CN100534209C - 分配时隙的方法及使用其的基站装置 - Google Patents

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Abstract

处理单元执行自适应阵列信号处理。调制解调器单元执行调制和解调处理。导出单元得到信号强度作为多个半速率格式的终端装置之间的无线通信质量。控制单元向多个半速率格式的终端装置分配时隙，以与基站装置进行通信。控制单元从多个半速率的终端装置中选择其间信号强度差异较小的两个终端装置，然后将具有预定关系的时隙分配给这些选中的终端装置。

Description

分配时隙的方法及使用其的基站装置
技术领域
本发明涉及时隙分配技术，具体地说，涉及一种向终端装置分配时隙以进行通信的方法，还涉及一种使用所述方法的基站装置。
背景技术
在无线通信中，一般都希望有效地利用频率资源。这种需要随着蜂窝电话系统以及第二代无绳电话系统的广泛使用正在大大增长。满足这种需要的技术之一是空间复用。空间复用是通过调整天线的方向性模式来使用相同频率及相同定时与多个终端装置进行通信的技术。在这种空间复用方案中，利用天线的方向性模式(directivitypattern)来分离多个终端装置的信号。并且在形成这种方向性模式时，使用自适应阵列天线技术。
一般而言，自适应阵列天线技术在下述两种情形中由于天线方向性模式对多个终端装置的信号分离的不充分而导致通信质量恶化。第一种情形是至少两个终端装置大概位于同一方向。在这种情形中，变得难以利用方向性模式的差异来分离这两个终端装置的信号。第二种情形是从至少两个终端装置接收到的信号之间的强度比大到一定程度。在这种情形中，因为信号强度比大于天线增益比，所以变得难以分离这两个终端装置的信号(例如，见下列相关技术列表中参考文献(1))。
相关技术列表
(1)日本专利申请早期公开No.2002-77980
在蜂窝电话系统或第二代无绳电话系统中，改进频率利用效率的技术之一是使用音频通信呼叫的半速率。例如，在第二代无绳电话系统的情形中，基站装置通过向终端装置分配一帧中所包括的多个时隙中的一个时隙，来执行与该终端装置的语音通信。同样，通过这种单个时隙的分配，基站装置实现了与终端装置之间速度为32kbps的传输。使用语音通信呼叫的半速率等于使传输速度为16kbps。在这种情形中，基站装置在两帧中向终端装置分配一个时隙。结果，基站装置可以向另一终端装置分配最初应该分配给同一终端装置的另一时隙。结果，可以执行音频通信的终端装置数目加倍。通过使用四分之一速率而不是半速率，可以进一步改进频率利用效率。
在这些情形中，发明人得到如下理解。空间复用和半速率编码的组合可以有效地改进频率利用效率。然而，对于这种组合，可能存在这样的情形：全速率终端装置和半速率终端装置被空间复用在相同时隙中。例如，基站装置可以在每一帧中向全速率格式的第一终端装置分配一个时隙，并且还可以将同一时隙交替分配给半速率格式的第二终端装置和第三终端装置。在这种情形中，第一终端装置和第二终端装置在给定帧的时隙中经历空间复用，并且第一终端装置和第三终端装置可以在随后一帧的这一时隙中经历空间复用。并且，如果基站装置在这种设置中不能分离来自第一终端装置的信号与来自第三终端装置的信号，则涉及这些终端装置的通信质量恶化。此外，即使实现了第一终端装置和第二终端装置的空间复用，第三终端装置的存在也不会允许将全速率格式的第一终端装置分配到所述时隙，由此使得使用这一时隙的空间复用变为不可能。结果，将不会改进频率利用效率。
发明内容
鉴于前述环境，做出了本发明，并且本发明的目的是提供这样一种分配时隙的方法：即使逐帧切换要分配到给定时隙的终端装置，也能减小对要空间复用在该时隙中的终端装置造成的不利影响，并且本发明的目的还要提供一种使用这种方法的基站装置。
为了解决上述问题，根据本发明优选实施例的基站装置包括：通信单元，其利用连续排列的多个帧中的每一帧所包含的多个时隙来分别与多个终端装置进行通信；导出单元，其分别得出所述基站装置与所述多个终端装置之间的无线通信质量；以及分配单元，其以如下方式来分别向所述多个终端装置分配时隙：将所述连续排列的多个帧中的不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述多个终端装置中其间无线通信质量差异小的至少两个终端装置。
“无线通信质量”包含通信质量本身(例如，误差率)以及对通信质量影响大的因素(例如，信号强度和延迟扩展)。“其间无线通信质量差异小”意味着在比较至少两个无线通信质量差异时这至少两个差异中较小的一个，并不必然意味着所有终端装置中最小的差异。
“在各帧中相对定时一致的时隙”意味着在向一帧中所包含的多个时隙从头开始以升序(例如，“1”和“2”等等)分配号码时，属于不同帧的具有相同号码的时隙。时隙的定时中可以包括误差。
根据该实施例，将定时一致的时隙分配给无线通信质量差异小的终端装置。因此，即使利用空间复用将另一终端装置分配到这些时隙，也可以使分配到所述时隙的各个终端对所述另一终端装置产生的影响彼此相等。
导出单元可以得出分别从多个终端装置接收到的信号的强度作为无线通信质量。在这种情形中，将定时一致的时隙分配给信号强度差异小的终端装置。因此，即使利用空间复用将另一终端装置分配到这些时隙，也可以使信号强度差异小的各个终端对所述另一终端装置产生的影响彼此相等。
导出单元基于分别从多个终端装置接收到的信号，得出与多个终端装置分别对应的接收响应向量作为无线通信质量。在这种情形中，将定时一致的时隙分配给接收响应向量差异小的终端装置。因此，即使利用空间复用将另一终端装置分配到这些时隙，也可以使接收响应向量差异小的各个终端对所述另一终端装置产生的影响彼此相等。
在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，分配单元可以包括：用于从所述至少两个现有终端装置中选择与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异较小的现有终端装置的装置；以及用于在不同于所述帧的一帧中所包含的时隙被分配给所述新的终端装置时，将在各帧中相对定时一致的时隙分配给所选中的现有终端装置中分配的时隙的装置。
在这种情形中，新的终端装置被分配到不同帧中与分配给与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异较小的现有终端装置相同的时隙。因此，所述现有终端装置与新的终端装置的无线通信质量变得彼此接近，这样在通过空间复用将另一终端装置分配到这些时隙时，可以使它们对另一终端装置的影响相等。
在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，如果所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异，则所述分配单元可以将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置，并且可以将包含分配给所述至少两个现有终端装置中任一个的时隙的帧中的时隙分配给所述新的终端装置。
在这种情形中，以这种方式来执行时隙的重新分配：将在不同帧中定时一致的时隙分别分配给无线通信质量差异小的现有终端装置。因此，即使通过空间复用将另一终端装置分配到这些时隙，也可以使它们对该另一终端装置的影响相等。
在将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分别分配给至少两个现有终端装置，并且将新的时隙分配给新的终端装置的情形中，如果所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异，则所述分配单元可以将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置。
在这种情形中，如果现有终端装置中任一个与新的终端装置之间的无线通信质量差异小，则以这种方式执行时隙的重新分配：将在不同帧中定时一致的时隙分别分配给这些终端装置。因此，即使通过空间复用将另一终端装置分配到这些时隙，也可以使这些终端装置对该另一终端装置的影响相等。
分配单元可以基于无线通信质量，在预定时刻重新分配时隙。在这种情形中，即使无线通信质量改变，也可以执行相应时隙的分配。
根据本发明的另一优选实施例涉及一种时隙分配方法。该方法用于将连续排列的多个帧中分别包含的多个时隙分别分配到多个终端装置，并且该方法的特征在于，分别得出所述多个终端装置之间的无线通信质量，并且以如下方式来分别向所述多个终端装置分配时隙：将所述连续排列的多个帧中的不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给其间无线通信质量差异小的至少两个终端装置。
根据本发明的另一优选实施例涉及一种分配时隙的方法。该方法包括：利用连续排列的多个帧中的每一帧所包含的多个时隙来分别与多个终端装置进行通信；分别得出所述多个终端装置之间的无线通信质量；以及以如下方式来分别向所述多个终端装置分配时隙：将所述连续排列的多个帧中的不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述多个终端装置中其间无线通信质量差异小的至少两个终端装置。
可以如此进行所述得出的步骤：得出分别从多个终端装置接收到的信号的强度作为无线通信质量。可以如此进行所述得出的步骤：基于分别从多个终端装置接收到的信号，得出与所述多个终端装置分别对应的接收响应向量作为无线通信质量。
在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，可以如此进行所述分配：从所述至少两个现有终端装置中选择与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异较小的现有终端装置，并且在不同于所述帧的一帧中所包含的时隙被分配给所述新的终端装置时，将在各帧中相对定时一致的时隙分配给所选中的现有终端装置中分配的时隙。
在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，如果所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异，则可以如此进行所述分配：将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置，并且将包含分配给所述至少两个现有终端装置中任一个的时隙的帧中的时隙分配给所述新的终端装置。
在将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分别分配给至少两个现有终端装置，并且将新的时隙分配给新的终端装置的情形中，如果所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异，则可以如此进行所述分配：将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置。可以如此进行所述分配：基于无线通信质量，在预定定时处再次执行时隙的分配。
根据本发明的另一优选实施例涉及一种程序。该程序可由计算机执行，并且该程序包括如下功能：利用连续排列的多个帧中的每一帧所包含的多个时隙来通过无线网络分别与多个终端装置进行通信；分别得出所述多个终端装置之间的通信网络的无线通信质量；以及以如下方式来分别向所述多个终端装置分配时隙：将所述连续排列的多个帧中的不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述多个终端装置中其间无线通信质量差异小的至少两个终端装置，并且存储分配的结果。
在所述得出的步骤中，可以得出分别从多个终端装置接收到的信号的强度作为无线通信质量。在所述得出的步骤中，可以基于分别从多个终端装置接收到的信号，得出与所述多个终端装置分别对应的接收响应向量作为无线通信质量。
在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，可以如此进行所述分配和存储：从所述至少两个现有终端装置中选择与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异较小的现有终端装置，并且在不同于所述帧的一帧中所包含的时隙被分配给所述新的终端装置时，将在各帧中相对定时一致的时隙分配给所选中的现有终端装置中分配的时隙。
在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，如果所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异，则在存储时可以将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置，并且将包含分配给所述至少两个现有终端装置中任一个的时隙的帧中的时隙分配给所述新的终端装置。
在将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分别分配给至少两个现有终端装置，并且将新的时隙分配给新的终端装置的情形中，如果所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异，则在存储时可以将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置。可以如此进行所述分配和存储：基于无线通信质量，在预定定时处再次执行时隙的分配。
数据可以由多个流组成。已知信号可以由多个流组成。控制信号可以由多个流组成。
应该注意，上述结构部件的任意组合以及在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等之间变化的表达方式实际上都是本发明并且被本发明所包括。
此外，对本发明的这一概述并不一定描述了所有必要特征，因此本发明还可以是所述这些特征的子组合。
附图说明
现在将参考附图描述仅仅作为示例的实施例，其中附图意在示例而非限制，并且附图中相似的元件由相似的标号表示，其中：
图1图示了根据本发明实施例的基站装置的结构。
图2图示了图1所示的速率信息管理单元所管理的数据的结构。
图3图示了图1所示的控制单元所实现的帧的结构。
图4图示了图1所示的第一处理单元的结构。
图5是示出了图1的控制单元分配时隙的过程的流程图。
图6A至6C图示了与图5所示的流程图相对应的帧的结构。
图7是示出了图1的控制单元分配时隙的另一过程的流程图。
图8A至8C图示了与图7所示的流程图相对应的帧的结构。
图9是示出了图1的控制单元分配时隙的另一过程的流程图。
具体实施方式
现在，将基于下列实施例来描述本发明，其中这些实施例不是要限制本发明的范围，而是为了示例本发明。在实施例中描述的所有特征以及它们的组合不一定是本发明必不可少的。
在详细描述本发明之前，首先描述本发明的概况。本发明的优选实施例涉及一种如第二代无绳电话系统中一样通过TDMA(时分多址)与多个终端装置连接的基站装置。第二代无绳电话系统中的一帧由八个时隙组成，并且帧连续排列。通过在每一帧中向一个终端装置分配一个时隙，实现32kbps的数据率。注意，如果考虑上行链路和下行链路，则在每一帧中向一个终端装置分配两个时隙。另外，为了实现半速率格式，每两帧向一个终端装置分配一个时隙。结果，实现了16kbps的数据率。注意，前述32kbps相对于“半速率”被称作“全速率”。
根据本发明实施例的基站装置还通过应用SDMA(空分多址)来将多个终端装置分配到单个时隙。在这种布置中，可能存在这样的情形：半速率终端装置和全速率终端装置被分配到单个时隙。结果，全速率终端装置在预定帧中的某一时隙中与第一半速率终端装置经历空间复用，并且在另一帧中的某一时隙中与第二半速率终端装置经历空间复用。因此，由第一半速率终端装置发送的信号以及由第二半速率终端装置发送的信号对该全速率终端装置的传输质量造成不利的影响。例如，即使第二半速率终端装置发送的信号没有恶化全速率终端装置的传输质量，由于第一半速率终端装置发送的信号造成的全速率终端装置的传输质量恶化也会导致全速率终端装置的传输质量的全面下降。
根据优选实施例的基站装置将多个半速率终端装置中信号强度差异小的两个终端装置分配到不同帧中的相同时隙。结果，都被分配到与全速率终端装置相同的时隙的第一半速率终端装置以及第二半速率终端装置具有彼此接近的信号强度。也就是说，可以使从这些半速率终端装置发送的信号对全速率终端的传输质量产生相等的影响。因此，可以减少全速率终端装置的整体传输质量仅仅由于从第一半速率终端发送来的信号恶化的情形。
图1图示了根据本发明实施例的基站装置10的结构。基站装置10包括第一天线12a、第二天线12b、…以及第四天线12d(统一称作“天线12”)、第一无线单元20a、第二无线单元20b、…以及第四无线单元20d(统一称作“无线单元20”)、第一处理单元20a、第二处理单元22b、…以及第四处理单元22d(统一称作“处理单元22”)、第一调制解调器单元24a、第二调制解调器单元24b、…以及第四调制解调器单元24d(统一称作“调制解调器单元24”)、以及IF单元26、导出单元28、控制单元30和速率信息管理单元32。
所涉及的信号包括第一无线单元侧信号200a、第二无线单元侧信号200b、…以及第四无线单元侧信号200d(统一称作“无线单元侧信号200”，)、以及第一调制解调器侧信号202a、第二调制解调器侧信号202b、…以及第四调制解调器侧信号202d(统一称作“调制解调器侧信号202”)。
作为接收操作，天线12从终端装置(这里未示出)接收射频信号。作为发射操作，天线12向终端装置(这里未示出)发射射频信号。接收操作和发射操作的定时由稍后描述的控制单元30控制。天线12与自适应阵列天线技术兼容，并且天线的方向性由稍后描述的处理单元22控制。虽然这里假设天线12的数目是“4”，但是可以不同于“4”。
作为接收操作，无线单元20对天线12接收到的接收射频信号执行频率转换，从而得到基带信号。无线单元20将基带信号输出到处理单元22作为无线单元侧信号200。由同相分量和正交分量组成的基带信号一般地应该由两条信号线传输。为了附图的清楚，这里用单根信号线来表示信号。还包括AGC单元和/或A-D转换单元。作为发射操作，无线单元20对来自处理单元22的基带信号执行频率转换，以得到射频信号。这里，来自处理单元22的基带信号也被表示为无线单元侧信号200。无线单元20将射频信号输出到天线12。
作为接收操作，处理单元22对多个无线单元侧信号200执行自适应阵列信号处理。然后，处理单元22输出自适应阵列信号处理的结果作为调制解调器侧信号202。一个调制解调器侧信号202对应于与多个终端装置之一相对应的复用信号。作为发射操作，处理单元22对从调制解调器单元24输入的调制解调器侧信号202执行自适应阵列信号处理。然后处理单元22输出经历了自适应阵列信号处理的信号作为无线单元侧信号200。
作为接收处理，调制解调器单元24对从基带处理单元22输出的调制解调器侧信号202进行解调。调制解调器单元24将解调信号输出到IF单元26。作为发射处理，调制解调器单元24执行调制。调制解调器单元24将调制信号输出到基带处理单元22作为调制解调器侧信号202。所使用的调制方案是π/4相移QPSK(正交相移键控)，这与第二代无绳电话系统兼容。使用差分检测来执行解调。
IF单元26连接到网络(这里未示出)，并且作为接收处理，IF单元26将调制解调器单元24解调的信号输出到该网络(这里未示出)。作为发射处理，IF单元26从网络输入数据，然后将数据输出到调制解调器单元24。如上所述，天线12、无线单元20、处理单元22以及调制解调器单元24实现与多个终端装置(这里未示出)之间的通信。为了实现这种通信，使用连续排列的每一帧中所包含的多个时隙。稍后将讨论详情。
导出单元28分别获得多个终端装置的无线通信质量。这里，得到从多个终端装置接收到的信号强度。如上所述，因为应用SDMA，所以射频信号以及无线单元侧信号200包含从被分配到一个时隙中的多个终端装置输出的信号。这样，导出单元28基于分别从第一处理单元22a至第四处理单元22d得到的接收权向量，得到信号强度。这是因为各个接收权向量如此计算：分别对应于多个终端装置。导出单元28通过将与终端装置相对应的接收权向量的每个分量相乘，得到与所述终端装置相对应的信号强度。如果不执行SDMA，导出单元28可以从射频信号和/或无线单元侧信号200得到信号强度。
控制单元30向要与基站装置10进行通信的多个终端装置分配无线信道。控制单元30控制基站装置10中包括的组成部件的定时。因为在TDMA中，为终端装置分配时隙以便与该终端装置进行通信，所以无线信道对应于时隙。这里，除了TDMA之外还要实现SDMA，因此为每个时隙分配多个信道。因此，为每个时隙分配了多个终端装置。在分配时隙时，控制单元30参考由速率信息管理单元32管理的数据。图2图示了速率信息管理单元32所管理的数据的结构。图2中的“终端装置”是当前连接的终端装置。这里，全速率的终端装置由“F”表示，而半速率的终端装置由“H”表示。“F”和“H”之后的数字表示终端装置的标识号。因此，“F-1”对应于第一全速率终端装置。这些表示是为了使解释变得清楚，但是在实际设置中可以使用其他的ID号。
图2中的“F/H”表示使用中的速率类型，即，“全速率”还是“半速率”。图2中的“帧”表示包括终端装置中所分配的时隙的帧。因为尚未得知帧速率，所以将帧分成两类：“奇数号”帧和“偶数号”帧。向帧赋予预定号码。图2中的“时隙”表示分配给终端装置的时隙。如前所述，每一帧包含八个时隙。以如下方式来分配这八个时隙：其中每四个时隙被分别分配到终端装置的上行链路和下行链路。这里，位于一帧开始的四个时隙以第一时隙、第二时隙、第三时隙以及第四时隙的顺序放置。这样，即使在不同的帧中，第一时隙在一帧内的相对定时彼此一次。图2中的“信号强度”表示由导出单元28得到的信号强度。
图3图示了控制单元30所实现的帧的结构。图3对应于控制单元30基于速率信息管理单元32所管理的图2的数据向多个终端装置分配了时隙的情形。在图3中，时隙在时间轴上的排列表示在水平轴方向，而无线信道在空间轴上的排列表示在垂直轴方向。也就是说，水平轴对应于TDMA，而垂直轴对应于SDMA。在图3中，两个连续帧被表示为“第i帧”和“第(i+1)帧”。“第i帧”和“第(i+1)帧”中每一个都包括“第一时隙”至“第四时隙”。因为这里仅仅示出了上行链路或下行链路之一，所以这里一帧中包含的时隙数是“4”，在实际设置中一帧包含“8”个时隙。因此，一帧还包含“第五时隙”至“第八时隙”。
然而，上行链路中的时隙一般以一一对应关系与下行链路中的时隙相关，以便还可以将“第五时隙”分配到已经被分配了“第一时隙”的终端装置。如图3所示，将仅仅描述这“四个”时隙。控制单元30将“F1”分配到“第i帧”和“第(i+1)帧”中每一个的“第一时隙”，并且将“F-2”分配到“第i帧”和“第(i+1)帧”中每一个的“第二时隙”。控制单元30交替向每一帧分配“H-1”和“H-2”。这样，控制单元30使“H-”和“F-1”在“第i帧”中进行空间复用，并且使得“H-2”和“F-1”在“第(i+1)帧”中进行空间复用。如前所述，“F-1”的传输质量受来自“H-1”的信号以及来自“H-2”的信号的影响。
再参考图1。当控制单元30向半速率的终端装置分配时隙时，控制单元30如下操作。也就是说，控制单元30从多个半速率终端装置中选择信号强度差异小的两个终端装置，然后将具有预定关系的时隙分配给这些选中的终端装置。信号强度差异小可能表示与其他差异相比差异相对小的情形，并不必然是差异为最小的情形。具有预定关系的时隙是连续排列的帧中不同帧中分别包含的时隙，其中这些时隙在帧中的相对定时一致。这等价于“第i帧”的“第一时隙”与“第(i+1)帧”的“第一时隙”之间的关系。也就是说，有些时隙分配给了全速率终端装置。控制单元30使用速率信息管理单元32所管理的信号强度。为了得到信号强度之间的差异，控制单元30在半速率终端装置中执行减法运算。也可以通过除法来计算信号强度之间的比值而不是执行减法运算，并且该计算结果可以视为信号强度之间的差异。
在上述规则之下，现在将更详细地描述控制单元30的操作。在下面，假设终端装置表示半速率的终端装置。首先，假设控制单元30向两个现有终端(后文称为“H-1”和“H-2”)分配一帧中所包含的至少两个时隙，向新的终端装置(后文称为“H-3”)分配一个新的时隙。这对应于分别向“H-1”和“H-2”分配了图3的第i帧中的“第一时隙”和“第二时隙”的情形。
控制单元30分别根据速率信息管理单元32所管理的“H-1”至“H-3”，得到信号强度的差异。如果“H-1”和“H-2”之间的差异不是最小，则控制单元30计算“H-1”和“H-3”以及“H-2”和“H-3”之间的信号强度差异，并且选择其中较小的一个差异。当向“H-3”分配第(i+1)帧中所包含的时隙时，该帧中相对定时一致的时隙被分配给已经分配给选中的现有终端装置的时隙。例如，当选中“H-1”时，向“H-3”分配第(i+1)帧中的“第一时隙”。
如果“H-1”和“H-2”之间的差异小于“H-1”和“H-3”之间的差异或者“H2”和“H-3”之间的差异，则控制单元30将不同帧中分别包含的相对定时一致的时隙分配给“H-1”和“H-2”。也就是说，原封不动地使用当前所使用的时隙。例如，分别向“H-1”和“H-2”分配了第i帧中的“第一时隙”和第(i+1)帧中的“第一时隙”。控制单元30向“H-3”分配包含已经分配给“H-1”或“H-2”的时隙的帧中的时隙。例如，向“H-3”分配第i帧中的“第二时隙”。在上述解释中，在终端装置之间分配时隙的过程或者改变时隙的过程可以与第二代无绳电话系统中所采用的过程相同，这里省略对它们的重复描述。改变时隙的过程等价于切换信道。
接着，假设控制单元30分别向“H-1”和“H-2”分配了不同帧中分别包含的相对定时一致的时隙，然后向“H-3”分配新时隙的情形。这对应于分别向“H-1”和“H-2”分配了第i帧中的“第一时隙”和第(i+1)帧中的“第一时隙”的情形。如果“H-1”和“H-3”之间或“H-2”和“H-3”之间的信号强度差异小于“H-1”和“H-2”之间的信号强度差异，则控制单元30将向“H-1”或“H-2”以及“H-3”分配不同帧中包含的相对定时一致的时隙。例如，分别向“H-1”和“H-3”分配第i帧中的“第一时隙”和第(i+1)帧中的“第一时隙”。在这种情形中，向“H-2”分配第i帧中的“第二时隙”。
在上面的描述中，当向新的终端装置分配时隙时，控制单元30执行时隙的重新分配。然而，控制单元30可以在其他情形中执行时隙的重新分配。在这种情形中，基于终端装置的信号强度，以与上面相同的方式来执行重新分配。可以在周期性的定时处执行重新分配。例如，只要流量数量要变低，就执行重新分配。
在硬件方面，上述结构可以由任意计算机的CPU、存储器以及其他LSI实现。在软件方面，可以由具有预留管理功能等的存储器加载程序实现，但是这里将这些结构图示并描述为与这些程序协同实现的功能模块。这样，本领域的技术人员应该理解，可以以多种形式来实现这些功能模块，例如，通过纯硬件方式、纯软件方式或软硬件的组合。
图4图示了第一处理单元22a的结构。第一处理单元22a包括合成单元42、参考信号发生器44、权向量计算单元54、分离单元46、发射权向量计算单元52、以及报头添加单元50。合成单元42包括第一乘法器56a、第二乘法器56b、…和第四乘法器56d(统一称为乘法器56)以及加法器60。分离单元46包括第一乘法器58a、第二乘法器58b、…和第四乘法器58d(统一称为乘法器58)。
乘法器56分别利用来自接收权向量计算单元54的接收权向量对无线单元侧信号200加权。加法器60对乘法器56的输出加和。这里，加和信号由调制解调器侧信号202表示。乘法器56和加法器60中的处理对应于正在执行加权的加法操作。
在训练信号周期期间，参考信号发生器44输出预先存储为参考信号的训练信号。在训练信号周期之外的时间中，由指定阈值来确定调制解调器侧信号202。这种判决不必是硬判决，也可以是软判决。如图3所示，这里在预定时隙中执行与终端装置的通信。这样，使用突发信号来执行通信。在第二代无绳电话系统中，在突发信号开始放置报头。因为报头是已知信号，所以这对应于训练信号。
接收权向量计算单元54基于无线单元侧信号200、调制解调器侧信号202以及参考信号，得到接收权向量。用于估计发射权向量的方法可以是任意的。然而，作为一种最简单的方法，可以原封不动地使用接收权向量。作为另一种方法，在考虑由于接收处理与发射处理之间的时间差异所引起的传播环境的多普勒频率变化同时，可以使用传统的技术来校正接收权向量。这里假设原封不动地使用接收权向量作为发射权向量。
乘法器58利用发射权向量分别对调制解调器侧信号202加权，从而将结果输出到报头添加单元50。报头添加单元50在突发信号的开始添加报头。上述操作由图1的控制单元30控制。在图4中，第一无线单元侧信号200a等在图4中出现两次。这些信号是一个方向中的信号，并且对应于图1所示的双向信号中的第一无线单元侧信号200a等。
现在将解释如上构造的基站装置10的操作。图5是示出了控制单元30分配时隙的过程的流程图。控制单元30将第i帧中包含的第一时隙和第二时隙分别分配给“H-1”和“H-2”(S10)。图6A示出了与图5所示的流程图的步骤10相对应的帧的结构。图6A还被图示为与图3相对应，并且这里省略对它的描述。再参考图5，导出单元28分别得到从“H-1”和“H-2”接收到的信号的强度(S12)。如果控制单元30没有接受来自新的“H-3”的分配请求(S14中的N)，则其保持这种状况不变。如果控制单元30接受了来自新的“H-3”的分配请求(S14中的Y)，则导出单元28得到从“H-3”接收到的信号的强度(S16)。控制单元30计算“H-1”、“H-2”和“H-3”之间的信号强度差异(S18)。
如果“H-1”和“H-2”之间的信号强度差异最小(S20中的Y)，则控制单元30将“H-2”分配到另一帧(即，第(i+1)帧)中的第一时隙，并且将“H-3”分配到第i帧中的第二时隙(S22)。图6B示出了与图5所示的步骤22相对应的帧的结构。其间差异小的“H-1”和“H-2”被分配到在不同帧中相对定时一致的时隙。结果，当分配有“H-1”的时隙与分配有“H-2”的时隙组合时，如此组合的时隙等价于全速率帧的时隙。现在，再参考图5。
另一方面，如果“H-1”和“H-2”之间的信号强度差异不是最小(S20中的N)并且“H-1”和“H-3”之间的信号强度差异最小(S24中的Y)，则控制单元30将“H-3”分配到另一帧(即，第(i+1)帧)中的第一时隙(S26)。图6C示出了与图5所示的步骤26相对应的帧的结构。其间差异小的“H-1”和“H-3”被分配到在不同帧中相对定时一致的时隙。结果，当分配有“H-1”的时隙与分配有“H-3”的时隙组合时，如此组合的时隙等价于全速率帧的时隙。现在，再参考图5。如果“H-1”和“H-3”之间的信号强度差异不是最小(S24中的N)，则控制单元“H-3”分配到另一帧(即，第(i+1)帧)中的第二时隙(S28)。
图7是示出了控制单元30分配时隙的另一过程的流程图。与图5相比，图7中在初始条件下分配了“H-1”和“H-2”的时隙不同。控制单元30将不同帧(即，第i帧和第(i+1)帧)中包含的第一时隙分别分配给“H-1”和“H-2”(S40)。图8A示出了与图7所示的流程图中的步骤40相对应的帧的结构。图8A还被图示为与图3相对应，并且这里省略对它的描述。再参考图7，导出单元28分别得到从“H-1”和“H-2”接收到的信号的强度(S42)。如果控制单元30没有接受来自新的“H-3”的分配请求(S44中的N)，则其保持这种状况不变。如果控制单元30接受了来自新的“H-3”的分配请求(S44中的Y)，则导出单元28得到从“H-3”接收到的信号的强度(S46)。控制单元30计算“H-1”、“H-2”和“H-3”之间的信号强度差异(S48)。
如果“H-1”和“H-2”之间的信号强度差异最小(S50中的Y)，则控制单元30将“H-3”分配到第i帧中的第二时隙(S52)。图8B示出了与图7所示的步骤52相对应的帧的结构。分配给“H-1”和“H-2”的时隙之间的关系与图8A所示的关系相同。再参考图7。另一方面，如果“H-1”和“H-2”之间的信号强度差异不是最小(S50中的N)，则控制单元30将“H-2”分配到第i帧中的第二时隙，并且将“H-3”分配到另一帧(即，第(i+1)帧)中的第一时隙(S54)。图8C示出了与图7所示的步骤54相对应的帧的结构。其间差异小的“H-1”和“H-3”被分配到在不同帧中相对定时一致的时隙。结果，当分配有“H-1”的时隙与分配有“H-3”的时隙组合时，如此组合的时隙等价于全速率帧的时隙。
图9是示出了控制单元30分配时隙的另一过程的流程图。在这种情形中，在初始条件下已经向“H-1”至“H-3”分配了时隙，并且这对应于时隙的重新分配。控制单元30将第一时隙和第二时隙分别分配给“H-1”和“H-2”，并且将另一帧中的第一时隙分配给“H-3”(S60)。“H-1”和“H-3”被分配到在不同帧中定时一致的时隙。结果，当分配有“H-1”的时隙与分配有“H-3”的时隙组合时，如此组合的时隙等价于全速率帧的时隙。
如果“H-1”和“H-3”之间的信号强度差异最小(S62中的Y)，则控制单元30保持这种状况不变。另一方面，如果“H-1”和“H-3”之间的信号强度差异不是最小(S62中的N)，则控制单元30将“H-3”分配到第二时隙，并且将“H-2”分配到另一帧中的第一时隙(S64)。也就是说，通过交换“H-2”和“H-3”的位置，将“H-1”和“H-3”分配到在不同帧中定时一致的时隙。
根据本发明的优选实施例，将不同帧中定时一致的时隙分配给信号强度差异小的半速率终端装置。因此，即使通过空间复用将另一全速率终端装置分配到这些时隙，也可以使各个半速率终端对全速率终端装置造成的影响彼此相等。由于对全速率终端装置的影响相等，所以来自一个半速率终端装置的小影响使得来自其他半速率终端装置的影响也小，这样就减小了全速率终端装置的传输质量恶化。因为可以通过空间复用将全速率终端装置分配到已经分配了半速率终端装置的时隙，所以可以改进频率利用效率。另外，可以减小由SDMA导致的传输质量恶化。可以容易地得到分配时隙的指示符(信号强度)。此外，因为可以在短时间内获得信号强度，所以也可以在短时间内分配时隙。
将新的半速率终端装置分配到不同帧中的如下时隙：该时隙的定时与已经分配了与这一新的半速率终端装置的信号强度差异较小的现有半速率终端装置的时隙的定时相同。因此，这些终端装置的信号强度彼此较为接近，这样，即使通过空间复用将全速率终端装置分配到这些时隙，也可以使由各个半速率终端装置对全速率终端装置产生的影响相等。另外，如此进行时隙的重新分配：将在不同帧中具有相同定时的时隙分别分配给信号强度差异较小的现有半速率终端装置。因此，即使通过空间复用将全速率终端装置分配到这些时隙，也可以使对全速率终端装置的影响相等。
如果任一现有半速率终端装置与新的半速率终端装置之间的信号强度差异小，则如此进行时隙的重新分配：将在不同帧中具有相同定时的时隙分别分配给这些终端装置。因此，即使通过空间复用将全速率终端装置分配到这些时隙，也可以使各个半速率终端装置对全速率终端装置的影响相等。并且，即使信号强度存在一些变化，也可以相应地执行时隙的分配。此外，可以减小由于信号强度变化而导致的传输质量恶化。
已经基于实施例(仅仅是示例性的)描述了本发明。因此，本领域的技术人员应该理解，可以对每一部件和过程的组合进行其他各种修改，并且这些修改也在本发明的范围之内。
在根据本发明的优选实施例中，导出单元28测量信号强度作为无线通信质量。然而，本发明并不局限于此，例如，导出单元28可以基于从多个终端装置接收到的信号，得到与这多个终端装置分别对应的接收响应向量作为无线通信质量。在这种情形中，处理单元22包括用于计算接收响应向量的接收响应向量计算单元。接收响应向量计算单元根据无线单元侧信号200和参考信号，利用校正处理，得到接收响应向量。在如此进行计算时，假设不仅从第一处理单元22a而且还从第二处理单元22b等输入了无线单元侧信号200和参考信号。如果第一处理单元22a中的无线单元侧信号200由x1(t)表示，第二处理单元22b中的无线单元侧信号200由x2(t)表示，第一处理单元22a中的参考信号由S1(t)表示，并且第二处理单元22b中的参考信号由S2(t)表示，则x2(t)和x2(t)由如下等式(1)表示：
x1(t)＝h11S1(t)+h21S2(t)      ......(1)
x2(t)＝h12S1(t)+h22S2(t)
这里忽略了噪声。第一相关矩阵R1由如下等式(2)表示(其中E表示系综平均)：
R 1 = E [ x 1 S 1 * ] E [ x 1 S 2 * ] E [ x 2 S 1 * ] E [ x 2 S 2 * ] · · · · · · ( 2 )
参考信号之间的第二相关矩阵R2由如下等式(3)表示：
R 2 = E [ S 1 S 1 * ] E [ S 1 S 2 * ] E [ S 2 S 1 * ] E [ S 2 S 2 * ] · · · · · · ( 3 )
最后，将第一相关矩阵R1乘以第二相关矩阵R2的逆矩阵，从而得到接收响应向量，这由如下等式(4)表示：
h 11 h 21 h 12 h 22 = R 1 R 2 - 1 · · · · · · ( 4 )
在这种情形中，控制单元30基于接收响应向量的差异而不是信号强度的差异来执行前述时隙分配的处理。根据这种修改，将不同帧中提供相同定时的时隙分配给接收响应向量差异较小的半速率终端装置。因此，即使通过空间复用将全速率终端装置分配到这些时隙，也可以使这些半速率终端装置对全速率终端装置的影响相等。因为基于接收响应向量的差异来执行处理，所以可以提高处理的准确性。换句话说，可以基于影响全速率终端装置的因素来进行时隙的分配。还应注意，可以使用接收权向量而不是接收响应向量。
根据本发明的实施例，控制单元30向半速率终端装置分配时隙。然而，本发明的布置并不局限于此；实际上，终端装置可以是四分之一速率终端装置或甚至更低数据率的终端装置。在这种情形中，控制单元30使用较长的帧周期来将相同终端装置分配到单个时隙(例如，第一时隙)。也就是说，每四帧将一个时隙分配到四分之一速率终端装置。这里要注意，优选实施例中的全速率终端装置可以是半速率终端装置，只要其数据率高于要分配的终端装置的数据率。根据这种修改，本发明可以应用于各种数据率的终端装置。也就是说，如果不同数据率的终端装置准备进行空间复用，则这种布置起到作用。
在根据本发明的现有实施例中，接收权向量计算单元68使用LMS算法作为自适应算法来估计接收权向量信号。然而，接收权向量计算单元68中可以使用LMS算法之外的其他算法。例如，可以使用RLS算法。根据这种修改，接收权向量信号的收敛将更快。也就是说，只要执行SDMA，这就足够了。
在根据本发明的现有实施例中，控制单元30基于信号强度，在预定定时处执行时隙分配。然而，本发明并不局限于此，例如，控制单元30可以基于对信号强度进行统计处理之后获得的值来执行时隙分配。这里，统计处理的一个示例是求平均。根据这种修改，可以减小诸如噪声之类的影响，并且可以提高处理准确度。也就是说，如果基于影响全速率终端装置的因素来执行时隙分配，这就足够了。
虽然使用具体事项描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅仅是为了说明的目的，并且应该理解，在不脱离所附权利要求的精神或范围的前提下可以做出修改和变化。

Claims (13)

1、一种基站装置，包括：
通信单元，其利用连续排列的多个帧中的每一帧所包含的多个时隙来分别与多个终端装置进行通信，所述多个终端装置包括至少一个高速率终端装置和多个低速率终端装置；
导出单元，其分别得出所述基站装置与所述多个终端装置之间的无线通信质量；以及，
分配单元，其以如下方式来分别向所述多个终端装置分配时隙：将所述连续排列的多个帧中的不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述多个终端装置中其间无线通信质量差异小的至少两个终端装置。
2、根据权利要求1所述的基站装置，其中所述导出单元得出分别从所述多个终端装置接收到的信号的强度作为所述无线通信质量。
3、根据权利要求1所述的基站装置，其中所述导出单元基于分别从所述多个终端装置接收到的信号，得出与所述多个终端装置分别对应的接收响应向量作为所述无线通信质量。
4、根据权利要求1所述的基站装置，其中，在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，
所述分配单元包括：
用于从所述至少两个现有终端装置中选择与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异较小的现有终端装置的装置；以及
时隙分配装置，用于在不同于所述帧的一帧中所包含的时隙被分配给所述新的终端装置时，将在所述帧中与不同于所述帧的一帧中被分配给所述新的终端装置的时隙相对定时一致的时隙分配给所选中的现有终端装置。
5、根据权利要求1所述的基站装置，其中，在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，
如果所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异，则所述分配单元将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置，并且将包含分配给所述至少两个现有终端装置中任一个的时隙的帧中的除已分配的时隙之外的新的时隙分配给所述新的终端装置。
6、根据权利要求1所述的基站装置，其中，在将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分别分配给至少两个现有终端装置，并且将新的时隙分配给新的终端装置的情形中，
如果所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异，则所述分配单元将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置。
7、根据权利要求1所述的基站装置，其中所述分配单元基于无线通信质量，在预定时刻重新分配时隙。
8、一种分配时隙的方法，包括：
利用连续排列的多个帧中的每一帧所包含的多个时隙来分别与多个终端装置进行通信，所述多个终端装置包括至少一个高速率终端装置和多个低速率终端装置；分别得出所述多个终端装置之间的无线通信质量；以及
以如下方式来分别向所述多个终端装置分配时隙：将所述连续排列的多个帧中的不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述多个终端装置中其间无线通信质量差异小的至少两个终端装置。
9、根据权利要求8所述的方法，其中所述得出的操作是：得出分别从多个终端装置接收到的信号的强度作为所述无线通信质量。
10、根据权利要求8所述的方法，其中所述得出的操作是：基于分别从多个终端装置接收到的信号，得出与所述多个终端装置分别对应的接收响应向量作为所述无线通信质量。
11、根据权利要求8所述的方法，其中，在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，
所述分配的操作是：从所述至少两个现有终端装置中选择与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异较小的现有终端装置，并且在不同于所述帧的一帧中所包含的时隙被分配给所述新的终端装置时，将在所述帧中与不同于所述帧的一帧中被分配给所述新的终端装置的时隙相对定时一致的时隙分配给所选中的现有终端装置。
12、根据权利要求8所述的方法，其中，在一帧中包含的至少两个时隙被分别分配给至少两个现有终端装置，并且新的时隙被分配给新的终端装置的情形中，
如果所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异，则如此进行所述的分配：将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置，并且将包含分配给所述至少两个现有终端装置中任一个的时隙的帧中的除已分配的时隙之外的新的时隙分配给所述新的终端装置。
13、根据权利要求8所述的方法，其中，在将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分别分配给至少两个现有终端装置，并且将新的时隙分配给新的终端装置的情形中，
如果所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置之间的无线通信质量差异小于所述至少两个现有终端装置之间的无线通信质量差异，则所述的分配是：将不同帧中分别包含的在各帧中相对定时一致的时隙分配给所述至少两个现有终端装置中任一个与所述新的终端装置。
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