JP2004222241A - 多重接続方法およびそれを利用した無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速データ伝送においても、ＳＤＭＡに起因した干渉による劣化を低減する。
【解決手段】 Ｎ個のアンテナ２２は、無線周波数の信号を送受信処理する。無線部１２は、ベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な信号処理を行う。モデム部１６は、変調処理と復調処理を行う。ベースバンド部１８は、ネットワーク２４とのインターフェースである。制御部２０は、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８のタイミングやチャネル配置を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は多重接続技術およびそれを利用した無線技術に関する。特に空間の分割によって複数の端末装置を多重接続するための、多重接続方法およびそれを利用した無線装置に関する。

ワイヤレス通信において、周波数資源の有効利用を図るべく、周波数分割多重接続（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＦＤＭＡ）、時間分割多重接続（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）、符号分割多重接続（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＣＤＭＡ）を含む多重接続技術が、実施されている。近年の携帯電話機の普及等によって、一般に、周波数利用効率の更なる向上が望ましく、その解決策のひとつとして、空間分割多重接続（Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＳＤＭＡ）やパス分割多重接続（Ｐａｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＰＤＭＡ）といわれる新たな多重接続技術が検討されている。

ＳＤＭＡは、無線基地局装置において、例えば、同一周波数におけるひとつのタイムスロットを空間的に複数に分割して、分割した空間ごとに割当てたユーザ端末装置との間でデータを伝送する。それぞれのユーザ端末装置に関する信号は、一般に、無線基地局装置に設けられたアダプティブアレイアンテナなどの相互干渉除去装置を用いて互いに分離される（例えば、特許文献１参照。）。アダプティブアレイアンテナは、複数のアンテナで受信した信号を、伝搬環境に応じたウエイトベクトルでそれぞれ重み付けして合成し、所望のユーザ端末装置に関する信号を出力する。
特開平１１−３１３３６４号公報

ユーザ端末装置に対するデータの占有周波数帯幅を同等にしつつ、データ伝送品質を低下させないで、データ伝送速度を高めるための技術としては、フェージング等による伝搬環境の変化に応じて、例えばＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の変調方式、誤り訂正の符号化率で規定されるデータ伝送速度を変更する適応変調技術が有効であり、ＴＤＭＡ等への適用が検討されている。この適応変調技術をＳＤＭＡに適用した場合、アダプティブアレイアンテナによる空間の分割が不十分になると、複数のユーザ端末装置間で干渉を生じ、その干渉のために、無線基地局装置に高い伝送速度で接続されているユーザ端末装置のデータ伝送品質が特に劣化する。

本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的はＳＤＭＡにおける、データ伝送速度の高い端末装置のデータ伝送品質の劣化を低減する多重接続方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。また、ＳＤＭＡに起因するデータ伝送品質の劣化を低減しつつ、端末装置のデータ伝送速度を増減させる多重接続方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。また、高いデータ伝送速度での接続を要求する端末装置の接続可能性を向上させる多重接続方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。また、ＳＤＭＡに起因するデータ伝送品質の劣化が大きい場合における多重接続方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。

本発明のある態様は、無線装置である。この装置は、空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対して、チャネルをそれぞれ割当てる制御部と、それぞれのチャネルに割当てられた端末装置に対して、データ伝送処理を行う信号処理部とを含む。この装置において、制御部は、空間の分割をもとにした端末装置の接続許可数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定してもよい。
「接続許可数」とは、無線装置が接続を許可する端末装置の数、特に最大数を意味する。
制御部は、端末装置のデータ伝送速度が高くなれば、接続許可数が小さくなるように決定してもよい。

空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、制御部は、所定の端末装置のデータ伝送速度を変化させる要求を入力する入力部と、要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度を変化させた場合においても、それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数が接続許可数以下となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置し、要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度の変化を指示するチャネル配置部とを含んでもよい。

空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、制御部は、それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数を接続許可数以下にしつつ、異なるスロット間でチャネルの数が不均一となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置するチャネル配置部とを含んでもよい。
「チャネルの数が不均一」とは、配置されたチャネルの数がスロット間で異なる場合のほかに、配置されたチャネルの数から計算されたデータ伝送速度がスロット間で異なる場合も含むものとする。

信号処理部は、端末装置からの受信信号より受信応答特性を計算し、制御部は、空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対応するそれぞれの受信応答特性間の相関値を計算する相関計算部と、相関値がしきい値より小さい場合には、複数の端末装置を空間の分割によって、接続許可数以下の範囲で多重接続し、相関値がしきい値より大きい場合には、複数の端末装置を空間以外の多重化要素の分割によって多重接続するチャネル配置部とを含んでもよい。
「応答特性」には、応答特性を複素共役変換したものや、応答特性を線形変換したものなどの所定の規則にもとづいて変換したものも含み、さらにウエイトベクトルのような重み係数も含むものとする。

以上の装置により、データ伝送速度に応じて、空間の分割によって多重化される接続許可数を決定し、決定された接続許可数をもとにチャネル配置を行うため、干渉によるデータ伝送品質の劣化を軽減できる。

本発明の別の態様は、多重接続方法である。この方法は、空間の分割によって基地局装置に多重接続させる端末装置の最大数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定する。
本発明のさらに別の態様も、多重接続方法である。この方法は、空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対して、チャネルをそれぞれ割当てるステップと、それぞれのチャネルに割当てられた端末装置に対して、データ伝送処理を行うステップとを含む。この方法において、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、空間の分割をもとにした端末装置の接続許可数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定してもよい。

チャネルをそれぞれ割当てるステップは、端末装置のデータ伝送速度が高くなれば、接続許可数が小さくなるように決定してもよい。
空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、所定の端末装置のデータ伝送速度を変化させる要求を入力するステップと、要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度を変化させた場合においても、それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数が接続許可数以下となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置し、要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度の変化を指示するステップとを含んでもよい。

空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数を接続許可数以下にしつつ、異なるスロット間でチャネルの数が不均一となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置するステップとを含んでもよい。

データ伝送処理を行うステップは、端末装置からの受信信号より受信応答特性を計算し、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対応するそれぞれの受信応答特性間の相関値を計算するステップと、相関値がしきい値より小さい場合には、複数の端末装置を空間の分割によって、接続許可数以下の範囲で多重接続し、相関値がしきい値より大きい場合には、複数の端末装置を空間以外の多重化要素の分割によって多重接続するステップとを含んでもよい。

本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対して、チャネルをそれぞれ割当てるステップと、それぞれのチャネルに割当てられた端末装置に対して、データ伝送処理を行うステップとを含む。このプログラムにおいて、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、空間の分割をもとにした端末装置の接続許可数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定する。
チャネルをそれぞれ割当てるステップは、端末装置のデータ伝送速度が高くなれば、接続許可数が小さくなるように決定してもよい。

空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、所定の端末装置のデータ伝送速度を変化させる要求を入力するステップと、要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度を変化させた場合においても、それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数が接続許可数以下となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置し、要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度の変化を指示するステップとを含んでもよい。

空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数を接続許可数以下にしつつ、異なるスロット間でチャネルの数が不均一となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置するステップとを含んでもよい。

データ伝送処理を行うステップは、端末装置からの受信信号より受信応答特性を計算し、チャネルをそれぞれ割当てるステップは、空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対応するそれぞれの受信応答特性間の相関値を計算するステップと、相関値がしきい値より小さい場合には、複数の端末装置を空間の分割によって、接続許可数以下の範囲で多重接続し、相関値がしきい値より大きい場合には、複数の端末装置を空間以外の多重化要素の分割によって多重接続するステップとを含んでもよい。

本発明のさらに別の態様は、無線装置である。この装置は、所定の端末装置に対して、空間を分割した複数のチャネルをそれぞれ割り当てる制御部と、端末装置に対して、データ伝送処理を行う信号処理部とを含む。この装置において、制御部は、端末装置に割り当てるべきチャネルの設定数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定してもよい。
「設定数」とは、無線装置に割り当てるチャネル数、特に最大数を意味する。
以上の装置により、チャネル単位のデータ伝送速度に応じて、空間の分割によって割り当てられるチャネルの設定数を決定するため、干渉によるデータ伝送品質の劣化を軽減できる。

制御部は、端末装置に割当てたチャネル単位のデータ伝送速度が高くなれば、設定数が小さくなるように決定してもよい。空間以外のチャネル割当て要素をさらに分割して設けられた複数の帯域内に、端末装置に割当てた複数のチャネルがそれぞれ配置されており、制御部は、端末装置のデータ伝送速度の変更を決定する決定部と、端末装置のデータ伝送速度を変更した場合においても、それぞれの帯域内に配置されるチャネルの数が設定数以下となるように、異なる帯域間でチャネルを再配置するチャネル配置部とを含んでもよい。

「帯域」とは、「チャネル」と同様に、基地局装置と端末装置などの無線装置間で通信を行うために設定される無線通信路のことをいい、具体的には、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合は特定の周波数帯域を指し、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合は特定のタイムスロットまたはスロットを指し、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合は特定の符号系列を指す。
「空間以外のチャネル割当て要素」は、ＦＤＭＡに対応した周波数、ＴＤＭＡに対応した時間などを含み、さらにＣＳＭＡに対応してもよい。

空間以外のチャネル割当て要素をさらに分割して設けられた複数の帯域内に、端末装置に割当てた複数のチャネルがそれぞれ配置されており、制御部は、それぞれの帯域内に配置されるチャネルの数を設定数以下にしつつ、異なる帯域間でのチャネルの数が不均一となるように、異なる帯域間でチャネルを再配置するチャネル配置部とを含んでもよい。

信号処理部は、端末装置からの受信信号にもとづいて受信応答特性を計算し、制御部は、空間を分割した複数のチャネルにそれぞれ対応した受信応答特性間の相関値を計算する相関計算部と、相関値がしきい値より小さい場合には、端末装置に対して空間を分割した少なくともひとつのチャネルを割当て、相関値がしきい値より大きい場合には、端末装置に対して空間以外のチャネル割当て要素にもとづいたチャネルを割当てるチャネル配置部とを含んでもよい。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ＳＤＭＡにおける、データ伝送速度の高い端末装置のデータ伝送品質の劣化を低減できる。また、ＳＤＭＡに起因するデータ伝送品質の劣化を低減しつつ、端末装置のデータ伝送速度を増減できる。また、高いデータ伝送速度での接続を要求する端末装置の接続可能性を向上できる。また、ＳＤＭＡに起因するデータ伝送品質の劣化が大きい場合における多重接続方法およびそれを利用した無線装置を提供できる。

（実施の形態１）
実施の形態１は、ＳＤＭＡによって複数の端末装置と接続される基地局の無線装置に関する。ＳＤＭＡによって多重化されている端末装置に関する無線信号のそれぞれは、理想的には無線装置に設けられたアダプティブアレイアンテナによって分離されるが、無線装置に対する複数の端末装置の配置によっては、それぞれの無線信号の分離が十分でなくなり、一般に、そのような複数の端末装置間で干渉が生じる。干渉によるデータ伝送品質の低下を抑えつつ、データ伝送速度をより高くするために、本実施の形態に係る無線装置は、ＳＤＭＡで接続を許可する端末装置の数（以下、「接続許可数」という）を、ＳＤＭＡによって接続すべき端末装置のデータ伝送速度に応じて決定する。すなわち、端末装置のデータ伝送速度が高い場合は、一般にそのデータ伝送品質の劣化が干渉によってより大きくなるため、干渉の低減を目的として、接続許可数を小さくする。一方、端末装置のデータ伝送速度が低い場合は、干渉によるデータ伝送品質の劣化がより小さくなるため、無線装置あたりのデータ伝送速度の増加を目的として、接続許可数を大きくする。

さらに、複数の端末装置が無線装置に、例えばＴＤＭＡのような、ＳＤＭＡ以外の多重化要素によっても多重接続されている状況下で、ＴＤＭＡのひとつのタイムスロットにおいて、ＳＤＭＡによって接続されている複数の端末装置のひとつが、データ伝送速度の増加を要求する（以下、データ伝送速度の増加を要求する端末装置を、「増加要求端末装置」という）場合、本実施の形態の無線装置は、仮に増加要求端末装置の伝送速度を増加させても、増加要求端末装置を含むタイムスロット中のＳＤＭＡで接続されている端末装置数が、接続許可数より小さければ、要求に応じて増加要求端末装置の伝送速度を増加させる。一方、大きければ、すべてのタイムスロットにおいて、ＳＤＭＡで接続されている端末装置数が接続許可数以下となるように、増加要求端末装置が接続されているタイムスロットに含まれる他の端末装置あるいは増加要求端末装置を、別のタイムスロットでの接続に変更してから、増加要求端末装置の伝送速度を増加させる。

図１は、実施の形態１に係る無線装置１０と端末装置２６からなる通信システムを示す。無線装置１０は、アンテナ２２と総称する第１アンテナ２２ａ、第２アンテナ２２ｂ、第ｎアンテナ２２ｎ、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８、制御部２０を含み、ネットワーク２４と接続している。無線部１２は、第１無線部１２ａ、第２無線部１２ｂ、第Ｎ無線部１２ｎを含み、信号処理部１４は、第１信号処理部１４ａ、第２信号処理部１４ｂ、第Ｍ信号処理部１４ｍを含む。端末装置２６は、アンテナ３４、無線部３２、モデム部３０、ベースバンド部２８を含む。また、信号として、無線部制御信号３１８、モデム部制御信号３２０、ベースバンド部制御信号３２２を含む。図１の通信システムでは、ひとつの端末装置２６が無線装置１０と接続しているが、実際にはＭ個の端末装置２６と接続可能である。

無線装置１０のベースバンド部１８は、ネットワーク２４とのインターフェース、端末装置２６のベースバンド部２８は、端末装置２６と接続したＰＣや、端末装置２６内部のアプリケーションとのインターフェースであり、通信システムで伝送の対象となる情報信号の送受信処理を行う。また、誤り訂正や自動再送処理がなされてもよいが、ここではこれらの説明を省略する。

無線装置１０のモデム部１６、端末装置２６のモデム部３０は、変調処理として、キャリアを送信したい情報信号で変調して、送信信号を生成するが、ここでは、変調方式として、π／４シフトＱＰＳＫ（以下、これもＱＰＳＫと示す）、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭを対象とする。また、復調処理として、受信信号を復調して、送信された情報信号を再生するが、ここでは、ＱＰＳＫに対して遅延検波、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭに対して同期検波を行うものとする。

信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な信号処理を行う。
無線装置１０の無線部１２、端末装置２６の無線部３２は、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８、ベースバンド部２８、モデム部３０で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。

無線装置１０のアンテナ２２、端末装置２６のアンテナ３４は、無線周波数の信号を送受信処理する。アンテナの指向性は任意でよく、アンテナ２２のアンテナ数はＮとされる。
制御部２０は、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８のタイミングやチャネル配置を制御する。

図２は、実施の形態１で使用されるバーストフォーマットの一例として、簡易型携帯電話システムのバーストフォーマットを示す。バーストの先頭から４シンボルの間に、タイミング同期に使用するためのプリアンブルが、それに続く８シンボルの間に、ユニークワードが配置されている。プリアンブルとユニークワードは、無線装置１０や端末装置２６にとって既知であるため、後述するトレーニング信号としても使用できる。

図３は、実施の形態１に係るチャネル配置を示す。ここでは、ＳＤＭＡによる空間軸の多重度を４、ＴＤＭＡによる時間軸の多重度、すなわちタイムスロット数を３としており、その中にチャネル（１，１）からチャネル（３，４）の合計１２チャネルを配置している。また、ひとつのチャネルには、ひとつの端末装置が割当てられており、当該端末装置の変調方式や誤り訂正の符号化率等の情報は、当該チャネルと共有されているものとする。また、図３は、上り回線あるいは下り回線のいずれかを示している。さらに、周波数軸方向などに多重化されていてもよい。

図４から図６は、異なる通信システムに対応する第１無線部１２ａのさまざまな構成を示す。異なる通信システム間の相違は、一般に無線装置１０における第１無線部１２ａで吸収され、これに続く信号処理部１４は、通信システムの相違を意識することなく動作可能となる。図４の第１無線部１２ａは、図２に示した簡易型携帯電話システムや携帯電話システムのようなシングルキャリア通信システムに対応し、スイッチ部３６、受信部３８、送信部４０を含む。さらに、受信部３８は、周波数変換部４２、直交検波部４４、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）４６、ＡＤ変換部４８を含み、送信部４０は、増幅部５０、周波数変換部５２、直交変調部５４、ＤＡ変換部５６を含む。

また、信号として、デジタル受信信号３００と総称される第１デジタル受信信号３００ａ、デジタル送信信号３０２と総称される第１デジタル送信信号３０２ａを含む。図５の第１無線部１２ａは、Ｗ―ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ―Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した無線ＬＡＮのようなスペクトラム拡散通信システムに対応し、逆拡散部５８、拡散部６０が付加される。図６の第１無線部１２ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＨｉｐｅｒＬＡＮ／２に準拠した無線ＬＡＮのようなマルチキャリア通信システムに対応し、フーリエ変換部６２、逆フーリエ変換部６４が付加される。

スイッチ部３６は、制御部２０の指示にもとづいて、受信部３８と送信部４０に対する信号の入出力を切りかえる。
受信部３８の周波数変換部４２と送信部４０の周波数変換部５２は、無線周波数の信号とひとつまたは複数の中間周波数の信号間の周波数変換を行う。
直交検波部４４は、中間周波数の信号から直交検波によって、ベースバンドのアナログ信号を生成する。一方、直交変調部５４は、ベースバンドのアナログ信号から直交変調によって、中間周波数の信号を生成する。

ＡＧＣ４６は、ベースバンドのアナログ信号の振幅をＡＤ変換部４８のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。
ＡＤ変換部４８は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＤＡ変換部５６は、ベースバンドのデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここで、ＡＤ変換部４８から出力されるデジタル信号をデジタル受信信号３００、ＤＡ変換部５６に入力されるデジタル信号をデジタル送信信号３０２とする。
増幅部５０は、送信すべき無線周波数の信号を増幅する。

図５の拡散部６０と逆拡散部５８は、それぞれデジタル送信信号３０２とデジタル受信信号３００を予め規定されている拡散符号系列で相関処理する。図６の逆フーリエ変換部６４とフーリエ変換部６２は、それぞれデジタル送信信号３０２を逆フーリエ変換処理、デジタル受信信号３００をフーリエ変換処理する。

図７は、第１信号処理部１４ａの構成を示す。第１信号処理部１４ａは、立上がり検出部６６、メモリ部７２、受信ウエイトベクトル計算部７０、判定部２０２、合成部６８、受信応答ベクトル計算部２００、送信ウエイトベクトル計算部７６、分離部７４を含む。さらに、合成部６８は、乗算部７８と総称される第１乗算部７８ａ、第２乗算部７８ｂ、第Ｎ乗算部７８ｎ、加算部８０を含み、分離部７４は、乗算部８２と総称される第１乗算部８２ａ、第２乗算部８２ｂ、第Ｎ乗算部８２ｎを含む。

また、信号として、合成信号３０４、分離前信号３０６、受信ウエイトベクトル３０８と総称される第１受信ウエイトベクトル３０８ａ、第２受信ウエイトベクトル３０８ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル３０８ｎ、送信ウエイトベクトル３１０と総称される第１送信ウエイトベクトル３１０ａ、第２送信ウエイトベクトル３１０ｂ、第Ｎ送信ウエイトベクトル３１０ｎ、トレーニング信号３１２、入力制御信号３１４と総称される第１入力制御信号３１４ａ、出力制御信号３１６と総称される第１出力制御信号３１６ａ、判定信号４００、受信応答ベクトル４０２を含む。

立上がり検出部６６は、無線装置１０の動作開始のトリガーとなるバースト信号の先頭をデジタル受信信号３００から検出する。検出したバースト信号の先頭のタイミングは、出力制御信号３１６によって制御部２０に通知される。さらに、制御部２０は、このタイミングから生成した制御に必要な各種のタイミング信号を、各部に通知する。
メモリ部７２は、トレーニング信号３１２を記憶し、必要に応じて、トレーニング信号３１２を出力する。

受信ウエイトベクトル計算部７０は、デジタル受信信号３００の重み付けに必要な受信ウエイトベクトル３０８を、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムによって、トレーニング期間中は、デジタル受信信号３００、合成信号３０４、トレーニング信号３１２から、トレーニング終了後は、デジタル受信信号３００、合成信号３０４、判定信号４００から計算する。

合成部６８は、乗算部７８において、デジタル受信信号３００を受信ウエイトベクトル３０８で重み付けした後、それらを加算部８０で加算して、合成信号３０４を出力する。
判定部２０２は、合成信号３０４を予め規定しているしきい値と比較して、判定信号４００を出力する。なお、判定は硬判定である必要はなく、軟判定でもよい。

受信応答ベクトル計算部２００は、送信信号に対する受信信号の受信応答特性として受信応答ベクトル４０２を、トレーニング期間中は、デジタル受信信号３００、トレーニング信号３１２から、トレーニング終了後は、デジタル受信信号３００、判定信号４００から計算する。

送信ウエイトベクトル計算部７６は、分離前信号３０６の重み付けに必要な送信ウエイトベクトル３１０を、受信応答特性である受信ウエイトベクトル３０８や受信応答ベクトル４０２から推定する。送信ウエイトベクトル３１０の推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、受信ウエイトベクトル３０８や受信応答ベクトル４０２をそのまま使用すればよい。あるいは、受信処理と送信処理の時間差で生じる伝搬環境のドップラー周波数変動を考慮して、従来の技術によって、受信ウエイトベクトル３０８あるいは受信応答ベクトル４０２を補正してもよい。なお、送信ウエイトベクトル３１０の推定には、受信ウエイトベクトル３０８と受信応答ベクトル４０２のどちらかのみを使用してもよいが、ここでは、通常は受信ウエイトベクトル３０８を使用し、受信ウエイトベクトル３０８に含まれる誤差が大きいと判断された場合に、受信応答ベクトル４０２を使用する。
分離部７４は、乗算部８２において、分離前信号３０６を送信ウエイトベクトル３１０で重み付けし、デジタル送信信号３０２を出力する。

図８と図９は、立上がり検出部６６の構成を示し、それぞれマッチドフィルタ、受信電力測定器をもとに構成されている。図８は、遅延部８４と総称する第１１遅延部８４ａａ、第１２遅延部８４ａｂ、第１（Ｌ−１）遅延部８４ａ（ｌ−１）、第２１遅延部８４ｂａ、第２２遅延部８４ｂｂ、第２（Ｌ−１）遅延部８４ｂ（ｌ−１）、第Ｎ１遅延部８４ｎａ、第Ｎ２遅延部８４ｎｂ、第Ｎ（Ｌ−１）遅延部８４ｎ（ｌ−１）、乗算部８６と総称する第１１乗算部８６ａａ、第１２乗算部８６ａｂ、第１Ｌ乗算部８６ａｌ、第２１乗算部８６ｂａ、第２２乗算部８６ｂｂ、第２Ｌ乗算部８６ｂｌ、第Ｎ１乗算部８６ｎａ、第Ｎ２乗算部８６ｎｂ、第ＮＬ乗算部８６ｎｌ、データ記憶部８８と総称する第１データ記憶部８８ａ、第２データ記憶部８８ｂ、第Ｌデータ記憶部８８ｌ、加算部９０、判定部９２を含む。

遅延部８４は、入力したデジタル受信信号３００を相関処理のために、アンテナ２２ごとに並列に遅延させる。
データ記憶部８８は、バースト信号の先頭を検出するためのトレーニング信号３１２あるいはその一部をそれぞれ１シンボルずつ記憶する。

乗算部８６は、遅延させたデジタル受信信号３００とトレーニング信号３１２を乗算し、さらに加算部９０は、その結果を加算する。
判定部９２は、加算部９０による加算結果をもとに、その値が最大となるタイミングをバースト信号の先頭タイミングとして検出し、それを出力制御信号３１６によって出力する。

一方、図９は、電力計算部９４、判定部９２を含む。電力計算部９４は、デジタル受信信号３００の受信電力を所定期間計算し、それらを合計することにより、すべてのアンテナ２２によって受信される信号の電力を求める。
判定部９２は、受信信号の電力を予め既定してある条件と比較し、その条件が満たされた場合に、バースト信号の先頭が検出されたと判定する。条件としては、受信電力が、しきい値として設定する電力の値より大きくなる期間が、予め定めた期間を超えるというものでよい。

図１０は、ＬＭＳアルゴリズムを実行する受信ウエイトベクトル計算部７０の構成を示す。受信ウエイトベクトル計算部７０は、第１受信ウエイトベクトル計算部７０ａ、第２受信ウエイトベクトル計算部７０ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル計算部７０ｎを含む。さらに、第１受信ウエイトベクトル計算部７０ａは、切替部９６、加算部９８、複素共役部１００、乗算部１０２、ステップサイズパラメータ記憶部１０４、乗算部１０６、加算部１０８、遅延部１１０を含む。

切替部９６は、ＬＭＳアルゴリズムの参照信号として、トレーニング期間中はトレーニング信号３１２を選択し、トレーニング終了後は判定信号４００を選択する。
加算部９８は、合成信号３０４と参照信号との間で、差分を計算し、誤差信号を出力する。この誤差信号は、複素共役部１００で複素共役変換される。

乗算部１０２は、複素共役変換された誤差信号と、第１デジタル受信信号３００ａを乗算し、第１の乗算結果を生成する。
乗算部１０６は、第１の乗算結果にステップサイズパラメータ記憶部１０４で記憶されているステップサイズパラメータを乗算し、第２の乗算結果を生成する。第２の乗算結果は、遅延部１１０と加算部１０８によって、フィードバックされた後に、新たな第２の乗算結果と加算される。このような、ＬＭＳアルゴリズムによって、逐次更新された加算結果が、第１受信ウエイトベクトル３０８ａとして出力される。

図１１は、相関処理を実行する受信応答ベクトル計算部２００の構成を示す。受信応答ベクトル計算部２００は、切替部２０４、第１相関計算部２０６、第２相関計算部２０８、逆行列計算部２１０、最終計算部２１２を含む。

切替部２０４は、参照信号として、トレーニング期間中はトレーニング信号３１２を選択し、トレーニング終了後は判定信号４００を選択する。なお、トレーニング信号３１２と判定信号４００は、第１信号処理部１４ａ内からだけではなく、図示しない信号線によって、他のユーザの端末装置２６に対応する第２信号処理部１４ｂ、第Ｍ信号処理部１４ｍからも入力されるものとする。説明の便宜のため端末装置２６のユーザ数を２とすれば、第１の端末装置２６に対応する参照信号はＳ１（ｔ）、第２の端末装置２６に対応する参照信号はＳ２（ｔ）と示される。

第１相関計算部２０６は、デジタル受信信号３００と参照信号の間における第１の相関行列を計算する。説明の便宜のためアンテナ２２の数を２とし、第１デジタル受信信号３００ａのｘ１（ｔ）、第２デジタル受信信号３００ａのｘ２（ｔ）は、次の式で示される。

ここで、ｈｉｊは、第ｉ番目の端末装置２６から第ｊアンテナ２２ｊまでの応答特性であり、また雑音は無視する。第１の相関行列Ｒ１は、Ｅをアンサンブル平均として、次の式で示される。

第２相関計算部２０８は、参照信号間の第２の相関行列Ｒ２を計算し、これは次の式で示される。

逆行列計算部２１０は、第２の相関行列Ｒ２の逆行列を計算する。

最終計算部２１２は、第２の相関行列Ｒ２の逆行列と第１の相関行列Ｒ１を乗算し、次の式で示される受信応答ベクトル４０２を出力する。

図１２は、制御部２０の構成を示す。制御部２０は、メモリ部２１８、チャネル配置部２１６、チャネル管理部２２０、相関計算部２１４を含む。

メモリ部２１８は、ユーザ伝送速度と接続許可数の関係を記憶する。ここでは簡易型携帯電話システムを考慮して、ユーザ伝送速度を規定する要因を変調方式のみとし、誤り訂正は考慮しないものとする。具体的な変調方式と接続許可数の関係は、６４ＱＡＭで１台、１６ＱＡＭで２台、ＱＰＳＫで４台とする。また、複数の端末装置２６が同一のタイムスロットにＳＤＭＡによって接続されている場合に、接続許可数を決定する変調方式は、当該複数の端末装置２６のうち、最も高いユーザ伝送速度に対応した変調方式とする。

チャネル配置部２１６は、それぞれの端末装置２６に割当てたチャネルを、メモリ部２１８に記憶された関係を満たすように、時間軸と空間軸に配置する。また、無線装置１０全体のタイミング制御も行う。

チャネル管理部２２０は、既に端末装置２６が割当てられたチャネルの配置を記憶する。
相関計算部２１４は、出力制御信号３１６を入力して、異なるチャネル間における受信応答ベクトル４０２の相関値を計算し、その結果をチャネル配置部２１６に通知する。受信応答特性にもとづくこの相関値は、一般に空間の相関性を示す。

図１３は、増加要求端末装置からの要求に応じて、データ伝送速度を変化させる手順を示す。図１２のチャネル配置部２１６は、増加要求端末装置の変調方式を変化させて、データ伝送速度を増加させる要求信号（以下、要求する変調方式を「要求変調方式」という）を入力する（Ｓ１０）。データ伝送速度の増加が下り回線の場合、要求信号はネットワーク２４からベースバンド部１８を介して、ベースバンド部制御信号３２２によって入力され、上り回線の場合、モデム部１６を介して、モデム部制御信号３２０によって入力される。チャネル配置部２１６は、チャネル管理部２２０を参照して、増加要求端末装置に割当てたチャネルが含まれるタイムスロット（以下、これを「接続タイムスロット」という）のすべてのチャネルの数（以下、「接続チャネル数」という）を調査する（Ｓ１２）。

チャネル配置部２１６は、増加要求端末装置を要求変調方式にした場合の接続タイムスロットでの接続許可数と接続チャネル数を比較し、接続チャネル数が接続許可数以下ならば（Ｓ１４のＹ）、接続要求端末装置を要求変調方式に変更して、伝送速度を増加させる（Ｓ４４）。一方、接続チャネル数が接続許可数以下でなければ（Ｓ１４のＮ）、チャネル管理部２２０を参照して、接続タイムスロット以外のすべてのタイムスロット（以下、当該タイムスロットのひとつ、あるいはすべてを「未接続タイムスロット」という）に含まれるチャネル数と変調方式をそれぞれ調査する（Ｓ１６）。

要求変調方式にした増加要求端末装置にチャネルを割当て可能な未接続タイムスロット（以下、「可能タイムスロット」という）が存在する場合（Ｓ１８のＹ）、チャネル配置部２１６は可能タイムスロットの中で最もチャネル数が小さいものを選択する（Ｓ２０）。さらに、選択された可能タイムスロットが複数あれば、チャネルの変調方式が最も小さいタイムスロット（以下、「対象タイムスロット」という）を選択する（Ｓ２２）。

相関計算部２１４は、対象タイムスロットに含まれているチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２と増加要求端末装置の受信応答ベクトル４０２との相関値を計算し、その相関値がしきい値以下ならば（Ｓ２４のＹ）、増加要求端末装置に割当てるチャネルを、対象タイムスロットに含まれるチャネルに変更する（Ｓ２６）。当該相関値がしきい値以下でなく（Ｓ２４のＮ）、対象タイムスロットと同一のチャネル数を有するタイムスロットが存在する場合（Ｓ２８のＹ）や、調査していない可能タイムスロットが存在する場合（Ｓ３２のＹ）は、調査するタイムスロットを変更して（Ｓ３０，Ｓ３４）、上記の処理を繰り返す。一方、調査していない可能タイムスロットが存在しない場合（Ｓ３２のＮ）は、次のステップに進む。

未接続タイムスロットにおいて、接続タイムスロット内の増加要求端末装置以外の端末装置（以下、当該端末装置のひとつ、あるいはすべてを「移動対象端末装置」という）に、新たなチャネルを割当てても、チャネル数が接続許可数を越えずに、さらに、未接続タイムスロットに含まれる既存のチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２と移動対象端末装置の受信応答ベクトル４０２の相関値がしきい値以下になるかを調査する（Ｓ３６）。上記要件を満たす未接続タイムスロットが存在する場合（Ｓ３８のＹ）、移動対象端末装置に割当てるチャネルを、当該未接続タイムスロットに含まれるチャネルに変更する（Ｓ４０）。一方、存在しなければ（Ｓ３８のＮ）、増加要求端末装置のデータ伝送速度を増加させる要求を拒否する（Ｓ４２）。

以上の構成による無線装置１０の動作を、図１４（ａ）−（ｂ）に示した図１３の手順によるチャネル配置をもとに説明する。図１４（ａ）は、初期状態のチャネル配置を示し、全チャネルの変調方式がＱＰＳＫにされている。この中で、タイムスロット１のチャネル（１，１）に割当てられた増加要求端末装置が要求変調方式として１６ＱＡＭを要求する場合、タイムスロット１の接続許可数は２となり、既存チャネル数の３より大きいため、図１４（ａ）のチャネル配置のままでの要求変調方式への変更は不可能である。また、タイムスロット２とタイムスロット３のチャネル数もそれぞれ３と４なので、増加要求端末装置をタイムスロット２またはタイムスロット３に移動させて、要求変調方式に変更することも不可能である。一方、図１４（ａ）のチャネル（１，３）に割当てられた移動対象端末装置のタイムスロット２への移動が可能なため、図１４（ｂ）に示すとおり、この割当をチャネル（２，４）に変更してから、チャネル（１，１）に割当てられた増加要求端末装置を要求変調方式の１６ＱＡＭに変更する。

実施の形態１によれば、データ伝送速度の高い端末装置を接続するタイムスロットの接続許可数を小さく、データ伝送速度の低い端末装置を接続するタイムスロットの接続許可数を大きくするため、データ伝送速度の高い端末装置のデータ伝送品質の劣化を抑えつつ、データ伝送速度の低い端末装置を接続するタイムスロットの多重度を高くできる。

（実施の形態２）
実施の形態２において、実施の形態１と同様に、無線装置は接続許可数に従いつつ、所定のタイムスロットで接続していた端末装置を別のタイムスロットでの接続に変更する。実施の形態１では、無線装置はＳＤＭＡで接続されているひとつの端末装置のデータ伝送速度増加の要求を満たすように、端末装置を接続するタイムスロットを変更していた。これに対して、実施の形態２では、データ伝送速度増加の要求がなくとも、複数のタイムスロットにおいて、ＳＤＭＡで接続されている端末装置の数が異なるように、端末装置を接続すべきタイムスロットを変更する。

例えば、無線装置のすべてのタイムスロットが端末装置との接続に使用されている場合、新たに接続を要求する端末装置（以下、「新規装置」という）は、既に接続されている端末装置のいずれかとＳＤＭＡによって多重化されるため、その結果、新規装置のデータ伝送速度が、接続許可数から定まる値に制限される。そこで本実施の形態の無線装置は、新規装置が高いデータ伝送速度による接続を要求しても、その接続の可能性を向上させるため、予め所定の端末装置が接続しているタイムスロットを変更させて、新規装置を接続させるためのタイムスロットを用意しておく。
実施の形態２に係る無線装置１０の構成としては、図１に示されるものが有効であるため、無線装置１０の構成の説明は省略する。

図１５は、チャネル配置を変更する手順を示す。図１２のチャネル配置部２１６は、チャネル管理部２２０からすべてのタイムスロットにチャネルが配置された旨の情報を入力する（Ｓ５０）。チャネル配置部２１６は、チャネル管理部２２０を参照して、すべてのタイムスロットのうち、新たなチャネルを配置可能なタイムスロット（以下、「可能タイムスロット」という）が２以上存在するか、すなわち、端末装置２６が割当てられたチャネル数が接続許可数より小さいタイムスロットが２以上存在するかを調査する。存在しない場合（Ｓ５２のＮ）、処理を終了するが、存在する場合（Ｓ５２のＹ）、チャネル数が最小の可能タイムスロットを選択する（以下、選択された可能タイムスロットを「対象タイムスロット」といい、選択されなかった可能タイムスロットを「非対象タイムスロット」という）（Ｓ５４）。

対象タイムスロットに含まれるチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２と、非対象タイムスロットに含まれるチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２との相関値を計算し、その相関値がしきい値以下ならば（Ｓ５６のＹ）、対象タイムスロットに含まれるチャネルに割当てられた端末装置２６に、非対象タイムスロットのチャネルを割当てる（Ｓ５８）。当該相関値がしきい値以下でなく（Ｓ５６のＮ）、対象タイムスロットにしていない非対象タイムスロットが存在する場合（Ｓ６０のＹ）は、対象タイムスロットを変更して（Ｓ６２）、上記の処理を繰り返す。一方、対象タイムスロットにしていない非対象タイムスロットが存在しない場合（Ｓ６０のＮ）は、処理を終了する。

以上の構成による無線装置１０の動作を、図１６（ａ）−（ｂ）に示した図１５の手順によるチャネル配置をもとに説明する。図１６（ａ）は、初期状態のチャネル配置を示し、すべてのタイムスロットに変調方式がＱＰＳＫのチャネルが配置にされている。すべてのタイムスロットのチャネル数が、接続許可数の４よりも小さいため、その中でチャネル数が最小のタイムスロット１を対象タイムスロットに選択する。対象タイムスロットに含まれるチャネル（１，１）に割当てられた端末装置２６は、タイムスロット２への移動が可能なため、図１６（ｂ）に示すとおり、この割当をチャネル（２，３）に変更して、タイムスロット１に配置されたチャネル数をゼロにする。

実施の形態２によれば、タイムスロットに配置されるチャネル数を、タイムスロット間で異なるように制御することによって、チャネル数の少ないタイムスロットを用意するため、新たに接続を要求する端末装置に対して、より高いデータ伝送速度での接続を可能にする。

（実施の形態３）
実施の形態３において、実施の形態１や２と同様に、無線装置は複数の端末装置をＳＤＭＡによって接続する。しかし、実施の形態３は、実施の形態１や２と異なり、無線装置に設けられたアダプティブアレイアンテナによっても、複数の端末装置に対するそれぞれの無線信号が十分に分離できない場合、当該複数の端末装置をＳＤＭＡによって多重化せずに、例えばデータ伝送速度を増加させたうえで、ひとつのタイムスロットを順番に使用して多重化させる（以下これを、「パケット通信」という）。この多重化によって、干渉によるデータ伝送品質の劣化を抑制可能である。
実施の形態３に係る無線装置１０の構成としては、図１に示されるものが有効であるため、無線装置１０の構成の説明は省略する。

図１７は、新規装置を接続する手順を示す。図１２のチャネル配置部２１６は、新規装置が所定の変調方式で接続したい旨の要求（以下、要求する変調方式を「要求変調方式」という）を、モデム部１６を介して、モデム部制御信号３２０によって入力する（Ｓ１００）。チャネル配置部２１６は、チャネル管理部２２０を参照して、すべてのタイムスロットに含まれるチャネル数と変調方式をそれぞれ調査する（Ｓ１０２）。新たに要求変調方式のチャネルを配置可能なタイムスロットが存在しない、すなわち、すべてのタイムスロットにおいて接続許可数のチャネルが配置されている場合（Ｓ１０４のＮ）、ステップ１２４以降の処理に進む。一方、タイムスロットが存在する（以下、これを「可能タイムスロット」という）場合（Ｓ１０４のＹ）、チャネル配置部２１６は可能タイムスロットの中で最もチャネル数が小さいものを選択する（Ｓ１０６）。さらに、選択された可能タイムスロットが複数あれば、チャネルの変調方式が最も小さいタイムスロット（以下、「対象タイムスロット」という）を選択する（Ｓ１０８）。

相関計算部２１４は、対象タイムスロットに含まれるチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２と新規装置の受信応答ベクトル４０２との相関値を計算し、その相関値がしきい値以下ならば（Ｓ１１０のＹ）、対象タイムスロットを選択し（Ｓ１１２）、その中でＳＤＭＡによって、新規装置を接続する（Ｓ１１４）。当該相関値がしきい値以下でなく（Ｓ１１０のＮ）、対象タイムスロットと同一のチャネル数を有するタイムスロットが存在する場合（Ｓ１１６のＹ）や、調査していない可能タイムスロットが存在する場合（Ｓ１２０のＹ）は、調査するタイムスロットを変更して（Ｓ１１８，Ｓ１２２）、上記の処理を繰り返す。一方、調査していない可能タイムスロットが存在しない場合（Ｓ１２０のＮ）で、新規端末の要求変調方式を、例えば、１６ＱＡＭからＱＰＳＫのように、下げることが可能な場合（Ｓ１２４のＹ）、要求変調方式を下げてから（Ｓ１２６）、上記の処理を繰り返す。

チャネル配置部２１６は、さらにチャネル管理部２２０を参照して、すべてのタイムスロットの中で、変調方式がＱＰＳＫ、既存のチャネル数が２以下のタイムスロットが存在するかを調査し、存在する場合（Ｓ１２８のＹ）、該当するタイムスロットの中でチャネル数が最小のタイムスロット（以下、「共有タイムスロット」という）を選択する（Ｓ１３０）。共有タイムスロットの中のひとつのチャネルを、既に割当てられている端末装置２６（以下、「既存端末装置」という）と新規端末装置が順番に使用する場合においても、既存端末装置のデータ伝送速度を維持するように、既存端末装置と新規端末装置の変調方式を決定して（Ｓ１３２）、パケット通信で新規端末を接続する（Ｓ１３６）。一方、変調方式がＱＰＳＫ、既存のチャネル数が２以下のタイムスロットが存在しなければ（Ｓ１２８のＮ）、新規端末装置の接続を拒否する（Ｓ１３４）。

以上の構成による無線装置１０の動作を、図１８（ａ）−（ｂ）に示した図１７の手順によるチャネル配置をもとに説明する。図１８（ａ）は、初期状態のチャネル配置を示し、すべてのタイムスロットに変調方式がＱＰＳＫのチャネルが配置にされている。また、接続を要求する新規端末装置の要求変調方式もＱＰＳＫであるとする。すべてのタイムスロットのチャネル数が、接続許可数の４よりも小さいが、チャネル（１，１）からチャネル（３，２）に対応する受信応答ベクトル４０２と新規端末装置の受信応答ベクトル４０２の相関値がしきい値よりも大きいために、新規端末装置をいずれのタイムスロットにも、ＳＤＭＡによって接続できない。次に、最もチャネル数の小さいタイムスロット１を共有タイムスロットに選択する。結果として、図１８（ｂ）に示すとおり、チャネル（１，１）をタイムスロット１では既存端末装置に、タイムスロット１の次に周期的に存在するタイミングのタイムスロット１’では新規端末装置に交互に順番を割当てる。

実施の形態３によれば、複数の端末装置を同一のタイムスロットで多重化する場合、空間の分割が十分であれば、よりデータ伝送効率の高いＳＤＭＡを使用し、十分でなければ、干渉の少ないパケット通信を使用することで、データ伝送品質の低下を抑制できる。

（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１と同様に、無線装置にＳＤＭＡで接続されているひとつの端末装置が、データ伝送速度増加を要求する場合に関する。実施の形態１では、接続許可数に従って、端末装置が接続されるタイムスロットを変更したが、実施の形態４では、これに加え実施の形態３と同様に、アダプティブアレイアンテナによっても、ＳＤＭＡの対象となる複数の無線信号が十分に分離できない場合、ひとつのタイムスロットを複数の端末装置で順番に使用する。
実施の形態４に係る無線装置１０の構成としては、図１に示されるものが有効であるため、無線装置１０の構成の説明は省略する。

図１９は、増加要求端末装置に応じて、伝送速度を変化させる手順を示す。ステップ１８０までは、図１３と同一であるため、説明を省略する。チャネル配置部２１６は、さらにチャネル管理部２２０を参照して、すべてのタイムスロットの中で、変調方式がＱＰＳＫ、既存のチャネル数が２以下のタイムスロットが存在するかを調査し、存在する場合（Ｓ１８２のＹ）、該当するタイムスロットの中でチャネル数が最小のタイムスロット（以下、「共有タイムスロット」という）を選択する（Ｓ１８４）。共有タイムスロットの中のひとつのチャネルを、既に割当てられている端末装置２６（以下、「既存端末装置」という）と移動対象端末装置が、順番に使用する場合においても、既存端末装置のデータ伝送速度を維持するように、既存端末装置と移動対象端末装置の変調方式を決定して（Ｓ１８６）、パケット通信で接続する（Ｓ１８８）。その後、増加要求端末装置のデータ伝送速度を増加させる（Ｓ１９２）。一方、変調方式がＱＰＳＫ、既存のチャネル数が２以下のタイムスロットが存在しなければ（Ｓ１８２のＮ）、新規端末装置の接続を拒否する（Ｓ１９０）。

実施の形態４によれば、複数の端末装置を同一のタイムスロットで多重化する場合、空間の分割が十分でなくても、パケット通信を利用することにより、増加要求端末装置の要求を満たせる可能性が高くなる。

（実施の形態５）
実施の形態５は、実施の形態１から４でＳＤＭＡに適用させた無線装置をＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）システムに適用させる。本実施の形態に係る無線装置は、端末装置に対して、ＭＩＭＯシステムでチャネルの割当てを許可するチャネル数（以下、「設定数」という）を、チャネル単位でのデータ伝送速度に応じて決定する。すなわち、チャネル単位のデータ伝送速度が高い場合は、一般にそのデータ伝送品質の劣化が干渉によってより大きくなるため、干渉の低減を目的として、設定数を小さくする。一方、チャネル単位のデータ伝送速度が低い場合は、干渉によるデータ伝送品質の劣化がより小さくなるため、データ伝送速度の増加を目的として、設定数を大きくする。

ここでＭＩＭＯシステムは、基地局装置と端末装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、それぞれのアンテナに対応したひとつのチャネルを設定する。すなわち、基地局装置と端末装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までのチャネルを設定して、データ伝送速度を向上させる。なお、基地局装置と端末装置との間のチャネルは、一般的にアダプティブアレイアンテナ技術によって分離されている。前述したＳＤＭＡでの複数の端末装置が、ＭＩＭＯシステムでの複数のチャネルに対応する。

本発明によって、解決すべき課題は以下の通りである。ＭＩＭＯにおける、チャネルあたりのデータ伝送速度が高い場合にデータ伝送品質の劣化を低減する無線装置を提供することである。また、ＭＩＭＯに起因するデータ伝送品質の劣化を低減しつつ、端末装置のデータ伝送速度を増減させる無線装置を提供することである。また、ＭＩＭＯに起因するデータ伝送品質の劣化が大きい場合における無線装置を提供することである。

実施の形態５は、図１に示されるタイプの通信システムに係る。ここで、無線装置１０と同様に、端末装置２６は複数のアンテナ等で構成されている。また、第１信号処理部１４ａから第Ｍ信号処理部１４ｍは、ひとつの端末装置２６に対する空間を分割したＭ個までのチャネルを処理する。この第１無線部１２ａの構成としては、図４から図６のいずれかに示されたものが有効であり、第１信号処理部１４ａの構成としては、図７に示されたものが有効であり、立上がり検出部６６の構成としては、図８または図９に示されたものが有効であり、受信ウエイトベクトル計算部７０の構成としては、図１０に示されたものが有効であり、受信応答ベクトル計算部２００の構成としては、図１１に示されたものが有効である。

図２０は、実施の形態５に係るチャネル配置を示す。ここでは、ＭＩＭＯによる空間軸のチャネル数を４、ＦＤＭＡによる周波数軸のチャネル数、すなわち帯域数を３としており、その中にチャネル（１，１）からチャネル（３，４）の合計１２チャネルを配置している。また、図３は、上り回線あるいは下り回線を区別なく示している。さらに、時間軸方向などにチャネルが設けられてもよい。

図２１は、チャネル配置の手順を示すフローチャートである。図２１は、ＳＤＭＡでの図１３の処理に対応し、伝送速度の増加の決定に応じて、データ伝送速度を増加させる手順を示す。チャネル配置部２１６は、通信対象の端末装置２６に対する伝送速度の増加を決定する（Ｓ２１０）。なお、伝送速度を増加させた場合の変調方式を「要求変調方式」という。当該伝送速度の増加の要求は、例えば、アプリケーションソフトウエアを介してなされる。チャネル配置部２１６は、チャネル管理部２２０を参照して、端末装置２６に割当てたチャネルのうち変調方式の変更の対象となる帯域（以下、これを「接続帯域」という）に既に割当てられたチャネルの数（以下、「接続チャネル数」という）を調査する（Ｓ２１２）。

チャネル配置部２１６は、要求変調方式にした場合の接続帯域での設定数と接続チャネル数を比較し、接続チャネル数が設定数以下ならば（Ｓ２１４のＹ）、要求変調方式に変更して、伝送速度を増加させる（Ｓ２４４）。一方、接続チャネル数が設定数以下でなければ（Ｓ２１４のＮ）、チャネル管理部２２０を参照して、接続帯域以外のすべての帯域（以下、当該帯域のひとつ、あるいはすべてを「未接続帯域」という）に含まれるチャネル数と変調方式をそれぞれ調査する（Ｓ２１６）。なお、「未接続帯域」は、端末装置２６と無線装置１０の間で接続された帯域のうちの「接続帯域」以外の帯域を示す。

要求変調方式にした端末装置２６にチャネルを割当て可能な未接続帯域（以下、「可能帯域」という）が存在する場合（Ｓ２１８のＹ）、チャネル配置部２１６は可能帯域の中で最もチャネル数が小さいものを選択する（Ｓ２２０）。さらに、選択された可能帯域が複数あれば、チャネルの変調方式が最も小さい帯域（以下、「対象帯域」という）を選択する（Ｓ２２２）。

相関計算部２１４は、対象帯域に含まれているチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２と増加するチャネルに対応した受信応答ベクトル４０２との相関値を計算し、その相関値がしきい値以下ならば（Ｓ２２４のＹ）、端末装置２６に割当てるチャネルを、対象帯域に含まれるチャネルに変更する（Ｓ２２６）。当該相関値がしきい値以下でなく（Ｓ２２４のＮ）、対象帯域と同一のチャネル数を有する帯域が存在する場合（Ｓ２２８のＹ）や、調査していない可能帯域が存在する場合（Ｓ２３２のＹ）は、調査する帯域を変更して（Ｓ２３０，Ｓ２３４）、それを対象帯域として、上記の処理を繰り返す。一方、調査していない可能帯域が存在しない場合（Ｓ２３２のＮ）は、次のステップに進む。

接続帯域内の変調方式の変更の対象となるチャネル以外のチャネル（以下、当該チャネルのひとつ、あるいはすべてを「移動対象チャネル」という）に対応する受信応答ベクトル４０２と、未接続帯域に含まれる既存のチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２の相関値がしきい値以下になるかを調査する（Ｓ２３６）。上記要件を満たす未接続帯域が存在する場合（Ｓ２３８のＹ）、移動対象チャネルを、当該未接続帯域に含まれるチャネルに変更する（Ｓ２４０）。一方、存在しなければ（Ｓ２３８のＮ）、データ伝送速度の増加を拒否する（Ｓ２４２）。

図２２は、チャネル配置の手順を示すフローチャートである。図２２は、ＳＤＭＡでの図１５に対応し、チャネル配置を変更する手順を示す。チャネル配置部２１６は、チャネル管理部２２０からすべての帯域にチャネルが配置された旨の情報を入力する（Ｓ２５０）。チャネル配置部２１６は、チャネル管理部２２０を参照して、すべての帯域のうち、新たなチャネルを配置可能な帯域（以下、「可能帯域」という）が２以上存在するか、すなわち、端末装置２６が割当てられたチャネル数が設定数より小さい帯域が２以上存在するかを調査する。存在しない場合（Ｓ２５２のＮ）、処理を終了するが、存在する場合（Ｓ２５２のＹ）、チャネル数が最小の可能帯域を選択する（以下、選択された可能帯域を「対象帯域」といい、選択されなかった可能帯域を「非対象帯域」という）（Ｓ２５４）。

対象帯域に含まれるチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２と、非対象帯域に含まれるチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２との相関値を計算し、その相関値がしきい値以下ならば（Ｓ２５６のＹ）、対象帯域に含まれるチャネルに、非対象帯域を割当てる（Ｓ２５８）。当該相関値がしきい値以下でなく（Ｓ２５６のＮ）、対象帯域にしていない非対象帯域が存在する場合（Ｓ２６０のＹ）は、対象帯域を変更して（Ｓ２６２）、上記の処理を繰り返す。一方、対象帯域にしていない非対象帯域が存在しない場合（Ｓ２６０のＮ）は、処理を終了する。

図２３は、チャネル配置の手順を示すフローチャートである。チャネル配置部２１６は、通信対象の端末装置２６に対する伝送速度の増加を決定する（Ｓ２８０）。相関計算部２１４は、対象帯域に含まれているチャネルに対応する受信応答ベクトル４０２と増加するチャネルに対応した受信応答ベクトル４０２との相関値を計算し、その相関値がしきい値以下ならば（Ｓ２８２のＹ）、ＭＩＭＯ方式のチャネル、すなわち同一の周波数と時間に割り当てられており、空間を分割したチャネルを割り当てる（Ｓ２８４）。一方、相関値がしきい値以下でなければ（Ｓ２８２のＮ）、異なった帯域のチャネルを割り当てる（Ｓ２８６）。

以上の構成による無線装置１０の動作は、実施の形態１から３に記載した無線装置１０の動作に対応する。なおこれまでは、無線装置１０の内部でなされたチャネル数とデータ伝送速度の決定について説明した。実際は、無線装置１０で決定されたデータ伝送速度の変更等を端末装置２６に通知しなければならない。当該通知の方法は任意のものでよく、例えば、所定の制御信号を使用してもよく、あるいは制御信号を使用せずに、低いデータ伝送速度からデータ伝送を開始して、ＡＣＫが返信されている間は、データ伝送速度を徐々に増加させていってもよい。また、端末装置２６で決定されたデータ伝送速度の変更等についても同様である。

実施の形態５によれば、チャネル単位のデータ伝送速度の高いチャネルが存在する場合には、チャネルの設定数を小さく、チャネル単位のデータ伝送速度の低いチャネルが存在する場合には、チャネルの設定数を大きくするため、チャネル単位のデータ伝送速度の高い場合にデータ伝送品質の劣化を抑え、チャネル単位のデータ伝送速度の低い場合にすべてのチャネルでのデータ伝送速度を高くできる。また、ＭＩＭＯにおける、チャネルあたりのデータ伝送速度が高い場合にデータ伝送品質の劣化を低減する無線装置を提供できる。また、ＭＩＭＯに起因するデータ伝送品質の劣化を低減しつつ、端末装置のデータ伝送速度を増減させる無線装置を提供できる。また、ＭＩＭＯに起因するデータ伝送品質の劣化が大きい場合における無線装置を提供できる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態１から３において、制御部２０はデータ伝送速度を変化させるために変調方式を変化させている。しかし、データ伝送速度の変化は、変調方式以外によってなされてもよく、例えば、誤り訂正の符号化率を変化させてもよい。この変形例によって、変調方式の組合せと符号化率の組合せによって、より詳細にデータ伝送速度を規定できる。つまり、結果としてデータ伝送速度が複数の値を有すればよい。

実施の形態１から３において、制御部２０はＳＤＭＡ以外の多重化要素としてＴＤＭＡを実行し、そのためにチャネルをタイムスロットに配置している。しかし、多重化要素はＴＤＭＡ以外でもよく、例えば、ＦＤＭＡやＣＤＭＡなどがあり、それに合わせたスロットが用意される。この変形例によって、ＳＤＭＡをさまざまな多重接続技術と組み合わせることができる。つまり、ＳＤＭＡと組み合わせることによって、より多数の端末装置２６を接続できればよい。

実施の形態１において、受信ウエイトベクトル計算部７０は、受信ウエイトベクトル３０８の推定のために適応アルゴリズムを使用し、受信応答ベクトル計算部２００は、受信応答ベクトル４０２の推定のために相関処理を使用している。しかし、受信ウエイトベクトル計算部７０と受信応答ベクトル計算部２００でこれら以外の処理が実行されてもよく、例えば、受信ウエイトベクトル計算部７０と受信応答ベクトル計算部２００において、適応アルゴリズムあるいは相関処理のいずれか一方が実行されてもよい。その際は、受信ウエイトベクトル計算部７０と受信応答ベクトル計算部２００が一体となってもよい。また、受信ウエイトベクトル計算部７０や受信応答ベクトル計算部２００において、適応アルゴリズムや相関処理とは異なるＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムなどの到来方向推定が実行されてもよい。この変形例によって、より詳細に希望波と不要波が識別される。つまり、アダプティブアレイアンテナについての信号処理において、複数の受信信号を分離可能な値が推定されればよい。

実施の形態３と４において、制御部２０は、アダプティブアレイアンテナによる空間の分割が十分でない場合に、ひとつのチャネルを複数の端末装置に順番に割当てている。しかし、上記の場合において、複数の端末装置に対するチャネルの割当てはこれ以外のものであってもよく、例えば、ひとつのタイムスロットをさらに時分割して、複数の端末装置を割当てたチャネルをそれぞれ配置してもよい。つまり、干渉によるデータ伝送品質の劣化が抑制できればよい。

実施の形態３と４において、制御部２０は、端末装置２６に対してＳＤＭＡによるチャネルの割当てを調査してから、割当てられない場合に、ひとつのチャネルを複数の端末装置２６に順番に割当てるパケット通信を行っている。しかし、これらの切替はほかの方法でもよく、例えば、最初に複数の端末装置２６間の相関値を計算し、そこで多重接続技術の切替を行ってもよい。つまり、結果としてＳＤＭＡとそれ以外の多重接続技術が使用されればよい。

実施の形態５において、空間を分割したチャネルは、さらにＦＤＭＡによって多重化されている。しかしこれに限らず例えば、実施の形態１から４と同様に、ＴＤＭＡによって多重化されてもよい。またＣＳＭＡによって多重化されてもよい。本変形例によれば、ＭＩＭＯをさまざまな多重接続技術と組み合わせることができる。つまり、ＭＩＭＯと組み合わせることによって、より多数のチャネルを割り当てできればよい。

実施の形態１に係る通信システムを示す構成図である。 実施の形態１に係るバーストフォーマットを示す図である。 実施の形態１に係るチャネル配置を示す図である。 図１の第１無線部の構成を示す図である。 図１の第１無線部の構成を示す図である。 図１の第１無線部の構成を示す図である。 図１の第１信号処理部の構成を示す図である。 図７の立上がり検出部の構成を示す図である。 図７の立上がり検出部の構成を示す図である。 図７の受信ウエイトベクトル計算部の構成を示す図である。 図７の受信応答ベクトル計算部の構成を示す図である。 図１の制御部の構成を示す図である。 実施の形態１に係るチャネル配置の手順を示す図である。 図１４（ａ）−（ｂ）は、図１３のチャネル配置を示す図である。 実施の形態２に係るチャネル配置の手順を示す図である。 図１６（ａ）−（ｂ）は、図１５のチャネル配置を示す図である。 実施の形態３に係るチャネル配置の手順を示す図である。 図１８（ａ）−（ｂ）は、図１７のチャネル配置を示す図である。 実施の形態４に係るチャネル配置の手順を示す図である。 実施の形態５に係るチャネル配置を示す図である。 実施の形態５に係るチャネル配置の手順を示すフローチャートである。 実施の形態５に係るチャネル配置の手順を示すフローチャートである。 実施の形態５に係るチャネル配置の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 無線装置、 １２ 無線部、 １４ 信号処理部、 １６ モデム部、 １８ ベースバンド部、 ２０ 制御部、 ２２ アンテナ、 ２４ ネットワーク、 ２６ 端末装置、 ２８ ベースバンド部、 ３０ モデム部、 ３２ 無線部、 ３４ アンテナ、 ６６ 立上がり検出部、 ６８ 合成部、 ７０ 受信ウエイトベクトル計算部、 ７２ メモリ部、 ７４ 分離部、 ７６ 送信ウエイトベクトル計算部、 ７８ 乗算部、 ８０ 加算部、 ２００ 受信応答ベクトル計算部、 ２１４ 相関計算部、 ２１６ チャネル配置部、 ２１８ メモリ部、 ２２０ チャネル管理部。

Claims (12)

1. 空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対して、チャネルをそれぞれ割当てる制御部と、
   それぞれのチャネルに割当てられた端末装置に対して、データ伝送処理を行う信号処理部とを含み、
   前記制御部は、空間の分割をもとにした端末装置の接続許可数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定することを特徴とする無線装置。
2. 前記制御部は、端末装置のデータ伝送速度が高くなれば、前記接続許可数が小さくなるように決定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、
   前記制御部は、
   所定の端末装置のデータ伝送速度を変化させる要求を入力する入力部と、
   前記要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度を変化させた場合においても、それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数が前記接続許可数以下となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置し、前記要求の対象となる端末装置のデータ伝送速度の変化を指示するチャネル配置部と、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
4. 空間以外の多重化要素をさらに分割して設けられた複数のスロット内に、複数の端末装置をそれぞれ割当てた複数のチャネルが配置されており、
   前記制御部は、
   それぞれのスロット内に配置されるチャネルの数を前記接続許可数以下にしつつ、異なるスロット間でチャネルの数が不均一となるように、異なるスロット間でチャネルを再配置するチャネル配置部と、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
5. 前記信号処理部は、端末装置からの受信信号より受信応答特性を計算し、
   前記制御部は、
   空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対応するそれぞれの受信応答特性間の相関値を計算する相関計算部と、
   前記相関値がしきい値より小さい場合には、前記複数の端末装置を空間の分割によって、前記接続許可数以下の範囲で多重接続し、前記相関値がしきい値より大きい場合には、前記複数の端末装置を空間以外の多重化要素の分割によって多重接続するチャネル配置部と、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
6. 空間の分割によって基地局装置に多重接続させる端末装置の最大数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定することを特徴とする多重接続方法。
7. 空間の分割によって多重接続すべき複数の端末装置に対して、チャネルをそれぞれ割当てるステップと、
   それぞれのチャネルに割当てられた端末装置に対して、データ伝送処理を行うステップとを含み、
   前記チャネルをそれぞれ割当てるステップは、空間の分割をもとにした端末装置の接続許可数を、端末装置のデータ伝送速度に応じて決定することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
8. 所定の端末装置に対して、空間を分割した複数のチャネルをそれぞれ割り当てる制御部と、
   前記端末装置に対して、データ伝送処理を行う信号処理部とを含み、
   前記制御部は、前記端末装置に割り当てるべきチャネルの設定数を、前記端末装置のデータ伝送速度に応じて決定することを特徴とする無線装置。
9. 前記制御部は、前記端末装置に割当てたチャネル単位のデータ伝送速度が高くなれば、前記設定数が小さくなるように決定することを特徴とする請求項８に記載の無線装置。
10. 空間以外のチャネル割当て要素をさらに分割して設けられた複数の帯域内に、前記端末装置に割当てた複数のチャネルがそれぞれ配置されており、
    前記制御部は、
    前記端末装置のデータ伝送速度の変更を決定する決定部と、
    前記端末装置のデータ伝送速度を変更した場合においても、それぞれの帯域内に配置されるチャネルの数が前記設定数以下となるように、異なる帯域間でチャネルを再配置するチャネル配置部と、
    を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の無線装置。
11. 空間以外のチャネル割当て要素をさらに分割して設けられた複数の帯域内に、前記端末装置に割当てた複数のチャネルがそれぞれ配置されており、
    前記制御部は、
    それぞれの帯域内に配置されるチャネルの数を前記設定数以下にしつつ、異なる帯域間でのチャネルの数が不均一となるように、異なる帯域間でチャネルを再配置するチャネル配置部と、
    を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の無線装置。
12. 前記信号処理部は、端末装置からの受信信号にもとづいて受信応答特性を計算し、
    前記制御部は、
    空間を分割した複数のチャネルにそれぞれ対応した受信応答特性間の相関値を計算する相関計算部と、
    前記相関値がしきい値より小さい場合には、前記端末装置に対して空間を分割した複数のチャネルをそれぞれ割当て、前記相関値がしきい値より大きい場合には、前記端末装置に対して空間以外のチャネル割当て要素にもとづいたチャネルを割当てるチャネル配置部と、
    を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の無線装置。

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