JP2004201337A - 無線基地局装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シェアードチャネルにアダプティブアレイアンテナ送信を適用する場合においても、コードリソース不足を発生させずに、多くのユーザ数を確保することができる無線通信を行うこと。
【解決手段】 シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して送信ダイバーシチ及びアダプティブアレイアンテナ送信を行ったり、パイロットチャネルをシェアードチャネルと同様にシェアードする。これにより、シェアードチャネルにアダプティブアレイアンテナ送信を適用する場合においても、コードリソース不足を発生させずに、多くのユーザ数を確保することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディジタル無線通信システム、特にＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）において使用される無線基地局装置及び無線通信方法に関する。

ディジタル無線通信においては、複数のアンテナ素子のアンテナ出力に重みつけ（以下、ウェイトという）を加えて指向性を適応的に制御するアダプティブアレイアンテナ（以下、ＡＡＡと省略する）技術が用いられている。このＡＡＡ技術では、信号の到来方向が異なることを利用して、指向性を適応的に制御することにより、干渉波を抑圧することができる。このため、このアダプティブアレイアンテナ技術は、同一チャネルにおける干渉波を除去する方法としては好適である。

また、ディジタル無線通信においては、ＡＡＡ受信した際のウェイトを用いて送信を行うＡＡＡ送信も行われる。ＡＡＡ送信では、ユーザからの信号の到来方向を推定して、その方向に指向性を向けるようにウェイトを算出し、そのウェイトでＡＡＡ送信する方法もある。

なお、ＡＡＡ送信をする場合は、指向性送信された参照信号を用いてチャネル推定を行う。この場合、参照信号として、ユーザに個別のパイロットチャネルＳ−ＣＰＩＣＨ（Secondary-Common Pilot Indicator CHannel）の信号が用いられる。

一方、近年下り回線で大量のパケットデータを伝送するために、一つのチャネルを複数の通信端末（ユーザ）で使用するＤＳＣＨ（Downlink Shared CHannel）のようなシェアードチャネルの導入が検討されている。例えば、ＤＳＣＨを用いて伝送を行う場合、それぞれのユーザは個別チャネルで、制御データの伝送や送信電力制御・同期の保持を行うとともに、送信されているＤＳＣＨの信号が自分宛であるかという情報及びＤＳＣＨの伝送レートの情報を受信する。

そして、通信端末は、個別チャネルを受信して自分宛かどうか判定し、自分宛の場合は個別チャネルからＤＳＣＨの伝送レート情報を解読し、ＤＳＣＨで伝送された信号の受信と復調を行う。

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）のＣＤＭＡ／ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）仕様における送信ダイバーシチを採用する場合、すなわち、ＤＳＣＨに送信ダイバーシチとＡＡＡ送信を適用する場合には、無線基地局装置では、２組のアレイアンテナからＡＡＡでＣＰＩＣＨを送信することになるので、ＣＰＩＣＨがユーザの２倍分必要となり、コードリソースが不足してしまい、ユーザ数が制限されてしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シェアードチャネルにアダプティブアレイアンテナ送信を適用する場合においても、コードリソース不足を発生させずに、多くのユーザ数を確保することができる無線通信を行う無線基地局装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の無線基地局装置は、それぞれ複数のアンテナ素子で構成され、送信ダイバーシチを行うダイバーシチアンテナと、シェアードチャネルで送信するユーザを選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルとは異なり前記送信ダイバーシチ用の既知信号を含む制御チャネルを多重して前記送信ダイバーシチ用のウェイトを付与する第１ウェイト付与手段と、を具備し、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対してのみに送信ダイバーシチを行う構成を採る。

本発明の無線基地局装置は、上記構成において、制御チャネルが、前記シェアードチャネルに付随する付随チャネル及び／又はパイロットチャネルである構成を採る。

本発明の無線基地局装置は、それぞれ複数のアンテナ素子で構成され、送信ダイバーシチを行うダイバーシチアンテナと、前記送信ダイバーシチ用の既知信号を含むシェアードチャネルで送信するユーザを選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネルに前記送信ダイバーシチ用のウェイトを付与する第１ウェイト付与手段と、を具備し、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対してのみに送信ダイバーシチを行う構成を採る。

本発明の無線基地局装置は、上記構成において、第１ウェイト付与手段の出力に指向性送信用のウェイトを付与する第２ウェイト付与手段を具備する構成を採る。

本発明の無線基地局装置は、上記構成において、パイロットチャネルが、シェアードチャネルを割り当てられたユーザでシェアードされる構成を採る。

これらの構成によれば、シェアードチャネルとシェアードチャネルを割り当てられたユーザの個別チャネルに対してのみ送信ダイバーシチを実施することにより、シェアードチャネルを割り当てられないユーザに対してパイロットチャネルを割り当てる必要がないので、パイロットチャネルの増加に対するコードリソース不足を解消することができる。

本発明の無線基地局装置は、シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルに付随する付随チャネルで送信するユーザを選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び付随チャネルを多重して指向性送信用のウェイトを付与するウェイト付与手段と、を具備し、パイロットチャネルは、シェアードチャネルを割り当てられたユーザでシェアードされ、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して指向性送信を行う構成を採る。

この構成によれば、パイロットチャネルもシェアードして、シェアードチャネルの切り替えに応じてパイロットチャネルの指向性を切り替えることにより、パイロットチャネルの増加によるコードリソース不足を回避することができる。

本発明の無線基地局装置は、上記構成において、通信端末装置からの上り回線信号を指向性受信する指向性受信手段と、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して、前記シェアードチャネルの割り当てに応じて前記指向性受信手段を割り当てる割り当て手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、指向性受信手段をユーザ毎に用意する必要がなくなり、ハード構成を小さくすることができ、処理量を大幅に削減することが可能となる。

本発明の通信端末装置は、上記無線基地局装置と無線通信を行う構成を採る。

この構成によれば、無線コードリソース不足を回避しながら無線基地局装置と無線通信を行うことが可能となる。

本発明の無線通信方法は、シェアードチャネルで送信するユーザを選択する選択工程と、前記選択工程で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルとは異なる、前記送信ダイバーシチ用の既知信号を含む制御チャネルを多重して前記送信ダイバーシチ用のウェイトを付与する第１ウェイト付与工程と、前記ウェイト付与工程での出力に指向性送信用のウェイトを付与する第２ウェイト付与工程と、を具備し、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対してのみに送信ダイバーシチを行う。

この方法によれば、シェアードチャネルとシェアードチャネルを割り当てられたユーザの個別チャネルに対してのみ送信ダイバーシチを実施することにより、シェアードチャネルを割り当てられないユーザに対してパイロットチャネルを割り当てる必要がないので、パイロットチャネルの増加に対するコードリソース不足を解消することができる。

本発明の無線通信方法は、シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルに付随する付随チャネルで送信するユーザを選択する選択工程と、前記選択工程で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び付随チャネルを多重して指向性送信用のウェイトを付与するウェイト付与工程と、を具備し、パイロットチャネルは、シェアードチャネルを割り当てられたユーザでシェアードされ、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して指向性送信を行う。

この方法によれば、パイロットチャネルもシェアードして、シェアードチャネルの切り替えに応じてパイロットチャネルの指向性を切り替えることにより、パイロットチャネルの増加によるコードリソース不足を回避することができる。

以上説明したように本発明の無線基地局装置及び無線通信方法は、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して送信ダイバーシチ及びアダプティブアレイアンテナ送信を行ったり、パイロットチャネルをシェアードチャネルと同様にシェアードするので、シェアードチャネルにアダプティブアレイアンテナ送信を適用する場合においても、コードリソース不足を発生させずに、多くのユーザ数を確保することができる。

本発明者は、ＤＳＣＨのようなシェアードチャネルをＡＡＡ送信と送信ダイバーシチを組み合わせて送信する際に、通信端末で送信ダイバーシチのフィードバック情報を計算するための参照信号として使用するパイロットチャネルをＡＡＡ送信する必要があるために、このパイロットチャネルに使用する拡散コードが多くなることに着目し、パイロットチャネルもシェアードして、シェアードチャネルの切り替えに応じてパイロットチャネルの指向性を切り替えることにより、パイロットチャネルの増加によるコードリソース不足を回避することができることを見出し本発明をするに至った。

また、ＤＳＣＨはデータ以外の制御データなどは伝送しないので、それぞれのユーザは、個別チャネルで制御データの伝送や送信電力制御・同期の保持を行う。この場合において、送信ダイバーシチを行うと、ＤＳＣＨに付随する個別チャネルがダイバーシチアンテナの本数分（通常は２つ）必要となる。このため、個別チャネルに使用する拡散コードが多く必要となる。

また、この個別チャネルは、制御データの伝送が主であるので、伝送レートが低いものである。このため、低い拡散率を用いて通信を行うことが可能であり、送信ダイバーシチやＡＡＡ送信を行うメリットが少ない。

本発明者はこの点に着目し、ＤＳＣＨを送信するユーザに対してはＤＳＣＨ及びそれに付随する個別チャネルの両方に対してＡＡＡ送信及び送信ダイバーシチを行い、ＤＳＣＨを送信しないユーザに対してはＤＳＣＨに付随する個別チャネルに送信ダイバーシチを行わないことにより、ＤＳＣＨを送信しないユーザに送信ダイバーシチ用のパイロットチャネルを割り当てる必要がなくなり、パイロットチャネルの増加によるコードリソース不足を回避することができることを見出し本発明をするに至った。

すなわち、本発明の骨子は、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して送信ダイバーシチとアダプティブアレイアンテナ送信を組み合わせて送信を行ったり、パイロットチャネルをシェアードチャネルと同様にシェアードして、シェアードチャネルにアダプティブアレイアンテナ送信を適用する場合においても、コードリソース不足を発生させずに、多くのユーザ数を確保することができる無線通信を行うことである。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、シェアードチャネルにＡＡＡ送受信及び送信ダイバーシチを適用して通信を実際に行う場合の構成について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図１において、太い実線は、３つのアンテナ素子分の情報であることを示す。

図１においては、３本のアンテナ素子でアレイアンテナを構成し、２つのアレイアンテナでダイバーシチを行う場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、アンテナ素子が３本以外の本数の場合にも適用することが可能である。また、本実施の形態では、ユーザが３人である場合について説明するが、本発明は、ユーザが２人又は４人以上でも同様に適用することができる。また、本実施の形態では、シェアードチャネルとしてＤＳＣＨを用い、共通パイロットチャネルとしてＳ-ＣＰＩＣＨを用いる場合について説明する。

通信端末装置からの上り回線信号（受信信号）は、アンテナ１であるアレイアンテナ１０１ａを介して受信ＲＦ部１０２ａで受信される。受信ＲＦ部１０２ａでは、受信信号に対して所定の無線受信処理（例えば、ダウンコンバート、増幅、Ａ／Ｄ変換など）を施して、無線受信処理後の信号を受信信号処理部１０３に出力する。

また、受信信号は、アンテナ２であるアンテナ１０１ｂを介して受信ＲＦ部１０２ｂで受信される。受信ＲＦ部１０２ｂでは、受信信号に対して所定の無線受信処理を施して、無線受信処理後の信号を受信信号処理部１０３に出力する。

受信信号処理部１０３は、ユーザ毎に用意されており、それぞれＡＡＡ受信部１０４ａ，１０４ｂ及びダイバーシチ合成部１０５を備えている。また、ＡＡＡ受信部１０４ａ，１０４ｂは、それぞれマッチドフィルタ（ＭＦ）１０４１、受信ウェイト合成部１０４２、及びウェイト更新部１０４３を有する。ＡＡＡ受信部１０４ａ，１０４ｂの動作は同じであるので、ここでは、ＡＡＡ受信部１０４ａを用いて説明する。

受信ＲＦ部１０２ａから出力された信号は、ＡＡＡ受信部１０４ａのＭＦ１０４１で通信端末で使用された拡散コードを用いて相関演算される。この相関演算出力は、受信ウェイト合成部１０４２及びウェイト更新部１０４３に出力される。

ウェイト更新部１０４３では、受信信号（ユーザ）の到来方向を推定する。この到来方向の推定結果に基づいて受信ウェイトを算出する。この受信ウェイトは、受信ウェイト合成部１０４２に送られる。また、この受信ウェイトは、ウェイト更新部１０４３から送信用ウェイト選択部１１１に出力され、送信用ウェイト選択部１１１で送信用ウェイトとして使用される。

受信ウェイト合成部１０４２では、ウェイト更新部１０４３で求められた受信ウェイトを用いてＭＦ１０４１からの相関出力に対してＡＡＡ受信処理を行って、ＡＡＡ受信処理された信号をダイバーシチ合成部１０５に出力する。

ダイバーシチ合成部１０５では、各ＡＡＡ受信部１０４ａ，１０４ｂからのそれぞれのＡＡＡ受信処理された信号を合成して受信信号を得る。なお、そのユーザがＤＳＣＨに割り当てられている時は、そのユーザからの受信信号に送信ダイバーシチ用のフィードバック情報（位相差情報又は位相差・振幅情報）が含まれているので、そのフィードバック情報は、フィードバック情報選択部１０６に出力される。

シェアードチャネル割当部１０７は、ユーザ割り当て情報に基づいてＤＳＣＨで送信するユーザの個別チャネルを選択する。ＤＳＣＨで送信するユーザの個別チャネルの送信データ（宛先、伝送レートなど）は、ＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨと共に送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信が適用されるので、アンテナ１０１ａ用の加算器１０９及びアンテナ１０１ｂ用の加算器１１０でそれぞれＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨと多重されて、送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部１１２ａ，１１２ｂに出力される。

また、ユーザ割り当て情報は、フィードバック情報選択部１０６にも出力されるので、フィードバック情報選択部１０６では、ＤＳＣＨで送信するユーザのフィードバック情報を選択する。また、フィードバック情報選択部１０６では、選択されたフィードバック情報に基づいて送信ダイバーシチ用ウェイトを算出する。例えば、フィードバック情報である位相差情報に基づいて、一方のアンテナを基準として他方のアンテナに位相差を与えるようなウェイトを算出する。この送信ダイバーシチ用ウェイトは、送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部１１２ａ，１１２ｂに出力される。

送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部１１２ａ，１１２ｂでは、個別チャネル、ＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨを多重した信号に、フィードバック情報選択部１０６で選択されたフィードバック情報のウェイトを乗算し、乗算後の信号をそれぞれ指向性送信用ウェイト乗算部１１３ａ，１１３ｂに出力する。

また、ユーザ割り当て情報は、送信用ウェイト選択部１１１にも出力されるので、送信用ウェイト選択部１１１では、ＤＳＣＨで送信するユーザの送信用ウェイトを選択する。選択された送信用ウェイトは、指向性送信用ウェイト乗算部１１３ａ，１１３ｂに出力される。

指向性送信用ウェイト乗算部１１３ａ，１１３ｂでは、送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部１１２ａ，１１２ｂからの出力に、送信用ウェイト選択部１１１で選択された送信用ウェイトを乗算し、乗算後の信号をそれぞれ送信ＲＦ部１１５ａ，１１５ｂに出力する。なお、アンテナ１０１ａの１本のアンテナ素子への出力については、加算器１１４に出力する。

一方、ＤＳＣＨで送信しないユーザの個別チャネルの送信データ（宛先、伝送レート）は、加算器１０８で多重されて加算器１１４に出力される。加算器１１４では、指向性送信用ウェイト乗算部１１３ａからの出力とＤＳＣＨで送信しないユーザの個別チャネルの送信データとが多重されて、送信ＲＦ部１１５ａに出力される。

送信ＲＦ部１１５ａでは、指向性送信用ウェイト乗算部１１３ａ，１１３ｂ及び加算器１１４からの出力に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、増幅、アップコンバートなど）を施す。無線送信処理された信号は、アンテナ１０１ａを介して下り回線信号として通信端末装置に送信される。送信ＲＦ部１１５ｂでは、指向性送信用ウェイト乗算部１１３ａ，１１３ｂからの出力に対して所定の無線送信処理を施す。無線送信処理された信号は、アンテナ１０１ｂを介して下り回線信号として通信端末装置に送信される。

このとき、アンテナ１０１ａ，１０１ｂでＤＳＣＨで送信するユーザの個別チャネル、ＤＳＣＨ、Ｓ-ＣＰＩＣＨに対して送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信が適用されて送信がなされ、アンテナ１０１ａの１本のアンテナ素子でＤＳＣＨで送信する以外のユーザの個別チャネルの送信がなされる。

図２は、図１に示す無線基地局装置と無線通信を行う通信端末装置の構成を示すブロック図である。

無線基地局装置から送信された下り回線信号（受信信号）は、アンテナ２０１を介して受信ＲＦ部２０２で受信される。受信ＲＦ部２０２では、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、増幅、Ａ／Ｄ変換など）を施して、無線受信処理後の信号を個別チャネル受信部２０３に出力する。また、無線受信処理後の信号は、メモリ２０５に格納される。

個別チャネル受信部２０３では、無線受信処理後の信号に対して無線基地局装置で用いた拡散コードで逆拡散処理を行い、逆拡散処理後の信号を用いて復調処理を行って、個別チャネルで伝送された宛先情報及び伝送レート情報を得て、その宛先情報及び伝送レート情報を判定部２０４に出力する。

判定部２０４では、宛先情報が自局宛であるかどうかを判定し、自局宛である場合には、伝送レートを解読して、シェアードチャネル受信部２０６及び送信ダイバーシチ用パイロットチャネル受信部２０７に出力する。

シェアードチャネル受信部２０６では、判定部２０４で解読された伝送レートでメモリ２０５に格納された信号を復調処理し、復号してシェアードチャネル受信信号を得る。

また、送信ダイバーシチ用パイロットチャネル受信部２０７では、判定部２０４で解読された伝送レートでメモリ２０５に格納された信号のうちの送信ダイバーシチ用の既知信号を用いて送信ダイバーシチ用のフィードバック情報を生成する。このフィードバック情報は、多重部２０８に出力される。

多重部２０８では、ＤＳＣＨが自局宛である場合は、フィードバック情報と個別チャネルの送信信号を多重して、送信ＲＦ部２０９に出力する。送信ＲＦ部２０９では、多重された信号に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、増幅、アップコンバートなど）を施す。無線送信処理された信号は、アンテナ２０１を介して上り回線信号として無線基地局装置に送信される。

次に、上記構成を有する無線基地局装置及び通信端末装置を用いて、本実施の形態に係る無線通信方法を行う場合について説明する。ここでは、ユーザａがＤＳＣＨを送信するユーザと選択された場合について説明する。

まず、この場合、無線リソース管理部でＤＳＣＨの割り当て対象ユーザａを決定する。無線基地局装置は、このユーザ割り当て情報（宛先情報）及び伝送レート情報をユーザａの個別チャネルで通信端末装置に送信する。このとき、Ｓ−ＣＰＩＣＨ（送信ダイバーシチ用パイロットチャネル）信号も通信端末装置に送信する。

ユーザａの通信端末装置では、無線基地局装置からの下り回線信号を受信し、個別チャネル受信部２０３でＤＳＣＨに付随する個別チャネル信号を復調し、判定部２０４でＤＳＣＨが自局宛であることを確認し、伝送レートを解読する。そして、送信ダイバーシチ用パイロットチャネル受信部２０７で前記伝送レートでＳ−ＣＰＩＣＨを受信して、このＳ−ＣＰＩＣＨの既知信号を用いて送信ダイバーシチ用のフィードバック情報を生成する。そして、このフィードバック情報を上り回線で無線基地局装置に送信する。

無線基地局装置では、上り回線信号を受信して、ユーザａの受信信号処理部１０３で受信信号を得て、その受信信号に含まれるフィードバック情報をフィードバック情報選択部１０６に出力する。フィードバック情報選択部１０６は、ユーザａの通信端末装置からのフィードバック情報にしたがって、ユーザａに対する送信ダイバーシチ用のウェイトを送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部１１２ａ，１１２ｂに出力する。

無線リソース管理部で決定したユーザ割り当て情報は、シェアードチャネル割当部１０７に送られ、シェアードチャネル割当部１０７では、ＤＳＣＨで送信するユーザａの個別チャネルデータ（宛先情報、伝送レート情報など）を加算器１０９，１１０に出力するように制御し、ＤＳＣＨで送信しないユーザｂ，ユーザｃの個別チャネルデータを加算器１０８に出力するように制御する。

加算器１０９，１１０では、アンテナ１０１ａから送信されるＤＳＣＨ、ユーザａの個別チャネル、Ｓ-ＣＰＩＣＨをそれぞれ多重する。加算器１０９で多重された信号は、送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部１１２ａに出力されて、そこでユーザａからのフィードバック情報に基づいて求められたウェイトが乗算される。また、加算器１１０で多重された信号は、送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部１１２ｂに出力されて、そこでユーザａからのフィードバック情報に基づいて求められたウェイトが乗算される。

送信ダイバーシチ用のウェイトが乗算された信号は、指向性送信用ウェイト乗算部１１３ａ，１１３ｂにそれぞれ出力され、そこでユーザａに対する送信用ウェイトが乗算される。この送信用ウェイトは、ユーザａの受信信号処理部１０３のＡＡＡ受信部で、受信信号の到来方向から求められた受信ウェイトが用いられる。

送信用ウェイトが乗算された信号は、それぞれ送信ＲＦ部１１５ａ，１１５ｂを介してアンテナ１０１ａ，１０１ｂから下り回線信号として送信される。なお、アンテナ１０１ａの１本のアンテナ素子からは、ＤＳＣＨで送信しない個別チャネルが加算器１１４で多重された信号が送信用ウェイトまで乗算されたユーザａへの信号と共に送信される。

ユーザａの通信端末装置では、無線基地局装置からの下り回線信号を受信し、個別チャネル受信部２０３でＤＳＣＨに付随する個別チャネル信号を復調し、判定部２０４でＤＳＣＨが自局宛であることを確認し、伝送レートを解読する。そして、この伝送レートでＤＳＣＨ信号を受信する。

このように、ＤＳＣＨで送信するユーザ（ユーザａ）の個別チャネルについては送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信を適用し、ＤＳＣＨで送信しないユーザ（ユーザｂ，ユーザｃ）の個別チャネルについては送信ダイバーシチを適用しないで送信を行う。

図３を用いて、ユーザａ〜ユーザｃがＤＳＣＨを共有して送信を行うタイミングについて説明する。図３は、図１に示す無線基地局装置における送信タイミングを説明するための図である。

ここでは、時刻ｋＴからユーザａがＤＳＣＨを割り当てられ、時刻（ｋ＋ｎ１）ＴからユーザｂがＤＳＣＨを割り当てられ、時刻（ｋ＋ｎ２）ＴからユーザｃがＤＳＣＨを割り当てられている。

まず、時刻ｋＴから時刻（ｋ＋ｎ１）Ｔについては、ユーザａがＤＳＣＨを割り当てられているので、ユーザａに対して個別チャネルで宛先情報及び伝送レート情報を送信する。このとき、ユーザａの個別チャネル、ＤＳＣＨ、及びＳ-ＣＰＩＣＨに対して送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信を適用する。ＡＡＡ送信については、図４（ａ）に示すように、ユーザａについての指向性４０１を用いる。一方、ユーザｂ、ユーザｃは、ＤＳＣＨを割り当てられていないので、個別チャネル、ＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨを１本のアンテナで送信し、送信ダイバーシチは適用されない。

時刻（ｋ＋ｎ１）Ｔから時刻（ｋ＋ｎ２）Ｔについては、ユーザｂがＤＳＣＨを割り当てられているので、ユーザｂに対して個別チャネルで宛先情報及び伝送レート情報を送信する。このとき、ユーザｂの個別チャネル、ＤＳＣＨ、及びＳ-ＣＰＩＣＨに対して送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信を適用する。ＡＡＡ送信については、図４（ｂ）に示すように、ユーザｂについての指向性４０２を用いる。一方、ユーザａ、ユーザｃは、ＤＳＣＨを割り当てられていないので、個別チャネル、ＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨを１本のアンテナから送信し、送信ダイバーシチは適用されない。

時刻（ｋ＋ｎ２）Ｔから時刻（ｋ＋ｎ３）Ｔについては、ユーザｃがＤＳＣＨを割り当てられているので、ユーザｃに対して個別チャネルで宛先情報及び伝送レート情報を送信する。このとき、ユーザｃの個別チャネル、ＤＳＣＨ、及びＳ-ＣＰＩＣＨに対して送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信を適用する。ＡＡＡ送信については、図４（ｃ）に示すように、ユーザｃについての指向性４０３を用いる。一方、ユーザａ、ユーザｂは、ＤＳＣＨを割り当てられていないので、個別チャネル、ＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨは１本のアンテナから送信し、送信ダイバーシチは適用されない。

各ユーザの通信端末装置では、上述したように、図３における個別チャネルの網掛け部分で宛先情報と伝送レート情報を取得して、宛先を解読して、自局宛のときに伝送レート情報を解読して、その伝送レートでＤＳＣＨ信号を受信する。

このように、ＤＳＣＨとＤＳＣＨを割り当てられたユーザの個別チャネルに対してのみ送信ダイバーシチを実施することにより、ＤＳＣＨを割り当てられないユーザに対してパイロットチャネルを割り当てる必要がないので、パイロットチャネルの増加に対するコードリソース不足を解消することができる。

ここで、ＤＳＣＨに付随する個別チャネルは、制御情報だけを伝送する場合と、制御情報と共に音声やデータを伝送する場合がある。制御情報だけを伝送する場合は非常にデータ量が少ないので、他ユーザに与える干渉が少なく、ＡＡＡ受信して通信端末の送信電力を低減する必要はない。したがって、ＤＳＣＨを割り当てられたユーザからの受信信号だけＡＡＡ受信してＡＡＡ処理量を低減することが可能となる。

上述した説明において、無線基地局装置での受信において、すべてのユーザからの受信信号をＡＡＡ受信しているが、以下では、図５を用いて、ＤＳＣＨを割り当てられたユーザからの受信信号だけＡＡＡ受信する場合について説明する。この場合、無線基地局装置では、ＡＡＡ受信部はＤＳＣＨが割り当てられたユーザ用に切り替えて割り当てられ、ＡＡＡ送信のためのウェイト算出が十分可能な時間だけ早くＡＡＡ受信を開始する。

図５に示すように、時刻ｋＴからユーザａにＤＳＣＨを割り当て、時刻（ｋ＋ｎ１）ＴからユーザｂにＤＳＣＨを割り当て、時刻（ｋ＋ｎ２）ＴからユーザｃにＤＳＣＨを割り当てるとする。また、ＡＡＡ送信のための送信用ウェイトを算出するための時間がｍＴであるとする。

ＡＡＡ受信部は次のように割り当てられる。
時刻ｋＴ〜時刻（ｋ+ｎ１−ｍ）Ｔ：ユーザａ
時刻（ｋ＋ｎ１−ｍ）Ｔ〜時刻（ｋ＋ｎ２）Ｔ：ユーザａ、ユーザｂ
時刻（ｋ＋ｎ２）Ｔ〜時刻（ｋ＋ｎ２−ｍ）Ｔ：ユーザｂ
時刻（ｋ＋ｎ２−ｍ）Ｔ〜時刻（ｋ＋ｎ３）Ｔ：ユーザｂ、ユーザｃ
時刻（ｋ＋ｎ３）Ｔ〜時刻（ｋ＋ｎ２−ｍ）Ｔ：ユーザｃ

このようにＡＡＡ受信部をＤＳＣＨの割り当てに応じてユーザに割り当てることにより、ＡＡＡ送信のための受信準備時間ｍＴとユーザの割り当て時間間隔（ｎ１，ｎ２，ｎ３…）の重なるだけＡＡＡ受信部を用意すれば良くなる。この例では、３ユーザに対して２つのＡＡＡ受信部を用意するだけで良くなる。一般的に、ＤＳＣＨに割り当てられるユーザは数十から百程度と非常に多いので、ＡＡＡ受信部を少なくできることにより、ハード構成を小さくすることができ、処理量を大幅に削減することが可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、送信ダイバーシチは行わず、パイロットチャネルをシェアードして、シェアードチャネルの切り替えに応じてパイロットチャネルの指向性を切り替えることにより、パイロットチャネルの増加によるコードリソース不足を回避する場合について説明する。

図６は、本発明の実施の形態２に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図６において、太い実線は、３つのアンテナ素子分の情報であることを示す。

図６においては、３本のアンテナ素子でアレイアンテナを構成する場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、アンテナ素子が３本以外の本数の場合にも適用することが可能である。また、本実施の形態では、ユーザが３人である場合について説明するが、本発明は、ユーザが２人又は４人以上でも同様に適用することができる。また、本実施の形態では、シェアードチャネルとしてＤＳＣＨを用い、共通パイロットチャネルとしてＳ-ＣＰＩＣＨを用いる場合について説明する。

通信端末装置からの上り回線信号（受信信号）は、アンテナ６０１を介して受信ＲＦ部６０２で受信される。受信ＲＦ部６０２では、受信信号に対して所定の無線受信処理（例えば、ダウンコンバート、増幅、Ａ／Ｄ変換など）を施して、無線受信処理後の信号を受信信号処理部６０３に出力する。

受信信号処理部６０３は、ユーザ毎に用意されており、それぞれＡＡＡ受信部６０４を備えている。また、ＡＡＡ受信部６０４は、それぞれマッチドフィルタ（ＭＦ）６０４１、受信ウェイト合成部６０４２、及びウェイト更新部６０４３を有する。

受信ＲＦ部６０２から出力された信号は、ＡＡＡ受信部６０４のＭＦ６０４１で通信端末で使用された拡散コードを用いて相関演算される。この相関演算出力は、受信ウェイト合成部６０４２及びウェイト更新部６０４３に出力される。

ウェイト更新部６０４３では、受信信号（ユーザ）の到来方向を推定する。この到来方向の推定結果に基づいて受信ウェイトを算出する。この受信ウェイトは、受信ウェイト合成部６０４２に送られる。また、この受信ウェイトは、ウェイト更新部６０４３から送信用ウェイト選択部６０８に出力され、送信用ウェイト選択部６０８で送信用ウェイトとして使用される。

受信ウェイト合成部６０４２では、ウェイト更新部６０４３で求められた受信ウェイトを用いてＭＦ６０４１からの相関出力に対してＡＡＡ受信処理を行って、受信信号を得る。

シェアードチャネル割当部６０５は、ユーザ割り当て情報に基づいてＤＳＣＨで送信するユーザの個別チャネルを選択する。ＤＳＣＨで送信するユーザの個別チャネルの送信データ（宛先、伝送レートなど）は、ＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨと共に送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信が適用されるので、加算器６０７でＤＳＣＨ及びＳ-ＣＰＩＣＨと多重されて、指向性送信用ウェイト乗算部６０９に出力される。

また、ユーザ割り当て情報は、送信用ウェイト選択部６０８にも出力されるので、送信用ウェイト選択部６０８では、ＤＳＣＨで送信するユーザの送信用ウェイトを選択する。選択された送信用ウェイトは、指向性送信用ウェイト乗算部６０９に出力される。

指向性送信用ウェイト乗算部６０９では、加算器６０７からの出力に、送信用ウェイト選択部６０８で選択された送信用ウェイトを乗算し、乗算後の信号をそれぞれ送信ＲＦ部６１１に出力する。なお、アンテナ６０１の１本のアンテナ素子への出力については、加算器６１０に出力する。

一方、ＤＳＣＨで送信しないユーザの個別チャネルの送信データ（宛先、伝送レート）は、加算器６０６で多重されて加算器６１０に出力される。加算器６１０では、指向性送信用ウェイト乗算部６０９からの出力とＤＳＣＨで送信しないユーザの個別チャネルの送信データとが多重されて、送信ＲＦ部６１１に出力される。

送信ＲＦ部６１１では、指向性送信用ウェイト乗算部６０９及び加算器６１０からの出力に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、増幅、アップコンバートなど）を施す。無線送信処理された信号は、アンテナ６０１を介して下り回線信号として通信端末装置に送信される。

このとき、アンテナ６０１でＤＳＣＨで送信するユーザの個別チャネル、ＤＳＣＨ、Ｓ-ＣＰＩＣＨに対して送信ダイバーシチ及びＡＡＡ送信が適用されて送信がなされ、アンテナ６０１の１本のアンテナ素子でＤＳＣＨで送信する以外のユーザの個別チャネルの送信がなされる。

次に、上記構成を有する無線基地局装置及び図２に示す通信端末装置を用いて、本実施の形態に係る無線通信方法を行う場合について説明する。ここでは、ユーザａがＤＳＣＨを送信するユーザと選択された場合について説明する。

無線リソース管理部で決定したユーザ割り当て情報は、シェアードチャネル割当部６０５に送られ、シェアードチャネル割当部６０５では、ＤＳＣＨで送信するユーザａの個別チャネルデータ（宛先情報、伝送レート情報など）を加算器６０７に出力するように制御し、ＤＳＣＨで送信しないユーザｂ，ユーザｃの個別チャネルデータを加算器６０６に出力するように制御する。

加算器６０７では、アンテナ６０１から送信されるＤＳＣＨ、ユーザａの個別チャネル、Ｓ-ＣＰＩＣＨを多重する。加算器６０７で多重された信号は、指向性送信用ウェイト乗算部６０９に出力され、そこでユーザａに対する送信用ウェイトが乗算される。この送信用ウェイトは、ユーザａの受信信号処理部６０３のＡＡＡ受信部で、受信信号の到来方向から求められた受信ウェイトが用いられる。

送信用ウェイトが乗算された信号は、送信ＲＦ部６１１を介してアンテナ６０１から下り回線信号として送信される。なお、アンテナ６０１の１本のアンテナ素子からは、ＤＳＣＨで送信しない個別チャネルが加算器６１０で多重された信号が送信用ウェイトまで乗算されたユーザａへの信号と共に送信される。

ユーザａの通信端末装置では、無線基地局装置からの下り回線信号を受信し、個別チャネル受信部２０３でＤＳＣＨに付随する個別チャネル信号を復調し、判定部２０４でＤＳＣＨが自局宛であることを確認し、伝送レートを解読する。そして、その伝送レートでＤＳＣＨ信号を受信する。

図７を用いて、ユーザａ〜ユーザｃがＤＳＣＨを共有して送信を行うタイミングについて説明する。図７は、図６に示す無線基地局装置における送信タイミングを説明するための図である。

ここでは、時刻ｋＴからユーザａがＤＳＣＨを割り当てられ、時刻（ｋ＋ｎ１）ＴからユーザｂがＤＳＣＨを割り当てられ、時刻（ｋ＋ｎ２）ＴからユーザｃがＤＳＣＨを割り当てられている。

まず、時刻ｋＴから時刻（ｋ＋ｎ１）Ｔについては、ユーザａがＤＳＣＨを割り当てられているので、ユーザａに対して個別チャネルで宛先情報及び伝送レート情報を送信する。このとき、ユーザａの個別チャネル、ＤＳＣＨ、及びＳ-ＣＰＩＣＨに対してＡＡＡ送信を適用する。ＡＡＡ送信については、図４（ａ）に示すように、ユーザａについての指向性４０１を用いる。

時刻（ｋ＋ｎ１）Ｔから時刻（ｋ＋ｎ２）Ｔについては、ユーザｂがＤＳＣＨを割り当てられているので、ユーザｂに対して個別チャネルで宛先情報及び伝送レート情報を送信する。このとき、ユーザｂの個別チャネル、ＤＳＣＨ、及びＳ-ＣＰＩＣＨに対してＡＡＡ送信を適用する。ＡＡＡ送信については、図４（ｂ）に示すように、ユーザｂについての指向性４０２を用いる。

時刻（ｋ＋ｎ２）Ｔから時刻（ｋ＋ｎ３）Ｔについては、ユーザｃがＤＳＣＨを割り当てられているので、ユーザｃに対して個別チャネルで宛先情報及び伝送レート情報を送信する。このとき、ユーザｃの個別チャネル、ＤＳＣＨ、及びＳ-ＣＰＩＣＨに対してＡＡＡ送信を適用する。ＡＡＡ送信については、図４（ｃ）に示すように、ユーザｃについての指向性４０３を用いる。

各ユーザの通信端末装置では、上述したように、図７における個別チャネルの網掛け部分で宛先情報と伝送レート情報を取得して、宛先を解読して、自局宛のときに伝送レート情報を解読して、その伝送レートでＤＳＣＨ信号を受信する。

このように、パイロットチャネルもシェアードして、シェアードチャネルの切り替えに応じてパイロットチャネルの指向性を切り替えることにより、パイロットチャネルの増加によるコードリソース不足を回避することができる。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、ＡＡＡ受信部をＤＳＣＨの割り当てに応じてユーザに割り当てて、ＡＡＡ受信部を少なくして、ハード構成を小さくし、処理量を大幅に削減するようにしても良い。

本発明は上記実施の形態１，２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１，２では、無線基地局装置において、受信信号の到来方向から求めた受信ウェイトを送信用ウェイトとして用いる場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、受信信号の到来方向から送信用ウェイトを新たに求めて、そのウェイトでＡＡＡ送信する場合にも適用することができる。

また、上記実施の形態１，２では、シェアードチャネルとしてＤＳＣＨを用い、パイロットチャネルとしてＳ−ＣＰＩＣＨを用いた場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、シェアードチャネルとしては、複数のユーザが共有して用いるチャネルであればＤＳＣＨ以外のチャネルを用いても良く、パイロットチャネルとしては、指向性送信が可能であり、既知信号を送信するチャネルであればＳ−ＣＰＩＣＨ以外のチャネルを用いても良い。

また、上記実施の形態１，２では、シェアードチャネルに割り当てられないユーザの個別チャネルを１本のアンテナから送信する場合について説明しているが、本発明は、シェアードチャネルに割り当てられないユーザの個別チャネルにＡＡＡ送信を適用するようにしても良い。この場合、例えば、シェアードチャネルに割り当てられないユーザの個別チャネルを多重した後の出力に指向性送信用ウェイトを付与する。

本願発明にかかる無線基地局装置は、シェアードチャネルにアダプティブアレイアンテナ送信を適用する場合においても、コードリソース不足を発生させずに、多くのユーザ数を確保するという効果を有し、例えばＣＤＭＡなどのディジタル無線通信システムに適用することができる。

発明の実施の形態１に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図 図１に示す無線基地局装置と無線通信を行う通信端末装置の構成を示すブロック図 図１に示す無線基地局装置における送信タイミングを説明するための図 パイロットチャネルの指向性の切り替えを説明するための図 図１に示す無線基地局装置における送信タイミングの詳細を説明するための図 本発明の実施の形態２に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図 図６に示す無線基地局装置における送信タイミングを説明するための図

符号の説明

１０１ａ，１０１ｂ，２０１，６０１ アレイアンテナ
１０２ａ，１０２ｂ，２０２，６０２ 受信ＲＦ部
１０３，６０３ 受信信号処理部
１０４ａ，１０４ｂ，６０４ ＡＡＡ受信部
１０５ ダイバーシチ合成部
１０６ フィードバック情報選択部
１０７，６０５ シェアードチャネル割当部
１０８〜１１０，１１４，６０６，６０７，６１０ 加算器
１１１，６０８ 送信用ウェイト選択部
１１２ａ，１１２ｂ 送信ダイバーシチ用ウェイト乗算部
１１３ａ，１１３ｂ，６０９ 指向性送信用ウェイト乗算部
１１５ａ，１１５ｂ，２０９，６１１ 送信ＲＦ部
２０３ 個別チャネル受信部
２０４ 判定部
２０５ メモリ
２０６ シェアードチャネル受信部
２０７ 送信ダイバーシチ用パイロットチャネル受信部
２０８ 多重部
１０４１，６０４１ ＭＦ
１０４２，６０４２ 受信ウェイト合成部
１０４３，６０４３ ウェイト更新部

Claims (10)

1. それぞれ複数のアンテナ素子で構成され、送信ダイバーシチを行うダイバーシチアンテナと、
   シェアードチャネルで送信するユーザを選択する選択手段と、
   前記選択手段で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルとは異なり前記送信ダイバーシチ用の既知信号を含む制御チャネルを多重して前記送信ダイバーシチ用のウェイトを付与する第１ウェイト付与手段と、
   を具備し、
   シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対してのみに送信ダイバーシチを行うことを特徴とする無線基地局装置。
2. 制御チャネルは、前記シェアードチャネルに付随する付随チャネル及び／又はパイロットチャネルであることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
3. それぞれ複数のアンテナ素子で構成され、送信ダイバーシチを行うダイバーシチアンテナと、
   前記送信ダイバーシチ用の既知信号を含むシェアードチャネルで送信するユーザを選択する選択手段と、
   前記選択手段で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネルに前記送信ダイバーシチ用のウェイトを付与する第１ウェイト付与手段と、
   を具備し、
   シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対してのみに送信ダイバーシチを行うことを特徴とする無線基地局装置。
4. 第１ウェイト付与手段の出力に指向性送信用のウェイトを付与する第２ウェイト付与手段を具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線基地局装置。
5. パイロットチャネルは、シェアードチャネルを割り当てられたユーザでシェアードされることを特徴とする請求項２に記載の無線基地局装置。
6. シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルに付随する付随チャネルで送信するユーザを選択する選択手段と、
   前記選択手段で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び付随チャネルを多重して指向性送信用のウェイトを付与するウェイト付与手段と、
   を具備し、
   パイロットチャネルは、シェアードチャネルを割り当てられたユーザでシェアードされ、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して指向性送信を行うことを特徴とする無線基地局装置。
7. 通信端末装置からの上り回線信号を指向性受信する指向性受信手段と、
   シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して、前記シェアードチャネルの割り当てに応じて前記指向性受信手段を割り当てる割り当て手段と、
   を具備することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線基地局装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の無線基地局装置と無線通信を行うことを特徴とする通信端末装置。
9. シェアードチャネルで送信するユーザを選択する選択工程と、
   前記選択工程で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルとは異なる、前記送信ダイバーシチ用の既知信号を含む制御チャネルを多重して前記送信ダイバーシチ用のウェイトを付与する第１ウェイト付与工程と、
   前記ウェイト付与工程での出力に指向性送信用のウェイトを付与する第２ウェイト付与工程と、
   を具備し、
   シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対してのみに送信ダイバーシチを行うことを特徴とする無線通信方法。
10. シェアードチャネル及び前記シェアードチャネルに付随する付随チャネルで送信するユーザを選択する選択工程と、
    前記選択工程で選択されたユーザに対して前記シェアードチャネル及び付随チャネルを多重して指向性送信用のウェイトを付与するウェイト付与工程と、
    を具備し、
    パイロットチャネルは、シェアードチャネルを割り当てられたユーザでシェアードされ、シェアードチャネルを割り当てられたユーザに対して指向性送信を行うことを特徴とする無線通信方法。

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