CN1972152A - 无线基站装置以及空间多重发送数控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线基站装置以及空间多重发送数控制方法。在使用了智能天线技术的空间分组调度方式下，随着每个无线通信装置因空间多路复用而导致的同时发送数的增加，提高了无线通信系统整体的效率。另一方面，若在无线通信装置间假定相同的同时发送数，则会因通信对方的无线通信装置而产生终端间的通信机会的差距。本发明提供了调整各无线通信装置的空间多重发送数的多重数控制装置和将连接终端数和空间多重发送数发送给该多重数控制装置的多个无线通信装置，以便从该多个无线通信装置收集连接终端数和空间多重发送数，为每个无线通信装置求出(连接终端数)/(空间多重发送数)之比，以使其在多个无线通信装置间是平等的。

Description

无线基站装置以及空间多重发送数控制方法

技术领域

本发明涉及执行空间多重通信的无线通信系统的基站装置。

背景技术

近年来，在便携式电话和无线LAN等无线通信系统的基站和访问点(以下，总称为无线通信装置)中，使用了阵列天线的智能天线技术逐渐实用化。智能天线技术的工作原理例如是在非专利文献1中得以说明。关于利用智能天线技术、使多个终端共用同一时间和频率来执行空间多重通信的无线通信装置，例如在专利文献1公开了这种装置。

随着对无线通信系统中的数据通信的要求的提高，作为IMT-2000的分组传输方式，以下行的峰值传输速度高速化、高吞吐量化等为目的的、被称为cdma2000 1xEV-DO(EVolution Data Only)的方法成为标准(例如，非专利文献2)。在该高速分组通信系统中，为了更有效地利用有限的频率和时间而实施了调度。

单载波通信(1xEV-DO也对应于此)中的调度是确定如何为哪个终端分配下行通信中的时间资源的技术。针对发送缓冲器内的待发送数据来控制执行发送的顺序。现在，作为调度，代表性的有(1)Maximum CIR方式、(2)Round Robin方式以及(3)ProportionalFairness方式这3种。在方式(1)下，为无线通信链路品质良好的终端优先分配发送机会。由于与无线通信装置附近的终端进行通信的机会增加，而与远方终端进行通信的机会减少，因此，该方式(1)是使终端之间的服务差别变大的调度方式。在方式(2)下，为所有终端均等地分配通信机会。与(1)相比，无线通信装置的吞吐量(through put)降低量对应于与远方终端的通信机会所增加的量。在方式(3)下，利用(瞬时无线通信品质)/(平均无线通信品质)作为评估值，由于为评估值大的终端优先分配发送机会，因此，方式(3)是通信机会均等、且整体效率优于方式(2)的方式。但是，如何正确地推定每个终端的瞬时无线通信品质是一个问题。

如果相对于以上的调度技术，组合了利用智能天线技术的空间多重通信，则能够提供时间空间调度。单载波通信中的时间空间调度是确定如何为哪个终端分配下行通信中的时间和空间资源的技术，其针对发送缓冲区内的待发数据来控制发送的顺序和空间。此时，随着因空间多路复用而导致的同时发送数的增加，无线通信装置的吞吐量得以提高。

(专利文献1)特开2000-106539号公报

(专利文献2)特开平10-145286号公报

(非专利文献1)B.Widrow，et al.：“Adaptive AntennaSystems，”Proc.IEEE，vol.55，No.12，pp.2143-2159，Dec.1967

(非专利文献2)3GPP2 C.S0024-A”cdma2000 High Rate PacketData Air Interface Specification”(从13-42页到13-78页，2004/3/31)

(非专利文献3)R.O.Schmidt，“Multiple Emitter Locaion andSignal Parameter Estimation”，IEEE Trans.AP-34，1986

(非专利文献4)3GPP2 C.S0024-A”cdma2000 High Rate PacketData Air Interface Specification”(从13-7到13-41页，2004/3/31)

发明内容

(本发明要解决的问题)

在本发明中，解决了在由安装了智能天线技术的无线通信装置构成网络的无线通信系统中的、该无线通信装置的下行分组通信的问题。

在使用了智能天线技术的时间空间分组调度方式下，随着每个无线通信装置的、因空间多路复用而导致的同时发送数的增加，无线通信系统的整体效率得以提高。另一方面，随着与无线通信装置进行通信的终端数的增加，每个终端的通信机会减少。这一点利用图1进行说明。

图1表示了无线通信系统的概要。网关1是与其他通信系统进行连接的节点，例如与普通电话网和IP网等相连接。无线通信网络2是连接无线通信装置(基站装置)4的网络，由路由器和电缆等构成。地理区域5是可与无线通信装置进行通信的区域。指向性波束7是用于与终端6通信的指向性波束，若在同一个时刻同时输出多个该波束，则实现了空间多重通信。

在图1的例子中，与无线通信装置4-1通信的终端数为4，与无线通信装置4-2通信的终端数为2。由于在两个无线通信装置中均将执行空间多重通信的波束数设为2，因此，通过简单计算即可知与无线通信装置4-2进行通信的终端相对于与无线通信装置4-1进行通信的终端的通信机会加倍。其结果是具有因通信对方的无线通信装置而产生了终端之间通信机会的差距的问题。这个问题进一步导致了向终端提供较多通信机会的无线通信装置由于过度的空间多重通信而对周边区域造成过度干扰的问题。

(解决问题的手段)

通过依据与无线通信终端进行通信的终端数、抑制利用空间多路复用同时执行发送的终端数(空间多重发送数)，来解决上述问题。控制的目标是使连接到多个无线通信装置中的每一个上的终端的通信机会、即(连接终端数)/(空间多重发送数)变为平均。为了实现这一目标，如图2所示，通过提供用于调整各无线通信装置的空间多重发送数的空间多重发送数控制装置和用于将连接终端数和空间多重发送数发送到该多重数控制装置的多个无线通信装置，以便从多个无线通信装置收集连接终端数和空间多重发送数，为每个无线通信装置求出(连接终端数)/(空间多重发送数)的比值，并使其在多个无线通信装置中变为平等。在图2中，在区域(小区)5-1中的终端数为4，无线通信装置4-1中的空间多重发送数(在相同定时下使用的指向性波束数)为2，而在区域5-2中的终端数为2，无线通信装置4-1中的空间多重发送数变为1。

(发明效果)

根据本发明，减少了在无线通信装置间发生的终端间的通信机会的差距，以及无线通信装置间的终端吞吐量的差距。其结果是能够提供终端间的服务差距很小的无线通信系统。与其他无线通信装置相比较，利用本发明，由于减少了提供过度服务的无线通信装置的空间多重发送数，从而能够降低该无线通信装置对周边区域的干扰，改善了与将周边区域设为可通信地理区域的无线通信装置进行通信的终端的通信品质。

附图说明

图1图示了无线通信系统；

图2图示了得到本发明效果的状态的无线通信系统；

图3是根据本发明的系统结构的第1实施例；

图4是根据本发明的系统结构的第1实施例的变形；

图5是空间多重发送数控制装置的第1结构例；

图6是业务量代表值和空间多重发送数的关系的一次近似；

图7是无线通信装置发送业务量代表值时的顺序；

图8是业务量信息收集部的工作流程；

图9A是对于业务量信息记录部的记录格式的例子；

图9B是对于业务量信息记录部的记录格式的例子；

图10是业务量评估部的工作流程；

图11A是业务量评估部的计算用缓冲器的记录例；

图11B是业务量评估部的计算用缓冲器的记录例；

图11C是业务量评估部的计算用缓冲器的记录例；

图12是多重数确定部的工作流程；

图13A是多重数确定部的计算用缓冲器的记录例；

图13B是多重数确定部的计算用缓冲器的记录例；

图13C是多重数确定部的计算用缓冲器的记录例；

图14是使无线通信装置的多重发送数被拟合为近似直线的多重发送数确定方法；

图15是缓慢地调整无线通信装置的多重发送数的多重发送数确定方法；

图16是空间多重发送控制装置发送空间多重发送数时的顺序；

图17是是多重数通知部的工作流程；

图18是空间多重发送数控制装置的第2结构例；

图19是空间多重发送数控制装置向无线通信装置请求业务量代表值的顺序；

图20是请求发送部的工作流程；

图21是无线通信装置的第1结构例；

图22是数据记录部的下行数据缓冲器的记录格式；

图23是业务量计测部的工作流程的第1实施例；

图24是业务量计测部的工作流程的第2实施例；

图25是业务量计测部的工作流程的第3实施例；

图26是本站信息发送部的工作流程；

图27是空间多重数设置部的工作流程；

图28是无线通信装置的第2结构例；

图29是请求检测部的工作流程；

图30是根据本发明的系统结构的第2实施例；

图31是根据本发明的系统结构的第3实施例；

图32是根据本发明的ROF结构的无线通信装置的第1结构例。

具体实施方式

图3表示本发明的结构的一个例子。空间多重发送数控制装置3通过网络与多个无线通信装置4连接，担负着从各无线通信装置4收集业务量代表值(例如终端数、吞吐量，细节将在下文进行描述)、评估多个业务量代表值、确定各无线通信装置4的空间多重发送数、并向各无线通信装置4通知空间多重数的任务。

无线通信装置4对存在于地理区域5内的终端6，利用指向性波束7发送下行信号。指向性波束7按空间多重发送数控制装置3所指示的空间多重发送数而被多重输出，由此，实施对多个终端的空间多重发送。为了由空间多重发送数控制装置3指示空间多重数，无线通信装置4观测下行信号，求出该无线通信装置的业务量代表值，并将其发送到空间多重发送数控制装置3。

在该实施例中，假设将无线通信装置4设置在与空间多重发送数控制装置3地理分离的位置上。但是，如图4所示，即便将空间多重发送数控制装置3并设在某一个无线通信装置4中，也不会改变本发明的效果。

图5是表示参照多个无线通信装置的业务量代表值来控制无线通信装置的多重数的空间多重发送数控制装置的一个例子。

业务量信息收集部101接收从多个无线通信装置发送来的空间多重发送数和业务量代表值、以及作为发送源的无线通信装置的识别号，并将其记录到业务量记录部102内。在记录完毕后，业务量信息收集部101向业务量评估部103通知记录完毕。

业务量评估部103接收来自业务量信息收集部101的记录完毕通知，之后执行驱动。在驱动之后，业务量评估部103从业务量记录部102中读出特定的无线通信装置的空间多重发送数和业务量代表值，如图6所示，描绘与每个无线通信装置的空间多重发送数(X)和代表值(Y)对应的点。此后，业务量评估部103求出与已描绘的所有点的2乘误差之和为最小的一次近似直线(Y＝AX+B)。在得到一次近似直线后，业务量评估部103将得到的一次近似直线的参数(A，B)、以及完成了直线近似的消息通知给多重数确定部104。但是，从业务量记录部102读出空间多重发送数和业务量代表值的特定无线通信装置的条件为该无线通信装置是该多重数控制装置收集了业务量代表值的无线通信装置。业务量评估部103参照记录在清单保持部106内的每个无线通信装置的标志来判定是否符合该条件。

多重数确定部104接受来自业务量评估部103的近似完毕通知，之后执行驱动。在执行驱动后，多重数确定部104执行以下操作：从业务量记录部102中读出特定的无线通信装置的空间多重发送数和业务量代表值，并将从业务量评估部103通知的1次近似直线与读出的值进行比较。比较方法将在后面进行说明。作为比较的结果，多重数确定部104确定该特定的无线通信装置的空间多重发送数，并向业务量记录部102中写入该空间多重发送数。在写入完毕后，多重数确定部104将业务量记录部102内所记录的空间多重发送数已被更新的事通知给多重数通知部105。但是，从业务量记录部读出空间多重发送数和业务量代表值的特定无线通信装置的条件为该无线通信装置是由该多重数控制装置控制多重数的无线通信装置。多重数确定部104参照记录在清单保持部106内的每个无线通信装置的标志来判定是否符合该条件。

多重数通知部105在接受到来自多重数确定部104的更新完毕通知后执行驱动。在驱动之后，多重数通知部105从业务量记录部102中读出特定的无线通信装置的空间多重发送数，并向特定的无线通信装置通知各个空间多重发送数。但是，从业务量记录部102读出空间多重发送数的特定无线通信装置的条件为该无线通信装置是由该多重数控制装置控制多重数的无线通信装置。多重数通知部105参照清单保持部106内所记录的每个无线通信装置的标志来判定是否符合该条件。

在以上的空间多重发送数控制装置中，其业务量记录部102和清单保持部106是由存储器来实现的，业务量评估部103和多重数确定部104是用CPU或DSP等计算装置来实现的，业务量信息收集部101和多重数通知部105是由用于收发控制的计算装置以及网络适配器来实现的。

图7是无线通信装置向空间多重发送数控制装置报告业务量代表值时的消息顺序(message sequence)图。首先，无线通信装置将空间多重发送数和业务量代表值、以及自身的无线通信装置的识别号载入业务量信息消息(Traffic Information，T-Info)，并将其发送给空间多重发送数控制装置。该消息由业务量信息收集部101接收，例如通过奇偶校验来校验是否没有错误。若没有错误，则如无线通信装置1的例子所示，业务量信息收集部101对作为发送源的无线通信装置发送ACK(T-Info Acknowledgement，T-ACK)，并将接收到的业务量代表值等信息记录到业务量记录部102内。若有错误，则如无线通信装置2的例子所示，业务量信息收集部101对作为发送源的无线通信装置发送NAK(T-Info NO ACK，T-NAK)，并提示再次发送业务量信息消息(T-Info)。在业务量信息收集部101发送T-ACK之前重复执行再发送。在发送T-ACK后，业务量信息收集部101将接收到的业务量代表值等信息记录在业务量记录部102内。

图8表示业务量信息收集部101的动作流程。首先，在启动空间多重发送数控制装置(S101-1)之后，业务量信息收集部101变为等待来自无线通信装置的T-Info消息(S101-2)的状态。在接收到T-Info消息后，业务量信息收集部101执行对接收消息的错误检查(S101-3)。若判定为有错误(S101-4)，则业务量信息收集部101对作为发送源的无线通信装置发送T-NAK，并提示再次发送T-Info(S101-5)。若没有错误，则业务量信息收集部101对作为发送源的无线通信装置发送T-ACK(S101-6)，取出T-Info内的信息(无线通信装置的空间多重发送数、业务量代表值、以及无线通信装置的识别号)(S101-7)，并将其记录在业务量记录部102内(S101-8)。记录完毕后，业务量信息收集部101向业务量评估部103发出表示记录完毕的触发信号(S101-9)。

图9是向业务量记录部102记录信息的信息记录例。图9(a)是将业务量代表值设定为每个无线通信装置的终端数时的记录例。在业务量信息收集部101接受该T-Info消息、并发出该T-ACK后，将该无线通信装置的空间多重发送数和业务量代表值、以及作为该T-info消息发送源的无线通信装置的识别号成组地记录到业务量记录部102内。这里，业务量代表值是与各个无线通信装置执行通信的终端数。对于记录在其中的信息，业务量评估部103、多重数确定部104、多重数通知部105按每个无线通信装置的识别号来有选择地进行参照。另外，多重数确定部104写入新确定的空间多重发送数。

图9(b)是将业务量代表值设定为各无线通信装置中的每一个的总吞吐量[Mbps]时的记录例。在空间多重发送数控制装置内对记录的使用方法与图9(a)相同。业务量代表值表示：在各无线通信装置中，哪种程度的通信资源是必要的。若如图9(a)所示，设为终端数，则容易获取业务量代表值，若如图9(b)所示，设定为总吞吐量，则能更正确地反映实际的业务量。

图10表示业务量评估部103的工作流程。首先，在启动空间多重发送数控制装置(S103-1)后，业务量评估部103变为等待来自业务量信息收集部101的触发信号的状态(S103-2)。在接受了触发信号后，业务量评估部103从业务量记录部102中读出特定的无线通信装置的空间多重发送数和业务量代表值，并将其复制到计算用缓冲器内(S103-3)。

复制到计算用缓冲器内的复制方法在图11中进行了说明。图11(a)是通信记录部102的记录例，它与图9(a)相同。图11(b)表示记录在清单保持部106内的每个无线通信装置的标志状态。该空间多重发送数控制装置从信息收集标志为1的无线通信装置中获取业务量代表值等信息，并确定多重数确定标志为1的无线通信装置的多重数。在图10的步骤S103-3中，业务量评估部103将信息收集标志1的无线通信装置的信息按照图11(a)复制到计算用缓冲器内。其结果是：能够评估与该空间多重发送数控制装置收集到的所有无线通信装置相关的业务量代表值。图11(c)是复制到计算用缓冲器后的结果。业务量评估部103按每个空间多重发送数对无线通信装置数进行计数，并将每个空间多重发送数的业务量代表值全部进行记录。

在图10的步骤S103-3结束后，业务量评估部103根据计算用缓冲器的记录，计算一次近似直线表达式1的A，B(S103-4)。A是空间多重发送数与业务量代表值的比例系数，B是偏移值，X是空间多重发送数，Y是业务量代表值。具体而言，计算使数学表达式2中的2乘误差为最小的A，B。x是空间多重发送数计数器，n是有关无线通信装置数的计数器，M是空间多重数的最大值，N(x)是空间多重发送数x的无线通信装置数。N(x)相当于从图11(c)的顶部开始第2行的数值，n相当于图11(c)中的业务量代表值中的第n行。y(x，n)是业务量代表值，相当于图11(c)中的空间多重发送数x的列、业务量代表值第n行的值。

[表达式1]

Y＝AX+B

[表达式2]

$E^2(A,B)=\underset{x=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N\left(x\right)}{\mathrm{\Σ}}}{|y(x,n)-(\mathrm{Ax}+B)|}^2$

在一次近似直线的计算(S103-4)结束后，业务量评估部103将计算已经结束以及近似直线的参数(A，B)通知给多重数确定部104(S103-5)。

图12表示多重数确定部104的工作流程。

首先，在启动空间多重发送数控制装置(S104-1)后，多重数确定部104变为等待来自通信评估部103的触发信号的状态(S104-2)。在接受了触发信号后，多重数确定部104从业务量记录部102中读出特定的无线通信装置的空间多重发送数以及业务量代表值，并将其复制到计算用缓冲器内(S104-3)。

复制到计算用缓冲器的方法在图13中进行了说明。图13(a)和(b)由于与图11(a)和(b)相同，因此，在这里省略对其的说明。图13(c)是复制到计算用缓冲器后的结果，即从图13(a)中提取出在图13(b)中多重数确定标志为1的无线通信装置的行(S104-3)。

多重数确定部104为每个被提取出的无线通信装置，针对空间多重发送数来评估业务量代表值过大还是过小，并再次计算空间多重发送数(S104-4)。再次计算的方法有2种。

第1种方法是，如图14所示，通过比较该无线通信装置的业务量代表值和一次近似直线、而直接指定误差最小的空间多重发送数(X)的方法。另一种方法是，如图15所示，在该无线通信装置的业务量代表值就该无线通信装置的空间多重发送数而言，相对于一次近似直线变为大于或等于阈值(d)的情况下，使该无线通信装置的空间多重发送数增减1的方法。

在结束再次计算后，多重数确定部104将每个无线通信装置的空间多重通信数写入业务量记录部102内(S104-5)，并将空间多重发送数的更新已经结束的事通知给多重数通知部105(S104-6)。

图16是空间多重发送数控制装置向无线通信装置通知空间多重发送数时的消息顺序图。

首先，空间多重发送数控制装置的多重数通知部105将空间多重发送数载入多重数通知消息(Multiplex Information，M-Info)内，并将其发送给无线通信装置。该消息由无线通信装置接收，通过例如奇偶校验来检验是否没有错误。若没有错误，则如无线通信装置1的例子，无线通信装置向作为发送源的空间多重发送数控制装置发送ACK(M-Info ACK，M-ACK)。若有错误，则如无线通信装置2的例子，无线通信装置向作为发送源的空间多重发送数控制装置发送NAK(M-Info NAK，M-NAK)。在接收到来自无线通信装置的M-ACK之前，多重数通知部105重复执行再次发送。

图17表示多重数通知部105的工作流程。首先，在启动空间多重发送数控制装置(S105-1)后，多重数通知部105变为等待来自多重数确定部104的触发信号的状态(S105-2)、或等待来自无线通信装置的、对M-Info消息的应答的状态(S105-3)。多重数通知部105在接收到来自多重数确定部104的触发信号后，将空间多重发送数通知给特定终端。通知对象参照清单保持部106的记录(例如图13(b))，将记录在业务量记录部102内的各空间多重发送数载入M-Info消息内，并将其通知给多重数确定标志为1的无线通信装置(S105-4)。多重数通知部105在从无线通信装置接收到对M-Info消息的应答后，判定该消息是否是M-NAK(S105-5)。在是M-NAK的情况下，多重数通知部105向该无线通信装置再次发送M-Info消息(S105-6)。

图18表示空间多重发送数控制装置的结构的其他例子。本结构是在前述结构例子中追加了请求发送部107和定时器108。

请求发送部107接收来自定时器108的触发信号后，执行驱动。在驱动后，请求发送部107向特定的无线通信装置发送请求将各业务量代表值发送到该空间多重发送数控制装置的消息。在发送消息时，请求发送部107发送和无线通信装置预先约定的Request消息。但是，成为请求消息的发送目的地的特定无线通信装置的条件为该无线通信装置是由该多重数控制装置控制多重数的无线通信装置。请求发送部107参照记录在清单保持部106内的每个无线通信装置的标志，判定是否符合该条件。

图19是从空间多重发送数控制装置向无线通知装置请求报告业务量代表值时的消息顺序图。首先，空间多重发送数控制装置的请求发送部107向无线通信装置发送用于请求报告业务量代表值的请求消息(Request)。该消息由无线通信装置接收，并通过例如奇偶校验来校验是否没有错误。若没有错误，则如无线通信装置1的例子所示，无线通信装置向作为发送源的空间多重发送数控制装置发送ACK(Request ACK，R-ACK)。若有错误，则如无线通信装置2的例子所示，无线通信装置针向作为发送源的空间多重发送数控制装置发送NAK(Request NAK，R-NAK)。在从无线通信装置接收到R-ACK之前，请求发送部107重复执行再次发送。

图20表示请求发送部107的工作流程。首先，在启动空间多重发送数控制装置(S107-1)后，请求发送部107变为等待来自定时器108的触发信号的状态(S107-2)，或等待来自无线通信装置的、对Request消息的应答的状态(S107-3)。请求发送部107在接收到来自定时器108的触发信号后，向特定无线通信装置发送请求消息。发送对象参照清单保持部106的记录(例如图13(b))，向信息收集标志为1的无线通信装置发送Request消息(S107-4)。请求发送部107在接收到来自无线通信装置的、对Request消息的应答后，判定该消息是否是R-NAK(S107-5)。在是R-NAK的情况下，请求发送部107向该无线通信装置再次发送Request消息(S107-6)。

在图21中，示出了无线通信装置的结构的一个例子。空间多重数设置部201从空间多重发送数控制装置接受多重数通知消息(M-Info)，然后将该无线通信装置的空间多重发送数通知给终端选择部205。空间多重数设置部201将与M-Info对应的应答消息发送给作为发送源的空间多重发送数控制装置。

终端选择部205在接受来自定时器214的触发信号后，选择与该无线通信装置进行无线通信的终端中的、由空间多重数设置部201指定的多重数那么多的终端。此时，以平均每个指向性波束有一个终端的方式来选择终端。所选终端的识别号被通知给下行信号处理部206和权重记录部208。在进行终端选择时，由于终端选择部205是从至少具有应发送的下行数据(数据残余量不是0比特)的终端中进行选择的，因此，要参照数据记录部204的下行数据缓冲器。例如，终端选择是通过以下方法来实现的：在数据残余量不为0的终端之间，利用Round Robin法来选出多重数那么多的终端。

下行信号处理部206基于从终端选择部205通知的被选终端的识别号，从数据记录部204的下行数据缓冲器中读出该终端的下行数据比特序列。按照与终端的物理层的协议(例如非专利文件2)，对读出的比特序列执行基带信号处理。经过基带信号处理的信号与终端识别号一起被写入到加权部209的输入信号缓冲器内。

权重记录部208记录由阵列权重生成部210生成的、针对每个终端的下行信号的阵列权重。在从终端选择部205接受了终端识别号的通知后，权重记录部208将所通知的每个终端识别号的阵列权重通知给加权部209。

加权部209将从下行信号处理部206写入到缓冲器内的、经过基带处理后的信号按天线元件数进行分配，针对每个元件乘以由权重记录部208通知的阵列权重，求出对每个元件乘以阵列权重后的基带信号。在乘以权重时，有必要取得与输入基带信号匹配的阵列权重的终端识别号。

阵列权重生成部210基于来自终端的上行信号，求出各终端在下行通信中使用的阵列权重，并将其与终端识别号一起记录到权重记录部208内。也可以由多个终端使用相同的阵列权重。例如，在基站具有M种固定波束图案、在每个M/360度的范围内使用不同波束的方法中，阵列权重生成部210利用MUSIC算法(非专利文献3)来推定来自终端的上行信号的到来方向，判断该方向收敛在哪个M/360度的范围内，之后选择一个固定波束图案，将生成该固定波束的阵列权重和终端识别号相对应地记录在权重记录部208内。

频率变换部211对下行信号基带信号执行从基带向载波频带的变换，对上行载波频带信号执行从载波频带向基带的变换。双工器DUP212执行上行信号和下行信号的辨别。

上行信号处理部207按照与终端的物理层的协议(例如是非专利文献4)，对被变换为基带的上行信号执行基带信号处理，提取出比特序列，并将其与终端的识别号一起记录到数据记录部204的上行信号缓冲器内。上行信号处理部207输入来自多个天线元件的信号，并分别将其作为空间分集来执行分集合成。

数据记录部204将与该无通信装置进行无线通信的各终端的比特序列(语音或数据)与下行比特序列、上行比特序列一起存储到缓冲器内。下行比特序列被从其他无线通信装置或该无线通信系统的网关等发送到其他无线通信装置或网关。

业务量计测部203接受来自定时器214的触发信号，参照数据记录部204的下行数据缓冲器，求出该无线通信装置的业务量代表值，并将其通知给本站信息发送部202。业务量代表值的求取方法如后所述。

本站信息发送部202将从业务量计测部203通知的业务量代表值通知给特定的多重发送数控制装置。该信息的通知目的地被记录在报告目的地清单保持部215内。

图22表示业务量计测部203观测的数据记录部204的下行数据缓冲器的例子。应当记录在该缓冲器内的信息是成为发送目的地的终端的识别号、未发送的比特数、比特序列。在从下行信号处理部206指定终端的识别号后，读出该识别号的一部分或全部比特序列，从缓冲器中删除所读出的比特序列，并减去对应于读出部分的比特数。读出的比特数遵从与终端的物理层的协议(例如非专利文献2)。所读出的比特数通常不限于固定的协议，下行信号处理部206也有指定读出的比特数的必要。在从其他无线通信装置或该无线通信系统的网关等接收到比特序列时，按照图22的格式，追加比特数和比特序列。图22的终端00000003的比特数是0。这表示了与该无线通信装置的连接被确立，但此时还没有下行数据。

图23表示业务量计测部203的工作流程的一个例子。按照该流程，业务量计测部203对存在在一定观测时间内数据记录部204的下行数据缓冲器内的比特数一次也不为0的瞬间的终端数进行计数，并临时存储该终端。

首先，在启动无线通信装置(S203-1)后，重置观测时间(S203-2)。在观测时间被重置的时刻，业务量计测部203参照数据记录部204的下行数据缓冲器(图22)，对比特数不为0的终端数进行计数，在S203-6中，一面设置加权时间，一面每隔一定时间检验一次下行数据缓冲器的各终端的比特数。在至少一个终端中的比特数发生了变化的情况下，对照该临时存储，来检查是否不是比特数不为0的未计数终端(S203-4)。在存在未计数终端的情况下，将比特数不为0的终端数相加，并将该终端追加到临时存储中。业务量计测部203在观测时间结束之前，重复执行S203-4到S203-6(S203-7)，在结束之后，将该时刻的比特数不为0的终端数确定为业务量代表值(S203-8)，并将其通知给本站信息发送部202(S203-9)。在通知完毕的时刻，清除该临时存储。

图24表示业务量计测部203的工作流程的其他例子。按照该流程，业务量计测部203在一定观测时间内，测量来自数据记录部204的下行数据缓冲器的通信比特数的总数，即该无线通信装置的吞吐量。

首先，在启动无线通信装置后(S203-1)，观测时间被重置(S203-2)。在观测时间被重置的时刻，清除在无线通信装置中执行过通信的总通信比特数(S203-10)。在S203-6中，一面设置加权时间，一面每隔一定时间检验一次下行数据缓冲器的各终端的比特数。在至少一个终端中的比特数发生了变化的情况下(S203-11)，将比特数减少了的全部终端的总减少比特数加到该总通信比特数上(S203-12)。业务量计测部203在观测时间结束之前，反复执行从S203-11到S203-6(S203-7)，在结束之后，将按观测时间分割该时刻的总通信比特数的无线通信装置的吞吐量确定为业务量代表值(S203-13)，并将其通知给本站信息发送部202(S203-9)。

图25表示业务量计测部203的工作流程的又一个其他例子。按照该流程，业务量计测部203在一定观测时间内，测量来自数据记录部204的下行数据缓冲器的每个终端的通信比特数的总数，即每个终端装置的吞吐量。

首先，在启动无线通信装置(S203-1)后，观测时间被重置(S203-2)。在观测时间被重置的时刻，清除在无线通信装置内执行过通信的每个终端的通信比特数(S203-14)。在S203-6中，一面设置加权时间，一面每隔一定时间检查一次下行数据缓冲器的各终端的比特数。在至少一个终端中的比特数发生了变化的情况下(S203-11)，将比特数减少了的各终端的减少比特数加到该每个终端的通信比特数上(S203-15)。业务量计测部203在观测时间结束之前，重复执行S203-11到S203-6(S203-7)，在结束后，将按观测时间分割该时刻的每个终端的通信比特数的每个终端的吞吐量按照降序排列，将从吞吐量高的终端起的终端吞吐量的N％值确定为业务量代表值(S203-13)，并将其通知给本站信息发送部202(S203-9)。

本站信息发送部202按照图7的顺序，将业务量代表值载入T-Info消息后发送给多重发送数控制装置，并在从多重发送数控制装置接受到T-NAK之后，执行再次发送。

图26表示本站信息发送部202的工作流程。首先，在启动无线通信装置(S202-1)之后，本站信息发送部202变为等待来自业务量计测部203的触发信号的状态(S202-2)、或等待来自多重发送数控制装置的对T-Info消息的应答的状态(S202-3)。本站信息发送部202在接收到来自业务量计测部203的触发信号后，会向特定的多重发送数控制装置通知业务量代表值(S202-4)。通知对象是记录在报告目的地清单保持部215内的全部多重发送数控制装置。本站信息发送部202在接收到来自多重发送数控制装置的针对T-Info消息的应答后，判定该消息是否为T-NAK(S202-5)。在是T-NAK的情况下，本站信息发送部202向该多重发送数控制装置再次发送T-Info消息(S202-6)。

空间多重数设置部201按照图16的顺序，接收从多重发送数控制装置发送来的M-Info消息，并通过例如奇偶校验来检查是否没有错误。若没有错误，则如无线通信装置1的例子所示，空间多重数设置部201向作为发送源的多重发送数控制装置发送M-ACK，并将接收到的M-Info内所包含的空间多重发送数通知给终端选择部205。若存在错误，则如无线通信装置2的例子所示，空间多重数设置部201向作为发送源的多重发送数控制装置发送M-NAK，并提示再次发送M-Info消息。

图27表示空间多重设置部201的工作流程。首先，在启动无线通信装置后(S201-1)，空间多重数设置部201变为等待来自多重发送数控制装置的M-Info消息的状态(S201-2)。在接收到M-Info消息后，空间多重设置部201对接收消息进行错误检查(S201-3)。在判定为存在错误时(S201-4)，空间多重数设置部201向作为发送源的多重发送数控制装置发送M-NAK，并提示再次发送M-Info(S201-5)。若没有错误，则空间多重数设置部201向作为发送源的多重发送数控制装置发送M-ACK(S201-6)，取出M-Info消息内的信息(空间多重发送数)(S201-7)，并将其通知给终端选择部205(S201-8)。

图28表示无线通信装置的结构的其他例子。本结构相对于前述结构例，追加了一个请求检测部216来代替报告目的地清单保持部215。

请求检测部216在从空间多重数控制装置接收到请求发送业务量代表值的消息(Request)的时刻，向本站信息发送部202发出触发信号。本站信息发送部202在该结构中，接受来自请求检测部216的触发信号，之后进入T-Info的发送操作。在前述的结构例中，在接受了来自业务量计测部203的触发信号后，进入该操作。即，触发信号的产生源不同。T-Info的发送源在本结构中变为作为请求消息(Request)的发送源的空间多重发送数控制装置。在前述结构例中，是参照报告目的地清单保持部215来确定T-Info的发送目的地，因此在这一点上也是不同的。

请求检测部216根据图19的顺序，接收从多重发送数控制装置发送出的Request消息，并通过例如奇偶校验来检查是否没有错误。若没有错误，则如无线通信装置1的例子所示，请求检测部216向作为发送源的多重发送数控制装置发送R-ACK，并向本站信息发送部202通知接收到请求这件事本身(触发信号)、以及作为请求源的多重发送数控制装置的识别号。若有错误，则如无线通信装置2的例子所示，请求检测部216向作为发送源的多重发送数控制装置发送R-NAK。

图29表示请求检测部216的工作流程。首先，在启动无线通信装置(S216-1)后，请求检测部216变为等待来自多重发送数控制装置的Request消息的状态(S216-2)。在接收到Request消息后，请求检测部216执行对接收消息的错误检测(S216-3)。若判断为有错误(S216-4)，则请求检测部216向作为发送源的多重发送数控制装置发送R-NAK，并提示再次发送Request(S216-5)。若没有错误，则请求检测部216向作为发送源的多重发送数控制装置发送R-ACK(S216-6)，并将接收到请求这件事本身(触发信号)和作为请求源的多重发送数控制装置的识别号通知给本站信息发送部202(S216-7)。

本站信息发送部202的工作流程基本上遵从图26。但是，在本结构例中，本站信息发送部202为了利用来自检测部216的触发信号来执行驱动，S202-2被变更为接收来自216的触发信号。S202-4中的特定多重发送数控制装置指示作为请求检测部216接收到的Request消息的发送源的多重发送数控制装置。

图30中表示本发明结构的其他一个例子。这里，空间多重发送数控制装置3和无线通信装置4被视为一体的装置，各装置专门地执行操作。

空间多重发送数控制装置3通过网络与多个无线通信装置4相连，并承担以下任务：从各无线通信装置4收集业务量代表值，评估多个业务量代表值，确定各无线通信装置4的空间多重发送数，并向单一的无线通信装置4通知空间多重数。无线通信装置4利用指向性波束7向存在于地理区域5内的终端6发送下行信号。指向性波束7按空间多重发送数控制装置3所指示的空间多重发送数被多重输出，由此来实施针对多个终端的空间多重发送。为了使空间多重发送数控制装置3指示空间多重数，无线通信装置4观测下行信号，求出该无线通信装置的业务量代表值，并将其发送给空间多重发送数控制装置3。

与图3到图4所示的结构的不同之处在于在空间多重发送数的通知目的地是多个还是一个这一点上不同。

空间多重发送数的通知目的地例如如图13(b)所示被记录在空间多重发送数控制装置内的清单保持部106内。这里，若多重数确定标志在多个无线通信装置内被设为1，则实施第1实施例，若在一个无线通信装置中被设为1，则实施第2实施例。除了该不同点之外，可使用与图5到图20中所示的、依据第1实施例的空间多重发送数控制装置和无线通信装置相同的部件。

图31中表示了本发明结构的其他例子。这里，无线通信装置4是被2分为网络侧装置8和前端侧装置9、以使网络侧装置8在地理位置上集中的ROF(专利文献2)的结构。网络侧装置8和前端侧装置9通过光纤11连接。该结构通过将空间多重发送数控制装置3与网络侧装置8并设，而使空间多重发送数控制装置和无线通信装置间的信息交换变得容易。

空间多重发送数控制装置3与多个无线通信装置4在集中控制装置内10相连，并承担以下任务：从各无线通信装置4收集业务量代表值，评估多个业务量代表值，确定各无线通信装置4的空间多重发送数，向各无线通信装置4通知空间多重数。无线通信装置4利用指向性波束7向存在于地理区域5内的终端6发送下行信号。指向性波束7按空间多重发送数控制装置3指示的空间多重发送数而被多重输出，由此来实施针对多个终端的空间多重发送。为了使空间多重发送数控制装置3指示空间多重数，无线通信装置4观测下行信号，求出该无线通信装置的业务量代表值，并将其发送到空间多重发送数控制装置3。

若将本实施例与图3、4所示的例子相比较，则对于空间多重发送数控制装置3而言，由于进行信息交换的对方从全体无线通信装置4变为网络侧装置8，因此，能够使用同样的空间多重发送数控制装置。无线通信装置4与空间多重发送数控制装置3的接口不变，但无线通信装置4的内部结构发生变化。

图32表示本发明中ROF结构的无线通信装置的例子。

本结构将图21所示的结构例分为网络侧装置8和前端侧装置9，在网络侧装置8内追加电/光转换机E/O(221)和光/电转换机O/E(222)，在前端侧装置9内还追加了电/光转换机E/O(224)和光/电转换机O/E(223)。这些电/光转换机和光/电转换机的数目仅对应于前端侧装置9中的天线元件213的数目。利用光纤来连接网络侧装置8的电/光转换机E/O(221)和前端侧装置9的光/电转换机O/E(223)，以及网络侧装置8的光/电转换机O/E(222)和前端侧装置9的电/光转换机E/O(224)。本实施例与图21所示的结构例相比较，仅仅是将频率变换部211、阵列权重生成部210和上行信号处理部207的通信方式从电变化为光，各部分的操作是一样的。因此，该ROF结构的无线通信装置与图21所示的结构例的无线通信装置相同地执行操作。

产业上的可利用性

本发明的无线通信装置和空间多重发送数控制装置，考虑了执行空间多重的多个无线通信装置的业务量状况，来控制各无线通信装置的空间多重发送数。执行空间多重通信的多个无线通信装置能够应用于构筑了网络的无线通信系统全体，但是，也适用于由于地理区域不同而产生了业务量状况的偏离的蜂窝系统。另外，若将无线通信装置设为ROF结构，则本发明易于实现。

Claims (18)

1.一种用于在无线通信系统中控制无线通信装置的空间多重发送数的空间多重发送数控制装置，所述无线通信系统具有多组对1个或多个终端执行空间多重发送的无线通信装置和可与该无线通信装置进行通信的地理区域，并且该无线通信装置之间经由网络而连接，其中，所述空间多重发送数控制装置包括：

业务量信息收集部，用于收集表示每个无线通信装置的业务量状态的业务量代表值；

业务量记录部，用于记录每个无线通信装置的业务量代表值和空间多重发送数；

业务量评估部，基于多个无线通信装置的业务量代表值，来评估各无线通信装置的业务量代表值；

多重数确定部，基于在该业务量评估部中得到的评估结果，来确定1个或多个无线通信装置中的每一个的空间多重发送数；以及

多重数通知部，将在该多重数确定部中确定的空间多重发送数通知给各无线通知装置。

2.如权利要求1所述的空间多重发送数控制装置，其特征在于，该业务量信息收集部接收各无线通信装置发送的业务量代表值和空间多重发送数，并将该业务量代表值和该空间多重发送数记录在该业务量记录部内。

3.如权利要求1所述的空间多重发送数控制装置，其特征在于，还包括：

清单保持部，用于保持受该空间多重发送数控制装置控制的无线通信装置的清单；以及

请求发送部，用于向记录在该清单保持部内的一部分或全部无线通信装置发送请求提供每个该无线通信装置的业务量代表值和空间多重发送数的消息。

4.如权利要求1所述的空间多重发送数控制装置，其特征在于，该业务量评估部对由该业务量信息收集部收集到的多个无线通信装置的业务量代表值和空间多重发送数实施近似运算，即实施使该业务量代表值与空间多重发送数成比例的一次近似，并将作为运算结果的一次近似式通知给该多重数确定部。

5.如权利要求4所述的空间多重发送数控制装置，其特征在于，该多重数确定部针对每个无线通信装置来确定在业务量代表值与该一次近似式之间误差变小的空间多重发送数，并将该所确定的空间多重发送数记录在该业务量记录部内。

6.如权利要求4所述的空间多重发送数控制装置，其特征在于，该多重发送数确定部对每个无线通信装置从该业务量记录部中读出空间多重发送数和业务量代表值，并针对该一次近似式相对于该空间多重发送数的近似值与该业务量代表值之间的误差超过了阈值的无线通信装置，将该空间多重发送数增减1，并将该所确定的空间多重发送数记录到该业务量记录部内。

7.如权利要求1所述的空间多重发送数控制装置，其特征在于，

还包括：用于保持受该空间多重发送数控制装置控制的无线通信装置的清单的清单保持部，

其中，该清单保持部对用于唯一指定无线通信装置的识别号、该多重数控制装置用以指定收集该业务量代表值的无线通信装置的标志、该多重数控制装置用以指定确定该空间多重发送数的无线通信装置的标志进行管理。

8.如权利要求1所述的空间多重发送数控制装置，其特征在于，

还包括：清单保持部，用于保持受该空间多重发送数控制装置控制的无线通信装置的清单，

其中，该多重数通知部向受该空间多重发送数控制装置控制的一部分或全部无线通信装置通知每个无线通信装置的该空间多重发送数。

9.一种无线通信系统中的无线通信装置，所述无线通信系统具有多组对1个或多个终端执行空间多重发送的无线通信装置和可与该无线通信装置进行通信的地理区域，并且所述无线通信装置之间经由网络而连接，其特征在于，所述无线通信装置包括：

数据记录部，该数据记录部临时记录每个与该无线通信装置执行无线通信的终端的下行比特序列和上行比特序列；

终端选择部，该终端选择部选择为每个无线通信装置而定的空间多重发送数相应多的该终端；

下行信号处理部，该下行信号处理部从该数据记录部中读出由该终端选择部选定的被选终端的下行比特序列，并对该比特序列进行基带信号处理；

权重记录部，该权重记录部将用于生成在下行通信中使用的发送指向性波束的阵列权重与使用该阵列权重的终端相对应地进行记录；

加权部，该加权部针对每个被选终端的、经基带信号处理后的信号，从该权重记录部中读出该终端的阵列权重，并对每个天线元件进行加权；

频率变换部，该频率变换部对上行信号和下行信号执行基带和载波频率的中心频率变换；

阵列权重生成部，该阵列权重生成部基于来自终端的上行信号来确定在下行通信中使用的发送指向性波束，并将其记录在该权重记录部内；

上行信号处理部，该上行信号处理部对来自终端的上行信号执行基带信号处理而得到比特序列，并将其记录在该数据记录部内；

业务量计测部，该业务量计测部测量该无线通信装置中的业务量代表值；

本站信息发送部，该本站信息发送部向该空间多重发送数控制装置发送该业务量代表值；以及

空间多重数设置部，该空间多重数设置部从该空间多重发送数控制装置接受指示，并确定该无线通信装置的空间多重数。

10.如权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于，

还包括：请求检测部，该请求检测部等待来自该空间多重发送数控制装置的、请求发送业务量代表值的消息，

其中，该本站信息发送部将该请求消息作为触发信号来执行操作，向作为请求源的该空间多重发送数控制装置发送该业务量代表值。

11.如权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于，

还包括：报告目的地清单保持部，该报告目的地清单保持部保持成为该业务量代表值的发送目的地的空间多重发送数控制装置的清单，

其中，向记录在该报告目的地清单内的空间多重发送数控制装置发送该业务量代表值。

12.一种无线通信装置，其中将如权利要求9所述的无线通信装置中的数据记录部、终端选择部、下行信号处理部、权重记录部、加权部、频率变换部、阵列权重生成部和上行信号处理部为按前端侧装置和网络侧装置进行了功能分割，并使该前端侧装置和该网络侧装置在地理位置上分离设置，其特征在于，在该网络侧装置中包括：

业务量计测部，该业务量计测部测量该无线通信装置的业务量代表值；

本站信息发送部，该本站信息发送部向该空间多重发送数控制装置发送该业务量代表值；以及

空间多重数设置部，该空间多重数设置部从该空间多重发送数控制装置接受指示，并确定该无线通信装置的空间多重数。

13.如权利要求12所述的无线通信装置，其特征在于，

在该网络侧装置中还包括：请求检测部，该请求检测部等待来自该空间多重发送数控制装置的、请求发送业务量代表值的消息，

其中，该本站信息发送部以该请求消息为触发信号来执行操作，并向作为请求源的该空间多重发送数控制装置发送该业务量代表值。

14.如权利要求12所述的无线通信装置，其特征在于，

在该网络侧装置中还包括：报告目的地清单保持部，该报告目的地清单保持部保持成为该业务量代表值的发送目的地的空间多重发送数控制装置的清单，

其中，向记录在该报告目的地清单内的空间多重发送数控制装置发送该业务量代表值。

15.如权利要求9-14中任一所述的无线通信装置，其特征在于，该业务量计测部包括：

业务量观测部，该业务量观测部对记录在该数据记录部内的每个终端的下行比特序列进行一定时间的观测；

观测结果记录部，该观测结果记录部记录与该无线通信装置进行通信的终端数、以及每个终端的比特流量作为观测结果；以及

代表值确定部，该代表值确定部根据该观测结果求出业务量代表值。

16.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于，该代表值确定部将该一定时间内存在该下行比特序列的比特数一次也不为0的瞬间的终端的合计数作为该业务量代表值。

17.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于，该代表值确定部针对全体终端合计在该一定时间内减少了的该下行比特序列的比特数，并将该合计比特数除以该一定时间而得到的吞吐量设为该业务量代表值。

18.如权利要求15所述的无线通信装置，其特征在于，该代表值确定部针对每个终端合计在该一定时间内减少的该下行比特序列的比特数，计算将每个终端的合计比特数除以该一定时间而得到的终端吞吐量，并将按降序排列全体终端的吞吐量时的终端吞吐量的N％值(0＜N＜100的实数)设为该业务量代表值。

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