JP2003078479A - 無線基地局装置および多重接続制御方法 - Google Patents
無線基地局装置および多重接続制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数オフセット等をモニタすることによ
り、安定な受信特性を実現できるアダプティブアレイ無
線基地局の無線装置を提供する。 【解決手段】 アレイアンテナ♯１〜♯４からの受信信
号ベクトルＸ（ｔ）に対しては、ユーザ信号処理部ＵＳ
Ｐにおいてアダプティブアレイ処理が行なわれる。スワ
ップ検出部ＳＤＰは、推定されたオフセット量Δθやエ
ラー発生頻度等に基づいてスワップの発生を検知する。
制御部ＣＮＰは、スワップの発生が検出されることに応
じて、所定時間、複数の端末に対して音声出力を停止さ
せる音声停止制御信号を送信する。
り、安定な受信特性を実現できるアダプティブアレイ無
線基地局の無線装置を提供する。 【解決手段】 アレイアンテナ♯１〜♯４からの受信信
号ベクトルＸ（ｔ）に対しては、ユーザ信号処理部ＵＳ
Ｐにおいてアダプティブアレイ処理が行なわれる。スワ
ップ検出部ＳＤＰは、推定されたオフセット量Δθやエ
ラー発生頻度等に基づいてスワップの発生を検知する。
制御部ＣＮＰは、スワップの発生が検出されることに応
じて、所定時間、複数の端末に対して音声出力を停止さ
せる音声停止制御信号を送信する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等の無線
通信において、基地局に用いられる無線装置の構成に関
する。
通信において、基地局に用いられる無線装置の構成に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、急速に発達しつつある移動体通信
システム（たとえばPersonal Handyphone System：以
下、ＰＨＳ）では、電波の周波数利用効率を高めるため
に、同一周波数の同一タイムスロットを空間的に分割す
ることにより複数ユーザの移動端末装置を無線基地シス
テムにパス多重接続させることができるＰＤＭＡ（Path
Division Multiple Access）方式が提案されている。
このＰＤＭＡ方式では、各ユーザの移動端末装置からの
信号は、周知のアダプティブアレイ処理により分離抽出
される。なお、ＰＤＭＡ方式は、また、空間多重接続方
式（ＳＤＭＡ方式（Spatial Division Multiple Acces
s））とも呼ばれる。
システム（たとえばPersonal Handyphone System：以
下、ＰＨＳ）では、電波の周波数利用効率を高めるため
に、同一周波数の同一タイムスロットを空間的に分割す
ることにより複数ユーザの移動端末装置を無線基地シス
テムにパス多重接続させることができるＰＤＭＡ（Path
Division Multiple Access）方式が提案されている。
このＰＤＭＡ方式では、各ユーザの移動端末装置からの
信号は、周知のアダプティブアレイ処理により分離抽出
される。なお、ＰＤＭＡ方式は、また、空間多重接続方
式（ＳＤＭＡ方式（Spatial Division Multiple Acces
s））とも呼ばれる。
【０００３】図１１は周波数分割多重接続（Frequency
Division Multiple Access：ＦＤＭＡ），時分割多重接
続（Time Division Multiple Access ：ＴＤＭＡ）およ
び空間多重分割接続（Spatial Division Multiple Acce
ss：ＳＤＭＡ）の各種の通信システムにおけるチャネル
の配置図である。
Division Multiple Access：ＦＤＭＡ），時分割多重接
続（Time Division Multiple Access ：ＴＤＭＡ）およ
び空間多重分割接続（Spatial Division Multiple Acce
ss：ＳＤＭＡ）の各種の通信システムにおけるチャネル
の配置図である。
【０００４】まず、図１１を参照して、ＦＤＭＡ，ＴＤ
ＭＡおよびＳＤＭＡについて簡単に説明する。図１１
（ａ）はＦＤＭＡを示す図であって、異なる周波数ｆ１
〜ｆ４の電波でユーザ１〜４のアナログ信号が周波数分
割されて伝送され、各ユーザ１〜４の信号は周波数フィ
ルタによって分離される。
ＭＡおよびＳＤＭＡについて簡単に説明する。図１１
（ａ）はＦＤＭＡを示す図であって、異なる周波数ｆ１
〜ｆ４の電波でユーザ１〜４のアナログ信号が周波数分
割されて伝送され、各ユーザ１〜４の信号は周波数フィ
ルタによって分離される。
【０００５】図１１（ｂ）に示すＴＤＭＡにおいては、
各ユーザのデジタル化された信号が、異なる周波数ｆ１
〜ｆ４の電波で、かつ一定の時間（タイムスロット）ご
とに時分割されて伝送され、各ユーザの信号は周波数フ
ィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同
期とにより分離される。
各ユーザのデジタル化された信号が、異なる周波数ｆ１
〜ｆ４の電波で、かつ一定の時間（タイムスロット）ご
とに時分割されて伝送され、各ユーザの信号は周波数フ
ィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間同
期とにより分離される。
【０００６】一方、最近では、携帯型電話機の普及によ
り電波の周波数利用効率を高めるために、ＳＤＭＡ方式
が提案されている。このＳＤＭＡ方式は、図１１（ｃ）
に示すように、同じ周波数における１つのタイムスロッ
トを空間的に分割して複数のユーザのデータを伝送する
ものである。このＳＤＭＡでは各ユーザの信号は周波数
フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間
同期とアダプティブアレイなどの相互干渉除去装置とを
用いて分離される。
り電波の周波数利用効率を高めるために、ＳＤＭＡ方式
が提案されている。このＳＤＭＡ方式は、図１１（ｃ）
に示すように、同じ周波数における１つのタイムスロッ
トを空間的に分割して複数のユーザのデータを伝送する
ものである。このＳＤＭＡでは各ユーザの信号は周波数
フィルタと基地局および各ユーザ移動端末装置間の時間
同期とアダプティブアレイなどの相互干渉除去装置とを
用いて分離される。
【０００７】図１２は、従来のＳＤＭＡ用基地局の送受
信システム２０００の構成を示す概略ブロック図であ
る。
信システム２０００の構成を示す概略ブロック図であ
る。
【０００８】図１２に示した構成においては、送受信の
指向性をつくるために、４本のアンテナ♯１〜♯４が設
けられている。
指向性をつくるために、４本のアンテナ♯１〜♯４が設
けられている。
【０００９】受信動作においては、アンテナの出力は、
ＲＦ回路２１０１に与えられ、ＲＦ回路２１０１におい
て、受信アンプで増幅され、局部発振信号によって周波
数変換された後、フィルタで不要な周波数信号が除去さ
れ、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてデジタルシ
グナルプロセッサ２１０２に与えられる。
ＲＦ回路２１０１に与えられ、ＲＦ回路２１０１におい
て、受信アンプで増幅され、局部発振信号によって周波
数変換された後、フィルタで不要な周波数信号が除去さ
れ、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル信号としてデジタルシ
グナルプロセッサ２１０２に与えられる。
【００１０】デジタルシグナルプロセッサ２１０２に
は、チャネル割当基準計算機２１０３と、チャネル割当
装置２１０４と、アダプティブアレイ２１００とが設け
られている。チャネル割当基準計算機２１０３は、２人
のユーザからの信号がアダプティブアレイによって分離
可能かどうかを予め計算する。その計算結果に応じて、
チャネル割当装置２１０４は、周波数と時間とを選択す
るユーザ情報を含むチャネル割当情報をアダプティブア
レイ２１００に与える。アダプティブアレイ２１００
は、チャネル割当情報に基づいて、４つのアンテナ♯１
〜♯４からの信号に対して、リアルタイムに重み付け演
算を行なうことで、特定のユーザの信号のみを分離す
る。
は、チャネル割当基準計算機２１０３と、チャネル割当
装置２１０４と、アダプティブアレイ２１００とが設け
られている。チャネル割当基準計算機２１０３は、２人
のユーザからの信号がアダプティブアレイによって分離
可能かどうかを予め計算する。その計算結果に応じて、
チャネル割当装置２１０４は、周波数と時間とを選択す
るユーザ情報を含むチャネル割当情報をアダプティブア
レイ２１００に与える。アダプティブアレイ２１００
は、チャネル割当情報に基づいて、４つのアンテナ♯１
〜♯４からの信号に対して、リアルタイムに重み付け演
算を行なうことで、特定のユーザの信号のみを分離す
る。
【００１１】［アダプティブアレイアンテナの構成］図
１３は、アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユ
ーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロッ
ク図である。図１３に示した例においては、複数のユー
ザ信号を含む入力信号から希望するユーザの信号を抽出
するため、ｎ個の入力ポート２０２０−１〜２０２０−
ｎが設けられている。
１３は、アダプティブアレイ２１００のうち、１人のユ
ーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブロッ
ク図である。図１３に示した例においては、複数のユー
ザ信号を含む入力信号から希望するユーザの信号を抽出
するため、ｎ個の入力ポート２０２０−１〜２０２０−
ｎが設けられている。
【００１２】各入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎ
に入力された信号が、スイッチ回路２０１０−１〜２０
１０−ｎを介して、ウエイトベクトル制御部２０１１と
乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎとに与えられる。
に入力された信号が、スイッチ回路２０１０−１〜２０
１０−ｎを介して、ウエイトベクトル制御部２０１１と
乗算器２０１２−１〜２０１２−ｎとに与えられる。
【００１３】ウエイトベクトル制御部２０１１は、入力
信号と予めメモリ２０１４に記憶されている特定のユー
ザの信号に対応したユニークワード信号と加算器２０１
３の出力とを用いて、ウエイトベクトルｗ1i〜ｗniを計
算する。ここで、添字ｉは、ｉ番目のユーザとの間の送
受信に用いられるウエイトベクトルであることを示す。
信号と予めメモリ２０１４に記憶されている特定のユー
ザの信号に対応したユニークワード信号と加算器２０１
３の出力とを用いて、ウエイトベクトルｗ1i〜ｗniを計
算する。ここで、添字ｉは、ｉ番目のユーザとの間の送
受信に用いられるウエイトベクトルであることを示す。
【００１４】乗算器２０１２−１〜２０１２ーｎは、各
入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎからの入力信号
とウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとをそれぞれ乗算し、加
算器２０１３へ与える。加算器２０１３は、乗算器２０
１２−１〜２０１２−ｎの出力信号を加算して受信信号
ＳRX（ｔ）として出力し、この受信信号ＳRX（ｔ）は、
ウエイトベクトル制御部２０１１にも与えられる。
入力ポート２０２０−１〜２０２０−ｎからの入力信号
とウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとをそれぞれ乗算し、加
算器２０１３へ与える。加算器２０１３は、乗算器２０
１２−１〜２０１２−ｎの出力信号を加算して受信信号
ＳRX（ｔ）として出力し、この受信信号ＳRX（ｔ）は、
ウエイトベクトル制御部２０１１にも与えられる。
【００１５】さらに、送受信部２１００ａは、アダプテ
ィブアレイ無線基地局からの出力信号ＳTX（ｔ）を受け
て、ウエイトベクトル制御部２０１１により与えられる
ウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとそれぞれ乗算して出力す
る乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎを含む。乗算器２
０１５−１〜２０１５−ｎの出力は、それぞれスイッチ
回路２０１０−１〜２０１０−ｎに与えられる。つま
り、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎは、信号
を受信する際は、入力ポート２０２０−１〜２０２０−
ｎから与えられた信号を、信号受信部１Ｒに与え、信号
を送信する際には、信号送信部１Ｔからの信号を入出力
ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに与える。
ィブアレイ無線基地局からの出力信号ＳTX（ｔ）を受け
て、ウエイトベクトル制御部２０１１により与えられる
ウエイトベクトルｗ1i〜ｗniとそれぞれ乗算して出力す
る乗算器２０１５−１〜２０１５−ｎを含む。乗算器２
０１５−１〜２０１５−ｎの出力は、それぞれスイッチ
回路２０１０−１〜２０１０−ｎに与えられる。つま
り、スイッチ回路２０１０−１〜２０１０−ｎは、信号
を受信する際は、入力ポート２０２０−１〜２０２０−
ｎから与えられた信号を、信号受信部１Ｒに与え、信号
を送信する際には、信号送信部１Ｔからの信号を入出力
ポート２０２０−１〜２０２０−ｎに与える。
【００１６】［アダプティブアレイの動作原理］次に、
図１３に示した送受信部２１００ａの動作原理について
簡単に説明する。
図１３に示した送受信部２１００ａの動作原理について
簡単に説明する。
【００１７】以下では、説明を簡単にするために、アン
テナ素子数を４本とし、同時に通信するユーザ数ＰＳを
２人とする。このとき、各アンテナから受信部１Ｒに対
して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。
テナ素子数を４本とし、同時に通信するユーザ数ＰＳを
２人とする。このとき、各アンテナから受信部１Ｒに対
して与えられる信号は、以下のような式で表わされる。
【００１８】
【数１】
【００１９】ここで、信号ＲＸj （ｔ）は、ｊ番目（ｊ
＝１，２，３，４）のアンテナの受信信号を示し、信号
Ｓｒｘi （ｔ）は、ｉ番目（ｉ＝１，２）のユーザが送
信した信号を示す。
＝１，２，３，４）のアンテナの受信信号を示し、信号
Ｓｒｘi （ｔ）は、ｉ番目（ｉ＝１，２）のユーザが送
信した信号を示す。
【００２０】さらに、係数ｈjiは、j 番目のアンテナに
受信された、i 番目のユーザからの信号の複素係数を示
し、ｎj （ｔ）は、ｊ番目の受信信号に含まれる雑音を
示している。
受信された、i 番目のユーザからの信号の複素係数を示
し、ｎj （ｔ）は、ｊ番目の受信信号に含まれる雑音を
示している。
【００２１】上の式（１）〜（４）をベクトル形式で表
記すると、以下のようになる。
記すると、以下のようになる。
【００２２】
【数２】
【００２３】なお式（６）〜（８）において、［…］T
は、［…］の転置を示す。ここで、Ｘ（ｔ）は入力信号
ベクトル、Ｈi はｉ番目のユーザの受信信号係数ベクト
ル、Ｎ（ｔ）は雑音ベクトルをそれぞれ示している。
は、［…］の転置を示す。ここで、Ｘ（ｔ）は入力信号
ベクトル、Ｈi はｉ番目のユーザの受信信号係数ベクト
ル、Ｎ（ｔ）は雑音ベクトルをそれぞれ示している。
【００２４】アダプティブアレイアンテナは、図１３に
示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重
み係数ｗ1i〜ｗniを掛けて合成した信号を受信信号ＳRX
（ｔ）として出力する。なお、ここでは、アンテナの本
数ｎは４である。
示したように、それぞれのアンテナからの入力信号に重
み係数ｗ1i〜ｗniを掛けて合成した信号を受信信号ＳRX
（ｔ）として出力する。なお、ここでは、アンテナの本
数ｎは４である。
【００２５】さて、以上のような準備の下に、たとえ
ば、１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ1 （ｔ）を抽
出する場合のアダプティブアレイの動作は以下のように
なる。
ば、１番目のユーザが送信した信号Ｓｒｘ1 （ｔ）を抽
出する場合のアダプティブアレイの動作は以下のように
なる。
【００２６】アダプティブアレイ２１００の出力信号ｙ
１（ｔ）は、入力信号ベクトルＸ（ｔ）とウエイトベク
トルＷ1 のベクトルの掛算により、以下のような式で表
わすことができる。
１（ｔ）は、入力信号ベクトルＸ（ｔ）とウエイトベク
トルＷ1 のベクトルの掛算により、以下のような式で表
わすことができる。
【００２７】
【数３】
【００２８】すなわち、ウエイトベクトルＷ1 は、ｊ番
目の入力信号ＲＸj （ｔ）に掛け合わされる重み係数ｗ
j1（ｊ＝１，２，３，４）を要素とするベクトルであ
る。
目の入力信号ＲＸj （ｔ）に掛け合わされる重み係数ｗ
j1（ｊ＝１，２，３，４）を要素とするベクトルであ
る。
【００２９】ここで式（９）のように表わされたｙ１
（ｔ）に対して、式（５）により表現された入力信号ベ
クトルＸ（ｔ）を代入すると、以下のようになる。
（ｔ）に対して、式（５）により表現された入力信号ベ
クトルＸ（ｔ）を代入すると、以下のようになる。
【００３０】
【数４】
【００３１】ここで、アダプティブアレイ２１００が理
想的に動作した場合、周知な方法により、ウエイトベク
トルＷ1 は次の連立方程式を満たすようにウエイトベク
トル制御部２０１１により逐次制御される。
想的に動作した場合、周知な方法により、ウエイトベク
トルＷ1 は次の連立方程式を満たすようにウエイトベク
トル制御部２０１１により逐次制御される。
【００３２】
【数５】
【００３３】式（１２）および式（１３）を満たすよう
にウエイトベクトルＷ1 が完全に制御されると、アダプ
ティブアレイ２１００からの出力信号ｙ１（ｔ）は、結
局以下の式のように表わされる。
にウエイトベクトルＷ1 が完全に制御されると、アダプ
ティブアレイ２１００からの出力信号ｙ１（ｔ）は、結
局以下の式のように表わされる。
【００３４】
【数６】
【００３５】すなわち、出力信号ｙ１（ｔ）には、２人
のユーザのうちの第１番目のユーザが送信した信号Ｓｒ
ｘ1 （ｔ）が得られることになる。
のユーザのうちの第１番目のユーザが送信した信号Ｓｒ
ｘ1 （ｔ）が得られることになる。
【００３６】一方、図１３において、アダプティブアレ
イ２１００に対する入力信号ＳTX（ｔ）は、アダプティ
ブアレイ２１００中の送信部１Ｔに与えられ、乗算器２
０１５−１，２０１５−２，２０１５−３，…，２０１
５−ｎの一方入力に与えられる。これらの乗算器の他方
入力にはそれぞれ、ウエイトベクトル制御部２０１１に
より以上説明したようにして受信信号に基づいて算出さ
れたウエイトベクトルｗ1i，ｗ2i，ｗ3i，…，ｗniがコ
ピーされて印加される。
イ２１００に対する入力信号ＳTX（ｔ）は、アダプティ
ブアレイ２１００中の送信部１Ｔに与えられ、乗算器２
０１５−１，２０１５−２，２０１５−３，…，２０１
５−ｎの一方入力に与えられる。これらの乗算器の他方
入力にはそれぞれ、ウエイトベクトル制御部２０１１に
より以上説明したようにして受信信号に基づいて算出さ
れたウエイトベクトルｗ1i，ｗ2i，ｗ3i，…，ｗniがコ
ピーされて印加される。
【００３７】これらの乗算器によって重み付けされた入
力信号は、対応するスイッチ２０１０−１，２０１０−
２，２０１０−３，…，２０１０−ｎを介して、対応す
るアンテナ♯１，♯２，♯３，…，♯ｎに送られ、送信
される。
力信号は、対応するスイッチ２０１０−１，２０１０−
２，２０１０−３，…，２０１０−ｎを介して、対応す
るアンテナ♯１，♯２，♯３，…，♯ｎに送られ、送信
される。
【００３８】ここで、ユーザＰＳ１，ＰＳ２の識別は以
下に説明するように行なわれる。すなわち、携帯電話機
の電波信号はフレーム構成をとって伝達される。携帯電
話機の電波信号は、大きくは、無線基地局にとって既知
の信号系列からなるプリアンブルと、無線基地局にとっ
て未知の信号系列からなるデータ（音声など）から構成
されている。
下に説明するように行なわれる。すなわち、携帯電話機
の電波信号はフレーム構成をとって伝達される。携帯電
話機の電波信号は、大きくは、無線基地局にとって既知
の信号系列からなるプリアンブルと、無線基地局にとっ
て未知の信号系列からなるデータ（音声など）から構成
されている。
【００３９】プリアンブルの信号系列は、当該ユーザが
無線基地局にとって通話すべき所望のユーザかどうかを
見分けるための情報の信号列を含んでいる。アダプティ
ブアレイ無線基地局１のウエイトベクトル制御部２０１
１は、メモリ２０１４から取出したユーザＡに対応した
ユニークワード信号と、受信した信号系列とを対比し、
ユーザＰＳ１に対応する信号系列を含んでいると思われ
る信号を抽出するようにウエイトベクトル制御（重み係
数の決定）を行なう。
無線基地局にとって通話すべき所望のユーザかどうかを
見分けるための情報の信号列を含んでいる。アダプティ
ブアレイ無線基地局１のウエイトベクトル制御部２０１
１は、メモリ２０１４から取出したユーザＡに対応した
ユニークワード信号と、受信した信号系列とを対比し、
ユーザＰＳ１に対応する信号系列を含んでいると思われ
る信号を抽出するようにウエイトベクトル制御（重み係
数の決定）を行なう。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】通話の確立を行うため
の動作中は、基地局に対して接続要求してきた端末を特
定するための情報が基地局と端末との間でやり取りされ
る。
の動作中は、基地局に対して接続要求してきた端末を特
定するための情報が基地局と端末との間でやり取りされ
る。
【００４１】しかしながら、たとえば、ＰＨＳのシステ
ムなどでは、一旦、通話が確立してしまうと、上述した
ユニークワード信号（ＵＷ信号）中には特にユーザを特
定する情報が含まれていないのが一般的であるために、
基地局は通話を行っている端末を識別することは原理的
にできない。これは、上述したようなＰＤＭＡ方式ばか
りでなく、従来のたとえば、ＴＤＭＡ方式のＰＨＳシス
テムでも同様である。
ムなどでは、一旦、通話が確立してしまうと、上述した
ユニークワード信号（ＵＷ信号）中には特にユーザを特
定する情報が含まれていないのが一般的であるために、
基地局は通話を行っている端末を識別することは原理的
にできない。これは、上述したようなＰＤＭＡ方式ばか
りでなく、従来のたとえば、ＴＤＭＡ方式のＰＨＳシス
テムでも同様である。
【００４２】従来のＴＤＭＡ方式のＰＨＳシステムで
は、隣接する基地局間で、通話中のユーザ同士が入れ替
わってしまったり、特定の基地局との間で通話中の端末
との交信に他の端末からの電波が割り込んでしまったり
することがあることが知られている。このような交信の
不良は、スワップ（ＳＷＡＰ）と呼ばれる。
は、隣接する基地局間で、通話中のユーザ同士が入れ替
わってしまったり、特定の基地局との間で通話中の端末
との交信に他の端末からの電波が割り込んでしまったり
することがあることが知られている。このような交信の
不良は、スワップ（ＳＷＡＰ）と呼ばれる。
【００４３】さらに、上述したＰＤＭＡ方式による移動
体通信システムにおいては、各移動端末装置から送信さ
れた信号が無線基地局に到来する受信タイミング（同期
位置とも称する）は、端末装置の移動による端末装置−
基地局の距離の変化や、電波の伝搬路特性の変動など、
種々の要因により変動する。ＰＤＭＡ方式の移動体通信
システムにおいて同一タイムスロットに複数のユーザの
移動端末装置がパス多重接続している場合において、そ
れぞれの移動端末装置からの受信信号の受信タイミング
が上述の理由により変動して互いに近接したり、場合に
よっては時間的前後関係が交差したりすることがある。
体通信システムにおいては、各移動端末装置から送信さ
れた信号が無線基地局に到来する受信タイミング（同期
位置とも称する）は、端末装置の移動による端末装置−
基地局の距離の変化や、電波の伝搬路特性の変動など、
種々の要因により変動する。ＰＤＭＡ方式の移動体通信
システムにおいて同一タイムスロットに複数のユーザの
移動端末装置がパス多重接続している場合において、そ
れぞれの移動端末装置からの受信信号の受信タイミング
が上述の理由により変動して互いに近接したり、場合に
よっては時間的前後関係が交差したりすることがある。
【００４４】受信タイミングが近づきすぎると、複数の
移動端末装置からの受信信号同士の相関値が高くなり、
アダプティブアレイ処理によるユーザごとの信号抽出の
精度が劣化することになる。このため、各ユーザに対す
る通話特性も劣化することになる。この場合、ＰＨＳで
は、上述したように、各移動端末装置からの受信信号
は、各フレームごとにすべてのユーザに共通の既知のビ
ット列からなる参照信号（ユニークワード信号）区間を
含んでおり、複数ユーザの移動端末装置からの受信信号
の受信タイミングが一致するようなことになれば、受信
信号の参照信号区間が重なってユーザ同士を識別分離す
ることができなくなり、ユーザ間の混信（上述したＳＷ
ＡＰ）を引き起こすこととなる。
移動端末装置からの受信信号同士の相関値が高くなり、
アダプティブアレイ処理によるユーザごとの信号抽出の
精度が劣化することになる。このため、各ユーザに対す
る通話特性も劣化することになる。この場合、ＰＨＳで
は、上述したように、各移動端末装置からの受信信号
は、各フレームごとにすべてのユーザに共通の既知のビ
ット列からなる参照信号（ユニークワード信号）区間を
含んでおり、複数ユーザの移動端末装置からの受信信号
の受信タイミングが一致するようなことになれば、受信
信号の参照信号区間が重なってユーザ同士を識別分離す
ることができなくなり、ユーザ間の混信（上述したＳＷ
ＡＰ）を引き起こすこととなる。
【００４５】さらに、ＰＤＭＡ方式の移動体通信システ
ムにおいて、各タイムスロットに多重接続するユーザの
数、すなわちパス多重度が増大すると、各スロット内に
おける送信タイミング間隔は必然的に狭くなっていき、
その結果、受信タイミングの近接や交差が起こりうる事
態となる。そのような場合には、前述のように、通話特
性が劣化したり、ユーザ間の混信が発生する可能性が生
じてくる。
ムにおいて、各タイムスロットに多重接続するユーザの
数、すなわちパス多重度が増大すると、各スロット内に
おける送信タイミング間隔は必然的に狭くなっていき、
その結果、受信タイミングの近接や交差が起こりうる事
態となる。そのような場合には、前述のように、通話特
性が劣化したり、ユーザ間の混信が発生する可能性が生
じてくる。
【００４６】図１４は、ＰＤＭＡ方式のＰＨＳシステム
のスワップの一つの形態を示す概念図である。
のスワップの一つの形態を示す概念図である。
【００４７】図１４においては、基地局ＣＳ１との間で
１つのパスを通じて通話中のユーザ１の端末ＰＳ１と、
基地局ＣＳ１との間で他のパスを通じて通話中のユーザ
２の端末ＰＳ２との間で交信する信号が入れ替わってし
まった場合を示している。
１つのパスを通じて通話中のユーザ１の端末ＰＳ１と、
基地局ＣＳ１との間で他のパスを通じて通話中のユーザ
２の端末ＰＳ２との間で交信する信号が入れ替わってし
まった場合を示している。
【００４８】また、図１５は、ＰＤＭＡ方式ののＰＨＳ
システムのスワップの他の形態を示す概念図である。
システムのスワップの他の形態を示す概念図である。
【００４９】図１５においては、基地局ＣＳ１との間で
１つのパスを通じて信号ＰＳ１で通話中のユーザ１の端
末ＰＳ１の交信に対して、基地局ＣＳ１との間で他のパ
スを通じて通話中であったユーザ２の端末ＰＳ２からの
信号ＰＳ２が割り込んでしまった場合を示している。
１つのパスを通じて信号ＰＳ１で通話中のユーザ１の端
末ＰＳ１の交信に対して、基地局ＣＳ１との間で他のパ
スを通じて通話中であったユーザ２の端末ＰＳ２からの
信号ＰＳ２が割り込んでしまった場合を示している。
【００５０】以上のようなスワップが起った場合、信号
ＰＳ１と信号ＰＳ２との間では、かけられているスクラ
ンブルが異なるために、本来、交信中のユーザの端末に
は、他の端末に対応する信号は、雑音となって聞こえる
ことになる。
ＰＳ１と信号ＰＳ２との間では、かけられているスクラ
ンブルが異なるために、本来、交信中のユーザの端末に
は、他の端末に対応する信号は、雑音となって聞こえる
ことになる。
【００５１】それゆえに、この発明の目的は、基地局と
の間で交信をす移動体通信端末間でのスワップの発生を
検知して、良好な通信品質を維持することが可能な無線
基地局装置および多重接続制御方法を提供することであ
る。
の間で交信をす移動体通信端末間でのスワップの発生を
検知して、良好な通信品質を維持することが可能な無線
基地局装置および多重接続制御方法を提供することであ
る。
【００５２】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る無線基地局装置は、複数の端末
からの受信信号に対して、空間多重接続を行うための無
線基地局装置であって、複数のアンテナを含むアレイア
ンテナと、複数のアンテナからの信号を受けて所定の端
末からの信号を分離して抽出するためのアダプティブア
レイ処理手段と、複数の端末からの信号のスワップの発
生を検出するためのスワップ検出手段と、スワップ検出
手段によりスワップの発生が検出されることに応じて、
所定時間、複数の端末に対して音声出力を停止させる音
声停止制御信号を送信するための送信制御手段とを備え
る。
るために、本発明に係る無線基地局装置は、複数の端末
からの受信信号に対して、空間多重接続を行うための無
線基地局装置であって、複数のアンテナを含むアレイア
ンテナと、複数のアンテナからの信号を受けて所定の端
末からの信号を分離して抽出するためのアダプティブア
レイ処理手段と、複数の端末からの信号のスワップの発
生を検出するためのスワップ検出手段と、スワップ検出
手段によりスワップの発生が検出されることに応じて、
所定時間、複数の端末に対して音声出力を停止させる音
声停止制御信号を送信するための送信制御手段とを備え
る。
【００５３】好ましくは、受信信号は、時間軸方向に複
数のスロットに分割して伝送され、各スロットにおいて
複数の端末に対し空間多重接続を行うことが可能であっ
て、送信制御手段は、スワップの発生が検知されると、
当該スワップの発生したスロットに空間多重接続する複
数の端末に対して、音声停止制御信号を送信する。
数のスロットに分割して伝送され、各スロットにおいて
複数の端末に対し空間多重接続を行うことが可能であっ
て、送信制御手段は、スワップの発生が検知されると、
当該スワップの発生したスロットに空間多重接続する複
数の端末に対して、音声停止制御信号を送信する。
【００５４】さらに、好ましくは、送信制御手段は、ス
ワップの発生が検知されると、音声停止制御信号を所定
時間送信した後に、受信信号のレベルに応じて、スワッ
プの発生したスロットに空間多重接続する複数の端末に
対して、他のスロットへのチャンネル切換および他の基
地局への送受信対象の切換のいずれかを指示する。
ワップの発生が検知されると、音声停止制御信号を所定
時間送信した後に、受信信号のレベルに応じて、スワッ
プの発生したスロットに空間多重接続する複数の端末に
対して、他のスロットへのチャンネル切換および他の基
地局への送受信対象の切換のいずれかを指示する。
【００５５】さらに、好ましくは、スワップ検出手段
は、所定のタイミングで受信信号の周波数オフセットを
抽出するためのオフセット推定手段と、複数の端末と周
波数オフセットとを対応付けて記憶するための記憶手段
とを含み、スワップ検出手段は、各端末と対応付けられ
た周波数オフセットの値の変化と所定のしきい値との比
較結果に基づいて、スワップの発生を検出する。
は、所定のタイミングで受信信号の周波数オフセットを
抽出するためのオフセット推定手段と、複数の端末と周
波数オフセットとを対応付けて記憶するための記憶手段
とを含み、スワップ検出手段は、各端末と対応付けられ
た周波数オフセットの値の変化と所定のしきい値との比
較結果に基づいて、スワップの発生を検出する。
【００５６】この発明の他の局面に従うと、複数の端末
からの受信信号に対して、空間多重接続を行うための無
線基地局装置であって、複数のアンテナを含むアレイア
ンテナと、複数のアンテナからの信号を受けて所定の端
末からの信号を分離して抽出するためのアダプティブア
レイ処理手段とを備える無線基地局装置における多重接
続制御方法であって、複数の端末からの信号のスワップ
の発生を検出するステップと、スワップの発生が検出さ
れることに応じて、所定時間、複数の端末に対して音声
出力を停止させる音声停止制御信号を送信するステップ
とを備える。
からの受信信号に対して、空間多重接続を行うための無
線基地局装置であって、複数のアンテナを含むアレイア
ンテナと、複数のアンテナからの信号を受けて所定の端
末からの信号を分離して抽出するためのアダプティブア
レイ処理手段とを備える無線基地局装置における多重接
続制御方法であって、複数の端末からの信号のスワップ
の発生を検出するステップと、スワップの発生が検出さ
れることに応じて、所定時間、複数の端末に対して音声
出力を停止させる音声停止制御信号を送信するステップ
とを備える。
【００５７】好ましくは、受信信号は、時間軸方向に複
数のスロットに分割して伝送され、各スロットにおいて
複数の端末に対し空間多重接続を行うことが可能であっ
て、音声停止制御信号は、スワップの発生が検知される
ことに応じて、当該スワップの発生したスロットに空間
多重接続する複数の端末に対して、送信される。
数のスロットに分割して伝送され、各スロットにおいて
複数の端末に対し空間多重接続を行うことが可能であっ
て、音声停止制御信号は、スワップの発生が検知される
ことに応じて、当該スワップの発生したスロットに空間
多重接続する複数の端末に対して、送信される。
【００５８】さらに好ましくは、多重接続制御方法は、
スワップの発生が検知されると、音声停止制御信号を所
定時間送信した後に、受信信号のレベルに応じて、スワ
ップの発生したスロットに空間多重接続する複数の端末
に対して、他のスロットへのチャンネル切換および他の
基地局への送受信対象の切換のいずれかを指示するステ
ップをさらに備える。
スワップの発生が検知されると、音声停止制御信号を所
定時間送信した後に、受信信号のレベルに応じて、スワ
ップの発生したスロットに空間多重接続する複数の端末
に対して、他のスロットへのチャンネル切換および他の
基地局への送受信対象の切換のいずれかを指示するステ
ップをさらに備える。
【００５９】さらに好ましくは、スワップの発生を検出
するステップは、所定のタイミングで受信信号の周波数
オフセットを抽出するステップと、複数の端末と周波数
オフセットとを対応付けて記憶するステップと、各端末
と対応付けられた周波数オフセットの値の変化と所定の
しきい値との比較結果に基づいて、スワップの発生を検
出するステップとを含む。
するステップは、所定のタイミングで受信信号の周波数
オフセットを抽出するステップと、複数の端末と周波数
オフセットとを対応付けて記憶するステップと、各端末
と対応付けられた周波数オフセットの値の変化と所定の
しきい値との比較結果に基づいて、スワップの発生を検
出するステップとを含む。
【００６０】
【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、本発明
の実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す
概略ブロック図である。
の実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構成を示す
概略ブロック図である。
【００６１】図１を参照して、ＳＤＭＡ基地局１０００
は、複数本のアンテナ、たとえば、アンテナ♯１〜♯４
で構成されるアレイアンテナへ送信信号を与え、あるい
は、受信信号を受け取るための送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲ
Ｐ４と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４からの信号を受け
取り、たとえば、ユーザ１に対応する信号の処理を行う
信号処理部ＵＳＰ１と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４か
らの信号を受け取り、ユーザ１に対応する信号の処理を
行う信号処理部ＵＳＰ２と、信号処理部ＵＳＰ１および
ＵＳＰ２からのオフセット周波数信号Δθ１およびΔθ
２に基づいて、スワップの発生を検出するためのＳＷＡ
Ｐ検出部ＳＤＰと、信号処理部ＵＳＰ１およびＵＳＰ２
からの信号に対して復調処理や時分割処理等を行うため
のモデム部ＭＤＰおよびベースバンド部ＢＢＰと、ＳＤ
ＭＡ基地局１０００の動作を制御するための制御部ＣＮ
Ｐとを備える。
は、複数本のアンテナ、たとえば、アンテナ♯１〜♯４
で構成されるアレイアンテナへ送信信号を与え、あるい
は、受信信号を受け取るための送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲ
Ｐ４と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４からの信号を受け
取り、たとえば、ユーザ１に対応する信号の処理を行う
信号処理部ＵＳＰ１と、送受信部ＴＲＰ１〜ＴＲＰ４か
らの信号を受け取り、ユーザ１に対応する信号の処理を
行う信号処理部ＵＳＰ２と、信号処理部ＵＳＰ１および
ＵＳＰ２からのオフセット周波数信号Δθ１およびΔθ
２に基づいて、スワップの発生を検出するためのＳＷＡ
Ｐ検出部ＳＤＰと、信号処理部ＵＳＰ１およびＵＳＰ２
からの信号に対して復調処理や時分割処理等を行うため
のモデム部ＭＤＰおよびベースバンド部ＢＢＰと、ＳＤ
ＭＡ基地局１０００の動作を制御するための制御部ＣＮ
Ｐとを備える。
【００６２】送受信部ＴＲＰ１は、送信時の高周波信号
処理を行うための送信部ＴＰ１と、受信時の高周波信号
処理を行うための受信部ＲＰ１と、アンテナ＃１と送信
部ＴＰ１と受信部ＲＰ１との接続を、送信モードまたは
受信モードであるかに応じて切り替えるためのスイッチ
ＳＷ部ＳＷ１とを含む。他の送受信部ＴＲＰ２〜ＴＲＰ
４の構成も同様である。
処理を行うための送信部ＴＰ１と、受信時の高周波信号
処理を行うための受信部ＲＰ１と、アンテナ＃１と送信
部ＴＰ１と受信部ＲＰ１との接続を、送信モードまたは
受信モードであるかに応じて切り替えるためのスイッチ
ＳＷ部ＳＷ１とを含む。他の送受信部ＴＲＰ２〜ＴＲＰ
４の構成も同様である。
【００６３】なお、以上の説明では、アンテナ数は４本
とし、ユーザとしては、２人であるものとしたが、より
一般に、アンテナ数はＮ本（Ｎ：自然数）であり、ユー
ザは、アンテナ本数に応じた自由度に対応するユーザま
で多重が可能である。
とし、ユーザとしては、２人であるものとしたが、より
一般に、アンテナ数はＮ本（Ｎ：自然数）であり、ユー
ザは、アンテナ本数に応じた自由度に対応するユーザま
で多重が可能である。
【００６４】受信時には、アンテナ♯１〜♯４で受信し
た信号が受信部ＲＰ１〜ＲＰ４に与えられるようにスイ
ッチＳＷ１〜ＳＷ４は切換わる。受信部ＲＰ１〜ＲＰ４
に与えられる受信信号は、そこで、増幅、周波数変換な
どの各種のアナログ信号処理が施され、Ａ／Ｄ変換器
（図示せず）によりデジタル信号に変換されて、ユーザ
信号処理部ＵＳＰに与えられる。
た信号が受信部ＲＰ１〜ＲＰ４に与えられるようにスイ
ッチＳＷ１〜ＳＷ４は切換わる。受信部ＲＰ１〜ＲＰ４
に与えられる受信信号は、そこで、増幅、周波数変換な
どの各種のアナログ信号処理が施され、Ａ／Ｄ変換器
（図示せず）によりデジタル信号に変換されて、ユーザ
信号処理部ＵＳＰに与えられる。
【００６５】ユーザ信号処理部ＵＳＰは、信号処理部Ｕ
ＳＰ１およびＵＳＰ２におけるアダプティブアレイ処理
により、各ユーザの信号を分離抽出する。分離抽出され
た各ユーザの受信信号は、通常のモデム部ＭＤＰおよび
ベースバンド処理部ＢＢＰに与えられて、必要な復調処
理および時分割処理が施され、元の信号に復元されて、
公衆回路網ＰＣＮに供給される。
ＳＰ１およびＵＳＰ２におけるアダプティブアレイ処理
により、各ユーザの信号を分離抽出する。分離抽出され
た各ユーザの受信信号は、通常のモデム部ＭＤＰおよび
ベースバンド処理部ＢＢＰに与えられて、必要な復調処
理および時分割処理が施され、元の信号に復元されて、
公衆回路網ＰＣＮに供給される。
【００６６】一方、送信時には、公衆回路網ＰＣＮから
与えられた送信信号は、ベースバンド処理処理部ＢＢＰ
およびモデム部ＭＤＰに与えられて必要な時分割処理お
よび変調処理が施され、ユーザ信号処理部ＵＳＰに与え
られる。
与えられた送信信号は、ベースバンド処理処理部ＢＢＰ
およびモデム部ＭＤＰに与えられて必要な時分割処理お
よび変調処理が施され、ユーザ信号処理部ＵＳＰに与え
られる。
【００６７】ユーザ信号処理部ＵＳＰにおいては、後述
するように、必要に応じて下り送信指向性が制御され、
送信部ＴＰ１〜ＴＰ４のＤ／Ａ変換器（図示せず）でア
ナログ信号に変換される。
するように、必要に応じて下り送信指向性が制御され、
送信部ＴＰ１〜ＴＰ４のＤ／Ａ変換器（図示せず）でア
ナログ信号に変換される。
【００６８】アナログ信号に変換された送信信号は、送
信部ＴＰ１〜ＴＰ４で、さらに、増幅、周波数変換な
ど、無線送信に必要な各種のアナログ信号処理が施され
る。
信部ＴＰ１〜ＴＰ４で、さらに、増幅、周波数変換な
ど、無線送信に必要な各種のアナログ信号処理が施され
る。
【００６９】送信時には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、
送信部ＴＰ１〜ＴＰ４とアンテナ♯１〜♯４とを接続す
るように切換わり、送信部ＴＰ１〜ＴＰ４で無線信号処
理された送信信号は、アンテナ♯１〜♯４から送信され
る。
送信部ＴＰ１〜ＴＰ４とアンテナ♯１〜♯４とを接続す
るように切換わり、送信部ＴＰ１〜ＴＰ４で無線信号処
理された送信信号は、アンテナ♯１〜♯４から送信され
る。
【００７０】ＳＤＭＡ基地局１０００は、さらに、後に
説明するように、スワップ検出のために端末を一意に識
別するためのデータＰＳ−ＩＤとこの端末の周波数オフ
セットとの対応関係を記録するための記憶部６と、スワ
ップ検出部ＳＤＰからスワップ検出の通知を受けた後、
スワップの検出されたスロット内の端末のすべてに対し
て、ミュート状態（出力音声が無音の状態）を指示する
所定の時間をカウントするためのタイマー部８とを備え
る。
説明するように、スワップ検出のために端末を一意に識
別するためのデータＰＳ−ＩＤとこの端末の周波数オフ
セットとの対応関係を記録するための記憶部６と、スワ
ップ検出部ＳＤＰからスワップ検出の通知を受けた後、
スワップの検出されたスロット内の端末のすべてに対し
て、ミュート状態（出力音声が無音の状態）を指示する
所定の時間をカウントするためのタイマー部８とを備え
る。
【００７１】以下では、ＳＤＭＡ基地局１０００は、上
述したＰＨＳシステムの基地局であるものとして、説明
を行う。
述したＰＨＳシステムの基地局であるものとして、説明
を行う。
【００７２】ＰＨＳの通信方式としては、送信受信のた
めのそれぞれ４スロット（１スロット：６２５μｓ）か
らなる１フレーム（５ｍｓ）を基本単位としたＴＤＭＡ
方式が採用されている。このフレームの構成は、ＳＤＭ
Ａ方式でも同様である。このようなＰＨＳの通信方式
は、たとえば、「第２世代コードレス通話システム」と
して標準化がなされている。
めのそれぞれ４スロット（１スロット：６２５μｓ）か
らなる１フレーム（５ｍｓ）を基本単位としたＴＤＭＡ
方式が採用されている。このフレームの構成は、ＳＤＭ
Ａ方式でも同様である。このようなＰＨＳの通信方式
は、たとえば、「第２世代コードレス通話システム」と
して標準化がなされている。
【００７３】図２は、本発明において、端末とＳＤＭＡ
基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明す
るための概念図である。
基地局１０００との間で授受される信号の構成を説明す
るための概念図である。
【００７４】１フレームの信号は８スロットに分割さ
れ、前半の４スロットがたとえば受信用であり後半の４
スロットがたとえば送信用である。
れ、前半の４スロットがたとえば受信用であり後半の４
スロットがたとえば送信用である。
【００７５】各スロットは１２０シンボルから構成さ
れ、図２に示した例では、たとえば、１フレームの信号
は、１つの受信用および１つの送信用のスロットを１組
として３組のスロットが３ユーザに対する通話チャネル
に、残りの１組のスロットが制御チャネルにそれぞれ割
当てられている。
れ、図２に示した例では、たとえば、１フレームの信号
は、１つの受信用および１つの送信用のスロットを１組
として３組のスロットが３ユーザに対する通話チャネル
に、残りの１組のスロットが制御チャネルにそれぞれ割
当てられている。
【００７６】また、各フレームについては、上述したユ
ニークワード信号（参照信号）区間を含み、巡回符号に
よる誤り検出（ＣＲＣ：cyclic redundancy check）が
可能な構成となっているものとする。
ニークワード信号（参照信号）区間を含み、巡回符号に
よる誤り検出（ＣＲＣ：cyclic redundancy check）が
可能な構成となっているものとする。
【００７７】さらに、同一タイムスロットに複数のユー
ザの移動端末装置がパス多重接続している場合におい
て、それぞれの移動端末装置からの受信信号の受信タイ
ミングをずらすことで各ユーザを識別するために、基地
局１０００から各端末に対しての送信タイミングが、基
準となる送信タイミングからずらされているものとす
る。
ザの移動端末装置がパス多重接続している場合におい
て、それぞれの移動端末装置からの受信信号の受信タイ
ミングをずらすことで各ユーザを識別するために、基地
局１０００から各端末に対しての送信タイミングが、基
準となる送信タイミングからずらされているものとす
る。
【００７８】ＰＨＳシステムでは、同期確立の制御手順
の際に、まず、制御チャネルによるリンクチャネルの確
立が行われた後に、干渉波（Ｕ波：Undesired wave）測
定処理を行ない、さらに割り当てられたチャネルにより
通話条件の設定処理を行った後に通話が開始される。こ
のような手順については、ＰＨＳの規格である第２世代
コードレス通話システム標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−２８
（発行：（社団法人）電波産業界）に詳しく開示されて
いる。
の際に、まず、制御チャネルによるリンクチャネルの確
立が行われた後に、干渉波（Ｕ波：Undesired wave）測
定処理を行ない、さらに割り当てられたチャネルにより
通話条件の設定処理を行った後に通話が開始される。こ
のような手順については、ＰＨＳの規格である第２世代
コードレス通話システム標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−２８
（発行：（社団法人）電波産業界）に詳しく開示されて
いる。
【００７９】図３は、このような通話シーケンスフロー
を示す図である。以下、図３を参照して、簡単にその説
明を行なう。
を示す図である。以下、図３を参照して、簡単にその説
明を行なう。
【００８０】まずＰＨＳ端末からＣチャネル（コントロ
ールチャネル：ＣＣＨ）を用いてリンクチャネル確立要
求信号（ＬＣＨ確立要求信号）を基地局に対し送信す
る。ＰＨＳ基地局は、空きチャネル（空き通話チャネ
ル：空きＴチャネル）を検出し（キャリアセンス）、Ｃ
チャネルを用いて空きＴチャネルを指定するリンクチャ
ネル割当信号（ＬＣＨ割当信号）をＰＨＳ端末側に送信
する。
ールチャネル：ＣＣＨ）を用いてリンクチャネル確立要
求信号（ＬＣＨ確立要求信号）を基地局に対し送信す
る。ＰＨＳ基地局は、空きチャネル（空き通話チャネ
ル：空きＴチャネル）を検出し（キャリアセンス）、Ｃ
チャネルを用いて空きＴチャネルを指定するリンクチャ
ネル割当信号（ＬＣＨ割当信号）をＰＨＳ端末側に送信
する。
【００８１】ＰＨＳ端末側では、ＰＨＳ基地局から受信
したリンクチャネル情報に基づき、指定されたＴチャネ
ルに、ある一定以上のパワーの干渉波信号が受信されて
いないか測定（Ｕ波測定）し、一定のパワー以上の干渉
波信号が検出されない場合、すなわち、他のＰＨＳ基地
局がこの指定されたＴチャネルを使用していない場合に
は、指定されたＴチャネルを用いて同期バースト信号を
基地局に送信し、基地局からも同期バースト信号を端末
側に返信して同期確立を完了する。
したリンクチャネル情報に基づき、指定されたＴチャネ
ルに、ある一定以上のパワーの干渉波信号が受信されて
いないか測定（Ｕ波測定）し、一定のパワー以上の干渉
波信号が検出されない場合、すなわち、他のＰＨＳ基地
局がこの指定されたＴチャネルを使用していない場合に
は、指定されたＴチャネルを用いて同期バースト信号を
基地局に送信し、基地局からも同期バースト信号を端末
側に返信して同期確立を完了する。
【００８２】一方、指定されたＴチャネルに、ある一定
以上のパワーの干渉波信号が検出されていた場合、すな
わち他のＰＨＳ基地局により使用中の場合には、ＰＨＳ
端末は再度リンクチャネル確立要求信号から制御手順を
繰返すことになる。
以上のパワーの干渉波信号が検出されていた場合、すな
わち他のＰＨＳ基地局により使用中の場合には、ＰＨＳ
端末は再度リンクチャネル確立要求信号から制御手順を
繰返すことになる。
【００８３】このようにして、ＰＨＳシステムにおいて
は、干渉波が小さく良好な通信特性が得られるチャネル
を用いて、端末と基地局との間で通信チャネルの接続が
行なわれている。
は、干渉波が小さく良好な通信特性が得られるチャネル
を用いて、端末と基地局との間で通信チャネルの接続が
行なわれている。
【００８４】同期バーストにより、基地局と端末との間
の同期が確立すると、制御信号用のスロットによる制御
チャネル（Fast Associated Control Channel : FACC
H）や、後に説明するように各スロットに含まれる信号
による制御チャネル（Slow Associated Control Channe
l : SACCH）を通じて、通話条件の設定が基地局と端末
との間で行われる。ここで、「通話条件の設定」とは、
「呼の設定」や通話チャネルの「機能の設定」や、スク
ランブル用の「秘匿鍵」の設定や、「端末の認証」など
の手続きを行うことを意味する。
の同期が確立すると、制御信号用のスロットによる制御
チャネル（Fast Associated Control Channel : FACC
H）や、後に説明するように各スロットに含まれる信号
による制御チャネル（Slow Associated Control Channe
l : SACCH）を通じて、通話条件の設定が基地局と端末
との間で行われる。ここで、「通話条件の設定」とは、
「呼の設定」や通話チャネルの「機能の設定」や、スク
ランブル用の「秘匿鍵」の設定や、「端末の認証」など
の手続きを行うことを意味する。
【００８５】このような「通話条件の設定」の後に、基
地局と端末との間で、割り当てられたチャンネルを介し
て、通話のための通信が行われる。
地局と端末との間で、割り当てられたチャンネルを介し
て、通話のための通信が行われる。
【００８６】図４は、図２に示した送受信信号の構成を
より詳しく説明するための概念図である。
より詳しく説明するための概念図である。
【００８７】図４を参照して、１フレーム（５ｍｓｅ
ｃ）の間に、上述したとおり、受信用の４スロットと、
それに後続する送信用の４スロットが含まれている。
ｃ）の間に、上述したとおり、受信用の４スロットと、
それに後続する送信用の４スロットが含まれている。
【００８８】１スロットは、１２０シンボル（２４０ビ
ット）の信号からなる。この１スロットは、その先頭部
分は既知の信号列を含み、それに続いて、音声などのデ
ータ信号を含んでいる。
ット）の信号からなる。この１スロットは、その先頭部
分は既知の信号列を含み、それに続いて、音声などのデ
ータ信号を含んでいる。
【００８９】まず、基地局から端末に対して送られる
「下り同期バースト」について説明する。
「下り同期バースト」について説明する。
【００９０】下り同期バーストの「既知の信号列」とし
ては、その先頭に存在する、信号が立上る（あるいは立
下がる）ため時間に対応するランプビットＲに続いて、
有意なデータの始まりを示すスタートシンボルＳＳや、
端末が同期をとるために使用するプリアンブル信号ＰＲ
や、アダプティブアレイ処理を行なうにあたり、参照信
号として用いられるユニークワードＵＷや、チャネル種
別を表わす信号ＣＩ等が含まれている。
ては、その先頭に存在する、信号が立上る（あるいは立
下がる）ため時間に対応するランプビットＲに続いて、
有意なデータの始まりを示すスタートシンボルＳＳや、
端末が同期をとるために使用するプリアンブル信号ＰＲ
や、アダプティブアレイ処理を行なうにあたり、参照信
号として用いられるユニークワードＵＷや、チャネル種
別を表わす信号ＣＩ等が含まれている。
【００９１】次に、下り同期バーストの「データ信号」
としては、上記信号ＣＩの後ろに、基地局を識別するた
めのデータＣＳ−ＩＤと、端末を一意に識別するための
データＰＳ−ＩＤとが含まれる。これらデータ信号に続
いて、誤り検出符号ＣＲＣが設けられる。
としては、上記信号ＣＩの後ろに、基地局を識別するた
めのデータＣＳ−ＩＤと、端末を一意に識別するための
データＰＳ−ＩＤとが含まれる。これらデータ信号に続
いて、誤り検出符号ＣＲＣが設けられる。
【００９２】次に、基地局から端末に対して送られる
「下りＦＡＣＣＨ」について説明する。
「下りＦＡＣＣＨ」について説明する。
【００９３】下りＦＡＣＣＨの「既知の信号列」として
も、その先頭に存在する、ランプビットＲに続いて、ス
タートシンボルＳＳや、プリアンブル信号ＰＲや、ユニ
ークワードＵＷや、チャネル種別を表わす信号ＣＩ等が
含まれている。
も、その先頭に存在する、ランプビットＲに続いて、ス
タートシンボルＳＳや、プリアンブル信号ＰＲや、ユニ
ークワードＵＷや、チャネル種別を表わす信号ＣＩ等が
含まれている。
【００９４】次に、下りＦＡＣＣＨの「データ信号」と
しては、上記信号ＣＩの後ろに、上述したＳＡＣＣＨ信
号ＳＡと、制御情報としてのＦＡＣＣＨ信号とが含まれ
る。これらデータ信号に続いて、やはり、誤り検出符号
ＣＲＣが設けられる。
しては、上記信号ＣＩの後ろに、上述したＳＡＣＣＨ信
号ＳＡと、制御情報としてのＦＡＣＣＨ信号とが含まれ
る。これらデータ信号に続いて、やはり、誤り検出符号
ＣＲＣが設けられる。
【００９５】最後に、基地局から端末に対して送られる
通話情報を伝達するための「下りＴチャネル（ＴＣ
Ｈ）」について説明する。
通話情報を伝達するための「下りＴチャネル（ＴＣ
Ｈ）」について説明する。
【００９６】下りＴＣＨの「既知の信号列」の構成は、
下りＦＡＣＣＨと同様である。さらに、下りＴＣＨの
「データ信号」としては、下りＦＡＣＣＨと同様に、上
記信号ＣＩの後ろに、上述したＳＡＣＣＨ信号ＳＡが含
まれ、ＦＡＣＣＨ信号の代わりに通話情報Ｉが含まれ
る。これらデータ信号に続いて、やはり、誤り検出符号
ＣＲＣが設けられる。
下りＦＡＣＣＨと同様である。さらに、下りＴＣＨの
「データ信号」としては、下りＦＡＣＣＨと同様に、上
記信号ＣＩの後ろに、上述したＳＡＣＣＨ信号ＳＡが含
まれ、ＦＡＣＣＨ信号の代わりに通話情報Ｉが含まれ
る。これらデータ信号に続いて、やはり、誤り検出符号
ＣＲＣが設けられる。
【００９７】したがって、下りＦＡＣＣＨと下りＴＣＨ
とは、データ信号として、ＦＡＣＣＨ情報が含まれる
か、あるいは通話情報Ｉが含まれるかが相違するもの
の、その他の構成は基本的に同様である。
とは、データ信号として、ＦＡＣＣＨ情報が含まれる
か、あるいは通話情報Ｉが含まれるかが相違するもの
の、その他の構成は基本的に同様である。
【００９８】また、以上の説明では、下り信号について
説明したが、ＳＤＭＡ基地局１０００が受信する上りの
信号も基本的には同様の構成を有する。
説明したが、ＳＤＭＡ基地局１０００が受信する上りの
信号も基本的には同様の構成を有する。
【００９９】［周波数オフセットの検出の構成］まず、
本発明に係るＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明する
前提として、スワップ検出部ＳＤＰの構成および動作に
ついて説明する。
本発明に係るＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明する
前提として、スワップ検出部ＳＤＰの構成および動作に
ついて説明する。
【０１００】携帯電話等において送受信に用いられる変
調方式としては、一般にＰＳＫ変調を基調とする変調方
式のＱＰＳＫ変調等が用いられる。
調方式としては、一般にＰＳＫ変調を基調とする変調方
式のＱＰＳＫ変調等が用いられる。
【０１０１】ＰＳＫ変調では、搬送波に同期した信号を
受信信号に積算することによる検波を行なう同期検波が
一般に行なわれる。
受信信号に積算することによる検波を行なう同期検波が
一般に行なわれる。
【０１０２】同期検波においては、変調波中心周波数に
同期した複素共役搬送波を局部発振器により生成する。
しかし、同期検波を行なう場合、通常、送信側と受信側
の発振器には周波数オフセットと呼ばれる周波数誤差が
存在する。この誤差によって、受信機側においては、受
信信号をＩＱ平面上に表わした場合、受信信号点の位置
が回転してしまう。このため、周波数オフセットを補償
しなければ同期検波を行なうことが困難である。
同期した複素共役搬送波を局部発振器により生成する。
しかし、同期検波を行なう場合、通常、送信側と受信側
の発振器には周波数オフセットと呼ばれる周波数誤差が
存在する。この誤差によって、受信機側においては、受
信信号をＩＱ平面上に表わした場合、受信信号点の位置
が回転してしまう。このため、周波数オフセットを補償
しなければ同期検波を行なうことが困難である。
【０１０３】このような周波数オフセットは、上述した
ような送受信期間の局部発振周波数の精度のみならず、
設定誤差、温度変動、経時変化等により発生し、受信機
に入力される信号にキャリア周波数成分が残留すること
により、受信特性が急激に劣化してしまうという問題が
生じる。
ような送受信期間の局部発振周波数の精度のみならず、
設定誤差、温度変動、経時変化等により発生し、受信機
に入力される信号にキャリア周波数成分が残留すること
により、受信特性が急激に劣化してしまうという問題が
生じる。
【０１０４】このようなキャリア（搬送波）周波数オフ
セットを検出して補償することが必要となる。本発明に
おいては、以下に説明するように、この検出された周波
数オフセットの値を用いてスワップの発生を検出する。
セットを検出して補償することが必要となる。本発明に
おいては、以下に説明するように、この検出された周波
数オフセットの値を用いてスワップの発生を検出する。
【０１０５】すなわち、ＳＤＭＡ基地局１０００は、リ
ンク確立時に、端末からの同期バーストを受信すると、
この同期バースト中に含まれる端末を特定するためのデ
ータＰＳ−ＩＤと、その端末の周波数オフセットの値と
を対応付けて、記憶部６に記録する。端末の発振周波数
と基地局の発振周波数のずれである周波数オフセットの
値は、短時間で見るとその変動は小さく、端末固有の値
とみなすことができる。
ンク確立時に、端末からの同期バーストを受信すると、
この同期バースト中に含まれる端末を特定するためのデ
ータＰＳ−ＩＤと、その端末の周波数オフセットの値と
を対応付けて、記憶部６に記録する。端末の発振周波数
と基地局の発振周波数のずれである周波数オフセットの
値は、短時間で見るとその変動は小さく、端末固有の値
とみなすことができる。
【０１０６】通話中も、ＳＤＭＡ基地局１０００は、端
末からの信号を受信するたびに周波数オフセットを計算
する。
末からの信号を受信するたびに周波数オフセットを計算
する。
【０１０７】ＳＤＭＡ基地局１０００は、当該スロット
に受信エラーがなく、かつ、そのスロットにおける周波
数オフセットの値が、記憶している周波数オフセットの
値と比較して所定のしきい値以内であれば、通話中の端
末からの信号であるとみなして、記憶している当該端末
についての周波数オフセットの値を更新する。一方、Ｓ
ＤＭＡ基地局１０００のスワップ検出部ＳＤＰは、受信
エラーがあり、かつ周波数オフセットの値が所定のしき
い値を超えて変動していれば、スワップが発生している
ものと判定する。
に受信エラーがなく、かつ、そのスロットにおける周波
数オフセットの値が、記憶している周波数オフセットの
値と比較して所定のしきい値以内であれば、通話中の端
末からの信号であるとみなして、記憶している当該端末
についての周波数オフセットの値を更新する。一方、Ｓ
ＤＭＡ基地局１０００のスワップ検出部ＳＤＰは、受信
エラーがあり、かつ周波数オフセットの値が所定のしき
い値を超えて変動していれば、スワップが発生している
ものと判定する。
【０１０８】以下、さらに詳しく説明する。図５は、図
１に示したユーザ１信号処理部ＵＳＰ１の構成を示す概
略ブロック図である。なお、ユーザ２信号処理部ＵＳＰ
２も同様の構成を有する。
１に示したユーザ１信号処理部ＵＳＰ１の構成を示す概
略ブロック図である。なお、ユーザ２信号処理部ＵＳＰ
２も同様の構成を有する。
【０１０９】なお、図１に示したユーザ信号処理部ＵＳ
Ｐおよび制御部ＣＮＰの処理は、実際には、デジタルシ
グナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いてソフトウェアで実
現される。
Ｐおよび制御部ＣＮＰの処理は、実際には、デジタルシ
グナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いてソフトウェアで実
現される。
【０１１０】図５を参照して、ユーザ１信号処理部ＵＳ
Ｐ１は、アンテナ♯１〜♯４からの信号が受信部ＲＰ１
〜ＲＰ４においてデジタル信号に変換された受信信号ベ
クトルＸ（ｔ）をそれぞれ受けて、ウェイトベクトルＷ
（ｔ）の要素と各々乗算するための乗算器１２−１〜１
２−４と、乗算器１２−１〜１２−４の出力を受けて加
算し受信信号ｙ（ｔ）として出力する加算器１４と、加
算器１４の出力を受けて、受信信号が１スロットの信号
のうち参照信号が存在する区間を受信中であるか参照信
号がない区間（データ部）を受信中であるか否かを検出
する判定部４０と、１スロットの信号中に含まれるシン
ボル（たとえば１２０シンボル）のうちプリアンブルに
含まれる参照信号を予め保持し信号ｄ（ｔ）として出力
するメモリ３０と、メモリ３０からの出力と、信号ｙ
（ｔ）とを受けて、判定部４０に制御されて、周波数オ
フセットΔθを検出するための周波数オフセット推定部
１６と、受信信号ベクトルＸ（ｔ）と周波数オフセット
推定部１６からの出力とを受けて、周知のアダプティブ
アレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出す
るためのウェイト計算部１０とを備える。
Ｐ１は、アンテナ♯１〜♯４からの信号が受信部ＲＰ１
〜ＲＰ４においてデジタル信号に変換された受信信号ベ
クトルＸ（ｔ）をそれぞれ受けて、ウェイトベクトルＷ
（ｔ）の要素と各々乗算するための乗算器１２−１〜１
２−４と、乗算器１２−１〜１２−４の出力を受けて加
算し受信信号ｙ（ｔ）として出力する加算器１４と、加
算器１４の出力を受けて、受信信号が１スロットの信号
のうち参照信号が存在する区間を受信中であるか参照信
号がない区間（データ部）を受信中であるか否かを検出
する判定部４０と、１スロットの信号中に含まれるシン
ボル（たとえば１２０シンボル）のうちプリアンブルに
含まれる参照信号を予め保持し信号ｄ（ｔ）として出力
するメモリ３０と、メモリ３０からの出力と、信号ｙ
（ｔ）とを受けて、判定部４０に制御されて、周波数オ
フセットΔθを検出するための周波数オフセット推定部
１６と、受信信号ベクトルＸ（ｔ）と周波数オフセット
推定部１６からの出力とを受けて、周知のアダプティブ
アレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出す
るためのウェイト計算部１０とを備える。
【０１１１】ここで、受信信号ベクトルＸ（ｔ）は４本
のアンテナのそれぞれからの信号を要素とするベクトル
である。
のアンテナのそれぞれからの信号を要素とするベクトル
である。
【０１１２】加算器１４による複素乗算和の結果である
アレイ出力信号ｙ（ｔ）は、復調部４２によって、ビッ
トデータへの復調およびエラー判定がなされた後、分離
抽出されたユーザ１からの受信信号として、モデム部Ｍ
ＤＰに供給される。
アレイ出力信号ｙ（ｔ）は、復調部４２によって、ビッ
トデータへの復調およびエラー判定がなされた後、分離
抽出されたユーザ１からの受信信号として、モデム部Ｍ
ＤＰに供給される。
【０１１３】同様に、ユーザ２信号処理部ＵＳＰ２から
は、分離抽出されたユーザ２からの受信信号がモデム部
ＭＤＰに供給される。
は、分離抽出されたユーザ２からの受信信号がモデム部
ＭＤＰに供給される。
【０１１４】受信ウェイトベクトル計算部１０では、Ｒ
ＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムやＳＭ
Ｉ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムのような
アダプティブアレイアルゴリズムを使用している。
ＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムやＳＭ
Ｉ（Sample Matrix Inversion）アルゴリズムのような
アダプティブアレイアルゴリズムを使用している。
【０１１５】このようなＲＬＳアルゴリズムやＳＭＩア
ルゴリズムは、アダプティブアレイ処理の分野では周知
の技術であり、文献１：菊間信良著の「アレーアンテナ
による適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第
４９頁の「第３章 ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳
細に説明されているので、ここではその説明を省略す
る。
ルゴリズムは、アダプティブアレイ処理の分野では周知
の技術であり、文献１：菊間信良著の「アレーアンテナ
による適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第
４９頁の「第３章 ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳
細に説明されているので、ここではその説明を省略す
る。
【０１１６】一方、図１のモデム部ＭＤＰからの送信信
号が、送信信号変調部４４によって変調され、乗算器１
５−１〜１５−４のそれぞれの一方入力端子に与えら
れ、乗算器１５−１〜１５−４のそれぞれの他方入力端
子には、通常の空間多重接続による通信中においては、
受信ウェイトベクトル計算部１０で計算された受信ウェ
イトベクトルが、基本的には送信ウェイトベクトル計算
部１７でコピーされて、送信ウェイトベクトルとして印
加される。
号が、送信信号変調部４４によって変調され、乗算器１
５−１〜１５−４のそれぞれの一方入力端子に与えら
れ、乗算器１５−１〜１５−４のそれぞれの他方入力端
子には、通常の空間多重接続による通信中においては、
受信ウェイトベクトル計算部１０で計算された受信ウェ
イトベクトルが、基本的には送信ウェイトベクトル計算
部１７でコピーされて、送信ウェイトベクトルとして印
加される。
【０１１７】したがって、受信時と同じアンテナ＃１〜
＃４を介して送信される信号には、受信信号と同様に特
定の端末をターゲットとするウェイトベクトルによる重
み付けがされているため、これらのアンテナから送信さ
れた電波信号は、原則として、この特定の端末をターゲ
ットとする送信指向性をもって送出されることになる。
＃４を介して送信される信号には、受信信号と同様に特
定の端末をターゲットとするウェイトベクトルによる重
み付けがされているため、これらのアンテナから送信さ
れた電波信号は、原則として、この特定の端末をターゲ
ットとする送信指向性をもって送出されることになる。
【０１１８】ただし、この送信ウェイトベクトル計算部
１７から出力される送信ウェイトベクトルの値は、スワ
ップ検出部ＳＤＰの検出結果に応じて送信指向性制御装
置１８の制御により変更される。すなわち、送信指向性
制御装置１８は、制御部ＣＮＰの制御を受けて、スワッ
プが検出された場合に、後に説明するように、各端末へ
のチャネルの切替やハンドオーバーを指示するための制
御信号を送出する際に送信指向性を変更するための処理
を行う。
１７から出力される送信ウェイトベクトルの値は、スワ
ップ検出部ＳＤＰの検出結果に応じて送信指向性制御装
置１８の制御により変更される。すなわち、送信指向性
制御装置１８は、制御部ＣＮＰの制御を受けて、スワッ
プが検出された場合に、後に説明するように、各端末へ
のチャネルの切替やハンドオーバーを指示するための制
御信号を送出する際に送信指向性を変更するための処理
を行う。
【０１１９】図６は、図５に示した周波数オフセット推
定部１６の構成を説明するための概略ブロック図であ
る。
定部１６の構成を説明するための概略ブロック図であ
る。
【０１２０】図６を参照して、周波数オフセット推定部
１６は、加算器１４の出力ｙ（ｔ）を判定部４０を介し
て受けて、信号ｙ（ｔ）の位相をＩＱ平面上の所定の位
相点に強制的に同期させるための強制位相同期処理部２
０を含む。
１６は、加算器１４の出力ｙ（ｔ）を判定部４０を介し
て受けて、信号ｙ（ｔ）の位相をＩＱ平面上の所定の位
相点に強制的に同期させるための強制位相同期処理部２
０を含む。
【０１２１】ここで、たとえば、信号ｙ（ｔ）は複数の
端末のうち所望の端末からの信号を抽出した信号であ
り、たとえば、ＱＰＳＫ変調された信号であるものとす
る。したがって、強制位相同期処理部２０は、ＱＰＳＫ
変調された信号のＩＱ平面上の所定の位相に対応する信
号点に強制的に同期させる処理を行なうことになる。
端末のうち所望の端末からの信号を抽出した信号であ
り、たとえば、ＱＰＳＫ変調された信号であるものとす
る。したがって、強制位相同期処理部２０は、ＱＰＳＫ
変調された信号のＩＱ平面上の所定の位相に対応する信
号点に強制的に同期させる処理を行なうことになる。
【０１２２】以下では、強制位相同期処理部２０から出
力される信号をレプリカ信号ｄ′（ｔ）と呼ぶことにす
る。
力される信号をレプリカ信号ｄ′（ｔ）と呼ぶことにす
る。
【０１２３】周波数オフセット推定部１６は、さらに、
強制位相同期処理部からのレプリカ信号ｄ′（ｔ）とメ
モリ３０からの参照信号ｄ（ｔ）とを受けて、判定部４
０により制御されて、いずれか一方を出力するスイッチ
回路５０と、スイッチ回路５０からの出力と加算器１４
からの出力の符号を反転させた上で加算するための加算
器７０とを備える。受信ウェイトベクトル計算部１０
は、加算器７０からの出力を受けて、周知のアダプティ
ブアレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出
する。
強制位相同期処理部からのレプリカ信号ｄ′（ｔ）とメ
モリ３０からの参照信号ｄ（ｔ）とを受けて、判定部４
０により制御されて、いずれか一方を出力するスイッチ
回路５０と、スイッチ回路５０からの出力と加算器１４
からの出力の符号を反転させた上で加算するための加算
器７０とを備える。受信ウェイトベクトル計算部１０
は、加算器７０からの出力を受けて、周知のアダプティ
ブアレイ処理により、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出
する。
【０１２４】周波数オフセット推定部１６は、さらに、
加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）の符号を反
転させた信号と、スイッチ回路５０から出力される参照
信号ｄ（ｔ）またはレプリカ信号ｄ′（ｔ）とを加算す
る加算器８０と、スイッチ回路５０からの出力を受けて
複素共役の信号ｄ*（ｔ）複素共役処理部６０と、複素
共役処理部６０の出力と加算器８０の出力とを乗算する
ための乗算器９０と、乗算器９０の出力を受けてその虚
数部を抽出することで、周波数オフセットΔθ１を抽出
するオフセット抽出部１００とを備える。
加算器７０から出力される誤差信号ｅ（ｔ）の符号を反
転させた信号と、スイッチ回路５０から出力される参照
信号ｄ（ｔ）またはレプリカ信号ｄ′（ｔ）とを加算す
る加算器８０と、スイッチ回路５０からの出力を受けて
複素共役の信号ｄ*（ｔ）複素共役処理部６０と、複素
共役処理部６０の出力と加算器８０の出力とを乗算する
ための乗算器９０と、乗算器９０の出力を受けてその虚
数部を抽出することで、周波数オフセットΔθ１を抽出
するオフセット抽出部１００とを備える。
【０１２５】以上のような構成により、アレイアンテナ
により受信した信号から周波数オフセットを推定するこ
とが可能となる。
により受信した信号から周波数オフセットを推定するこ
とが可能となる。
【０１２６】［スワップ発生検出の構成］
（周波数オフセット値によるスワップ発生の検出）この
周波数オフセット値は、各端末の発信器に特有の値を持
つので、通常であれば周波数オフセットの推定値が短時
間に大きく変動することはない。しかしながら、ユーザ
の端末間でスワップが生じた場合には、周波数オフセッ
トの推定値の入れ替わり、もしくは、急変が起ることに
なる。したがって、ＳＷＡＰ検出部ＳＤＰは、この周波
数オフセット値を受信ごとにモニタすることにより、こ
の値の変化が所定のしきい値を超えたかどうかにより、
スワップの発生を検出することが可能となる。
周波数オフセット値は、各端末の発信器に特有の値を持
つので、通常であれば周波数オフセットの推定値が短時
間に大きく変動することはない。しかしながら、ユーザ
の端末間でスワップが生じた場合には、周波数オフセッ
トの推定値の入れ替わり、もしくは、急変が起ることに
なる。したがって、ＳＷＡＰ検出部ＳＤＰは、この周波
数オフセット値を受信ごとにモニタすることにより、こ
の値の変化が所定のしきい値を超えたかどうかにより、
スワップの発生を検出することが可能となる。
【０１２７】（エラー分布によるスワップの検出）図２
において説明したとおり、同一タイムスロットに複数の
ユーザの移動端末装置がパス多重接続している場合にお
いて、各ユーザを識別するために、それぞれの移動端末
装置からの受信信号の受信タイミングは、正常な受信中
ではたとえば、時間Δｔだけずれている。
において説明したとおり、同一タイムスロットに複数の
ユーザの移動端末装置がパス多重接続している場合にお
いて、各ユーザを識別するために、それぞれの移動端末
装置からの受信信号の受信タイミングは、正常な受信中
ではたとえば、時間Δｔだけずれている。
【０１２８】図７は、このような信号ＰＳ１と信号ＰＳ
２の受信タイミングを示す概念図である。
２の受信タイミングを示す概念図である。
【０１２９】図７に示すように、たとえば、ユーザの割
り込みによるスワップが発生すると、端末ＰＳ２は、端
末ＰＳ１向けの信号を自分への信号と誤認してしまうた
めに、端末ＰＳ２は、端末ＰＳ１が送信するべきタイミ
ングで上り信号を送出することになる。このため、端末
ＰＳ１からの受信信号と端末ＰＳ２からの受信信号に、
受信タイミングのずれがなくなってしまう。
り込みによるスワップが発生すると、端末ＰＳ２は、端
末ＰＳ１向けの信号を自分への信号と誤認してしまうた
めに、端末ＰＳ２は、端末ＰＳ１が送信するべきタイミ
ングで上り信号を送出することになる。このため、端末
ＰＳ１からの受信信号と端末ＰＳ２からの受信信号に、
受信タイミングのずれがなくなってしまう。
【０１３０】このようなスワップの発生した状態では、
ＳＤＭＡ基地局１０００からみると割り込んだユーザＰ
Ｓ２がいなくなったように見えるために、ユーザＰＳ２
については、参照信号エラー（ＵＷエラー）が発生す
る。
ＳＤＭＡ基地局１０００からみると割り込んだユーザＰ
Ｓ２がいなくなったように見えるために、ユーザＰＳ２
については、参照信号エラー（ＵＷエラー）が発生す
る。
【０１３１】一方、割り込まれたユーザＰＳ１の方で
は、ユニークワード信号は信号ＰＳ１と信号ＰＳ２で一
致するために、ＵＷエラーは発生しないものの、情報デ
ータ（音声信号等）については、信号ＰＳ１と信号ＰＳ
２とが互いに異なるために、ユーザＰＳ１の信号につい
て受信エラー（ＣＲＣエラー）が頻発するようになる。
は、ユニークワード信号は信号ＰＳ１と信号ＰＳ２で一
致するために、ＵＷエラーは発生しないものの、情報デ
ータ（音声信号等）については、信号ＰＳ１と信号ＰＳ
２とが互いに異なるために、ユーザＰＳ１の信号につい
て受信エラー（ＣＲＣエラー）が頻発するようになる。
【０１３２】したがって、ユーザ２人が空間多重により
通信している場合に、一方のユーザについては、ＵＷエ
ラーが発生し、他方のユーザについては、ＣＲＣエラー
が発生しているならば、上述したオフセット周波数の値
の変化と併せて、スワップが発生したものと判定でき
る。
通信している場合に、一方のユーザについては、ＵＷエ
ラーが発生し、他方のユーザについては、ＣＲＣエラー
が発生しているならば、上述したオフセット周波数の値
の変化と併せて、スワップが発生したものと判定でき
る。
【０１３３】上述した例では、たとえば、ユーザＰＳ２
については、ＵＷエラーは１００％発生することにな
り、ユーザＰＳ１については、ＣＲＣエラーが５０％の
頻度で発生するというような事態が発生しうる。このよ
うな事態は、正常な送受信が行われている限り、発生し
得ないものである。
については、ＵＷエラーは１００％発生することにな
り、ユーザＰＳ１については、ＣＲＣエラーが５０％の
頻度で発生するというような事態が発生しうる。このよ
うな事態は、正常な送受信が行われている限り、発生し
得ないものである。
【０１３４】［スワップ検出後の基地局１０００の動
作］図８は、図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００がス
ワップを検出した場合の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
作］図８は、図１に示したＳＤＭＡ基地局１０００がス
ワップを検出した場合の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
【０１３５】ＳＤＭＡ基地局１０００は、スワップが検
出されると（ステップＳ１００）、そのスワップの検出
されたスロットで接続するユーザの端末に対して、通話
情報の代わりに特に意味を持たないＦＡＣＣＨ信号の送
出を行う。端末の側では、受信した信号がＦＡＣＣＨ信
号であることを検知すると、その間は、通話情報が送信
されてきていないものとして、ミュート状態（無音状
態）となる（ステップＳ１０２）。ＳＤＭＡ基地局１０
００では、スワップ検出後、タイマー部８が、スワップ
検出からの経過時間をカウントしている。
出されると（ステップＳ１００）、そのスワップの検出
されたスロットで接続するユーザの端末に対して、通話
情報の代わりに特に意味を持たないＦＡＣＣＨ信号の送
出を行う。端末の側では、受信した信号がＦＡＣＣＨ信
号であることを検知すると、その間は、通話情報が送信
されてきていないものとして、ミュート状態（無音状
態）となる（ステップＳ１０２）。ＳＤＭＡ基地局１０
００では、スワップ検出後、タイマー部８が、スワップ
検出からの経過時間をカウントしている。
【０１３６】続いて、スワップ状態から復帰しているか
の判定を行う（ステップＳ１０３）。スワップが発生し
ている状態は、通信システムとしては、不安定な状態で
あるために、所定時間内にスワップが解消し、もとの状
態に復帰している可能性がある。したがって、スワップ
状態から復帰していれば、タイマ部８をオフ状態として
（ステップＳ１０４）、処理は終了する（ステップＳ１
１２）。
の判定を行う（ステップＳ１０３）。スワップが発生し
ている状態は、通信システムとしては、不安定な状態で
あるために、所定時間内にスワップが解消し、もとの状
態に復帰している可能性がある。したがって、スワップ
状態から復帰していれば、タイマ部８をオフ状態として
（ステップＳ１０４）、処理は終了する（ステップＳ１
１２）。
【０１３７】一方、ステップＳ１０３においてスワップ
状態から復帰していない場合、さらに、タイマ部８のカ
ウントが所定時間に達していなければ（ステップＳ１０
５）、処理はステップＳ１０２に復帰する。
状態から復帰していない場合、さらに、タイマ部８のカ
ウントが所定時間に達していなければ（ステップＳ１０
５）、処理はステップＳ１０２に復帰する。
【０１３８】一方、ステップＳ１０５において、所定の
時間が経過したと判断されると、続いて、当該スロット
において受信レベルが規定の値よりも小さいか否かの判
定が行われる（ステップＳ１０６）。
時間が経過したと判断されると、続いて、当該スロット
において受信レベルが規定の値よりも小さいか否かの判
定が行われる（ステップＳ１０６）。
【０１３９】ステップＳ１０６において、受信レベルが
規定の値以上であると判断されると、スワップの発生し
ている端末は、両方とも、基地局１０００から遠い位置
ではないと推定されるので、基地局１０００と当該スロ
ットで交信中の全ての端末に対して、他のスロットに通
信チャネル（ＴＣＨ）の切替を行うように指示する（ス
テップＳ１０８）。このようにすれば、当該スロットで
交信していた全ての端末が他のスロットで改めて通信を
始めるので、スワップにより、各端末に発生していた雑
音が鳴り止むことになる。これにより、スワップへの対
処が終了する（ステップＳ１１２）。
規定の値以上であると判断されると、スワップの発生し
ている端末は、両方とも、基地局１０００から遠い位置
ではないと推定されるので、基地局１０００と当該スロ
ットで交信中の全ての端末に対して、他のスロットに通
信チャネル（ＴＣＨ）の切替を行うように指示する（ス
テップＳ１０８）。このようにすれば、当該スロットで
交信していた全ての端末が他のスロットで改めて通信を
始めるので、スワップにより、各端末に発生していた雑
音が鳴り止むことになる。これにより、スワップへの対
処が終了する（ステップＳ１１２）。
【０１４０】一方、ステップＳ１０６において、受信レ
ベルが規定値よりも小さいと判断されると、スワップの
発生している端末は、両方とも、基地局１０００から遠
い位置にあると推定されるので、基地局１０００と当該
スロットで交信中の全ての端末に対して、他の基地局に
ハンドオーバーするように指示する（ステップＳ１１
０）。このようにすれば、当該スロットで交信していた
全ての端末が他の基地局を介して通信を始めるので、ス
ワップにより、各端末に発生していた雑音が鳴り止むこ
とになる。これにより、スワップへの対処が終了する
（ステップＳ１１２）。
ベルが規定値よりも小さいと判断されると、スワップの
発生している端末は、両方とも、基地局１０００から遠
い位置にあると推定されるので、基地局１０００と当該
スロットで交信中の全ての端末に対して、他の基地局に
ハンドオーバーするように指示する（ステップＳ１１
０）。このようにすれば、当該スロットで交信していた
全ての端末が他の基地局を介して通信を始めるので、ス
ワップにより、各端末に発生していた雑音が鳴り止むこ
とになる。これにより、スワップへの対処が終了する
（ステップＳ１１２）。
【０１４１】以上説明したような構成によりスワップを
検出し、スワップの発生したスロットで接続する端末に
対してスワップへの対処処理を行うことで、端末におい
て、スワップによる不快な雑音の発生を抑制することが
可能となる。
検出し、スワップの発生したスロットで接続する端末に
対してスワップへの対処処理を行うことで、端末におい
て、スワップによる不快な雑音の発生を抑制することが
可能となる。
【０１４２】ここで、ステップＳ１０８においてチャネ
ル切替の指示を制御チャネルにより送出する場合や、ス
テップＳ１１０においてハンドオーバーの指示を制御チ
ャネルにより送出する場合には、「オムニ送信」を用い
る。
ル切替の指示を制御チャネルにより送出する場合や、ス
テップＳ１１０においてハンドオーバーの指示を制御チ
ャネルにより送出する場合には、「オムニ送信」を用い
る。
【０１４３】以下、「オムニ送信」について簡単に説明
する。図９は、通常の空間多重接続による通信中におい
て、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出
される送信信号の指向性を示す概念図である。
する。図９は、通常の空間多重接続による通信中におい
て、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出
される送信信号の指向性を示す概念図である。
【０１４４】図１０は、オムニ送信による通信におい
て、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出
される送信信号の指向性を示す概念図である。
て、基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出
される送信信号の指向性を示す概念図である。
【０１４５】図９に示すとおり、空間多重接続による通
信中においては、所望のユーザの端末に対して指向性を
有し、他のユーザに対してはヌル方向となるように指向
性が制御される。
信中においては、所望のユーザの端末に対して指向性を
有し、他のユーザに対してはヌル方向となるように指向
性が制御される。
【０１４６】これに対して、オムニ送信では、図１０に
示すとおり、各ユーザの端末の対しても特に指向性を有
さない無指向性の電波が送出される。これにより、スワ
ップが発生している場合でも、当該スロットで接続する
すべてのユーザに対して、通話チャネルの切替やハンド
オーバーの指示を送信することができる。
示すとおり、各ユーザの端末の対しても特に指向性を有
さない無指向性の電波が送出される。これにより、スワ
ップが発生している場合でも、当該スロットで接続する
すべてのユーザに対して、通話チャネルの切替やハンド
オーバーの指示を送信することができる。
【０１４７】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【０１４８】
【発明の効果】以上説明したとおり、本願発明によれ
ば、基地局においてスワップの発生を検出できるので、
端末において、スワップによる不快な雑音の発生を抑制
することが可能となる。
ば、基地局においてスワップの発生を検出できるので、
端末において、スワップによる不快な雑音の発生を抑制
することが可能となる。
【図１】 実施の形態１のＳＤＭＡ基地局１０００の構
成を示す概略ブロック図である。
成を示す概略ブロック図である。
【図２】 端末とＳＤＭＡ基地局１０００との間で授受
される信号の構成を説明するための概念図である。
される信号の構成を説明するための概念図である。
【図３】 通話シーケンスフローを示す図である。
【図４】 図２に示した送受信信号の構成をより詳しく
説明するための概念図である。
説明するための概念図である。
【図５】 ユーザ１信号処理部ＵＳＰ１の構成を示す概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図６】 周波数オフセット推定部１６の構成を説明す
るための概略ブロック図である。
るための概略ブロック図である。
【図７】 信号ＰＳ１と信号ＰＳ２の受信タイミングを
示す概念図である。
示す概念図である。
【図８】 ＳＤＭＡ基地局１０００の動作を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
【図９】 通常の空間多重接続による通信中において、
基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出され
る送信信号の指向性を示す概念図である。
基地局１０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出され
る送信信号の指向性を示す概念図である。
【図１０】 オムニ送信による通信において、基地局１
０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出される送信信
号の指向性を示す概念図である。
０００から端末ＰＳ１およびＰＳ２へ送出される送信信
号の指向性を示す概念図である。
【図１１】 周波数分割多重接続，時分割多重接続およ
び空間多重分割接続の各種の通信システムにおけるチャ
ネルの配置図である。
び空間多重分割接続の各種の通信システムにおけるチャ
ネルの配置図である。
【図１２】 ＳＤＭＡ用基地局の送受信システム２００
０の構成を示す概略ブロック図である。
０の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】 アダプティブアレイ２１００のうち、１人
のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブ
ロック図である。
のユーザに対応する送受信部２１００ａの構成を示すブ
ロック図である。
【図１４】 ＰＤＭＡ方式のＰＨＳシステムのスワップ
の一つの形態を示す概念図である。
の一つの形態を示す概念図である。
【図１５】 ＰＤＭＡ方式のＰＨＳシステムのスワップ
の他の形態を示す概念図である。
の他の形態を示す概念図である。
♯１〜♯４ アレイアンテナ、６ 記憶部、８ タイマ
ー部、１０ 受信ウェイトベクトル計算部、１２−１〜
１２−４ 乗算器、１４ 加算器、１７ 送信ウェイト
ベクトル計算部、１８ 送信指向性制御部、２０ 強制
位相同期処理部、３０ メモリ、４０ 判定部、４２
復調部、４４ 変調部、５０ スイッチ回路、６０ 複
素共役処理部、７０，８０ 加算器、９０ 乗算器、１
００ 周波数オフセット推定部、１０００ ＳＤＭＡ基
地局、ＵＳＰ ユーザ信号処理部、ＳＤＰ スワップ検
出部、ＣＮＰ 制御部、ＭＤＰ モデム部、ＢＢＰ ベ
ースバンド部。
ー部、１０ 受信ウェイトベクトル計算部、１２−１〜
１２−４ 乗算器、１４ 加算器、１７ 送信ウェイト
ベクトル計算部、１８ 送信指向性制御部、２０ 強制
位相同期処理部、３０ メモリ、４０ 判定部、４２
復調部、４４ 変調部、５０ スイッチ回路、６０ 複
素共役処理部、７０，８０ 加算器、９０ 乗算器、１
００ 周波数オフセット推定部、１０００ ＳＤＭＡ基
地局、ＵＳＰ ユーザ信号処理部、ＳＤＰ スワップ検
出部、ＣＮＰ 制御部、ＭＤＰ モデム部、ＢＢＰ ベ
ースバンド部。
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の端末からの受信信号に対して、空
間多重接続を行うための無線基地局装置であって、 複数のアンテナを含むアレイアンテナと、 前記複数のアンテナからの信号を受けて所定の端末から
の信号を分離して抽出するためのアダプティブアレイ処
理手段と、 前記複数の端末からの信号のスワップの発生を検出する
ためのスワップ検出手段と、 前記スワップ検出手段により前記スワップの発生が検出
されることに応じて、所定時間、前記複数の端末に対し
て音声出力を停止させる音声停止制御信号を送信するた
めの送信制御手段とを備える、無線基地局装置。 - 【請求項２】 前記受信信号は、時間軸方向に複数のス
ロットに分割して伝送され、各スロットにおいて複数の
端末に対し空間多重接続を行うことが可能であって、 前記送信制御手段は、前記スワップの発生が検知される
と、当該スワップの発生したスロットに空間多重接続す
る複数の端末に対して、前記音声停止制御信号を送信す
る、請求項１記載の無線基地局装置。 - 【請求項３】 前記送信制御手段は、前記スワップの発
生が検知されると、前記音声停止制御信号を前記所定時
間送信した後に、受信信号のレベルに応じて、前記スワ
ップの発生したスロットに空間多重接続する複数の端末
に対して、他のスロットへのチャンネル切換および他の
基地局への送受信対象の切換のいずれかを指示する、請
求項２記載の無線基地局装置。 - 【請求項４】 前記スワップ検出手段は、 所定のタイミングで前記受信信号の周波数オフセットを
抽出するためのオフセット推定手段と、 前記複数の端末と前記周波数オフセットとを対応付けて
記憶するための記憶手段とを含み、 前記スワップ検出手段は、各前記端末と対応付けられた
前記周波数オフセットの値の変化と所定のしきい値との
比較結果に基づいて、前記スワップの発生を検出する、
請求項１〜３いずれか１項に記載の無線基地局装置。 - 【請求項５】 複数の端末からの受信信号に対して、空
間多重接続を行うための無線基地局装置であって、複数
のアンテナを含むアレイアンテナと、前記複数のアンテ
ナからの信号を受けて所定の端末からの信号を分離して
抽出するためのアダプティブアレイ処理手段とを備える
無線基地局装置における多重接続制御方法であって、 前記複数の端末からの信号のスワップの発生を検出する
ステップと、 前記スワップの発生が検出されることに応じて、所定時
間、前記複数の端末に対して音声出力を停止させる音声
停止制御信号を送信するステップとを備える、多重接続
制御方法。 - 【請求項６】 前記受信信号は、時間軸方向に複数のス
ロットに分割して伝送され、各スロットにおいて複数の
端末に対し空間多重接続を行うことが可能であって、 前記音声停止制御信号は、前記スワップの発生が検知さ
れることに応じて、当該スワップの発生したスロットに
空間多重接続する複数の端末に対して、送信される、請
求項５記載の多重接続制御方法。 - 【請求項７】 前記スワップの発生が検知されると、前
記音声停止制御信号を前記所定時間送信した後に、前記
受信信号のレベルに応じて、前記スワップの発生したス
ロットに空間多重接続する複数の端末に対して、他のス
ロットへのチャンネル切換および他の基地局への送受信
対象の切換のいずれかを指示するステップをさらに備え
る、請求項６記載の多重接続制御方法。 - 【請求項８】 前記スワップの発生を検出するステップ
は、 所定のタイミングで前記受信信号の周波数オフセットを
抽出するステップと、 前記複数の端末と前記周波数オフセットとを対応付けて
記憶するステップと、 各前記端末と対応付けられた前記周波数オフセットの値
の変化と所定のしきい値との比較結果に基づいて、前記
スワップの発生を検出するステップとを含む、請求項５
〜７いずれか１項に記載の多重接続制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269222A JP3643805B2 (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | 無線基地局装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269222A JP3643805B2 (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | 無線基地局装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003078479A true JP2003078479A (ja) | 2003-03-14 |
| JP3643805B2 JP3643805B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=19095081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001269222A Expired - Fee Related JP3643805B2 (ja) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | 無線基地局装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3643805B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006109786A1 (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 無線基地局装置、端末装置及び無線通信方法 |
-
2001
- 2001-09-05 JP JP2001269222A patent/JP3643805B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006109786A1 (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 無線基地局装置、端末装置及び無線通信方法 |
| US8009578B2 (en) | 2005-04-11 | 2011-08-30 | Panasonic Corporation | Wireless base station device, terminal, and wireless communication method |
| US8755358B2 (en) | 2005-04-11 | 2014-06-17 | Panasonic Corporation | Wireless base station device, terminal, and wireless communication method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3643805B2 (ja) | 2005-04-27 |
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