DE60222779T2

DE60222779T2 - Kommunikationsregelungsverfahren und Vorrichtung in einem Mobilfunksystem

Info

Publication number: DE60222779T2
Application number: DE60222779T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Yoshino; Toru Otsu; Masaharu Hata
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: US7103022B2; CN100459727C; DE60222779D1; EP1418779A3; US20020115474A1; EP1418779A2; EP1241906A2; CN1371221A; EP1241906A3; EP1418779B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssteuerverfahren und die Vorrichtung in einem mobilen Kommunikationssystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Kommunikationssteuerverfahren zum Steuern von Kommunikation zwischen Basisstationen und mobilen Stationen auf der Grundlage von SDMA (Space Division Multiple Access-Raummultiplexverfahren) in einem mobilen Kommunikationssystem.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Üblicherweise wird ein Kommunikationssteuerverfahren für ein Raummultiplexverfahren (im folgenden SDMA genannt) vorgeschlagen. Wenn in einem mobilen Kommunikationssystem mit einem zellulären System, wie es beispielsweise in 1 gezeigt ist, SDMA als Kommunikationssteuerverfahren zwischen der Basisstation und der mobilen Station eingesetzt wird, bildet jede der Basisstationen 20₁ , 20₂ , 20₃ , welche jeweils die Kommunikationsbereiche (Zellen) E1, E2, E3 steuern, einen Funkwellenstrahl B, der sich in eine Richtung erstreckt, wo sich die mobile Station befindet, anstatt eine Funkwelle abzustrahlen, welche den gesamten Kommunikationsbereich zum Kommunizieren mit der mobilen Station abdeckt.
In dem zellulären mobilen Kommunikationssystem, in welchem eine Kommunikationssteuerung zwischen der Basisstation und der mobilen Station gemäß dem SDMA-Kommunikationssteuerverfahren durchgeführt wird, ändern sich die Richtungen der gebildeten Funkwellenstrahlen B, wenn sich die Richtungen von der Basisstation zu den mobilen Stationen verändern. Daher wird es möglich, eine Kommunikation in angrenzenden Bereichen unter Verwendung derselben Frequenz durchzuführen, so dass zu erwarten ist, dass sich die effiziente Nutzung der Frequenz in den Richtungen der horizontalen Ebene verbessert.
Da jedoch die Anzahl mobiler Stationen in einem Kommunikationsbereich einer jeden Basisstation steigt, häufen sich auch die Fälle, in denen Funkwellenstrahlen in derselben Richtung oder in entgegen gesetzter Richtung in einer Mehrzahl von angrenzenden Bereichen zur selben Zeit gebildet werden, oder die Fälle, in denen Funkwellenstrahlen, die von der Basisstation zu einer Vielzahl von mobilen Stationen gebildet werden, überlappen, so dass die Funkwellenstrahlen als Störungswellen miteinander in Wechselwirkung treten.
Ein bekannter Verfahren für einen multiplen Zugriff ist in EP-A-0841826 beschrieben. Darin wird ein Verfahren offenbart, in dem unterschiedliche Basisstationen gesteuert werden, um gerichtete Funkwellenstrahlen mit Hilfe von Zeitschlitzen zu übertragen, wobei die Zeitschlitze ausgewählt werden, um eine gegenseitige Beeinträchtigung zu verringern.
Ein weiteres bekanntes Verfahren für einen multiplen Zugriff ist in EP-A-0963129 beschrieben. Darin ist ein Verfahren offenbart, in dem unterschiedliche Basisstationen zur Übertragung eines gerichteten Funkwellenstrahls zu Zeitpunkten gesteuert werden, wobei die Zeitpunkte ausgewählt werden, um eine gegenseitige Beeinträchtigung zu verringern.
Ein weiteres bekanntes Verfahren für einen multiplen Zugriff ist in US-A-5095535 beschrieben. Darin ist ein Verfahren offenbart, in dem multiple schmale Funkwellenstrahlen in unterschiedlichen Richtungen für eine Kommunikation zwischen einer Basisstation und einer mobilen Station getestet werden. Der Funkwellenstrahl, der den besten Kommunikationspfad darstellt, wird dann zur Nutzung ausgewählt.
Ein bekanntes Verfahren zum Vorsehen einer räumlichen Vielfalt in einem Funkkommunikationskanal ist in WO99/14871 A beschrieben. Darin ist ein Verfahren offenbart, in dem zwei Übertragungspfade entlang eines einzelnen Kommunikationspfads zwischen einem Antennenpaar am Sender und einer einzelnen Antenne am Empfänger gebildet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationssteuerverfahren und eine Vorrichtung auf der Grundlage von SDMA zur Verfügung zu stellen, welche eine Störung aufgrund von Funkwellenstrahlen, die von jeder Basisstation zu einer mobilen Station in einem mobilen Kommunikationssystem ausgesendet werden, verringern kann. Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird durch ein Kommunikationssteuerverfahren erreicht, das sich zum Einsatz in einem zellulären mobilen Kommunikationssystem eignet, in dem jede Basisstation Funkwellenstrahlen in mehrere Richtungen abstrahlen kann und jede Basisstation mit mobilen Stationen über dieselbe Frequenz durch Abstrahlen von Funkwellenstrahlen an die mobilen Stationen kommuniziert, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
eine mobile Station empfängt ein Signal über einen ersten Funkwellenstrahl aus einer Richtung einer Basisstation, wobei die mobile Station eine Zuordnung eines Zeitschlitzes für einen zweiten Funkwellenstrahl anfordert, wobei der zweite Funkwellenstrahl durch die Basisstation abgestrahlt wird und an der mobilen Station aus einer von dem ersten Funkwellenstrahl verschiedenen Richtung eintrifft;
die Basisstation ordnet den Zeitschlitz so zu, dass der Zeitschlitz von der Zeit verschieden ist, zu der andere Basisstationen einen Funkwellenstrahl abstrahlen, der zu einer Störung mit dem zweiten Funkwellenstrahl führen kann; und
die mobile Station kombiniert ein über den ersten Funkwellenstrahl empfangenes Signal und ein über den zweiten Funkwellenstrahl empfangenes Signal.
Diese Anordnung kann verwendet werden, um eine qualitativ gute Kommunikation aufrecht zu erhalten, wenn die mobile Station anstatt einer gerichteten Antenne eine ungerichtete Antenne umfasst.
Die oben genannte Aufgabe kann auch durch eine mobile Station in einem zellulären mobilen Kommunikationssystem erreicht werden, in dem jede Basisstation eine Funkwelle an eine mobile Station abstrahlt und jede Basisstation mit einer mobilen Station unter Verwendung derselben Frequenz kommuniziert, wobei die mobile Station gekennzeichnet ist durch:
einen Teil zum Empfangen eines Signals über einen ersten Funkwellenstrahl aus einer Richtung einer Basisstation und zum Richten eines Funkwellenstrahls in eine Richtung, aus der ein zweiter Funkwellenstrahl kommt, wobei der zweite Funkwellenstrahl durch die Basisstation abgestrahlt wird und an der mobilen Station aus einer von dem ersten Funkwellenstrahl verschiedenen Richtung eintrifft;
einen Teil zum Anfordern einer Zuordnung eines Zeitschlitzes für den zweiten Funkwellenstrahl;
einen Teil zum Kombinieren eines durch den ersten Funkwellenstrahl empfangenen Signals und eines durch den zweiten Funkwellenstrahl empfangenen Signals.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Beispiel für ein herkömmliches mobiles Kommunikationssystem, in dem eine Kommunikationssteuerung auf der Grundlage von SDMA durchgeführt wird;
2 ein Ausbildungsbeispiel eines mobilen Kommunikationssystems, in dem eine Kommunikationssteuerung zwischen Basisstationen und mobilen Stationen gemäß einem Kommunikationssteuerverfahren einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
3 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausbildung einer jeden Basisstation darstellt;
4 ein Beispiel für Funkwellenstrahlen, die von jeder Basisstation abgestrahlt werden können;
5 Zustände eines jeden Funkwellenstrahls, der bei einer Kommunikation zwischen einer Basisstation und mobilen Stationen im Kommunikationsbereich gebildet wird;
6 ein Beispiel für eine Beziehung zwischen Funkwellenstrahlen, die von der Basisstation 20₀ abgestrahlt werden, und Funkwellenstrahlen von den angrenzenden Basisstationen 20₁ -20₆ , die eine Störung verursachen können;
7 ein Beispiel für eine Störungsverwaltungstabelle;
8 ein Beispiel für Zeitschlitze, die den von jeder Basisstation abgestrahlten Funkwellenstrahlen zugeordnet werden;
9 ein weiteres Beispiel für Zeitschlitze, die den von jeder Basisstation abgestrahlten Funkwellenstrahlen zugeordnet werden;
10 ein Betriebsbeispiel, wenn die mobile Station eine Übergabe durchführt;
11 ein weiteres Beispiel für die Beziehung zwischen Funkwellenstrahlen, die von der Basisstation 20₀ abgestrahlt werden, und Funkwellenstrahlen von den angrenzenden Basisstationen 20₁ -20₆ , die eine Störung verursachen können;
12 ein weiteres Beispiel für eine Störungsverwaltungstabelle;
13 ein Blockdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel einer mobilen Station zeigt;
14 eine Darstellung zur Erläuterung eines Betriebs in dem Fall, in dem ein Kommunikationspfad durch ein Gebäude oder ähnliches blockiert ist; und
15 eine Darstellung zur Erläuterung eines Betriebs, wenn die mobile Station Signale aus zwei Richtungen empfängt und die Signale kombiniert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Ein mobiles Kommunikationssystem, in welchem eine Kommunikationssteuerung zwischen Basisstationen und mobilen Stationen gemäß eines Kommunikationssteuerverfahrens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, ist wie in 2 gezeigt ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die Basisstationen 20₀ , 20₁ , 20₂ , 20₃ , 20₄ , 20₅ , 20₆ , welche jeweils die Kommunikationsbereiche (Zellen) E0, E1, E2, E3, E4, E5, E6 steuern, mit einer Steuerstation 30 verbunden. Eine mobile Station (ein Funktelefon, ein PHS-Endgerät und ein Minicomputer, o. ä.) führt eine drahtlose Kommunikation mit der Basisstation 20₀ durch, und kommuniziert außerdem (Sprechverbindung, Datenkommunikation) über die Basisstation 20₀ , die Steuerstation und über ein Kommunikationsnetzwerk (welches in der Figur nicht gezeigt ist) mit einem anderen Kommunikationsanschluss. Ebenso führen mobile Stationen aus anderen Kommunikationsgebieten E1-E6 eine drahtlose Kommunikation mit den Basisstationen 20₁ , 20₂ , 20₃ , 20₄ , 20₅ , 20₆ , die jeweils einen Kommunikationsbereich steuern, durch. Die Basisstationen 20₁ , 20₂ , 20₃ , 20₄ , 20₅ , 20₆ verwenden für eine drahtlose Kommunikation dieselbe Frequenz.
Jede der Basisstationen 20₁ , 20₂ , 20₃ , 20₄ , 20₅ , 20₆ (im Folgenden wird das Bezugszeichen 20 allgemein für die Basisstationen verwendet) führt eine drahtlose Kommunikation mit der mobilen Station im Wesentlichen gemäß SDMA durch. Die Ausgestaltung der Basisstation 20 ist beispielsweise in 3 gezeigt.
In 3 umfasst die Basisstation 20 eine Bereichsantenne 21, die von mehreren Antennenelementen gebildet wird, ein Verbindungsteil 22, ein Richtungserfassungsteil 23, eine Strahlenerzeugungsvorrichtung 24, einen Sendeempfänger 25 und eine Basisstation-Steuervorrichtung 26. Das Richtungserfassungsteil 23 erfasst die Richtung einer mobilen Station 10, die mit der Basisstation 20 kommuniziert, anhand von empfangenen Signalen für jedes Antennenelement am Eingang der Bereichsantenne 21 über das Verbindungsteil 21. Die Strahlenerzeugungsvorrichtung 24 stellt einen vorgegebenen Parameter so ein, dass ein Funkwellenstrahl in Richtung auf die mobile Station 10 gebildet und vom Richtungserfassungsteil 23 zum Abstrahlungszeitpunkt erfasst wird, welcher von der Basisstation-Steuervorrichtung 26 angezeigt wird.
Der Sendeempfänger 25 überträgt/empfängt ein Signal über die mobile Station 10 mit Hilfe des auf oben genannte Weise gebildeten Funkwellenstrahls über die Bereichsantenne 21, das Verbindungsteil 22 und die Strahlenerzeugungsvorrichtung 24. Beim Übertragen/Empfangen des Signals ist es möglich, ein beliebiges Multiplexverfahren (TDMA, CDMA o. ä.) einzusetzen. Wie oben erwähnt zeigt die Basisstation-Steuervorrichtung 26 den Abstrahlungszeitpunkt des Funkwellenstrahls zur Strahlenerzeugungsvorrichtung 26 an und steuert den Sendeempfänger 25 so, dass das vom Sendeempfänger 25 empfangene Signal an ein Kommunikationsnetzwerk übertragen wird, und stellt ein Signal aus dem Kommunikationsnetzwerk dem Sendeempfänger 25 zur Verfügung.
Die Basisstation 20 mit der oben genannten Ausbildung bildet einen Funkwellenstrahl in Richtung auf die mobile Station 10 mit Hilfe eines Steuerverfahrens sogenannter anpassungsfähiger Bereichsantennen, und führt eine Kommunikation mit der mobilen Station 10 mit Hilfe von Kanälen (Zeitschlitzen, Codes o. ä.) gemäß einem vorgegebenen Multiplexverfahren (TDMA, CDMA o. ä.) durch. Dann können beispielsweise, wie in 4 gezeigt ist, die Strahlen B1-Bm (in diesem Fall B1-B12) gebildet werden, die in Richtungen gelenkt werden (0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°, 210°, 240°, 270°, 300°, 330°, 360°), in denen alle Richtungen des Kommunikationsbereichs E in m Richtungen (in diesem Fall 12 Richtungen) unterteilt werden. Ein Teil der Strahlen überlappt mit angrenzenden Funkwellenstrahlen.
Wie in 2 gezeigt ist, koordiniert die Steuerstation 30 die Richtungen und den Abstrahlungszeitpunkt der von den Basisstationen 20₁ , 20₂ , 20₃ , 20₄ , 20₅ , 20₆ gebildeten Funkwellenstrahlen. Einzelheiten der Koordinationsverfahren werden zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben.
Wie in 5 gezeigt ist, strahlt beispielsweise im Kommunikationsbereich E0, wenn sich eine mobile Station 10₁ in der 30°-Richtung befindet, wenn sich eine mobile Station 10₂ in der 90°-Richtung befindet, und wenn sich die mobilen Stationen 10₄ und 10₅ in der 300°-Richtung befinden, die Basisstation 20₀ Funkwellenstrahlen B1, B2, B3, B4 in die 30°-, 90°-, 240°- bzw. 300°-Richtungen ab. Dann steuert die Basisstation 20₀ (Basisstation-Steuerstation 26) jeden Funkwellenstrahl B1, B2, B3, B4 und jeden Abstrahlungszeitpunkt (Zeitpunkt, zu dem jeder Funkwellenstrahl gebildet wird). Die Steuerung des Abstrahlungszeitpunkts für die Funkwellenstrahlen B1, B2, B3, B4 wird so durchgeführt, dass die Funkwellenstrahlen B1, B2, B3, B4 zu Zeitpunkten abgestrahlt werden, die sich von den Abstrahlungszeitpunkten unterscheiden, zu denen Funkwellenstrahlen, die eine Störung mit den Funkwellenstrahlen B1, B2, B3, B4 in den durch die Basisstationen 20₁ -20₆ gebildeten Funkwellenstrahlen verursachen können, welche die Kommunikationsbereiche E1-E6 steuern, die an den Kommunikationsbereich E0 der Basisstation 20₀ angrenzen. In diesem Beispiel wird angenommen, dass die Funkwellenstrahlen von der Basisstation 20₀ aufgrund des Ausbreitungsmaßes keine Störung mit den Funkwellenstrahlen von anderen Basisstationen als den angrenzenden Basisstationen 20₁ -20₆ verursachen.
Die Funkwellenstrahlen von den angrenzenden Basisstationen 20₁ -20₆ , die eine Störung mit von der Basisstation 20₀ abgestrahlten Funkwellenstrahlen verursachen können, können wie in 6 gezeigt vorhergesagt werden.
In 6 kann vorausgesagt werden, dass der in die 0°-Richtung von der Basisstation 20₀ abgestrahlte Funkwellenstrahl für eine Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in der 240°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₁ und für die Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in der 120°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₆ zur Störungswelle wird. Darüber hinaus kann vorausgesagt werden, dass der in die 30°-Richtung von der Basisstation 20₀ abgestrahlte Funkwellenstrahl für die Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in die 210°-Richtung (entgegen gesetzte Richtung) von der angrenzenden Basisstation 20₁ und für die Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in die 30°-Richtung (gleiche Richtung) von der angrenzenden Basisstation 20₁ zur Störungswelle wird. Zusätzlich kann vorausgesagt werden, dass der von der Basisstation 20₀ in die 60°-Richtung ausgestrahlte Funkwellenstrahl für eine Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in die 180°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₁ und für die Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in die 300°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₂ zur Störungswelle wird. Zusätzlich kann vorausgesagt werden, dass der in die 90°-Richtung abgestrahlte Funkwellenstrahl von der Basisstation 20₀ für eine Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in die 270°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₂ und für die Kommunikation mit Hilfe des Funkwellenstrahls in die 90°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₂ zur Störungswelle wird.
Ebenso kann vorausgesagt werden, dass die Funkwellenstrahlen, welche von der Basisstation 20₀ in die 120°-, 150°-, 180°-, 210°-, 240°-, 270°-, 300°- und 330°-Richtungen abgestrahlt werden, für eine Kommunikation mit Hilfe der von der angrenzenden Basisstation 20₂ , 20₃ , 20₄ und 20₅ in die in 6 gezeigten Richtungen abgestrahlten Funkwellenstrahlen, zu Störungswellen werden.
Auf der Grundlage einer vorausgesagten Störung, die durch Funkwellenstrahlen verursacht wird, welche von jeder Basisstation zur Kommunikation mit Hilfe von aus angrenzenden Basisstationen abgestrahlten Funkwellenstrahlen abgestrahlt werden, koordiniert die Steuerstation 30 die Richtung der aus jeder Basisstation abgestrahlten Funkwellenstrahlen und die Abstrahlungszeitpunkte auf folgende Weise.
Jede Basisstation (Basisstationssteuervorrichtung 26) steuert den Abstrahlungszeitpunkt von Funkwellenstrahlen jeder Richtung für jedes durch mehrere Zeitschlitze gebildetes Zeitfenster, welches vorher im System festgelegt wird. Gemäß einer solchen Steuerung wird der Funkwellenstrahl aus jeder Richtung zu einem Zeitpunkt des Zeitschlitzes abgestrahlt, der dem Funkwellenstrahl zugeteilt wird. Jede Basisstation teilt der Steuerstation 30 die den Funkwellenstrahlen jeder Richtung zugeteilten Zeitschlitze nacheinander mit. Die Steuerstation 30, welche diese Berichte erhält, koordiniert die Zeitschlitze, die den aus jeder Richtung von jeder Basisstation abgestrahlten Funkwellenstrahlen zugeteilt wurden.
Dann überprüft die Steuerstation 30 auf der Grundlage der Berichte die Zeitschlitze, die bereits den von angrenzenden Basisstationen abgestrahlten Funkwellenstrahlen zugeteilt wurden, und die eine Störung mit den von einer Basisstation (z. B. Basisstation 20₀ ) abgestrahlten Funkwellenstrahlen verursachen können (vgl. 6). Folglich generiert die Steuerstation 30 eine Störungskoordinationstabelle für jede Basisstation, wie in 7 gezeigt ist.
7 zeigt die Störungskoordinationstabelle für die Basisstation 20₀ .
In der Störungskoordinationstabelle ist S5 ein Zeitschlitz, der bereits dem von der angrenzenden Basisstation 20₁ in die 240°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahl zugeordnet wurde, wobei diese Richtung der 0°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht. Zusätzlich stellt S1 einen Zeitschlitz dar, der bereits dem von der angrenzenden Basisstation 20₆ in die 120°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahl zugeordnet wurde, wobei diese Richtung der 0°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht. Darüber hinaus sind in der Störungskoordinationstabelle S2 und S6 Zeitschlitze, die bereits dem von der angrenzenden Basisstation 20₁ in die 210°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahl zugeordnet wurden, wobei diese Richtung der 30°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht. Darüber hinaus ist S3 ein Zeitschlitz, der bereits dem von derselben angrenzenden Basisstation 20₁ in die 30°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahl zugeordnet wurde. Außerdem sind in der Störungskoordinationstabelle S4 und S5 Zeitschlitze, die bereits dem von der angrenzenden Basisstation 20₁ in die 180°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahl zugeordnet wurden, wobei diese Richtung der 60°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht. Zusätzlich stellt S2 einen Zeitschlitz dar, der bereits dem von der angrenzenden Basisstation 20₂ in die 300°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahl zugeordnet wurde, wobei diese Richtung derselben Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht.
Darüber hinaus zeigt diese Störungskoordinationstabelle ebenso Zeitschlitze, die bereits den von jeder angrenzenden Basisstation abgestrahlten Funkwellenstrahl zugeordnet wurden, die jeder Richtung (90°, 120°, 150°, 180°, 210°, 240°, 270°, 300°, 330°) von der Basisstation 20₀ entsprechen.
Die Störungskoordinationstabelle zeigt, dass es in der 60°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₅ und der 180°-Richtung von der angrenzenden Basisstation 20₆ , welche der 300°-Richtung von der Basisstation 20₀ entsprechen, keine mobile Station gibt und kein Funkwellenstrahl abgestrahlt wird.
Die Information in der Störungskoordinationstabelle wird jedes Mal aktualisiert, wenn die zum Abstrahlen der Funkwellenstrahlen zugeordneten Zeitschlitze von jeder Basisstation der Steuerstation 30 mitgeteilt werden. Die Steuerstation 30 überträgt die Störungskoordinationstabelle immer dann an jede Basisstation, wenn die Information in der Störungskoordinationstabelle aktualisiert wird.
Die Basisstation, welche die Störungskoordinationstabelle erhalten hat, bezieht sich auf die Störungskoordinationstabelle und steuert die Abstrahlungszeitpunkte der in jede Richtung zu bildenden Funkwellenstrahlen. D. h., dass Zeitschlitze den Funkwellenstrahlen aus den Richtungen (0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°, 210°, 240°, 270°, 300°, 330°) gemäß einer vorgegebenen Regel zugeordnet werden, so dass Zeitschlitze zugeordnet werden, die verschieden sind von den Zeitschlitzen, die bereits den Funkwellenstrahlen zugeordnet wurden, die von angrenzenden Basisstationen in Richtungen abgestrahlt wurden, die eine Störung mit den Funkwellenstrahlen der betrachteten Basisstation verursachen können. Wenn darüber hinaus ein beliebiger Funkwellenstrahl nicht von den angrenzenden Basisstationen in Richtungen abgestrahlt wird, die den Richtungen von der betrachteten Basisstation entsprechen, sogar dann, wenn Funkwellenstrahlen von den angrenzenden Basisstationen in Richtungen abgestrahlt werden, welche der Richtung nicht entsprechen, werden Zeitschlitze gemäß einer vorgegebenen Regel den Funkwellenstrahlen zugeordnet, die von jeder Basisstation in jede Richtung abgestrahlt werden sollen, unabhängig von Abstrahlungen von den angrenzenden Basisstationen.
Aufgrund der Zuordnung von Zeitschlitzen für die von jeder Basisstation abgestrahlten Funkwellenstrahlen, beispielsweise durch die Basisstation 20₀ , wird die Steuerung des Abstrahlungszeitpunkts z. B. wie in 8 gezeigt gesteuert.
In 8 strahlt die Basisstation 20₀ einen Funkwellenstrahl B1 in die 30°-Richtung ab, um mit der mobilen Station 10₁ zu einem Zeitpunkt zu kommunizieren, der sich von den Zeitschlitzen S2 und S6 eines Funkwellenstrahls B11 unterscheidet, der von der angrenzenden Basisstation 20₁ in die 210°-Richtung abgestrahlt wird, die der 30°-Richtung des Strahls B1 zur Kommunikation mit den mobilen Stationen 10₁₁ und 10₁₂ entspricht. Außerdem strahlt die Basisstation 20₀ einen Funkwellenstrahl B2 in die 90°-Richtung ab, um mit der mobilen Station 10₂ zu einem Zeitpunkt des Zeitschlitzes S3 zu kommunizieren, der sich von dem Zeitschlitz S2 eines Funkwellenstrahl B21 unterschiedet, der von der angrenzenden Basisstation 20₃ in die 270°-Richtung abgestrahlt wird, die der 90°-Richtung des Strahls B2 zur Kommunikation mit der mobilen Station 10₂₁ entspricht. Darüber hinaus strahlt die Basisstation 20₀ einen Funkwellenstrahl B3 in die 210°-Richtung ab, um mit der mobilen Station 10₃ zu einem Zeitpunkt des Zeitschlitzes Sn zu kommunizieren, der sich von den Zeitschlitzen S1 und Sm eines Funkwellenstrahls B41 unterscheidet, welcher von der angrenzenden Basisstation 20₄ in die 30°-Richtung abgestrahlt wird, die der 210°-Richtung des Strahls B3 zur Kommunikation mit den mobilen Stationen 10₄₁ und 10₄₂ entspricht.
Da kein Funkwellenstrahl von der angrenzenden Basisstation 20₅ in die 60°-Richtung und von der angrenzenden Basisstation 20₆ in die 180°-Richtung abgestrahlt wird, welche der 300°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht, strahlt die Basisstation 20₀ einen Funkwellenstrahl B4 in die 300°-Richtung zur Kommunikation mit den mobilen Stationen 10₄ und 10₃ zu Zeitpunkten der Zeitschlitze Si und Sj ab, welche unabhängig von durch die angrenzenden Basisstationen 20₅ und 20₆ abgestrahlten Funkwellenstrahlen bestimmt werden.
Wie oben erwähnt wird ein in dem System zur Steuerung des Abstrahlungszeitpunkts von Funkwellenstrahlen definiertes Zeitfenster durch Zeitschlitze zur Steuerung eines Steuersignals gebildet, beispielsweise eines Signals zur Mitteilung von Zeitschlitzen an eine mobile Station (ein Zeitschlitz-bestimmendes Signal), sowie durch Zeitschlitze für eine Kommunikation für ein Kommunikationssignal, das zu übertragende Informationen umfasst. Jede Basisstation schaltet Zeitschlitzarten (Zeitschlitze zur Steuerung oder Zeitschlitze für Kommunikationssignale), die Funkwellenstrahlen zugeordnet werden sollen, entsprechend dem Zweck der Kommunikation (Senden/Empfangen von Steuersignalen oder Senden/Empfangen von Kommunikationssignalen) mit einer mobilen Station eines Kommunikationspartners.
Die mobile Station umfasst eine Bereichsantenne und leitet den Strahl in die Richtung, von der Funkwellen am stärksten empfangen werden. Anschließend, wenn die Basisstation den Funkwellenstrahl zum Zeitpunkt des Zeitschlitzes zum Steuern abstrahlt, empfängt die mobile Station 10 ein Adresssignal des Kommunikationszeitschlitzes. Die mobile Station empfängt ein Kommunikationssignal von der Basisstation 20, wenn die Basisstation den Funkwellenstrahl zum Zeitpunkt des Kommunikationszeitschlitzes, der durch das Adresssignal angezeigt wird, abstrahlt. Zusätzlich überträgt die mobile Station 10 zum Zeitpunkt des angezeigten Kommunikationszeitschlitzes ein Kommunikationssignal zur Basisstation 20. Die Basisstation 20 empfängt das Kommunikationssignal von der mobilen Station 10 zum Zeitpunkt des Kommunikationszeitschlitzes. Dementsprechend wird eine Kommunikation zwischen der Basisstation 20 und der mobilen Station durchgeführt.
Gemäß der Steuerung des Abstrahlungszeitpunkts des Funkwellenstrahls strahlen die Basisstationen Funkwellenstrahlen in eine Richtung, in der eine Störung in unterschiedlichen Zeitschlitzen eines Zeitfensters auftreten können. Wenn daher Basisstationen mit Hilfe derselben Frequenz Funkwellenstrahlen in die Richtungen von mobilen Stationen abstrahlen, können Störungen aufgrund anderer Funkwellenstrahlen für jede mobile Station verringert werden.
Im oben genannten Beispiel ist es möglich, dass, wenn mehrere mobile Stationen von einem. Funkwellenstrahl umfasst sind, wie beispielsweise die mobilen Stationen 10₄ , 10₅ im Funkwellenstrahl B4, der von der Basisstation 20₀ in die 300°-Richtung abgestrahlt wird (8), der Funkwellenstrahl im selben Zeitschlitz abgestrahlt wird und eine Kommunikation mit Hilfe unterschiedlicher Kanäle (Zeitschlitze in TDMA, Codes in CDMA) durchgeführt wird, obwohl die Basisstation den Zeitschlitz in jedem Zeitfenster zur Kommunikation mit den mobilen Stationen ändert.
Wenn die Anzahl der von einem Funkwellenstrahl umfassten mobilen Stationen eine vorgegebene Grenze übersteigt, ist es zusätzlich möglich, dass der Funkwellenstrahl in einem Zeitschlitz abgestrahlt wird und Kommunikation mit Hilfe unterschiedlicher Kanäle durchgeführt wird.
Obwohl das im System festgelegte Zeitfenster aus dem Zeitschlitz zur Steuerung und dem Zeitschlitz zur Kommunikation gebildet wird, ist es zusätzlich in dem oben genannten Beispiel möglich, dass unterschiedliche Zeitfenster für den Zeitschlitz zur Steuerung und den Zeitschlitz zur Kommunikation eingesetzt werden können, wenn das Steuersignal und das Kommunikationssignal durch unterschiedliche Kanäle empfangen/übertragen werden (Frequenzen, Codes). In diesem Fall werden der Abstrahlungszeitpunkt des Funkwellenstrahls für das Steuersignal und der Abstrahlungszeitpunkt des Funkwellenstrahls für das Kommunikationssignal von einer jeweils anderen Zeitfenstereinheit gesteuert.
Zusätzlich ist es möglich, die Anzahl der Zeitschlitze, die dem Funkwellenstrahl für die mobile Station entsprechend dem Kommunikationsstatus zugeordnet werden sollen, zu steuern, wobei der Kommunikationsstatus beispielsweise die Kommunikationsmenge zwischen der Basisstation und der mobilen Station, sowie den Verkehr (zugeordneter Zustand der Zeitschlitze) in der Basisstation betrifft.
Wenn z. B. in 9 der Verkehr in der Basisstation 20₀ abnimmt oder wenn die Kommunikationsmenge zwischen der Basisstation 20₀ und der mobilen Station 10₁ ansteigt, strahlt die Basisstation 20₀ den Funkwellenstrahl B1 in die 30°-Richtung ab, um mit der mobilen Station 10₁ zu den Zeitpunkten der Zeitschlitze S1, S3 und Sn zu kommunizieren, die sich von den Zeitschlitzen S2 und S6 des Funkwellenstrahls B11 unterscheiden, welcher von der angrenzenden Basisstation 20₁ in die 210°-Richtung abgestrahlt wird, die der 30°-Richtung entspricht, um mit den mobilen Stationen 10₁₁ und 10₁₂ zu kommunizieren.
Wenn sich eine mobile Station von einem Bereich, der von einem Funkwellenstrahl abgedeckt ist, in einen anderen Bereich bewegt, der von einem angrenzenden Funkwellenstrahl abgedeckt ist, wird z. B., wie in 10 gezeigt, eine Übergabesteuerung durchgeführt.
In 10 kommuniziert die Basisstation 20 mit der mobilen Station 10 an einer Position P1 durch Abstrahlen des Funkwellenstrahls B1 in einem Zeitschlitz Sn-x. Wenn sich die mobile Station 10 während einer Kommunikation mit der Basisstation 20 zu einer Position P2 bewegt, welche sowohl von dem vom Funkwellenstrahl B1 abgedeckten Bereich als auch von dem vom Funkwellenstrahl B2 abgedeckten Bereich abgedeckt ist, setzt die Basisstation 20 die Kommunikation mit der mobilen Station durch Abstrahlung des Funkwellenstrahls B1 im Zeitschlitz Sn-x und durch Abstrahlen des Funkwellenstrahls B2 im Zeitschlitz Sn-i fort. Wenn sich die mobile Station 10 zur Position P3 bewegt, die nur von dem Funkwellenstrahl B2 abgedeckt wird, setzt die Basisstation 20 die Kommunikation mit der mobilen Station 10 durch Abstrahlung des Funkwellenstrahls B2 im Zeitschlitz Sn-i fort.
Das in 6 gezeigte Beispiel stellt einen Störungszustand dar, der vorausgesagt wird, wenn dieselbe Frequenz für eine Kommunikation in jedem Kommunikationsbereich (Zelle) verwendet wird. Wenn beispielsweise jede Zelle in Sektoren eingeteilt wird, denen jeweils Frequenzen F1, F2, F3 zugeordnet werden, wie in 11 dargestellt ist, können Funkwellenstrahlen, die von der Basisstation 20₀ zu einem Sektor abgestrahlt werden, dem eine Frequenz F1 zugeordnet wurde, zu einer Störungswelle für Sektoren in angrenzenden Basisstationen 20₆ , 20₁ , 20₂ , 20₃ werden, denen die Frequenz F1 zugeteilt wird. Konkret wird vorausgesagt, dass der von der Basisstation 20₀ in die 0°-Richtung abgestrahlte Funkwellenstrahl als Störungswelle für eine Kommunikation mit Hilfe eines von der Basisstation 20₆ in die 120°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahls fungiert. Es wird vorausgesagt, dass der von der Basisstation 20₀ in die 30°-Richtung abgestrahlte Funkwellenstrahl als Störungswelle für eine Kommunikation mit Hilfe eines von der Basisstation 20₁ in die 300°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahls auftritt. Zusätzlich wird vorausgesagt, dass der von der Basisstation 20₀ in die 90°-Richtung abgestrahlte Funkwellenstrahl als Störungswelle für eine Kommunikation mit Hilfe eines von der Basisstation 20₂ in die 90°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahls auftritt. Darüber hinaus wird vorausgesagt, dass der von der Basisstation 20₀ in die 120°-Richtung abgestrahlte Funkwellenstrahl als Störungswelle für eine Kommunikation mit Hilfe eines von der Basisstation 20₃ in die 0°-Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahls auftritt.
Ebenso können Funkwellenstrahlen, die von der Basisstation 20₀ zu einem Sektor abgestrahlt werden, dem eine Frequenz F2 zugeteilt wurde, zu einer Störungswelle für Sektoren in den angrenzenden Basisstationen 20₂ , 20₃ , 20₄ , 20₅ werden, denen die Frequenz F2 zugeteilt ist. Ebenso können Funkwellenstrahlen, die von der Basisstation 20₀ zu einem Sektor abgestrahlt werden, dem eine Frequenz F3 zugeteilt wurde, zu einer Störungswelle für Sektoren in den angrenzenden Basisstationen 20₄ , 20₅ , 20₆ , 20₁ werden, denen die Frequenz F3 zugeteilt ist.
Gemäß der Vorhersage über den Störungszustand aufgrund der von jeder Basisstation abgestrahlten Funkwellenstrahlen für eine Kommunikation mit Hilfe von durch angrenzende Basisstationen abgestrahlte Funkwellenstrahlen generiert die Steuerstation 30 eine Störungskoordinationstabelle, wie sie in den 12A, 12B und 12C gezeigt ist, beispielsweise gemäß den Zeitschlitzen, die den jeweiligen Funkwellenstrahlen von jeder Basisstation zugeordnet sind.
Die 12A, 12B und 12C zeigen die Störungskoordinationstabellen für die Basisstation 20₀ .
Die in 12A gezeigte Störungskoordinationstabelle dient zur Koordination von Zeitschlitzen, die jedem Funkwellenstrahl zugeordnet werden, der in den Sektor mit der zugeordneten Frequenz F1 abgestrahlt wird. In 12A ist S4 ein Zeitschlitz, der zum Abstrahlen eines Funkwellenstrahls von der angrenzenden Basisstation 20₆ in die 120°-Richtung zugeteilt wurde, wobei die 120°-Richtung der 0°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht. S2 ist ein Zeitschlitz, der zum Abstrahlen eines Funkwellenstrahls von der angrenzenden Basisstation 20₁ in die 30°-Richtung zugeteilt wurde, wobei die 30°-Richtung der 30°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht. Zusätzlich sind S4 und S6 Zeitschlitze, die zum Abstrahlen eines Funkwellenstrahls von der angrenzenden Basisstation 20₂ in die 90°-Richtung zugeteilt wurden, wobei die 90°-Richtung der 90°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht. S1 ist ein Zeitschlitz, der zum Abstrahlen eines Funkwellenstrahls von der angrenzenden Basisstation 20₃ in die 0°-Richtung zugeteilt wurde, wobei die 120°-Richtung der 30°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht.
Die in 12B gezeigte Störungskoordinationstabelle dient zur Koordination von Zeitschlitzen, die jedem Funkwellenstrahl zugeordnet werden, der in den Sektor mit der zugeordneten Frequenz F2 abgestrahlt wird. Die in 12C gezeigte Störungskoordinationstabelle dient zur Koordination von Zeitschlitzen, die jedem Funkwellenstrahl zugeordnet werden, der in den Sektor mit der zugeordneten Frequenz F3 abgestrahlt wird. Ebenso wie 12A zeigen auch die 12B und 12C Zeitschlitze, die bereits zum Abstrahlen von angrenzenden Basisstationen in eine Richtung, die einer Richtung des von der Basisstation 20₀ abgestrahlten Funkwellenstrahls entsprechen, zugeordnet wurden.
Ebenso wie das zuvor beschriebene Beispiel bezieht sich die Basisstation 20₀ , welche die Störungskoordinationstabelle empfängt, auf die Störungskoordinationstabelle, und bestimmt Abstrahlungszeitpunkte von Funkwellenstrahlen jeder Richtung, die eine Störung verursachen können, so dass sich jeder der Abstrahlungszeitpunkte von einem Abstrahlungszeitpunkt eines von der angrenzenden Basisstation in die entsprechende Richtung abgestrahlten Funkwellenstrahls unterscheidet.
Unterteilt man also die von jeder Basisstation gesteuerte Zelle in mehrere Zellen, sinkt die Anzahl von Funkwellenstrahlen von angrenzenden Basisstationen, welche durch Funkwellenstrahlen von der Basisstation als Störung beeinträchtigt werden können. Auf diese Weise kann die Steuerung des Abstrahlungszeitpunkts von Funkwellenstrahlen mit Hilfe der Störungskoordinationstabelle weiter vereinfacht werden.
In jedem oben genannten Beispiel generiert die Steuerstation 30 die Störungskoordinationstabelle und überträgt sie an jede Basisstation. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Indem die den in jede Richtung zwischen den Basisstationen abgestrahlten Funkwellenstrahlen zugeordneten Zeitschlitze übertragen werden, können die Abstrahlungszeitpunkte von Funkwellenstrahlen für jede Richtung auf der Grundlage der übertragenen Information unter Berücksichtigung der oben genannten Störung bestimmt werden.
In jedem der oben genannten Beispiele wird der Zeitpunktsteuerungsteil, welcher die Kommunikationssteuerungsvorrichtung bildet, durch die Funktionen der Steuerstation 30 und der Basisstation 20₀ umgesetzt.
<Zweite Ausführungsform>
Im Folgenden wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In einem Verfahren wie z. B. SDMA, welches schmale Strahlen einsetzt, werden Funkwellen von der Basisstation häufig durch ein Gebäude oder ähnliches im Bereich der mobilen Station blockiert, wodurch es schwierig wird, einen Kommunikationspfad zwischen einer Basisstation und einer mobilen Station aufrecht zu erhalten. Andererseits kann ein in eine andere Richtung abgestrahlter Strahl von Gebäuden oder ähnlichem reflektiert werden, so dass der Strahl die mobile Station erreicht (das Abstrahlen von Funkwellen in unterschiedliche Richtungen mit Hilfe breiter Strahlen ist gleichbedeutend mit der Abstrahlung vieler schmaler Strahlen in unterschiedliche Richtungen). Auf diese Weise kann die mobile Station einen Pfad dadurch erhalten, dass ein Strahl in eine Richtung einer reflektierten Welle anstatt zu einer gegenüberliegenden Basisstation geführt wird.
Wenn eine Kommunikation mit Hilfe des Strahls durchgeführt wird, kann jedoch gemäß einem SDMA-Verfahren, welches einen Strahl einer Richtung kontinuierlich einsetzt, nicht jeder beliebige Zeitschlitz einer Kommunikation einer anderen Richtung zugeordnet werden. Erfolgt die Zuteilung des Zeitschlitzes mit Hilfe eines CDMA-Verfahren zusätzlich zum SDMA-Verfahren, gerät die Systemkapazität unter Druck, da die Störungsmenge ansteigt. Auf jeden Fall verschlechtert sich die Qualität der Kommunikation.
Im TSDMA-Verfahren, in dem ein Strahl wie in der ersten Ausführungsform erwähnt von einem Zeitmultiplexverfahren eingesetzt wird, kann ein weiterer Schlitz, der sich von einem für einen Strahl eingesetzten Schlitz unterscheidet, einer weiteren Kommunikation zugeteilt werden.
Wenn die mobile Station einen Strahl zu einer gegenüberliegenden Basisstation führt und die Basisstation den Punkt 0 zu einer reflektierten Wellenrichtung bildet, und wenn der empfangene Pegel verringert wird, da ein Pfad von Gebäuden und ähnlichem blockiert wird, führt von diesem Standpunkt in dieser Ausführungsform aus die mobile Station einen Strahl in eine Richtung, aus der ein anderer Strahl eine maximale Leistung aufweist, und fordert bei der Basisstation eine Zeitschlitzzuordnung für den Strahl an, um einen Pfad zu erhalten. Dementsprechend wird es möglich, unterschiedliche Pfade zu verwenden, so dass die oben genannten Probleme aufgrund von sich verschmälernden Strahlen gelöst und Kommunikationspfade mit wenig Störungen aufrecht erhalten werden können.
Die mobile Station kann den anderen Strahl mit der maximalen Leistung erfassen, indem beispielsweise die empfangenen Pegel aus jeder Richtung durch Abfragen aufgenommen werden. Die Basisstation, welche die Schlitzzuordnungsanfrage erhält, ordnet Zeitschlitze unter Bezugnahme auf die in 7 gezeigte Störungskoordinationstabelle zu.
Erhalt die mobile Station zusätzlich einen zugeordneten Zeitschlitz durch Ausrichten eines Strahls zur gegenüber liegenden Basisstation (Ausrichten des Strahls in die Richtung der Basisstation), kann die mobile Station eine Schlitzzuordnung für einen anderen Strahl, der mit Maximalleistung aus einer anderen Richtung kommt, anfordern, und erhält einen gekennzeichneten Schlitz, und führt Auswahlkombination der Zeitschlitze durch.
Die Ausbildung der mobilen Station mit einer anpassungsfähigen Bereichsantenne (eine gerichtete Antenne) zur Umsetzung der oben beschriebenen Funktion ist in 13 gezeigt.
Diese mobile Station umfasst eine Bereichsantenne 31, die von mehreren Antennenelementen, einem Verbindungsteil 32, einem Richtungserfassungsteil 33, einem Strahlenerzeugungsteil 34 und einem Sendeempfänger 35 gebildet wird. Das Richtungserfassungsteil 33 ermittelt die Richtung des Strahls mit der Maximalleistung entsprechend den von jedem Antennenelement am Eingang der Bereichsantenne 31 über das Verbindungsteil 32 empfangenen Signale. Der Strahlenerzeugungsteil 34 stellt einen vorgegebenen Parameter so ein, dass ein Funkwellenstrahl in der Richtung der Basisstation gebildet wird oder die Richtung des Strahls mit der Maximalleistung vom Richtungserfassungsteil 33 erfasst wird.
Der Sendeempfänger 35 überträgt/empfängt ein Signal mit Hilfe der Basisstation unter Verwendung des in oben genannter Weise gebildeten Funkwellenstrahls über die Bereichsantenne 31, das Verbindungsteil 32 und den Strahlenerzeugungsteil 34. Beim Übertragen/Empfangen des Signals kann ein beliebiges Multiplexverfahren (TDMA, CDMA u. ä.) eingesetzt werden.
Die mobile Station mit der oben genannten Ausbildung bildet einen Funkwellenstrahl in Richtung des Strahls (reflektierte Welle) mit dem Maximalstrahl mit Hilfe eines Steuerverfahrens der sogenannten anpassungsfähigen Bereichsantenne, und führt eine Kommunikation mit der Basisstation mit Hilfe von Kanälen (Zeitschlitze, Codes und dergleichen) gemäß einem vorgegebenen Multiplexverfahren (TDMA, CDMA u. ä.) durch.
Im Folgenden wird ein konkreter Betrieb des Systems anhand von 14 beschrieben, in dem bei einer Verringerung des empfangenen Pegels, wenn der Pfad zwischen der Basisstation und der mobilen Station von Gebäuden und dergleichen blockiert ist, die mobile Station einen Strahl in eine Richtung lenkt, aus der ein anderer Strahl mit der Maximalleistung kommt, und fordert eine Schlitzzuweisung für die anderen Strahlen an, so dass ein Pfad aufrecht erhalten wird.
Normalerweise richtet die mobile Station einen Strahl auf die Basisstation des Kommunikationspartners und bildet einen Punkt 0 zu einer reflektierten Richtung des anderen Strahls. Wenn die Basisstation 20₀ einen Strahl A in die 270°-Richtung im Kommunikationsbereich EO abstrahlt, und wenn ein abfangendes Objekt SA, wie z. B. ein Gebäude oder ähnliches zwischen der mobilen Station #j und der Basisstation 20₀ existiert, wird die Funkwelle des Strahls A von der Basisstation 20₀ verstärkt, so dass sich der empfangene Pegel an der mobilen Station #j verringert.
Wenn es zu diesem Zeitpunkt eine Ausbreitungsstrecke für eine Funkwelle gibt, welche die mobile Station #j erreicht, in der die Funkwelle des Strahls B in die 300°-Richtung von der Basisstation 20₀ durch ein reflektierendes Objekt SB reflektiert wird, misst die mobile Station #j die Leistung der von der Basisstation 20₀ abgestrahlten Funkwellenstrahlen mit Hilfe einer einstellbaren Bereichsantenne oder der zur mobilen Station #j gehörigen gerichteten Antenne und wählt einen Strahl aus, dessen Empfangsqualität wie z. B. der empfangene Signalpegel am besten (Maximum) ist. Zu diesem Zeitpunkt führt die Antenne der mobilen Station #j nicht notwendigerweise geometrisch zur Basisstation 20₀ . Die Antenne wird so gesteuert, dass sie in eine Richtung führt (die Richtung von der mobilen Station #j zum reflektierenden Objekt SB), in der die Empfangsqualität (in diesem Beispiel die Leistung der Funkwelle) maximal ist. Dann führt die mobile Station einen Strahl in die Richtung, fordert die Zuordnung eines Zeitschlitzes für den reflektierten Strahl an, so dass ein Kommunikationspfad erhalten bleibt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Zuordnung von Zeitschlitzen mit Hilfe der Störungskoordinationstabelle von 7 wie folgt beschrieben durchgeführt.
Wie in der Störungskoordinationstabelle von 7 gezeigt ist, wird ein Zeitschlitz Sk der 270°-Richtung der angrenzenden Basisstation 20₅ zugeordnet, wobei diese Richtung der 270°-Richtung der Basisstation 20₀ entspricht und ein Zeitschlitz Si wird der 90°-Richtung einer angrenzenden Basisstation 20₅ zugeordnet, wobei diese Richtung der 270°-Richtung der Basisstation 20₀ entspricht. Darüber hinaus, wird kein Zeitschlitz der 60°-Richtung der angrenzenden Basisstation 20₅ und die 180°-Richtung der angrenzenden Basisstation 20₆ entspricht der 300°-Richtung von der Basisstation 20₀ , welche die Richtung des Strahls B ist. Auf diese Weise wird durch den reflektierten Strahl B ein Zeitschlitz Sm, der sich von Sk und Si unterscheidet, zur Kommunikation mit der mobilen Station zugeordnet.
Die Kommunikation mit der mobilen Station #j wird durch den Zeitschlitz für die Richtung des Strahls A und für die Richtung des Strahls B koordiniert. Eine Information über die Zeitschlitzzuordnung wird zur Steuerstation übertragen und die Störungskoordinationstabelle einer jeden Basisstation wird aktualisiert.
In einem nächsten Schritt wird ein konkreter Systembetrieb beschrieben, wobei die Auswahlverbindung zwischen dem Zeitschlitz des Strahls aus der Richtung der Basisstation und dem Zeitschlitz für einen anderen Strahl mit maximaler Leistung anhand von 15 beschrieben wird.
In 15 wird ein Ausbreitungspfad für Funkwellen zwischen der mobilen Station #j und der Basisstation 20₀ ausgebildet, so dass eine Kommunikation durchgeführt werden kann, wenn die Basisstation 20₀ den Strahl A in die 270°-Richtung im Kommunikationsbereich E0 der Basisstation 20₀ abstrahlt. Zu diesem Zeitpunkt liegt ein Fall vor, in dem ein anderer von der Basisstation 20₀ abgestrahlter Strahl B von einem Gebäude oder ähnlichem SB reflektiert wird, so dass ein Funkwellenkommunikationspfad zwischen dem reflektierenden Gebäude SB und der mobilen Station #j gebildet wird und eine Kommunikation möglich wird. D. h. eine Kommunikation ist sowohl über den Pfad zwischen der Basisstation 20₀ und der mobilen Station #j, als auch über den Pfad zwischen dem Gebäude SB und der mobilen Station #j möglich.
Im Allgemeinen unterscheiden sich die Eigenschaften von Funkwellenausbreitungspfaden, die jeweils vom Strahl A und vom Strahl B gebildet werden, d. h. die Eigenschaften des Zeitverlaufs der Funkwellenausbreitung unterscheiden sich (wenn sich die mobile Station #j bewegt). In einem solchen Fall ist es besser, beide Strahlen A und B zu nutzen, als einen der Strahlen auszuwählen. D. h. wenn es für jeden Strahl einen zur Verfügung stehenden Zeitschlitz gibt, werden Zeitschlitze für jeden Strahl zum Abstrahlen von Funkwellen bereitgestellt und die mobile Station #j bildet Antennenstrahlen in mehrere Richtungen, aus denen Funkwellen kommen. Dann kombiniert und empfängt die mobile Station #j die aus beiden Richtungen kommenden Funkwellen. Auf diese Weise kann die Kommunikationsqualität aufrecht erhalten werden.
In der gleichen Weise wie im oben erwähnten Beispiel wird auch in diesem Fall in der Störungskoordinationstabelle von 7 ein Zeitschlitz Sk der 270°-Richtung der angrenzenden Basisstation 20₅ zugeordnet, wobei die Richtung der 270°-Richtung der Basisstation 20₀ entspricht und ein Zeitschlitz Si wird der 90°-Richtung der angrenzenden Basisstation 20₅ zugeordnet, wobei die Richtung der 270°-Richtung der Basisstation 20₀ entspricht. Da kein Zeitschlitz der 60°-Richtung der angrenzenden Basisstation 20₅ zugeordnet wird und die 180°-Richtung der angrenzenden Basisstation 20₆ der 300°-Richtung von der Basisstation 20₀ entspricht, welche die Richtung des Strahls B ist, wird zusätzlich ein Zeitschlitz Sm, der sich von Sk und Si unterscheidet, für Strahl A zugeordnet, und ein Zeitschlitz Sn, der sich von Sk, Si und Sm unterscheidet, wird für Strahl B zugeordnet. Der Strahl A zugeordnete Zeitschlitz Sm kann als bereits zugeteilter Zeitschlitz betrachtet werden. Für das Kombinationsverfahren kann eine Auswahlkombination, eine Kombination des maximalen Verhältnisses (maximum ratio combining) und eine Kombination bei gleicher Verstärkung (same gain combining) verwendet werden.
Im selben Arbeitsvorgang der mobilen Station leitet die Basisstation einen Strahl in eine Richtung, aus der ein weiterer Strahl mit Maximalleistung kommt, so dass ein Pfad aufrecht erhalten wird, wenn die Basisstation einen Strahl in eine Richtung einer mobilen Station lenkt und wenn ein Pfad durch ein Gebäude oder ähnliches blockiert wird. Dieser Vorgang kann durch eine Information auf Anfrage der Schlitzzuweisung durchgeführt werden.
Das oben genannte Schalten und Verbinden von Strahlen kann auch durchgeführt werden, wenn die mobile Station eine ungerichtete Antenne anstatt einer gerichteten Antenne aufweist, beispielsweise eine einstellbare Bereichsantenne.
Wenn sich die Strahlen von der Basisstation 20₀ in einem Zustand wie in 14 gezeigt befinden, misst die mobile Station #j, welche die ungerichtete Antenne aufweist, die Leistung eines jeden Funkwellenstrahls, der von der Basisstation 20₀ abgestrahlt wird, mit Hilfe der Antenne der mobilen Station #j und wählt einen Strahl aus, dessen Empfangsqualität, wie z. B. der empfangene Signalpegel, am besten (Maximum) ist (im vorliegenden Fall wird der Strahl ausgewählt, der in die 300°-Richtung abgestrahlt und von dem abfangenden Objekt SB reflektiert wird). Entsprechend kann eine Kommunikation mit Hilfe von Strahl B auf die gleiche Weise durchgeführt werden, wie mit Hilfe der gerichteten Antenne. Die Zuordnung des Zeitschlitzes wird in derselben Wese durchgeführt, wie es mit Hilfe der gerichteten Antenne der Fall ist.
Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem die mobile Station, wenn sie anstelle der gerichteten Antenne die ungerichtete Antenne aufweist, eine Kombination der Zeitschlitze von Strahlen von mehreren Richtungen durchführt, wie in 15 gezeigt ist.
Wenn sich die Strahlen von der Basisstation 20₀ in einem Zustand wie in 15 gezeigt befinden, kombiniert die mobile Station empfangene Signale der Strahlen A und B, anstatt einen der Strahlen A und B auszuwählen, wobei Zeitschlitze für eine Funkwellenabstrahlung zur Verfügung gestellt werden, wenn für jeden Strahl ein Zeitschlitz zur Verfügung steht. Die Zuordnung der Zeitschlitze erfolgt in derselben Weise wie in dem Fall, in dem die gerichtete Antenne verwendet wird.
Zu diesem Zeitpunkt empfängt die mobile Station #j Funkwellen, die aus mehreren Richtungen kommen, in denen die Funkwellen zu unterschiedlichen Zeitpunkten bei der mobilen Station ankommen. In einem solchen Fall kann der Effekt der Mehrwegeübertragung eingesetzt werden, in dem ein RAKE-Empfänger in einem CDMA-Empfänger verwendet wird, in dem Signale von mehreren Pfaden, die einen Zeitunterschied aufweisen, miteinander kombiniert werden. In einem anderen digitalen Kommunikationsverfahren, in dem kein Code-Spreading auftritt, ist es möglich, empfangene Signale auszugleichen und zu kombinieren, die von einer Vielzahl von Pfaden mit Hilfe transversaler Filter, in denen mehrere Übertragungssignalsymbolzeitintervalle oder ein integrales Teil einer Einheit eingestellt sind, übertragen werden. Dies kann zu verbesserten Empfangseigenschaften aufgrund des Effekts der Mehrwegeübertragung führen.
Wie oben erwähnt wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationssteuerverfahren und eine Vorrichtung auf der Grundlage von SDMA zur Verfügung gestellt werden, welche die Störungen aufgrund von Funkwellen, die von jeder Basisstation in einem mobilen Kommunikationssystem zur mobilen Station abgestrahlt werden, verringern kann, da es verhindert werden kann, dass Funkwellenstrahlen gleichzeitig zu einem Punkt abgestrahlt werden, an dem von mehreren Basisstationen Störungen auftreten können.
Zusätzlich kann ein Pfad durch Zuweisung eines Zeitschlitzes an den anderen Funkwellenstrahl mit maximaler Leistung sogar dann aufrecht erhalten werden, wenn ein Kommunikationspfad von der Basisstation zur mobilen Station von einem Gebäude oder ähnlichem blockiert wird. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation verbessert werden.
Zusätzlich kann die Kommunikationsqualität durch Kombination der empfangenen Signale verbessert werden, wenn Funkwellen von der Basisstation aus einer Vielzahl von Richtungen empfangen werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt, und es können Abwandlungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne dabei über den Umfang der Erfindung hinauszugehen.

Claims

Kommunikationssteuerverfahren, geeignet zur Verwendung in einem zellularen Mobilkommunikationssystem, in dem jede Basisstation (20) Funkwellenstrahlen in mehrere Richtungen abstrahlen kann und jede Basisstation mit mobilen Stationen (10) über dieselbe Frequenz durch Abstrahlen von Funkwellenstrahlen an die mobilen Stationen kommuniziert, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: eine mobile Station empfängt ein Signal über einen ersten Funkwellenstrahl aus einer Richtung einer Basisstation, die mobile Station fragt eine Zuordnung eines Zeitschlitz für einen zweiten Funkwellenstrahl an, wobei der zweite Funkwellenstrahl durch die Basisstation abgestrahlt wird und an der mobilen Station aus einer von dem ersten Funkwellenstrahl verschiedenen Richtung eintrifft; die Basisstation ordnet den Zeitschlitz so zu, dass der Zeitschlitz von der Zeit verschieden ist, zu der andere Basisstationen einen Funkwellenstrahl abstrahlen, der zu einer Störung mit dem zweiten Funkwellenstrahl führen kann; und die mobile Station kombiniert ein über den ersten Funkwellenstrahl empfangenes Signal und ein über den zweiten Funkwellenstrahl empfangenes Signal.
Kommunikationssteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: die mobile Station richtet einen Funkwellenstrahl in eine Richtung, aus der der zweite Funkwellenstrahl kommt.
Kommunikationssteuerverfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn sich ein durch einen Funkwellenstrahl empfangener Pegel eines Signals, das aus einer Richtung einer mobilen Station kommt, in einer Basisstation verringert, richtet die Basisstation einen Funkwellenstrahl in eine Richtung, aus der ein anderer Funkwellenstrahl kommt, um einen Pfad aufrechtzuerhalten, wobei der andere Funkwellenstrahl die beste Empfangsqualität der weiteren Funkwellenstrahlen aufweist, die von der mobilen Station an der Basisstation eintreffen.
Kommunikationssteuerverfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn sich ein durch einen Funkwellenstrahl empfangener Pegel eines Signals, das direkt von einer Basisstation kommt, verringert, wählt die mobile Station einen anderen Funkwellenstrahl aus, wobei der andere Funkwellenstrahl die beste Empfangsqualität aus den weiteren Funkwellenstrahlen aufweist, die an der mobilen Station von der Basisstation eintreffen, und fragt die mobile Station eine Zuordnung eines Zeitschlitzes für den anderen Funkwellenstrahl an; und die Basisstation ordnet den Zeitschlitz so zu, dass der Zeitschlitz von der Zeit verschieden ist, zu der weitere Basisstationen Funkwellenstrahlen abstrahlen, die eine Störung mit dem anderen Funkwellenstrahl verursachen können.
Mobile Station für ein zellulares mobiles Kommunikationssystem, in dem jede Basisstation (20) einen Funkwellenstrahl an eine mobile Station abstrahlt und jede Basisstation mit einer mobilen Station über dieselbe Frequenz kommuniziert, wobei die mobile Station gekennzeichnet ist durch: ein Teil (31 bis 35) zum Empfangen eines Signals über einen ersten Funkwellenstrahl aus einer Richtung einer Basisstation und zum Richten eines Funkwellenstrahls in eine Richtung, aus der ein zweiter Funkwellenstrahl kommt, wobei der zweite Funkwellenstrahl durch die Basisstation abgestrahlt wird und an der mobilen Station aus einer von dem ersten Funkwellenstrahl verschiedenen Richtung eintrifft; ein Teil zum Anfordern einer Zuordnung eines Zeitschlitzes für den zweiten Funkwellenstrahl; ein Teil zum Kombinieren eines durch einen ersten Funkwellenstrahl empfangenen Signals und eines durch den zweiten Funkwellenstrahl empfangenen Signals, nachdem die Basisstation den Zeitschlitz zugeordnet hat.