JP2006237934A - チャネル割当方法およびそれを利用した基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 受信に対して空間多重を実行する場合であっても、送信に対する通信容量を増加したい。
【解決手段】 制御部２８は、端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定する。制御部２８は、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加する。また、予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえる。さらに、受信用のチャネルから切りかえられる送信用のチャネルを割り当てるべき端末装置に対して、追加用のチャネルを割り当てる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チャネル割当技術に関し、特に複数の端末装置のそれぞれにチャネルを割り当てるチャネル割当方法およびそれを利用した基地局装置に関する。

第二世代コードレス電話システムのような無線通信システムは、基地局装置と端末装置によって構成される。また、基地局装置は、複数の端末装置を接続できる。基地局装置は、複数の端末装置を接続する際に、周波数資源を有効に利用するためにＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を使用する。ＴＤＭＡでは、ひとつのフレームが複数のタイムスロット（以下、「スロット」という）に分割され、複数のスロットのそれぞれに端末装置が割り当てられることによって、基地局装置と端末装置との通信が実行される。さらに、周波数資源を有効に利用するために、ＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）も使用される。

ＳＤＭＡでは、基地局装置が、異なる方向に存在する複数の端末装置に対して、アダプティブアレイ信号処理による指向性パターンを形成することによって、同一時刻および同一周波数において複数の端末装置と通信する。また、アダプティブアレイ信号処理を実行するために、基地局装置は、複数のアンテナを備えている。基地局装置は、複数のアンテナのそれぞれに対する信号の振幅と位相を動的に調整し、アンテナ全体としての指向性パターンを動的に形成する。そのため、所望の端末装置の方向への信号の強度が高められつつ、多重している他の端末装置の方向への信号の強度が低下される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１７９９６５号公報

ＳＤＭＡに対応した基地局装置における複数のアンテナのそれぞれには、受信用のアンプが接続されている。これらの受信用アンプの増幅特性が異なっていても、それらの差異は、アダプティブアレイ信号によって調節される。また、複数のアンテナのそれぞれには、送信用のアンプも接続されている。送信用のアンプ間の増幅特性の差異、受信用のアンプと送信用のアンプとの増幅特性の差異があれば、信号を送信する際の指向性パターンが、アダプティブアレイ信号処理によって実現すべき指向性パターンと異なってくる。そのため、ＳＤＭＡされた複数の端末装置間において干渉が発生し、通信の品質が悪化する。これを防止するために、増幅特性の差異の小さい複数の送信のアンプが使用されるが、これは、一般的に、コストの増加につながる。

本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。基地局装置が信号を受信するときにアダプティブアレイ信号処理を実行し、信号を送信するときにアダプティブアレイ信号処理を実行しなければ、複数の送信のアンプが不要になる。そのため、通信の品質の悪化やコストの増加が課題とならない。なお、以上の動作は、上り回線に対して、アダプティブアレイ信号処理を実行し、下り回線に対して、アダプティブアレイ信号処理を実行しないことに相当する。しかしながら、上り回線は、ＳＤＭＡを実行できるので、通信の容量を増加できるが、下り回線は、ＳＤＭＡを実行できないので、通信の容量を増加できない。全体的にも、下り回線のために、通信容量の増加ができず、周波数資源を有効に利用できない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、受信に対して空間多重を実行する場合であっても、送信に対する通信容量を増加するチャネル割当技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、アダプティブアレイ信号処理を実行しつつ、端末装置からの信号を受信する手段と、アダプティブアレイ信号処理を実行せずに、端末装置へ信号を送信する手段とを含む通信部と、通信部と通信すべき端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルをそれぞれ割り当てる制御部とを備える。制御部は、端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定する手段と、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加する手段と、予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえる手段とを含む。

「チャネル」とは、一般的に、ふたつの無線装置の間において通信を行うために設定される無線通信路のことを示す。具体的に、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合は特定の周波数帯域を指し、ＴＤＭＡの場合は特定のタイムスロットまたはスロットを指し、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）の場合は特定の符号系列を指す。ここでは、これらのうちのいずれであってもよいものとする。

この態様によると、受信用のチャネルとして、追加用のチャネルを追加しつつ、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえるので、受信に対して空間多重を実行する場合であっても、送信に対する通信容量を増加できる。

制御部は、受信用のチャネルから切りかえられる送信用のチャネルを割り当てるべき端末装置に対して、追加用のチャネルを割り当ててもよい。この場合、ひとつの端末装置における受信用のチャネルと送信用のチャネルに対して、チャネルの切替の処理を実行するので、受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえる場合であっても、他の端末装置に与える影響を小さくできる。

制御部は、端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルを既に割り当てている場合において、端末装置に割り当てるべき送信用のチャネルを増加するとき、端末装置に割り当てている受信用のチャネルであって、かつ追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを解放しつつ、端末装置に追加用のチャネルを割り当て、かつ解放した受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、端末装置に割り当ててもよい。この場合、受信用のチャネルを解放し、かつ当該受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、端末装置に割り当てるので、送信用のチャネルに追加用のチャネルが追加されない場合であっても、送信に対する通信容量を増加できる。

制御部は、端末装置に対して、新規の受信用のチャネルと新規の送信用のチャネルを割り当てる場合において、端末装置から要求される送信用のチャネルの数が、所定の端末装置に割り当てられていない送信用のチャネルの数よりも多いときに、端末装置に追加用のチャネルを割り当て、かつ複数の受信用のチャネルのうち、所定の端末装置に割り当てられていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、切りかえた送信用のチャネルも端末装置に割り当ててもよい。この場合、受信用のチャネルを解放し、かつ当該受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、端末装置に割り当てるので、送信用のチャネルに追加用のチャネルが追加されない場合であっても、端末装置からの要求に応じたチャネルの割当を実行できる。

制御部は、複数の受信用のチャネルに対応した複数の受信用のタイムスロットと、複数の送信用のチャネルに対応した複数の送信用のタイムスロットによって、ひとつのフレームを規定しており、かつ追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のタイムスロットを送信用のタイムスロットに切りかえてもよい。この場合、タイムスロットに対して処理を実行するので、ＴＤＭＡでの送信に対する通信容量を増加できる。

本発明の別の態様は、チャネル割当方法である。この方法は、アダプティブアレイ信号処理を実行しつつ、信号を受信し、かつアダプティブアレイ信号処理を実行せずに、信号を送信する通信機能と通信すべき端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルをそれぞれ割り当てるチャネル割当方法であって、端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定し、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加し、予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえる。

本発明のさらに別の態様も、チャネル割当方法である。この方法は、アダプティブアレイ信号処理を実行しつつ、無線ネットワークを介して、端末装置からの信号を受信し、かつアダプティブアレイ信号処理を実行せずに、無線ネットワークを介して端末装置へ信号を送信することによって、端末装置と通信するステップと、通信するステップにおいて通信すべき端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルをそれぞれ割り当てるステップとを備え、割り当てるステップは、端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定しており、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加するステップと、予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえるステップと含む。

割り当てるステップは、受信用のチャネルから切りかえられる送信用のチャネルを割り当てるべき端末装置に対して、追加用のチャネルを割り当ててもよい。割り当てるステップは、端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルを既に割り当てている場合において、端末装置に割り当てるべき送信用のチャネルを増加するとき、端末装置に割り当てている受信用のチャネルであって、かつ追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを解放しつつ、端末装置に追加用のチャネルを割り当て、かつ解放した受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、端末装置に割り当ててもよい。

割り当てるステップは、端末装置に対して、新規の受信用のチャネルと新規の送信用のチャネルを割り当てる場合において、端末装置から要求される送信用のチャネルの数が、所定の端末装置に割り当てられていない送信用のチャネルの数よりも多いときに、端末装置に追加用のチャネルを割り当て、かつ複数の受信用のチャネルのうち、所定の端末装置に割り当てられていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、切りかえた送信用のチャネルも端末装置に割り当ててもよい。割り当てるステップは、複数の受信用のチャネルに対応した複数の受信用のタイムスロットと、複数の送信用のチャネルに対応した複数の送信用のタイムスロットによって、ひとつのフレームを規定しており、かつ追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のタイムスロットを送信用のタイムスロットに切りかえてもよい。

本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、アダプティブアレイ信号処理を実行しつつ、無線ネットワークを介して、端末装置からの信号を受信し、かつアダプティブアレイ信号処理を実行せずに、無線ネットワークを介して端末装置へ信号を送信することによって、端末装置と通信するステップと、通信するステップにおいて通信すべき端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルをそれぞれ割り当てるステップとを備える。割り当てるステップは、端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定しており、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加するステップと、予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえるステップとをコンピュータに実行させる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、受信に対して空間多重を実行する場合であっても、送信に対する通信容量を増加できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、複数の端末装置と通信する基地局装置に関する。基地局装置は、複数のアンテナを備えており、受信した信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。一方、基地局装置は、信号を送信する際にアダプティブアレイ信号処理を実行しない。そのため、基地局装置は、上り回線においてＳＤＭＡとＴＤＭＡを実行し、下り回線においてＴＤＭＡを実行を実行する。また、基地局装置は、以上のような多重化を実行させるため、端末装置にスロットを割り当てる。ここで、第二世代コードレス電話システムと同様に、８つのスロットによってひとつのフレームが形成されているものとする。

また、８つのスロットは、上り回線の４つのスロット（以下、これらをまとめて、あるいはそれぞれを「受信用スロット」という）と下り回線の４つのスロット（以下、これらをまとめて、あるいはそれぞれを「送信用スロット」という）を含む。さらに、４つの受信用スロットのうちの少なくともひとつが、ＳＤＭＡされると、当該受信用スロットと同一のタイミングにスロット（以下、「追加用スロット」という）が追加されている。追加用スロットは、受信用スロットと同一の機能を有する。そのため、追加用スロットが、受信用スロットと総称される場合もあるものとする。以上のような、スロットの配置によって、上り回線の通信容量は増加するが、下り回線の通信容量は増加しない。本発明では、下り回線の通信容量を増加させるために、以下のように動作する。

なお、説明の明瞭化のために、ひとつの端末装置に対する上り回線の通信速度と下り回線の通信速度は、等しいものとする。すなわち、ひとつのフレームあたり、ひとつの端末装置に割り当てるべき受信用スロットの数と、送信用スロットの数が等しいものとする。ここで、基地局装置が、所定の端末装置に割り当てるべき受信用スロットの数と送信用スロットの数を増加させる場合であって、既にすべての送信用スロットが割り当てられている場合を想定する。また、当該端末装置に既に割り当てた少なくともひとつの受信用スロットのうちのひとつが、追加用スロットと空間多重されていないとする（以下、このような受信用スロットを「解放対象スロット」という）。基地局装置は、端末装置に割り当てるべき受信用スロット数を増加させるために、追加用スロットを端末装置に割り当てる。また、基地局装置は、端末装置に対して、解放対象スロットとは別に新たな追加用スロットも割り当てる。その後、基地局装置は、解放対象スロットを解放し、これを送信用スロットに切りかえる。さらに、基地局装置は、切りかえられた送信用スロットを端末装置に割り当てる。その結果、端末装置に対する下り回線の通信容量も増加する。

図１は、本発明の実施例に係る基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第４アンテナ１２ｄ、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第４無線部２０ｄ、処理部２２と総称される第１処理部２２ａ、第２処理部２２ｂ、第４処理部２２ｄ、変復調部２４と総称される第１変復調部２４ａ、第２変復調部２４ｂ、第４変復調部２４ｄ、ＩＦ部２６、制御部２８、記憶部３０を含む。また、信号として、無線部−処理部間信号２００と総称される第１無線部−処理部間信号２００ａ、第２無線部−処理部間信号２００ｂ、第４無線部−処理部間信号２００ｄ、処理部−変復調部間信号２０２と総称される第１処理部−変復調部間信号２０２ａ、第２処理部−変復調部間信号２０２ｂ、第４処理部−変復調部間信号２０２ｄを含む。

無線部２０は、受信動作として、アンテナ１２によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。なお、前述のごとく、受信した無線周波数の信号は、図示しない端末装置から送信されている。無線部２０は、ベースバンドの信号を無線部−処理部間信号２００として処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、無線部２０には、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。

無線部２０が送信動作を実行する際に、第１無線部２０ａのみが動作する。第１無線部２０ａは、処理部２２からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、処理部２２からのベースバンドの信号を第１無線部−処理部間信号２００ａとして示す。第１無線部２０ａは、無線周波数の信号を第１アンテナ１２ａに出力する。なお、前述のごとく、無線周波数の信号は、図示しない端末装置へ送信されている。また、第１無線部２０ａには、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。以上の説明のごとく、受信動作の際に、少なくともひとつの無線部２０が動作し、送信動作の際に、ひとつの無線部２０が動作する。

処理部２２は、受信動作として、複数の処理部−変復調部間信号２０２に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を処理部−変復調部間信号２０２として出力する。前述の無線部２０の説明に対応して、処理部２２が送信動作を実行する際に、第１処理部２２ａのみが動作する。第１処理部２２ａは、第１変復調部２４ａから、第１処理部−変復調部間信号２０２ａを入力する。ここで、第１処理部２２ａは、アダプティブアレイ信号処理を実行せずに、入力した信号を第１無線部−処理部間信号２００ａとして出力する。

変復調部２４は、受信動作として、処理部２２からの処理部−変復調部間信号２０２に対して、復調を実行する。ここで、処理部−変復調部間信号２０２に対応した変調方式は、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）であるが、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等に適宜変更されてもよいものとする。すなわち、適応変調が実行されてもよいが、これに関しては、公知の技術であるので、説明を省略する。変復調部２４は、復号した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４が送信動作を実行する際に、第１変復調部２４ａのみが動作する。第１変復調部２４ａは、ＩＦ部２６から入力した信号に対して、変調を実行する。第１変復調部２４ａは、変調した信号を第１処理部−変復調部間信号２０２ａとして第１処理部２２ａに出力する。

以上の説明において、送信動作の際に、第１変復調部２４ａと第１処理部２２ａが動作する。すなわち、ひとつの変復調部２４とひとつの処理部２２が動作する。一方、受信動作の場合に動作すべき処理部２２の数と変復調部２４の数は、ＳＤＭＡされる端末装置の数に応じる。すなわち、端末装置の数は、同一のタイミングにおける受信用スロットと追加用スロットの数となる。例えば、同一のタイミングにおいて、４つの端末装置がＳＤＭＡされている場合、すなわちひとつの受信用スロットと３つの追加用スロットが使用されている場合、４つの処理部２２と４つの変復調部２４が動作する。しかしながら、ひとつの端末装置からの信号を受信している場合、すなわちひとつの受信用スロットが使用されている場合、ひとつの処理部２２とひとつの変復調部２４が動作する。なお、動作すべき処理部２２と変復調部２４に対する指示は、後述の制御部２８によってなされる。

ＩＦ部２６は、受信処理として、変復調部２４からの信号を受けつける。ＩＦ部２６は、受けつけた信号の内容に応じて、信号をネットワーク３２に出力する。また、ＩＦ部２６は、送信処理として、ネットワーク３２からデータを受けつける。さらに、ＩＦ部２６は、データを第１変復調部２４ａに出力する。

制御部２８は、図示しない端末装置に対して、受信用スロットと送信用スロットをそれぞれ割り当てる。前述のごとく、ひとつのフレームは、複数の受信用スロットと複数の送信用スロットによって形成されている。なお、フレームの構成は、前述の通りなので、説明を省略する。また、制御部２８は、ひとつの端末装置に対して、少なくともひとつの受信用スロットと少なくともひとつの送信用スロットを割り当てる。ここで、前述のごとく、ひとつの端末装置に対して割り当てるべき受信用スロットの数と送信用スロットの数は、同一であるとする。制御部２８は、以上のように規定した送信用スロットと受信用スロットに関する情報を記憶部３０に記憶する。制御部２８は、スロットの割当を実行する際に、記憶部３０を参照する。

ここで、ひとつのフレームにおける複数の送信用スロットのうち、端末装置に割り当てるべき送信用スロットが不足している場合を想定する。これは、以下のふたつの場合に対応する。ひとつ目は、複数の送信用スロットがすべて割り当てられている状況下において、通信している端末装置に割り当てた送信用スロットを増加する場合である（以下、このような端末装置を「対象装置」という）。これは、通信している端末装置の通信速度を増加させる場合に相当する。ふたつ目は、新規の端末装置（以下、このような端末装置も「対象装置」という）にスロットを割り当てる際に、端末装置に割り当てるべき送信用スロットが不足している場合である。このような場合において、制御部２８は、以下のように動作する。なお、最初は、ひとつ目の場合について説明する。

対象装置に対して、受信用スロットと送信用スロットを既に割り当てている場合において、対象装置に割り当てるべき送信用スロットを増加するとき、制御部２８は、複数の受信用スロットの中から、前述の解放対象スロットを特定する。また、制御部２８は、対象装置に対して、新たな追加用スロットを割り当てる。これは、予め規定された複数の受信用スロットの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用スロットとして使用される追加用スロットを追加することに相当する。ここで、通信速度の増加が、ひとつのスロットを増加して割り当てることに相当すれば、制御部２８は、ひとつの追加用スロットを追加する。追加する追加用スロットの数は、通信速度の増加の程度に応じて決定される。さらに、制御部２８は、解放対象スロットから追加用スロットへ、対象装置に対するスロットの割り当てを変更する。その結果、解放対象スロットには、いずれの端末装置も割り当てられていない。

制御部２８は、解放対象スロットを送信用スロットに切りかえる。以上のような動作について、制御部２８は、解放対象スロットから切りかえられる送信用スロットを割り当てるべき対象装置に対して、上り回線の追加用チャネルを割り当てるといえる。最終的に、制御部２８は、切りかえられた送信用スロットを対象装置に割り当てる。

次に、ふたつ目の場合について説明する。対象装置に対して、新規の受信用スロットと新規の送信用スロットを割り当てる場合において、対象装置から要求される送信用スロットの数が、所定の端末装置に割り当てられていない送信用スロットの数よりも多いときに、制御部２８は、端末装置に割り当てられていない受信用スロットを特定する。これは、対象装置から要求される送信用スロットの数と受信用スロットの数が、それぞれふたつである場合に、所定の端末装置に割り当てられていない送信用スロットの数と受信用スロットの数が、それぞれひとつであることに相当する。制御部２８は、対象装置に追加用スロットを割り当てる。前述の場合、ふたつの追加用スロットが割り当てられる。また、制御部２８は、複数の受信用スロットのうち、特定した受信用スロットを送信用スロットに切りかえる。最終的に、制御部２８は、切りかえられた送信用スロットを対象装置に割り当てる。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図２は、第１処理部２２ａの構成を示す。第１処理部２２ａは、合成部４２、受信ウエイトベクトル計算部５４、参照信号生成部４４、スイッチ部５２を含む。また、合成部４２は、乗算部５６と総称される第１乗算部５６ａ、第２乗算部５６ｂ、第４乗算部５６ｄ、加算部６０を含む。第１処理部２２ａ以外の処理部２２も、図２と同様の構成を有する。しかしながら、これらには、スイッチ部５２が含まれない。

乗算部５６は、受信ウエイトベクトル計算部５４からの受信ウエイトベクトルによって、無線部−処理部間信号２００を重み付けし、加算部６０は乗算部５６からの出力を加算する。また、加算された信号が、前述の処理部−変復調部間信号２０２である。

参照信号生成部４４は、トレーニング信号の期間において、予め記憶したトレーニング信号を参照信号として出力する。また、参照信号生成部４４は、トレーニング信号以外の期間において、予め規定しているしきい値によって、処理部−変復調部間信号２０２を判定し、その結果を参照信号として出力する。なお、判定は硬判定でなく、軟判定でもよい。ここで、ひとつのスロットに対応したバースト信号の先頭部分には、既知の信号が配置されているものとする。また、既知の信号をトレーニング信号という。第二世代コードレス電話システムでの「プリアンブル」が、トレーニング信号に相当する。

受信ウエイトベクトル計算部５４は、無線部−処理部間信号２００、処理部−変復調部間信号２０２、参照信号にもとづいて、受信ウエイトベクトルを導出する。受信ウエイトベクトルの導出方法は、任意のものでよく、そのひとつはＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕｅａｒｅ）アルゴリズムによる導出である。スイッチ部５２は、第１処理部−変復調部間信号２０２ａを入力し、送信すべきタイミングにおいて、第１無線部−処理部間信号２００ａを出力する。ここで、スイッチ部５２は、図示しない制御部２８からの指示にしたがって、出力したり、あるいは出力を中止したりする。そのため、第１処理部−変復調部間信号２０２ａと第１無線部−処理部間信号２００ａに含まれる内容は、同様のものとなる。

図３（ａ）−（ｄ）は、制御部２８によるスロットの割当の比較対象となるスロットの割当の概要を示す。また、図３（ａ）−（ｄ）は、「１フレーム」に割り当てられたスロットの構成を示す。図示のごとく、１フレームには、「スロット１」から「スロット８」までの８つのスロットが配置されている。それらのうち、「スロット１」から「スロット４」は、上り回線にて使用されるスロットに相当し、「スロット５」から「スロット８」は、下り回線にて使用されるスロットに相当する。すなわち、「スロット１」から「スロット４」が前述の受信用スロットに相当し、「スロット５」から「スロット８」が前述の送信用スロットに相当する。

図３（ａ）は、第二世代コードレス電話システムにおいてなされるスロットの割当を示す。「スロット１」と「スロット５」が、第１端末装置に割り当てられている。このような割当によって、第１端末装置の通信速度は、上り回線および下り回線において、３２ｋｂｐｓになる。また、「スロット３」と「スロット７」には、制御信号が割り当てられている。図３（ｂ）は、第１端末装置に対する通信速度を６４ｋｂｐｓに増加させるときのスロットの割当を示す。図３（ａ）と比較して、「スロット２」と「スロット６」も、第１端末装置に割り当てられる。すなわち、上り回線と下り回線について、ふたつずつのスロットが第１端末装置に割り当てられている。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）と同様に、第１端末装置の通信速度を６４ｋｂｐｓにさせる場合を示す。しかしながら、図３（ｃ）は図３（ｂ）と異なっており、第２端末装置や第３端末装置にもスロットが割り当てられている。そのため、第１端末装置は、上り回線と下り回線について、ふたつずつのスロットを割り当てられていない。図３（ｃ）では、第１端末装置に対する変調方式が、ＱＰＳＫから１６ＱＡＭに変更されている。すなわち、より高速な通信速度に対応した変調方式が使用されることによって、通信速度が増加されている。図３（ｄ）も、図３（ｂ）と同様に、第１端末装置の通信速度を６４ｋｂｐｓにさせる場合を示す。ここでも、「スロット１」と「スロット５」を第１端末装置に割り当てている。さらに、「スロット２」と「スロット６」において、ＳＤＭＡによって追加用スロットが追加されており、これらが第１端末装置に割り当てられている。

図４（ａ）−（ｄ）は、制御部２８によるスロットの割当の概要を示す。これは、受信用スロットと送信用スロットを既に割り当てている場合において、対象装置に割り当てるべき送信用スロットを増加するときに相当する。なお、図中の第１端末装置が対象装置に相当する。図４（ａ）は、受信用スロットや送信用スロットを増加する前、すなわち初期の状態を示す。図示のごとく、第１端末装置から第３端末装置に対して、受信用スロットや送信用スロットが、すべて割り当てられている。図４（ｂ）は、図４（ａ）に続く状態を示す。図１の制御部２８は、スロット４のタイミングに追加用スロットを追加し、当該追加用スロットに第１端末装置を割り当てる。なお、追加用スロットの追加が、第１端末装置に対する上り回線の通信速度の増加に対応する。

図４（ｃ）は、図４（ｂ）に続く状態を示す。制御部２８は、スロット２のタイミングに追加用スロットを追加し、当該追加用スロットにも第１端末装置を割り当てる。また、スロット１に割り当てていた第１端末装置を解放する。すなわち、スロット１が、前述の解放対象スロットに相当する。これは、スロット１に割り当てていた第１端末装置を追加用スロットに移動させることと等価である。さらに、制御部２８は、スロット１を上り回線から下り回線に切り替える。すなわち、受信用スロットから送信用スロットに切りかえる。その結果、送信用スロットの数がひとつ増加する。図４（ｄ）は、図３（ｃ）に続く状態を示す。制御部２８は、スロット１を第１端末装置に割り当てる。以上の処理の結果、第１端末装置での上り回線と下り回線の通信速度が増加する。

図５（ａ）−（ｄ）は、制御部２８によるスロットの別の割当の概要を示す。これは、対象装置に対して、新規の受信用スロットと新規の送信用スロットを割り当てる場合において、対象装置から要求される送信用スロットの数が、所定の端末装置に割り当てられていない送信用スロットの数よりも多いときに相当する。図５（ａ）は、受信用スロットや送信用スロットを割り当てる前、すなわち初期の状態を示す。図示のごとく、第２端末装置と第３端末装置に対して、スロット１とスロット５以外の受信用スロットや送信用スロットが割り当てられている。ここで、図示しない第１端末装置が、上り回線と下り回線においてふたつずつのスロットの割当を要求しているものとする。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に続く状態を示す。図１の制御部２８は、スロット２とスロット４のタイミングに追加用スロットをそれぞれ追加し、それらの追加用スロットに第１端末装置を割り当てる。すなわち、第１端末装置の上り回線に対して、追加用スロットが使用される。以上の結果、スロット１とスロット５は、使用されていない。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）に続く状態を示す。制御部２８は、スロット１を上り回線から下り回線に切り替える。すなわち、受信用スロットから送信用スロットに切りかえる。スロット１が、前述の解放対象スロットに相当する。その結果、送信用スロットの数がひとつ増加する。図５（ｄ）は、図５（ｃ）に続く状態を示す。制御部２８は、スロット１とスロット５を第１端末装置に割り当てる。そのため、下り回線においても、ふたつのスロットが第１端末装置に割り当てられる。

以上の構成による基地局装置１０の動作を説明する。図６は、制御部２８によるスロットの割当の手順を示すフローチャートである。制御部２８は、対象装置から、通信速度の増加を要求される（Ｓ１０）。空きスロットがなく（Ｓ１２のＮ）、かつ変調方式の変更が不可能であれば（Ｓ１４のＮ）、制御部２８は、受信用スロットから送信用スロットへの切りかえを実行する（Ｓ１６）。切替ができなければ（Ｓ１８のＮ）、制御部２８は、対象装置に対して、通信速度の増加の要求を拒否する（Ｓ２０）。一方、空きスロットがあり（Ｓ１２のＹ）、あるいは変調方式の変更が可能であり（Ｓ１４のＹ）、あるいは切替ができれば（Ｓ１８のＹ）、制御部２８は、通信速度を増加する（Ｓ２２）。さらに、制御部２８は、対象装置に対して、通信速度の増加を通知する（Ｓ２４）。ここで、端末装置への通知は、図４（ａ）等に示した制御信号によってなされてもよく、既に割り当てられていた送信用スロットでのデータによってなされてもよい。また、通知には、どのスロットが割り当てられているかの情報が含まれる。

図７は、制御部２８によるスロットの切替手順を示すフローチャートである。図７は、図６のステップ１６とステップ１８に相当する。制御部２８は、解放対象スロットを特定する（Ｓ４０）。解放対象スロットがあれば（Ｓ４２のＹ）、制御部２８は、解放対象に割り当てられていたデータを追加用スロットに割り当てる（Ｓ４４）。ここで、解放対象スロットは、対象装置に割り当てられた受信用スロットに相当する。さらに、制御部２８は、解放対象スロットを送信用スロットに切り替える（Ｓ４６）。制御部２８は、対象装置に、切りかえた送信用スロットを割り当てる（Ｓ４８）。一方、解放対象スロットがなければ（Ｓ４２のＮ）、制御部２８は、切替不可を決定する（Ｓ５０）。

図８は、制御部２８によるスロットの別の切替手順を示すフローチャートである。これは、対象装置に対して、新規の受信用スロットと新規の送信用スロットを割り当てる場合において、対象装置から要求される送信用スロットの数が、所定の端末装置に割り当てられていない送信用スロットの数よりも多いときに相当する。なお、この場合におけるスロットの割当の手順は、図６のように示される。なお、図６に示された「通信速度の増加」の部分が、「スロットの割当」に変更される。割り当てられていない受信用スロットがあれば（Ｓ７０のＹ）、制御部２８は、対象装置に追加用スロットを割り当てる（Ｓ７２）。さらに、制御部２８は、割り当てられていない受信用スロットを送信用スロットに切り替える（Ｓ７４）。制御部２８は、対象装置に、切りかえた送信用スロットも割り当てる（Ｓ７６）。一方、割り当てられていない受信用スロットがなければ（Ｓ７０のＮ）、制御部２８は、割当の拒否を決定する（Ｓ７８）。

本発明の実施例によれば、受信用スロットとして、追加用スロットを追加しつつ、追加用スロットと空間多重されていない受信用スロットを送信用スロットに切りかえるので、受信に対して空間多重を実行する場合であっても、送信に対する通信容量を増加できる。また、送信に対して空間多重を実行しないので、送信に対して空間多重を実行する場合よりも、装置の構成を簡易にできる。また、送信に対して空間多重を実行しないので、送信に対して空間多重を実行する場合よりも、装置のコストを低減できる。また、装置の構成を簡易にしても、送信に対する通信容量を増加できる。また、送信と受信に関する通信容量を増加できるので、周波数資源を有効に利用できる。

また、対象装置における受信用スロットと送信用スロットに対して、スロットの切替の処理を実行するので、受信用スロットを送信用スロットに切りかえる場合であっても、他の端末装置に与える影響を小さくできる。また、対象装置における受信用スロットを切替の対象にするので、処理を簡易にできる。また、受信用スロットを解放し、かつ当該受信用スロットを送信用スロットに切りかえてから、対象装置に割り当てるので、送信用スロットに追加用スロットが追加されない場合であっても、送信に対する通信容量を増加できる。また、受信用スロットを解放し、かつ当該受信用スロットを送信用スロットに切りかえてから、対象装置に割り当てるので、送信用スロットに追加用スロットが追加されない場合であっても、対象装置からの要求に応じたチャネルの割当を実行できる。また、ＴＤＭＡでの送信に対する通信容量を増加できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、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。

本発明の実施例において、制御部２８は、下り回線に対して、ＴＤＭＡにおけるスロットを端末装置に割り当てている。また、制御部２８は、上り回線に対して、ＴＤＭＡとＳＤＭＡにおけるスロットを端末装置に割り当てている。しかしながらこれに限らず例えば、制御部２８は、ＴＤＭＡにおけるスロットでなく、ＦＤＭＡにおける周波数帯域や、ＣＤＭＡにおける符号系列を割当の対象としてもよく、さらにこれらの組み合わせを割当の対象としてもよい。また、これらに対応するように、基地局装置１０には、例えば逆拡散機能や拡散機能が追加される。本変形例によれば、様々な通信システムに本発明を適用できる。つまり、上り回線に対して、ＳＤＭＡがなされ、下り回線に対して、ＳＤＭＡがなされていなければよい。

本発明の実施例に係る基地局装置の構成を示す図である。 図１の第１処理部の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｄ）は、図１の制御部によるスロットの割当の比較対象となるスロットの割当の概要を示す図である。 図４（ａ）−（ｄ）は、図１の制御部によるスロットの割当の概要を示す図である。 図５（ａ）−（ｄ）は、図１の制御部によるスロットの別の割当の概要を示す図である。 図１の制御部によるスロットの割当の手順を示すフローチャートである。 図１の制御部によるスロットの切替手順を示すフローチャートである。 図１の制御部によるスロットの別の切替手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 基地局装置、 １２ アンテナ、 ２０ 無線部、 ２２ 処理部、 ２４ 変復調部、 ２６ ＩＦ部、 ２８ 制御部、 ３０ 記憶部、 ４２ 合成部、 ４４ 参照信号生成部、 ５２ スイッチ部、 ５４ 受信ウエイトベクトル計算部、 ５６ 乗算部、 ６０ 加算部。

Claims (7)

1. アダプティブアレイ信号処理を実行しつつ、端末装置からの信号を受信する手段と、アダプティブアレイ信号処理を実行せずに、端末装置へ信号を送信する手段とを含む通信部と、
   前記通信部と通信すべき端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルをそれぞれ割り当てる制御部とを備え、
   前記制御部は、端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定する手段と、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加する手段と、予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえる手段とを含むことを特徴とする基地局装置。
2. 前記制御部は、受信用のチャネルから切りかえられる送信用のチャネルを割り当てるべき端末装置に対して、追加用のチャネルを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記制御部は、端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルを既に割り当てている場合において、前記端末装置に割り当てるべき送信用のチャネルを増加するとき、前記端末装置に割り当てている受信用のチャネルであって、かつ追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを解放しつつ、前記端末装置に追加用のチャネルを割り当て、かつ解放した受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、前記端末装置に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
4. 前記制御部は、端末装置に対して、新規の受信用のチャネルと新規の送信用のチャネルを割り当てる場合において、前記端末装置から要求される送信用のチャネルの数が、所定の端末装置に割り当てられていない送信用のチャネルの数よりも多いときに、前記端末装置に追加用のチャネルを割り当て、かつ複数の受信用のチャネルのうち、所定の端末装置に割り当てられていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえてから、切りかえた送信用のチャネルも前記端末装置に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
5. 前記制御部は、複数の受信用のチャネルに対応した複数の受信用のタイムスロットと、複数の送信用のチャネルに対応した複数の送信用のタイムスロットによって、ひとつのフレームを規定しており、かつ追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のタイムスロットを送信用のタイムスロットに切りかえることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基地局装置。
6. アダプティブアレイ信号処理を実行しつつ、信号を受信し、かつアダプティブアレイ信号処理を実行せずに、信号を送信する通信機能と通信すべき端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルをそれぞれ割り当てるチャネル割当方法であって、
   端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定し、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加し、予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえることを特徴とするチャネル割当方法。
7. アダプティブアレイ信号処理を実行しつつ、無線ネットワークを介して、端末装置からの信号を受信し、かつアダプティブアレイ信号処理を実行せずに、無線ネットワークを介して端末装置へ信号を送信することによって、端末装置と通信するステップと、
   前記通信するステップにおいて通信すべき端末装置に対して、受信用のチャネルと送信用のチャネルをそれぞれ割り当てるステップとを備え、
   前記割り当てるステップは、
   端末装置に割り当てるために、複数の受信用のチャネルと複数の送信用のチャネルとを予め規定しており、予め規定された複数の受信用のチャネルの少なくともひとつに対して、アダプティブアレイ信号処理による空間多重を実行することによって、受信用のチャネルとして使用される追加用のチャネルを追加するステップと、
   予め規定された複数の受信用のチャネルのうち、追加用のチャネルと空間多重されていない受信用のチャネルを送信用のチャネルに切りかえ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。

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