、移動局は、無線基地局からの呼び出し信号を受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求信号を送信し、無線基地局は、リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムの移動局において、移動局は、リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ無線基地局がリンクチャネル割当信号を送信するより前に所定信号を送信する移動局送信部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、移動局は、無線基地局からの呼び出し信号を受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求信号を送信し、無線基地局は、リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムの無線通信方法において、移動局は、リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ無線基地局がリンクチャネル割当信号を送信するより前に所定信号を送信するステップと、無線基地局は、所定信号を受信するステップと、受信した所定信号の既知部分を用いて重み値を算出するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る無線基地局が受信したリンクチャネル確立要求信号に基づいて移動局が所定信号を送信するか否かを判定し、所定信号が送信されると判定された場合、所定信号を受信し、所定信号が送信されないと判定された場合、所定信号を受信する時間を他に開放する。

以上説明したように本発明の無線通信システムによれば、空間多重などの適応信号処理による通信品質に関して、より精度の高い適用を行い、通信品質改善の効果を十分に得ることが可能となる。

また、移動局の種別によって移動局が送信する信号を無線基地局が受信する時間を他に開放するため、当該受信するための時間を無駄にすることなく有効に利用することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成図である。図１に示されるように、無線通信システム１は、無線基地局１０と、複数の移動局１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｎとを含む。以下、各移動局に関して共通する内容に関しては、移動局１００と記載する。

無線基地局１０は、通信エリア５０内にある移動局１００と無線通信を行う。無線基地局１０は、アダプティブアレイ装置を含み構成され、複数の移動局と空間多重方式による無線通信を行うことができる。

移動局１００は、ＰＨＳ、携帯電話機等の移動体通信を行う情報端末である。本実施形態では、移動局１００と無線基地局１０とは、ＰＨＳ規格または拡張されたＰＨＳ規格に基づいて無線通信を行うこととする。そして、移動局１００と無線基地局１０とは、時分割多重方式（ＴＤＭＡ）と空間多重方式（ＳＤＭＡ）とにより多重化された通信フレームを用いて無線通信を行う。

具体的には、１つのＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割複信）フレームは、ＰＨＳ規格に従い、送信タイムスロットと受信タイムスロットの組からなる４つのタイムスロットに時分割多重される。また、各タイムスロットは、複数の個のチャネルに空間多重される。ここで、ある周波数におけるタイムスロットの１つを制御チャネル（ＣＣＨ）として用い、残りの周波数を通信チャネル（ＴＣＨ）として用いる。

図２は、無線基地局１０が有する機能を示した機能ブロック図である。図２に示されるように、無線基地局１０は、機能的な構成として、基地局無線部２０、適応信号処理部３０、基地局ベースバンド処理部４０、回線モデム部６０と基地局制御部７０を含む。各部は、無線基地局１０のハードウェアを用いて実現される機能である。以下、各部の詳細について説明する。

基地局無線部２０は、適応信号処理部３０からの変調信号の周波数帯域であるベースバンド（ＢＢ：Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ）或いは中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を無線信号の周波数へ変換し複数の基地局無線アンテナ２２それぞれに対して供給する基地局送信部２４と、複数の基地局無線アンテナ２２毎に受信した無線信号を適応信号処理部３０に送るために必要な電力まで増幅し搬送波信号の周波数からベースバンド或いは中間周波数に変換する基地局受信部２６と、により構成される。

基地局受信部２６は、後述する所定信号判定部７２移動局１００から所定信号が送信されると判定した場合、所定信号を受信し、所定信号が送信されないと判定した場合、所定信号を受信する時間を他に開放する。

また本実施形態において基地局受信部２６は、後述する送信判定部７４がＬＣＨ割当信号を所定時間後には送信できないと判定した場合にも所定信号を受信する時間を他に開放する。

適応信号処理部３０では、基地局受信部２６から基地局無線アンテナ２２毎に受信した無線信号を入力され、受信の適応信号処理を行い、基地局ベースバンド部４０へ出力する、受信・適応信号処理部３４と、基地局ベースバンド部４０から入力されたベースバンドの送信信号に、受信・適応信号処理部３４で得られた無線環境に関わる情報に基づき信号処理を行う、送信信号処理部３２と、により構成される。

具体的には、受信・適応信号処理部３４は、移動局より送信される所定信号に含まれる既知信号を用いて基地局無線アンテナ２２毎に異なる信号の位相などから、所望とする移動局からの信号に利得を得るよう基地局無線アンテナ２２からの信号毎に位相と振幅の重み付けを行う。これにより受信アダプティブアレイアンテナが構成される。またこの無線環境に関わる情報である重み付けの値を送信側のアンテナに対して行うことにより、所望とする通信相手である移動局に対する送信利得を得られる送信アダプティブアレイアンテナを構成する。

基地局ベースバンド処理部４０は、基地局変調部４２と基地局復調部４４とを含み、基地局変調部４２は、移動局に送信する下り（ダウンリンク：Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ）信号の変調処理を行う機能を有する。下り信号は、無線基地局１０が基地局制御部７０により生成した各種通信プロトコルを執り行う為に必要となる信号や、図示しない交換機から回線モデム部６０を経て受信した情報に基づいた信号である。こうして伝送された下り信号は、適応信号処理部３０を経て基地局無線部２０により、各移動局１００に対して送信される。

基地局復調部４４は、移動局から受信した上り（アップリンク：Ｕｐ Ｌｉｎｋ）信号の復調処理を行い移動局との通信状態に関する情報を取得する機能を有す。基地局復調部４４では適応信号処理部３０を経て入力された信号について復調処理を行う。復調された信号は、回線モデム部６０を経て、回線に送るべき通信情報は回線モデム部６０を介し回線側に伝送される。また移動局１００とのやり取りに関する情報は基地局制御部７０へ送られる。

回線モデム部６０は、無線基地局１０と交換機との間の通信における信号の変復調を行う。

基地局制御部７０は、プロセッサやメモリ等から構成され、信号処理により得られた情報に基づく処理を行うほか、無線基地局１０の各部を制御する機能を有する。

また本実施形態において、基地局制御部７０は、所定信号判定部７２、送信判定部７４、停止信号送信部７６としても機能する。

所定信号判定部７２は、移動局１００が送信したＬＣＨ確立要求信号に基づいて移動局１００から所定信号が送信されるか否かを判定する。

ＬＣＨ確立要求信号を送信した移動局が所定信号を送信しない移動局であれば、無線基地局１０の所定信号を受信する時間には所定信号が来ないこととなる。したがって、無線基地局１０の所定信号を受信するための時間を独占して所定信号を待ち受けていても所定信号は来ないため、当該受信するための時間が無駄になってしまう。

所定信号判定部７２を備える構成により、所定信号判定部７２が所定信号を送信する移動局でないと判定した場合、所定信号を受信する時間を他に開放するため、所定信号を受信するための時間を無駄にすることなく有効に利用することが可能となる。

送信判定部７４は、所定信号判定部７２が移動局１００から所定信号が送信されると判定した場合に、ＬＣＨ割当信号を所定時間後に送信できるか否か判定する。

停止信号送信部７６は、送信判定部７４がＬＣＨ割当信号を所定時間後には送信できないと判定した場合、移動局１００に所定信号の送信を停止させる停止信号を基地局送信部２４を介して送信する。

無線基地局１０が送信する呼び出し信号やＬＣＨ割当信号等の制御信号（ＬＣＣＨ：Logical Control Channel）は、一般的にスーパーフレームと呼ばれる無線通信システム１で使用するＬＣＣＨのスロット位置を指定する最小周期によって、送信スロットすなわち送信する時間（所定時間）が定められている。したがって、スーパーフレームの構成上無線基地局１０がＬＣＨ割当信号を所定時間に送信することができない場合がある。また、無線基地局１０と移動局１００間でキャリアセンスをしていない場合、＊＊＊＊等においてもＬＣＨ割当信号を所定時間に送信することができない場合がある。上述した諸般の理由により、所定信号を送信する移動局１００と無線通信を行う場合、無線基地局１０は所定信号を受信しつつもその直後の所定時間にＬＣＨ割当信号を送信できない場合が生じる。

そこで、送信判定部７４を備える構成により、所定信号を送信する移動局１００と無線通信を行う場合ＬＣＨ割当信号を送信できるか否かを判定することができ、ＬＣＨ割当信号を送信できないと判定した場合移動局１００に所定信号の送信を停止させる停止信号を送信することとなる。したがって移動局１００は無線基地局１０がＬＣＨ割当信号を送信できない場合に所定信号を送信することがなくなる。

また、基地局受信部２６は、ＬＣＨ割当信号を所定時間後には送信できないと判定された場合にも所定信号を受信する時間を他に開放するため、当該所定信号を受信する時間を無駄にすることなく有効に利用することが可能となる。

また、本実施形態において停止信号送信部７６は、停止信号に、当該無線基地局１０がＬＣＨ割当信号を送信できるタイミングを含めて送信する。

図３は、移動局１００が有する機能を示した機能ブロック図である。図３に示されるように、移動局１００は、機能的な構成として、移動局無線部１２０、移動局ベースバンド処理部１４０、アプリケーションインタフェイス部１６０と移動局制御部１７０と移動局記憶部１８０を含む。各部は、移動局１００のハードウェアを用いて実現される機能である。以下、各部の詳細について説明する。

移動局無線部１２０は、移動局ベースバンド部１４０からの変調信号の周波数帯域であるベースバンド（ＢＢ：Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ）或いは中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を無線信号の周波数へ変換し、移動局無線アンテナ１２２に対して供給する移動局送信部１２４と、移動局無線アンテナ１２２で受信した無線信号を移動局ベースバンド部１４０に送るために必要な電力まで増幅し搬送波信号の周波数からベースバンド或いは中間周波数に変換する移動局受信部１２６と、により構成される。

本実施形態において、移動局送信部１２４は、無線基地局１０の停止信号送信部７６から送信された停止信号を移動局受信部１２６が受信した場合所定信号の送信を停止する。

また移動局送信部１２４は、停止信号に含まれる無線基地局１０がＬＣＨ割当信号を送信できるタイミングの最も近い手前のタイミングに所定信号を送信する。

移動局ベースバンド処理部１４０は、移動局変調部１４２と移動局復調部１４４とを含み、移動局変調部１４２は、無線基地局１０に送信する上り信号の変調処理を行う機能を有する。上り信号は、移動局１００が移動局制御部１７０により生成した、無線基地局にて適応信号処理を行う際に必要となる所定信号や、各種通信プロトコルを執り行う為に必要となる信号のほか、アプリケーションインタフェイス部１６０から入力された図示しない移動局１００の装置に含まれる音声処理やデータパケット通信など上位のアプリケーションよりもたらされる情報に基づいた信号である。こうして伝送された上り信号は、無線部１２０により、移動局１００に対して送信される。

移動局復調部１４４では移動局無線部１２０を経て入力された信号について復調処理を行う。復調された信号は、移動局制御部１７０にて無線基地局との通信プロトコルを執り行う為に必要となる信号のほか、アプリケーションインタフェイス部１６０へ出力される図示しない移動局の装置に含まれる音声処理やデータパケット通信など上位のアプリケーションへ供給される情報のための信号となる。

アプリケーションインタフェイス部１６０は、移動局１００の装置に含まれる図示しない移動局の装置に含まれる音声処理やデータパケット通信など上位のアプリケーションに対し、無線信号の送受信により得られた情報をやり取りする。

移動局制御部７０は、プロセッサやメモリ等から構成され、信号処理により得られた情報に基づく処理を行うほか、移動局１００の各部を制御する機能を有する。

以下、本実施形態の無線通信システムにおけるフレーム構成及び、無線基地局対移動局のやり取りを示すシーケンス図を示すことで、本発明の動作手順について説明する。

図４は、本実施形態における、割当スロット構成を示す図である。

従来は図１０に示すように、移動局からのＬＣＨ確立要求が無線基地局に上りＳＣＣＨにより受信すると、無線基地局は最低９７．５ミリ秒後、一般的には９７．５＋１００ｎ（ｎは０を含む自然数）ミリ秒後に、下りＳＣＣＨによりＬＣＨ割当を行う。これに対し、図４に示す本発明における割当スロット構成では、無線基地局が下りＳＣＣＨによりＬＣＨ割当を行うタイミングに最も近い手前のタイミングで無線基地局が受信可能な上り信号受信可能となるタイミングである２．５ｍ秒前、移動局よりＬＣＨ確立要求を送信してからつまり一般的には９５．０＋１００ｎミリ秒後に再度移動局から所定信号を送信し、無線基地局はこのタイミングで所望信号を受信する。

前述の動作を図５に示す本発明における割当シーケンスを示す図にて説明すると、移動局は、事前に無線基地局からの呼び出し信号（ＰＨＳにおける一斉呼び出しＰＣＨ）を受信、又は移動局がユーザ操作などにより自発的動作に基づきＳＣＣＨ（以降ＳＣＣＨ１）によりＬＣＨ確立要求（Ｓ１）が行われ、これを無線基地局が受信することにより割当処理（Ｓ２）を開始する。一方、移動局は、無線基地局がＳＣＣＨによるＬＣＨ割当を送信する直前の無線基地局における受信タイミングとなるタイミングに所定信号となるＳＣＣＨ（以降ＳＣＣＨ２）によるＬＣＨ確立要求を送信する（Ｓ３）。このＳＣＣＨ２は、図５ではＬＣＨ確立要求（ＵＷ拡張メッセージ）としているが、この詳細は後に記述する。

所定信号であるＳＣＣＨ２を受信した無線基地局は、この信号に含まれる機知の信号（図５の例ではＵＷ）を利用し、適応信号処理例えばアダプティブアレイアンテナ処理を行いアンテナ毎の重み値（ウェイト）を計算（Ｓ４）する。

無線基地局は、この重み値を送信信号処理により送信信号に掛け、送信アダプティブアレイアンテナ（ＡＡＡ）を構成し、移動局へＳＣＣＨによるＬＣＨ割当を送信（Ｓ５）する。これにより無線基地局と移動局とは通信を確立（Ｓ６）する。

このようにする事により、従来制御信号のやり取りに対しては適応信号制御の有効性を得る事が難しかったのに対し、本発明に実施により、無線基地局がＳＣＣＨ２を受信した後ＬＣＨ割当を行うまでの時間経過を２．５ミリ秒から実施する事が出来、この結果として、無線基地局からのＬＣＨ割当などの制御信号に対しても送信アダプティブアレイアンテナを実施でき、移動局の移動に対する耐性もトラフィックチャネルにて実施されているアダプティブアレイアンテナと同等の性能を有する事が出来る。

図６は、本実施形態における、他の割当スロット構成を示す図である。

図６に示す割当スロット構成では、無線基地局１０が上りＳＣＣＨ１を受信し、当該受信したＳＣＣＨ１に基づいて下りＳＣＣＨによりＬＣＨ割当を行うタイミングを含めた停止信号を送信し、下りＳＣＣＨによりＬＣＨ割当を行う停止信号に基づいたタイミングに最も近い手前のタイミングで無線基地局が受信可能な上り信号受信可能となるタイミングである２．５ｍ秒前、移動局よりＬＣＨ確立要求を送信してからつまり一般的には９５．０＋１００ｎミリ秒後に再度移動局から所定信号を送信し、無線基地局はこのタイミングで所望信号を受信する。

図７は、本実施形態における、他の割当シーケンスを示す図であり、図８は、本実施形態における割当シーケンスを纏めたフローチャートである。ここでは、図６に示す動作を図７に示す割当シーケンスを示す図にて説明する。なお、上述した図４および図５に示す実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

まず、移動局１００は、事前に無線基地局１０からの呼び出し信号（ＰＨＳにおける一斉呼び出しＰＣＨ）を受信、又は移動局１００がユーザ操作などにより自発的動作に基づきＳＣＣＨ（以降ＳＣＣＨ１）によりＬＣＨ確立要求（Ｓ１）が行われ、無線基地局１０はＬＣＨ確立要求信号を受信し（Ｓ１００）割当処理（Ｓ２）を開始する。無線地基地局は、所定信号判定部において、受信したＬＣＨ確立要求信号に基づいて移動局１００から所定信号が送信されるか否かを判定する（Ｓ１０２）。

Ｓ１０２において、移動局１００から所定信号が送信されないと判定された場合、基地局受信部は、所定信号を受信する時間を他に開放する。

一方、Ｓ１０２において、移動局１００から所定信号が送信されると判定された場合、送信判定部が、ＬＣＨ割当信号を所定時間後に送信できるか否か判定する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４において、無線基地局がＬＣＨ割当信号を所定時間後には送信できないと判定された場合、停止信号送信部が移動局に所定信号の送信を停止させる停止信号を送信する（Ｓ１０６）。この際、基地局受信部は、ＬＣＨ割当信号を所定時間後には送信できないと判定された場合にも所定信号を受信する時間を他に開放する。

一方、移動局は、停止信号に含まれる無線基地局がＳＣＣＨによるＬＣＨ割当を送信できるタイミングの直前の無線基地局における受信タイミングとなるタイミングに所定信号となるＳＣＣＨ（以降ＳＣＣＨ２）によるＬＣＨ確立要求を送信する（Ｓ１０８）。

所定信号であるＳＣＣＨ２を受信した無線基地局は、この信号に含まれる機知の信号を利用し、適応信号処理例えばアダプティブアレイアンテナ処理を行いアンテナ毎の重み値（ウェイト）を計算（Ｓ４）する。

無線基地局は、この重み値を送信信号処理により送信信号に掛け、送信アダプティブアレイアンテナ（ＡＡＡ）を構成し、移動局へＳＣＣＨによるＬＣＨ割当を送信（Ｓ５）する。これにより無線基地局と移動局とは通信を確立（Ｓ６）する。

無線基地局が所定信号を送信できる移動局からＬＣＨ確立要求信号を受信したにもかかわらず、ＬＣＨ割当信号を所定時間後には送信できない場合、所定時間の手前に移動局から送信される所定信号を受信する必要はない。したがって、上述した送信判定部を備える構成により、所定信号を送信する移動局１００と無線通信を行う場合ＬＣＨ割当信号を送信できるか否かを判定することができ、ＬＣＨ割当信号を送信できないと判定した場合移動局１００に所定信号の送信を停止させる停止信号を送信することとなる。したがって移動局１００は無線基地局１０がＬＣＨ割当信号を送信できない場合に所定信号を送信することがなくなる。

また、基地局受信部２６は、ＬＣＨ割当信号を所定時間後には送信できないと判定された場合にも所定信号を受信する時間を他に開放するため、当該所定信号を受信する時間を無駄にすることなく有効に利用することが可能となる。

さらに停止信号送信部７６は、停止信号に当該無線基地局１０がＬＣＨ割当信号を送信できるタイミングを含めて送信するため、確実に無線基地局１０がＬＣＨ割当信号を送信できるタイミングを移動局は確認することができる。したがって、当該ＬＣＨ割当を送信できるタイミングの直前の無線基地局における受信タイミングとなるタイミングに所定信号となるＳＣＣＨ（以降ＳＣＣＨ２）によるＬＣＨ確立要求を送信することが可能となる。

図９は、前述のＳＣＣＨ２により移動局より送信される所定信号の例を示したものである。図９上部のフレームフォーマット通常無線基地局よりＬＣＨ確立要求を送信する際に用いるフレームフォーマットである。図６下部のフレームフォーマットが、本発明により用いられる所定信号のフレームフォーマットの例である。この例では、通常ＬＣＨ確立要求を行う際移動局が無線基地局へ向け割当用情報について、移動局が前述のＳＣＣＨ２で送信するタイミングで既に無線基地局内で割当処理を開始していることから、この割当情報を改めて必要としないことに基づき、この部分をＵＷに置き換え、このことにより無線基地局にとって機知の信号を受信することが出来ることとなる。

なお、図９の例ではＵＷを用いたが、前述のとおり無線基地局は既に移動局よりＬＣＨ確立要求を受信していることから、移動局毎に割り振られ移動局が有する記憶部あらかじめ記憶されている移動局固有となる移動局ＩＤ（ＰＨＳではＰＳ−ＩＤ）をＳＣＣＨ１によるＬＣＨ確立要求の段階で無線基地局に伝えておくことにより、ＳＣＣＨ２移動局ＩＤの基づく情報を含ませることにより、所望としない移動局からの送信が無線上で混信しても、無線基地局側で所望とする移動局からの所定信号を識別することが出来るようにしても良い。

また、移動局は送信する信号に符号拡散を行う図示しない符号拡散変調部を更に含み、また無線基地局は受信した信号に符号逆拡散を行う図示しない符号拡散復調部を更に含み、移動局ＩＤやその他あらかじめＳＣＣＨ１などにより所望とする移動局と無線基地局との間で取り決められ機知となった拡散符号を用いることにより、前述のＳＣＣＨ２による信号を移動局は符号拡散偏重部により符号拡散した上で送信し、この信号を受信した無線基地局は符号拡散復調部で符号逆拡散を行いＳＣＣＨ２を得ることにより、所望としない移動局からの送信が無線上で混信しても識別した上、拡散利得による所望の信号の増幅と所望としない信号の抑圧を行うことで、より高い所定信号の識別をすることが出来るようにしても良い。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、本明細書の無線通信方法における各工程は、必ずしもシーケンス図およびフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしてもよい。

本発明は、無線通信システム、無線基地局、移動局および無線通信方法に利用することができる。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成図である。 無線基地局が有する機能を示した機能ブロック図である。 移動局が有する機能を示した機能ブロック図である。 本実施形態にかかる割当スロット構成を示す図である。 本実施形態にかかる割当シーケンスを示す図である。 本実施形態にかかる他の割当スロット構成を示す図である。 本実施形態にかかる他の割当シーケンスを示す図である。 本実施形態にかかる割当シーケンスを纏めたフローチャートである。 本発明実施形態にかかる所定信号のフレーム変更例を示す図である。 従来のＰＨＳにおける割当スロット構成を示す図である。 従来のＰＨＳにおける割当シーケンスを示す図である。

符号の説明

１ 無線通信システム１、 無線基地局、２０ 基地局無線部（無線基地局）、２２ 基地局無線アンテナ（無線基地局）、２４ 基地局送信部（無線基地局）、２６ 基地局受信部（無線基地局）、３０ 適応信号処理部（無線基地局）、３２ 送信信号処理部（無線基地局）、３４ 受信・適応信号処理部（無線基地局）、４０ 基地局ベースバンド処理部（無線基地局）、４２ 基地局変調部（無線基地局）、４４ 復基地局調部（無線基地局）、５０ 通信エリア、６０ 回線モデム部（無線基地局）、７０ 基地局制御部（無線基地局）、７２ 所定信号判定部、７４ 送信判定部、７６ 停止信号送信部１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｎ 移動局、１２０ 移動局無線部（移動局）、１２２ 移動局無線アンテナ（移動局）、１２４ 移動局送信部（移動局）、１２６ 移動局受信部（移動局）、１４０ 移動局ベースバンド処理部（移動局）、１４２ 移動局変調部（移動局）、１４４ 移動局復調部（移動局）、１６０ アプリケーションインタフェイス部（移動局）、１７０ 移動局制御部（移動局）、１８０ 移動局記憶部

Claims (16)

1. 移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、
   前記移動局は、前記無線基地局からの呼び出し信号の受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求を送信し、
   前記無線基地局は、前記リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムにおいて、
   前記移動局は、前記リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ前記無線基地局が前記リンクチャネル割当信号を送信するより前に所定信号を送信する移動局送信部と、
   前記無線基地局は、前記所定信号を受信する基地局受信部と、
   受信した前記所定信号の既知部分を用いて重み値を算出する適応信号処理部と、
   を含むことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記無線基地局は、前記リンクチャネル確立要求信号に基づいて前記移動局から前記所定信号が送信されるか否かを判定する所定信号判定部をさらに備え、
   前記基地局受信部は、前記所定信号が送信されると判定された場合、所定信号を受信し、前記所定信号が送信されないと判定された場合、所定信号を受信する時間を他に開放することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線基地局は、
   前記所定信号判定部が前記所定信号が送信されると判定した場合に、前記リンクチャネル割当信号を所定時間後に送信できるか否か判定する送信判定部と、
   前記送信判定部が前記リンクチャネル割当信号を所定時間後には送信できないと判定した場合、前記移動局に前記所定信号の送信を停止させる停止信号を送信する停止信号送信部と、
   をさらに備え、
   前記移動局送信部は、前記停止信号により所定信号の送信を停止し、
   前記基地局受信部は、前記リンクチャネル割当信号を所定時間後には送信できないと判定された場合にも所定信号を受信する時間を他に開放することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記停止信号送信部は、停止信号に、当該無線基地局がリンクチャネル割当信号を送信できるタイミングを含めて送信し、
   前記移動局送信部は、前記送信できるタイミングの手前のタイミングで所定信号を送信し、
   前記基地局受信部は、前記送信できるタイミングの手前のタイミングに所定信号を受信することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記無線基地局は、前記適応信号処理部により得られた重み値に基づき、前記リンクチャネル割当信号に対し重み付けをする送信信号処理部を含む請求項１記載の無線通信システム。
6. 前記呼び出し信号は、ＰＨＳにおける一斉呼び出しチャネルであり、
   前記リンクチャネル確立要求信号は、ＰＨＳにおける、個別セル用チャネルによって移動局から無線基地局へ送信されるリンクチャネル確立要求であり、
   前記リンクチャネル割当信号はＰＨＳにおける、個別セル用チャネルによって無線基地局から移動局へ送信されるリンクチャネル割当であり、
   前記移動局ＩＤはＰＨＳにおけるＰＳ−ＩＤである、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記所定信号は、前記リンクチャネル確立要求信号の割当用情報をＰＨＳにおける同期ワードとすることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の無線通信システム。
8. 前記所定信号は、前記移動局毎に異なる符号を少なくとも該所定信号に含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の無線通信システム。
9. 前記移動局は、前記移動局ごとに異なる移動局ＩＤを記憶する移動局記憶部を含み、
   前記移動局毎に異なる符号は、前記移動局ＩＤに基づき生成されること、を特徴とする請求項１乃至請求項６及び請求項８に記載の無線通信システム。
10. 前記移動局は、該移動局の送信信号に符号拡散変調を行う符号拡散変調部を含み、
    前記無線基地局は、前記符拡散部により符号拡散変調された信号を受信し符号拡散復調を行う符号拡散復調部を含み、
    前記移動局毎に異なる符号は、移動局毎に異なる拡散符号に基づき前記符号拡散変調部にて生成され、
    前記無線基地局は、前記符号拡散復調部により所望とする移動局からの前記所定信号を復調すること、
    を特徴とする請求項１乃至請求項６及び請求項８に記載の無線通信システム。
11. 前記移動局は、前記移動局ごとに異なる移動局ＩＤを記憶する移動局記憶部を含み、
    前記符号拡散変調部は前記拡散符号を前記移動局ＩＤに基づき生成する、ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
12. 移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、
    前記移動局は、前記無線基地局からの呼び出し信号の受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求信号を送信し、
    前記無線基地局は、前記リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムの無線基地局において、
    前記無線基地局は、前記移動局が前記リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ該無線基地局が前記リンクチャネル割当信号を送信するより前に前記移動局が送信する所定信号を受信する基地局受信部と、
    受信した前記所定信号の既知部分を用いて重み値を算出する適応信号処理部と、
    を含むことを特徴とする無線基地局。
13. 前記リンクチャネル確立要求信号に基づいて前記移動局から前記所定信号が送信されるか否かを判定する所定信号判定部をさらに備え、
    前記基地局受信部は、前記所定信号が送信されると判定された場合、所定信号を受信し、前記所定信号が送信されないと判定された場合、所定信号を受信する時間を他に開放することを特徴とする請求項１２に記載の無線基地局。
14. 移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、
    前記移動局は、前記無線基地局からの呼び出し信号の受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求信号を送信し、
    前記無線基地局は、前記リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムの移動局において、
    前記移動局は、前記リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ前記無線基地局が前記リンクチャネル割当信号を送信するより前に所定信号を送信する移動局送信部と、
    を含むことを特徴とする移動局。
15. 移動局と無線基地局とがＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式による通信を行い、
    前記移動局は、前記無線基地局からの呼び出し信号の受信又は移動局からの自発的動作に基づき、リンクチャネル確立要求信号を送信し、
    前記無線基地局は、前記リンクチャネル確立要求信号を受信することにより所定時間後にリンクチャネル割当信号を送信する、無線通信システムの通信方法において、
    前記移動局は、前記リンクチャネル確立要求信号の送信後かつ前記無線基地局が前記リンクチャネル割当信号を送信するより前に所定信号を送信するステップと、
    前記無線基地局は、前記所定信号を受信するステップと、
    受信した前記所定信号の既知部分を用いて重み値を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。
16. 前記無線基地局が受信した前記リンクチャネル確立要求信号に基づいて前記移動局が所定信号を送信するか否かを判定し、
    前記所定信号が送信されると判定された場合、所定信号を受信し、
    前記所定信号が送信されないと判定された場合、所定信号を受信する時間を他に開放することを特徴とする請求項１５に記載の無線通信方法。

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