JP2002271846A - Adaptive array base station and mobile communication terminal - Google Patents
Adaptive array base station and mobile communication terminalInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はSDMA(Space Div
ision Multiple Access:空間分割多元接続、以下本文
では“空間多重”と記す)方式の通信システムに関する
ものであり、アダプティブアレイ基地局(以下、“基地
局”と略す)でユーザを空間多重で他のユーザと同じT
CH(情報チャネルまたは通話チャネル)物理スロット
に割当てる方法に関するものである。The present invention relates to an SDMA (Space Div.)
ision Multiple Access (hereinafter, referred to as “spatial multiplex” in the text) and relates to a communication system of an adaptive array base station (hereinafter abbreviated as “base station”). T same as user
It relates to a method of allocating to a CH (information channel or communication channel) physical slot.
【0002】[0002]
【従来の技術】無線区間に設けられるチャネルは、基本
的にユーザ情報を転送する通話チャネル(TCH)と、
制御信号を転送する制御チャネル(CCH)とから構成
される。両チャネルに設けられるUW(同期ワード)は
各チャネルのフレーム同期のための信号であり、TCH
とCCHとを区別するため異なるパターンを規定してい
る。2. Description of the Related Art Channels provided in a radio section basically include a call channel (TCH) for transferring user information,
And a control channel (CCH) for transferring a control signal. UW (sync word) provided for both channels is a signal for frame synchronization of each channel.
A different pattern is defined to distinguish between CCH and CCH.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同一ス
ロット同一周波数で複数ユーザに対してSDMAによる
サービスを提供する場合、1つのUWを共用して使用し
ていると、アルゴリズム的に複数のユーザを識別するの
が難しいときがある。このような場合、ユーザ抽出が不
完全になり、通話品質の劣化、ユーザのスワッピング等
の不具合が生じる。本発明はこのような従来技術の課題
を解決し、通話品質を維持できるアダプティブアレイ基
地局及び移動通信端末を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、ユーザ抽出に要する計算収束時間を短縮
させることのできるアダプティブアレイ基地局及び移動
通信端末を提供することを目的とする。However, when providing SDMA services to a plurality of users at the same frequency in the same slot, if one UW is shared and used, the plurality of users are identified algorithmically. Sometimes it is difficult to do. In such a case, the user extraction becomes incomplete, causing problems such as deterioration of the call quality and user swapping. An object of the present invention is to solve the problems of the related art and to provide an adaptive array base station and a mobile communication terminal capable of maintaining the communication quality. Another object of the present invention is to provide an adaptive array base station and a mobile communication terminal capable of shortening the calculation convergence time required for user extraction.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本願第1の発明は、送信対象となる移動通信端末
に対しては最大の送信電力で通信するアダプティブビー
ムフォーミングと、与干渉移動体通信端末に対しては影
響を与えないようにするアダプティブヌルスティアリン
グとを使い分けることにより、同一の物理スロットを複
数の呼で共有するSDMA方式での通信を行うアダプテ
ィブアレイ基地局に、第1の移動通信端末にオリジナル
のUWパターンを割り当てる手段と、各移動通信端末か
らの受信アライメントに基づいて、第1の移動通信端末
以外の移動通信端末に割り当てる最適UWパターンを算
出する手段と、オリジナルのUWパターンを第1の移動
通信端末に通知する手段と、最適UWパターンを当該移
動通信端末に通知する手段とを具備したことを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a first invention of the present application is directed to adaptive beamforming for communicating with a maximum transmission power to a mobile communication terminal to be transmitted, By selectively using adaptive null steering that does not affect mobile communication terminals, the adaptive array base station that performs communication in the SDMA scheme in which the same physical slot is shared by a plurality of calls is used. Means for allocating an original UW pattern to one mobile communication terminal, means for calculating an optimum UW pattern to be allocated to mobile communication terminals other than the first mobile communication terminal based on reception alignment from each mobile communication terminal, Means for notifying the first mobile communication terminal of the UW pattern, and notifying the mobile communication terminal of the optimum UW pattern Characterized by comprising a that means.
【0005】上記アダプティブアレイ基地局は、第1の
移動通信端末からの受信アライメントと、第1の移動通
信端末以外の移動通信端末からの受信アライメントとが
同じ場合、オリジナルのUWパターンと最適UWパター
ンとの内積が零になるように最適UWパターンを算出す
ることが好ましい。上記アダプティブアレイ基地局は、
第1の移動通信端末からの受信アライメントに対して、
第1の移動通信端末以外の移動通信端末からの受信アラ
イメントが+Xシンボルである場合、オリジナルのUW
パターンを有す同期ワードの前に設けられる信号をXシ
ンボル分エンコードして得た情報とオリジナルのUWパ
ターンの末尾Xシンボルを省いた情報とを組み合わせた
データ、並びに最適UWパターンの内積が零になる最適
UWパターンを算出することが好ましい。When the reception alignment from the first mobile communication terminal and the reception alignment from a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal are the same, the adaptive array base station can transmit the original UW pattern and the optimum UW pattern. It is preferable to calculate the optimal UW pattern so that the inner product of the UW pattern becomes zero. The adaptive array base station,
For the reception alignment from the first mobile communication terminal,
If the reception alignment from a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal is + X symbol, the original UW
Data obtained by combining information obtained by encoding a signal provided before a synchronization word having a pattern by X symbols and information obtained by omitting the last X symbol of the original UW pattern, and the inner product of the optimum UW pattern become zero. It is preferable to calculate the optimal UW pattern.
【0006】上記アダプティブアレイ基地局は、第1の
移動通信端末からの受信アライメントに対して、第1の
移動通信端末以外の移動通信端末からの受信アライメン
トが+Xシンボルである場合、最適UWパターンの先頭
Xシンボルを省いた情報と最適UWパターンを有す同期
ワードの後ろに設けられる信号をXシンボル分エンコー
ドして得た情報とを組み合わせたデータ、並びにオリジ
ナルのUWパターンの内積が零になる最適UWパターン
を算出することが好ましい。上記アダプティブアレイ基
地局は、第1の移動通信端末からの受信アライメントに
対して、第1の移動通信端末以外の移動通信端末からの
受信アライメントが−Xシンボルである場合、オリジナ
ルのUWパターンを有す同期ワードの後ろに設けられる
信号をXシンボル分エンコードして得た情報とオリジナ
ルのUWパターンの先頭Xシンボルを省いた情報とを組
み合わせたデータ、並びに最適UWパターンの内積が零
になる最適UWパターンを算出することが好ましい。[0006] The adaptive array base station, when the reception alignment from a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal is + X symbol with respect to the reception alignment from the first mobile communication terminal, sets the optimal UW pattern. Data obtained by combining information obtained by omitting the leading X symbol and information obtained by encoding a signal provided after the synchronization word having the optimum UW pattern by X symbols, and the optimum in which the inner product of the original UW pattern becomes zero. Preferably, the UW pattern is calculated. The adaptive array base station has an original UW pattern when a reception alignment from a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal is a -X symbol with respect to a reception alignment from the first mobile communication terminal. Data obtained by encoding the signal provided after the synchronization word for X symbols and information obtained by omitting the leading X symbol of the original UW pattern, and the optimum UW in which the inner product of the optimum UW pattern becomes zero. It is preferable to calculate the pattern.
【0007】上記アダプティブアレイ基地局は、第1の
移動通信端末からの受信アライメントに対して、第1の
移動通信端末以外の移動通信端末からの受信アライメン
トが−Xシンボルである場合、最適UWパターンの末尾
Xシンボルを省いた情報と最適UWパターンを有す同期
ワードの前に設けられる信号をXシンボル分エンコード
して得た情報とを組み合わせたデータ、並びにオリジナ
ルのUWパターンの内積が零になる最適UWパターンを
算出することが好ましい。さらに、本願第2の発明は移
動通信端末であり、上記アダプティブアレイ基地局から
通知されたオリジナルのUWパターン又は最適UWパタ
ーンを有した同期ワードを使用してアダプティブアレイ
基地局と通信する手段を具備したことを特徴とする。The adaptive array base station, when the reception alignment from a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal is -X symbol, with respect to the reception alignment from the first mobile communication terminal, Of the original UW pattern, and data obtained by combining information obtained by omitting the last X symbol of the above and information obtained by encoding a signal provided before the synchronization word having the optimum UW pattern by X symbols, and the original UW pattern become zero. It is preferable to calculate the optimum UW pattern. Further, the second invention of the present application is a mobile communication terminal, comprising means for communicating with an adaptive array base station using a synchronization word having an original UW pattern or an optimum UW pattern notified from the adaptive array base station. It is characterized by having done.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】無線区間に設けられるチャネル
は、基本的にユーザ情報を転送する通話チャネル(TC
H)と、制御信号を転送する制御チャネル(CCH)と
から構成される。CCHからTCHへの移行時には同期
バーストを使って基地局とユーザとの間で同期確立を図
り、その後TCHで通話をする。PHSの場合は、この
同期バーストのUWのフォーマットがTCHのそれとは
異なっており、上り下りのUWがそれぞれ32ビット用
意されている。通常、SDMAでの通信を開始する手順
としては、一方のユーザがこの同期バーストを使って既
存の呼と同じチャネルで基地局と同期を図る。このと
き、既存の呼のTCHのUWは16ビットであり、PR
も大きく異なっているため、基地局側で各ユーザを抽出
する上でUWパターンが問題になることは少ないと考え
られる。しかし、SDMAでの通信を行っているユーザ
が干渉により基地局との間でそれぞれ同期バーストを使
った同期再確立のフェーズに入った場合、同期バースト
で使用する32ビットのUWもTCHの16ビットのU
Wと同様に、互いに異なるUWをユーザにアサインする
必要が生じる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A channel provided in a radio section is basically a communication channel (TC) for transferring user information.
H) and a control channel (CCH) for transferring a control signal. At the time of transition from CCH to TCH, synchronization is established between the base station and the user using a synchronization burst, and thereafter, communication is performed on the TCH. In the case of the PHS, the format of the UW of this synchronous burst is different from that of the TCH, and 32 bits of the upstream and downstream UWs are prepared. Usually, as a procedure for starting communication in SDMA, one user uses this synchronization burst to synchronize with the base station on the same channel as an existing call. At this time, the UW of the TCH of the existing call is 16 bits,
Therefore, it is considered that the UW pattern rarely causes a problem in extracting each user on the base station side. However, when a user performing SDMA communication enters a phase of synchronization re-establishment using a synchronization burst with a base station due to interference, the 32-bit UW used in the synchronization burst is also changed to the 16-bit TCH. U
As with W, it is necessary to assign different UWs to the user.
【0009】本実施の形態では、複数ユーザでSDMA
での通信を行う前に、各ユーザからの基地局での受信al
ignment(アライメント)に基づいて、オリジナルのU
W以外にユーザ毎に異なるUWを算出する。このとき、
各ユーザからの上りのUWが互いに高い直交性を持つよ
うに算出する。算出されたUWはAir Interfaceを通じ
て各ユーザに通知され、通知を受けた各ユーザは指定さ
れたUWを使って基地局にアクセスする。すなわち、ユ
ーザ側で幾つかのUWパターンを予めテーブルとして保
持しておき基地局側でどのパターンを使用するかを指示
するのではなく、各ユーザからの基地局での受信alignm
entに基づいた最適UWを各ユーザにアサインするので
ある。以上のようにすることで、各ユーザからの上りの
UWが互いに高い直交性を確保できるようになり、SD
MAのアルゴリズム上極めて有利になる。擬態的には各
ユーザを抽出するための各ユーザへの受信Weightsの計
算収束時間を短縮できると同時に誤抽出を防止すること
ができる。In the present embodiment, SDMA is performed by a plurality of users.
Before performing communication at the base station,
based on the original U
A different UW is calculated for each user other than W. At this time,
The calculation is performed so that the upstream UWs from each user have high orthogonality to each other. The calculated UW is notified to each user via the Air Interface, and each user who has received the notification accesses the base station using the specified UW. That is, rather than holding several UW patterns in a table in advance on the user side and instructing which pattern to use on the base station side, reception alignment at each base station from each user is not required.
The optimum UW based on the ent is assigned to each user. By doing as described above, uplink UWs from each user can ensure high orthogonality with each other, and
This is extremely advantageous in terms of the MA algorithm. In a mimicking manner, it is possible to shorten the calculation convergence time of the received Weights for each user for extracting each user, and at the same time, prevent erroneous extraction.
【0010】次に添付図面を参照して、本発明によるア
ダプティブアレイ基地局による物理スロットの割当て方
法をデジタル無線通信用アダブティブアレイ基地局であ
るPHS基地局に適用したときの実施の形態について詳
細に説明する。なお、図1はアダブティブアレイ基地局
の機能ブロック図、図2はTCHの信号フォーマットを
表した図、図3は2ユーザからの受信alignmentを説明
した図である。Next, with reference to the accompanying drawings, an embodiment in which a method of allocating physical slots by an adaptive array base station according to the present invention is applied to a PHS base station which is an adaptive array base station for digital wireless communication. This will be described in detail. FIG. 1 is a functional block diagram of the adaptive array base station, FIG. 2 is a diagram illustrating a signal format of TCH, and FIG. 3 is a diagram illustrating reception alignment from two users.
【0011】図1を参照すると、本発明によるアダプテ
ィブアレイ基地局をデジタル無線通信用アダブティブア
レイ基地局であるPHS基地局に適用したときの実施の
形態を示す機能ブロック図が示されている。図1におい
て、本実施の形態によるアダプティブアレイ基地局10
は、4つのアンテナANT1〜ANT4を備え、これら
アンテナANTが送受信切り替えスイッチ12に接続さ
れている。送受信切り替えスイッチ12は、これらアン
テナANT1〜ANT4を時分割で制御して送信と受信
との切り替え制御を行っている。送受信切り替えスイッ
チ12には受信系モジュール14と送信系モジュール2
2とが接続されている。Referring to FIG. 1, there is shown a functional block diagram showing an embodiment when an adaptive array base station according to the present invention is applied to a PHS base station which is an adaptive array base station for digital radio communication. . In FIG. 1, adaptive array base station 10 according to the present embodiment
Has four antennas ANT <b> 1 to ANT <b> 4, and these antennas ANT are connected to the transmission / reception switch 12. The transmission / reception switch 12 controls these antennas ANT1 to ANT4 in a time-division manner to perform switching control between transmission and reception. The transmission / reception switch 12 includes a reception module 14 and a transmission module 2.
2 are connected.
【0012】受信系モジュール14は、各アンテナAN
T毎に備えた、4つのローノイズ増幅器(LNA)1
6、ダウンコンバータ(D/C)18、A/Dコンバー
タ(A/D)20により構成されている。受信系モジュ
ール14はまた、モデム部30に接続され、ローノイズ
増幅器16、ダウンコンバータ18およびA/Dコンバ
ータ(A/D)20は、信号経路である送受信切り替え
スイッチ12からモデム部30に向かってこの順番で接
続されている。The receiving system module 14 includes the antennas AN
4 low-noise amplifiers (LNA) 1 for each T
6, a down converter (D / C) 18 and an A / D converter (A / D) 20. The receiving system module 14 is also connected to the modem unit 30, and the low noise amplifier 16, the down converter 18 and the A / D converter (A / D) 20 are transmitted from the transmission / reception changeover switch 12, which is a signal path, to the modem unit 30. They are connected in order.
【0013】送信系モジュール22は、同様に、各アン
テナANT毎に備えた、4つのD/Aコンバータ(D/
A)24、アッパコンバータ(U/C)26、乗算回路
(MP)28a及びbにより構成されている。送信系モ
ジュール22はまた、モデム部30に接続され、D/A
コンバータ24、アッパコンバータ26および乗算回路
28a及びbは、信号経路であるモデム部30から送受
信系切り替えスイッチ12に向かってこの順番で接続さ
れている。そして、2つの呼に空間多重する場合は、乗
算回路28aと乗算回路28bとを使って各呼に異なる
重みで送信できるようにしている。Similarly, the transmission system module 22 includes four D / A converters (D / A / D converters) provided for each antenna ANT.
A) 24, an upper converter (U / C) 26, and multiplication circuits (MP) 28a and 28b. The transmission system module 22 is also connected to the modem unit 30, and the D / A
The converter 24, the upper converter 26, and the multiplying circuits 28a and 28b are connected in this order from the modem unit 30, which is a signal path, to the transmission / reception system switch 12. When spatial multiplexing is performed on two calls, a multiplying circuit 28a and a multiplying circuit 28b are used so that each call can be transmitted with a different weight.
【0014】モデム部30は、複数のCPUから構成さ
れており、送受信データの変復調およびデジタル信号処
理による位相制御を行なっている。具体的には以下の5
つの制御を行う。 1.受信系モジュール14の最終段で変換されたディジ
タル信号の例えばD/U(Desire/Undesire: 希望波/妨
害波)が最大となるように合成し復調する。 2.アンテナANTでの受信の位相を算出して、送信時
にはアンテナ端で同等の位相になるように制御する。そ
れによって、通信を行うPHS端末の方向に送信/受信
とも指向性を持たせることができる。 3.干渉波と遅延波の到来方向にヌル点を作ることによ
って抑圧する。 4.n本のアンテナに供給する信号の位相を制御するこ
とによって、任意の方向に指向性を持たせてビームを絞
って送信することを可能とする。 5.周囲の基地局や通話中、あるいはデータ(通信)の
やりとりをしている当該ユーザ端末以外の端末に対し
て、下り方向に与える干渉を減少させる。このモデム部
30は制御部32に接続されている。The modem section 30 is composed of a plurality of CPUs, and performs modulation / demodulation of transmission / reception data and phase control by digital signal processing. Specifically, the following 5
Perform one control. 1. The digital signal converted in the final stage of the receiving module 14 is combined and demodulated so that, for example, D / U (Desire / Undesire: desired wave / interference wave) becomes maximum. 2. The phase of reception at the antenna ANT is calculated, and control is performed so that the phase at the antenna end becomes equivalent at the time of transmission. As a result, directivity can be provided for both transmission and reception in the direction of the PHS terminal that performs communication. 3. Suppression is achieved by creating a null point in the arrival direction of the interference wave and the delayed wave. 4. By controlling the phases of the signals supplied to the n antennas, it is possible to transmit the beam by giving a directivity in an arbitrary direction and narrowing the beam. 5. Interference in the downlink direction is reduced with respect to peripheral base stations and terminals other than the user terminals that are engaged in a call or exchange data (communication). The modem unit 30 is connected to the control unit 32.
【0015】制御部32は複数のCPUから構成され、
アダプティブアレイ基地局10全体の制御を行う。具体
的には以下の6つの制御を行う。 1.モデム部30に対して必要なパラメータおよびタイ
ミングを指示し、モデム部30が受信したデータを処理
する。また、空中に輻射すべきデータを作成してモデム
部30に渡す。さらに、キャリブレーションによって計
算された重み付けによる送信出力の制御を指示する。 2.ユーザ端末(ユーザのPHS端末、以下単にユーザ
と称す)からのSpatial Signature(受信応答ベクト
ル)の変化速度を計算する。 3.ユーザからの上りのRSSIの統計処理をする。 4.空間多重した呼のGOSが空間多重でない通常の呼
のGOSとできるだけ同じになるようなロジックで空間
多重の物理スロット割当てを行う。 5.複数ユーザに対して空間多重で通話を確立する場合
は、夫々のユーザへのC/I(Carrier/Interference)が
ユーザのGOSを良好に保つ為に必要な値以上になるよ
うに、夫々のユーザへの重みを計算する。 6.ISDN回線に接続され、これとのインタフェース
の処理を実行する。The control unit 32 comprises a plurality of CPUs.
It controls the entire adaptive array base station 10. Specifically, the following six controls are performed. 1. It instructs the necessary parameters and timing to the modem unit 30, and processes the data received by the modem unit 30. Further, data to be radiated in the air is created and passed to the modem unit 30. Further, it instructs the control of the transmission output based on the weight calculated by the calibration. 2. A change rate of a Spatial Signature (reception response vector) from a user terminal (a PHS terminal of the user, hereinafter simply referred to as a user) is calculated. 3. Statistical processing of the uplink RSSI from the user is performed. 4. The physical slot allocation of the spatial multiplexing is performed by a logic such that the GOS of the spatially multiplexed call becomes as similar as possible to the GOS of the normal call which is not the spatial multiplexing. 5. When a call is established to a plurality of users by spatial multiplexing, each user is set so that the C / I (Carrier / Interference) for each user is equal to or more than a value necessary for maintaining the GOS of the user well. Calculate the weight to. 6. It is connected to the ISDN line and executes the processing of the interface with it.
【0016】電源部34は100Vの電源の供給を受
け、アダプティブアレイ基地局10に電力を供給する電
源部である。なお、モデム部30および制御部32によ
りデジタル信号処理部が形成される。アダプティブアレ
イ基地局10では、N(Nは2以上の自然数)本のアン
テナから受信した受信情報(振幅と位相)を元にして、
各アンテナに対しそれぞれ所定の重み付けで送信するア
ダプティブアレイ送信を行っている。The power supply unit 34 is a power supply unit that receives a power supply of 100 V and supplies power to the adaptive array base station 10. Note that a digital signal processing unit is formed by the modem unit 30 and the control unit 32. In the adaptive array base station 10, based on received information (amplitude and phase) received from N (N is a natural number of 2 or more) antennas,
Adaptive array transmission is performed for each antenna with predetermined weighting.
【0017】本発明の実施の形態では、PHSにおいて
2多重でSDMAを実現する場合を例にとって説明す
る。PHSで通話を実施するTCHの信号フォーマット
を図2に示す。同図において、Rは過渡応答用ランプタ
イム、SSはスタートシンボル、PRはプリアンブル、
CIはチャネル種別、SAはSACCH、CRCは誤り
検出符号を表す。図2でR〜UWとCIとはどのユーザ
と通信する場合も共通になっており、実際に音声が乗る
のはIの部分である。ここでは、同期ワードUWをSD
MAにおいて2ユーザに対して異なる上りのパターンで
使用する場合を考える。SDMAの場合、基地局側で制
御するため上りのUWのみが問題になってくる。2人の
ユーザをユーザA、ユーザBとすれば、ユーザAに対し
ては従来と同じ上りのUWパターンを使用する。ユーザ
Bに対しては以下の方法で最適なUWパターン(ここで
は「最適UWパターン」と称す)を計算する。In the embodiment of the present invention, a case will be described as an example where SDMA is realized by two multiplexes in a PHS. FIG. 2 shows a signal format of the TCH for performing a call in the PHS. In the figure, R is a ramp time for transient response, SS is a start symbol, PR is a preamble,
CI represents a channel type, SA represents a SACCH, and CRC represents an error detection code. In FIG. 2, R to UW and CI are common to any user when communicating with the user, and the actual voice is on the part I. Here, the synchronization word UW is SD
Consider a case in which two users use different uplink patterns in MA. In the case of SDMA, only the upstream UW becomes a problem because it is controlled on the base station side. Assuming that the two users are a user A and a user B, the user U uses the same upward UW pattern as before. For user B, the optimum UW pattern (herein referred to as “optimal UW pattern”) is calculated by the following method.
【0018】1.最適UWパターンの算出 (1)2ユーザからの受信alignmentが同じ場合 図3(a)は基地局の送信タイミングに対して2ユーザ
からの受信データを同じalignmentで受信する場合の状
態を図に表したものである。同図において、受信データ
の進行方向は右→左であるとする。PHSでは、π/4
DQPSKの変調方式を使用するので16ビットのUW
を8シンボルのデータで考える。本実施の形態ではUW
をπ/4DQPSKでエンコードした8シンボル(図3
の“a1〜a8”及び“b1〜b8”)を“UWパター
ン”と呼び、以下のように定義する。1. Calculation of Optimal UW Pattern (1) When Reception Alignment from Two Users Is the Same FIG. 3A shows a state where reception data from two users is received with the same alignment with respect to the transmission timing of the base station. It was done. In the figure, it is assumed that the traveling direction of the received data is from right to left. In PHS, π / 4
Since the DQPSK modulation method is used, a 16-bit UW
Is considered with eight symbols of data. In the present embodiment, UW
8 symbols encoded with π / 4DQPSK (see FIG. 3)
“A1 to a8” and “b1 to b8”) are called “UW patterns” and are defined as follows.
【0019】[0019]
【数1】 (Equation 1)
【0020】[0020]
【数2】 (Equation 2)
【0021】これらUWパターンを有すUWが互いに直
交する場合が、SDMAのアルゴリズム上最適な場合で
ある。UW1は従来から用いられているオリジナルのU
Wをエンコードしたもの(オリジナルのUWパターン、
図3の“a1〜a8”)であるので、UW1(図3の
“a1〜a8”)及びUW2(図3の“b1〜b8”)
をそれぞれ有すUW同士を直交させるためには、以下の
内積をゼロにすることが必要である。The case where the UWs having these UW patterns are orthogonal to each other is the optimum case in terms of the SDMA algorithm. UW1 is the original U
W encoded (original UW pattern,
Since these are "a1 to a8" in FIG. 3, UW1 ("a1 to a8" in FIG. 3) and UW2 ("b1 to b8" in FIG. 3)
In order to make the UWs each having the following orthogonal, it is necessary to make the following inner product zero.
【0022】[0022]
【数3】 (Equation 3)
【0023】ここでai*×bi(i=1,…8)は、
aiの共役複素数とbiとの内積を意味する。a1〜a
8は、上りのオリジナルのUWパターン“111000
0101001001”にエンコードをかけたものであ
る。したがって式から、オリジナルのUWパターンと
互いにエンコードしたものが直交する最適UWパター
ン、UW2を計算することができる。例えば、UW2と
して“1101001001111010”が考えられ
る。Here, ai * × bi (i = 1,... 8) is
It means the inner product of the conjugate complex number of ai and bi. a1 to a
8 is an upstream original UW pattern “111000”
0101001001 "is encoded. Therefore, from the equation, it is possible to calculate an optimal UW pattern, UW2, in which the original UW pattern and the mutually encoded one are orthogonal. For example," 1101001001111010 "can be considered as UW2.
【0024】(2)2ユーザからの受信alignmentが異
なる場合 図3(b)及び図3(c)は基地局の送信タイミングに
対して2ユーザからの受信データを異なるalignmentで
受信する場合の状態を図に表したものである。「ユーザ
が基地局の送信タイミングに対して異なるoffsetで送信
したとき」「基地局とユーザとの通信距離によって遅延
量が異なるとき」等、2ユーザからの受信alignmentが
異なる場合が実際は多い。このような場合、2ユーザの
UWパターンだけの内積を計算するのでは意味がなく、
UWの前後のPRやCIも考慮する必要がある。例えば
図3(b)に示すように、ユーザBからの受信alignmen
tがユーザAのそれに対して+2シンボルの場合、PR
のエンコードされた3シンボルをPR1,PR2,PR
3、CIのエンコードされた2シンボルをCI1,CI
2とすると、以下の2種類の内積計算が考えられる。(2) Case where reception alignment from two users is different FIGS. 3 (b) and 3 (c) show a state in which reception data from two users is received with different alignment with respect to the transmission timing of the base station. Is shown in the figure. Actually, there are many cases where reception alignment from two users differs, such as "when the user transmits at a different offset with respect to the transmission timing of the base station", "when the amount of delay differs depending on the communication distance between the base station and the user". In such a case, it is meaningless to calculate the inner product of only the UW pattern of two users,
It is also necessary to consider PR and CI before and after UW. For example, as shown in FIG.
If t is +2 symbols to that of user A, PR
PR3, PR2, PR3
3. The two encoded CI symbols are CI1, CI
Assuming that 2, the following two types of inner product calculations can be considered.
【0025】[0025]
【数4】 (Equation 4)
【0026】[0026]
【数5】 (Equation 5)
【0027】一方、図3(c)に示すように、ユーザB
からの受信alignmentがユーザAのそれに対して−2シ
ンボルの場合、PRのエンコードされた3シンボルをP
R1,PR2,PR3、CIのエンコードされた2シン
ボルをCI1,CI2とすると、以下の2種類の内積計
算が考えられる。On the other hand, as shown in FIG.
If the received alignment from is 2 symbols relative to that of user A, the PR encoded 3 symbols are
Assuming that two encoded symbols of R1, PR2, PR3, and CI are CI1 and CI2, the following two types of inner product calculations can be considered.
【0028】[0028]
【数6】 (Equation 6)
【0029】[0029]
【数7】 (Equation 7)
【0030】2.UWをアサインする手順 具体的にユーザに異なるUWをアサインする手順として
は、以下に記す2つの手順がある。 (1)2つの既存のTCHの呼をTCH切り替えを起動
して同一スロットでSpatial Channelを実現する場合 2つのそれぞれの呼の受信情報から、ユーザA及びユ
ーザBのそれぞれの受信alignmentを算出する。 ユーザA及びユーザBのどちらをTCH切り替えさせ
るかを所定のアルゴリズムで決定して、TCH切り替え
を行うユーザの最適UWパターンを算出する。 TCH切り替えさせるユーザに対してTCH切り替え
指示のメッセージを送信する訳だが、そのメッセージの
中に「もう一方のユーザと同じ周波数指定」と「で計
算した最適UWパターン」とを入れる。 TCH切り替え指示のメッセージを受信したユーザ
は、指定されたチャネルで同期バーストを使って同期確
立した後、指定された最適UWパターンを有すUWを使
って基地局にアクセスする。2. Procedure for assigning a UW As a procedure for assigning a different UW to a user, there are two procedures described below. (1) When Spatial Channel is Realized in the Same Slot by Activating TCH Switching for Two Existing TCH Calls The respective reception alignments of user A and user B are calculated from the reception information of the two respective calls. Which of the user A and the user B is to switch the TCH is determined by a predetermined algorithm, and the optimum UW pattern of the user who performs the TCH switching is calculated. A TCH switching instruction message is transmitted to the user to be switched TCH. In the message, "the same frequency designation as the other user" and "optimum UW pattern calculated by" are entered. After receiving the TCH switching instruction message, the user establishes synchronization using the synchronization burst on the specified channel, and then accesses the base station using the UW having the specified optimum UW pattern.
【0031】(2)制御チャネルで確立要求してきたユ
ーザBを既存のTCHの呼とSpatial Channelを実現す
る場合 制御チャネルでのユーザBからの受信alignmentと既
存のTCHのユーザAからの受信alignmentを算出す
る。 2つの受信alignmentからユーザBの最適UWパター
ンを算出する。 制御チャネルでユーザBにTCHの割り当てのメッセ
ージ(PHSではリンクチャネル確立割り当て)を送信
する訳だが、そのメッセージの中で「既存のTCHと同
じチャネル(スロットと周波数)」と「最適UWパター
ン」とを指定する。 ユーザBはで指定されたチャネルで同期バーストを
使って同期確立した後、指定された最適UWパターンを
使って基地局にアクセスする。 但し、ユーザBが制御チャネルから指定されたTCH
のチャネルに移行する際に、基地局の受信alignmentが
変わる可能性もある。その場合は再度TCHでの2ユー
ザの受信alignmentからユーザBの最適UWパターンを
算出し、同一スロット内でのTCH切り替え指示をユー
ザBに送信して最適UWパターンで基地局にアクセスす
るようにする。(2) In the case of realizing the call of the existing TCH and the Spatial Channel for the user B requesting the establishment on the control channel, the reception alignment from the user B on the control channel and the reception alignment from the user A on the existing TCH are performed. calculate. The optimum UW pattern of the user B is calculated from the two reception alignments. The TCH allocation message (link channel establishment allocation in PHS) is transmitted to the user B on the control channel. In the message, "the same channel (slot and frequency as the existing TCH) (slot and frequency)" and "optimum UW pattern" Is specified. After establishing synchronization using the synchronization burst on the channel specified by the user B, the user B accesses the base station using the specified optimum UW pattern. However, when the user B receives the TCH specified from the control channel
There is a possibility that the reception alignment of the base station may change when shifting to the channel of (1). In that case, the optimum UW pattern of the user B is calculated again from the reception alignment of the two users on the TCH, a TCH switching instruction in the same slot is transmitted to the user B, and the base station is accessed with the optimum UW pattern. .
【0032】3.Spatial Channelを確立した後、ある
ユーザからの受信alignmentが著しく変わった場合 一般的にはモバイルでは、ユーザのモビリティが大きい
場合Spatial Channelを実現するのが難しいので、モビ
リティの大きなユーザに対してはSpatial Channelを確
立しようとはしない。しかし、ユーザがゆっくりとした
スピード(例えば歩行)で移動する場合は、ユーザから
の受信alignmentが著しく変わる可能性がある。この場
合は、上記2(UWをアサインする手順)の(2)の
ように再度最適UWパターンを計算して、同一スロット
内でのTCH切り替え指示メッセージをそのユーザに送
信して最適UWパターンで基地局にアクセスするように
する。3. When the alignment of reception from a certain user changes significantly after the establishment of the Spatial Channel. In general, it is difficult to realize the Spatial Channel when the mobility of the user is large. Don't try to establish a Channel. However, when the user moves at a slow speed (for example, walking), the reception alignment from the user may significantly change. In this case, the optimum UW pattern is calculated again as in (2) of 2 (procedure for assigning UW), a TCH switching instruction message in the same slot is transmitted to the user, and the base station is transmitted using the optimum UW pattern. Try to access the station.
【0033】[0033]
【発明の効果】このように本発明のアダプティブアレイ
基地局及び移動通信端末によれば、通話品質を維持する
ことができ、また、ユーザ抽出に要する計算収束時間を
短縮させることができる。As described above, according to the adaptive array base station and the mobile communication terminal of the present invention, the communication quality can be maintained and the calculation convergence time required for user extraction can be shortened.
【図1】本発明によるアダプティブアレイ基地局による
物理スロットの割当て方法をPHS基地局に適用したと
きの実施の形態を示す機能ブロック図。FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment when a method of allocating physical slots by an adaptive array base station according to the present invention is applied to a PHS base station.
【図2】TCHの信号フォーマットを示した図。FIG. 2 is a diagram showing a signal format of TCH.
【図3】2ユーザからの受信アライメントを説明した
図。FIG. 3 is a diagram illustrating reception alignment from two users.
10 アダプティブアレイ基地局 12 送受信切り替えスイッチ 14 受信系モジュール 22 送信系モジュール 30 モデム部 32 制御部 REFERENCE SIGNS LIST 10 adaptive array base station 12 transmission / reception switch 14 reception module 22 transmission module 30 modem section 32 control section
Claims (7)
最大の送信電力で通信するアダプティブビームフォーミ
ングと、与干渉移動体通信端末に対しては影響を与えな
いようにするアダプティブヌルスティアリングとを使い
分けることにより、同一の物理スロットを複数の呼で共
有するSDMA方式での通信を行うアダプティブアレイ
基地局において、 第1の移動通信端末にオリジナルのUWパターンを割り
当てる手段と、 各移動通信端末からの受信アライメントに基づいて、前
記第1の移動通信端末以外の移動通信端末に割り当てる
最適UWパターンを算出する手段と、 前記オリジナルのUWパターンを第1の移動通信端末に
通知する手段と、 前記最適UWパターンを当該移動通信端末に通知する手
段とを具備したことを特徴とするアダプティブアレイ基
地局。1. An adaptive beamforming system that communicates with a maximum transmission power to a mobile communication terminal to be transmitted, and an adaptive null steering that does not affect an interfering mobile communication terminal. Means for allocating an original UW pattern to a first mobile communication terminal in an adaptive array base station performing communication in the SDMA scheme in which the same physical slot is shared by a plurality of calls, Means for calculating an optimal UW pattern to be assigned to a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal based on the reception alignment of: a means for notifying the first mobile communication terminal of the original UW pattern; Means for notifying the UW pattern to the mobile communication terminal. Tibuarei base station.
地局において、 前記第1の移動通信端末からの受信アライメントと、前
記第1の移動通信端末以外の移動通信端末からの受信ア
ライメントとが同じ場合、 前記オリジナルのUWパターンと最適UWパターンとの
内積が零になるように前記最適UWパターンを算出する
ことを特徴とするアダプティブアレイ基地局。2. The adaptive array base station according to claim 1, wherein a reception alignment from the first mobile communication terminal is the same as a reception alignment from a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal. An adaptive array base station, wherein the optimal UW pattern is calculated such that an inner product between the original UW pattern and the optimal UW pattern becomes zero.
ィブアレイ基地局において、 前記第1の移動通信端末からの受信アライメントに対し
て、前記第1の移動通信端末以外の移動通信端末からの
受信アライメントが+Xシンボルである場合、 前記オリジナルのUWパターンを有す同期ワードの前に
設けられる信号をXシンボル分エンコードして得た情報
と前記オリジナルのUWパターンの末尾Xシンボルを省
いた情報とを組み合わせたデータ、並びに最適UWパタ
ーンの内積が零になる前記最適UWパターンを算出する
ことを特徴とするアダプティブアレイ基地局。3. The adaptive array base station according to claim 1, wherein a reception alignment from the first mobile communication terminal is performed by a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal. When the reception alignment is + X symbols, information obtained by encoding a signal provided before the synchronization word having the original UW pattern by X symbols and information obtained by omitting the last X symbol of the original UW pattern An adaptive array base station, which calculates the optimal UW pattern in which the inner product of the optimal UW pattern and the data obtained by combining the above are calculated to be zero.
のアダプティブアレイ基地局において、 前記第1の移動通信端末からの受信アライメントに対し
て、前記第1の移動通信端末以外の移動通信端末からの
受信アライメントが+Xシンボルである場合、 最適UWパターンの先頭Xシンボルを省いた情報と前記
最適UWパターンを有す同期ワードの後ろに設けられる
信号をXシンボル分エンコードして得た情報とを組み合
わせたデータ、並びに前記オリジナルのUWパターンの
内積が零になる前記最適UWパターンを算出することを
特徴とするアダプティブアレイ基地局。4. The adaptive array base station according to claim 1, wherein mobile communication other than the first mobile communication terminal is performed with respect to reception alignment from the first mobile communication terminal. When the reception alignment from the terminal is + X symbol, information obtained by omitting the leading X symbol of the optimum UW pattern and information obtained by encoding a signal provided after the synchronization word having the optimum UW pattern by X symbols are provided. And calculating the optimum UW pattern that makes the inner product of the original UW pattern zero.
ィブアレイ基地局において、 前記第1の移動通信端末からの受信アライメントに対し
て、前記第1の移動通信端末以外の移動通信端末からの
受信アライメントが−Xシンボルである場合、 前記オリジナルのUWパターンを有す同期ワードの後ろ
に設けられる信号をXシンボル分エンコードして得た情
報と前記オリジナルのUWパターンの先頭Xシンボルを
省いた情報とを組み合わせたデータ、並びに最適UWパ
ターンの内積が零になる前記最適UWパターンを算出す
ることを特徴とするアダプティブアレイ基地局。5. The adaptive array base station according to claim 1, wherein reception alignment from the first mobile communication terminal is performed by a mobile communication terminal other than the first mobile communication terminal. When the reception alignment is -X symbol, information obtained by encoding the signal provided after the synchronization word having the original UW pattern by X symbols and information obtained by omitting the leading X symbol of the original UW pattern An adaptive array base station, wherein the optimum UW pattern in which the inner product of the optimum UW pattern becomes zero and the data obtained by combining the above are calculated.
のアダプティブアレイ基地局において、 前記第1の移動通信端末からの受信アライメントに対し
て、前記第1の移動通信端末以外の移動通信端末からの
受信アライメントが−Xシンボルである場合、 最適UWパターンの末尾Xシンボルを省いた情報と前記
最適UWパターンを有す同期ワードの前に設けられる信
号をXシンボル分エンコードして得た情報とを組み合わ
せたデータ、並びに前記オリジナルのUWパターンの内
積が零になる前記最適UWパターンを算出することを特
徴とするアダプティブアレイ基地局。6. The adaptive array base station according to claim 1, wherein mobile communication other than the first mobile communication terminal is performed with respect to reception alignment from the first mobile communication terminal. When the reception alignment from the terminal is −X symbol, information obtained by omitting the last X symbol of the optimum UW pattern and information obtained by encoding a signal provided before the synchronization word having the optimum UW pattern by X symbols. And calculating the optimal UW pattern in which the inner product of the original UW pattern becomes zero.
の移動通信端末であり、 前記アダプティブアレイ基地局から通知された前記オリ
ジナルのUWパターン又は前記最適UWパターンを有し
た同期ワードを使用して前記アダプティブアレイ基地局
と通信する手段を具備したことを特徴とする移動通信端
末。7. The mobile communication terminal according to claim 1, wherein a synchronization word having the original UW pattern or the optimum UW pattern notified from the adaptive array base station is used. And a means for communicating with the adaptive array base station.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001070644A JP4722308B2 (en) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Adaptive array base station, mobile communication terminal and communication method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001070644A JP4722308B2 (en) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Adaptive array base station, mobile communication terminal and communication method therefor |
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