JP2001268632A - 無線通信システム・無線基地局・移動局 - Google Patents
無線通信システム・無線基地局・移動局Info
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- JP2001268632A JP2001268632A JP2000081470A JP2000081470A JP2001268632A JP 2001268632 A JP2001268632 A JP 2001268632A JP 2000081470 A JP2000081470 A JP 2000081470A JP 2000081470 A JP2000081470 A JP 2000081470A JP 2001268632 A JP2001268632 A JP 2001268632A
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- mobile station
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- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空間分割多重アクセス(SDMA)により移
動通信システムを構築する場合、オムニ指向性で送受す
る制御チャネルが遅延波により影響され、誤り率が悪化
することを回避する。 【解決手段】 オムニ指向性で授受する制御チャネルの
変調方式及び復調方式を遅延波の影響を受け難い狭帯域
変復調方式を用いた構成とした無線通信システム及び無
線基地局、移動局を提案した。
動通信システムを構築する場合、オムニ指向性で送受す
る制御チャネルが遅延波により影響され、誤り率が悪化
することを回避する。 【解決手段】 オムニ指向性で授受する制御チャネルの
変調方式及び復調方式を遅延波の影響を受け難い狭帯域
変復調方式を用いた構成とした無線通信システム及び無
線基地局、移動局を提案した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は空間分割多重アク
セス方式(SDMA)を用いた移動通信方式の改良に関
する。
セス方式(SDMA)を用いた移動通信方式の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に移動通信方式では基地局と複数の
移動局との間の通信はそれぞれが周波数が異なるチャネ
ルを用いて行われている。この通信方式によれば同一通
話ゾーン内に格納できる移動局の数を増すには各移動局
に割当たる周波数チャネルの数を増す必要が生じる。各
移動局に割り当てることができる周波数チャネルの数に
は限度があるため、同一の通話ゾーン内に収納できる移
動局の数にも限界が存在する。
移動局との間の通信はそれぞれが周波数が異なるチャネ
ルを用いて行われている。この通信方式によれば同一通
話ゾーン内に格納できる移動局の数を増すには各移動局
に割当たる周波数チャネルの数を増す必要が生じる。各
移動局に割り当てることができる周波数チャネルの数に
は限度があるため、同一の通話ゾーン内に収納できる移
動局の数にも限界が存在する。
【0003】このような背景から、同一の周波数チャネ
ルを共用しながら、複数の移動局が基地局と通話が確保
できる技術が考えられている。この技術が空間分割多重
アクセス方式(SDMA)である。空間分割多重アクセ
ス方式(SDMA)とは、基地局が複数の移動局に対し
て別々の指向性を形成し同時に同一の周波数チャネルで
複数の移動局と通信を行う多重アクセス方式(Mult
i−Beam Adaptive Base−Stat
ion Antennas for Cellular
Land Mobile Radio Syste
m:S.C Swales、IEEE VTC、198
9)である。
ルを共用しながら、複数の移動局が基地局と通話が確保
できる技術が考えられている。この技術が空間分割多重
アクセス方式(SDMA)である。空間分割多重アクセ
ス方式(SDMA)とは、基地局が複数の移動局に対し
て別々の指向性を形成し同時に同一の周波数チャネルで
複数の移動局と通信を行う多重アクセス方式(Mult
i−Beam Adaptive Base−Stat
ion Antennas for Cellular
Land Mobile Radio Syste
m:S.C Swales、IEEE VTC、198
9)である。
【0004】尚、空間分割動作アクセス方式(SDM
A)を用いた移動通信方式はまだ実用化されていない。
従って、ここで説明する従来の技術は開発途中の先行技
術である。図7に示すように同一の通話ゾーンZN内に
おいて、基地局BSが移動局MS1、MS2に対してメ
インビームB1、B2を向けてやることにより、同一の
周波数チャネルでも同時に移動局MS1とMS2と通話
を行うことができる。メインビームB1、B2の数を増
すことにより、同一の周波数チャネルを用いていながら
同時に通話することができる移動局の数を増加させるこ
とができる特徴を有する。
A)を用いた移動通信方式はまだ実用化されていない。
従って、ここで説明する従来の技術は開発途中の先行技
術である。図7に示すように同一の通話ゾーンZN内に
おいて、基地局BSが移動局MS1、MS2に対してメ
インビームB1、B2を向けてやることにより、同一の
周波数チャネルでも同時に移動局MS1とMS2と通話
を行うことができる。メインビームB1、B2の数を増
すことにより、同一の周波数チャネルを用いていながら
同時に通話することができる移動局の数を増加させるこ
とができる特徴を有する。
【0005】これに対し、図8に示すように基地局BS
がオムニ指向性(円形指向性)で送信及び受信を行う場
合には、同一の周波数チャネルで然も同一通話ゾーンZ
N内では基地局BSと移動局MS1とMS2は何れか一
方しか通話することができない。つまり、空間分割多重
アクセス(以下単にSDMAと称すことにする)技術を
用いることにより、一つの周波数チャネルに収容できる
加入者容量を大きくできる利点が得られる。
がオムニ指向性(円形指向性)で送信及び受信を行う場
合には、同一の周波数チャネルで然も同一通話ゾーンZ
N内では基地局BSと移動局MS1とMS2は何れか一
方しか通話することができない。つまり、空間分割多重
アクセス(以下単にSDMAと称すことにする)技術を
用いることにより、一つの周波数チャネルに収容できる
加入者容量を大きくできる利点が得られる。
【0006】ところで、SDMA技術を実用化する場合
に着呼信号及び報知信号等の基地局BSの配下にある全
ての移動局に対して同時に送る必要がある制御信号を伝
送する際は、図8に示したオムニ指向性で送信及び受信
を行う必要がある。着呼信号は移動局の位置を基地局が
知らないためブロードキャスティングする必要があるの
でオムニ指向性で送信しなければならない。また制御ゾ
ーンの識別を行うための位置情報信号、使用している発
信制御チャネルの番号を移動局に知らせる発信制御チャ
ネル情報信号、上り発信制御チャネルに移動局からの信
号がなく空であることを示す発信制御チャネルの空き線
信号等の報知信号は全ての移動局を対象とする信号であ
り、やはりオムニ指向性で送信する必要がある。尚、上
記した報知信号はあるモデルケースであり、他のシステ
ムでは異なることもある。一方通話チャネル及び通話中
チャネル切り替えを制御する通話チャネルに付随する制
御チャネルは特定の移動局を対象にしたチャネルであ
り、特定の移動局に特定の移動局に指向性を向けてSD
MAを適用することが可能である。
に着呼信号及び報知信号等の基地局BSの配下にある全
ての移動局に対して同時に送る必要がある制御信号を伝
送する際は、図8に示したオムニ指向性で送信及び受信
を行う必要がある。着呼信号は移動局の位置を基地局が
知らないためブロードキャスティングする必要があるの
でオムニ指向性で送信しなければならない。また制御ゾ
ーンの識別を行うための位置情報信号、使用している発
信制御チャネルの番号を移動局に知らせる発信制御チャ
ネル情報信号、上り発信制御チャネルに移動局からの信
号がなく空であることを示す発信制御チャネルの空き線
信号等の報知信号は全ての移動局を対象とする信号であ
り、やはりオムニ指向性で送信する必要がある。尚、上
記した報知信号はあるモデルケースであり、他のシステ
ムでは異なることもある。一方通話チャネル及び通話中
チャネル切り替えを制御する通話チャネルに付随する制
御チャネルは特定の移動局を対象にしたチャネルであ
り、特定の移動局に特定の移動局に指向性を向けてSD
MAを適用することが可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来はSDMAを用い
て特定の移動局に指向性を形成する通話チャネル等の変
復調方式と、オムニ指向性で送信及び受信を行う制御チ
ャネルの復調方式を同じ方式を採っている。例えば通話
チャネルにQPSK変復調方式を用いている場合は、オ
ムニ指向性で送受信する制御チャネルもQPSK方式を
用いている。特定の移動局に指向性を形成するSDMA
によればメインビームの方向から到来する希望波を強く
受信し、他の方向から到来する遅延波を抑圧するため、
遅延波の影響を受け難い特徴が得られる。
て特定の移動局に指向性を形成する通話チャネル等の変
復調方式と、オムニ指向性で送信及び受信を行う制御チ
ャネルの復調方式を同じ方式を採っている。例えば通話
チャネルにQPSK変復調方式を用いている場合は、オ
ムニ指向性で送受信する制御チャネルもQPSK方式を
用いている。特定の移動局に指向性を形成するSDMA
によればメインビームの方向から到来する希望波を強く
受信し、他の方向から到来する遅延波を抑圧するため、
遅延波の影響を受け難い特徴が得られる。
【0008】これに対し、QPSK変調方式の信号をオ
ムニ指向性で受信すると、あらゆる方向から入力してく
る遅延波(反射波)を全て受信してしまい、特定の移動
局に指向性を形成する場合と比較して遅延波の影響を受
けやすいと云う欠点がある。従って、制御信号をオムニ
指向性で送受信した場合には制御信号は遅延波の影響を
大きく受け、制御チャネルの誤り率が悪化し、悪くする
と通話遮断等の障害が発生してしまう大きな欠点が発生
する。
ムニ指向性で受信すると、あらゆる方向から入力してく
る遅延波(反射波)を全て受信してしまい、特定の移動
局に指向性を形成する場合と比較して遅延波の影響を受
けやすいと云う欠点がある。従って、制御信号をオムニ
指向性で送受信した場合には制御信号は遅延波の影響を
大きく受け、制御チャネルの誤り率が悪化し、悪くする
と通話遮断等の障害が発生してしまう大きな欠点が発生
する。
【0009】この発明の目的は遅延波の影響を受けやす
いオムニ指向性で送受信を行わなくてはならない制御チ
ャネルの信号の誤り率を低減することができる無線通信
システムとこれに用いる無線基地局及び移動局を提供す
ることにある。
いオムニ指向性で送受信を行わなくてはならない制御チ
ャネルの信号の誤り率を低減することができる無線通信
システムとこれに用いる無線基地局及び移動局を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1で
は、着呼信号及び報知信号等の基地局の配下の全ての移
動局を対象とする信号の伝送を行う制御チャネルは、オ
ムニ指向性で送信及び受信を行い、通話チャネル及び通
話チャネルに付随する制御チャネル等の特定の移動局を
対象とする信号の伝送を行うチャネルは、空間分割多重
アクセス技術を用いて特定の移動局に対して指向性を向
けて送受信を行う無線通信システムにおいて、オムニ指
向性で送信及び受信を行う制御チャネルの信号の変調及
び復調方式を通話チャネルに用いられる変復調方式の帯
域より狭帯域に選定したことを特徴とする無線通信シス
テムを提案する。
は、着呼信号及び報知信号等の基地局の配下の全ての移
動局を対象とする信号の伝送を行う制御チャネルは、オ
ムニ指向性で送信及び受信を行い、通話チャネル及び通
話チャネルに付随する制御チャネル等の特定の移動局を
対象とする信号の伝送を行うチャネルは、空間分割多重
アクセス技術を用いて特定の移動局に対して指向性を向
けて送受信を行う無線通信システムにおいて、オムニ指
向性で送信及び受信を行う制御チャネルの信号の変調及
び復調方式を通話チャネルに用いられる変復調方式の帯
域より狭帯域に選定したことを特徴とする無線通信シス
テムを提案する。
【0011】この発明の請求項2では、通話チャネルの
受信指向性を形成するために複数のアンテナ素子の出力
のそれぞれの複素振幅に複素ウエイトを乗算して総和を
得る第1信号処理部と、通話チャネルの送信指向性を形
成するために移動局に送信すべき信号を複数に分岐し、
この複数に分岐した信号のそれぞれに複素ウエイトを乗
算し、それぞれをアンテナ素子に入力して指向性を持た
せて空中に放射する第2信号処理部と、第1信号処理部
で求めた総和の信号を復調する通話チャネル用受信機
と、第2信号処理部に送信すべき信号を与える通話チャ
ネル用送信機と、オムニ指向性を持つアンテナに受信さ
れる移動局からの狭帯域制御信号を狭帯域復調器で復調
する制御チャネル用受信機と、オムニ指向性を持つアン
テナに印加し、移動局に送り出す制御信号を狭帯域変調
器で変調した狭帯域信号で出力する制御チャネル用送信
機と、複数のアンテナ素子に誘起され、移動局から送ら
れてくる信号の位相差を計測し、移動局が存在する方位
を決定し、この方位情報を第1信号処理部及び第2信号
処理部に入力して通話チャネルの受信指向性及び送信指
向性を移動局が存在する方位に向ける制御を行う方位測
定手段と、によって構成した無線基地局を提案する。
受信指向性を形成するために複数のアンテナ素子の出力
のそれぞれの複素振幅に複素ウエイトを乗算して総和を
得る第1信号処理部と、通話チャネルの送信指向性を形
成するために移動局に送信すべき信号を複数に分岐し、
この複数に分岐した信号のそれぞれに複素ウエイトを乗
算し、それぞれをアンテナ素子に入力して指向性を持た
せて空中に放射する第2信号処理部と、第1信号処理部
で求めた総和の信号を復調する通話チャネル用受信機
と、第2信号処理部に送信すべき信号を与える通話チャ
ネル用送信機と、オムニ指向性を持つアンテナに受信さ
れる移動局からの狭帯域制御信号を狭帯域復調器で復調
する制御チャネル用受信機と、オムニ指向性を持つアン
テナに印加し、移動局に送り出す制御信号を狭帯域変調
器で変調した狭帯域信号で出力する制御チャネル用送信
機と、複数のアンテナ素子に誘起され、移動局から送ら
れてくる信号の位相差を計測し、移動局が存在する方位
を決定し、この方位情報を第1信号処理部及び第2信号
処理部に入力して通話チャネルの受信指向性及び送信指
向性を移動局が存在する方位に向ける制御を行う方位測
定手段と、によって構成した無線基地局を提案する。
【0012】この発明の請求項3では、請求項2記載の
無線基地局において、第1信号処理部、第2信号処理
部、通話チャネル用受信機、通話チャネル用送信機をそ
れぞれN個設け、同一通話ゾーン内においてN個の移動
局と通信可能とした事を特徴とする無線基地局を提案す
る。この発明の請求項4では、送受信アンテナと、無線
基地局から送られて送受信アンテナに誘起される制御信
号を狭帯域復調器で復調する制御チャネル用受信機と、
無線基地局から送られて送受信アンテナに誘起される通
信チャネル信号を復調する通話チャネル用受信機と、送
受信アンテナに狭帯域変調器で変調した狭帯域制御信号
を与える制御チャネル用送信機と、送受信アンテナに無
線基地局に送りこむ通話信号を印加する通話チャネル用
送信機と、によって構成した移動局を提案する。
無線基地局において、第1信号処理部、第2信号処理
部、通話チャネル用受信機、通話チャネル用送信機をそ
れぞれN個設け、同一通話ゾーン内においてN個の移動
局と通信可能とした事を特徴とする無線基地局を提案す
る。この発明の請求項4では、送受信アンテナと、無線
基地局から送られて送受信アンテナに誘起される制御信
号を狭帯域復調器で復調する制御チャネル用受信機と、
無線基地局から送られて送受信アンテナに誘起される通
信チャネル信号を復調する通話チャネル用受信機と、送
受信アンテナに狭帯域変調器で変調した狭帯域制御信号
を与える制御チャネル用送信機と、送受信アンテナに無
線基地局に送りこむ通話信号を印加する通話チャネル用
送信機と、によって構成した移動局を提案する。
【0013】この発明の請求項5では、請求項3又は4
記載の無線基地局又は移動局の何れかにおいて、制御チ
ャネル用受信機及び制御チャネル用送信機に用いる狭帯
域変復調方式をOFDMとした無線基地局又は移動局を
提案する。
記載の無線基地局又は移動局の何れかにおいて、制御チ
ャネル用受信機及び制御チャネル用送信機に用いる狭帯
域変復調方式をOFDMとした無線基地局又は移動局を
提案する。
【0014】
【作用】この発明で提案した無線通信システムによれ
ば、オムニ指向性で信号の授受を行う制御チャネルでは
狭帯域変復調方式を用いるから、基地局と移動局との間
で授受される制御信号は狭帯域信号となる。狭帯域信号
によれば遅延波の影響を受け難いため、制御チャネルの
誤り率を低位に維持することができる。この結果、SD
MAを用いた通信方式を採りながら制御チャネルの動作
が安定した無線通信システムを構築することができる利
点が得られる。
ば、オムニ指向性で信号の授受を行う制御チャネルでは
狭帯域変復調方式を用いるから、基地局と移動局との間
で授受される制御信号は狭帯域信号となる。狭帯域信号
によれば遅延波の影響を受け難いため、制御チャネルの
誤り率を低位に維持することができる。この結果、SD
MAを用いた通信方式を採りながら制御チャネルの動作
が安定した無線通信システムを構築することができる利
点が得られる。
【0015】また、請求項3で提案した無線基地局の構
成によれば同一の通話ゾーン内においてN個の移動局を
同一周波数チャネルで通話させることができる。この結
果周波数チャネルを有効に活用しようとするSDMA本
来の目的が実現できることになる。
成によれば同一の通話ゾーン内においてN個の移動局を
同一周波数チャネルで通話させることができる。この結
果周波数チャネルを有効に活用しようとするSDMA本
来の目的が実現できることになる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1にこの発明による無線通信シ
ステムに用いる無線基地局の一実施例を示す。SDMA
では特定の移動局に指向性を形成する必要があるため、
アンテナは複数本必要である。図1ではK本のアレーア
ンテナ素子AN1〜ANKを設けた場合を示す。これら
複数本のアレーアンテナ素子AN1〜ANKにはN個の
信号処理部11A〜11Nが接続される。これらN個の
信号処理部11A〜11Nと、N個の通話チャネル用受
信機12A〜12N及びN個の通話チャネル用送信機1
3A〜13Nと、1個の制御チャネル用受信機14と、
1個の制御チャネル用送信機15と、1個の方位測定手
段16と、1個のシステム制御装置17とによりN個の
移動局と通信が可能な無線基地局を構成した場合を示
す。
ステムに用いる無線基地局の一実施例を示す。SDMA
では特定の移動局に指向性を形成する必要があるため、
アンテナは複数本必要である。図1ではK本のアレーア
ンテナ素子AN1〜ANKを設けた場合を示す。これら
複数本のアレーアンテナ素子AN1〜ANKにはN個の
信号処理部11A〜11Nが接続される。これらN個の
信号処理部11A〜11Nと、N個の通話チャネル用受
信機12A〜12N及びN個の通話チャネル用送信機1
3A〜13Nと、1個の制御チャネル用受信機14と、
1個の制御チャネル用送信機15と、1個の方位測定手
段16と、1個のシステム制御装置17とによりN個の
移動局と通信が可能な無線基地局を構成した場合を示
す。
【0017】N個の信号処理部11A〜11Nはそれぞ
れアレーアンテナ素子AN1〜ANKの本数と同じ数の
複素ウエイト乗算器B1〜BKと、加算及び分岐器D
と、ウエイト制御部CCとを具備して構成される。つま
り、この信号処理部11A〜11Nは受信時はアレーア
ンテナ素子AN1〜ANKに受信指向性を形成するため
の第1信号処理手段として動作し、送信時はアレーアン
テナ素子AN1〜ANKの輻射特性に指向性を与える第
2信号処理手段として動作する。
れアレーアンテナ素子AN1〜ANKの本数と同じ数の
複素ウエイト乗算器B1〜BKと、加算及び分岐器D
と、ウエイト制御部CCとを具備して構成される。つま
り、この信号処理部11A〜11Nは受信時はアレーア
ンテナ素子AN1〜ANKに受信指向性を形成するため
の第1信号処理手段として動作し、送信時はアレーアン
テナ素子AN1〜ANKの輻射特性に指向性を与える第
2信号処理手段として動作する。
【0018】第1信号処理部として動作する場合はアレ
ーアンテナ素子AN1〜ANKの出力である複素振幅X
1〜XKに複素ウエイト乗算器B1〜BKにより複素ウ
エイトW1〜WKを乗算し、加算及び分岐器Dは加算器
として動作し、加算結果として総和出力Y1〜YNを得
る。複素ウエイトW1〜WKを適宜に選定することによ
りアレーアンテナ素子AN1〜ANKの指向性を変える
ことができる。第2信号処理部として動作する場合は加
算及び分岐器Dは分岐器として動作し、通話チャネル用
送信機13Aから出力される送信信号を、この例ではK
分割し、そのK分割した信号にそれぞれ複素ウエイト乗
算器B1〜BKにより複素ウエイトW1〜WKを乗算
し、複素ウエイトが乗算された複素振幅を各アレーアン
テナ素子AN1〜ANKに印加することにより、指向性
が与えられた電波が放射される。
ーアンテナ素子AN1〜ANKの出力である複素振幅X
1〜XKに複素ウエイト乗算器B1〜BKにより複素ウ
エイトW1〜WKを乗算し、加算及び分岐器Dは加算器
として動作し、加算結果として総和出力Y1〜YNを得
る。複素ウエイトW1〜WKを適宜に選定することによ
りアレーアンテナ素子AN1〜ANKの指向性を変える
ことができる。第2信号処理部として動作する場合は加
算及び分岐器Dは分岐器として動作し、通話チャネル用
送信機13Aから出力される送信信号を、この例ではK
分割し、そのK分割した信号にそれぞれ複素ウエイト乗
算器B1〜BKにより複素ウエイトW1〜WKを乗算
し、複素ウエイトが乗算された複素振幅を各アレーアン
テナ素子AN1〜ANKに印加することにより、指向性
が与えられた電波が放射される。
【0019】アレーアンテナ素子AN1〜ANKの指向
性を決定する方法について説明する。各アレーアンテナ
素子AN1〜ANKには、例えば結合器J1〜JKを通
じて方位測定手段16が接続してある。方位測定手段1
6は移動局から各移動局に割り当てられたタイムスロッ
ト毎に送信された制御信号を捕らえ、各アレーアンテナ
素子AN1〜ANKに誘起される信号の位相差を計測
し、その位相差によって各移動局の電波の到来方位を決
定する。
性を決定する方法について説明する。各アレーアンテナ
素子AN1〜ANKには、例えば結合器J1〜JKを通
じて方位測定手段16が接続してある。方位測定手段1
6は移動局から各移動局に割り当てられたタイムスロッ
ト毎に送信された制御信号を捕らえ、各アレーアンテナ
素子AN1〜ANKに誘起される信号の位相差を計測
し、その位相差によって各移動局の電波の到来方位を決
定する。
【0020】電波の到来方位が決定されたことにより方
位測定手段16はそれぞれの移動局の方位情報をシステ
ム制御器17に入力し、システム制御装置17から各ウ
エイト制御部CCにウエイト情報を転送させ、各信号処
理手段11A〜11Nの各指向性を、方位測定手段16
で測定して得られた方位に向けさせる。SDMAを行う
ときの指向性形成方法としては幾つかのアルゴリズムが
知られている。希望波に関する事前知識で分類すると、
二つの系統に分けられる。
位測定手段16はそれぞれの移動局の方位情報をシステ
ム制御器17に入力し、システム制御装置17から各ウ
エイト制御部CCにウエイト情報を転送させ、各信号処
理手段11A〜11Nの各指向性を、方位測定手段16
で測定して得られた方位に向けさせる。SDMAを行う
ときの指向性形成方法としては幾つかのアルゴリズムが
知られている。希望波に関する事前知識で分類すると、
二つの系統に分けられる。
【0021】一つは事前知識としては希望波のレプリカ
(参照波)を用いる方法であり、レプリカを参照信号と
して最小ニ乗法により指向性を形成するMMSE(RL
S、LMS)と呼ばれるアルゴリズムである。他の一つ
は事前知識として希望波の到来方向(DOA)を用いる
方法であり、MSN、DCMPと呼ばれるアルゴリズム
が知られている。(詳しくは「アレーアンテナによる適
応信号処理:菊間伸良著、科学技術出版社」を参照)そ
の他に信号の定包絡線性と言う性質を利用して事前知識
なしにブラインドで指向性を形成するCMAというアル
ゴリズムもある。これらは希望波にメインビームを向け
る一方、干渉波に対してヌル(利得ゼロの向)を向ける
方法である。その他に、干渉波に対してヌルを向けるの
ではなく、希望波にメインビームを向け、希望波以外の
方向には低い利得の指向性パターンを形成することによ
り干渉波を抑圧する固定的なビームフォーミング方法も
SDMAで用いることができる。ここまでの説明は受信
時の第1信号処理手段の場合を説明したが、送信時は加
算又は分岐器Dを分岐器として動作させ、信号の流れを
逆にすれば良い。
(参照波)を用いる方法であり、レプリカを参照信号と
して最小ニ乗法により指向性を形成するMMSE(RL
S、LMS)と呼ばれるアルゴリズムである。他の一つ
は事前知識として希望波の到来方向(DOA)を用いる
方法であり、MSN、DCMPと呼ばれるアルゴリズム
が知られている。(詳しくは「アレーアンテナによる適
応信号処理:菊間伸良著、科学技術出版社」を参照)そ
の他に信号の定包絡線性と言う性質を利用して事前知識
なしにブラインドで指向性を形成するCMAというアル
ゴリズムもある。これらは希望波にメインビームを向け
る一方、干渉波に対してヌル(利得ゼロの向)を向ける
方法である。その他に、干渉波に対してヌルを向けるの
ではなく、希望波にメインビームを向け、希望波以外の
方向には低い利得の指向性パターンを形成することによ
り干渉波を抑圧する固定的なビームフォーミング方法も
SDMAで用いることができる。ここまでの説明は受信
時の第1信号処理手段の場合を説明したが、送信時は加
算又は分岐器Dを分岐器として動作させ、信号の流れを
逆にすれば良い。
【0022】制御チャネル用受信機14及び制御チャネ
ル用送信機15は通話チャネル用受信機12A〜12N
と通話チャネル用送信機13A〜13Nの動作タイミン
グとは時分割されて動作する。図2にその様子を示す。
タイムスロットT1では制御チャネル用受信機14及び
制御チャネル用送信機15が動作し、移動局との間で制
御信号の授受を行う。タイムスロットT2では通話チャ
ネル用受信機12A〜12Nと通話チャネル用送信機1
3A〜13Nが動作して各移動局との通話回線を形成す
る。
ル用送信機15は通話チャネル用受信機12A〜12N
と通話チャネル用送信機13A〜13Nの動作タイミン
グとは時分割されて動作する。図2にその様子を示す。
タイムスロットT1では制御チャネル用受信機14及び
制御チャネル用送信機15が動作し、移動局との間で制
御信号の授受を行う。タイムスロットT2では通話チャ
ネル用受信機12A〜12Nと通話チャネル用送信機1
3A〜13Nが動作して各移動局との通話回線を形成す
る。
【0023】制御チャネル用受信機14、及び制御チャ
ネル用送信機15が動作するタイムスロットではウエイ
ト制御部CCは複素ウエイトW1のみを1とし、他の複
素ウエイトW2〜WKをゼロにしてアレーアンテナ素子
AN1のみに信号を与え、オムニ指向性で送受信を行わ
せる。次に、この発明の特徴とする構成を説明する。こ
の発明の特徴とする構成は制御チャネルの通信を狭帯域
信号で行う構成とした点を特徴とするものである。狭帯
域で変調及び復調を行う方式としては例えばBPSL
(バイナリ系列で表示される情報を離散的な搬送波位相
に対応させるデジタル変調方式)或いはQPSK変復調
方式であっても、制御チャネルに通話チャネルより遅い
シンボルレートのQPSK変復調方式を用いることによ
り狭帯域化することもできる。その他にも通話チャネル
に256QAM変復調方式(直交振幅変復調)を用い、
制御チャネルに16QAM変復調方式を用いることによ
っても狭帯域化することができる。
ネル用送信機15が動作するタイムスロットではウエイ
ト制御部CCは複素ウエイトW1のみを1とし、他の複
素ウエイトW2〜WKをゼロにしてアレーアンテナ素子
AN1のみに信号を与え、オムニ指向性で送受信を行わ
せる。次に、この発明の特徴とする構成を説明する。こ
の発明の特徴とする構成は制御チャネルの通信を狭帯域
信号で行う構成とした点を特徴とするものである。狭帯
域で変調及び復調を行う方式としては例えばBPSL
(バイナリ系列で表示される情報を離散的な搬送波位相
に対応させるデジタル変調方式)或いはQPSK変復調
方式であっても、制御チャネルに通話チャネルより遅い
シンボルレートのQPSK変復調方式を用いることによ
り狭帯域化することもできる。その他にも通話チャネル
に256QAM変復調方式(直交振幅変復調)を用い、
制御チャネルに16QAM変復調方式を用いることによ
っても狭帯域化することができる。
【0024】図3Aと図3Bに狭帯域受信機と狭帯域送
信機に用いる狭帯域変調器と狭帯域復調器の一例を示
す。この例では、信号をマルチキャリヤ(多数の狭帯域
信号)に分けて並列伝送するOFDM変復調方式を用い
た例を示す。図3AはOFDM変調方式の狭帯域変調
器、図3BはOFDM復調方式の狭帯域復調器の各構成
を示す。図3Aに示すOFDF方式の狭帯域変調器は直
列並列変換器21と、N個のQPSK変調器22A〜2
2Nと、逆フーリエ変換器23と、並列直列変換器24
とによって構成される。
信機に用いる狭帯域変調器と狭帯域復調器の一例を示
す。この例では、信号をマルチキャリヤ(多数の狭帯域
信号)に分けて並列伝送するOFDM変復調方式を用い
た例を示す。図3AはOFDM変調方式の狭帯域変調
器、図3BはOFDM復調方式の狭帯域復調器の各構成
を示す。図3Aに示すOFDF方式の狭帯域変調器は直
列並列変換器21と、N個のQPSK変調器22A〜2
2Nと、逆フーリエ変換器23と、並列直列変換器24
とによって構成される。
【0025】符号化データは直列並列変換器21による
複数のサブキャリアに分割され、サブキャリア毎にQP
SK変調器22A〜22NでQPDK変調される。周波
数軸上に並べられたサブキャリア毎の各複素ベクトル値
は、逆フーリエ変換器23で一括した時間軸信号に変換
され、並列直列変換器24で直列信号に変換されOFD
M信号として送出される。図3Bに示す狭帯域復調器
は、直列並列変換器25と、フーリエ変換器26と、N
個の遅延検波器27A〜27Nと、並列直列変換器28
とによって構成される。
複数のサブキャリアに分割され、サブキャリア毎にQP
SK変調器22A〜22NでQPDK変調される。周波
数軸上に並べられたサブキャリア毎の各複素ベクトル値
は、逆フーリエ変換器23で一括した時間軸信号に変換
され、並列直列変換器24で直列信号に変換されOFD
M信号として送出される。図3Bに示す狭帯域復調器
は、直列並列変換器25と、フーリエ変換器26と、N
個の遅延検波器27A〜27Nと、並列直列変換器28
とによって構成される。
【0026】復調器では受信されたOFDM信号を直列
並列変換器25で複数のサブキャリアに分割し、このサ
ブキャリアをフーリエ変換器26でフーリエ変換し、各
フーリエ変換出力を遅延検波器27A〜27Nで遅延検
査し、その各遅延検波出力を並列直列変換器28で直列
信号に変換し、復調信号として出力する。図3に示した
OFDM方式の狭帯域変調器及び狭帯域復調器によれば
サブキャリアは狭帯域であるため、周波数選択性フェー
ジングによる影響を少なくすることができる。従って、
オムニ指向性で信号を送受する制御チャネルに適用する
ことにより、制御チャネルの通信品質を向上させること
ができる効果が得られる。
並列変換器25で複数のサブキャリアに分割し、このサ
ブキャリアをフーリエ変換器26でフーリエ変換し、各
フーリエ変換出力を遅延検波器27A〜27Nで遅延検
査し、その各遅延検波出力を並列直列変換器28で直列
信号に変換し、復調信号として出力する。図3に示した
OFDM方式の狭帯域変調器及び狭帯域復調器によれば
サブキャリアは狭帯域であるため、周波数選択性フェー
ジングによる影響を少なくすることができる。従って、
オムニ指向性で信号を送受する制御チャネルに適用する
ことにより、制御チャネルの通信品質を向上させること
ができる効果が得られる。
【0027】図4はこの発明による無線基地局の他の実
施例を示す。図4に示す実施例ではオムニ指向性を持つ
制御チャネル用アンテナMを通話チャネルに用いるアレ
ーアンテナ素子AN1〜ANKから独立させて設けた実
施例を示す。従って、この場合にはシステム制御装置1
7及びウエイト制御部CCではアレーアンテナ素子AN
1〜ANKをオムニ指向性に切り替えるプログラムを持
たなくて済むことになる。その他の構成は図1に示した
無線基地局の構成と同様であるから、図4に関してはこ
れ以上の説明は省略する。
施例を示す。図4に示す実施例ではオムニ指向性を持つ
制御チャネル用アンテナMを通話チャネルに用いるアレ
ーアンテナ素子AN1〜ANKから独立させて設けた実
施例を示す。従って、この場合にはシステム制御装置1
7及びウエイト制御部CCではアレーアンテナ素子AN
1〜ANKをオムニ指向性に切り替えるプログラムを持
たなくて済むことになる。その他の構成は図1に示した
無線基地局の構成と同様であるから、図4に関してはこ
れ以上の説明は省略する。
【0028】図5はこの発明で提案する移動局の実施例
を示す。この発明で提案する移動局は通話チャネル用受
信機31と、通話チャネル用送信機32と、制御チャネ
ル用受信機33と、制御チャネル用送信機34とこれら
の動作を制御するシステム制御装置35とによって構成
される。この発明による移動局の特徴とする構成は制御
チャネル用受信機33に狭帯域復調器を搭載した点と、
制御チャネル用送信機34に狭帯域変調器を搭載した点
である。
を示す。この発明で提案する移動局は通話チャネル用受
信機31と、通話チャネル用送信機32と、制御チャネ
ル用受信機33と、制御チャネル用送信機34とこれら
の動作を制御するシステム制御装置35とによって構成
される。この発明による移動局の特徴とする構成は制御
チャネル用受信機33に狭帯域復調器を搭載した点と、
制御チャネル用送信機34に狭帯域変調器を搭載した点
である。
【0029】この構成により、図1または図4に示した
無線基地局に対して狭帯域変調した制御信号を送り届け
ることができ、又基地局から送られてくる狭帯域変調し
た制御信号を受信することができる。図6は図1及び図
4、図5に示した無線基地局及び移動局に適用すること
ができる受信機及び送信機の一例を示す。この例では同
一のハードウエアにより受信機及び送信機をソフトウエ
アにより実現する構成とした場合を示す。
無線基地局に対して狭帯域変調した制御信号を送り届け
ることができ、又基地局から送られてくる狭帯域変調し
た制御信号を受信することができる。図6は図1及び図
4、図5に示した無線基地局及び移動局に適用すること
ができる受信機及び送信機の一例を示す。この例では同
一のハードウエアにより受信機及び送信機をソフトウエ
アにより実現する構成とした場合を示す。
【0030】このソフトフェアにより実現する無線機は
高周波ユニット41と、広帯域アナログ−デジタル変換
器42と、プログラマブルプロセッサ43と、狭帯域デ
ジタル−アナログ変換器44とによって構成される。プ
ログラマブルプロセッサ43は例えば中央演算処理装置
CPUと読み出し専用メモリROMと、デジタル演算処
理装置DSPと、書き換え可能なゲートアレイFPGA
とによって構成することができる。
高周波ユニット41と、広帯域アナログ−デジタル変換
器42と、プログラマブルプロセッサ43と、狭帯域デ
ジタル−アナログ変換器44とによって構成される。プ
ログラマブルプロセッサ43は例えば中央演算処理装置
CPUと読み出し専用メモリROMと、デジタル演算処
理装置DSPと、書き換え可能なゲートアレイFPGA
とによって構成することができる。
【0031】アンテナANから入力された高周波信号は
高周波ユニット41のバントパスフィルタで帯域制限さ
れ、広帯域アナログ−デジタル変換器42でサンプリン
グされてアナログ信号からデジタル信号に変換される。
このデジタル信号はプログラマブルプロセッサ43によ
りデジタル信号処理され、デジタル信号処理された信号
は狭帯域デジタル−アナログ変換器44でアナログ信号
に変換されて情報が取り出される。
高周波ユニット41のバントパスフィルタで帯域制限さ
れ、広帯域アナログ−デジタル変換器42でサンプリン
グされてアナログ信号からデジタル信号に変換される。
このデジタル信号はプログラマブルプロセッサ43によ
りデジタル信号処理され、デジタル信号処理された信号
は狭帯域デジタル−アナログ変換器44でアナログ信号
に変換されて情報が取り出される。
【0032】送信機として動作させる場合は上述と全く
逆向きに情報が伝達され、高周波ユニット41からアン
テナANに高周波信号が送出され、アンテナANから電
波として送り出される。このソフトウエア無線機によれ
ばプログラマブルプロセッサ43でデジタル信号処理す
ることにより、従来はハードウエアで行っていた諸処理
をソフトウエアで処理することができる。よって、この
ソフトウエア無線機をこの発明による無線基地局及び移
動局に適用することにより、通話チャネル用受信機、通
話チャネル用送信機、制御チャネル用受信機、制御チャ
ネル用送信機のそれぞれを同一のハードウエアによって
プログラムを差し替えるだけて実現することができる。
この結果、共通に用いられるハードウエアのコストを低
減することができ、廉価に製造することができる。
逆向きに情報が伝達され、高周波ユニット41からアン
テナANに高周波信号が送出され、アンテナANから電
波として送り出される。このソフトウエア無線機によれ
ばプログラマブルプロセッサ43でデジタル信号処理す
ることにより、従来はハードウエアで行っていた諸処理
をソフトウエアで処理することができる。よって、この
ソフトウエア無線機をこの発明による無線基地局及び移
動局に適用することにより、通話チャネル用受信機、通
話チャネル用送信機、制御チャネル用受信機、制御チャ
ネル用送信機のそれぞれを同一のハードウエアによって
プログラムを差し替えるだけて実現することができる。
この結果、共通に用いられるハードウエアのコストを低
減することができ、廉価に製造することができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば基
地局でオムニ指向性で送信及び受信する制御チャネルの
変復調方式に狭帯域変復調方式を用いることにより、周
波数選択性フェージングによる影響を少なくすることが
できるためオムニ指向性で送受信する制御チャネルの遅
延波による影響を低減することができる。よって遅延波
に対する耐性を高めることが可能であり、制御チャネル
の誤り率特性を向上させることができ、これにより信頼
性の高いSDMAを用いた無線通信システムを構築する
ことができる利点が得られる。
地局でオムニ指向性で送信及び受信する制御チャネルの
変復調方式に狭帯域変復調方式を用いることにより、周
波数選択性フェージングによる影響を少なくすることが
できるためオムニ指向性で送受信する制御チャネルの遅
延波による影響を低減することができる。よって遅延波
に対する耐性を高めることが可能であり、制御チャネル
の誤り率特性を向上させることができ、これにより信頼
性の高いSDMAを用いた無線通信システムを構築する
ことができる利点が得られる。
【図1】この発明による無線基地局の一実施例を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図2】図1の動作を説明するためのタイムチャート。
【図3】この発明に用いることができる狭帯域変調器及
び狭帯域復調器の一例を示すブロック図。
び狭帯域復調器の一例を示すブロック図。
【図4】この発明による無線基地局の変形実施例を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図5】この発明による移動局の一実施例を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図6】この発明に用いることのできるソフトウエア無
線機の概要を説明するためのブロック図。
線機の概要を説明するためのブロック図。
【図7】SDMA方式の概要を説明するための概念図。
【図8】SDMA方式の制御チャネルに適用されるオム
ニ指向性を説明するための概念図。
ニ指向性を説明するための概念図。
AN1〜ANK アレーアンテナ素子 X1〜XK 複素振幅 W1〜WK 複素ウエイト J1〜JK 結合器 B1〜BK 複素ウエイト乗算器 CC ウエイト制御部 11A〜11N 第1信号処理部(第2信号処理
部) 12A〜12N、31 通話チャネル用受信機 13A〜13N、32 通話チャネル用送信機 14、33 制御チャネル用受信機 15、34 制御チャネル用送信機 16 方位測定手段 17、35 システム制御装置
部) 12A〜12N、31 通話チャネル用受信機 13A〜13N、32 通話チャネル用送信機 14、33 制御チャネル用受信機 15、34 制御チャネル用送信機 16 方位測定手段 17、35 システム制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 周治 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA24 FA26 FA29 FA30 FA32 GA02 GA07 GA08 HA05 HA10 5K022 FF00 5K067 AA02 CC01 DD42 EE02 EE10 EE53 KK02 KK03
Claims (5)
- 【請求項1】 着呼信号、及び報知信号等の基地局の配
下の全ての移動局を対象とする制御信号の伝送を行う制
御チャネルは、オムニ指向性で送信及び受信を行い、 通話チャネル及び通話チャネルに付随する制御チャネル
等の特定の移動局を対象とする信号の伝送を行うチャネ
ルは、空間分割多重アクセス技術を用いて特定の移動局
に対して指向性を向けて送受信を行う無線通信システム
において、 上記オムニ指向性で送信及び受信を行う制御チャネルの
信号の変調及び復調方式を上記通話チャネルに用いられ
る変復調方式の帯域より狭帯域に選定したことを特徴と
する無線通信システム。 - 【請求項2】 A、通話チャネルの受信指向性を形成す
るために複数のアンテナ素子の出力の複素振幅に複素ウ
エイトを乗算して総和を得る第1信号処理部と、 B、通話チャネルの送信指向性を形成するために移動局
に送信すべき信号を複数に分岐し、この複数に分岐した
信号のそれぞれに複素ウエイトを乗算し、それぞれをア
ンテナ素子に入力して指向性を持たせて空中に放射する
第2信号処理部と、 C、上記第1信号処理部で求めた総和の信号を復調する
通話チャネル用受信機と、 D、上記第2信号処理部に送信すべき信号を与える通話
チャネル用送信機と、 E、オムニ指向性を持つアンテナに受信される移動局か
らの狭帯域制御信号を狭帯域復調器で復調する制御チャ
ネル用受信機と、 F、オムニ指向性を持つアンテナに印加し、移動局に送
り出す制御信号を狭帯域変調器で変調した狭帯域信号で
出力する制御チャネル用送信機と、 G、上記複数のアンテナ素子に誘起され、移動局から送
られてくる信号の位相差を計測し、移動局が存在する方
位を決定し、この方位情報を上記第1信号処理部に入力
して上記通話チャネルの受信指向性を移動局が存在する
方位に向ける制御を行う方位測定手段と、 によって構成したことを特徴とする無線基地局。 - 【請求項3】 請求項2記載の無線基地局において、上
記第1信号処理部、第2信号処理部、通話チャネル用受
信機、通話チャネル用送信機をそれぞれN個設け、同一
通話ゾーン内においてN個の移動局と通信可能とした事
を特徴とする無線基地局。 - 【請求項4】 A、送受信アンテナと、 B、無線基地局から送られて上記送受信アンテナに誘起
される狭帯域の制御信号を狭帯域復調器で復調する制御
チャネル用受信機と、 C、無線基地局から送られて上記送受信アンテナに誘起
される通話チャネル信号を復調する通話チャネル用受信
機と、 D、上記送受信アンテナに狭帯域変調器により変調され
た狭帯域制御信号を与える制御チャネル用送信機と、 E、上記送受信アンテナに無線基地局に送りこむ通話信
号を印加する通話チャネル用送信機と、 によって構成したことを特徴とする移動局。 - 【請求項5】 請求項3又は4記載の無線基地局又は移
動局の何れかにおいて、上記制御チャネル用受信機及び
制御チャネル用送信機に用いる狭帯域変復調方式をOF
DM変復調方式とした事を特徴とする無線基地局又は移
動局。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000081470A JP2001268632A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 無線通信システム・無線基地局・移動局 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000081470A JP2001268632A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 無線通信システム・無線基地局・移動局 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001268632A true JP2001268632A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18598399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000081470A Pending JP2001268632A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 無線通信システム・無線基地局・移動局 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001268632A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005039225A1 (en) | 2003-10-20 | 2005-04-28 | Thomson Licensing | Method of communication in a wireless communication network, corresponding station and network |
US7620420B2 (en) | 2003-08-08 | 2009-11-17 | Ntt Docomo, Inc. | Signal transmission apparatus and signal transmission method |
JP2018201229A (ja) * | 2006-01-31 | 2018-12-20 | インターデイジタル テクノロジー コーポレーション | 無線通信システムにおいて非競合ベースのチャネルを提供するため、および利用するための方法および装置 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000081470A patent/JP2001268632A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7620420B2 (en) | 2003-08-08 | 2009-11-17 | Ntt Docomo, Inc. | Signal transmission apparatus and signal transmission method |
WO2005039225A1 (en) | 2003-10-20 | 2005-04-28 | Thomson Licensing | Method of communication in a wireless communication network, corresponding station and network |
JP2007509523A (ja) * | 2003-10-20 | 2007-04-12 | トムソン ライセンシング | 無線通信ネットワークでの通信方法、対応する局及びネットワーク |
EP1695588B1 (en) * | 2003-10-20 | 2017-05-17 | Thomson Licensing | Method of communication in a wireless communication network, corresponding station and network |
JP2018201229A (ja) * | 2006-01-31 | 2018-12-20 | インターデイジタル テクノロジー コーポレーション | 無線通信システムにおいて非競合ベースのチャネルを提供するため、および利用するための方法および装置 |
US11160058B2 (en) | 2006-01-31 | 2021-10-26 | Interdigital Technology Corporation | Method and apparatus for providing and utilizing a non-contention based channel in a wireless communication system |
US11902981B2 (en) | 2006-01-31 | 2024-02-13 | Interdigital Technology Corporation | Method and apparatus for providing and utilizing a non-contention based channel in a wireless communication system |
US11917623B2 (en) | 2006-01-31 | 2024-02-27 | Interdigital Technology Corporation | Method and apparatus for providing and utilizing a non-contention based channel in a wireless communication system |
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