JP2005167921A - Radio communication method and base station system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize the receiving operation of a transceiver diversity terminal. <P>SOLUTION: When a base station system 200 performs radio communication with a transceiver diversity terminal, the base station system 200 extracts a receive response vector signal according to the number of antennae of a terminal device from a transmission signal of the terminal device. For each terminal device, one, which is relatively new in time, out of the receiving response vector signals is stored under management as a first receiving response vector and one, which is relatively old in time, is stored under management as a second receive response vector. Then, the base station system 200 generates a transmission weight signal for enlarging a transmission gain and turning up directivity for the first receiving response vector of the terminal device to be transmitted and for reducing the transmission gain and restricting the directivity for the second receive response vector of the same terminal device and a first receive response vector and a second receive response vector of another terminal device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線電波を利用した無線通信技術に関し、特に、基地局装置から端末装置への無線通信方法およびそれを利用した基地局装置に関する。   The present invention relates to a radio communication technique using radio waves, and more particularly to a radio communication method from a base station apparatus to a terminal apparatus and a base station apparatus using the same.


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(Time Division Multiple Access)方式が使用されている。TDMA方式は、時間軸を、タイムスロットと呼ぶ所定時間で分割し、各ユーザに割当てて多重化する方式である。

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, in a mobile phone system and a simple mobile phone system, a time division multiple access (TDMA) method is generally used as a multiplexing technique. The TDMA system is a system in which a time axis is divided at a predetermined time called a time slot and is allocated to each user for multiplexing.

また、基地局装置あたりのデータ伝送容量をより高めるために、TDMA方式に加えて、空間の分割にもとづいたSDMA(Space Division Multiple Access)方式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方式では、基地局装置は、複数の端末装置に対し同一の周波数とタイミングのタイムスロットを割当てて多重化する。   Further, in order to further increase the data transmission capacity per base station apparatus, a technique for multiplexing terminal apparatuses using a space division multiple access (SDMA) system based on space division in addition to the TDMA system has been studied. . In the SDMA scheme, a base station apparatus multiplexes a plurality of terminal apparatuses by assigning time slots having the same frequency and timing.

このSDMA方式による多重は、一般的にアダプティブアレイアンテナに基づいたアンテナの指向性の制御によってなされている。   Multiplexing by this SDMA method is generally performed by controlling antenna directivity based on an adaptive array antenna.

端末装置から送信された上り信号は、基地局装置のアレイアンテナにより受信され、アダプティブアレイ処理により受信指向性を伴って分離抽出される。また、基地局装置から端末装置への下り信号は、受信信号から抽出した指向性情報をもとに生成され、送信指向性を持って送信される。   The uplink signal transmitted from the terminal device is received by the array antenna of the base station device, and separated and extracted with reception directivity by adaptive array processing. Further, the downlink signal from the base station apparatus to the terminal apparatus is generated based on the directivity information extracted from the received signal and transmitted with transmission directivity.

この送信指向性の制御は、端末装置毎に行われ、所定の端末装置から受信した信号の到来波方向には、指向性を強くするために送信利得を増大させ、一方、他の端末装置から受信した信号の到来波方向には、指向性を抑えるために送信利得を減衰させて送信する。これにより、同一スロット、同一周波数においても、端末装置の空間的な分離・多重が可能となり、基地局あたりのデータ伝送容量を向上させることが可能となる。
特開2002−043995号公報
This transmission directivity control is performed for each terminal device, and in the direction of an incoming wave of a signal received from a predetermined terminal device, the transmission gain is increased to increase the directivity, while from other terminal devices. In the direction of the incoming wave of the received signal, the transmission gain is attenuated and transmitted in order to suppress directivity. Thereby, even in the same slot and the same frequency, the terminal device can be spatially separated and multiplexed, and the data transmission capacity per base station can be improved.
JP 2002-043995 A

一方、端末装置としては、様々な環境下でより安定した通信を行うことを目的に、送受信でダイバーシチ動作を行うものが提案されつつある。   On the other hand, as a terminal device, a device that performs a diversity operation by transmission / reception has been proposed for the purpose of performing more stable communication under various environments.

この送受信ダイバーシチ端末は、一般的に基地局装置からの信号を複数の端末アンテナで受信し、受信電力の大きいアンテナを選択してその受信信号を処理すると共に、基地局装置に対する上り回線も、選択した端末アンテナから送信するよう動作することで、より状況の良い伝送路での通信を行い、その安定性の向上を図るものである。   This transmission / reception diversity terminal generally receives signals from a base station apparatus by a plurality of terminal antennas, selects an antenna having a large reception power, processes the received signal, and selects an uplink to the base station apparatus. By operating to transmit from the terminal antenna, the communication is performed on the transmission path in a better condition, and the stability is improved.

しかしながら、この送受信ダイバーシチ端末を、前述のアダプティブアレイ処理を行う基地局装置と接続した場合、基地局装置は、端末装置が複数のアンテナを切替えて送信を行っていることが認識出来ず、端末装置のアンテナ切替は、到来方向の変動との認識になる。   However, when this transmission / reception diversity terminal is connected to the base station apparatus that performs the above-described adaptive array processing, the base station apparatus cannot recognize that the terminal apparatus performs transmission by switching a plurality of antennas. This antenna switching is recognized as a variation in the direction of arrival.

また、基地局装置から端末装置への下り回線の信号については、アダプティブアレイ処理により指向性の制御がなされて送信されるが、その制御は、端末装置毎に、所定の端末装置から受信した信号の到来波方向には、指向性を強くするために送信利得を増大させ、一方、他の端末装置から受信した信号の到来波方向には、指向性を抑えるために送信利得を減衰させて送信するという処理を行うため、端末装置の送信を行わなかったアンテナ、すなわち基地局装置が認識していないアンテナに対しては、何ら指向性の制御がなされない。   In addition, the downlink signal from the base station apparatus to the terminal apparatus is transmitted after the directivity is controlled by adaptive array processing. The control is performed by a signal received from a predetermined terminal apparatus for each terminal apparatus. In the direction of the incoming wave, the transmission gain is increased in order to increase the directivity, while in the direction of the incoming wave of the signal received from another terminal device, the transmission gain is attenuated in order to suppress the directivity. Therefore, directivity control is not performed on an antenna that has not been transmitted by the terminal device, that is, an antenna that is not recognized by the base station device.

このため、端末装置が送信に用いなかったアンテナには、他の端末装置に対する送信利得が抑えられることなく振り向けられ、端末装置は、他の端末向けの同一周波数の信号を、自端末装置向けの信号と重畳して受信することになる。   For this reason, the antenna that the terminal device does not use for transmission is directed without suppressing the transmission gain for the other terminal device, and the terminal device transmits the signal of the same frequency for the other terminal to the terminal device for the terminal device. The signal is received in a superimposed manner.

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、空間多重を行う無線通信システムで、送受信ダイバーシチ端末の受信性能の劣化を防止する無線通信方法、およびそれを利用した基地局装置を提供することにある。   The inventor has recognized the above situation and made the present invention, and an object of the present invention is to provide a wireless communication method for performing spatial multiplexing, a wireless communication method for preventing deterioration of reception performance of a transmission / reception diversity terminal, and It is to provide a used base station apparatus.


本発明のある態様は、基地局装置である。

One embodiment of the present invention is a base station apparatus.

この装置は、複数のアンテナを有した通信対象の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で受信応答係数を算出する受信応答係数算出部と、受信応答係数算出部で算出した複数の受信応答係数を記憶する記憶部と、記憶部に記憶した複数の受信応答係数を反映して、通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出する送信応答係数算出部とを備える。 なお、送信応答係数算出部は、選択更新制御部で書き換えた受信応答係数で実現されるべき方向への利得を大きく、且つ選択更新制御部で書き換えなかった受信応答係数で実現されるべき方向への利得は小さくするようにする送信応答係数を算出してもよい。   The apparatus includes a reception response coefficient calculation unit that calculates reception response coefficients at predetermined intervals based on signals received from a communication target terminal apparatus having a plurality of antennas, and a plurality of reception response coefficient calculation units A storage unit that stores a reception response coefficient, and a transmission response coefficient calculation unit that calculates a transmission response coefficient for a communication target terminal device, reflecting a plurality of reception response coefficients stored in the storage unit. The transmission response coefficient calculation unit increases the gain in the direction to be realized by the reception response coefficient rewritten by the selective update control unit, and in the direction to be realized by the reception response coefficient not rewritten by the selective update control unit. The transmission response coefficient may be calculated so as to reduce the gain.

そして、記憶部に記憶した複数の受信応答係数のうち、算出した受信応答係数に近い受信応答係数を前記算出した受信応答係数によって書き換える選択更新制御部を更に備えても良い。   A selection update control unit that rewrites a reception response coefficient close to the calculated reception response coefficient among the plurality of reception response coefficients stored in the storage unit with the calculated reception response coefficient may be further provided.

以上の構成により、基地局装置は、端末装置が備える複数のアンテナに応じた受信応答係数を、書き換えの順、すなわち新旧の順とともに記憶管理し、その受信応答係数を反映させて端末装置への送信応答係数を生成するので、基地局装置からの信号を受信する端末装置においては、最新の送信に用いた端末アンテナでは大きな電力で信号が受信され、一方、過去に送信に用いた端末アンテナでは信号が小さな電力で信号が受信されることになり、明確なアンテナ選択による安定した通信を行うことができる。   With the above configuration, the base station apparatus stores and manages the reception response coefficients corresponding to the plurality of antennas included in the terminal apparatus together with the order of rewriting, that is, the old and new order, and reflects the reception response coefficients to the terminal apparatus. Since the transmission response coefficient is generated, in the terminal device that receives the signal from the base station device, the terminal antenna used for the latest transmission receives a signal with large power, while the terminal antenna used for the transmission in the past The signal is received with small power, and stable communication can be performed by clear antenna selection.

また、受信応答係数算出部は、空間多重で接続すべき他の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で他の端末装置に対する受信応答係数も算出し、記憶部は、受信応答係数算出部で算出した他の端末装置に対する受信応答係数も記憶し、送信応答係数算出部は、記憶部に記憶した他の端末装置に対する受信応答係数も反映して、通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出してもよい。   The reception response coefficient calculation unit also calculates reception response coefficients for other terminal devices at predetermined intervals based on signals received from other terminal devices to be connected by spatial multiplexing, and the storage unit receives reception response coefficients. The reception response coefficient for the other terminal device calculated by the calculation unit is also stored, and the transmission response coefficient calculation unit also reflects the reception response coefficient for the other terminal device stored in the storage unit, and transmits the transmission response to the communication target terminal device. A coefficient may be calculated.

なお、送信応答係数算出部は、選択更新制御部で書き換えた受信応答係数で実現されるべき方向への利得を大きく、且つ前記選択更新制御部で書き換えなかった受信応答係数、及び他の端末装置の受信応答係数それぞれで実現されるべき方向への利得は小さくするようにする送信応答係数を算出してもよい。   The transmission response coefficient calculation unit increases the gain in the direction to be realized by the reception response coefficient rewritten by the selective update control unit, and the reception response coefficient not rewritten by the selective update control unit, and other terminal devices The transmission response coefficient may be calculated so that the gain in the direction to be realized by each of the reception response coefficients is reduced.

以上の構成により、基地局装置は、複数のアンテナを備えた端末装置を空間多重により他の端末装置と多重して接続する場合、接続すべき端末装置においては、最新の送信に用いた端末アンテナでは所望の信号が大きな電力で受信され、一方、過去に送信に用いた端末アンテナでは所望波、および他の端末装置からの干渉波ともが小さな電力で受信され、所望波と干渉波の合成による誤ったダイバーシチ選択が抑制されて安定した通信を行うことができる。   With the above configuration, when the base station apparatus multiplexes and connects a terminal apparatus having a plurality of antennas with other terminal apparatuses by spatial multiplexing, the terminal antenna used for the latest transmission is connected in the terminal apparatus to be connected On the other hand, a desired signal is received with a large amount of power, while a terminal antenna used for transmission in the past receives both a desired wave and an interference wave from another terminal device with a small amount of power. Incorrect diversity selection is suppressed and stable communication can be performed.

さらに、送信応答係数算出部は、記憶部に記憶された受信応答係数のうち、他の端末装置との相関が小さくなる受信応答係数を第1受信応答係数と、記憶部の他の受信応答係数を複数の第2受信応答係数として選択する受信応答係数選択部と、第1受信応答係数で実現されるべき方向への利得を大きく、且つ第2受信応答係数で実現されるべき方向への利得は小さくするようにする送信応答係数を算出する算出部とを更に含んでも良い。   Further, the transmission response coefficient calculation unit includes a first response response coefficient and a reception response coefficient other than the reception response coefficient stored in the storage unit. A reception response coefficient selection unit that selects a plurality of second reception response coefficients, and a gain in a direction to be realized by the first reception response coefficient, and a gain in a direction to be realized by the second reception response coefficient May further include a calculation unit for calculating a transmission response coefficient to be reduced.

以上の構成により、基地局装置は、複数のアンテナを備えた端末装置を、空間多重により他の端末装置と同時に接続する場合、空間多重する端末装置間での相関が小さい伝送路を選択され、多重分離の安定度向上による安定した通信を行うことができる。   With the above configuration, when a base station apparatus connects a terminal apparatus having a plurality of antennas simultaneously with other terminal apparatuses by spatial multiplexing, a transmission path with a small correlation between the spatially multiplexed terminal apparatuses is selected, Stable communication can be performed by improving the stability of demultiplexing.

この装置は、複数のアンテナを有した端末装置と信号を送受信する基地局装置であって、
前記複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナに対する送信利得を大きくすることを特徴としてもよい。
This device is a base station device that transmits and receives signals to and from a terminal device having a plurality of antennas,
The transmission gain for any one of the plurality of antennas may be increased.

以上の構成により、基地局装置は、複数のアンテナを備えた端末装置と信号を送受信するに際し、複数のアンテナのうちのいずれかのアンテナに対して送信利得を大きくするため、端末装置側では、より安定した通信を行うことができる。   With the above configuration, when transmitting and receiving signals to and from a terminal device having a plurality of antennas, the base station device increases the transmission gain for any one of the plurality of antennas. More stable communication can be performed.

さらに、この装置は、複数の受信用アンテナを有しダイバーシチ処理を行う端末装置に、信号を送信する基地局装置であって、端末装置の受信用アンテナに対する指向性情報を記憶する指向性情報記憶部と、指向性情報に基づいて、アダプティブアレイ処理を行い、端末装置の受信用アンテナに対する送信指向性制御を行うアダプティブアレイ処理部と、アダプティブアレイ処理に基づいて、前記端末装置に信号を送信するためのアダプティブアレイアンテナ部とを備え、端末装置に信号を送信する際、端末装置の受信用アンテナのうちの所望のアンテナに対する送信利得を大きくし、その他の受信用アンテナに対する送信利得を小さくしてもよい。   Further, this apparatus is a base station apparatus that transmits a signal to a terminal apparatus that has a plurality of receiving antennas and performs diversity processing, and stores directivity information for the receiving antennas of the terminal apparatus. And an adaptive array processing unit that performs adaptive array processing based on directivity information and performs transmission directivity control on a receiving antenna of the terminal device, and transmits a signal to the terminal device based on adaptive array processing An adaptive array antenna unit for transmitting a signal to a terminal device, increasing a transmission gain for a desired antenna among the receiving antennas of the terminal device and decreasing a transmission gain for other receiving antennas. Also good.

以上の構成により、基地局装置は、基地局装置から見た端末装置の受信用アンテナに対する指向性情報を記憶し、端末装置に信号を送信する際には、その指向性情報を基にしたアダプティブアレイ処理で、端末装置の有する複数の受信用アンテナのうち、受信を所望するアンテナに対しては送信利得を大きくし、その他のアンテナに対しては送信利得を小さくするので、端末装置は安定したダイバーシチ処理を行うことができ、より安定した通信を実現できる。   With the above configuration, the base station device stores the directivity information for the receiving antenna of the terminal device as viewed from the base station device, and when transmitting a signal to the terminal device, the base station device is adaptive based on the directivity information. In the array processing, among the plurality of receiving antennas of the terminal device, the transmission gain is increased for the antenna that desires reception, and the transmission gain is decreased for the other antennas, so the terminal device is stable. Diversity processing can be performed, and more stable communication can be realized.

本発明のある態様は、無線通信方法である。   One embodiment of the present invention is a wireless communication method.

この方法は、複数のアンテナを有した通信対象の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で受信応答係数を算出し、算出した複数の受信応答係数を、通信対象の端末装置の有するアンテナの数以上記憶し、メモリに記憶した複数の受信応答係数を反映して、通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出する。   This method calculates a reception response coefficient at a predetermined interval based on a signal received from a communication target terminal apparatus having a plurality of antennas, and includes the calculated plurality of reception response coefficients in the communication target terminal apparatus. More than the number of antennas is stored, and a plurality of reception response coefficients stored in the memory are reflected to calculate a transmission response coefficient for the communication target terminal device.

本発明の別の態様も、無線通信方法である。   Another aspect of the present invention is also a wireless communication method.

この方法は、複数のアンテナを有した通信対象の端末装置と他の通信端末から受信した信号をもとに所定の間隔で、それぞれの受信応答係数を算出し、算出した複数の受信応答係数を、通信対象の端末装置と他の通信端末それぞれにアンテナ数以上記憶し、メモリに記憶した通信対象の端末装置と他の端末装置、それぞれ複数の受信応答係数を反映して、通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出する。   This method calculates each reception response coefficient at a predetermined interval based on signals received from a communication target terminal device having a plurality of antennas and other communication terminals, and calculates the calculated plurality of reception response coefficients. More than the number of antennas is stored in each of the communication target terminal device and the other communication terminal, and the communication target terminal device and the other terminal device stored in the memory reflect a plurality of reception response coefficients, respectively. The transmission response coefficient for is calculated.

本発明のさらに別の態様は、プログラムである。   Yet another embodiment of the present invention is a program.

このプログラムは、無線ネットワークを介して接続する、複数のアンテナを有した通信対象の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で受信応答係数を算出するステップと、算出した複数の受信応答係数を、通信対象の端末装置のアンテナ数以上、メモリに記憶するステップと、メモリに記憶した複数の受信応答係数を反映して、通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出するステップとを含む。   The program includes a step of calculating a reception response coefficient at a predetermined interval based on a signal received from a communication target terminal device having a plurality of antennas connected via a wireless network, and a plurality of calculated reception responses. Storing a coefficient in a memory that is equal to or greater than the number of antennas of the terminal device to be communicated, and calculating a transmission response coefficient for the terminal device to be communicated by reflecting a plurality of reception response coefficients stored in the memory. .

本発明のさらに別の態様も、プログラムである。   Yet another embodiment of the present invention is also a program.

このプログラムは、無線ネットワークを介して空間多重で接続する、複数のアンテナを有した通信対象の端末装置と他の通信端末から受信した信号をもとに所定の間隔で、それぞれの受信応答係数を算出するステップと、算出した複数の受信応答係数を、通信対象の端末装置と他の通信端末それぞれにアンテナ数以上、メモリに記憶するステップと、メモリに記憶した通信対象の端末装置と他の端末装置、それぞれ複数の受信応答係数を反映して、通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出するステップとを含む。   This program sets the respective reception response coefficients at predetermined intervals based on signals received from a communication target terminal device having a plurality of antennas and other communication terminals, which are connected by spatial multiplexing via a wireless network. A step of calculating, a step of storing a plurality of calculated reception response coefficients in the memory for each of the communication target terminal device and the other communication terminals in the memory, and a communication target terminal device and the other terminals stored in the memory And a device, each of which reflects a plurality of reception response coefficients, and calculates a transmission response coefficient for the terminal device to be communicated.

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。   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.


本発明によれば、送受信ダイバーシチ端末の受信性能の劣化を防止する無線通信方法およびそれを利用した基地局装置を提供することができる。

ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radio | wireless communication method which prevents deterioration of the reception performance of a transmission / reception diversity terminal, and a base station apparatus using the same can be provided.


本実施の形態は、送受信でダイバーシチ処理を行う端末装置と、アダプティブアレイ処理を行う基地局装置とを接続して、SDMAによってチャネルを多重化する通信システムに関し、端末装置の送受信ダイバーシチ処理により発生する端末装置の受信性能の劣化を防止するために、受信応答係数としての受信応答ベクトルを、端末装置のアンテナ数以上管理し、その管理情報を用いて送信信号の指向性制御を行う基地局装置に関する。

The present embodiment relates to a communication system in which a terminal device that performs diversity processing by transmission and reception and a base station device that performs adaptive array processing are connected and channels are multiplexed by SDMA, and is generated by transmission and reception diversity processing of the terminal device The present invention relates to a base station apparatus that manages reception response vectors as reception response coefficients more than the number of antennas of a terminal apparatus and performs directivity control of transmission signals using the management information in order to prevent deterioration of reception performance of the terminal apparatus. .

以下、簡易型携帯電話システムを例に、詳細を説明する。   The details will be described below by taking a simple mobile phone system as an example.

図1は、本実施の形態に係る通信システム10を示す。通信システム10は、第1の端末装置100、第2の端末装置104、基地局装置200、ネットワーク300を含む。   FIG. 1 shows a communication system 10 according to the present embodiment. The communication system 10 includes a first terminal device 100, a second terminal device 104, a base station device 200, and a network 300.

また、第1の端末装置100は、端末アンテナ102と総称される第1端末アンテナ102a、第2端末アンテナ102bを含み、第2の端末装置104は、端末アンテナ106と総称される第1端末アンテナ106a、第2端末アンテナ106bを含み、基地局装置200は、基地局アンテナ202と総称される第1基地局アンテナ202a、第2基地局アンテナ202b、第3基地局アンテナ202c、第4基地局アンテナ202dを含む。   The first terminal apparatus 100 includes a first terminal antenna 102 a and a second terminal antenna 102 b that are collectively referred to as a terminal antenna 102, and the second terminal apparatus 104 is a first terminal antenna that is generally referred to as a terminal antenna 106. The base station apparatus 200 includes a first base station antenna 202a, a second base station antenna 202b, a third base station antenna 202c, and a fourth base station antenna, which are collectively referred to as a base station antenna 202. 202d.

第1の端末装置100は、ユーザが携帯して使用する端末装置で、送受信にダイバーシチ機能を備えている。この送受信におけるダイバーシチ機能は、基地局装置200からの信号を2つの端末アンテナ102aと102bで受信し、受信電力の大きいほうのアンテナを選択してその受信信号を処理すると共に、基地局装置200に対する上り回線も、選択した端末アンテナから送信するよう動作する。なお、ここでは、通信システム10として、簡易型携帯電話システムを想定するため、第1の端末装置100および第2の端末装置104は基地局装置200から割当てられたチャネルで通信する。   The first terminal device 100 is a terminal device that is carried by a user and has a diversity function for transmission and reception. The diversity function in this transmission / reception is such that signals from the base station apparatus 200 are received by the two terminal antennas 102a and 102b, the antenna having the larger reception power is selected and the received signal is processed, and the base station apparatus 200 The uplink also operates to transmit from the selected terminal antenna. Here, since a simple mobile phone system is assumed as the communication system 10, the first terminal device 100 and the second terminal device 104 communicate using a channel assigned by the base station device 200.

基地局装置200は、第1の端末装置100や第2の端末装置104にチャネルを割当て、無線通信を行う基地局装置である。基地局装置200は、複数の基地局アンテナ202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、複数の端末装置、例えば第1の端末装置100と第2の端末装置104とをSDMAで多重化する。   The base station apparatus 200 is a base station apparatus that assigns channels to the first terminal apparatus 100 and the second terminal apparatus 104 and performs wireless communication. The base station apparatus 200 controls antenna directivity by adaptive array processing based on a plurality of base station antennas 202, and a plurality of terminal apparatuses, for example, the first terminal apparatus 100 and the second terminal apparatus 104 are connected by SDMA. Multiplex.

さらに、基地局装置200は、ネットワーク300とも接続する。   Furthermore, the base station apparatus 200 is also connected to the network 300.

図2は、基地局装置200によって割り当てられる無線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つの通話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る。なお、図2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。   FIG. 2 shows a structure of a radio channel assigned by base station apparatus 200. 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 six call channels (4, 2) are arranged. One terminal device is assigned to one channel. Note that FIG. 2 shows either the uplink or the downlink, and the other has the same arrangement.

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。このバーストフォーマットは、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、基地局装置200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。   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 format 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 base station apparatus 200, they can be used as a training signal described later.

図4は、基地局装置200の構造を示す。   FIG. 4 shows the structure of base station apparatus 200.

基地局装置200は、無線部402と総称される第1無線部402a、第2無線部402b、第3無線部402c、第4無線部402dと、無線信号処理部404、回線インタフェース部412、制御部414とを含み、無線信号処理部404は、アレイ処理部406、復調部408、変調部410を含む。また、信号として受信デジタル信号40と総称される第1受信デジタル信号40a、第2受信デジタル信号40b、第3受信デジタル信号40c、第4受信デジタル信号40d、送信デジタル信号42と総称される第1送信デジタル信号42a、第2送信デジタル信号42b、第3送信デジタル信号42c、第4送信デジタル信号42d、合成信号44、合成信号70、分離前信号46、分離前信号76を含む。   The base station apparatus 200 includes a first radio unit 402a, a second radio unit 402b, a third radio unit 402c, a fourth radio unit 402d, a radio signal processing unit 404, a line interface unit 412, and a control unit, which are collectively referred to as a radio unit 402. The wireless signal processing unit 404 includes an array processing unit 406, a demodulation unit 408, and a modulation unit 410. In addition, the first received digital signal 40a, the second received digital signal 40b, the third received digital signal 40c, the fourth received digital signal 40d, and the transmitted digital signal 42, which are collectively referred to as the received digital signal 40 as signals. It includes a transmission digital signal 42a, a second transmission digital signal 42b, a third transmission digital signal 42c, a fourth transmission digital signal 42d, a combined signal 44, a combined signal 70, a pre-separation signal 46, and a pre-separation signal 76.

無線部402は、後述の無線信号処理部404で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号との間での周波数変換処理、増幅処理、およびADまたはDA変換処理等を行う。受信動作では、基地局アンテナ202と無線部402を介して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40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42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。   The wireless unit 402 performs frequency conversion processing, amplification processing, AD or DA conversion processing, etc., between a baseband signal and a radio frequency signal processed by a wireless signal processing unit 404 described later. In the reception operation, a signal received via the base station antenna 202 and the radio unit 402 is converted into a baseband signal and the reception digital signal 40 is output. In the transmission operation, the baseband transmission digital signal 42 is converted to a radio frequency signal. Convert to signal and output. Here, in order to assume a simple mobile phone system, the radio frequency is set to 1.9 GHz band.

アレイ処理部406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、端末装置毎を対象としたアダプティブアレイ信号処理を実行する。詳細は、後述の図5にて説明する。   The array processing unit 406 performs adaptive array antenna signal processing. Here, in order to enable SDMA, adaptive array signal processing for each terminal device is executed. Details will be described later with reference to FIG.

復調部408は、アレイ処理部406で処理された端末装置毎の受信信号である合成信号44、70を入力し、復調処理を行って情報信号の再生を行う。   The demodulator 408 receives the combined signals 44 and 70 that are reception signals for each terminal device processed by the array processor 406, performs demodulation processing, and reproduces the information signal.

変調部410は、送信すべき情報信号を変調し、端末装置毎の送信信号である分離前信号46、76を生成する。   Modulation section 410 modulates the information signal to be transmitted and generates pre-separation signals 46 and 76 that are transmission signals for each terminal device.

なお、復調部408、および変調部410は、端末装置ごとに機能し、用いる変調方式は、π/4シフトQPSKとする。   Note that the demodulation unit 408 and the modulation unit 410 function for each terminal device, and the modulation scheme used is π / 4 shift QPSK.

回線インタフェース部412は、ネットワーク300とのインタフェースである。ここでは、ネットワーク300は、ISDN(Integrated Services Digital Network)とする。   The line interface unit 412 is an interface with the network 300. Here, it is assumed that the network 300 is an ISDN (Integrated Services Digital Network).

制御部414は、基地局装置200全体の動作タイミングを制御するとともに、無線信号処理部404と回線インタフェース部412の制御を行う。具体的には、無線信号処理部404に対しては、端末装置への無線チャネルの割当や、端末ID,機能情報の交換など、無線プロトコルの処理を行うとともに、端末IDや使用スロット番号などの管理情報を受信応答ベクトル選択処理部520を介して記憶部522へ格納する。また、回線インタフェース部412に対しては、ネットワーク300への呼接続動作の開始や停止を指示するとともに、回線インタフェース部412を介し、図示しないセンタ設備との情報交換を行う。   The control unit 414 controls the operation timing of the entire base station apparatus 200 and controls the radio signal processing unit 404 and the line interface unit 412. Specifically, the wireless signal processing unit 404 performs wireless protocol processing such as assignment of a wireless channel to a terminal device and exchange of a terminal ID and function information, as well as a terminal ID and a used slot number. The management information is stored in the storage unit 522 via the reception response vector selection processing unit 520. In addition, the line interface unit 412 is instructed to start or stop a call connection operation to the network 300 and exchanges information with a center facility (not shown) via the line interface unit 412.

図5は、アレイ処理部406の構造を示す。   FIG. 5 shows the structure of the array processing unit 406.

アレイ処理部406は、アダプティブアレイアンテナ信号処理を行う処理部であり、SDMAを可能にするため、個々の端末装置を対象にしたアダプティブアレイ信号処理を実行する。具体的には、例えば、第1信号処理部502が第1の端末装置100を対象に、また第2信号処理部540が第2の端末装置104を対象にした信号処理を実行する。なお、本実施例では、接続対象となる端末装置を、2台として説明するが、これに限るものではない。より多くの端末装置に対しては、図5には図示していないが、第1信号処理部502と同様の構成を備える処理部を別途備えることで対応可能である。   The array processing unit 406 is a processing unit that performs adaptive array antenna signal processing, and performs adaptive array signal processing for individual terminal devices in order to enable SDMA. Specifically, for example, the first signal processing unit 502 performs signal processing for the first terminal device 100 and the second signal processing unit 540 performs signal processing for the second terminal device 104. In the present embodiment, two terminal devices to be connected are described. However, the present invention is not limited to this. Although not shown in FIG. 5, more terminal devices can be handled by separately providing a processing unit having the same configuration as the first signal processing unit 502.

以下に詳細を説明する。   Details will be described below.

アレイ処理部406は、第1信号処理部502、第2信号処理部540、受信応答ベクトル選択処理部520、記憶部522、加算部550と総称される第1加算部550a、第2加算部550b、第3加算部550c、第4加算部550dを含む。   The array processing unit 406 includes a first addition unit 550a and a second addition unit 550b collectively referred to as a first signal processing unit 502, a second signal processing unit 540, a reception response vector selection processing unit 520, a storage unit 522, and an addition unit 550. , A third adder 550c and a fourth adder 550d.

また、第1信号処理部502は、合成部504、受信ウエイトベクトル計算部510、参照信号生成部512、受信応答ベクトル計算部514、分離部530、送信ウエイトベクトル計算部532を含み、合成部504は、乗算部506と総称される第1乗算部506a、第2乗算部506b、第3乗算部506c、第4乗算部506d、加算部508を含み、分離部530は、乗算部538と総称される第1乗算部538a、第2乗算部538b、第3乗算部538c、第4乗算部538dを含む。また、信号として受信ウエイト信号50と総称される第1受信ウエイト信号50a、第2受信ウエイト信号50b、第3受信ウエイト信号50c、第4受信ウエイト信号50d、受信ウエイト参照信号52、受信応答参照信号54、受信応答ベクトル信号56、選択後受信応答ベクトル信号58、送信ウエイト信号60と総称される第1送信ウエイト信号60a、第2送信ウエイト信号60b、第3送信ウエイト信号60c、第4送信ウエイト信号60d、第1端末送信デジタル信号62と総称される第1端末第1送信デジタル信号60a、第1端末第1送信デジタル信号60b、第1端末第1送信デジタル信号60c、第1端末第1送信デジタル信号60dを含む。なお、第2信号処理部540の構成については、第1信号処理部502と同様であるため、説明を省略する。   The first signal processing unit 502 includes a combining unit 504, a reception weight vector calculation unit 510, a reference signal generation unit 512, a reception response vector calculation unit 514, a separation unit 530, and a transmission weight vector calculation unit 532. Includes a first multiplying unit 506a, a second multiplying unit 506b, a third multiplying unit 506c, a fourth multiplying unit 506d, and an adding unit 508. The separating unit 530 is collectively referred to as a multiplying unit 538. A first multiplier 538a, a second multiplier 538b, a third multiplier 538c, and a fourth multiplier 538d. Further, a first reception weight signal 50a, a second reception weight signal 50b, a third reception weight signal 50c, a fourth reception weight signal 50d, a reception weight reference signal 52, a reception response reference signal, which are collectively referred to as reception weight signals 50 as signals. 54, reception response vector signal 56, selected reception response vector signal 58, first transmission weight signal 60a, second transmission weight signal 60b, third transmission weight signal 60c, and fourth transmission weight signal collectively referred to as transmission weight signal 60. 60d, first terminal first transmission digital signal 60a, first terminal first transmission digital signal 60b, first terminal first transmission digital signal 60c, first terminal first transmission digital, collectively referred to as first terminal transmission digital signal 62 Contains signal 60d. The configuration of the second signal processing unit 540 is the same as that of the first signal processing unit 502, and thus the description thereof is omitted.

受信ウエイトベクトル計算部510は、受信デジタル信号40と受信ウエイト参照信号52から、受信デジタル信号40の重み付けに必要な受信ウエイト信号50を算出する計算部である。具体的な計算の方法としては、例えば、所望のアレイ応答である受信ウエイト参照信号52と、受信デジタル信号40に受信ウエイト信号50で重み付けを行った算出値との誤差信号が最小になるように、最適な受信ウエイト信号を得る最小2乗誤差法(MMSE:Minimum Mean Square Error)を基に、その最適化アルゴリズムとして提案されている、LMS(Least Mean Squares)アルゴリズムや、RLS(Recursive Least Squares)アルゴリズムにより計算する。   The reception weight vector calculation unit 510 is a calculation unit that calculates a reception weight signal 50 necessary for weighting the reception digital signal 40 from the reception digital signal 40 and the reception weight reference signal 52. As a specific calculation method, for example, an error signal between the reception weight reference signal 52 as a desired array response and a calculated value obtained by weighting the reception digital signal 40 with the reception weight signal 50 is minimized. The LMS (Least Mean Squares) algorithm and RLS (Recursive Least Squares), which have been proposed as an optimization algorithm based on the minimum mean square error method (MMSE) that obtains an optimal reception weight signal. Calculate by algorithm.

乗算部506は、受信デジタル信号40を受信ウエイト信号50で重み付けし、また、加算部508は乗算部506の各出力を加算して、合成信号44を出力する。   The multiplier 506 weights the received digital signal 40 with the received weight signal 50, and the adder 508 adds the outputs of the multiplier 506 and outputs the combined signal 44.

参照信号生成部512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52、受信応答参照信号54として出力する。なお、このトレーニング期間中のトレーニング信号としては、図3に示したプリアンブルとユニークワードが使用可能である。一方、トレーニング期間後は、合成信号44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52、受信応答参照信号54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。   The reference signal generation unit 512 outputs the training signal stored in advance as the reception weight reference signal 52 and the reception response reference signal 54 during the training period. As a training signal during this training period, the preamble and unique word shown in FIG. 3 can be used. On the other hand, after the training period, the composite signal 44 is determined with a predetermined threshold value, and the result is output as a reception weight reference signal 52 and a reception response reference signal 54. Note that the determination does not need to be a hard determination, and may be a soft determination.

受信応答ベクトル計算部514は、第1の端末装置100から受信した信号の受信応答特性として受信応答ベクトル信号56を、受信デジタル信号40と受信応答参照信号54とから計算する。受信応答ベクトル信号56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。   The reception response vector calculation unit 514 calculates a reception response vector signal 56 from the reception digital signal 40 and the reception response reference signal 54 as the reception response characteristic of the signal received from the first terminal apparatus 100. The calculation method of the reception response vector signal 56 may be arbitrary, but is executed based on correlation processing as shown below as an example.

なお、受信デジタル信号40と受信応答参照信号54は、第1信号処理部502内からだけではなく、図示しない信号線によって、他のユーザの第2の端末装置104に対応する第2信号処理部540からも入力されるものとする。   The received digital signal 40 and the received response reference signal 54 are not only from the first signal processing unit 502 but also by a signal line (not shown) corresponding to the second terminal device 104 of another user. It is assumed that the input is also from 540.

基地局アンテナ202にて受信され、無線部402で周波数変換処理やAD変換された受信信号は、受信デジタル信号40として、各アンテナごとに次の式xj(t)にて示される(jは基地局アンテナの番号を示す)。   The reception signal received by the base station antenna 202 and subjected to frequency conversion processing and AD conversion by the radio unit 402 is expressed as the received digital signal 40 by the following expression xj (t) for each antenna (j is the base station). Indicates the station antenna number).

Figure 2005167921
ここで、hkjはj番目の基地局アンテナで受信されたk番目の端末装置からの信号の応答係数を、また、nj(t)はj番目の基地局アンテナで受信した信号に含まれる雑音を示す。なお、Sk(t)はk番目の端末装置が送信し基地局装置で受信した信号を示す。
Figure 2005167921
Here, hkj is the response coefficient of the signal from the kth terminal apparatus received by the jth base station antenna, and nj (t) is the noise contained in the signal received by the jth base station antenna. Show. Note that Sk (t) indicates a signal transmitted by the kth terminal apparatus and received by the base station apparatus.

さて、上記の各基地局アンテナにおける受信デジタル信号40をベクトルで表記すると次の式となる。   When the received digital signal 40 at each base station antenna is expressed as a vector, the following equation is obtained.

Figure 2005167921
ここで、〔 〕Tは〔 〕の転置を示し、また、X(t)は入力信号ベクトル、Hkはk番目の端末装置からの受信信号の応答係数ベクトル(k=1,2)、N(t)は雑音ベクトルを示す。
Figure 2005167921
Here, [] T indicates transposition of [], X (t) is an input signal vector, Hk is a response coefficient vector (k = 1, 2) of a received signal from the kth terminal device, N ( t) represents a noise vector.

上記の式において、S1(t)およびS2(t)は、アダプティブアレイ処理によるユーザ信号の分離により既知となることから、例えば、1番目の端末装置からの信号S1(t)を掛け合わせてアンサンブル平均(時間平均)をとると次の式になる。   In the above equation, S1 (t) and S2 (t) are known from the separation of user signals by adaptive array processing. Therefore, for example, the ensemble is multiplied by the signal S1 (t) from the first terminal device. Taking the average (time average) gives the following formula:

Figure 2005167921
ここで、E〔 〕は、〔 〕の時間平均を示すが、平均時間が十分長いと、その平均値は次のようになる。
Figure 2005167921
Here, E [] shows the time average of []. If the average time is sufficiently long, the average value is as follows.

Figure 2005167921
なお、S1(t)とS2(t)、N(t)とS1(t)とのアンサンブル平均は、互いに相関がないことから0としている。
Figure 2005167921
Note that the ensemble averages of S1 (t) and S2 (t) and N (t) and S1 (t) are 0 because they are not correlated with each other.

これにより、1番目の端末装置から受信した信号の受信応答ベクトル信号56、すなわちH1は、次の式で求められる。   Thereby, the reception response vector signal 56 of the signal received from the first terminal device, that is, H1 is obtained by the following equation.

Figure 2005167921
また、2番目以降の端末装置についても、同様にして受信応答ベクトル信号を求めることができる。
Figure 2005167921
Similarly, the reception response vector signal can be obtained for the second and subsequent terminal devices.

受信応答ベクトル選択処理部520は、受信応答ベクトル計算部514で計算された端末装置毎の受信応答ベクトル信号56を順次入力し、所定の方法による選択を行って条件に合致した受信応答ベクトル信号を記憶部522に格納させる処理部である。   The reception response vector selection processing unit 520 sequentially receives the reception response vector signal 56 for each terminal device calculated by the reception response vector calculation unit 514, performs selection by a predetermined method, and selects a reception response vector signal that meets the conditions. A processing unit to be stored in the storage unit 522.

図6に、記憶部522のデータ構造を示す。「端末ID」は、端末装置に固有のID番号で、全ての端末装置にユニークに割り付けられた番号である。「スロット番号」は、端末装置が接続されるスロットの番号である。「第1受信応答ベクトル」は、受信応答ベクトル計算部510にて算出された第1の端末装置100の受信応答ベクトルのうち、第1の端末装置100が備える2本のアンテナの片側のアンテナ(例えば、102a)から送信されたと推定される受信信号の応答ベクトル信号を記憶し、「第2受信応答ベクトル」は、同端末装置のもう一方のアンテナ(例えば、102b)から送信されたと推定される受信信号の応答ベクトル信号を記憶する。なお、具体的な推定の方法については、後述する図7にて説明する。   FIG. 6 shows the data structure of the storage unit 522. The “terminal ID” is an ID number unique to the terminal device and is a number uniquely assigned to all the terminal devices. The “slot number” is a slot number to which the terminal device is connected. The “first reception response vector” is an antenna on one side of the two antennas included in the first terminal device 100 among the reception response vectors of the first terminal device 100 calculated by the reception response vector calculation unit 510 ( For example, the response vector signal of the received signal estimated to be transmitted from 102a) is stored, and the “second received response vector” is estimated to be transmitted from the other antenna (for example, 102b) of the terminal device. The response vector signal of the received signal is stored. A specific estimation method will be described later with reference to FIG.

送信ウエイトベクトル計算部532は、第1の端末装置100へ送信すべき信号としての分離前信号46に重み付けを行うために必要な送信ウエイト信号60を記憶部522に記憶された受信応答ベクトル信号を基に算出する処理部である。計算のため、一時的に受信応答ベクトル信号を保持する一時記憶レジスタ534と、具体的な演算を行う演算部536から構成される。一時記憶レジスタ534の機能については、図8にて後述する。   The transmission weight vector calculation unit 532 uses the reception response vector signal stored in the storage unit 522 as the transmission weight signal 60 necessary for weighting the pre-separation signal 46 as a signal to be transmitted to the first terminal apparatus 100. It is a processing unit to calculate based on. For the calculation, it is composed of a temporary storage register 534 that temporarily holds a reception response vector signal and a calculation unit 536 that performs a specific calculation. The function of the temporary storage register 534 will be described later with reference to FIG.

なお、送信ウエイト信号60の計算方法は任意のものでよいが、一例を次に示す。   The calculation method of the transmission weight signal 60 may be arbitrary, but an example is shown below.

はじめに、算出する送信ウエイト信号60を以下の式にて示す。   First, the transmission weight signal 60 to be calculated is represented by the following equation.

Figure 2005167921
ここで、kはk番目の端末装置を、続く1〜4は、基地局アンテナの番号を示す。
Figure 2005167921
Here, k indicates the k-th terminal device, and the subsequent 1-4 indicate base station antenna numbers.

さて、送信動作においては、通信を所望する端末装置(数6ではk)に対しては送信利得を高く、一方、通信を所望しない端末装置(数6ではk以外のm)には送信利得を小さくする送信ウエイト信号を生成する必要があるが、その実現は、以下の条件式を満足することで得ることができる。   In the transmission operation, a transmission gain is high for a terminal device that desires communication (k in Equation 6), while a transmission gain is given to a terminal device that does not desire communication (m other than k in Equation 6). Although it is necessary to generate a transmission weight signal to be reduced, the realization thereof can be obtained by satisfying the following conditional expression.

通信を所望する端末装置に対する条件は以下の式で示される。   A condition for a terminal device that desires communication is expressed by the following equation.

Figure 2005167921
また、通信を所望しない端末装置に対する条件は次の式で示される。
Figure 2005167921
Further, the condition for a terminal device that does not desire communication is expressed by the following equation.

Figure 2005167921
これらの条件式は、例えば、前述の受信ウエイトベクトルの算出と同様に、LMSやRLSのアルゴリズムによりその最適解を得ることができ、その際のウエイトベクトルは、ウィーナー解として次の式で示すことが出来る。
Figure 2005167921
These conditional expressions can be obtained, for example, by the LMS or RLS algorithm in the same manner as the calculation of the reception weight vector described above, and the weight vector at that time is expressed by the following expression as a Wiener solution. I can do it.

Figure 2005167921
ここで、Rxxは自己相関行列、rxdは受信信号と参照信号との相関ベクトルである。
Figure 2005167921
Here, Rxx is an autocorrelation matrix, and rxd is a correlation vector between the received signal and the reference signal.

乗算部538は、分離前信号46を送信ウエイト信号60でそれぞれ重み付けし、第1の端末装置100に対する第1端末送信デジタル信号62を出力する。   Multiplier 538 weights pre-separation signal 46 with transmission weight signal 60 and outputs first terminal transmission digital signal 62 to first terminal apparatus 100.

加算部550は、第1信号処理部502で算出された第1の端末装置100に対する第1端末送信デジタル信号62と、第2信号処理部540で算出された第2の端末装置104に対する送信信号78とをアンテナ毎に加算し、ベースバンドの送信デジタル信号42を無線部402へ出力する加算部である。   The adder 550 includes the first terminal transmission digital signal 62 for the first terminal device 100 calculated by the first signal processing unit 502 and the transmission signal for the second terminal device 104 calculated by the second signal processing unit 540. 78 is added for each antenna, and the baseband transmission digital signal 42 is output to the radio unit 402.

以上の構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウェ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ェアのみ、ソフトウェアのみ、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。   The above configuration can be realized in hardware by a CPU, memory, or other LSI of an arbitrary computer, and is realized in software 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.

図7は、受信応答ベクトル選択処理部520による受信応答ベクトル信号の選択と記憶部522への格納を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing selection of a reception response vector signal by the reception response vector selection processing unit 520 and storage in the storage unit 522.

なお、ここで示す受信応答ベクトル信号の選択は、端末装置が送受信に供する複数のアンテナ(例えば2本)毎に、受信応答ベクトル信号を管理することを目的に行うもので、端末アンテナ毎に最も新しい受信応答ベクトル信号を記憶するよう機能する。   The selection of the reception response vector signal shown here is performed for the purpose of managing the reception response vector signal for each of a plurality of antennas (for example, two) used by the terminal device for transmission and reception. It functions to store a new received response vector signal.

以下に処理の詳細を示す。   Details of the processing are shown below.

受信応答ベクトル選択処理部520は、端末装置との接続が開始されると、制御部414から端末装置の端末IDと、割り付けたスロットの番号を入手し、記憶部522の「識別ID」と「スロット番号」へ記憶する(S700)。   When the connection with the terminal device is started, the reception response vector selection processing unit 520 obtains the terminal ID of the terminal device and the assigned slot number from the control unit 414, and the “identification ID” and “ “Slot number” is stored (S700).

そして、端末装置との同期が確立し、受信応答ベクトル計算部514での受信応答ベクトル信号56の算出が開始されると(S702)、受信応答ベクトル選択処理部520は、算出された受信応答ベクトル信号が、最初の受信応答ベクトル信号か否かを判断(S704)する。ここで、最初の受信応答ベクトル信号である場合(S704−Y)には、受信応答ベクトル選択処理部520は、最初の受信応答ベクトル信号を、記憶部522の「第1受信応答ベクトル」の記憶エリアに格納する(S710)。一方、すでに通信が開始され、継続的に受信応答ベクトル信号が算出されている場合(S704−N)には、新規に算出された受信応答ベクトル信号と、記憶部522の「第1受信応答ベクトル」に記憶された受信応答ベクトル信号との比較を行い(S706)、その差が予め定めた幅以上でない場合(S706−N)には、新規の受信応答ベクトル信号は、記憶部522の「第1受信応答ベクトル」に記憶された先の受信応答ベクトル信号と同じ到来方向からによるもの、すなわち端末装置の同じアンテナによる時間的に新しい信号であると判断し、新規に算出された受信応答ベクトル信号を「第1受信応答ベクトル」に上書き更新する。一方、比較の結果、その差が予め定めた幅以上ある場合(S706−Y)には、新規の受信応答ベクトル信号は、記憶部522の「第1受信応答ベクトル」に記憶された先の受信応答ベクトル信号と異なる到来方向によるもの、すなわち、端末装置でダイバーシチ機能が働き、先の「第1受信応答ベクトル」に記憶された受信応答ベクトル信号とは異なるアンテナから送信された信号であると判断し、記憶部522の「第1受信応答ベクトル」を「第2受信応答ベクトル」へ上書き移動し(S708)、また新規に算出した受信応答ベクトル信号を「第1受信応答ベクトル」へ上書きする(S710)。   When synchronization with the terminal device is established and the reception response vector calculation unit 514 starts calculating the reception response vector signal 56 (S702), the reception response vector selection processing unit 520 displays the calculated reception response vector. It is determined whether the signal is the first reception response vector signal (S704). Here, when it is the first reception response vector signal (S704-Y), the reception response vector selection processing unit 520 stores the first reception response vector signal in the storage unit 522 as the “first reception response vector”. Store in the area (S710). On the other hand, when the communication has already been started and the reception response vector signal has been continuously calculated (S704-N), the newly calculated reception response vector signal and the “first reception response vector” in the storage unit 522 are used. Is compared with the received response vector signal stored in (706), and if the difference is not equal to or greater than the predetermined width (S 706 -N), the new received response vector signal is stored in “No. It is determined that the signal is from the same arrival direction as that of the previous reception response vector signal stored in “1 reception response vector”, that is, a new signal in time from the same antenna of the terminal device, and a newly calculated reception response vector signal Is overwritten and updated to “first reception response vector”. On the other hand, as a result of the comparison, if the difference is equal to or greater than a predetermined width (S706-Y), the new reception response vector signal is received in the previous reception stored in the “first reception response vector” of the storage unit 522. It is determined that the signal is transmitted from an antenna different from the response vector signal, that is, a signal transmitted from an antenna different from the received response vector signal stored in the previous “first received response vector” because the diversity function works in the terminal device. Then, the “first reception response vector” in the storage unit 522 is overwritten and moved to the “second reception response vector” (S708), and the newly calculated reception response vector signal is overwritten on the “first reception response vector” (S708). S710).

そして、通信の終了を確認し(S712)、切断があれば処理を終了する。   Then, the end of communication is confirmed (S712), and if there is a disconnection, the process ends.

図8は、記憶部522に記憶した選択後の受信応答ベクトル信号を用いて、送信ウエイトベクトルを生成する際の、フローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart when the transmission weight vector is generated using the selected reception response vector signal stored in the storage unit 522.

このフローチャートで示す処理は、端末装置毎に実行し、例えば、第1の端末装置100については第1信号処理部502の送信ウエイトベクトル計算部532にて行い、また第2の端末装置104については、第2信号処理部540の図示しない送信ウエイトベクトル計算部にて行う。   The processing shown in this flowchart is executed for each terminal device. For example, the first terminal device 100 is performed by the transmission weight vector calculation unit 532 of the first signal processing unit 502, and the second terminal device 104 is processed. The transmission weight vector calculation unit (not shown) of the second signal processing unit 540 performs this.

端末装置と基地局装置との接続で、受信応答ベクトル計算部514による受信応答ベクトル信号の算出と、受信応答ベクトル選択処理部520による受信応答ベクトル信号の選択および記憶部522への記憶が開始されると、送信ウエイトベクトル計算部532は、記憶部522より、第1の端末装置100に該当する「端末ID]を検索し、その「第1受信応答ベクトル」に記憶された受信応答ベクトル信号を一時記憶レジスタAに(S800)、また「第2受信応答ベクトル」に記憶された受信応答ベクトル信号を一時記憶レジスタBに(S802)記憶保持する。   With the connection between the terminal device and the base station device, calculation of the reception response vector signal by the reception response vector calculation unit 514, selection of the reception response vector signal by the reception response vector selection processing unit 520, and storage in the storage unit 522 are started. Then, the transmission weight vector calculation unit 532 searches the storage unit 522 for “terminal ID” corresponding to the first terminal device 100, and uses the reception response vector signal stored in the “first reception response vector”. The temporary storage register A (S800) and the reception response vector signal stored in the “second reception response vector” are stored and held in the temporary storage register B (S802).

次に、送信ウエイトベクトル計算部514は、第1の端末装置100と同じスロットで多重している他の端末装置が存在するか否かの判断を行う(S804)。具体的には、記憶部522の「スロット番号」欄を参照し、第1の端末装置100と同じスロット番号の端末装置があるか否かを確認する。そして、多重中の端末装置があると判断された場合(S806−Y)には、該当する端末装置の「第1受信応答ベクトル」および「第2受信応答ベクトル」を読み出し、それぞれ一時記憶レジスタC,Dへ記憶する(S806)。   Next, the transmission weight vector calculation unit 514 determines whether there is another terminal device multiplexed in the same slot as the first terminal device 100 (S804). Specifically, referring to the “slot number” field in storage unit 522, it is confirmed whether there is a terminal device having the same slot number as that of first terminal device 100. If it is determined that there is a terminal device being multiplexed (S806-Y), the “first reception response vector” and “second reception response vector” of the corresponding terminal device are read, and the temporary storage registers C , D (S806).

一方、多重端末が無い場合(S804−N)、あるいはS806の追加記憶が完了した場合、演算部536は、一時記憶レジスタ534に記憶された受信応答ベクトル信号を参照し、第1の端末装置100に対する送信ウエイト信号60を算出する(S808)。この送信ウエイト信号60は、例えば、前述した送信ウエイト信号の生成式を用い、一時記憶レジスタAの受信応答ベクトル信号に対しては送信利得を大きく、一方、一時記憶レジスタB,C,Dの受信応答ベクトル信号に対しては送信利得を小さくするよう算出する。   On the other hand, when there are no multiple terminals (S804-N) or when the additional storage in S806 is completed, the arithmetic unit 536 refers to the reception response vector signal stored in the temporary storage register 534, and the first terminal apparatus 100 The transmission weight signal 60 is calculated for (S808). The transmission weight signal 60 uses, for example, the transmission weight signal generation formula described above, and has a large transmission gain with respect to the reception response vector signal of the temporary storage register A, while the reception of the temporary storage registers B, C, and D. The response vector signal is calculated so as to reduce the transmission gain.

算出した送信ウエイト信号による送信指向性制御の状態の概念図を図9に示す。   A conceptual diagram of the state of transmission directivity control by the calculated transmission weight signal is shown in FIG.

基地局装置200から送信した第1の端末装置100に対する下り回線の信号(実線)は、第1の端末装置が第2端末アンテナ102bを最新の送信に使用したとすると、第2端末アンテナ102bに対しては送信利得を大きく、一方、同端末装置の第1端末アンテナ102aと、第2の端末装置104の2つの端末アンテナ106に対しては送信利得を小さくするビームを形成する。また、端末装置を多重接続する場合にあっては、基地局装置200から送信した第2の端末装置104に対する信号は、第2の端末装置が第2端末アンテナ106bを最新に使用したとすると、第2端末アンテナ106bに対しては送信利得を大きく、一方、同端末装置の第2端末アンテナ106aと、第1の端末装置100の2つの端末アンテナ102に対しては送信利得を小さくするビームを形成する。   The downlink signal (solid line) transmitted from the base station apparatus 200 to the first terminal apparatus 100 is assumed to be transmitted to the second terminal antenna 102b when the first terminal apparatus uses the second terminal antenna 102b for the latest transmission. On the other hand, a beam that increases the transmission gain is formed on the first terminal antenna 102 a of the terminal device and the two terminal antennas 106 of the second terminal device 104. Further, in the case of multiple connection of terminal devices, the signal for the second terminal device 104 transmitted from the base station device 200 is assumed that the second terminal device has used the second terminal antenna 106b the latest. The second terminal antenna 106b has a large transmission gain, while the second terminal antenna 106a of the same terminal apparatus and the two terminal antennas 102 of the first terminal apparatus 100 have beams that reduce the transmission gain. Form.

そして、図8に戻り、通信の終了を確認し(S810)、切断があれば処理を終了する。   Returning to FIG. 8, the end of communication is confirmed (S810). If there is a disconnection, the process ends.

以上の構成による基地局装置200の動作を説明する。   The operation of base station apparatus 200 having the above configuration will be described.

尚、以下の説明に際しては、はじめに基地局装置200に第1の端末装置100のみを接続した状態(すなわち、SDMAによる空間多重を行わない状態)を、次に第1の端末装置100と同じスロット、同じ周波数に、第2の端末装置104を多重接続した状態(すなわち、SDMAによる空間多重を行う状態)を想定し、それぞれの第1の端末装置100に対する信号の送受信処理について詳述する。   In the following description, a state where only the first terminal device 100 is connected to the base station device 200 (that is, a state where spatial multiplexing by SDMA is not performed) is performed first, and then the same slot as the first terminal device 100 is used. Assuming a state where the second terminal device 104 is multiplex-connected to the same frequency (that is, a state where spatial multiplexing by SDMA is performed), signal transmission / reception processing for each first terminal device 100 will be described in detail.

また、接続する第1の端末装置100と第2の端末装置104は、いずれも送受信ダイバーシチ端末で、受信状態に応じて送受信に用いるアンテナを適時切替える機能を有する端末装置と仮定する。   In addition, it is assumed that the first terminal device 100 and the second terminal device 104 to be connected are both transmission / reception diversity terminals and are terminal devices having a function of switching an antenna used for transmission / reception in a timely manner according to a reception state.

基地局装置200は、第1の端末装置100から接続要求があると、制御部414にて無線チャネルの割り当てをはじめとする無線プロトコルの処理を行い、所定の周波数、スロット(仮に第2スロットを使用すると仮定する)での無線接続を開始する。この際、無線プロトコルの処理は、具体的には基地局装置200の制御部414にて実行するが、制御部414は、この処理の中で、第1の端末装置100から送信される無線チャネル割当要求メッセージなどから端末装置の識別を示す「端末ID」を抽出し、この通信で使用するスロットの番号(第2スロットを示す#2)「スロット番号」と共に、受信応答ベクトル選択処理部520を介して記憶部522へ格納する。   When the base station apparatus 200 receives a connection request from the first terminal apparatus 100, the control unit 414 performs radio protocol processing including radio channel allocation, and sets a predetermined frequency and slot (assuming that the second slot is assigned). Initiate a wireless connection at (assuming use). At this time, the processing of the wireless protocol is specifically executed by the control unit 414 of the base station apparatus 200, and the control unit 414 transmits the wireless channel transmitted from the first terminal apparatus 100 in this processing. A “terminal ID” indicating the identification of the terminal device is extracted from the allocation request message and the like, and the reception response vector selection processing unit 520 is sent together with the slot number (# 2 indicating the second slot) “slot number” used in this communication. To the storage unit 522.

無線接続の開始により、第1の端末装置100から送信された信号は、基地局装置200の基地局アンテナ202、無線部402を介し、アンテナ毎の受信デジタル信号40としてアレイ処理部406へ入力される。この受信デジタル信号40は、第1の端末装置100から送信された後、電波伝搬路を介して基地局装置200に受信される無線信号であるが、電波伝搬路の状況によって、周辺の建物による反射や回折、散乱などの影響を受けるほか、他の同一周波数の信号による干渉波成分やその他各種の雑音成分を含んだ信号である。   Due to the start of the wireless connection, the signal transmitted from the first terminal device 100 is input to the array processing unit 406 as the received digital signal 40 for each antenna via the base station antenna 202 and the radio unit 402 of the base station device 200. The The received digital signal 40 is a radio signal that is transmitted from the first terminal device 100 and then received by the base station device 200 via the radio wave propagation path. Depending on the situation of the radio wave propagation path, In addition to being affected by reflection, diffraction, scattering, etc., it is a signal including interference wave components and other various noise components due to other signals of the same frequency.

さて、アレイ処理部406に入力された受信デジタル信号40は、第1の端末装置100に対する送受信信号の処理を行う第1信号処理部502に入力される。そして、受信デジタル信号40は、不要な信号成分である干渉信号成分などの除去あるいは低減などを行って、第1の端末装置100の送信信号を抽出した合成信号44として出力する。   The received digital signal 40 input to the array processing unit 406 is input to the first signal processing unit 502 that performs transmission / reception signal processing on the first terminal device 100. The received digital signal 40 is output as a combined signal 44 obtained by extracting the transmission signal of the first terminal apparatus 100 after removing or reducing an interference signal component that is an unnecessary signal component.

なお、受信デジタル信号40から合成信号44を生成する方法として、最小2乗誤差法(MMSE)による場合を例に説明する。   Note that, as a method for generating the synthesized signal 44 from the received digital signal 40, a case using the least square error method (MMSE) will be described as an example.

最小2乗誤差法は、所望のアレイ応答である参照信号とアレイ出力信号との差を最小にすることにより最適な受信ウエイト信号を得るアルゴリズムである。このアルゴリズムでは、参照信号として所望信号そのものを必要とするが、例えば、簡易型携帯電話システムにおいては、端末装置から受信する信号に含まれるプリアンブルやユニークワードらのトレーニング信号(図3)は、基地局装置200にとって既知の信号であり、この信号列を参照信号として使用することができる。   The least square error method is an algorithm for obtaining an optimum received weight signal by minimizing a difference between a reference signal which is a desired array response and an array output signal. In this algorithm, a desired signal itself is required as a reference signal. For example, in a simple mobile phone system, a preamble or a unique word training signal (FIG. 3) included in a signal received from a terminal device is a base signal. This signal is known to the station apparatus 200, and this signal sequence can be used as a reference signal.

すなわち、参照信号生成部512は、受信スロットの中で、プリアンブルやユニークワードらのトレーニング信号を受信している期間においては、図示しないメモリに予め格納した第1の端末装置100に対応するトレーニング信号を受信ウエイトベクトル計算部510へ出力し、また、受信ウエイトベクトル計算部510は、そのトレーニング信号を受信ウエイト参照信号として、受信デジタル信号40から第1の端末装置100の信号を分離抽出するような受信ウエイト信号50の算出を行う。そして、参照信号生成部512は、トレーニング期間後は合成信号44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52として出力し、受信ウエイトベクトル計算部510にて同様の演算を行う。   That is, the reference signal generation unit 512 receives a training signal corresponding to the first terminal device 100 stored in advance in a memory (not shown) during a period in which a training signal such as a preamble or a unique word is received in the reception slot. To the reception weight vector calculation unit 510, and the reception weight vector calculation unit 510 separates and extracts the signal of the first terminal device 100 from the reception digital signal 40 using the training signal as the reception weight reference signal. The reception weight signal 50 is calculated. Then, after the training period, the reference signal generation unit 512 determines the synthesized signal 44 with a predetermined threshold value, outputs the result as the reception weight reference signal 52, and the reception weight vector calculation unit 510 The same calculation is performed.

さて、第1信号処理部502では、受信デジタル信号40から第1の端末装置100における合成信号44の出力が開始されると、併せて受信応答ベクトル信号56の算出を開始する。この受信応答ベクトル信号56とは、受信した信号の受信応答特性を示す信号であり、受信デジタル信号40と受信応答参照信号54とから計算する。具体的な方法としては、例えば、前述した数1から数5により算出可能である。   Now, when the output of the synthesized signal 44 in the first terminal apparatus 100 is started from the received digital signal 40, the first signal processing unit 502 starts calculating the received response vector signal 56. The reception response vector signal 56 is a signal indicating the reception response characteristic of the received signal, and is calculated from the reception digital signal 40 and the reception response reference signal 54. As a specific method, for example, the calculation can be performed by the above-described equations 1 to 5.

そして、受信応答ベクトル信号56の算出が始まると、それを、図7にて詳述した手順により記憶部522へ選択的に格納する。なお、この動作により記憶部522に格納される2つの信号、「第1受信応答ベクトル」と「第2受信応答ベクトル」は、第1の端末装置100が備える2本のアンテナ、個々に対する受信応答特性を示し、特に「第1受信応答ベクトル」に格納された信号は、2本のアンテナのうち、最新に使用されたアンテナの受信応答特性を示す信号となる。   When the calculation of the reception response vector signal 56 starts, it is selectively stored in the storage unit 522 by the procedure detailed in FIG. Note that the two signals, “first reception response vector” and “second reception response vector” stored in the storage unit 522 by this operation, are the two antennas provided in the first terminal device 100, and the reception response to each. In particular, the signal stored in the “first reception response vector” is a signal indicating the reception response characteristic of the most recently used antenna out of the two antennas.

さて、記憶部522への受信応答ベクトル信号56の選択的な格納が開始されると、送信ウエイトベクトル計算部532は、第1の端末装置100へ送信すべき信号である分離前信号46に対しての重み付けを行うため、送信ウエイト信号60の算出を開始する。この信号の具体的な算出方法は、例えば前述の数6から数9により算出可能である。   Now, when the selective storage of the reception response vector signal 56 in the storage unit 522 is started, the transmission weight vector calculation unit 532 outputs the pre-separation signal 46 that is a signal to be transmitted to the first terminal device 100. Calculation of the transmission weight signal 60 is started. A specific calculation method of this signal can be calculated by, for example, Equation 6 to Equation 9 described above.

なお、ここで算出される送信ウエイト信号60は、基地局装置200に接続される端末装置が第1の端末装置100のみであり、SDMAによる空間多重は行っていないことから、第1の端末装置100の「第1受信応答ベクトル」に対しては、送信利得を大きくすることでビームを振り向け、一方、第1の端末装置100の「第2受信応答ベクトル」に対しては、送信利得を小さくすることでビームを抑える信号となる。   Note that the transmission weight signal 60 calculated here is the first terminal apparatus because the terminal apparatus connected to the base station apparatus 200 is only the first terminal apparatus 100 and spatial multiplexing by SDMA is not performed. For the “first reception response vector” of 100, the beam is directed by increasing the transmission gain, while for the “second reception response vector” of the first terminal apparatus 100, the transmission gain is decreased. By doing so, it becomes a signal to suppress the beam.

そして、送信ウエイト信号60が算出されると、乗算部538にて送信すべき信号である分離前信号46への重み付けを行い、各アンテナごとに分離された第1の端末装置100に対する第1端末送信デジタル信号62として出力される。   When the transmission weight signal 60 is calculated, the multiplication unit 538 weights the pre-separation signal 46 that is a signal to be transmitted, and the first terminal for the first terminal device 100 separated for each antenna. It is output as a transmission digital signal 62.

なお、出力された第1端末送信デジタル信号62は、加算器550に入力されるが、他に接続されている端末装置がないとの仮定より、送信デジタル信号42として無線部402へ出力され、DA変換や周波数変換処理、さらには増幅処理などを行って基地局アンテナ202より第1の端末装置100へ送信される。   The output first terminal transmission digital signal 62 is input to the adder 550, but is output to the radio unit 402 as the transmission digital signal 42 on the assumption that no other terminal device is connected. The signal is transmitted from the base station antenna 202 to the first terminal apparatus 100 after performing DA conversion, frequency conversion processing, and further amplification processing.

さて、基地局装置200より第1の端末装置100へ送信された指向性を伴う信号は、第1の端末装置100が備える2つの端末アンテナ102に対して、一方には指向性を強く、他方には指向性を抑えたビームを形成する。これにより、第1の端末装置100においては、最新の送信に用いたアンテナ(例えば端末アンテナ102a)には大きな電力で、一方、最新に送信用いていないアンテナ(例えば端末アンテナ102b)には、小さな電力で受信され、安定したアンテナ選択が行われる。   Now, a signal with directivity transmitted from the base station apparatus 200 to the first terminal apparatus 100 is strongly directional on one side with respect to the two terminal antennas 102 included in the first terminal apparatus 100, and the other side. A beam with reduced directivity is formed. As a result, in the first terminal apparatus 100, the antenna used for the latest transmission (for example, the terminal antenna 102a) has a large power, while the antenna not used for the latest transmission (for example, the terminal antenna 102b) has a small power. Received with power, stable antenna selection is performed.

次に、基地局装置200に接続する端末が増加し、第1の端末装置100と同じスロット、同じ周波数に、第2の端末装置104が多重接続された状態(すなわち、SDMAによる空間多重を行う状態)について説明する。   Next, the number of terminals connected to the base station apparatus 200 increases, and the second terminal apparatus 104 is multiplexed and connected to the same slot and the same frequency as the first terminal apparatus 100 (that is, spatial multiplexing by SDMA is performed) State) will be described.

さて、基地局装置200は、第2の端末装置104から接続要求があると、第1の端末装置100との接続と同様に、制御部414にて無線チャネルの割り当てをはじめとする無線プロトコルの処理を行い、「端末ID」と「スロット番号」らの情報を、受信応答ベクトル選択処理部520を介して記憶部522へ格納する。   When the base station apparatus 200 receives a connection request from the second terminal apparatus 104, the base station apparatus 200, in the same way as the connection with the first terminal apparatus 100, uses a wireless protocol such as allocation of a radio channel by the control unit 414. Processing is performed, and information such as “terminal ID” and “slot number” is stored in the storage unit 522 via the reception response vector selection processing unit 520.

そして、無線接続が開始されると、アレイ処理部406に入力された受信デジタル信号40は、第1信号処理部504に入力され、第1の端末装置100に対する送受信信号の処理が開始されるが、受信デジタル信号40には、第1の端末装置100からの信号の他、第2の端末装置104からの信号が含まれており、この信号を除去する必要がある。   When the wireless connection is started, the received digital signal 40 input to the array processing unit 406 is input to the first signal processing unit 504, and processing of transmission / reception signals for the first terminal device 100 is started. The received digital signal 40 includes a signal from the second terminal device 104 in addition to a signal from the first terminal device 100, and it is necessary to remove this signal.

この除去においても、前述の最小2乗誤差法により、第2の端末装置104からの信号を、干渉波の1つと考えることで、第1、および第2の端末装置の送信信号が重畳された信号から、第1の端末装置100の信号が抽出され、合成信号44を得ることができる。   Even in this removal, the transmission signal of the first and second terminal devices is superimposed by considering the signal from the second terminal device 104 as one of the interference waves by the aforementioned least square error method. The signal of the first terminal apparatus 100 is extracted from the signal, and the synthesized signal 44 can be obtained.

また、受信応答ベクトル計算部514による受信応答ベクトル信号56の算出においても、前述の数1〜数5により算出が可能である。   Also, in the calculation of the reception response vector signal 56 by the reception response vector calculation unit 514, the calculation can be performed by the above-described equations 1 to 5.

また、受信応答ベクトル信号56の算出が始まると、受信応答ベクトル選択処理部520は、第1の端末装置100の「第1受信応答ベクトル」と「第2受信応答ベクトル」を選定し、記憶部522へ格納する。   When calculation of the reception response vector signal 56 starts, the reception response vector selection processing unit 520 selects the “first reception response vector” and the “second reception response vector” of the first terminal device 100, and the storage unit Stored in 522.

なお、ここまでの受信ウエイト信号の算出や合成信号の生成、更には受信応答ベクトル信号の算出やその選択、格納については、第1の端末装置100に対する処理を説明してきたが、第2の端末装置104についても、第2信号処理部540において同様の処理が並行して行われる。この処理では、第1の端末装置100からの信号を干渉波の1つと考えること、および第2の端末装置104に関するトレーニング信号を用いることが相違する他は、前述した第1信号処理部502と同様の処理であり、第1、第2の端末装置からの信号が重畳した信号から第2の端末装置104の信号を合成信号70として抽出すると共に、記憶部522に第2の端末装置104における「第1受信応答ベクトル」と「第2受信応答ベクトル」を格納する。   Although the processing for the first terminal apparatus 100 has been described with respect to the calculation of the reception weight signal and the generation of the combined signal, and further the calculation, selection and storage of the reception response vector signal so far, the second terminal The same processing is performed in parallel in the second signal processing unit 540 for the device 104 as well. In this processing, except that the signal from the first terminal device 100 is considered as one of the interference waves and that the training signal related to the second terminal device 104 is used, the first signal processing unit 502 and the above-described In the same process, a signal of the second terminal device 104 is extracted as a synthesized signal 70 from a signal in which signals from the first and second terminal devices are superimposed, and is stored in the storage unit 522 in the second terminal device 104. “First reception response vector” and “second reception response vector” are stored.

さて、記憶部522への受信応答ベクトル信号の選択的な格納が開始されると、送信ウエイトベクトル計算部532は、第1の端末装置100へ送信すべき信号である分離前信号46に対しての重み付けを行うため、送信ウエイト信号60の算出を開始する。この信号の具体的な算出方法は、例えば前述の数6から数9により算出可能である。   Now, when the selective storage of the reception response vector signal in the storage unit 522 is started, the transmission weight vector calculation unit 532 outputs the pre-separation signal 46 that is a signal to be transmitted to the first terminal device 100. The calculation of the transmission weight signal 60 is started. A specific calculation method of this signal can be calculated by, for example, Equation 6 to Equation 9 described above.

なお、ここで算出される送信ウエイト信号60は、第1の端末装置100と第2の端末装置104がSDMAにより空間多重されることから、第1の端末装置100の「第1受信応答ベクトル」に対しては、送信利得を大きくしてビームを振り向け、一方、第1の端末装置100の「第2受信応答ベクトル」と第2の端末装置104の「第1受信応答ベクトル」、「第2受信応答ベクトル」に対しては送信利得を小さくしてビームを振り向けない信号となる。   Note that the transmission weight signal 60 calculated here is the “first reception response vector” of the first terminal device 100 because the first terminal device 100 and the second terminal device 104 are spatially multiplexed by SDMA. In contrast, the beam is directed with a larger transmission gain, while the “second reception response vector” of the first terminal device 100 and the “first reception response vector” and “second” of the second terminal device 104 For the “reception response vector”, the transmission gain is reduced and the beam is not directed.

そして、送信ウエイト信号60が算出されると、乗算部538にて送信すべき信号である分離前信号46への重み付けを行い、アンテナ毎に分離された第1の端末装置100に対する第1端末送信デジタル信号62として出力する。   When the transmission weight signal 60 is calculated, the multiplication unit 538 weights the pre-separation signal 46 which is a signal to be transmitted, and transmits the first terminal to the first terminal device 100 separated for each antenna. Output as a digital signal 62.

なお、出力された第1端末送信デジタル信号62は、加算器550にて第2信号処理部540より出力された第2の端末装置104に送信する第2端末送信デジタル信号78と加算され、送信デジタル信号42として無線部402にてDA変換や周波数変換処理、さらには増幅処理などを行って基地局アンテナ202より送信される。   The output first terminal transmission digital signal 62 is added by the adder 550 to the second terminal transmission digital signal 78 transmitted from the second signal processing unit 540 to the second terminal device 104 and transmitted. The digital signal 42 is transmitted from the base station antenna 202 after undergoing DA conversion, frequency conversion processing, and further amplification processing in the wireless unit 402.

本実施の形態によれば、アダプティブアレイ処理を行う基地局装置において、送受信でダイバーシチ処理を行う端末装置へ信号を無線送信するに際し、端末装置が最新の送信に用いた端末アンテナに対しては送信利得を大きくすることで指向性を持たせ、また一方で、過去に送信に用いた端末アンテナと他の端末装置の全ての端末アンテナに対しては送信利得を小さくすることで指向性を抑える旨の送信ウエイト信号を生成して無線送信を行う。   According to the present embodiment, when a base station apparatus that performs adaptive array processing wirelessly transmits a signal to a terminal apparatus that performs diversity processing by transmission and reception, the terminal apparatus transmits to the terminal antenna used for the latest transmission. To increase directivity by increasing gain, and to reduce directivity by reducing transmission gain for terminal antennas used for transmission in the past and all terminal antennas of other terminal devices The transmission weight signal is generated and wireless transmission is performed.

これにより、端末装置では、最新の送信に用いた端末アンテナでは所望の信号が大きな電力で受信される一方で、過去に送信に用いた端末アンテナでは所望波、干渉波ともが小さな電力で受信されることになり、所望波と干渉波の合成による誤ったダイバーシチ動作が抑制されて安定した通信を行うことができる。   As a result, in the terminal device, the terminal antenna used for the latest transmission receives a desired signal with high power, while the terminal antenna used for transmission in the past receives both the desired wave and the interference wave with low power. Thus, an erroneous diversity operation due to the synthesis of the desired wave and the interference wave is suppressed, and stable communication can be performed.

本実施の形態において、送信ウエイトベクトル計算部532は、端末装置毎に算出した「第1受信応答ベクトル」および「第2受信応答ベクトル」を用い、時間的に新しい「第1受信応答ベクトル」に送信利得を大きくするよう処理を行った。しかしこれに限らず、例えば、空間多重を行う場合にあっては、端末装置ごとにそれぞれ2つ記憶した受信応答ベクトル信号から、端末装置間で、最も空間相関の小さくなる受信応答ベクトル信号の組合せを選定し、その受信応答ベクトル信号に対して送信利得を大きくすることも可能である。   In the present embodiment, transmission weight vector calculation section 532 uses a “first reception response vector” and a “second reception response vector” calculated for each terminal device, and sets a new “first reception response vector” in terms of time. Processing was performed to increase the transmission gain. However, the present invention is not limited to this. For example, in the case of performing spatial multiplexing, a combination of reception response vector signals having the smallest spatial correlation between terminal devices from two reception response vector signals stored for each terminal device. And the transmission gain can be increased with respect to the received response vector signal.

以下に手順を説明する。   The procedure is described below.

図10は、相関係数を算出して送信ウエイトベクトルを生成する際の、フローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart when a correlation coefficient is calculated to generate a transmission weight vector.

受信応答ベクトル先手句処理部520により、各端末装置において「第1受信応答ベクトル」と「第2受信応答ベクトル」の選択がなされると、送信ウエイトベクトル計算部532は、第1の端末装置100の「第1受信応答ベクトル」と「第2受信応答ベクトル」、第2の端末装置104の「第1受信応答ベクトル」と「第2受信応答ベクトル」をそれぞれ記憶部522から読み出し、一時記憶レジスタ534のAからDにそれぞれ記憶する(S1000)
そして、第1の端末装置100の2つの受信応答ベクトルと、第2の端末装置104の2つの受信応答ベクトルの端末装置間のそれぞれの相関を算出し(S1002)、その大きさを比較して、最小値の組合せを選定する(S1004)。
When “first reception response vector” and “second reception response vector” are selected in each terminal device by the reception response vector prefix phrase processing unit 520, the transmission weight vector calculation unit 532 displays the first terminal device 100. “First reception response vector” and “second reception response vector”, and “second reception response vector” and “second reception response vector” of the second terminal device 104 are read from the storage unit 522, respectively, and the temporary storage register The data are stored in A to D of 534 (S1000).
Then, the respective correlations between the two reception response vectors of the first terminal device 100 and the two reception response vectors of the second terminal device 104 are calculated (S1002), and their magnitudes are compared. A combination of minimum values is selected (S1004).

その結果、例えば、一時記憶レジスタAとCの組合せで相関が最小となった場合であれば、一時記憶レジスタAに記憶された第1の端末装置100の「第1受信応答ベクトル」に対しては送信利得を大きく、また一方で、それ以外の第1の端末装置100の「第2受信応答ベクトル」、第2の端末装置104の「第1受信応答ベクトル」および「第2受信応答ベクトル」に対しては送信利得を小さくする送信ウエイト信号60を生成する(S1006)。   As a result, for example, when the correlation is minimized by the combination of the temporary storage registers A and C, the “first reception response vector” of the first terminal device 100 stored in the temporary storage register A is obtained. Increases the transmission gain, and on the other hand, the “second reception response vector” of the other first terminal device 100, the “first reception response vector” and the “second reception response vector” of the second terminal device 104. In response to this, a transmission weight signal 60 for reducing the transmission gain is generated (S1006).

本実施の形態によれば、アダプティブアレイ処理を行う基地局装置において、送受信でダイバーシチ処理を行う端末装置へ信号を無線送信するに際し、端末装置間での相関を小さくする伝送路が選択され、多重分離の安定度が向上し、安定した通信を行うことができる。   According to the present embodiment, in a base station apparatus that performs adaptive array processing, when a signal is wirelessly transmitted to a terminal apparatus that performs diversity processing by transmission and reception, a transmission path that reduces the correlation between the terminal apparatuses is selected and multiplexed. The stability of separation is improved and stable communication can be performed.

以上、本発明の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。   In the above, it demonstrated based on embodiment of this invention. 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.

本実施の形態において、端末装置や基地局装置の備えるアンテナの数、および端末装置の多重の数を具体的な数値で例示して示したが、これに限るものではない。例えば、より多く、あるいは少ない数であってもよい。つまり、端末装置の備えるアンテナ数に応じて受信応答ベクトルの管理が行えればよい。   In the present embodiment, the number of antennas included in the terminal device and the base station device and the number of multiplexing of the terminal devices are illustrated by specific numerical values. However, the present invention is not limited to this. For example, the number may be larger or smaller. That is, it is only necessary to manage the reception response vector according to the number of antennas provided in the terminal device.


本実施の形態に係る通信システムを示す。1 shows a communication system according to the present embodiment. 図1の無線チャネルの構造を示す。2 shows the structure of the radio channel of FIG. 図1のバーストフォーマットを示す。The burst format of FIG. 1 is shown. 図1の基地局装置の構造を示す。The structure of the base station apparatus of FIG. 1 is shown. 図4のアレイ処理部の構造を示す。The structure of the array processing part of FIG. 4 is shown. 図5の記憶部のデータ構造を示す。The data structure of the memory | storage part of FIG. 5 is shown. 図4の受信応答ベクトル信号の選択と記憶部への格納を示すフローチャートを示す。5 is a flowchart showing selection of a reception response vector signal in FIG. 4 and storage in a storage unit. 図4の送信ウエイトベクトルを生成する際のフローチャートを示す。5 shows a flowchart when generating the transmission weight vector of FIG. 図1の送信指向性制御の状態を模式的に表す概念図を示す。The conceptual diagram which represents typically the state of the transmission directivity control of FIG. 図4の相関係数を算出して送信ウエイトベクトルを生成する際のフローチャートを示す。6 shows a flowchart when generating a transmission weight vector by calculating the correlation coefficient of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 通信システム、100 第1の端末装置、102 端末アンテナ、104 第2の端末装置、106 端末アンテナ、200 基地局装置、300 ネットワーク、202 基地局アンテナ、402 無線部、404 無線信号処理部、406 アレイ処理部、408 復調部、410 変調部、412 回線インタフェース部、414 制御部、502 第1信号処理部、504 合成部、506 乗算部、508 加算部、510 受信ウエイトベクトル計算部、512 参照信号生成部、514 受信応答ベクトル計算部、520 受信応答ベクトル選択処理部、522 記憶部、530 分離部、532 送信ウエイトベクトル計算部、540 第2信号処理部、550 加算部、538 乗算部、40 受信デジタル信号、42 送信デジタル信号、44 合成信号、46 分離前信号、50 受信ウエイト信号、52 受信ウエイト参照信号、54 受信応答参照信号、56 受信応答ベクトル信号、58 選択後受信応答ベクトル信号、60 送信ウエイト信号、62 第1端末送信デジタル信号、70 合成信号、76 分離前信号。 10 communication system, 100 first terminal device, 102 terminal antenna, 104 second terminal device, 106 terminal antenna, 200 base station device, 300 network, 202 base station antenna, 402 radio unit, 404 radio signal processing unit, 406 Array processing unit, 408 demodulation unit, 410 modulation unit, 412 line interface unit, 414 control unit, 502 first signal processing unit, 504 synthesis unit, 506 multiplication unit, 508 addition unit, 510 reception weight vector calculation unit, 512 reference signal Generation unit, 514 reception response vector calculation unit, 520 reception response vector selection processing unit, 522 storage unit, 530 separation unit, 532 transmission weight vector calculation unit, 540 second signal processing unit, 550 addition unit, 538 multiplication unit, 40 reception Digital signal, 42 Transmit digital signal , 44 composite signal, 46 signal before separation, 50 reception weight signal, 52 reception weight reference signal, 54 reception response reference signal, 56 reception response vector signal, 58 reception response vector signal after selection, 60 transmission weight signal, 62 first terminal Transmission digital signal, 70 synthesized signal, 76 signal before separation.

Claims (11)

複数のアンテナを有した通信対象の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で受信応答係数を算出する受信応答係数算出部と、
前記受信応答係数算出部で算出した複数の受信応答係数を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶した複数の受信応答係数を反映して、前記通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出する送信応答係数算出部とを備えることを特徴とする基地局装置。
A reception response coefficient calculation unit that calculates a reception response coefficient at a predetermined interval based on a signal received from a communication target terminal device having a plurality of antennas;
A storage unit for storing a plurality of reception response coefficients calculated by the reception response coefficient calculation unit;
A base station apparatus comprising: a transmission response coefficient calculation unit that calculates a transmission response coefficient for the communication target terminal apparatus reflecting a plurality of reception response coefficients stored in the storage unit.
前記記憶部に記憶した複数の受信応答係数のうち、前記算出した受信応答係数に近い受信応答係数を前記算出した受信応答係数によって書き換える選択更新制御部を更に備えることを特徴とする請求項1記載の基地局装置。   2. The selective update control unit that rewrites a reception response coefficient close to the calculated reception response coefficient among the plurality of reception response coefficients stored in the storage unit with the calculated reception response coefficient. Base station equipment. 前記送信応答係数算出部は、前記選択更新制御部で書き換えた受信応答係数で実現されるべき方向への利得を大きく、且つ前記選択更新制御部で書き換えなかった受信応答係数で実現されるべき方向への利得を小さくするような送信応答係数を算出することを特徴とする請求項2記載の基地局装置。   The transmission response coefficient calculation unit increases the gain in the direction to be realized by the reception response coefficient rewritten by the selective update control unit, and the direction to be realized by the reception response coefficient not rewritten by the selective update control unit 3. The base station apparatus according to claim 2, wherein a transmission response coefficient that reduces a gain to the base station is calculated. 前記受信応答係数算出部は、空間多重で接続すべき他の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で当該他の端末装置に対する受信応答係数も算出し、
前記記憶部は、受信応答係数算出部で算出した前記他の端末装置に対する受信応答係数も記憶し、
前記送信応答係数算出部は、前記記憶部に記憶した他の端末装置に対する受信応答係数も反映して、前記通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の基地局装置。
The reception response coefficient calculation unit also calculates a reception response coefficient for the other terminal device at a predetermined interval based on a signal received from another terminal device to be connected by spatial multiplexing,
The storage unit also stores a reception response coefficient for the other terminal device calculated by the reception response coefficient calculation unit,
The transmission response coefficient calculating unit calculates a transmission response coefficient for the communication target terminal device by reflecting reception response coefficients for other terminal devices stored in the storage unit. Item 3. The base station apparatus according to Item 2.
前記送信応答係数算出部は、前記選択更新制御部で書き換えた受信応答係数で実現されるべき方向への利得を大きく、且つ前記選択更新制御部で書き換えなかった受信応答係数、及び他の端末装置の受信応答係数それぞれで実現されるべき方向への利得を小さくするような送信応答係数を算出することを特徴とする請求項4記載の基地局装置。   The transmission response coefficient calculation unit increases the gain in the direction to be realized by the reception response coefficient rewritten by the selective update control unit, and the reception response coefficient not rewritten by the selective update control unit, and other terminal devices 5. The base station apparatus according to claim 4, wherein a transmission response coefficient that reduces a gain in a direction to be realized by each of the reception response coefficients is calculated. 前記送信応答係数算出部は、前記記憶部に記憶された受信応答係数のうち、他の端末装置との相関が小さくなる受信応答係数を第1受信応答係数と、
前記第1受信応答係数以外の前記記憶部の受信応答係数を第2受信応答係数として選択する受信応答係数選択部と、
第1受信応答係数で実現されるべき方向への利得を大きく、且つ第2受信応答係数で実現されるべき方向への利得を小さくするような送信応答係数を算出する算出部と、
を更に含むことを特徴とする請求項4記載の基地局装置。
The transmission response coefficient calculation unit includes, as a first reception response coefficient, a reception response coefficient whose correlation with other terminal devices is reduced among reception response coefficients stored in the storage unit,
A reception response coefficient selection unit that selects a reception response coefficient of the storage unit other than the first reception response coefficient as a second reception response coefficient;
A calculation unit that calculates a transmission response coefficient that increases the gain in the direction to be realized by the first reception response coefficient and decreases the gain in the direction to be realized by the second reception response coefficient;
The base station apparatus according to claim 4, further comprising:
複数の受信用アンテナを有してダイバーシチ処理を行う端末装置に、信号を送信する基地局装置であって、
前記端末装置の受信用アンテナに対する指向性情報を記憶する指向性情報記憶部と、
前記指向性情報に基づいて、アダプティブアレイ処理を行い、前記端末装置の受信用アンテナに対する送信指向性制御を行うアダプティブアレイ処理部と、
前記アダプティブアレイ処理に基づいて、前記端末装置に信号を送信するためのアダプティブアレイアンテナ部とを備え、
前記端末装置に信号を送信する際、端末装置の受信用アンテナのうちの所望のアンテナに対する送信利得を大きくし、その他の受信用アンテナに対する送信利得を小さくすることを特徴とした基地局装置。
A base station device that transmits a signal to a terminal device that has a plurality of receiving antennas and performs diversity processing,
A directivity information storage unit that stores directivity information for the receiving antenna of the terminal device;
An adaptive array processing unit that performs adaptive array processing based on the directivity information and performs transmission directivity control on the reception antenna of the terminal device;
An adaptive array antenna unit for transmitting a signal to the terminal device based on the adaptive array processing;
A base station apparatus characterized in that, when a signal is transmitted to the terminal apparatus, a transmission gain for a desired antenna among reception antennas of the terminal apparatus is increased and a transmission gain for other reception antennas is decreased.
複数のアンテナを有した通信対象の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で受信応答係数を算出し、
当該算出した複数の受信応答係数を、前記通信対象の端末装置の有するアンテナの数以上の過去に算出した受信応答係数が記憶されたメモリに記憶し、
前記メモリに記憶した複数の受信応答係数を反映して、前記通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出することを特徴とする無線通信方法。
Calculate a reception response coefficient at a predetermined interval based on a signal received from a communication target terminal device having a plurality of antennas,
Storing the calculated plurality of reception response coefficients in a memory in which reception response coefficients calculated in the past equal to or greater than the number of antennas of the terminal device to be communicated are stored;
A wireless communication method for calculating a transmission response coefficient for the communication target terminal device, reflecting a plurality of reception response coefficients stored in the memory.
複数のアンテナを有した通信対象の端末装置と他の通信端末から受信した信号をもとに所定の間隔で、それぞれの受信応答係数を算出し、
当該算出した複数の受信応答係数を、前記通信対象の端末装置と前記他の通信端末それぞれにアンテナ数以上の過去に算出した受信応答係数が記憶されたメモリに記憶し、
前記メモリに記憶した通信対象の端末装置と他の端末装置、それぞれ複数の受信応答係数を反映して、前記通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出することを特徴とする無線通信方法。
Calculate each reception response coefficient at a predetermined interval based on signals received from a communication target terminal device having a plurality of antennas and other communication terminals,
The calculated plurality of reception response coefficients are stored in a memory in which reception response coefficients calculated in the past equal to or more than the number of antennas are stored in each of the communication target terminal device and each of the other communication terminals,
A wireless communication method characterized in that a transmission response coefficient for the communication target terminal apparatus is calculated by reflecting a plurality of reception response coefficients for each of the communication target terminal apparatus and other terminal apparatuses stored in the memory.
無線ネットワークを介して接続する、複数のアンテナを有した通信対象の端末装置から受信した信号をもとに所定の間隔で受信応答係数を算出するステップと、
前記算出した複数の受信応答係数を、前記通信対象の端末装置のアンテナ数以上の過去に算出した受信応答係数が記憶されたメモリに記憶するステップと、
前記メモリに記憶した複数の受信応答係数を反映して、前記通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出するステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Calculating a reception response coefficient at a predetermined interval based on signals received from a communication target terminal device having a plurality of antennas connected via a wireless network;
Storing the calculated plurality of reception response coefficients in a memory in which reception response coefficients calculated in the past equal to or greater than the number of antennas of the communication target terminal device are stored;
A program for causing a computer to execute a step of calculating a transmission response coefficient for the communication target terminal device by reflecting a plurality of reception response coefficients stored in the memory.
無線ネットワークを介して空間多重で接続する、複数のアンテナを有した通信対象の端末装置と他の通信端末から受信した信号をもとに所定の間隔で、それぞれの受信応答係数を算出するステップと、
前記算出した複数の受信応答係数を、前記通信対象の端末装置と前記他の通信端末それぞれにアンテナ数以上の過去に算出した受信応答係数が記憶されたメモリに記憶するステップと、
前記メモリに記憶した通信対象の端末装置と他の端末装置、それぞれ複数の受信応答係数を反映して、前記通信対象の端末装置に対する送信応答係数を算出するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
Calculating each reception response coefficient at a predetermined interval based on signals received from a communication target terminal device having a plurality of antennas and other communication terminals connected in a spatial multiplexing manner via a wireless network; ,
Storing the plurality of calculated reception response coefficients in a memory in which reception response coefficients calculated in the past equal to or more than the number of antennas are stored in each of the communication target terminal device and the other communication terminal;
A program for causing a computer to execute a step of calculating a transmission response coefficient for the communication target terminal device by reflecting a plurality of reception response coefficients for each of the communication target terminal device and other terminal devices stored in the memory .
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