JP2009239534A - 空間多重スロット割当方法およびアダプティブアレイ基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】 全ての接続要求を拒否せずに確実に受け入れ、システム全体の無線リソースを考慮した無線リソース割当を行って、ユーザの利便性を向上させる空間多重スロット割当技法を提供する。
【解決手段】 基地局は、端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重に到達しているか否かを判定する最大空間多重数判定部と、端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重に到達している場合には、当該キャリア周波数を使用する複数の端末における距離に関する値を取得する取得部と、取得した距離に関する値が、所定値を超える端末におけるスロットの割当方式を、フルスロット方式からサブスロット方式に変更する制御部と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空間多重スロット割当方法およびアダプティブアレイ基地局に関する。

従来のアダプティブアレイ基地局の空間多重方式では、最大空間多重数に到達した場合には、アダプティブアレイ基地局が、端末からの新規の通信接続要求を拒否する構成になっていた。そこで、呼のレベル別に分類し、空間多重をする呼としない呼を判定し、適切なサービスグレードを提供する技術が提案されている（特許文献１を参照されたい）。
特開２００２−５８０６１号公報

しかしながら、上述した従来技術は、呼に対して適切なサービスグレードを提供することを可能にはするが、特定のキャリア周波数における空間多重数が最大に達した場合に、次に示す問題が生じる。即ち、特定のキャリア周波数における空間多重数が最大に達した場合、当該特定のキャリア周波数における空間多重スロットを割当てられた端末（端末Ａ）が、アダプティブアレイ基地局と無線通信可能なセルのセルエッジ近くにいるか、移動すると、アダプティブアレイ基地局との距離が大きくなり、アダプティブアレイ基地局が端末Ａ用に放射した送信波における電界強度の減衰量も大きくなる。そのため、端末Ａでは、受信するデータの誤り率が大きくなる等の影響が生じ、通信に最低限必要な受信品質を維持できない場合がある。この対策とし、アダプティブアレイ基地局は、端末Ａ用に放射する送信波の送信電力を増加させる。しかし、端末Ａと同じキャリア周波数である別の空間多重スロットが割り当てられた端末（端末Ｂ）が端末Ａの近くにいたとすると、端末Ａ用に放射された送信波の送信電力の増加によって干渉の影響が大きくなり、受信品質が低下する可能性がある。

この時、他の空間多重スロットに空きがある場合には、アダプティブアレイ基地局が、空いている他の空間多重スロットを端末Ｂに対して再割当することができるため、端末Ｂの干渉は回避される。しかしながら、全キャリア周波数において、空間多重数が最大に達している場合、アダプティブアレイ基地局は、端末Ｂに対して空間多重スロットの再割当を行うことができない。そのため、アダプティブアレイ基地局は、端末Ｂの受信品質を維持するため、端末Ｂ用の送信波の送信電力も増加させる。すると、今度は、端末Ｂ用に放射された送信波の送信電力を増加によって、端末Ａが干渉の影響を受けることとなり、いずれかの送信電力を増加させる度に、いずれかの受信品質が低下するだけでなく、アダプティブアレイ基地局の消費電力も増加していくことになる。

また、このような状況においては、新規の呼の接続を受け入れることは依然としてできない。図７は、従来技術によるアダプティブアレイ基地局の構成図であり、図８は、従来技術によるアダプティブアレイ基地局への接続要求の処理を示すフローチャートである。即ち、これらの図に示すとおり、従来技術では、最大空間多重数に到達した状態で新規の接続要求を受信した場合、狭帯域呼・広帯域呼に拘らず、新規の呼の接続が拒否されていた。このように従来の技術では、最大空間多重数に到達した状態で新規の接続要求を受信した場合、新規呼の接続を拒否するため、ハードウェアを改善して最大空間多重数を増加させない限り、同時接続ユーザ数を増やすことは不可能であった。また、空間多重スロットの割当は「早い者勝ち」であったため、新規の呼を接続することができず、システム全体の周波数利用効率が悪くなるケースがあった。

そこで、本発明は、最大空間多重数に達している際に、アダプティブアレイ基地局からの送信電力を増加させる必要のある、セルエッジ付近などで通信を行っている端末と同一空間多重スロットに割り当てられた他の端末に対して、当該送信電力の増加による当該他の端末への与干渉を低減させるとともに、アダプティブアレイ基地局における消費電力の増加を低減させ、さらには、新規の呼を受け入れ、ユーザの利便性を向上させる空間多重スロット割当方法およびアダプティブアレイ基地局を提供することを目的とする。

上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による空間多重スロット割当方法は、端末と通信を行うアダプティブアレイ（アンテナ）基地局の空間多重スロット割当方法において、複数の前記端末にフルスロット方式にて割当て、前記端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重数に到達している場合に、当該キャリア周波数を使用する複数の端末ごとの距離に関する値を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した距離に関する値が、所定値を超える（単数又は複数の）端末におけるスロットの割当方式を、フルスロット方式からサブスロット方式に変更する割当制御を行う制御ステップと、を含むことを特徴とする。

第１の特徴によれば、所定値を超える距離でアダプティブアレイ基地局と通信をしている端末に対するスロットの割当方式を、フルスロット方式からサブスロット方式に変更することで、当該端末の、同一空間多重スロットに割り当てられた他の端末に対する与干渉を低減することができるとともにアダプティブアレイ基地局の消費電力を低減でき、また、スロット方式の変更により、空サブスロットを設けることもできる。ここで、距離に関する値は、アダプティブアレイ基地局が、通信時に取得した、アレイアンテナＡＮＴの指向性制御を行う際に利用する情報や、端末への送信電力値に基づいて、距離に関する値を取得する。また、端末が自らの受信する受信信号における伝搬遅延時間に関する情報を取得し、通信時に当該取得した伝搬遅延時間に関する情報、または、伝搬遅延時間に基づいて算出されたアダプティブアレイ基地局との距離に関する情報をアダプティブアレイ基地局に送信してもよい。また、ＧＰＳで取得した端末の位置情報を送信してもよい。そして、アダプティブアレイ基地局は、同一キャリア周波数における空間多重スロットに割り当てられた他の端末に対して、端末との距離に起因する送信電力の増加の影響によって与干渉が生じる可能性がある否かを、基地局が取得した情報、または、基地局が端末から取得した情報に基づいて算出した、距離に関する値が所定値を超えるか否かで判断することができる。

また、第２の発明による空間多重スロット割当方法は、前記制御ステップでは、前記所定値を超える端末におけるスロットの割当方式が、フルスロット方式からサブスロット方式に変更されるとき、アップリンクにおける最大空間多重数が、ダウンリンクにおける最大空間多重数より大きい場合には、前記アップリンクにおける最大空間多重数に応じて、前記ダウンリンクにおけるサブスロット数が設定される、ことを特徴とする。

第２の特徴によれば、アップリンクにおける最大空間多重数が、ダウンリンクにおける最大空間多重数よりも大きい場合、アップリンクにおける最大空間多重数に応じて、ダウンリンクにてフルスロット方式からサブスロット方式に変更する。これにより、同一キャリア周波数における空間多重スロットを割り当てられた他の端末に対する与干渉を低減すると共に、空サブスロットを設けることもできる。

また、第３の発明による空間多重スロット割当方法は、前記制御ステップでは、前記アップリンクにおける最大空間多重数と、前記ダウンリンクにおける端末に対して割当可能なスロット数とが、同数になるように設定される、ことを特徴とする。

第３の特徴によれば、アップリンクにおける最大空間多重数と、ダウンリンクにおける最大空間多重数が異なり、かつ時分割複信方式の送受スロットにおけるスロット長が非対称である場合（例えば、基地局における、受信スロット長：送信スロット長＝１：２）、割り当てるサブスロットは、基地局における送信スロットだけで、受信スロットはフルスロットのままで良いため、サブスロット化による通信品質・通信エリアの劣化は最小限に留めることができる。

また、第４の発明による空間多重スロット割当方法は、前記制御ステップ後に、新規端末から接続要求があった場合、当該接続要求に基づいて、前記新規端末の呼が狭帯域呼であるか否か（或いは広帯域呼であるか）を判定する判定ステップと、前記新規端末の呼が狭帯域呼である場合は、当該新規端末に対してサブスロット方式にて割当制御を行う第２の制御ステップと、をさらに含む、ことを特徴とする。

第４の特徴によれば、スロット方式の変更により生じた空サブスロットに、狭帯域呼である新規の呼を割当てることで周波数利用効率を高めることができる。

また、第５の発明による空間多重スロット割当方法は、前記制御ステップ後に、新規端末から接続要求があった場合、前記接続要求をした新規端末の距離に関する値が第２の所定値を超えるか否かを判定するステップと、前記新規端末の距離に関する値が前記第２の所定値を超える場合は、当該新規端末に対してサブスロット方式にて割当制御を行う第３の制御ステップと、をさらに含む、ことを特徴とする。

第５の特徴によれば、スロット方式の変更により生じた空サブスロットに、距離に関する値が所定値を超える新規の呼を割当てることで、周波数利用効率を高めることができるだけでなく、当該新規呼の端末の移動により、他の端末に対する与干渉を低減できる。

また、第６の発明による空間多重スロット割当方法は、前記制御ステップ後に、新規端末から接続要求があった場合、当該接続要求に基づき、前記新規端末の通信品質が第３の所定値を超えるか否かを判定する判定ステップと、前記新規端末の通信品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）が前記第３の所定値を超える場合は、当該新規端末に対してサブスロット方式にて割当制御を行う第４の制御ステップと、をさらに含む、ことを特徴とする。

第６の特徴によれば、スロット方式の変更により生じた空サブスロットに、ＱｏＳの高い新規の呼を割当てることで、当該新規の呼の端末に優先的にサブスロットが割当可能となる。

上述したように本発明の解決手段を方法として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する装置（基地局）、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、本発明を装置として実現させた第７の発明によるアダプティブアレイ基地局（無線通信装置など）は、空間多重スロット方式で端末と通信を行うアダプティブアレイ基地局において、前記端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重数に到達しているか否かを判定する最大空間多重数判定部と、前記空間多重数判定部における判定の結果、前記端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重数に到達している場合には、当該キャリア周波数を使用する複数の端末における距離に関する値を取得する取得部と、前記取得部で取得した距離に関する値が、所定値を超える端末におけるスロットの割当方式を、フルスロット方式からサブスロット方式に変更する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、セルエッジ付近などで通信を行っている端末に対するスロットの割当方式を、フルスロット方式からサブスロット方式に変更することで、当該端末と同一空間多重スロットに割り当てられた他の端末に対する与干渉を低減することができるとともに、消費電力の増加を低減させ、さらには、スロット方式の変更により生じた空サブスロットに、新規の呼を割当てることができる。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。図１は、本発明の実施態様によるアダプティブアレイ基地局のブロック図である。図に示すように、アダプティブアレイ基地局１００（以下、基地局と記載する。）は、バーストを受信するバースト受信部１１０、端末との距離（距離に関する値）が所定の距離を超えるか否かを判定する距離判定部１２０、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）（狭帯域呼）であるか否かを判定するＶｏＩＰ（狭帯域呼）判定部１３０、ＱｏＳを判定するＱｏＳ判定部１４０、スロット割当を制御するスロット割当制御部１５０、最大空間多重数を管理し、最大空間多重数に到達しているか否かを判定する最大空間多重数判定部１６０、サブスロット管理部１７０、ＡＡバーストを送信するバースト送信部１８０、およびサブスロット切替制御部１９０を備える。また、アダプティブアレイ基地局１００は、複数のアンテナからなるアダプティブアレイアンテナＡＮＴをさらに備える。

次に、データの流れを示す。まず、端末側（図示せず）より基地局側に対してＲＡバースト(接続要求)、またはバーストが送信され、バースト受信部１１０において受信される。次に、距離判定部１２０において、当該端末との距離を取得する。端末との距離の取得においては、ＲＡバースト内に予め埋め込まれた、端末が自ら取得した伝搬遅延時間に関する情報OLE_LINK2を端末から取得することで、当該伝搬遅延時間に基づく距離を取得する、OLE_LINK2または、伝搬遅延時間に基づいて端末にて算出された基地局との距離に関する情報を、距離ビットから読み取る。或いは、基地局が、通信時に取得した、アレイアンテナＡＮＴの指向性制御を行う際に利用する情報や、端末への送信電力値に基づいて、距離に関する値を取得する。この距離に関する値の取得は、端末におけるＲＡバースト受信時だけでなく、基地局における端末からのバーストを受信する度に行われる。また、略同時に、ＶｏＩＰ（狭帯域呼）判定部１３０において、ＲＡバースト内に予め埋め込まれたＶｏＩＰ（狭帯域呼）ビットを読み取る。或いは、端末がレジストレーション（登録）した時に、各端末には端末識別番号ＩＤが割り振られており、このレジストレーション時に既に広帯域呼か狭帯域呼かが決定されたり、端末側から指定することもでき、その場合は、ＲＡバースト内にＶｏＩＰ（狭帯域呼）ビットを含ませる必要はなく、レジストレーション時の端末識別番号ＩＤを含ませれば、広帯域呼か狭帯域呼かを判定することが可能となる。さらに、略同時に、ＱｏＳ判定部１４０において、ＲＡバースト内に予め埋め込まれたＱｏＳ（通信品質）ビットを読み取る。次にスロット割当制御部１５０において、最大空間多重数判定部１６０及びサブスロット管理部１７０の情報を参照しながら、後で詳細に説明する空間多重スロット割当アルゴリズム（方法）を用いてスロット割当制御を行う。

次にバースト送信部１８０において割り当て結果を端末に通知する。さらに、サブスロット切替制御部１９０において、必要に応じて当該スロットに既に接続している端末に割当てたフルスロットに対して、フルスロットからサブスロットに切り替えるように制御する。ここで、「フルスロット」とは、通常のスロット構成のことである。これに対して「サブスロット」は、例えば、１組（２台）のユーザに対して、「フルスロット」をタイムシェアで２分割して使用するスロット構成のことである。タイムシェアの方法は、偶数フレームと奇数フレームを2ユーザで交互に使用する方法、スロットを前半部と後半部に分割して２ユーザで使用する方法が考えられる。

図２は、本発明の実施態様による空間多重スロット割当アルゴリズム（方法）の処理を示すフローチャートである。図に示すように、はじめにステップＳ１０では、基地局（スロット割当および空間多重化の制御を司る通信装置）が通信に利用するキャリア周波数が最大空間多重に到達済みであるか否かを判定している。最大空間多重に到達済みでない場合は、端末からのＲＡバースト（接続要求）を受信した場合（ステップＳ１１）、端末に対してＡＡバースト（フルスロット割当）を送信し（ステップＳ１２）、引き続き、通信に利用するキャリア周波数が最大空間多重に到達済みであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ１０で、キャリア周波数が最大空間多重に到達済みであると判定された場合は、当該キャリア周波数おける、フルスロット方式にて割り当てられている端末との距離を取得する（ステップＳ１３）。この距離は、基地局が、各端末に対するフルスロット割当後における通信時に取得したアレイアンテナＡＮＴの指向性制御を行う際に利用する情報から取得しても良いし、また、端末が自らの伝搬遅延時間に関する情報を端末から取得することで、当該伝搬遅延時間に基づく距離を取得する、または、当該伝搬遅延時間から端末が算出した基地局との距離を取得してもよい。そして、取得した端末との距離が、所定の距離を超えるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１4にて、最大空間多重数に到達したキャリア周波数における、距離を取得した端末のうち、全端末が、所定の距離を超えない、即ち、基地局と近距離または中距離で通信している端末であると判定された場合は、処理を終える。一方、ステップＳ１４にて、各端末から取得した端末との距離のうち、所定の距離を超える端末があると判定された場合は、当該所定の距離を超えて移動している端末が占有していたフルスロットをサブスロット化するため、フルスロットのヘッダ部の何らかのフィールドにおいて、次期フレームからサブスロット化してフルスロットを割当てられている同一スロットの前半部または後半部に切り替える旨を当該端末に伝達し、当該端末が占有していたスロットを開放する。そして、次期フレームにおいて、サブスロットを割当てる（ステップＳ１５）。

所定の距離を超える端末に対して割当てているスロットをサブスロット化し、再割当を行った後に、当該サブスロット化を行ったキャリア周波数を使用して、新規の端末からＲＡバースト（接続要求）を受信する（ステップＳ１６）。次に、処理中にいずれかの通信が終了して、フルスロットに空きがないかどうかを判定し（ステップＳ１７）、判定条件を満たさない場合（即ち、空き有り）は端末にＡＡバースト（フルスロット割当）を送信して処理を終える（ステップＳ１８）。次に、当該呼がＶｏＩＰ（狭帯域呼）であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。この判定は、当該呼を送信した端末のレジストレーション時に、端末の契約状況（狭帯域契約、広帯域契約の種別など）を通知させたり、或いは、接続要求の呼自体に、帯域指定を含ませたりして、これらの情報に基づき判定する。

ステップＳ１９にて、呼がＶｏＩＰ（狭帯域呼）でない、即ち、広帯域呼であると判定された場合は、当該呼における端末の、端末との距離を取得し、所定の距離を超えているか否かを判定する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０にて、端末との距離が所定の距離でない、即ち、近距離、または、中距離で通信していると判定された場合は、当該呼のＱｏＳ（通信品質）を取得し、所定のＱｏＳ（通信品質）を超える通信を行うものか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１にて、端末のＱｏＳ（通信品質）が所定のＱｏＳ（通信品質）を超えていないと判定された場合は、ステップＳ２２に進み、端末にＡＡバースト（接続拒否）を送信し、処理を終える。この場合は、拒否された端末は、別のキャリア周波数にシフトして再度ＲＡバースト（接続要求）を送信して接続を再試行する必要がある。一方、ステップＳ１９にて、呼がＶｏＩＰ（狭帯域呼）であると判定された場合、ステップＳ２０にて、端末との距離が所定の距離を超える端末であると判定された場合、又は、ステップＳ２１にて、呼のＱｏＳ（通信品質）が所定のＱｏＳ（通信品質）を超えると判定された場合は、端末にＡＡバースト（サブスロット割当）を送信して処理を終える（ステップＳ２３）。

図３は、本発明の別の実施態様による空間多重スロット割当アルゴリズム（方法）の処理を示すフローチャートである。本実施態様は、広帯域呼であっても接続要求を受け入れる技法を提供する。また、本実施態様は、図２の実施態様とステップＳ３０、Ｓ３１及びＳ３２以外の処理は同様であり、図２の処理との相違部分のみ説明する。図３に示すように、ステップＳ１４にて、各端末から取得した端末との距離のうち、所定の距離を超える端末があると判定された場合は、当該所定の距離を超えて移動している端末が占有していたフルスロットをサブスロット化するため、ステップＳ３０に進み、同一空間多重内に所定の距離を超えて移動し、フルスロットを占有している端末が１組（即ち、合計２個）あるか否かを判定する。ステップＳ３０で判定条件を満たさない場合は、Ｓ１５に進む。ステップＳ３０で判定条件を満たす場合（同一空間多重内に所定の距離を超え、フルスロットを占有している端末が１組ある場合）は、ペアを形成するべきそれぞれのフルスロットをサブスロットにそれぞれ切り替え対（ペア）を形成し（ステップＳ３１，Ｓ３２）、ステップＳ１６に進む。

このように、本実施態様によれば、最大空間多重数に到達した後の広帯域呼であっても拒否されずに接続要求を受け付けてもらうことが可能となる。即ち、端末にとっては、別のキャリア周波数にシフトして再度ＲＡバースト（接続要求）を送信して接続を再試行する必要が無くなるというメリットがある。また、ステップＳ１４における判定条件を満たさない場合、処理を終了するのではなく、フルスロットを割当てている呼がＶｏＩＰ（狭帯域呼）であるか否かを判定し、判定条件を満たす場合、上述した所定の距離を超える端末の呼に対して行ったサブスロット化と同様に、当該呼を、割当てているフルスロットのサブスロット化を行ってもよい。これにより、さらなる同時接続ユーザ数の増加及び周波数利用効率の向上を見込める。

図４は、本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。図４（ａ）は、フルスロット方式の本来のタイムスロット（フルスロット）を示すものであり、基地局から見て上段のＴｘが送信側のタイムスロット＃１〜＃３であり、下段のＲｘが受信側のタイムスロット＃１〜＃３であり、非対称のタイムインターバルとなっている。

図４（ｂ）は偶数フレームと奇数フレームとによって交互にスロットを割り当てることによってサブスロット化する様子を示したものである。ユーザ１には、奇数フレームであるフレームＦ１のスロット＃１がサブスロットＳＳ１１として、フレームＦ３のスロット＃１がサブスロットＳＳ１２として割り当てられる。同様に、ユーザ２には、偶数フレームであるフレームＦ２のスロット＃１がサブスロットＳＳ２１として、フレームＦ４のスロット＃１がサブスロットＳＳ２２として割り当てられる。

図４（ｃ）は１つのタイムスロットを前半部と後半部とに分割してサブスロット化する方式を示す。ユーザ３には各フレームＦ１〜Ｆ４のスロット＃１の前半部が、サブスロットＳＳ３１〜ＳＳ３４として割り当てられる。他方、ユーザ４には各フレームＦ１〜Ｆ４のスロット＃１の後半部が、サブスロットＳＳ４１〜ＳＳ４４として割り当てられる。なお、送信側のスロットに比べて帯域が半分である受信側のスロットは、フルスロットのままにしておき、いずれかのユーザのスロットを一時的に共用すれば、サブスロット化による通信品質・通信エリアの劣化が最小限に留めることができる。

図５は、本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートであり、先にフルスロットを占有していた所定の距離を超えるユーザをサブスロット化し、新規の広帯域呼のユーザにフルスロットを与えるケースを示す。図５（ａ）は、図４（ａ），と同様のフルスロット方式の本来のタイムスロット（フルスロット）を示すものである。

図５（ｂ）は、フレームＦ１の＃１において、所定の距離を超えないユーザ５（近距離呼または中距離呼）にフルスロットＦＳ５１、所定の距離を超えるユーザ６（遠距離呼）にフルスロットＦＳ６１、所定の距離を超えるユーザ７（遠距離呼）にフルスロットＦＳ７１がそれぞれ割り当てられている。ここで、同一空間多重内に所定の距離を超えて移動し、フルスロットを占有している端末（ユーザ６、ユーザ７）が１組（即ち、合計２個）ある場合を考える。基地局は、所定の距離を超えるユーザ６、ユーザ７をサブスロット化してペアにするため、フルスロットＦＳ６１、ＦＳ７１のヘッダ部の何らかのフィールドにおいて、次期フレームＦ２からサブスロット化してスロット＃１の前半部と後半部とに切り替える旨をユーザ６、７に伝達し、ユーザ７が占有していたスロットを開放する。そして、次期フレームＦ２におけるユーザ６、７には、サブスロットＳＳ６１、ＳＳ７１を割り当てる。後続フレームＦ３におけるユーザ６、７には、サブスロットＳＳ６２、ＳＳ７２を割り当てる。開放されたスロットには、新規の広帯域呼のユーザ８に対して、少なくとも次期フレームＦ２から、近距離呼または中距離呼のユーザ８にフルスロットＦＳ８１を割り当て、後続フレームＦ３にもフルスロットＦＳ８２を割り当て可能となる。このようにして、従来は、最大多重数に到達した後は拒否されていたユーザ８のようなユーザを救済して受け入れることが可能となる。他方、所定の距離を超えないユーザ５（近距離呼または中距離呼）は、フルスロットとして引続きＦＳ５２、ＦＳ５３を得る。

実施例では、サブスロット割り当てについて送信側のフレームのみを挙げて説明したが、受信用のスロットであっても同様に割り当てることができることに注意されたい。また、サブスロット化も２分割や交互にフルスロットを使う形式を実施例では挙げたが、３分割や、３回に一回だけフルスロットを使う形式であってもよい。また、サブスロット化において、複数のサブスロットに分割する際に、基地局が端末と通信を行う、アップリンクにおける最大空間多重数が、ダウンリンクにおける最大空間多重数よりも大きい場合、アップリンクにおける最大空間多重数に応じて、ダウンリンクにてフルスロット方式からサブスロット方式に変更し、アップリンクにおける最大空間多重数と、ダウンリンクにおける端末に対して割当可能なスロット数を一致させることで、割り当てるサブスロットは、基地局における送信スロットだけで、受信スロットはフルスロットのままで良いため、サブスロット化による通信品質・通信エリアの劣化は最小限に留めることができる。

図６は、空間多重スロット割当アルゴリズム（方法）の変形例の処理を示すフローチャートである。この変形例では、所定の距離を超える端末の呼の割り当てを常にサブスロット化するケースを示す。図に示すように、はじめにステップＰ１０では、基地局（スロット割当および空間多重化の制御を司る通信装置）が端末からのＲＡバースト（接続要求）を受信する。次に基地局は、端末がＲＡバーストを送信してきたときのキャリア周波数が最大空間多重に到達済みであるか否かを判定する（ステップＰ１１）。最大空間多重に到達済みである場合は、ステップＰ１２に進み、端末にＡＡバースト（接続拒否）を送信して処理を終える。ステップＰ１１にて、最大空間多重に到達済みでないと判定された場合は、ステップＰ１３に進み、当該呼が所定の距離を超える端末であるか否かを判定する。当該呼が所定の距離を超える端末でない場合は、端末にＡＡバースト（フルスロット割当）を送信して割当アルゴリズムの処理を終える（ステップＰ１４）。一方、ステップＰ１３にて当該呼が所定の距離を超える端末であると判定された場合は、ステップＰ１５に進み、サブスロットに空きが有るか（即ち、１つのスロットに割り込めるようなサブスロットの空きがあり、ペアを形成できるか）否かを判定する。ステップＰ１５の条件を満たさない場合（即ち、空きなし）は、端末にＡＡバースト（新規のフルスロットを分割してできたサブスロットを割り当てる）を送信して処理を終える（ステップＰ１６）。ステップＰ１５の条件を満たす場合（即ち、ペアの相手となるサブスロットを占有するユーザが存在する場合）は、端末にＡＡバースト（残りのサブスロットを割り当てるペアを形成させる）を送信して処理を終える（ステップＰ１７）。

上述したように、本発明によるアダプティブアレイ基地局およびその制御方法では、最大空間多重数に到達している状態において、ユーザに対する割当方法を改良することで、最大空間多重数に到達するまでは従来の通信品質を維持しつつ、最大空間多重数に到達しても、他のユーザへの送信波の送信電力の増加によって生じる干渉の低減、消費電力の低減、さらなる同時接続ユーザ数の増加、周波数利用効率の向上を見込める。特に、現行iBurst（登録商標）基地局のように、最大空間多重数が受信側と送信側で異なる場合（受信側最大空間多重数＞送信側最大空間多重数）、なおかつＴＤＤの送受スロット長が非対称である場合（受信：送信＝１：２）、VoIP（狭帯域呼）に割り当てるサブスロットは送信側だけで、受信側はフルスロットのままで良いため、サブスロット化による通信品質・通信エリアの劣化は最小限に留めることができる。また、最大空間多重数に達するまでは、従来のアルゴリズムを踏襲するため、それぞれのユーザの通信品質に影響を及ぼすことはない。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。また、各部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

本発明の実施態様によるアダプティブアレイ基地局のブロック図である。 本発明の実施態様による空間多重スロット割当アルゴリズム（方法）の処理を示すフローチャートである。 本発明の別の実施態様による空間多重スロット割当アルゴリズム（方法）の処理を示すフローチャートである。 本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。 本発明によるサブスロット方式の一例を説明するタイミングチャートである。 空間多重スロット割当アルゴリズム（方法）の変形例の処理を示すフローチャートである。 従来技術によるアダプティブアレイ基地局の構成図である。 従来技術によるアダプティブアレイ基地局への接続要求の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ アダプティブアレイ基地局
１１０ バースト受信部
１２０ 距離判定部
１３０ ＶｏＩＰ判定部
１４０ ＱｏＳ判定部
１５０ スロット割当制御部
１６０ 最大空間多重数判定部
１７０ サブスロット管理部
１８０ バースト送信部
１９０ サブスロット切替制御部
ＡＮＴ アダプティブアレイアンテナ
Ｆ１−Ｆ４ フレーム
ＦＳ５１−ＦＳ５３ フルスロット
ＦＳ６１ フルスロット
ＦＳ７１ フルスロット
ＦＳ８１、ＦＳ８２ フルスロット
ＳＳ１１、ＳＳ１２ サブスロット
ＳＳ２１、ＳＳ２２ サブスロット
ＳＳ３１−ＳＳ３４ サブスロット
ＳＳ４１−ＳＳ４４ サブスロット
ＳＳ６１、ＳＳ６２ サブスロット
ＳＳ７１、ＳＳ７２ サブスロット

Claims (7)

1. 端末と通信を行うアダプティブアレイ基地局の空間多重スロット割当方法において、
   複数の前記端末にフルスロット方式にて割当て、前記端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重数に到達している場合に、当該キャリア周波数を使用する複数の端末ごとの距離に関する値を取得する取得ステップと、
   前記取得ステップで取得した距離に関する値が、所定値を超える端末におけるスロットの割当方式を、フルスロット方式からサブスロット方式に変更する割当制御を行う制御ステップと、
   を含むことを特徴とする空間多重スロット割当方法。
2. 前記制御ステップでは、前記所定値を超える端末におけるスロットの割当方式が、フルスロット方式からサブスロット方式に変更されるとき、アップリンクにおける最大空間多重数が、ダウンリンクにおける最大空間多重数より大きい場合には、前記アップリンクにおける最大空間多重数に応じて、前記ダウンリンクにおけるサブスロット数が設定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空間多重スロット割当方法。
3. 前記制御ステップでは、前記アップリンクにおける最大空間多重数と、前記ダウンリンクにおける端末に対して割当可能なスロット数とが、同数になるように設定される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の空間多重スロット割当方法。
4. 前記制御ステップ後に、新規端末から接続要求があった場合、
   当該接続要求に基づいて、前記新規端末の呼が狭帯域呼であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記新規端末の呼が狭帯域呼である場合は、当該新規端末に対してサブスロット方式にて割当制御を行う第２の制御ステップと、をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の空間多重スロット割当方法。
5. 前記制御ステップ後に、新規端末から接続要求があった場合、
   前記接続要求をした新規端末の距離に関する値が第２の所定値を超えるか否かを判定するステップと、
   前記新規端末の距離に関する値が前記第２の所定値を超える場合は、当該新規端末に対してサブスロット方式にて割当制御を行う第３の制御ステップと、をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の空間多重スロット割当方法。
6. 前記制御ステップ後に、新規端末から接続要求があった場合、
   当該接続要求に基づき、前記新規端末の通信品質が第３の所定値を超えるか否かを判定する判定ステップと、
   前記新規端末の通信品質が前記第３の所定値を超える場合は、当該新規端末に対してサブスロット方式にて割当制御を行う第４の制御ステップと、をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の空間多重スロット割当方法。
7. 空間多重スロット方式で端末と通信を行うアダプティブアレイ基地局において、
   前記端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重数に到達しているか否かを判定する最大空間多重数判定部と、
   前記空間多重数判定部における判定の結果、前記端末が使用するキャリア周波数が最大空間多重数に到達している場合には、当該キャリア周波数を使用する複数の端末における距離に関する値を取得する取得部と、
   前記取得部で取得した距離に関する値が、所定値を超える端末におけるスロットの割当方式を、フルスロット方式からサブスロット方式に変更する制御部と、
   を備えることを特徴とするアダプティブアレイ基地局。