CN1248533C - 无线基站及无线基站用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的无线基站，其响应向量计算单元(561)、RSSI测定单元(562)、MSE计算单元(563)以及FD计算单元(564)等取得2个移动站中表示至少1个移动站的通信质量的指标，控制单元(80)基于指标判定是否适合空分多址，当判定适合时进行空分多址通信。依照这种构成无线基站具有在无线基站和移动站之间保持稳定的通信质量并进行空分多址通信的效果。

Description

无线基站及无线基站用方法
技术领域
本发明涉及与多个移动站进行空分多址通信的无线基站。
背景技术
近年来，随着移动通信服务的用户增加，各无线基站覆盖的小区容量的扩大成为课题。响应这个课题的多址技术之一，有空分多址通信(SDMA：Space Division Multiple Access)。
所谓空分多址通信就是无线基站在同一时刻以同一频率将空间分割，与多个移动站分别进行通信的方式。空间分割是无线基站通过对每个移动站形成最佳方向图实现的。方向图是表示发射或接收的电波在哪个方向、以多大强度发射或接收的。
无线基站作为形成方向图的机构，具备多个天线和DSP(数字信号处理器)，将各天线发射或接收的各信号的振幅和相位以适当的值加权自在地形成方向图进行信号的收发。这里将加权的各值称为加权系数，形成1个方向图的加权系数的集合称为加权向量。
无线基站由自适应阵列方式跟踪信号到来方向未知的移动站形成最佳方向图。作为其工作原理之一，有最小平方误差法(MinimumMean Square Error：MMSE)。MMSE需要参照信号。参照信号就是作为由接收的各信号加权所得信号的目标的信号。用MMSE的无线基站决定加权向量使参照信号和加权所得信号的差为最小。这样，利用这个加权向量形成的方向图也就成了对要接收移动站信号形成的最佳方向图。
然而在其他多址技术的时分多址通信(TDMA/TDD：Time DivisionMultiple Access/Time Division Duplex)中，各时隙在信息部分信号的前部分含有前置码和唯一字等接收方已知的位模式。
因此，无线基站将用了MMSE的空分多址通信和时分多址通信组合起来进行通信时，可以将前置码和唯一字作参照信号使用。
更详细地说，无线基站最初将适当的加权向量设定为初始值，将前置码或唯一字等参照信号和用加权向量加权所得的实际信号的误差比较，变动加权向量值来调整使误差为最小。若对位模式的码元单位重复这个操作，随时间的经过，加权向量值就收束到一定值，信息部分的信号就由收束的加权向量加权抽出。接收已知的前置码和唯一字等位模式后，无线基站识别了抽出的信号，识别结果的码元假定是正确的，用识别结果作参照信号。发送时用当前接收时算出的加权向量发送信号。
可是无线基站为防止空分多址通信的干扰，保持适当的通信质量进行通信，对每时隙进行是否适合空分多址的判断，判断为不适合的时隙禁止空分多址，判断为适合的时隙则允许空分多址。这个是否适合的判断有下列2种方法。
1个是用准备空分多址的2个移动站的接收响应向量的相关值来判断的方法。无线基站对2个移动站分别算出接收响应向量，算出2个接收响应向量间的相关值。这里响应向量是有关由移动站信号的到来方向的信息，相关值是表示2个移动站信号的到来方向的远近程度的指标。即相关值大时，2个移动站几乎存在于相同方向，用方向图的差异来分离两者的信号可以认为是不可能的。因此，无线基站在相关值大于规定阈值时判断为不适于空分多址。
另1个是用准备空分多址的2个移动站信号的电场强度比来判断的方法。无线基站基于接收响应向量求出2个移动站信号的电场强度，算出2个的电场强度比。电场强度比大时，即使方向图形成最佳，也因两者的信号电场强度比超过了天线的增益比，所以认为两者的信号是不能适当地分离。因此，无线基站在电场强度比大于规定的阈值时判断为不适于空分多址。
然而，即使依照上述历来的判断技术判断为适用而进行空分多址时，有时无线基站对2个移动站的加权向量的算出失败，不能形成正确的方向图。
当不能形成正确的方向图时，就存在是新请求通信信道的分配的移动站时不能开始通信，是已在通信中的移动站时中断通信的情况，存在不能保证适合于各移动站的通信质量的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供能够提高是否适合空分多址的判断精度，在无线基站和移动站之间保证稳定的通信质量的无线基站和无线基站用程序。
达成上述目的的无线基站是与多个移动站进行通信的无线基站，其特征在于，具有：定时控制单元，对各移动站，在TDMA/TDD帧的1个时隙中，特定向移动站发送的信号的发送定时；控制单元，判定通过上述定时控制单元特定的向第1移动站发送的信号的发送定时和向第2移动站发送的信号的发送定时之间的定时差是否大于规定定时差；以及信号处理单元，当由上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差时，进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
这种构成产生如下效果。发送定时差接近0时，即无线基站几乎同时发送了向第1移动站的信号和向第2移动站的信号时，由于唯一字相同，所以第1移动站难于分离发送给自己的信号和发给第2移动站的信号，有时错误地将发给第2移动站的信号当作发给自己的信号实施抽出。第2移动站也会发生同样的事情。因此，本发明通过在发送定时差大于规定定时差时进行空分多址，小时不进行空分多址的判定，具有可防止移动站错误地抽出发给其他移动站的信号一类事态发生的效果。
也可以这样构成，上述无线基站还具有：MSE计算单元，计算从上述第1移动站获得的信号与参考信号之间的误差，上述控制单元判定上述MSE计算单元算出的误差是否低于规定值，当上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，且判定上述误差低于规定值时，上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
这种构成中，误差就是理想的方向图和实际的方向图之差，所以最准确地表示方向性形成的精度。将方向性精度低的移动站与其他移动站进行空分多址，则不仅对精度低的移动站，也对其他移动站产生干扰施加恶劣影响。因此，通过误差低于规定值时进行空分多址，高时不进行空分多址的判定，来保持对各移动站方向性形成的精度提高通信质量。
也可以这样构成，上述无线基站还具有：衰减速度计算单元，计算上述第1移动站的衰减速度，以及控制单元，判定上述衰减速度是否大于规定值，当上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，且判定上述衰减速度小于规定值时，上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
在无线基站的实际运用中，为争取分集增益将各个天线的间隔设置得很宽。在间隔宽时，所形成的方向图对移动站的移动变化较弱，跟踪高速移动的移动站就非常困难。因此，通过判定移动量小于规定移动量时进行空分多址，而大时不进行空分多址，与上述同样保持方向性形成的精度提高通信质量。
也可以这样构成，当从上述第1移动站收到信道分配请求时，上述控制单元判定上述第1移动站与已在通信中的上述第2移动站是否进行空分多址通信。
依照这种构成，可以判定对在与已在通信中的移动站的通信时间带相同的时间带中新接受了信道分配请求的移动站是否能够由空分多址进行多路复用处理。
也可以这样构成，上述无线基站还具有：FD计算单元，计算移动站的衰减速度；RSSI测定单元，测定从移动站接收的信号的电场强度；以及信息存储单元，上述控制单元还进行误差判定，计算从上述第1移动站获得的信号与参考信号之间的误差，并判定该误差是否低于上述信息存储单元存储的规定的误差阈值；衰减速度判定，判定上述FD计算单元计算出的上述第1移动站的衰减速度是否小于上述信息存储单元存储的规定的衰减速度阈值；电场强度判定，判定上述RSSI测定单元测定的第1移动站接收的信号的电场强度是否大于上述信息存储单元存储的规定的电场强度阈值；相关值判定，计算上述第1移动站的响应向量和上述第2移动站的响应向量的相关值，并判定该相关值是否小于上述信息存储单元存储的规定的相关值阈值；电场强度比判定中的一个以上判定的阈值判定，计算由上述第1移动站接收的信号的电场强度与由上述第2移动站接收的信号的电场强度之比，并判定该电场强度比是否小于上述信息存储单元存储的规定的电场强度比，当上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，且判定由上述阈值判定进行的所有判定为肯定时，上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
依照这种构成，由于是从多个指标中至少用3个指标来判定可否进行空分多址，所以与仅用2个以下指标判定可否进行空分多址相比，被空分多址的概率降低，方向性形成的精度变高，具有能保持通信质量的效果。
另外还可以这样构成，上述控制单元在由上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信期间，判定该空分多址通信是否继续，当判定为不继续时，解除该空分多址通信，当由上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，或者判定由上述阈值判定进行的判定中的任一个为否定时，判定该空分多址通信不继续。
依照这种构成，对空分多址通信的各移动站，由于从至少3个指标来判定维持或解除空分多址，所以具有能在空分多址通信期间，不会降低方向性形成的精度，而保持通信质量的效果。
附图说明
图1是表示本实施方式的无线基站100的构成框图。
图2表示阈值表200的构成。
图3表示质量指标值表300的一例。
图4表示新PS信息400的构成。
图5是表示以链接信道建立时的控制单元80为中心的处理步骤的序列图。
图6是表示图5的多路复用判定处理的详细流程图。
图7是表示控制单元80所执行的监视处理步骤的流程图。
具体实施方式
以下对本发明实施方式的无线基站利用附图进行说明。
<无线基站100的构成>
图1是表示本实施方式的无线基站100的构成框图。
该图中无线基站100由天线11～14、收发切换开关21～24、接收单元31～34、加法单元41～44、发送单元51～55、信号处理单元50a～d、TDMA处理单元60、数字网接口单元70、控制单元80、信息存储单元90构成，以4信道多址多载波TDMA/TDD方式进行时分多址双向通信，且在TDMA/TDD帧的各时隙以自适应阵列方式进行空分多址通信。特别是无线基站100对新请求分配通信信道的移动站，即发来请求建立链接信道的移动站(以下称新移动站)和已分配了通信信道的移动站(以下称通信中移动站)是否适合空分多址根据各种信息进行判定，根据这个判定结果，进行对新PS分配通信信道的决定。
收发切换开关21～24是用于对应TDMA/TDD帧的收发，切换发送和接收的开关。
接收单元31是在TDMA/TDD帧的接收时，将经天线11、收发切换开关21接收的高频信号变换为低频信号，并将A/D变换后的信号输出到信号处理单元50a～d。接收单元32～34也同样。
加法单元41是对信号处理单元50a～d输出的信号进行相加后输出到发送单元51。即加法单元41将给天线11用的向各移动站发送的加权信号多路复用化后输出到发送单元51。
加法单元42～44也同样。
发送单元51将来自加法单元41的低频信号进行D/A变换后变换为高频信号进行放大，经收发切换开关21输出到天线11。发送单元52～53也同样。
信号处理单元50a是由DSP(Digital Signal Processor)实现的，在控制单元80的控制下，在TDMA/TDD帧与时分多址的各移动站对应进行有关自适应阵列控制的信号处理。该图的信号处理单元50a表示其信号处理的功能构成，是由阵列接收单元55、加权计算单元56、阵列发送单元57构成。阵列接收单元55在各接收时隙，通过对来自接收单元31～34的信号以来自加权计算单元56的加权向量进行加权合成，将与1个移动站对应的接收信号抽出，输出到TDMA处理单元60。阵列发送单元57在各发送时隙，对来自TDMA处理单元60的对1个移动站的发送信号以来自加权计算单元56的加权向量进行加权输出到加法单元41～44。加权计算单元56在各接收时隙，基于接收单元31～34来的信号，计算用于抽出与1个移动站对应的接收信号的加权向量提供给阵列接收单元55，在各发送时隙，将提供给阵列接收单元55的相同的加权向量提供给阵列发送单元57。
另外，加权计算单元56基于从移动站接收的信号，进行对在各时隙中空分多址是否适合判定用的各种参数的检出或计算。对加权计算单元56在后面作详细说明。
信号处理单元50b～d也是与信号处理单元a同样的构成，就各时隙进行1个移动站的自适应阵列控制的信号处理及是否适合空分多址判定用的各种参数的检出等。
即信号处理单元50a～d将1组的发送时隙分配给控制信道，将剩余3组的收发时隙分配给通信信道，由此最大对3个移动站进行时分多址，且由于通过各自进行自适应阵列控制，最大对4个移动站进行空分多址，所以共计可以对最大12个移动站多路复用进行通信。
TDMA处理单元60在信号处理单元50a～50d与数字网接口70之间进行按每个呼叫的TDMA/TDD帧的分解与组合。
另外TDMA处理单元60具备定时控制单元61。定时控制单元61产生TDMA/TDD帧的基准定时之外，管理每个接收定时及发送定时。这里管理的发送定时也与在加权计算单元56计算或检出的各种参数一样用于是否适合空分多址的判定。
数字网接口70经ISDN线路与交换机(图外)连结，在TDMA处理单元60和交换机之间根据传送方式进行信号的变换等。
信息存储单元90存储阈值表200、质量指标值表300、新PS信息400。这些由控制单元80实施读写。详细数据构成在后面利用图2～4进行说明。
控制单元80具体由微处理器、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等构成，微处理器通过执行ROM中存放的程序来实现其功能。
<加权计算单元56的详细说明>
以下对加权计算单元56的加权向量的算出进行说明。
(式1)
y1(t)＝w1 *(t)x1(t)+w2 *(t)x2(t)+w3 *(t)x3(t)+w4 *(t)x4(t)
如式1所示，阵列接收单元55求出对来自接收单元31～34的各个接收信号向量x1(t)、x2(t)、x3(t)、x4(t)与作为加权向量w1(t)、w2(t)、w3(t)、w4(t)的复共轭的复数加权向量w1 *(t)、w2 *(t)、w3 *(t)、w4 *(t)分别进行相乘的值的总和的假接收信号y1(1)，并由判定部(未图示)把其变换成作为相位补正结果的抽出信号s1(t)。
另外，t表示信号到达的时间，取表示在以接收PHS规格中1个码元的时间为单位的时隙内的经过时间的值。
从而，接收信号x1、x2、x3、x4、复数加权向量w1 *、w2 *、w3 *、w4 *等是t值为1、2、...的信号序列。这里加权计算机56用最小平均平方误差方式(MMSE方式)如以下所述算出加权向量。
加权向量，给定了适当的初始值，为使参照信号d(t)与抽出信号S1(t)的误差最小，在预先规定的范围内改变w(t)值来进行调整，由此按每单位时间更新为w(t+1)。假设参照信号d(t)和抽出信号S1(t)的误差为e(t)，则有
(式2)
e(t)＝d(t)-y1(t)
＝d(t)-(w1 *(t)x1(t)+w2 *(t)x2(t)+w3 *(t)x3(t)+w4 *(t)x4(t))
因此，误差e(t)的平均平方误差表示如下。
(式3)
E[|e(t)|2]＝E[|d(t)-y1(t)|2]
＝E[|d(t)-(w1 *(t)x1(t)+w2 *(t)x2(t)+w3 *(t)x3(t)+w4 *(t)x4(t))|2]
这里E[ ]表示总体平均。
w1(t+1)、w2(t+1)为使这个平均平方误差变小，分别取修正了w1(t)、w2(t)的值。随时间的经过加权向量的值收束到一定值，在继前置码、唯一字等发送的作为通信内容的主体数据的接收阶段，抽出信号S1(t)则变成正确的了。另外，通信开始后有时也采用上一次的时隙中最终得到的加权向量的值作为有关下一次时隙的加权向量的初始值。
下面，对加权计算单元56中判定是否适合空分多址用的各种参数的检出及计算作一说明。
加权计算单元56由响应向量计算单元561、RSSI(Receive SignalStrength Indiacation)测定单元562、MSE(Mean Square Error)计算单元563、FD计算单元564构成。
响应向量计算单元561在各接收时隙中，基于由接收单元31～34输入到信号处理单元50a的各信号和在阵列接收单元55加权合成后的信号，算出移动站的响应向量。响应向量表示从移动站到无线基站100的信号传输路，即表示从移动站向无线基站100的信号的到来方向等。
以下，对响应向量计算单元561进行的响应向量计算方法进行说明。
将移动站1、移动站2、移动站3、移动站4发送的信号设为S1’(t-τ1)、S2’(t-τ2)、S3’(t-τ3)、S4’(t-τ4)，将经天线11～14(亦分别称第1天线～第4天线)及接收单元31～34输入到信号处理单元50a的各信号设为x1(t)、x2(t)、x3(t)、x4(t)。另外，hij是表示移动站j到第i天线的传输路的复数。这里τ1、τ2、τ3、τ4是以t为基准时的在基站100中的接收定时，表示由于各个移动站与无线基站100之间的距离的不同所产生的到来时间的差。
S1’(t-τ1)～S4’(t-τ4)和x1(t)～x4(t)之间下列关系成立。
(式4)
x1(t)＝h11S1’(t-τ1)+h12S2’(t-τ2)+h13S3’(t-τ3)+h14S4’(t-τ4)+n1(t)
x2(t)＝h21S1’(t-τ1)+h22S2’(t-τ2)+h23S3’(t-τ3)+h24S4’(t-τ4)+n2(t)
x2(t)＝h31S1’(t-τ1)+h32S2’(t-τ2)+h33S3’(t-τ3)+h34S4’(t-τ4)+n3(t)
x2(t)＝h41S1’(t-τ1)+h42S2’(t-τ2)+h43S3’(t-τ3)+h44S4’(t-τ4)+n4(t)
再者，n1(t)、n2(t)、n3(t)、n4(t)是噪声。另外，无线基站100分离抽出的抽出信号S1(t)和用户A发送的信号S1’(t-τ1)，若发送的信号能正常接收且分离抽出能适当进行，则是相等的。
信号处理单元50a的响应向量计算单元561利用抽出信号S1(t)的复数共轭的S1 *(t)和信号x1(t)、x2(t)、x3(t)、x4(t)依下式算出接收响应向量的成分h11、h21、h31、h41。
(式5)
h11＝E[x1(t)S1 *(t-τ1)]
h21＝E[x2(t)S1 *(t-τ1)]
h31＝E[x3(t)S1 *(t-τ1)]
h41＝E[x4(t)S1 *(t-τ1)]
这里E[]表示总体平均，代表在一定程度的期间t＝1、2、...、n中的平均值。例如n为100，算出100码元期间中的平均值。
抽出信号S1(t)、S2(t)、S3(t)、S4(t)可以正常得到，在将其分别视作与发送的信号S1’(t-τ1)、S2’(t-τ2)、S3’(t-τ3)、S4’(t-τ4)同等的状态中，关于式4，将S1’(t-τ1)、S2’(t-τ2)、S3’(t-τ3)、S4’(t-τ4)分别与S1(t)、S2(t)、S3(t)、S4(t)进行置换，两边乘以S1 *(t)取总体平均，得出下式6。
(式6)
E[x1(t)S1 *(t-τ1)]＝E[h11S1(t-τ1)S1 *(t-τ1)]+E[h12S2(t-τ2)S1 *(t-τ1)]+E[h13S3(t-τ3)S1 *(t-τ1)]+E[h14S4(t-τ4)S1 *(t-τ1)]+E[n1(t)S1 *(t-τ1)]
E[x2(t)S1 *(t-τ1)]＝E[h21S1(t-τ1)S1 *(t-τ1)]+E[h22S2(t-τ2)S1 *(t-τ1)]+E[h23S3(t-τ3)S1 *(t-τ1)]+E[h24S4(t-τ4)S1 *(t-τ1)]+E[n2(t)S1 *(t-τ1)]
E[x3(t)S1 *(t-τ1)]＝E[h31S1(t-τ1)S1 *(t-τ1)]+E[h32S2(t-τ2)S1 *(t-τ1)]+E[h33S3(t-τ3)S1 *(t-τ1)]+E[h34S4(t-τ4)S1 *(t-τ1)]+E[n3(t)S1 *(t-τ1)]
E[x4(t)S 1 *(t-τ1)]＝E[h41S1(t-τ1)S1 *(t-τ1)]+E[h42S2(t-τ2)S1 *(t-τ1)]+E[h43S3(t-τ3)S1 *(t-τ1)]+E[h44S4(t-τ4)S1 *(t-τ1)]+E[n4(t)S1 *(t-τ1)]
这里E[S1(t)S1 *(t)]＝1，另外，基本上从各移动站发送的信号S1’(t-τ1)、S2’(t-τ2)、S3’(t-τ3)、S4’(t-τ4)之间没有相关关系，信号S1’(t-τ1)与噪声成分也没有相关关系，所以有E(S2(t)S1 *(t))＝0，E(S3(t)S1 *(t))＝0，E(S4(t)S1 *(t))＝0，E[n1(t)S1 *(t)]＝0，E[n2(t)S1 *(t)]＝0，E[n3(t)S1 *(t)]＝0，E[n4(t)S1 *(t)]＝0。
从而，由式6可导出式5。另外，由此在数式上就除掉了噪声成分的影响。
信号处理单元50a的响应向量计算单元561进行式5所示的计算以求出对移动站j的响应向量Hj＝(h1j，h2j，h3j，h4j)。另外，信号处理单元50b～d中的响应向量计算单元561也分别以同样的步骤算出响应向量。
另外，响应向量计算单元561不仅对通信中的移动站，对新移动站也同样当从该移动站收到通信信道分配请求时，也在控制信道进行新移动站的响应向量的计算。
RSSI测定单元562按每个时隙从移动站接收信号检出电场强度。
另外，RSSI测定单元562在从新移动站收到通信信道的分配请求时，也在控制信道进行电场强度的检出。
MSE计算单元563按每个时隙算出移动站的式3所示的平均平方误差。
另外，RSSI测定单元562在从新移动站收到通信信道的分配请求时，也在控制信道计算新移动站的MSE。
FD计算单元564按每个时隙计算移动站的衰减速度。衰减速度以移动站的过去的响应向量和现在的响应向量的相关来表示。过去的响应向量和现在的响应向量是把由响应向量计算单元561获得的内容存到内存来使用的。过去的响应向量是例如现在的响应向量帧的前一帧的响应向量。衰减速度越大，表示来自过去的移动站信号的到来方向和来自现在的移动站信号的到来方向的角度的张角就大，衰减速度越小，表示张角也小。因此衰减速度就成为表示移动站从过去到现在的移动速度的指标。移动速度过大时，跟踪移动站的方向图形成较难，另外，对其他移动站的信号也容易产生干扰，所以不适合与其他移动站同时实施空分多址。
另外，FD计算单元564在从新移动站收到通信信道的分配请求时，也在控制信道计算新移动站的衰减速度。
如上所述，信号处理单元50a～d各自中的加权计算单元56的各构成单元，按每个时隙算出或检出通信中移动站或新移动站的各种参数。加权计算单元56的各构成单元将求出的参数输出到控制单元80，控制单元80将这些参数存放到信息存储单元90。
<信息存储单元90的详细内容>
以下对信息存储单元90存储的阈值表200、质量指标值表300及新PS信息400的构成进行说明。
图2表示阈值表200的构成。
如该图所示阈值表200是由相关值阈值Jt(201栏)、电场强度比阈值Kt(202栏)、发送定时差阈值Lt(203栏)、平均平方误差阈值Et(204栏)、衰减速度阈值St(205栏)、电场强度阈值It(206栏)构成。
相关值阈值Jt是有关通信中移动站响应向量与新移动站响应向量的相关值的阈值。
电场强度比阈值Kt是有关来自通信中移动站的接收信号的电场强度和来自新移动站的接收信号的电场强度比的阈值。
发送定时差阈值Lt是有关通信中移动站的发送定时和新移动站的发送定时差的阈值。
平均平方误差阈值Et是有关通信中移动站和新移动站MSE的阈值。
衰减速度阈值St是有关通信中移动站和新移动站FD的阈值。
电场强度阈值It是有关通信中移动站和新移动站的电场强度的阈值。
阈值表200是事先存放着这些阈值的。也可以这样构成，用经数字网或控制单元80算出的阈值将阈值表200随机更新。
图3表示质量指标值表300的一例。
如该图所示，质量指标值表300是由时隙号301、信道号302、响应向量303、电场强度304、发送定时305、平均平方误差306及衰减速度307各栏构成。
时隙号301的2、3、4是由通信信道分配的3个时隙的编号，
信道号302中的信道号(1、2、3、4)组、(5、6、7、8)组、及(9、10、11、12)组是在时隙号2、3、4的时隙中对应信号处理单元50a、50b、50c、50d的处理给的编号。
各行分别是对应1个通信中移动站的时隙号、信道号及各种参数。如在时隙号2，信道号1，通信中移动站的各种参数，响应向量是R1、电场强度是I1、发送定时是P1、平均平方误差是E1、衰减速度是S1。(空白)表示在该信道号的信道没有与移动站进行通信。
该图的表所表示的是，无线基站100在时隙号2的时隙中，用信道号1、2(信号处理单元50a及50b)将2个移动站空分多址进行通信，在时隙号3的时隙中用信道号5(信道处理单元50a)与1个移动站进行通信，在时隙号4的时隙中用信道号9、10、11、12(信号处理单元50a、50b、50c、50d)与4个移动站空分多址进行通信。
质量指标值表300的各种参数是加权计算单元56的各构成要素及定时控制单元61输出的参数，由控制单元80按每时隙进行更新。
图4表示新PS信息400的构成。
如该图所示，新PS信息400是由新移动站对应的各种参数，即新移动站的响应向量RNEW(401栏)、电场强度INEW(402栏)、发送定时PNEW(403栏)、平均平方误差ENEW(404栏)、衰减速度SNEW(405栏)构成。
响应向量RNEW是新移动站的响应向量，无线基站100由新移动站收到链接信道建立请求时，从控制信道上的信号经响应向量计算单元56计算，由控制单元80存放到新PS信息400。
电场强度INEW是新移动站的电场强度，无线基站100由新移动站收到链接信道建立请求时，从控制信道上的信号经RSSI测定单元562计算，由控制单元80存放到新PS信息400.。
发送定时PNEW是新移动站的发送定时，定时控制单元61由由新移动站收到链接信道建立请求时的接收定时推定，由控制单元80存放到新PS信息400。这里是定时控制单元61推定新移动站的发送定时的，但也可这样构成，不作推定，总是把规定定时确定为新移动站的发送定时输出到控制单元80。
平均平方误差ENEW是新移动站的平均平方误差。由新移动站收到链接信道建立请求时，在控制信道上从接收信号计算平均平方误差，由控制单元80存放到新PS信息400。
衰减速度SNEW是新移动站的衰减速度。由新移动站收到链接信道建立请求时，在控制信道上从接收信号计算。与通信中移动站的衰减速度是前帧的响应向量和现在的响应向量相关的相对，新移动站的衰减速度没有前帧的响应向量，所以，例如，采用现在帧的接收时隙的前半的响应向量和后半的响应向量的相关。
<链接信道建立时的动作>
以控制单元80为中心对无线基站100的动作进行说明。
图5是表示以链接信道建立时的控制单元80为中心的处理步骤的序列图。
控制单元80由新移动站收到链接信道建立请求时(步骤S181)，让加权计算单元56及定时控制单元61求出新移动站的各种参数，取得作为其结果的响应向量RNEW、电场强度INEW、发送定时PNEW、平均平方误差ENEW、衰减速度SNEW(步骤S184)，存放到信息存储单元90的新PS信息400中(步骤S183)。
然后，控制单元80进行通过判定各时隙是否适合空分多址，决定分给新移动站哪一个信道的处理。
控制单元80在时隙号2、3、4中选1个时隙(步骤S186)，判定该时隙中有否在用的信道，即有否用该时隙进行通信的移动站。这个判定是由参照质量指标值表300，在该时隙有否存放各种参数的信道，或者全部信道的各种参数是否空白来进行的。
在这个判定中若判定没有使用该时隙的信道时(步骤S187 NO)，则控制单元80对新移动站进行含有该时隙的空信道的通知的链接信道分配(步骤S192)，新移动站和无线基站之间收发TCH同步脉冲建立链接信道(S193)。
在步骤S187的判定中，若判定有使用该时隙的信道时(步骤S187YES)，控制单元80进行多路复用判定处理(步骤S188)，其判定结果，判定可作多路复用时(步骤S189可)进行与上述同样链接信道分配，建立链接信道(步骤S192、S193)。
步骤S188的多路复用判定结果，若判定为不可多路复用时(步骤S189不可)，则控制单元80对另外时隙重复处理(步骤S190)。
在所有的时隙判定为不可多路复用时，控制单元80对新移动站通知拒绝分配链接信道(步骤S191)。其结果，新移动站进入等待(步骤S194)。
图6是表示图5的多路复用判定处理的详细流程图。
控制单元80参照质量指标值表300判定该时隙是否有空信道(步骤S601)。
判定结果，该时隙内没有空信道时，判定为不可多路复用而结束多路复用判定处理(步骤S612)。
若有空信道时。控制单元80从参照质量指标值表300存放的参数和新PS信息400存放的数据，计算取得最高相关值JMAX、最大电场强度比KMAX、最短发送定时差LMAX(步骤S602、S603、S604)。
最高相关值JMAX取在该时隙内各通信中移动站的响应向量Ri(i是各通信中移动站的信道号)和新移动站的响应向量RNEW的相关中的最高值。
例如图3的质量指标值表300在时隙号2的时隙里各通信中移动站的响应向量为R1及R2，控制单元80计算R1与RNEW的相关J1和R2与RNEW的相关J2，将J1和J2值中大的一方作为最高相关值JMAX。
2个移动站之间的相关值大时，两者存在于大致相同方向，所以可以认为用方向图分离两者的信号是不可能的。因此计算新移动站和通信中移动站的相关，以此用作是否适合空分多址的判定指标。
此时，无线基站判断为两者不适于空分多址。
另外，无线基站测定来自上述两移动站信号的电场强度，算出2个电场强度的比。
最大电场强度比KMAX是从新移动站的电场强度INEW和该时隙内各通信中移动站的电场强度Ii(i是各通信中移动站的信道号)用式7计算的各电场强度比中最大者。
(式7)
Ki＝|20Log10(INEW/Ii)|
例如图3的质量指标值表300在时隙号2的时隙里各通信中移动站的电场强度为I1及I2，控制单元80计算I1与INEW的电场强度比K1和I2与INEW的电场强度比K2，将K1和K2值中大的一方作为最大电场强度比KMAX。
2个移动站电场强度比大时，即使方向图形成得最佳，两者的信号强度比超过了自适应阵列装置的增益比，就可以认为两者信号不能适当分离。因此计算新移动站和通信中移动站的电场强度比，以此用作是否适合空分多址的判定指标。
最短发送定时差LMIN是从新移动站的发送定时PMEW和通信中移动站的Pi(i是各通信中移动站的信道号)用式8计算的各发送定时差中最短者。
(式8)
Li＝|PNEW-Pi|
例如图3的质量指标值表300在时隙号2的时隙里各通信中移动站的发送定时为P1及P2，控制单元80计算PNEW与P1的发送定时差L1和PNEW与P2的发送定时差L2，将L1和L2值中最短的一方作为最短发送定时差LMIN。
2个移动站的发送定时差短时，2个移动站不能正确分离来自无线基站100的信号，有时会取错信号解调。因此计算新移动站和通信中移动站的发送定时差，以此用作是否适合空分多址的判定指标。
经以上处理，控制单元80通过计算取得判定新移动站是否适合空分多址的指标，即最高相关值JMAX、最大电场强度比KMAX及最短发送定时差LMIN。另外控制单元80还从新PS信息400取得平均平方误差ENEW、衰减速度SNEW及电场强度INEW。
平均平方误差大时，会成为阵列接收用的误差没有收束或残留在较大水平的结果，所以这种情况对该误差有关的移动站不能形成高精度的方向图。因此平均平方误差用作是否适合空分多址的判定指标。
另外对衰减速度急剧，即单位时间移动量大的移动站，即使阵列接收时的方向图高精度形成，也因由接收时隙到发送时隙的时间延迟移动站移动较大，所以虽然发送时也形成了与接收时同样的方向图，但其方向图与移动站的方向偏离较大。像这样不能正确形成移动站的方向图时，会给其他移动站的方向图形成恶劣影响。原因是对其他移动站形成的方向图，对衰减速度急剧的移动站很难正确指向零。所以用衰减速度作是否适合空分多址的判定指标。
另外，电场强度过低时，方向图的形成也不能高精度地进行，所以用电场强度作是否适合空分多址的判定指标。
以下控制单元80在步骤S605～S610将这些指标与存放在阈值表200的阈值进行比较处理。
控制单元80首先比较最高相关值JMAX和相关值阈值Jt(步骤S605)。比较结果，最高相关值JMAX在相关值阈值Jt以下时，进到步骤S606的处理，其他情况判定为不可多路复用(步骤S612)。
其次，比较最短发送定时差LMIN和发送定时差阈值Lt(步骤S606)。比较结果，最短发送定时差LMIN发送定时差阈值Lt以上时，进到步骤S607的处理，其他情况判定为不可多路复用(步骤S612)。
其次，比较最大电场强度比KMAX和电场强度比Kt(步骤S607)。比较结果，最大电场强度比KMAX在电场强度比阈值Kt以下时，进到步骤S608的处理。其他情况判定为不可多路复用(步骤S612)。
其次，比较平均平方误差ENEW和平均平方误差阈值Et(步骤S608)。比较结果，平均平方误差ENEW在平均平方误差阈值Et以下时，进到步骤S609的处理，其他情况判定为不可多路复用(步骤S612)。
其次，比较衰减速度SNEW和衰减速度St(步骤S609)。比较结果，衰减速度SNEW在衰减速度阈值St以下时，进到步骤S610的处理，其他情况判定为不可多路复用(步骤S612)。
其次，比较电场强度INEW和电场强度阈值It(步骤S610)。比较结果，电场强度INEW在电场强度阈值It以上时，进到步骤S611的处理，其他情况判定为不可多路复用(步骤S612)。
经以上处理，步骤S605～S610的判定中全是YES时，控制单元80判定新移动站在该时隙可能与通信中移动站多路复用通信(步骤S611)。
图6所示多路复用判定处理是步骤S605～S610的6个判定条件全部满足时判定为可多路复用，但满足这6个条件中的1个或几个判定条件时，判定为可多路复用也是可以的。
经以上处理，控制单元80对新移动站判定是否适合空分多址，不满足判定条件时，不分配该时隙的信道，而分配没有空分多址的时隙或满足判定条件时隙的信道。这样新移动站就分到了没有空分多址的时隙或空分多址但保证了通信质量的时隙的信道，提高了通信的稳定性。其结果可以提高通信特性，降低干涉发生的次数，避免异常切断等恶劣状态。
另外，在本实施方式中，有关相关值、电场强度比的判定(步骤S605、S607)之外，还用4个条件(步骤S606、S608、S609、S610)判定是否适合空分多址，所以，比历来的判定可以空分多址的概率低，因此进行是否适合空分多址的判定精度高。
以上进行了在建立链接信道时判定可否空分多址的实施方式的说明，但不仅在建立链接信道时，控制单元80在链接信道建立后对已在空分多址的多个通信中移动站监视判定可否进行空分多址，对判定为不可的通信中移动站进行切换信道或移交等解除空分多址。下面对监视处理进行说明。
<监视处理>
图7是表示控制单元80所执行的监视处理步骤的流程图。
控制单元80对每个时隙进行图7的监视处理。
首先控制单元80判定现在的时隙是否在空分多址。这个判定靠查看质量指标值表300的数据存放状况或查看信号处理单元50a～d是否至少有2个在工作。
判定结果，没在空分多址时，监视处理结束。
在空分多址时，控制单元80取得最高相关值JMAX(步骤S702)。这个最高相关值JMAX与多路复用判定处理的计算方法相同，但用2个通信中的响应向量这一点不同。即最高相关值JMAX是将该时隙中空分多址的多个通信中移动站的2个组合，各组的通信中移动站i和通信中移动站j(i，j是信道号)的相关中最高者。
其次，控制单元80取得最大电场强度比KMAX(步骤S703)。这个最大电场强度比KMAX是将该时隙中空分多址的多个通信中移动站的2个组合，各组的通信中移动站i和通信中移动站j(i，j是信道号)的电场强度比中最大者。
其次，控制单元80取得最短发送定时差LMIN(步骤S704)。这个最短发送定时差JMAX是将该时隙中空分多址的多个通信中移动站的2个组合，各组的通信中移动站i和通信中移动站j(i，j是信道号)的发送定时差最短者。
其次，控制单元80取得最大平均平方误差EMAX(步骤S705)。这个最大平均平方误差EMAX是将该时隙中空分多址的多个通信中移动站的各平均平方误差Ei中最大者。
其次，控制单元80取得最大衰减速度SMAX(步骤S706)。这个最大衰减速度SMAX是将该时隙中空分多址的多个通信中移动站的各衰减速度Si中最大者。
进而，控制单元80取得最小电场强度IMIN(步骤S707)。这个最小电场强度IMAX是将该时隙中空分多址的多个通信中移动站的各最大电场强度Ii中最小者。
以上这样，控制单元80取得判定是否适合空分多址的各种指标，将这些指标与阈值表200存放的阈值进行比较处理(步骤S708)。这个阈值判定处理与图6流程图所示的步骤S606～S612的处理是一样的。但代替步骤S608～S610的平均平方误差ENEW、衰减速度SNEW、以及电场强度INEW采用了最大平均平方误差EMAX、最大衰减速度SMAX、以及最小电场强度IMIN这一点不同。
阈值判定结果，判为不可多路复用时(步骤S709)，控制单元80进行解除该时隙的空分多址的处理(步骤S710)。所谓空分多址解除，就是选择该时隙中进行空分多址的多个通信中移动站中的至少1个移动站，对该移动站发送信道切换请求或移交请求，使之执行信道切换或移交。作为选择空分多址解除对象的移动站的方法，可以举出几个，例如选择成为最高相关值JMAX、最大电场强度比KMAX以及最短发送定时差LMIN算出参数的通信中移动站i以及通信中移动站j中的至少1个，或者选择与最大平均平方误差EMAX、最大衰减速度SMAX、及最小电场强度IMIN对应的移动站i中的至少1个等。
以上对本发明实施方式相关的无线基站100进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，也可构成如下那样。
(1)上述实施方式中，在给新移动站分配信道时，是让其共享通信中移动站所使用的时隙判定是否进行空分多址的构成。这里新移动站是指由其他无线基站的无线区通过移交移动过来的移动站，或在无线基站100的无线区接通电源后发出链接信道建立请求的移动站等。不限于这种构成，也可以这样构成，对因通信中切换信道由无线基站100的1个时隙到另1个时隙切换的移动站分配信道时，与在切入目标的时隙已在通信的移动站共享该时隙判定是否进行空分多址。
(2)上述实施方式中，也可这样构成，用由通信中移动站得到的各种参数等对新移动站作空分多址判定，代替用由新移动站得到的各种参数进行空分多址的判定。
还可以这样构成，例如，本实施方式的监视处理结果，将解除了空分多址的时隙编号进行存储，从解除时起规定期间内，在该时隙进行新移动站不与通信中移动站进行空分多址的判定。
另外，也可以这样构成，从质量指标值表300存放的通信中移动站的参数，检出有影响方向性形成精度的不稳定成分的时隙，在该时隙进行不空分多址新移动站的判定。
更具体些，也可以这样构成，参照质量指标值表300，在通信中移动站的电场强度比规定阈值高的时隙，判定不空分多址新移动站。
另外，也可以这样构成，参照质量指标值表300，在通信中移动站的衰减速度比规定阈值高的时隙，判定不空分多址新移动站。
(3)上述实施方式中，还可以将各动作步骤作成通用计算机或有程序执行功能的机器等执行的计算机程序，将该程序记录到记录媒体上，或者通过各种通信途径流通发布。这些记录媒体有IC卡、光盘、软盘、ROM等。
(4)还可以将上述程序的步骤作为方法。
产业上利用的可能性
如上述那样本发明的无线基站对要求增加PHS或携带电话等用户的容量和提高通信质量的移动通信系统的基站是有用的。

Claims (7)

1.一种与多个移动站进行通信的无线基站，其特征在于，
具有：
定时控制单元，对各移动站，在TDMA/TDD帧的1个时隙中，特定向移动站发送的信号的发送定时；
控制单元，判定通过上述定时控制单元特定的向第1移动站发送的信号的发送定时和向第2移动站发送的信号的发送定时之间的定时差是否大于规定定时差；以及
信号处理单元，当由上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差时，进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
2.权利要求1记载的无线基站，其特征在于：
上述无线基站还具有MSE计算单元，计算从上述第1移动站获得的信号与参考信号之间的误差，
上述控制单元判定上述MSE计算单元算出的误差是否低于规定值，
当上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，且判定上述误差低于规定值时，上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
3.权利要求1记载的无线基站，其特征在于：
上述无线基站还具有：
衰减速度计算单元，计算上述第1移动站的衰减速度；以及
控制单元，判定上述衰减速度是否大于规定值，
当上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，且判定上述衰减速度小于规定值时，上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
4.权利要求1记载的无线基站，其特征在于：
当从上述第1移动站收到信道分配请求时，上述控制单元判定上述第1移动站与已在通信中的上述第2移动站是否进行空分多址通信。
5.权利要求1记载的无线基站，其特征在于：
上述无线基站还具有：
FD计算单元，计算移动站的衰减速度；
RSSI测定单元，测定从移动站接收的信号的电场强度；以及
信息存储单元，
上述控制单元还进行
误差判定，计算从上述第1移动站获得的信号与参考信号之间的误差，并判定该误差是否低于上述信息存储单元存储的规定的误差阈值；
衰减速度判定，判定上述FD计算单元计算出的上述第1移动站的衰减速度是否小于上述信息存储单元存储的规定的衰减速度阈值；
电场强度判定，判定上述RSSI测定单元测定的第1移动站接收的信号的电场强度是否大于上述信息存储单元存储的规定的电场强度阈值；
相关值判定，计算上述第1移动站的响应向量和上述第2移动站的响应向量的相关值，并判定该相关值是否小于上述信息存储单元存储的规定的相关值阈值；以及
进行电场强度比判定中的一个以上判定的阈值判定，计算由上述第1移动站接收的信号的电场强度与由上述第2移动站接收的信号的电场强度之比，并判定该电场强度比是否小于上述信息存储单元存储的规定的电场强度比，
当上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，且判定由上述阈值判定进行的所有判定为肯定时，上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
6.权利要求5记载的无线基站，其特征在于：
上述控制单元在由上述信号处理单元进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信期间，判定该空分多址通信是否继续，当判定为不继续时，解除该空分多址通信，
当由上述控制单元判定上述定时差大于规定定时差，或者判定由上述阈值判定进行的判定中的任一个为否定时，判定该空分多址通信不继续。
7.一种使用于与多个移动站进行通信的无线基站中的通信方法，其特征在于，
该通信方法具有：
特定步骤，对各移动站，在TDMA/TDD帧的1个时隙中，特定向移动站发送的信号的发送定时；
判定步骤，求出定时差并判定求出的定时差是否大于规定定时差，上述定时差为通过上述特定步骤特定的向第1移动站发送的信号的发送定时和向第2移动站发送的信号的发送定时之间的差；以及
通信步骤，当由上述判定步骤判定上述定时差大于规定定时差时，进行上述第1移动站与上述第2移动站的空分多址通信。
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