JP2005026931A

JP2005026931A - Method for allocating channel, and base station equipment and communication system utilizing it

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Publication number: JP2005026931A
Application number: JP2003189073A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tanida; 敏生谷田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP3883987B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for allocating channel in which data characteristics can be improved, and to provide base station equipment and a communication system utilizing it. <P>SOLUTION: A first signal processing section 34 and a second signal processing section 36 perform adaptive array antenna signal processing. A modem section 38 modulates an information signal to be transmitted as modulation processing to generate a transmission signal. On the other hand, the modem section demodulates a received signal as demodulation processing to reproduce the transmitted information signal. A central control section 40 controls operation timing of the entire master base station equipment 12 and performs exchange control of channel. The central control section 40 also allocates a non-SDMA channel and a SDMA channel to a terminal 10. Here, a non-SDMA channel is allocated preferentially. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチャネル割当技術に関する。特に複数の基地局装置を接続する場合のチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話システムや簡易型携帯電話システムが普及し、多くのユーザによって使用されている。これらのシステムにおいて、端末装置は、基地局装置から割当てられたチャネルで所定のデータを通信する。また、ひとつの基地局装置は、複数のチャネルをそれぞれ端末装置に割当て、これらの端末装置を多重化する。特に、携帯電話システムや簡易型携帯電話システムでは、一般的に多重化技術としてＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）が使用されている。例えば、簡易型携帯電話システムの場合、８タイムスロットでひとつのフレームが構成されており、そのうちの４タイムスロットが下り通信に、残りの４タイムスロットが上り回線に使用されている。この４タイムスロットのうち、１タイムスロットは制御チャネルに、残りの３タイムスロットは通話チャネルに対応する。
【０００３】
さらに、通話チャネルによるデータの伝送効率を向上させるために、複数の基地局装置を接続して、制御チャネルを共通にする技術が検討されている。そのような技術では、簡易型携帯電話システムのふたつの基地局装置を接続し、そのうちのひとつをマスター基地局装置に、他方をスレーブ基地局装置に予めつ設定する。マスター基地局装置は、１フレームにおける上下回線のそれぞれ４タイムスロットを、通常通りに１つの制御チャネルと３つの通話チャネルとして使用する。一方、スレーブ基地局装置は、４タイムスロットをすべて通話チャネルとして使用する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１０２０５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
端末装置が基地局装置との間で通信を開始する場合、端末装置はマスタ基地局装置が送信する制御チャネルを受信し、マスタ基地局装置に対してチャネルの割当を要求する。制御の容易化のために、一般的にマスタ基地局装置は、スレーブ基地局装置より自らが送受信するチャネルを優先的に端末装置に割当てる。マスタ基地局装置は、端末装置に割当てるためのチャネルが存在しない場合に、スレーブ基地局装置に対して、端末装置へのチャネルの割当を要求する。スレーブ基地局装置が端末装置にチャネルを割当てられる場合、マスタ基地局装置が制御チャネルによって、その旨を端末装置に通知する。
【０００６】
基地局装置あたりのデータ伝送容量を高めるために、ＴＤＭＡに加えて、空間の分割にもとづいたＳＤＭＡ（ＳｐａｃｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）によっても端末装置を多重化する技術が検討されている。ＳＤＭＡにおいては、複数の端末装置がひとつの基地局装置から同一の周波数とタイミングのタイムスロットを割当てられている。前述のマスタ基地局装置がＳＤＭＡに対応しており、かつ前述のごとくスレーブ基地局装置よりマスタ基地局装置のチャネルを優先的に割り当てる場合、スレーブ基地局装置のチャネルが割り当てられていないにもかかわらず、マスタ基地局装置によってＳＤＭＡされるようにチャネルが端末装置に割り当てられている場合がある。
【０００７】
ＳＤＭＡは一般的にアダプティブアレイアンテナにもとづいたアンテナの指向性の制御によってなされるが、複数の端末装置の配置によっては、アンテナ指向性に寄る空間の分割が十分でなくなる。そのような場合、同一の周波数およびタイミングに割り当てられたチャネル同士が干渉となり、データの伝送特性が劣化する。一方、マスタ基地局装置とスレーブ基地局装置の周波数は一般的に異なるように設定されているため、マスタ基地局装置とスレーブ基地局装置のチャネル間の干渉は、問題とならない場合が多い。
【０００８】
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、その目的はデータ伝送特性を改善するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、基地局装置である。この装置は、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り当てるチャネル割当部と、それぞれのチャネルに割り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、チャネル割当部が、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当てられない場合に、新たな端末装置に対するチャネルの割当てを他の基地局装置に要求し、かつ当該他の基地局装置からチャネル割当ての可能性に関する情報を受けつけるカスケード処理部とを含む。この装置において、チャネル割当部は、チャネル割当ての可能性に関する情報にもとづいて、他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能と認識した場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当ててもよい。
【００１０】
「チャネル」とは、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（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）の場合は特定の周波数帯域を指し、ＴＤＭＡ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（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）の場合は特定の符号系列を指すが、ここではこれらを区別しないものとする。
【００１１】
以上の装置により、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続ができない場合、かつ他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能の場合のみに、空間の分割をもとにした多重接続を実行するために、空間の分割の不十分を理由とした特性劣化を低減可能である。
【００１２】
カスケード処理部は、チャネル割当部で既に割り当てたチャネル数が、空間以外の多重化要素の分割によって割当て可能なチャネル数に等しくなった場合に、チャネル割当部が新たな端末装置にチャネルを割り当てられなくてもよい。受信した信号の強度を測定する強度測定部をさらに含み、カスケード処理部は、空間以外の多重化要素の分割によって割当可能なチャネルのうち、チャネル割当部によって割り当てられていないチャネルのタイミングで測定した信号の強度が所定のしきい値以上の場合に、チャネル割当部が新たな端末装置にチャネルを割り当てられなくてもよい。
【００１３】
「チャネルのタイミング」とは、チャネルが占める期間の全体であってもよく、あるいはチャネルが占める期間の一部期間であってもよく、チャネルが占める期間に含まれたタイミングであればよい。
【００１４】
本発明の別の態様も、基地局装置である。この装置は、ネットワークに対してベースバンド信号を送受信する回線制御部と、無線回線を介した端末装置に対して、無線信号を送受信する無線部と、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り当てるチャネル割当部と、それぞれのチャネルに割り当てられた端末装置に対して、ベースバンド信号と無線信号との間の信号処理を行う信号処理部と、チャネル割当部が、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当てられない場合に、新たな端末装置に対するチャネルの割当てを他の基地局装置に要求し、かつ当該他の基地局装置からチャネル割当ての可能性に関する情報を受けつけるカスケード処理部とを含む。この装置において、チャネル割当部は、チャネル割当ての可能性に関する情報にもとづいて、他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能と認識した場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当ててもよい。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、チャネル割当方法である。この方法は、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置にチャネルを割り当てるステップと、端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合に、端末装置に対するチャネルの割当を他の基地局装置に要求するステップと、他の基地局装置がチャネルを割り当てられなかった場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、端末装置にチャネルを割り当てるステップとを含む。
【００１６】
以上の方法により、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続ができない場合、かつ他の基地局装置によるチャネル割当てが不可能の場合のみに、空間の分割をもとにした多重接続を実行するために、空間の分割の不十分を理由とした特性劣化を低減可能である。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、通信システムである。この通信システムは、所定の端末装置から接続要求を受けつけ、かつ要求を受けつけた端末装置にチャネルを割り当てて、複数の端末装置を多重接続する主基地局装置と、主基地局装置に接続され、かつ複数の端末装置にチャネルをそれぞれ割り当てて多重接続する従基地局装置とを含む。この通信システムにおいて、主基地局装置が、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合であって、さらに従基地局装置が、端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合に、主基地局装置が、空間の分割をもとにした多重接続によって、端末装置にチャネルを割り当ててもよい。
【００１８】
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、空間以外の多重化要素の分割をもとにした多重接続によって、所定の端末装置にチャネルを割り当てるステップと、割り当てたチャネルに関する情報を記憶するステップと、記憶したチャネルに関する情報にもとづいて、新たな端末装置にチャネルを割り当てられなかった場合に、ネットワークを介して、新たな端末装置に対するチャネルの割当を他の基地局装置に要求するステップと、ネットワークを介して、他の基地局装置がチャネルを割り当てられなかった通知を受けつけた場合に、空間の分割をもとにした多重接続によって、新たな端末装置にチャネルを割り当てるステップとを含む。
【００１９】
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。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、複数のタイムスロットのうちの１組の上下回線のタイムスロットを制御チャネルに割当て、残りを通信チャネルに割り当てたマスタ基地局装置と、複数のタイムスロットをすべて通信チャネルに割当てたスレーブ基地局装置を接続した通信システムに関し、さらにマスタ基地局装置が、ＴＤＭＡによってだけではなく、ＳＤＭＡによってもチャネルを多重化する場合を想定する。本実施の形態に係るマスタ基地局装置は、制御チャネルによって端末装置からの接続要求を受け付けると、ＳＤＭＡでなく割当てるチャネル（以下、「非ＳＤＭＡチャネル」という）のうち、まだ割当てていないチャネルの存在を確認する。
【００２１】
マスタ基地局装置は、割当てていない非ＳＤＭＡチャネルが存在すれば、端末装置に非ＳＤＭＡチャネルを割当てるが、割当てていない非ＳＤＭＡチャネルが存在しなければ、スレーブ端末装置に対して、端末装置のチャネルの割り当てを要求する。スレーブ基地局装置は、割当てていないチャネルが存在すれば、当該チャネルを端末装置に割当てるが、割当てていないチャネルが存在しなければ、マスタ基地局装置に対して、端末装置のチャネルの割当拒否を通知する。マスタ基地局装置は、端末装置にＳＤＭＡによって割当てるチャネル（以下、「ＳＤＭＡチャネル」という）を割当てる。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る通信システム１００を示す。通信システム１００は、端末装置１０、マスタ基地局装置１２、スレーブ基地局装置１４、ネットワーク１６を含む。また、端末装置１０は、端末アンテナ２４を含み、マスタ基地局装置１２は、カスケード接続信号線１８、マスタ基地局アンテナ２０と総称される第１マスタ基地局アンテナ２０ａ、第２マスタ基地局アンテナ２０ｂ、第３マスタ基地局アンテナ２０ｃ、第４マスタ基地局アンテナ２０ｄを含み、スレーブ基地局装置１４は、スレーブ基地局アンテナ２２と総称される第１スレーブ基地局アンテナ２２ａ、第２スレーブ基地局アンテナ２２ｂ、第３スレーブ基地局アンテナ２２ｃ、第４スレーブ基地局アンテナ２２ｄを含む。
【００２３】
端末装置１０は、ユーザが使用する装置であり、端末アンテナ２４を介して後述のマスタ基地局装置１２やスレーブ基地局装置１４に接続されることによって、通信処理を実行する。ここでは、通信システム１００として、簡易型携帯電話システムを想定するため、端末装置１０はマスタ基地局装置１２やスレーブ基地局装置１４から割当てられたチャネルで通信する。
【００２４】
マスタ基地局装置１２は、端末装置１０にチャネルを割当て、端末装置１０と通信する基地局装置である。マスタ基地局装置１２の複数のタイムスロットのうちの１組の上下回線のタイムスロットは、制御チャネルに割当てられており、残りのタイムスロットが通信チャネルに割り当てられる。また、マスタ基地局装置１２は、複数のマスタ基地局アンテナ２０にもとづくアダプティブアレイ処理によって、アンテナの指向性を制御し、図示しない複数の端末装置１０をＳＤＭＡで多重化する。さらに、マスタ基地局装置１２は、ネットワーク１６とも接続する。
【００２５】
スレーブ基地局装置１４は、マスタ基地局装置１２と同様に端末装置１０にチャネルを割当てて、端末装置１０と通信する基地局装置である。マスタ基地局装置１２と異なってスレーブ基地局装置１４の複数のタイムスロットのすべては、通信チャネルに割当てられる。スレーブ基地局装置１４は、カスケード接続信号線１８を介してマスタ基地局装置１２に接続されており、端末装置１０へのスレーブ基地局装置１４のチャネルの割当ては、マスタ基地局装置１２の制御チャネルにもとづいてなされる。ここで、スレーブ基地局装置１４は、複数のスレーブ基地局アンテナ２２を有するが、アダプティブアレイ処理のみを実行し、ＳＤＭＡによる図示しない端末装置１０の多重化を実行しないとする。
【００２６】
図２（ａ）−（ｂ）は、チャネルの構造を示す。図２（ａ）は、マスタ基地局装置１２によって割り当てられるチャネルの構造を示す。ここでは、ＳＤＭＡチャネルによる空間軸の多重度を２、非ＳＤＭＡチャネルによる時間軸の多重度、すなわちタイムスロット数を４としており、その中に制御チャネルとは別に、チャネル（２，１）からチャネル（４，２）の合計６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１０が割当てられている。図２（ａ）は、上り回線あるいは下り回線のいずれか一方を示し、他方も同一の配置となっている。一方、図２（ｂ）は、スレーブ基地局装置１４によって割り当てられるチャネルの構造を示す。スレーブ基地局装置１４は、ＳＤＭＡによる多重化を実行せず、さらに制御チャネルを割り当てないため、非ＳＤＭＡチャネルとして、チャネル（１，１）からチャネル（４，１）の合計４チャネルを配置している。図２（ｂ）も、上り回線あるいは下り回線のいずれか一方を示し、他方も同一の配置となっている。
【００２７】
図３は、本実施の形態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。このバーストは、図２のチャネルの信号に相当する。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、端末装置１０、マスタ基地局装置１２、スレーブ基地局装置１４にとって既知であるため、後述のトレーニング信号として使用可能である。
【００２８】
図４は、マスタ基地局装置１２の構造を示す。マスタ基地局装置１２は、無線部３０と総称される第１無線部３０ａ、第２無線部３０ｂ、第３無線部３０ｃ、第４無線部３０ｄ、無線信号処理部３２、中央制御部４０、カスケードＩＦ部４２、回線接続部４４、無線制御部４６、音声制御部４８を含み、無線信号処理部３２は、第１信号処理部３４、第２信号処理部３６、モデム部３８を含む。信号として、受信デジタル信号２００と総称される第１受信デジタル信号２００ａ、第２受信デジタル信号２００ｂ、第３受信デジタル信号２００ｃ、第４受信デジタル信号２００ｄ、送信デジタル信号２０２と総称される第１送信デジタル信号２０２ａ、第２送信デジタル信号２０２ｂ、第３送信デジタル信号２０２ｃ、第４送信デジタル信号２０２ｄ、信号処理制御信号２０４、合成信号２０６、分離前信号２０８を含む。
【００２９】
無線部３０は、後述の無線信号処理部３２等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。受信動作では、受信した信号をベースバンドの信号に変換して受信デジタル信号２００を出力し、送信動作では、ベースバンドの送信デジタル信号２０２を無線周波数の信号に変換して出力する。ここでは、簡易型携帯電話システムを想定するため、無線周波数を１．９ＧＨｚ帯とする。
【００３０】
第１信号処理部３４と第２信号処理部３６は、アダプティブアレイアンテナ信号処理を行う。ここでは、ＳＤＭＡを可能にするため、第１信号処理部３４がひとつの端末装置１０を対象にしたアダプティブアレイ信号処理を実行し、第２信号処理部３６が別の端末装置１０を対象にしたアダプティブアレイ信号処理を実行する。
【００３１】
モデム部３８は、変調処理として、送信したい情報信号を変調し、送信信号を生成する。また、復調処理として、受信信号を復調し、送信された情報信号を再生する。ここでは、送信信号を分離前信号２０８とし、再生した情報信号を合成信号２０６とする。また、変調方式は、π／４シフトＱＰＳＫとする。
【００３２】
中央制御部４０は、マスタ基地局装置１２全体の動作タイミングを制御すると共に、チャネルを交換制御する。また、端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルやＳＤＭＡチャネルの割当を実行する。ここでは、図２（ａ）に示されたチャネル（２，１）、チャネル（３，１）、チャネル（４，１）、すなわち非ＳＤＭＡチャネルを優先的に割り当てる。チャネル（２，１）、チャネル（３，１）、チャネル（４，１）がすべて割り当てた場合や、チャネル（２，１）、チャネル（３，１）、チャネル（４，１）のうち割り当てられていないチャネルが存在するが、当該チャネルのタイミングでモデム部３８が測定した干渉信号の強度が、予め設定したしきい値より大きい場合には、後述のカスケード接続信号線１８を介して、スレーブ基地局装置１４に対して、新たに接続すべき端末装置１０のチャネル割当てを要求する。後述のカスケード接続信号線１８を介して、スレーブ基地局装置１４から端末装置１０のチャネル割当拒否の通知が入力された場合、中央制御部４０は、図２（ａ）のチャネル（２，２）、チャネル（３，２）、チャネル（４，２）のいずれかを割り当てる。
【００３３】
無線制御部４６は、無線信号処理部３２の制御と、無線プロトコル処理を行う。無線制御部４６と前述の中央制御部４０のいずれかが、端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルやＳＤＭＡチャネルの割当を実行する。
【００３４】
回線接続部４４は、ネットワーク１６とのインターフェースである。ここでは、ネットワーク１６は、ＩＳＤＮ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌＮｅｔｗｏｒｋ）とする。
【００３５】
カスケードＩＦ部４２は、カスケード接続信号線１８を接続し、カスケード接続信号線１８を介してスレーブ基地局装置１４と情報交換する。
音声制御部４８は、ダイヤルトーンを検出したり、ＢＴを発生したりする処理を行う。
【００３６】
スレーブ基地局装置１４の構成は、マスタ基地局装置１２と同一であってもよく、図示しないスイッチによって、マスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４が切替えられる。スレーブ基地局装置１４に設定されると、中央制御部４０や無線制御部４６は、ＳＤＭＡにもとづいたチャネル割当を実行せず、図２（ｂ）に示したように、非ＳＤＭＡチャネルのみを割り当てる。また、中央制御部４０の制御は、カスケードＩＦ部４２を介したマスタ基地局装置１２に含まれた中央制御部４０の制御に従う。
【００３７】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３８】
図５は、第１信号処理部３４の構造を示す。第１信号処理部３４は、合成部５０、受信ウエイトベクトル計算部５６、参照信号生成部５８、受信応答ベクトル計算部６０、分離部６２、送信ウエイトベクトル計算部６６を含み、合成部５０は、乗算部５２と総称される第１乗算部５２ａ、第２乗算部５２ｂ、第３乗算部５２ｃ、第４乗算部５２ｄ、加算部５４を含み、分離部６２は、乗算部６４と総称される第１乗算部６４ａ、第２乗算部６４ｂ、第３乗算部６４ｃ、第４乗算部６４ｄを含む。また、信号として、受信ウエイト信号２１０と総称される第１受信ウエイト信号２１０ａ、第２受信ウエイト信号２１０ｂ、第３受信ウエイト信号２１０ｃ、第４受信ウエイト信号２１０ｄ、受信応答ベクトル信号２１２、送信ウエイト信号２１４と総称される第１送信ウエイト信号２１４ａ、第２送信ウエイト信号２１４ｂ、第３送信ウエイト信号２１４ｃ、第４送信ウエイト信号２１４ｄ、受信ウエイト参照信号２１６、受信応答参照信号２１８を含む。
【００３９】
受信ウエイトベクトル計算部５６は、受信デジタル信号２００と受信ウエイト参照信号２１６から、受信デジタル信号２００の重み付けに必要な受信ウエイト信号２１０を、ＲＬＳ（ＲｅｃｕｒｓｉｖｅＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムによって計算する。
【００４０】
乗算部５２は、受信デジタル信号２００を受信ウエイト信号２１０で重み付けし、加算部５４は乗算部５２の出力を加算して、合成信号２０６を出力する。
参照信号生成部５８は、トレーニング期間中は予め記憶したトレーニング信号を受信ウエイト参照信号２１６、受信応答参照信号２１８として出力する。またトレーニング期間後は合成信号２０６を予め規定しているしきい値で判定して、その結果を受信ウエイト参照信号２１６、受信応答参照信号２１８として出力する。なお、判定は硬判定である必要はなく、軟判定でもよい。
【００４１】
受信応答ベクトル計算部６０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信号２１２を、受信デジタル信号２００、受信応答参照信号２１８から計算する。受信応答ベクトル信号２１２の計算方法は任意のものでよいが、一例として次に示すように、相関処理にもとづいて実行される。なお、受信デジタル信号２００と受信応答参照信号２１８は、第１信号処理部３４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１０に対応する第２信号処理部３６からも入力されるものとする。第１の端末装置１０に対応する受信デジタル信号２００をｘ１（ｔ）、第２の端末装置１０に対応する受信デジタル信号２００をｘ２（ｔ）と示し、第１の端末装置１０に対応する受信応答参照信号２１８をＳ１（ｔ）、第２の端末装置１０に対応する受信応答参照信号２１８をＳ２（ｔ）と示せば、ｘ１（ｔ）とｘ２（ｔ）は、次の式で示される。
【００４２】
【数１】

ここで、ｈｉｊは、第ｉ番目の端末装置１０から第ｊマスタ基地局アンテナ２０ｊ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。
【００４３】
【数２】

受信応答参照信号２１８間の第２の相関行列Ｒ２も次の式のように計算される。
【００４４】
【数３】

最終的に、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信号２１２が求められる。
【００４５】
【数４】

送信ウエイトベクトル計算部６６は、分離前信号２０８の重み付けに必要な送信ウエイト信号２１４を、受信応答特性である受信ウエイト信号２１０や受信応答ベクトル信号２１２から推定する。送信ウエイト信号２１４の推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、受信ウエイト信号２１０や受信応答ベクトル信号２１２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、受信ウエイト信号２１０や受信応答ベクトル信号２１２を補正してもよい。なお、ここでは、送信ウエイト信号２１４の推定に、受信応答ベクトル信号２１２を使用する。
【００４６】
乗算部６４は、分離前信号２０８を送信ウエイト信号２１４でそれぞれ重み付けし、送信デジタル信号２０２を出力する。なお、以上の動作におけるタイミングは、信号処理制御信号２０４に従うものとする。
【００４７】
図６は、マスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４間の信号のフォーマットを示す。図示した信号は、マスタ基地局装置１２からカスケード接続信号線１８を介してスレーブ基地局装置１４に伝送される信号のうち、マスタ基地局装置１２がスレーブ基地局装置１４に、端末装置１０のチャネル割当を要求するための信号である。当該信号は、図示のごとく８ビットを単位とした各種の内容が含まれており、図中の情報領域は、さらに複数の領域に分割される。当該信号において、「ＣＨ確立要求」が、イベントの種別を示しており、スレーブ基地局装置１４は「ＣＨ確立要求」によって、マスタ基地局装置１２からの端末装置１０のチャネル割当が要求されたことを認識する。また、カスケード接続信号線１８を介してマスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４の間で伝送される信号の種別が変わった場合、図６のうち「ＣＨ確立要求」と「情報」の領域が、対応するものに変わる。
【００４８】
図７は、チャネル割当て処理を示すフローチャートである。マスタ基地局装置１２は、端末装置１０からのチャネル割当要求を受け付け、中央制御部４０が当該端末装置１０に対して非ＳＤＭＡチャネルを割当可能かを判定する（Ｓ１０）。端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルが割り当て可能であれば（Ｓ１０のＹ）、マスタ基地局装置１２が端末装置１０に非ＳＤＭＡチャネルを割り当てる（Ｓ１２）。一方、端末装置１０に対して、非ＳＤＭＡチャネルが割り当て可能でなければ（Ｓ１０のＮ）、カスケードＩＦ部４２はスレーブ基地局装置１４に対して、端末装置１０のチャネルの割当を要求する（Ｓ１４）。
【００４９】
スレーブ基地局装置１４の中央制御部４０が、端末装置１０に対してチャネルを割り当て可能であれば（Ｓ１４のＹ）、スレーブ基地局装置１４が端末装置１０にチャネルを割り当てる（Ｓ１６）。一方、端末装置１０に対して、チャネルが割り当て可能でなければ（Ｓ１４のＮ）、カスケードＩＦ部４２はマスタ基地局装置１２に対して、端末装置１０のチャネルの割当拒否を通知し、マスタ基地局装置１２の中央制御部４０が、端末装置１０に対してＳＤＭＡチャネルを割り当て可能であれば（Ｓ１８のＹ）、マスタ基地局装置１２が端末装置１０にＳＤＭＡチャネルを割り当てる（Ｓ２０）。一方、端末装置１０に対して、ＳＤＭＡチャネルが割り当て可能でなければ（Ｓ１８のＮ）、マスタ基地局装置１２は端末装置１０にチャネル割当拒否を通知する（Ｓ２２）。
【００５０】
以上の構成による通信システム１００の動作を、図８に示したチャネル割当て処理のシーケンス図に基づいて説明する。端末装置１０は、マスタ基地局装置１２にチャネル確立を要求する（Ｓ５０）。マスタ基地局装置１２の中央制御部４０は、既に割り当てたチャネルにもとづいて、端末装置１０に非ＳＤＭＡチャネルの割当が不可能と判断する（Ｓ５２）。マスタ基地局装置１２のカスケードＩＦ部４２は、カスケード接続信号線１８を介してスレーブ基地局装置１４に、端末装置１０のチャネル確立を要求する（Ｓ５４）。
【００５１】
スレーブ基地局装置１４の中央制御部４０は、既に割り当てたチャネルにもとづいて、端末装置１０にチャネルの割当が不可能と判断する（Ｓ５６）。スレーブ基地局装置１４のカスケードＩＦ部４２は、カスケード接続信号線１８を介してマスタ基地局装置１２に、端末装置１０のチャネル割当拒否を通知する（Ｓ５８）。マスタ基地局装置１２の中央制御部４０は、既に割り当てたチャネルにもとづいて、端末装置１０にＳＤＭＡチャネルを割り当てる（Ｓ６０）。さらに、マスタ基地局装置１２は、端末装置１０にチャネル割当てを通知する（Ｓ６２）。
【００５２】
本実施の形態によれば、時間と周波数を分割したチャネルが、空間を分割したチャネルより優先的に割り当てられるため、空間の分割が不十分であることによるチャネル間の干渉を防止でき、データ伝送特性を改善できる。
【００５３】
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。
【００５４】
本実施の形態において、通信システム１００は、簡易型携帯電話システムを対象とした。しかしこれに限らず例えば、ＴＤＭＡ方式を採用したセルラー型の携帯電話システムなどであってもよい。本変形例によれば、様々な通信システムに対して本発明を適用可能になる。つまり、端末装置に対して割当てたチャネルに時間的制限があればよい。
【００５５】
本実施の形態において、スレーブ基地局装置１４は、複数の端末装置１０をＳＤＭＡ以外の多重化技術によってのみ多重化している。しかしこれに限らず例えば、スレーブ基地局装置１４もマスタ基地局装置１２と同様に複数の端末装置１０をＳＤＭＡによって多重化してもよい。その際は、マスタ基地局装置１２が非ＳＤＭＡチャネルを割り当てた後に、スレーブ基地局装置１４が非ＳＤＭＡチャネルを割り当て、さらに、マスタ基地局装置１２がＳＤＭＡチャネルを割り当てた後に、スレーブ基地局装置１４がＳＤＭＡチャネルを割り当ててもよい。また、マスタ基地局装置１２が非ＳＤＭＡチャネルを割り当てた後に、スレーブ基地局装置１４が非ＳＤＭＡチャネルとＳＤＭＡチャネルを割り当て、さらに、マスタ基地局装置１２がＳＤＭＡチャネルを割り当ててもよい。本変形例によれば、マスタ基地局装置とスレーブ基地局装置のデータ伝送容量がさらに向上する。つまり、最初になされるマスタ基地局装置のチャネル割当処理において、非ＳＤＭＡチャネルの割当のみが、実行されればよい。
【００５６】
本実施の形態において、ひとつのマスタ基地局装置１２に対してひとつのスレーブ基地局装置１４が、カスケード接続信号線１８を介して接続されている。しかしこれに限らず例えば、ひとつのマスタ基地局装置１２に対して複数のスレーブ基地局装置１４が接続されてもよい。その場合、マスタ基地局装置１２から、複数のスレーブ基地局装置１４のそれぞれに対応してカスケード接続信号線１８が設けられ、ひとつのマスタ基地局装置１２を中心にして、複数のスレーブ基地局装置１４がスター形状に配置されてもよく、あるいは、マスタ基地局装置１２から、スレーブ基地局装置１４が直列に配置されるようにカスケード接続信号線１８が設けれてもよい。つまり、複数のスレーブ基地局装置１４が、マスタ基地局装置１２の制御チャネルを共有できるように、カスケード接続信号線１８が設けられ、マスタ基地局装置１２とスレーブ基地局装置１４間の信号が取り決められればよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によればデータ伝送特性を改善するチャネル割当方法ならびにそれを利用した基地局装置および通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る通信システムを示す構成図である。
【図２】図２（ａ）−（ｂ）は、図１のチャネルの構造を示す図である。
【図３】図１のバーストフォーマットを示す図である。
【図４】図１のマスタ基地局装置の構造を示す図である。
【図５】図４の第１信号処理部の構造を示す図である。
【図６】図１のマスタ基地局装置とスレーブ基地局装置間の信号のフォーマットを示す図である。
【図７】図１のチャネル割当て処理を示すフローチャートである。
【図８】図１のチャネル割当て処理のシーケンス図である。
【符号の説明】
１０端末装置、１２マスタ基地局装置、１４スレーブ基地局装置、１６ネットワーク、１８カスケード接続信号線、２０マスタ基地局アンテナ、２２スレーブ基地局アンテナ、２４端末アンテナ、３０無線部、３２無線信号処理部、３４第１信号処理部、３６第２信号処理部、３８モデム部、４０中央制御部、４２カスケードＩＦ部、４４回線接続部、４６無線制御部、４８音声制御部、５０合成部、５２乗算部、５４加算部、５６受信ウエイトベクトル計算部、５８参照信号生成部、６０受信応答ベクトル計算部、６２分離部、６４乗算部、６６送信ウエイトベクトル計算部、１００通信システム、２００受信デジタル信号、２０２送信デジタル信号、２０４信号処理制御信号、２０６合成信号、２０８分離前信号、２１０受信ウエイト信号、２１２受信応答ベクトル信号、２１４送信ウエイト信号、２１６受信ウエイト参照信号、２１８受信応答参照信号。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a channel assignment technique. In particular, the present invention relates to a channel allocation method when a plurality of base station apparatuses are connected, and a base station apparatus and a communication system using the channel allocation method.
[0002]
[Prior art]
Mobile phone systems and simplified mobile phone systems have become widespread and are used by many users. In these systems, a terminal device communicates predetermined data using a channel assigned by a base station device. In addition, one base station apparatus assigns a plurality of channels to terminal apparatuses, and multiplexes these terminal apparatuses. In particular, TDMA (Time Division Multiple Access) is generally used as a multiplexing technique in mobile phone systems and simple mobile phone systems. For example, in the case of a simple mobile phone system, one frame is composed of 8 time slots, of which 4 time slots are used for downlink communication and the remaining 4 time slots are used for uplink. Of these four time slots, one time slot corresponds to the control channel, and the remaining three time slots correspond to the speech channel.
[0003]
Furthermore, in order to improve the data transmission efficiency over the call channel, a technique for connecting a plurality of base station apparatuses and sharing a control channel is being studied. In such a technique, two base station apparatuses of a simple mobile phone system are connected, one of which is set as a master base station apparatus and the other is set as a slave base station apparatus in advance. The master base station apparatus uses four time slots of the upper and lower lines in one frame as one control channel and three communication channels as usual. On the other hand, the slave base station apparatus uses all four time slots as a communication channel (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-102056 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the terminal device starts communication with the base station device, the terminal device receives the control channel transmitted by the master base station device, and requests the master base station device to allocate a channel. In order to facilitate control, generally, the master base station apparatus preferentially assigns a channel transmitted / received by itself to the terminal apparatus from the slave base station apparatus. When there is no channel to be allocated to the terminal device, the master base station device requests the slave base station device to allocate a channel to the terminal device. When the slave base station device can allocate a channel to the terminal device, the master base station device notifies the terminal device to that effect through the control channel.
[0006]
In order to increase the data transmission capacity per base station apparatus, in addition to TDMA, a technique for multiplexing terminal apparatuses by SDMA (Space Division Multiple Access) based on space division is being studied. In SDMA, a plurality of terminal devices are assigned time slots having the same frequency and timing from one base station device. When the master base station device described above is compatible with SDMA and the channel of the master base station device is preferentially assigned to the slave base station device as described above, the channel of the slave base station device is not assigned. Instead, the channel may be allocated to the terminal device so that it is SDMAed by the master base station device.
[0007]
SDMA is generally performed by controlling antenna directivity based on an adaptive array antenna. However, depending on the arrangement of a plurality of terminal apparatuses, division of space depending on antenna directivity becomes insufficient. In such a case, channels assigned to the same frequency and timing cause interference, and data transmission characteristics deteriorate. On the other hand, since the frequencies of the master base station device and the slave base station device are generally set to be different, interference between channels of the master base station device and the slave base station device often does not cause a problem.
[0008]
The present inventor has recognized the above situation and made the present invention, and an object of the present invention is to provide a channel allocation method for improving data transmission characteristics, a base station apparatus and a communication system using the channel allocation method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
One embodiment of the present invention is a base station apparatus. The apparatus includes a channel assignment unit that assigns channels to a plurality of terminal devices to be multiplexed, a signal processing unit that performs data transmission processing on the terminal devices assigned to the channels, and a channel assignment unit. However, when a channel cannot be allocated to a new terminal device by multiple connection based on the division of multiplexing elements other than space, it requests other base station devices to allocate a channel to the new terminal device, And a cascade processing unit that receives information on the possibility of channel assignment from the other base station apparatus. In this device, the channel allocating unit recognizes that channel allocation by another base station device is impossible based on the information on the possibility of channel allocation, and performs new connection by multiple connection based on space division. Channels may be assigned to different terminal devices.
[0010]
A “channel” refers to a wireless communication path set for communication between a base station device and a wireless device such as a terminal device. Specifically, in the case of FDMA (Frequency Division Multiple Access), it is specified. In the case of TDMA, it indicates a specific time slot or slot, and in the case of CDMA (Code Division Multiple Access), it indicates a specific code sequence, but these are not distinguished here.
[0011]
Multiplexing based on space division is possible only when a multiple connection based on the division of multiplexing elements other than space cannot be performed by the above devices and channel assignment by another base station device is impossible. In order to perform the connection, it is possible to reduce the characteristic deterioration due to insufficient space division.
[0012]
When the number of channels already allocated by the channel allocation unit becomes equal to the number of channels that can be allocated by division of multiplexing elements other than space, the cascade processing unit can allocate a channel to a new terminal device. It does not have to be. It further includes an intensity measurement unit that measures the intensity of the received signal, and the cascade processing unit measures at the timing of channels that are not allocated by the channel allocation unit among channels that can be allocated by division of multiplexing elements other than space. When the signal strength is greater than or equal to a predetermined threshold, the channel assignment unit may not be able to assign a channel to a new terminal device.
[0013]
The “channel timing” may be the entire period occupied by the channel or a part of the period occupied by the channel, and may be any timing included in the period occupied by the channel.
[0014]
Another aspect of the present invention is also a base station apparatus. This device includes a line control unit that transmits / receives baseband signals to / from a network, a radio unit that transmits / receives radio signals to / from a terminal device via a wireless line, and a plurality of terminal devices that are to be multiplex connected A channel allocating unit for allocating each channel, a signal processing unit for performing signal processing between a baseband signal and a radio signal for a terminal device allocated to each channel, and a channel allocating unit for multiplexing other than space When a channel cannot be assigned to a new terminal device due to multiple connections based on the division of the conversion element, the other base station device is requested to assign a channel to the new terminal device, and the other base station And a cascade processing unit for receiving information on the possibility of channel assignment from the device. In this device, the channel allocating unit recognizes that channel allocation by another base station device is impossible based on the information on the possibility of channel allocation, and performs new connection by multiple connection based on space division. Channels may be assigned to different terminal devices.
[0015]
Yet another aspect of the present invention is a channel allocation method. This method includes a step of assigning a channel to a predetermined terminal device by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space, and assigning a channel to the terminal device when the channel is not assigned to the terminal device. And a step of assigning a channel to a terminal device by multiple connection based on space division when the other base station device cannot assign a channel.
[0016]
By the above method, multiplexing based on space division is performed only when multiplexing connection based on division of multiplexing elements other than space is not possible and channel assignment by other base station devices is impossible. In order to perform the connection, it is possible to reduce the characteristic deterioration due to insufficient space division.
[0017]
Yet another embodiment of the present invention is a communication system. This communication system receives a connection request from a predetermined terminal device, assigns a channel to the terminal device that has received the request, and is connected to a main base station device that multiplexly connects a plurality of terminal devices, and the main base station device, And a slave base station device that multiplex-connects by assigning channels to a plurality of terminal devices. In this communication system, when the master base station device cannot allocate a channel to a predetermined terminal device by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space, the slave base station device further When the channel is not allocated to the terminal device, the main base station device may allocate the channel to the terminal device through multiple connection based on space division.
[0018]
Yet another embodiment of the present invention is a program. This program is based on a step of allocating a channel to a predetermined terminal device by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space, a step of storing information on the allocated channel, and the information on the stored channel. When a channel cannot be allocated to a new terminal device, a step of requesting another base station device to allocate a channel to the new terminal device via the network, and another base station via the network Allocating a channel to a new terminal device by multiple connection based on space division when the device receives a notification that the channel could not be allocated.
[0019]
It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present embodiment, a master base station apparatus in which one set of uplink / downlink time slots among a plurality of time slots is assigned to a control channel, and the remaining time slots are assigned to communication channels, and a plurality of time slots are all assigned to communication channels. Further, a case is assumed in which the master base station apparatus multiplexes channels not only by TDMA but also by SDMA. When the master base station apparatus according to the present embodiment receives a connection request from the terminal apparatus through the control channel, there is a channel that is not yet allocated among channels allocated instead of SDMA (hereinafter referred to as “non-SDMA channel”). Confirm.
[0021]
The master base station apparatus allocates a non-SDMA channel to the terminal apparatus if there is an unassigned non-SDMA channel. If there is no non-SDMA channel that is not allocated, the master base station apparatus transmits a channel of the terminal apparatus to the slave terminal apparatus. Request assignment of. If there is an unassigned channel, the slave base station device assigns the channel to the terminal device, but if there is no unassigned channel, the slave base station device rejects the assignment of the channel of the terminal device to the master base station device. Notice. The master base station apparatus allocates a channel allocated to the terminal apparatus by SDMA (hereinafter referred to as “SDMA channel”).
[0022]
FIG. 1 shows a communication system 100 according to the present embodiment. The communication system 100 includes a terminal device 10, a master base station device 12, a slave base station device 14, and a network 16. Further, the terminal device 10 includes a terminal antenna 24, and the master base station device 12 includes a first master base station antenna 20a and a second master base station antenna 20b that are collectively referred to as a cascade connection signal line 18, a master base station antenna 20. The slave base station device 14 includes a first master base station antenna 22a and a second slave base station antenna 22b, which are collectively referred to as a slave base station antenna 22, including a third master base station antenna 20c and a fourth master base station antenna 20d. , A third slave base station antenna 22c and a fourth slave base station antenna 22d.
[0023]
The terminal device 10 is a device used by a user, and performs communication processing by being connected to a master base station device 12 and a slave base station device 14 described later via a terminal antenna 24. Here, since a simple mobile phone system is assumed as the communication system 100, the terminal device 10 communicates using a channel assigned by the master base station device 12 or the slave base station device 14.
[0024]
The master base station apparatus 12 is a base station apparatus that allocates a channel to the terminal apparatus 10 and communicates with the terminal apparatus 10. One set of uplink and downlink time slots among the plurality of time slots of the master base station apparatus 12 is assigned to the control channel, and the remaining time slots are assigned to the communication channels. The master base station apparatus 12 controls antenna directivity by adaptive array processing based on a plurality of master base station antennas 20, and multiplexes a plurality of terminal apparatuses 10 (not shown) by SDMA. Furthermore, the master base station apparatus 12 is also connected to the network 16.
[0025]
The slave base station apparatus 14 is a base station apparatus that allocates a channel to the terminal apparatus 10 and communicates with the terminal apparatus 10 in the same manner as the master base station apparatus 12. Unlike the master base station apparatus 12, all of the plurality of time slots of the slave base station apparatus 14 are assigned to the communication channel. The slave base station device 14 is connected to the master base station device 12 via the cascade connection signal line 18, and the allocation of the channel of the slave base station device 14 to the terminal device 10 is the control channel of the master base station device 12. Based on. Here, the slave base station apparatus 14 has a plurality of slave base station antennas 22, but executes only adaptive array processing and does not execute multiplexing of the terminal apparatus 10 (not shown) by SDMA.
[0026]
2 (a)-(b) show the channel structure. FIG. 2A shows a channel structure assigned by the master base station apparatus 12. Here, the multiplicity of the spatial axis by the SDMA channel is 2, and the multiplicity of the time axis by the non-SDMA channel, that is, the number of time slots is 4, in which, from the control channel, the channel (2, 1) to the channel A total of 6 channels (4, 2) are arranged. Further, one terminal device 10 is assigned to one channel. FIG. 2A shows either the uplink or the downlink, and the other has the same arrangement. On the other hand, FIG. 2B shows a channel structure assigned by the slave base station apparatus 14. Since the slave base station apparatus 14 does not perform multiplexing by SDMA and does not allocate a control channel, a total of four channels (1, 1) to (4, 1) are arranged as non-SDMA channels. Yes. FIG. 2 (b) also shows either the uplink or the downlink, and the other has the same arrangement.
[0027]
FIG. 3 shows a burst format of a simple mobile phone system as an example of a burst format used in the present embodiment. This burst corresponds to the signal of the channel in FIG. A preamble for use in timing synchronization is arranged between the four symbols from the head of the burst, and a unique word is arranged between the following eight symbols. Since the preamble and the unique word are known to the terminal device 10, the master base station device 12, and the slave base station device 14, they can be used as training signals described later.
[0028]
FIG. 4 shows the structure of the master base station apparatus 12. The master base station apparatus 12 includes a first radio unit 30a, a second radio unit 30b, a third radio unit 30c, a fourth radio unit 30d, a radio signal processing unit 32, a central control unit 40, a cascade, which are collectively referred to as a radio unit 30. The IF unit 42, the line connection unit 44, the radio control unit 46, and the voice control unit 48 are included. The radio signal processing unit 32 includes a first signal processing unit 34, a second signal processing unit 36, and a modem unit 38. The first transmission digital signal 200a, the second reception digital signal 200b, the third reception digital signal 200c, the fourth reception digital signal 200d, and the transmission digital signal 202, which are collectively referred to as the reception digital signal 200. It includes a digital signal 202a, a second transmission digital signal 202b, a third transmission digital signal 202c, a fourth transmission digital signal 202d, a signal processing control signal 204, a combined signal 206, and a pre-separation signal 208.
[0029]
The radio unit 30 performs frequency conversion processing, amplification processing, AD or DA conversion processing between a baseband signal and a radio frequency signal processed by a radio signal processing unit 32 described later. In the reception operation, the received signal is converted into a baseband signal and the received digital signal 200 is output. In the transmission operation, the baseband transmission digital signal 202 is converted into a radio frequency signal and output. Here, in order to assume a simple mobile phone system, the radio frequency is set to 1.9 GHz band.
[0030]
The first signal processing unit 34 and the second signal processing unit 36 perform adaptive array antenna signal processing. Here, in order to enable SDMA, the first signal processing unit 34 performs adaptive array signal processing for one terminal device 10, and the second signal processing unit 36 targets another terminal device 10. Perform adaptive array signal processing.
[0031]
As a modulation process, the modem unit 38 modulates an information signal to be transmitted and generates a transmission signal. Further, as a demodulation process, the received signal is demodulated and the transmitted information signal is reproduced. Here, the transmission signal is a pre-separation signal 208 and the reproduced information signal is a composite signal 206. The modulation method is π / 4 shift QPSK.
[0032]
The central control unit 40 controls the operation timing of the master base station apparatus 12 as a whole and controls the exchange of channels. Further, non-SDMA channels and SDMA channel allocation are executed for the terminal device 10. Here, the channel (2, 1), the channel (3, 1), the channel (4, 1), that is, the non-SDMA channel shown in FIG. When channel (2,1), channel (3,1), channel (4,1) are all assigned, or channel (2,1), channel (3,1), channel (4,1) is assigned If there is a channel that is not connected, but the intensity of the interference signal measured by the modem unit 38 at the timing of the channel is larger than a preset threshold value, the slave signal is transmitted via the cascade connection signal line 18 described later. The base station apparatus 14 is requested to allocate a channel for the terminal apparatus 10 to be newly connected. When a notification of channel allocation refusal of the terminal device 10 is input from the slave base station device 14 via the cascade connection signal line 18 to be described later, the central control unit 40 reads the channel (2, 2) in FIG. , Channel (3, 2) or channel (4, 2) is assigned.
[0033]
The wireless control unit 46 performs control of the wireless signal processing unit 32 and wireless protocol processing. Either the radio control unit 46 or the above-described central control unit 40 assigns a non-SDMA channel or an SDMA channel to the terminal device 10.
[0034]
The line connection unit 44 is an interface with the network 16. Here, it is assumed that the network 16 is an ISDN (Integrated Services Digital Network).
[0035]
The cascade IF unit 42 connects the cascade connection signal line 18 and exchanges information with the slave base station apparatus 14 via the cascade connection signal line 18.
The voice control unit 48 performs a process of detecting a dial tone or generating a BT.
[0036]
The configuration of the slave base station apparatus 14 may be the same as that of the master base station apparatus 12, and the master base station apparatus 12 and the slave base station apparatus 14 are switched by a switch (not shown). When set in the slave base station apparatus 14, the central control unit 40 and the radio control unit 46 do not perform channel allocation based on SDMA, but allocate only non-SDMA channels as shown in FIG. . The control of the central control unit 40 follows the control of the central control unit 40 included in the master base station device 12 via the cascade IF unit 42.
[0037]
This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of an arbitrary computer, and in terms of software, it is realized by a program having a reservation management function loaded in memory. The functional block realized by those cooperation is drawn. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
[0038]
FIG. 5 shows the structure of the first signal processing unit 34. The first signal processing unit 34 includes a synthesis unit 50, a reception weight vector calculation unit 56, a reference signal generation unit 58, a reception response vector calculation unit 60, a separation unit 62, and a transmission weight vector calculation unit 66. It includes a first multiplier 52a, a second multiplier 52b, a third multiplier 52c, a fourth multiplier 52d, and an adder 54, which are collectively referred to as a multiplier 52, and a separation unit 62 is a generic name of a multiplier 64. 1 multiplication part 64a, 2nd multiplication part 64b, 3rd multiplication part 64c, and 4th multiplication part 64d are included. As signals, a first reception weight signal 210a, a second reception weight signal 210b, a third reception weight signal 210c, a fourth reception weight signal 210d, a reception response vector signal 212, a transmission weight signal, which are collectively referred to as a reception weight signal 210, A first transmission weight signal 214a, a second transmission weight signal 214b, a third transmission weight signal 214c, a fourth transmission weight signal 214d, a reception weight reference signal 216, and a reception response reference signal 218, which are collectively referred to as 214, are included.
[0039]
The reception weight vector calculation unit 56 generates a reception weight signal 210 necessary for weighting the reception digital signal 200 from the reception digital signal 200 and the reception weight reference signal 216 by using an RLS (Recursive Last Squares) algorithm or an LMS (Least Mean Squares) algorithm. Calculate by an adaptive algorithm such as
[0040]
The multiplier 52 weights the received digital signal 200 with the received weight signal 210, and the adder 54 adds the outputs of the multiplier 52 and outputs a combined signal 206.
The reference signal generator 58 outputs the training signal stored in advance as a reception weight reference signal 216 and a reception response reference signal 218 during the training period. Further, after the training period, the composite signal 206 is determined with a predetermined threshold value, and the result is output as a reception weight reference signal 216 and a reception response reference signal 218. Note that the determination does not need to be a hard determination, and may be a soft determination.
[0041]
The reception response vector calculation unit 60 calculates a reception response vector signal 212 as a reception response characteristic of the reception signal with respect to the transmission signal from the reception digital signal 200 and the reception response reference signal 218. Although the calculation method of the reception response vector signal 212 may be arbitrary, it is executed based on correlation processing as shown below as an example. The reception digital signal 200 and the reception response reference signal 218 are not only from the first signal processing unit 34 but also from the second signal processing unit 36 corresponding to the terminal device 10 of another user through a signal line (not shown). Shall be entered. The reception digital signal 200 corresponding to the first terminal device 10 is indicated as x1 (t), the reception digital signal 200 corresponding to the second terminal device 10 is indicated as x2 (t), and the reception corresponding to the first terminal device 10 is indicated. If the response reference signal 218 is denoted by S1 (t) and the reception response reference signal 218 corresponding to the second terminal device 10 is denoted by S2 (t), x1 (t) and x2 (t) are expressed by the following equations. .
[0042]
[Expression 1]

Here, hij is a response characteristic from the i-th terminal apparatus 10 to the j-th master base station antenna 20j, and noise is ignored. The first correlation matrix R1 is expressed by the following equation, where E is an ensemble average.
[0043]
[Expression 2]

The second correlation matrix R2 between the reception response reference signals 218 is also calculated as follows.
[0044]
[Equation 3]

Finally, the inverse matrix of the second correlation matrix R2 and the first correlation matrix R1 are multiplied to obtain a reception response vector signal 212 expressed by the following equation.
[0045]
[Expression 4]

The transmission weight vector calculation unit 66 estimates the transmission weight signal 214 necessary for weighting the pre-separation signal 208 from the reception weight signal 210 and the reception response vector signal 212 that are reception response characteristics. Although the estimation method of the transmission weight signal 214 is arbitrary, the reception weight signal 210 and the reception response vector signal 212 may be used as they are as the simplest method. Alternatively, the reception weight signal 210 and the reception response vector signal 212 may be corrected by a conventional technique in consideration of the Doppler frequency fluctuation in the propagation environment caused by the time difference between the reception process and the transmission process. Here, the reception response vector signal 212 is used to estimate the transmission weight signal 214.
[0046]
The multiplier 64 weights the pre-separation signal 208 with the transmission weight signal 214 and outputs the transmission digital signal 202. Note that the timing in the above operation is in accordance with the signal processing control signal 204.
[0047]
FIG. 6 shows a signal format between the master base station apparatus 12 and the slave base station apparatus 14. Of the signals transmitted from the master base station apparatus 12 to the slave base station apparatus 14 via the cascade connection signal line 18, the illustrated signal is transmitted from the master base station apparatus 12 to the slave base station apparatus 14 and the channel of the terminal apparatus 10. This is a signal for requesting allocation. The signal includes various contents in units of 8 bits as illustrated, and the information area in the figure is further divided into a plurality of areas. In the signal, “CH establishment request” indicates the type of event, and the slave base station apparatus 14 has requested channel assignment of the terminal apparatus 10 from the master base station apparatus 12 by the “CH establishment request”. Recognize When the type of signal transmitted between the master base station apparatus 12 and the slave base station apparatus 14 via the cascade connection signal line 18 changes, the “CH establishment request” and “information” areas in FIG. Changes to the corresponding one.
[0048]
FIG. 7 is a flowchart showing channel assignment processing. The master base station apparatus 12 receives the channel allocation request from the terminal apparatus 10, and determines whether the central control unit 40 can allocate a non-SDMA channel to the terminal apparatus 10 (S10). If a non-SDMA channel can be allocated to the terminal apparatus 10 (Y in S10), the master base station apparatus 12 allocates a non-SDMA channel to the terminal apparatus 10 (S12). On the other hand, if the non-SDMA channel cannot be allocated to the terminal device 10 (N of S10), the cascade IF unit 42 requests the slave base station device 14 to allocate the channel of the terminal device 10 (S14). ).
[0049]
If the central control unit 40 of the slave base station apparatus 14 can allocate a channel to the terminal apparatus 10 (Y in S14), the slave base station apparatus 14 allocates a channel to the terminal apparatus 10 (S16). On the other hand, if the channel cannot be allocated to the terminal device 10 (N in S14), the cascade IF unit 42 notifies the master base station device 12 of the channel allocation refusal of the terminal device 10, and the master base station If the central control unit 40 of the station apparatus 12 can allocate an SDMA channel to the terminal apparatus 10 (Y in S18), the master base station apparatus 12 allocates an SDMA channel to the terminal apparatus 10 (S20). On the other hand, if the SDMA channel cannot be allocated to the terminal apparatus 10 (N in S18), the master base station apparatus 12 notifies the terminal apparatus 10 of channel allocation rejection (S22).
[0050]
The operation of the communication system 100 configured as described above will be described based on the sequence diagram of the channel assignment process shown in FIG. The terminal device 10 requests the master base station device 12 to establish a channel (S50). The central control unit 40 of the master base station apparatus 12 determines that the non-SDMA channel cannot be allocated to the terminal apparatus 10 based on the already allocated channel (S52). The cascade IF unit 42 of the master base station apparatus 12 requests the slave base station apparatus 14 to establish a channel of the terminal apparatus 10 via the cascade connection signal line 18 (S54).
[0051]
The central control unit 40 of the slave base station apparatus 14 determines that channel assignment to the terminal apparatus 10 is impossible based on the already assigned channel (S56). The cascade IF unit 42 of the slave base station device 14 notifies the master base station device 12 of the channel assignment refusal of the terminal device 10 via the cascade connection signal line 18 (S58). The central control unit 40 of the master base station apparatus 12 allocates an SDMA channel to the terminal apparatus 10 based on the already allocated channel (S60). Further, the master base station apparatus 12 notifies the terminal apparatus 10 of channel assignment (S62).
[0052]
According to the present embodiment, a channel obtained by dividing time and frequency is assigned with higher priority than a channel obtained by dividing space, so that interference between channels due to insufficient space division can be prevented, and data transmission can be performed. The characteristics can be improved.
[0053]
The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
[0054]
In the present embodiment, the communication system 100 is intended for a simple mobile phone system. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a cellular mobile phone system that employs the TDMA system. According to this modification, the present invention can be applied to various communication systems. That is, the channel allocated to the terminal device may be limited in time.
[0055]
In the present embodiment, slave base station apparatus 14 multiplexes a plurality of terminal apparatuses 10 only by a multiplexing technique other than SDMA. However, the present invention is not limited to this. For example, the slave base station device 14 may multiplex a plurality of terminal devices 10 by SDMA in the same manner as the master base station device 12. In that case, after the master base station apparatus 12 assigns a non-SDMA channel, the slave base station apparatus 14 assigns a non-SDMA channel, and after the master base station apparatus 12 assigns an SDMA channel, the slave base station apparatus 14 May allocate SDMA channels. Further, after the master base station apparatus 12 assigns a non-SDMA channel, the slave base station apparatus 14 may assign a non-SDMA channel and an SDMA channel, and the master base station apparatus 12 may assign an SDMA channel. According to this modification, the data transmission capacity of the master base station device and the slave base station device is further improved. That is, in the first channel assignment process of the master base station apparatus, only the non-SDMA channel assignment needs to be executed.
[0056]
In the present embodiment, one slave base station apparatus 14 is connected to one master base station apparatus 12 via a cascade connection signal line 18. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of slave base station apparatuses 14 may be connected to one master base station apparatus 12. In that case, a cascade connection signal line 18 is provided from the master base station apparatus 12 to each of the plurality of slave base station apparatuses 14, and a plurality of slave base station apparatuses centering on one master base station apparatus 12. 14 may be arranged in a star shape, or a cascade connection signal line 18 may be provided from the master base station apparatus 12 so that the slave base station apparatuses 14 are arranged in series. That is, a cascade connection signal line 18 is provided so that a plurality of slave base station apparatuses 14 can share the control channel of the master base station apparatus 12, and signals between the master base station apparatus 12 and the slave base station apparatus 14 are negotiated. It only has to be done.
[0057]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the channel allocation method which improves a data transmission characteristic, and the base station apparatus and communication system using it can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a communication system according to the present embodiment.
2 (a)-(b) are diagrams showing the structure of the channel of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating the burst format of FIG. 1;
4 is a diagram illustrating a structure of the master base station apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of a first signal processing unit in FIG. 4;
6 is a diagram illustrating a signal format between the master base station apparatus and the slave base station apparatus of FIG. 1;
7 is a flowchart showing channel assignment processing of FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a sequence diagram of the channel assignment process of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10 terminal devices, 12 master base station devices, 14 slave base station devices, 16 networks, 18 cascade connection signal lines, 20 master base station antennas, 22 slave base station antennas, 24 terminal antennas, 30 radio units, 32 radio signal processing units 34 First signal processing unit, 36 Second signal processing unit, 38 Modem unit, 40 Central control unit, 42 Cascade IF unit, 44 Line connection unit, 46 Radio control unit, 48 Voice control unit, 50 Synthesis unit, 52 Multiply Unit, 54 addition unit, 56 reception weight vector calculation unit, 58 reference signal generation unit, 60 reception response vector calculation unit, 62 separation unit, 64 multiplication unit, 66 transmission weight vector calculation unit, 100 communication system, 200 reception digital signal, 202 transmission digital signal, 204 signal processing control signal, 206 composite signal 208 pre-separation signal 210 received wait signal, 212 receiving response vector signal, 214 transmission weight signal, 216 receiving weight reference signal, 218 receiving response reference signal.

Claims

A channel allocation unit that allocates channels to a plurality of terminal apparatuses to be multiplexed;
A signal processing unit that performs data transmission processing on the terminal device assigned to each channel;
When the channel allocation unit cannot allocate a channel to a new terminal device by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space, the channel allocation unit allocates a channel to the new terminal device to another base station. A cascade processing unit that requests the device and receives information on the possibility of channel assignment from the other base station device,
When the channel allocation unit recognizes that channel allocation by the other base station apparatus is impossible based on the information on the possibility of channel allocation, the channel allocation unit performs the new allocation by multiple connection based on space division. A base station apparatus that allocates a channel to a different terminal apparatus.

When the number of channels already allocated by the channel allocation unit becomes equal to the number of channels that can be allocated by division of multiplexing elements other than space, the cascade processing unit determines that the channel allocation unit is assigned to the new terminal device. 2. The base station apparatus according to claim 1, wherein a channel cannot be assigned.

It further includes an intensity measurement unit that measures the intensity of the received signal,
The cascade processing unit, when a signal intensity measured at a timing of a channel not allocated by the channel allocation unit among channels that can be allocated by division of multiplexing elements other than space is equal to or higher than a predetermined threshold value The base station apparatus according to claim 1, wherein the channel allocation unit cannot allocate a channel to the new terminal apparatus.

A line controller that transmits and receives baseband signals to and from the network;
A wireless unit that transmits and receives wireless signals to a terminal device via a wireless line;
A channel allocation unit that allocates channels to a plurality of terminal apparatuses to be multiplexed;
A signal processing unit that performs signal processing between a baseband signal and a radio signal for a terminal device assigned to each channel;
When the channel allocation unit cannot allocate a channel to a new terminal device by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space, the channel allocation unit allocates a channel to the new terminal device to another base station. A cascade processing unit that requests the device and receives information on the possibility of channel assignment from the other base station device,
When the channel allocation unit recognizes that channel allocation by the other base station apparatus is impossible based on the information on the possibility of channel allocation, the channel allocation unit performs the new allocation by multiple connection based on space division. A base station apparatus that allocates a channel to a different terminal apparatus.

Assigning a channel to a predetermined terminal device by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space;
Requesting another base station apparatus to allocate a channel to the terminal apparatus when a channel cannot be allocated to the terminal apparatus;
Assigning a channel to the terminal device by multiple connection based on space division when the other base station device is not assigned a channel; and
A channel assignment method comprising:

A main base station device that accepts a connection request from a predetermined terminal device, assigns a channel to the terminal device that has accepted the request, and multiplexly connects a plurality of terminal devices;
A slave base station device connected to the master base station device and multiplexly connected by assigning channels to a plurality of terminal devices,
The master base station apparatus is a case where a channel is not allocated to a predetermined terminal apparatus by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space, and the slave base station apparatus further includes the terminal apparatus When a channel is not allocated to the terminal apparatus, the main base station apparatus allocates a channel to the terminal apparatus through multiple connections based on space division.

Assigning a channel to a predetermined terminal device by multiple connection based on division of multiplexing elements other than space;
Storing information about the allocated channels;
Requesting another base station device to allocate a channel to the new terminal device via a network when a channel cannot be assigned to the new terminal device based on the information about the stored channel;
Assigning a channel to the new terminal device by multiple connection based on space division when receiving the notification that the other base station device has not been assigned a channel via the network;
A program that causes a computer to execute.